CN109209685A - 一种新型电控高压燃油系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种新型电控高压燃油系统，所述燃油系统包括燃油箱、电控阀、内部管路、翻转阀、外部管、控制器以及碳罐，所述电控阀设置在燃油箱的内部顶端或者电控阀设置在燃油箱的外部，所述电控阀具有多个管口，其与内部管路连接的管口与翻转阀(ROV)连通，与外部管路连接的管口与碳罐连通，所述控制器设置在燃油箱的外侧；本发明提供了一类新的阀门形式及布置方法，降低了系统的复杂度，同时通过电控的方式提升了系统的性能。

Description

一种新型电控高压燃油系统

技术领域

本发明涉及一种燃油相同，具体涉及一种新型电控高压燃油系统，属于燃油箱结构部件技术领域。

背景技术

当前为了满足越来越严格的法规，燃油系统的结构变得越来越复杂。对于混合动力车辆中的高压燃油系统，随着整个系统复杂性的上升，系统内部零件的复杂性也不断上升，以满足越来越高及新增的性能要求，因此燃油箱的结构复杂，成本较高，因此需要新的系统功能的构筑形式，降低系统的复杂性，保证系统性能的稳定。

发明内容

本发明正是针对现有技术中存在的技术问题，提供一种新型电控高压燃油系统，该技术方案设计巧妙、结构紧凑，该方案利用电控阀门的快速性和高灵敏度，快速排气控制内压，提升加油顺畅性，利用压力液位传感器与电控阀门配合准确控制加注容积、提升液位测量准确性。

为了实现上述目的，本发明的技术方案如下，一种新型电控高压燃油系统，其特征在于，所述燃油系统包括燃油箱、电控阀、内部管路、翻转阀、外部管、控制器以及碳罐，所述电控阀设置在燃油箱的内部顶端或者电控阀设置在燃油箱的外部，所述电控阀具有多个管口，其与内部管路连接的管口与翻转阀(ROV)连通，与外部管路连接的管口与碳罐连通，所述控制器设置在燃油箱的外侧。该方案中，对于油箱内部，电控阀门需要和其他阀门连通，主要是翻转阀ROV，同时电控阀门与外部管路的接口通向碳罐。电控阀的主动开合通过电磁线圈来实现，电控阀门同时还为整个系统提供过压排气和负压补气的途经。

作为本发明的一种改进，所述燃油系统还包括传感单元，所述传感单元包括液位传感器和/或气压传感器7，压力液位传感器安装于燃油箱底部平面，压力传感器安装于油箱顶部。传感单元作为信号输入端以及电控阀作为执行器通过信号线与控制器相连，此外控制器还需要与车辆总线连接，以反馈电控燃油系统的信息以及接受必要的车辆信息。燃油箱内部布置了压力式液位传感器，用以检测油箱内部液位，根据液位传感器提供的信息，以及内部气压传感器的信息，电控阀门进行开闭动作。油箱内部的燃油蒸气由翻转阀ROV进入，由油箱内部管路进入电控阀的腔体，最后又外部管路进入碳罐。

作为本发明的一种改进，所述电控阀包括腔体、阀芯、弹簧、电磁线圈组件、密封端、过压活塞以及压过弹簧，腔体是电控阀内蒸气流动的主要空间，阀芯、弹簧、电磁线圈组件、密封端、过压活塞以及过压弹簧都位于腔体内,所述弹簧的一端相对于电控阀的壳体固定，且处于压缩状态，另一端与阀芯固连，阀芯的另一侧与密封端相对固定，且过压弹簧的一端也固定在阀芯上，过压弹簧的另一端与过压活塞相连接，且处于拉伸状态。

一种新型电控高压燃油系统，所述燃油系统包括燃油箱、电控阀、内部管路、螺旋管路、外部管、控制器以及碳罐，所述电控阀设置在燃油箱的内部顶端或者电控阀设置在燃油箱的外部，所述电控阀具有多个管口，其与内部管路连接的管口与螺旋管路连通，与外部管路连接的管口与碳罐连通，所述控制器5设置在燃油箱的外侧。该技术方案可以减少车辆动态行驶时燃油进入蒸发排放管路，同时可减小燃油系统中的蒸发空间，不用考虑阀门的关闭高度和重新开启等问题。

作为本发明的一种改进，所述燃油系统还包括传感单元，所述传感单元包括液位传感器和/或气压传感器，压力液位传感器安装于燃油箱底部平面，压力传感器安装于油箱顶部。传感单元作为信号输入端以及电控阀作为执行器通过信号线与控制器5相连，此外控制器还需要与车辆总线连接，以反馈电控燃油系统1的信息以及接受必要的车辆信息。

新型电控高压燃油系统的应用方法，在车辆处于驻车或纯电行驶时，即内燃机处于非工作状态，电控阀门处于关闭状态，通过机械阀门保持油箱内部压力不超出上下限值，在内燃机工作时，电控阀门根据燃油系统其它单元的具体工作状态决定开闭，即在碳罐吸附时电控阀开启，在碳罐脱附时阀门关闭，以最大限度发挥碳罐效用，避免碳罐过载以及油箱被吸瘪。新型电控高压燃油系统的应用方法，在车辆加油时，根据车辆的加油信号电控阀开启，随着油箱液位升高排出内部蒸气，同时根据压力液位传感器和气压传感器的信号电控阀关闭，使内压升高实现跳枪。

新型电控高压燃油系统的应用方法，在车辆OBD检测时，电控阀门主动开启，实现油箱与碳罐的连通以辅助OBD检测。在车辆出现事故或翻车时，阀门保持关闭，避免燃油泄漏，同时由于电控自身属于常闭方面，在系统断电时也不会出现燃油泄漏的情况。

相对于现有技术，本发明具有如下优点，1)该技术方案整体结构设计紧凑、巧妙，该方案降提升燃油系统的性能和质量，具体如下，利用电控阀门的快速性和高灵敏度，快速排气控制内压，提升加油顺畅性；利用压力液位传感器与电控阀门配合准确控制加注容积、提升液位测量准确性；提供过压保护和负压补气的功能；可辅助OBD检测；2)该方案降低系统开发成本，省去了原有系统中的机械式阀门，降低了成本；依靠传感器信号主动控制阀门的开闭，不存在关闭高度、重新开启等问题，提升系统的匹配柔性，缩短了开发周期。

附图说明

图1是本发明的一种示例的阀门内置的高压电控燃油系统的示意图；

图2是本发明的另一种示例的高压电控燃油系统示意图；

图3是本发明的一种具有螺旋形管路的高压电控燃油系统示意图；

图4是本发明中电控阀门处于关闭状态的示意图；

图5是本发明中电控阀门处于主动开启时的示意图；

图6是本发明中系统处于过压状态时的电控阀门示意图；

图7是本发明中系统处于负压补气状态时的电控阀门示意图；

图中：1、电控燃油系统，2、燃油箱，3、电控阀，4、翻转阀，5、控制器，6、压力液位传感器，7、压力传感器，8、内部管路，9、外部管路，10、碳罐，30、腔体，31、阀芯，32、弹簧，33、电磁线圈组件，34、密封端，45、过压活塞，36、压过弹簧。

具体实施方式：

为了加深对本发明的理解，下面结合附图对本实施例做详细的说明。

实施例1：参见图1，一种新型电控高压燃油系统，在电控燃油系统1中具体只表示出了与本发明相关性较强的零部件，以便说明更加清晰，包括燃料泵、集液器、油滤等部件并未示出，所述燃油系统包括燃油箱2、电控阀3、内部管路8、翻转阀4、外部管9、控制器5以及碳罐10，所述电控阀3设置在燃油箱2的内部顶端或者电控阀设置在燃油箱的外部，所述电控阀3具有多个管口，其与内部管路8连接的管口与翻转阀(ROV)4连通，与外部管路9连接的管口与碳罐10连通，所述控制器5设置在燃油箱2的外侧。所述电控阀包括腔体30、阀芯31、弹簧32、电磁线圈组件33、密封端34、过压活塞35以及压过弹簧36，腔体30是电控阀内蒸气流动的主要空间，阀芯31、弹簧32、电磁线圈组件33、密封端34、过压活塞35以及过压弹簧36都位于腔体30内,所述弹簧32的一端相对于电控阀的壳体固定，且处于压缩状态，另一端与阀芯31固连，阀芯31的另一侧与密封端34相对固定，且过压弹簧36的一端也固定在阀芯31上，过压弹簧36的另一端与过压活塞35相连接，且处于拉伸状态。该方案中，对于油箱内部，电控阀门需要和其他阀门连通，主要是翻转阀ROV，同时电控阀门与外部管路的接口通向碳罐。电控阀的主动开合通过电磁线圈来实现，电控阀门同时还为整个系统提供过压排气和负压补气的途经。示例中示出了两个翻转阀4，实际当然根据燃油箱2的具体结构设计，可以有所增加或减少。

实施例2：参见图2，图2示出了本发明的另一种布置形式，在电控燃油系统1中电控阀3安装于燃油箱2的外部，电控阀3具有两个管口，一个管口连接内部蒸发排放的管路8，一个连接连通碳罐10的管口9。此种布置方式可避免电控阀3长时间浸于燃油蒸气环境中以及频繁与燃油接触，当然电控阀3作为执行件在功能设置上与内置相同，由电磁线圈驱动，具有过压排气和负压补气的功能，其余结构和连接方式与实施例1相同。

实施例3：参见图3，一种新型电控高压燃油系统，所述燃油系统包括燃油箱2、电控阀3、内部管路8、螺旋管路11、外部管9、控制器5以及碳罐10，所述电控阀设置在燃油箱的外部，所述电控阀3具有多个管口，其与内部管路8连接的管口与螺旋管路11连通，与外部管路9连接的管口与碳罐10连通，所述控制器5设置在燃油箱2的外侧。该技术方案可以减少车辆动态行驶时燃油进入蒸发排放管路，同时可减小燃油系统中的蒸发空间，不用考虑阀门的关闭高度和重新开启等问题。在此种结构中取消了燃油箱2内部翻转阀4的布置，在原先布置翻转阀4的地点设置有螺旋形状的管路11，如此设置除了降低配件成本外，还减小了燃油箱2内部的蒸发空间，同时减少了车辆动态行驶时的动态泄露而不影响蒸发排放通气量，相对的可减小燃油箱2内部集液器的大小。其余结构和优点与实施1相同。

实施例4：参见图1-3，作为本发明的一种改进，所述燃油系统还包括传感单元，所述传感单元包括液位传感器6和/或气压传感器7，压力液位传感器6安装于燃油箱底部平面，压力传感器7安装于油箱顶部。传感单元作为信号输入端以及电控阀3作为执行器通过信号线与控制器5相连，此外控制器5还需要与车辆总线连接，以反馈电控燃油系统1的信息以及接受必要的车辆信息。燃油箱内部布置了压力式液位传感器，用以检测油箱内部液位，根据液位传感器提供的信息，以及内部气压传感器的信息，电控阀门进行开闭动作。油箱内部的燃油蒸气由翻转阀ROV进入，由油箱内部管路进入电控阀的腔体，最后又外部管路进入碳罐。

工作原理和过程：图4示出了电控阀3关闭状态的结构示意图。在车辆驻车及内燃机处于非工作状态时，为了防止碳罐10过载，根据控制器5获取的车辆信号，使电控阀3处于关闭状态。由于电控阀3是常闭阀门，此时电磁线圈组件33不施加电压，在弹簧32的弹力作用下，阀芯31处于受压状态，而由于密封端34与阀芯固连，此时密封端34也压紧电控阀3与外部管路9连通的端口，密封流道，使得腔体30中的燃油蒸气无法由管路9进入碳罐10。密封端34与阀芯31之间具有流道开口，而密封端34自身具有通孔蒸气流道，过压弹簧36处于此流道内，过压弹簧36的下端与阀芯固连，上端与小型过压活塞35固连，过压弹簧36处于拉伸状态，拉紧过压活塞35压在密封端34的上部，封闭密封端34中心的通孔流道。

图5示出了电控阀门3主动开启时的结构示意图。在车辆处于加油状态，或者内燃机工作且碳罐10处于吸附状态时需要主动加电控阀门3开启，此时电磁线圈组件33通电，在电磁力作用下阀芯31克服弹簧32的弹力向下运动，则被密封端34压紧密封的管口开启，腔体30内的空间与管路9连通，燃油箱2内部的燃油蒸气由管路8进入腔体30，随后由管路9进入碳罐10。特别需要说明的是，在加油状态时，压力式液位传感器6实时反馈燃油箱2内部的液位信息，而气压传感器7实时反馈燃油箱2的气压信息，加油跳枪液位由控制器5中的软件设定，当燃料液位达到设定值时，控制器5根据压力式液位传感器6的信号控制电控阀3关闭，封闭燃油箱2内部的空间，随着燃料的继续注入，燃油箱2的气压持续升高，当达到上限值时便会跳枪。补加时控制器5根据气压传感器7的反馈信号控制电控阀3的开闭，在控制器5的软件中设定气压上限和下限，当燃油箱2内的压力超出上限时开启阀门降低内压避免反喷，当燃油箱2内的压力超出下限时关闭阀门防止补加过量。

图6示出了电控阀3断电而燃油箱2内压过高时的电控阀的结构及蒸汽流向示意图示意图。当燃油系统处于封闭状态时，燃油箱2的内压会随着环境变化大幅度起伏，当内压超过上限阈值时，电控阀3的腔体30中的压力与外部管路9中的压力的差值大于过压弹簧36的弹力，在压力作用下过压活塞35被顶起，腔体30与管路9连通，燃油箱2内部燃油蒸气由图6所示的流动方向经电控阀3流入外部管路9，随后进入碳罐10。随着高压蒸气的排出，系统内部压力逐渐降低，当压力差值形成的作用力低于过压弹簧36的弹力时，电控阀3的过压阀再次关闭，系统再次密封。

图7示出了电控阀3断电而燃油箱2内部处于负压状态时，电控阀3的结构及蒸汽流向示意图。此时燃油箱2内部的压力低于下限阈值，管路9中的气体压力大于腔体30中的气体压力，且压力差产生的压力作用于密封端34及过压活塞35，当作用力高于弹簧32产生的弹力时，密封端34向下移动，而密封端34与阀芯31固连，阀芯31也向下移动压缩弹簧32，如此电控阀3的管口开启，管路9与腔体30连通。此时的气体如图7所示由外部进入电控阀3，再由内部管路8进入燃油箱2内。随着外部气体进入，燃油箱2内部的压力上升，当由内外压力差形成的作用力弹簧32的弹力时，弹簧32推动阀芯上移，密封端34封闭电控阀3的上部端口。

其他情况下，电控燃油系统1会根据外部输入控制器5的信号关闭或打开阀门。其中一种情况是，当控制器5接收到OBD检测的需求信号时，如果电控阀3此时处于关闭状态，则开启电控阀3，辅助系统进行OBD检测。另外一种情况是，当车辆动态行驶时，且内燃机工作而碳罐未处于脱附状态，电控阀3开启，此时控制器5根据外部车辆倾斜角度传感器和加速端传感器通过内部软件算法，结合压力式液位传感器6提供的液位信息，判断出燃油箱2内部燃料的起伏状况是否会产生动态泄露，如果会，则控制器5关闭电控阀3。

本发明还可以将实施例子2、3、4所述技术特征中的至少一个与实施例1组合形成新的实施方式。

需要说明的是上述实施例，并非用来限定本发明的保护范围，在上述技术方案的基础上所作出的等同变换或替代均落入本发明权利要求所保护的范围。

Claims (8)

1.一种新型电控高压燃油系统，其特征在于，所述燃油系统包括燃油箱、电控阀、内部管路、翻转阀、外部管、控制器以及碳罐，所述电控阀设置在燃油箱的内部顶端或者电控阀设置在燃油箱的外部，所述电控阀具有多个管口，其与内部管路连接的管口与翻转阀连通，与外部管路连接的管口与碳罐连通，所述控制器设置在燃油箱2的外侧。

2.根据权利要求1所述的新型电控高压燃油系统，其特征在于，所述燃油系统还包括传感单元，所述传感单元包括液位传感器和/或气压传感器，压力液位传感器安装于燃油箱底部平面，压力传感器安装于油箱顶部。

3.根据权利要求1所述的新型电控高压燃油系统，其特征在于，所述电控阀包括腔体、阀芯、弹簧、电磁线圈组件、密封端、过压活塞以及压过弹簧，腔体是电控阀内蒸气流动的主要空间，阀芯、弹簧、电磁线圈组件、密封端、过压活塞以及过压弹簧都位于腔体内,所述弹簧的一端相对于电控阀的壳体固定，且处于压缩状态，另一端与阀芯固连，阀芯的另一侧与密封端相对固定，且过压弹簧的一端也固定在阀芯上，过压弹簧的另一端与过压活塞相连接，且处于拉伸状态。

4.一种新型电控高压燃油系统，其特征在于，所述燃油系统包括燃油箱、电控阀、内部管路、螺旋管路、外部管、控制器以及碳罐，所述电控阀设置在燃油箱的外部，所述电控阀具有多个管口，其与内部管路连接的管口与螺旋管路连通，与外部管路连接的管口与碳罐连通，所述控制器设置在燃油箱的外侧。

5.根据权利要求3所述的新型电控高压燃油系统，其特征在于，所述燃油系统还包括传感单元，所述传感单元包括液位传感器和/或气压传感器，压力液位传感器安装于燃油箱底部平面，压力传感器7安装于油箱顶部。

6.权利要求1-6任意一项所述新型电控高压燃油系统的应用方法，其特征在于，在车辆处于驻车或纯电行驶时，即内燃机处于非工作状态，电控阀门处于关闭状态，通过机械阀门保持油箱内部压力不超出上下限值，在内燃机工作时，电控阀门根据燃油系统其它单元的具体工作状态决定开闭，即在碳罐吸附时电控阀开启，在碳罐脱附时阀门关闭，以最大限度发挥碳罐效用，避免碳罐过载以及油箱被吸瘪。

7.权利要求1-6任意一项所述新型电控高压燃油系统的应用方法，其特征在于，在车辆加油时，根据车辆的加油信号电控阀开启，随着油箱液位升高排出内部蒸气，同时根据压力液位传感器和气压传感器的信号电控阀关闭，使内压升高实现跳枪。

8.权利要求1-6任意一项所述新型电控高压燃油系统的应用方法，其特征在于，在车辆OBD检测时，电控阀门主动开启，实现油箱与碳罐的连通以辅助OBD检测。在车辆出现事故或翻车时，阀门保持关闭，避免燃油泄漏，同时由于电控自身属于常闭方面，在系统断电时也不会出现燃油泄漏的情况。