CN111247406A - 包括温度传感器的燃料储箱 - Google Patents

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Abstract

所述燃料储箱(1)包括：‑限定所述储箱的内部容积(20)的箱壁(12)，以及‑温度传感器(4)，该温度传感器位于所述储箱的内部容积中，并至少部分地被材料(21)包覆，所述材料的热扩散率在20℃时介于2x10‑7至2x10‑5m2/s之间。

Description

包括温度传感器的燃料储箱
技术领域
本发明涉及液体储箱，例如车辆的燃料储箱。
背景技术
现有技术已知燃料储箱包括温度传感器，该温度传感器位于燃料储箱的内部体积中，以测量燃料储箱内部的温度，例如蒸汽穹顶的温度。从概念上讲，温度测量会受到噪声的影响。例如，对燃料储箱的蒸汽穹顶的温度测量可能会受到连接到温度传感器的导线的导热性的噪音影响，或者在车辆移动时受到燃料储箱内所包含的燃料的晃动的噪音影响。
发明内容
本发明的目的是提供一种改进的燃料储箱。
本发明涉及一种燃料储箱，包括：
-限定所述储箱的内部容积的箱壁，以及
-温度传感器，该温度传感器位于所述储箱的内部容积中，并至少部分地被材料包覆，所述材料的热扩散率在20℃时介于2x 10-7至2x 10-5m2/s之间。
这样的材料形成了“热物质”，其能够改善储箱内部实际温度与温度传感器传递的相关信号之间的相关性。这种材料的特性能够通过改善传感器周围温度的惯性来降低噪声。因此，传感器所测得的温度被过滤为更具代表性的值，这是因为传感器受检测到温度的瞬时升高或降低的影响较小，这些瞬时的温度变化例如是由连接到温度传感器的导线的导热性或燃料储箱内燃料的晃动的影响所致。
材料的热扩散率是众所周知的值，可由下面的公式得到：
Figure BDA0002457861210000021
其中“k”为热传导率(W.m-1.K-1)，“ρ”为密度(kg.m-3)，“Cp”为材料的比热容(J.kg-1.K-1)。
进一步地，当基于燃料储箱内部容积的温度进行检测时，本发明的燃料储箱能够提高燃料系统的泄漏检测能力。
术语“燃料储箱”是指在各种不同的环境和使用条件下能够储存燃料等液体的不可渗透的箱体。这种燃料储箱的一个例子是机动车辆配备的燃料储箱。根据本发明的燃料储箱优选由塑料制成(即其壁主要由塑料制成)。所谓"塑料"是指由至少一种合成树脂聚合物组成的任何材料。任何类型的塑料都是合适的。特别适合的是属于热塑性塑料类别的塑料。
术语“热塑性”是指任何热塑性聚合物，包括热塑性弹性体及其混合物。术语“聚合物”是指均聚物和共聚物(特别是二元和三元共聚物)。这类共聚物的例子包括(但不限于)无规则共聚物、线性嵌段共聚物、其他嵌段共聚物和移位共聚物。
优选的是，该材料的厚度介于0.1至20毫米之间。
材料的热扩散率越低，该材料能够实现有效的温度过滤作用的厚度就越小。例如，在20℃的温度下，热扩散率为2x 10-7m2/s的材料具有0.1毫米的厚度时具有有效的过滤作用。
优选地，所述的温度传感器具有热惯性，所述的材料具有热惯性，其热惯性按以下公式计算：
Figure BDA0002457861210000031
热惯性是本领域人员所熟知的值。例如，元件的热惯性可以通过以下公式得到：质量×该元件材料的比热容量(Cp)。
上述比例保证了材料的良好过滤性能。本领域的技术人员能够选择一种与温度传感器的特性相适应的材料，即材料的热惯性能够满足上述配比。
有利的是，温度传感器完全被材料所包覆。
因此，通过材料进行温度过滤更为重要，从而所测得的温度更可靠。
在一个实施例中，该材料形成至少部分地包覆温度传感器的涂层。
在这样的一个实施例中，材料的厚度优选地介于0.1到10毫米之间。该材料可以形成完全包裹温度传感器的涂层。
在另一个实施例中，该材料形成至少部分地容纳温度传感器的壳体。
在这样一个实施例中，材料的厚度优选地介于1至20毫米。该材料可以具有套筒的形式，包括能够容纳温度传感器的空腔。该材料可形成容纳所有温度传感器的外壳。
优选的，所述材料为钢。
例如，钢的热扩散率可以为1,172×10-5m2/s。
优越的是，所述材料为不锈钢。
例如，不锈钢的热扩散率可以是3,352×10-6m2/s。当然，在20℃时热扩散率介于2×10-7至2×10-5m2/s之间的任何其他材料也可以使用。
在一个实施例中，温度传感器通过支撑件附接到储箱上。
例如，支撑件可以是燕尾形接头或夹子类型的支撑件。可以在制造储箱的过程中，例如在双板吹塑(TSBM)过程中，通过焊接的方式将支撑件布置在储箱的壁上。还可以使用其他类型的支撑件。
在一个优选的实施例中，储箱还包括具有压力端口的压力传感器，温度传感器附接到压力传感器的压力端口。
在一个实施例中，温度传感器焊接在储箱上。
在一个实施例中，储箱还包括燃料输送模块，温度传感器附接到燃料输送模块上。
传感器可以直接附接到燃料输送模块上，也可以安装在连接到燃料输送模块的支架上。
优选地，所述燃料储箱还包括电线和电子板，其中，所述电线将温度传感器与电子板连接，所述电线与温度传感器相连的至少一部分被所述材料包覆。
因此，电线的导热系数的影响进一步受到限制。
优选的，所述储箱包括电线或如上所述的电线、电子板或如上所述的电子板、以及具有形成贯穿储箱壁的通孔的压力端口的压力传感器组件或如上所述的具有压力端口的压力传感器，其中，所述电线穿过压力端口将温度传感器与电子板连接。
本发明还涉及一种包括如上所述的燃料储箱的车辆。
附图说明
本发明的上述和其他特征、特点和优点将从以下结合附图的详细描述中显而易见，附图通过实施例说明了本发明的原理。下面引用的参考图是指如下附图，其中：
-图1是根据本发明的储箱的第一实施例的侧视图；
-图2是根据本发明的燃料储箱的第二实施例的一部分的侧视图；
-图3是根据本发明的储箱的第三实施例的侧视图。
本发明将针对特定的实施例并参照附图进行描述，但本发明不限于此。所描述的附图仅是示意性的，并且是非限制性的。在附图中，某些元件的尺寸可能被放大，这是因为为了说明目的而没有按比例绘制。
第一实施例(图1)
燃料储箱1包括法兰2、安装在法兰上的压力传感器组件3和温度传感器4。
在本实施例中，燃料储箱1的箱壁12由热塑性材料制成。燃料储箱1的壁12限定了燃料储箱1的内部容积20。
在图1中示出了压力传感器组件3的示意性视图，其中，该组件中的所有部件并没有全部示出。然而，本实施例的压力传感器组件3与第二实施例(参见图2)的压力传感器组件3相似。因此，第二实施例中的压力传感器组件3的部件所使用的附图标记也适用于下面对第一实施例的描述。
压力传感器组件3包括一个压力传感器5，该压力传感器5能够测量压力(或压强)。压力传感器组件3还包括电子板6，用于采集压力信号、采集温度信号，以及创建SENT报文并将该报文发送至电子控制单元(ECU)(未示出)。当然，电子板6还能够创建其他类型的报文，例如CAN或LIN报文。压力传感器组件3包括一个压力端口7。压力端口7具有空心柱的一般形式，压力端口7的内部形成穿过储箱1的箱壁12的顶部部分的通孔。压力传感器组件3还包括密封元件17，该密封元件环绕压力端口7外表面的中段的主要部分，从而确保储箱1的箱壁12上的通孔的良好密封性，而压力端口7是通过该通孔导入的。
连接到电子板6的电线8从该电子板6通过由压力端口7形成的通孔延伸到储箱1的内部20。该电线8在储箱1的内部20的其终止端上与连接件10的母部分9连接。
温度传感器4设置在储箱1的内部容积20中。温度传感器4连接到储箱箱壁12的顶部部分的内侧。温度传感器4包括电线13，该电线13在其未与温度传感器连接的一端与连接件10的公部分14连接。该温度传感器完全被材料21包覆，该材料21在20℃时的热扩散率在2x 10-7and 2x 10-5m2/s之间，厚度在0,1至20毫米之间。这样的材料21能够改善储箱1的内部容积20中的实际温度与由温度传感器4传递的相关信号之间的相关性。在本实施例中，该材料21是不锈钢。当然，具有上述定义的热扩散率和厚度值的任何其他材料21，例如1毫米的普通钢，也可适用于温度传感器4的包覆。
在本实施例中，与温度传感器4相连的电线13的一部分也被材料21包覆。当然，也可以设定该部分不被材料21包覆。
因此，连接件10由两部分组成，即连接件10的母部分9和连接件10的公部分14。
连接件10的母部分9和公部分14连接在一起，由此温度传感器4可以向电子板6发送信号。当然，也可以提供的是：与电子板6连接的电线8与连接件10的母部分9连接，与温度传感器4连接的电线13与连接件10的公部分14连接。
第二种实施例(图2)
本实施例中的储箱1的所有特征均与第一实施例相同，除了温度传感器在压力端口7附近连接到储箱1上，这使得可以使用单根电线22，而不需要连接件。
可选地，温度传感器4可以直接或间接地连接到压力端口7上。在一个特定的实施例中，温度传感器4可以连接到压力端口7的内侧。在另一个特定的实施例中，温度传感器4可以连接到压力端口7的外侧。
第三种实施例(图3)
本实施例的燃料储箱1的所有特征都与第一实施例的特征相同，除了温度传感器4不是直接附接到燃料储箱1的箱壁12上，而是附接在燃料输送模块16上。该模块位于燃料储箱内，并包括各种元件，例如泵和计量器，该计量器用于将预定量的燃料从燃料储箱向外输送到车辆发动机。
虽然本发明的原理已在上文结合具体的实施例进行了阐述，但应当理解的是，本发明的描述仅仅是通过举例的方式进行的，而不是对所附权利要求书所确定的本发明的范围进行限制。
例如，本发明的温度传感器不一定连接到压力传感器组件的电子板，也不一定穿过压力传感器组件的压力端口。
进一步地，所述温度传感器不一定是通过连接件与压力传感器组件连接，而是可以通过本领域技术人员已知的任何其他方式与之连接。
形成涂层或外壳并不是用材料包覆温度传感器的唯一方法，还有其他方法，例如，材料可以通过包覆模制、焊接(weld)、软焊(solder)、粘合或夹制在温度传感器上。本发明的温度传感器也可以通过浸没在材料中的方式进行浸渍。

Claims (15)

1.一种燃料储箱(1)，包括:
-限定所述储箱的内部容积(20)的箱壁(12)，以及
-温度传感器(4)，该温度传感器位于所述储箱的内部容积中，并至少部分地被材料(21)包覆，所述材料的热扩散率在20℃时介于2x10-7至2x 10-5m2/s之间。
2.根据权利要求1所述的燃料储箱(1)，其中，所述材料(21)的厚度介于0.1至20毫米之间。
3.根据上述权利要求中任一项所述的燃料储箱(1)，其中，所述温度传感器(4)具有热惯性，而所述材料(21)具有根据下列公式的热惯性：
Figure FDA0002457861200000011
4.根据上述权利要求中任一项所述的燃料储箱(1)，其中，所述温度传感器(4)完全被所述材料(21)包覆。
5.根据上述权利要求中任一项所述的燃料储箱(1)，其中，所述材料(21)形成至少部分地包覆所述温度传感器(4)的涂层。
6.根据权利要求1至4中任一项所述的燃料储箱(1)，其中，所述材料(21)形成至少部分地容纳所述温度传感器(4)的壳体。
7.根据上述权利要求中任一项所述的燃料储箱(1)，其中，所述材料(21)为钢。
8.根据上述权利要求中任一项所述的燃料储箱(1)，其中，所述材料(21)是不锈钢。
9.根据上述权利要求中任一项所述的燃料储箱(1)，其中，所述温度传感器(4)通过支架附接到所述储箱。
10.根据上述权利要求中任一项所述的燃料储箱(1)，其还包括具有压力端口(7)的压力传感器，其中所述温度传感器附接到所述压力传感器的压力端口(7)上。
11.根据权利要求1至5中任一项所述的燃料储箱(1)，其中，所述温度传感器焊接到所述储箱上。
12.根据权利要求1至6中任一项所述的燃料储箱(1)，其还包括燃料输送模块(16)，其中所述温度传感器(4)附接到所述燃料输送模块(16)上。
13.根据上述权利要求中任一项所述的燃料储箱(1)，其还包括电线(13)和电子板(6)，其中所述电线(13)将所述温度传感器(4)与所述电子板(6)连接，所述电线与所述温度传感器相连的至少一部分被所述材料(21)包覆。
14.根据上述权利要求中任一项所述的燃料储箱(1)，其包括电线(8，13)或权利要求13的电线、电子板(6)或权利要求13的电子板、以及具有形成贯穿所述储箱的箱壁(12)的通孔的压力端口(7)的压力传感器或权利要求10的具有压力端口(7)的压力传感器，其中，所述电线(8，13)穿过压力端口(7)将所述温度传感器(4)与所述电子板(6)连接。
15.一种车辆，其包括根据上述权利要求中任一项所述的燃料储箱(1)。
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