CN111316080A

CN111316080A - 包括压力传感器和其它传感器的储箱

Info

Publication number: CN111316080A
Application number: CN201880072848.1A
Authority: CN
Inventors: 安托万·肖锡南; 大卫·希尔
Original assignee: Nergy Automotive Systems Research SA
Current assignee: Nergy Automotive Systems Research SA
Priority date: 2017-12-20
Filing date: 2018-12-20
Publication date: 2020-06-19
Anticipated expiration: 2038-12-20
Also published as: WO2019122219A1; CN111316080B; EP3729030A1; US11001137B2; US20200376952A1; EP3729030B1

Abstract

一种燃料储箱(1)，包括：‑电子板；‑连接到电子板的第一传感器，该第一传感器是压力传感器；‑压力端口(7)，该压力端口形成穿过储箱的壁(12)的孔；‑至少一个第二传感器(4)，该第二传感器完全伸入储箱内部，以及；‑通过压力端口将第二传感器连接到电子板的连接器(10)，该连接器的第一部分(14)由至少一个第一电线(13)连接到第二传感器，该连接器的第二部分(9)由至少一个第二电线(8)连接到电子板。

Description

包括压力传感器和其它传感器的储箱

技术领域

本发明涉及用于液体的储箱，比如车辆的燃料储箱。

背景技术

为了测量车辆燃料储箱内部的温度，特别是储箱内特定位置的温度，例如蒸气穹顶(vapor dome)的温度，存在三种主要解决方案。

第一种解决方案在于配备了温度传感器的压力传感器，其中的温度传感器被加装在压力端口(pressure port)的管子内部。该解决方案具有一些缺点。例如，温度传感器的位置是由压力传感器的位置限定的，这限制了正确测量蒸气穹顶温度的可能性。确实，温度传感器的位置不能自由选择，并且不一定是对获得储箱内部特定区域的温度(比如蒸气穹顶温度)而言最准确的位置。

第二种解决方案在于安装在储箱壁内部并通过凸缘连接的这样的温度传感器。该解决方案具有一些缺点。例如，需要通过增加一些销来修改储箱的附加部分，即凸缘。这导致制造成本的增加以及用于连接至储箱的电子控制单元的额外电线的存在。

第三种解决方案在于配备本身具有穿过储箱壁的孔的这样的温度传感器。该解决方案也具有一些缺点。例如，燃料蒸气的排放增加，并且存在用于连接至储箱的电子控制单元的额外电线。

发明内容

本发明旨在提供一种改进的燃料储箱。

本发明涉及一种燃料储箱，其包括：

-电子板；

-连接到该电子板的第一传感器，该第一传感器是压力传感器；

-压力端口，该压力端口形成穿过储箱壁的孔；

-至少一个第二传感器，该第二传感器完全伸入储箱内部；以及

-通过压力端口将第二传感器连接到电子板的连接器，该连接器的第一部分由至少一个第一电线连接到第二传感器，该连接器的第二部分由至少一个第二电线连接到电子板。

连接器的存在允许将第二传感器置于燃料储箱内的任何位置，因此允许将传感器置于用于获得最准确的测量结果的最佳位置。连接器是电连接器。

由于连接器通过压力端口将第二传感器连接到电子板，因此在储箱壁中不需要额外的孔，由此降低了燃料蒸气排放的风险。

压力传感器和第二传感器都连接到能够读取这两种信号的电子板。优选地，电子板还能够调节数字信号内的这两种信号，以将其传输到电子控制单元(ECU)。数字通信协议可以是SENT、CAN或LIN。当然，也可使用其它合适的数字通信协议。由于第二传感器连接到电子板，而电子板已连接到ECU(为了发送压力传感器的信号)，因此不需要额外的电线来连接到ECU。

术语“燃料储箱”应理解为指不可渗透的储箱，其可以在各种多变的环境和使用条件下存储比如燃料的液体。这种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地由塑料制成(即，其壁主要由塑料制成)。术语“塑料”指包含至少一种合成树脂聚合物的任何材料。任何类型的塑料都可能适用。特别适用的是属于热塑性塑料类别的塑料。

术语“热塑性”应理解为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”应理解为指均聚物和共聚物(特别是二元和三元共聚物)。此类共聚物的例子是(但不限于)无规共聚物、线性嵌段共聚物、其它嵌段共聚物和接枝共聚物。

有利地，连接器的两个部分能够彼此断开连接。

例如，连接器的第一部分可具有公插端(male end)，而连接器的第二部分可具有对应的母插端(female end)。替代地，连接器的第一部分可具有母插端，而连接器的第二部分可具有对应的公插端。

优选地，压力传感器连接到压力端口。

有利地，连接器被配置用于将至少一个第三传感器连接到电子板，所述连接器由至少一个第三电线连接到第三传感器。

在该实施例中，连接器可以具有两个第一部分，一个连接到第二传感器的第二电线，一个连接到第三传感器的第三电线。

连接器的第一部分可被配置成能够与储箱中的传感器一样多的电线连接。例如，连接器可被配置成能够连接到四个、五个、六个、七个、八个、九个或十个电线，这些电线中的每个分别连接到传感器。

在一个实施例中，第二传感器和/或第三传感器经由支撑件附接到储箱。

该支撑件可以例如是燕尾榫或夹具类型的。可以在储箱的制造期间，例如在双片材吹塑模制(TSBM)过程中或通过焊接将该支撑件置于储箱的壁上。可以使用其它类型的支撑件。

在一个实施例中，第二传感器和/或第三传感器焊接到储箱。

在一个实施例中，第二传感器和/或第三传感器附接到燃料输送模块。

传感器可以直接附接到燃料输送模块，或者可以安装在附接到燃料输送模块的支撑件上。

优选地，第二传感器和/或第三传感器选自包括温度传感器、压力传感器和液位传感器的集合。

第二传感器和第三传感器可以是不同类型的传感器。第二传感器和第三传感器也可以是相同类型的传感器。例如，第二传感器可以是温度传感器，而第三传感器可以是液位传感器。

有利地，第二传感器和/或第三传感器是温度传感器，并且被定位成能够测量储箱的蒸气穹顶温度。

例如，第二传感器和/或第三传感器位于储箱壁顶部的内侧上。在一个实施例中，第二传感器和第三传感器位于储箱壁顶部的内侧的两个不同区域上。

优选地，第二传感器和/或第三传感器是涂覆有热扩散率在20℃时介于2×10^-7到2×10^-5m²/s之间的材料的温度传感器。

这种材料能够改善储箱内部的实际温度与温度传感器所传达的相关信号之间的关联性。该材料例如可以选自普通钢或不锈钢。

优选地，压力传感器、第二传感器和第三传感器中的至少两个被布置为用于发送数字化或多路复用信号。

因此，用于与ECU通信的电线的数量没有增加。

本发明还涉及一种用于制造包括第一传感器和至少一个第二传感器的塑料燃料储箱的方法，该第一传感器是压力传感器，该方法包括：

-将包括电线且连接到连接器的第一部分的第二传感器附接到燃料储箱的一部分；以及

-通过压力传感器的压力端口将连接器的第一部分连接到连接器的第二部分。

例如，连接器将第二传感器连接至电子板，以将信息发送给ECU。优选地，压力传感器也连接至能够发送数字化或多路复用信号的电子板。因此，第二传感器可以位于储箱中的任意期望位置，而不需要穿过储箱壁的额外的孔或用于与ECU通信的额外电线。

该方法可以包括附接多于一个传感器，例如两个、三个、四个或五个传感器。这些传感器中的每个都包括能够连接至连接器的电线。

有利地，该附接步骤包括将第二传感器直接附接至储箱壁的内侧。

在这种情况下，该方法可以例如包括以下步骤：

-吹塑燃料储箱；

-在储箱壁中制造凸缘孔；

-将第二传感器附接在储箱壁的内侧上；

-将压力传感器置于凸缘上；

-将连接器的第一部分连接到连接器的第二部分；以及

-将凸缘安装在凸缘孔上并锁定在储箱上。

可以例如使用支撑件(例如燕尾榫型或通过夹具的支撑件)将第二传感器附接在储箱壁的内侧上。可以例如在进行TSBM工艺时放置支撑件。可以使用将支撑件置于储箱壁上的其它方法。

可以手动地或使用机器人将第二传感器通过凸缘孔直接附接在储箱壁的内侧上。

在另一个实施例中，例如在复杂的储箱设计(其中例如无法手动地通过凸缘孔固定第二传感器)的情况下，该方法可以包括以下步骤：

-将第二传感器安装在支撑件上；

-将第二传感器及其支撑件置于双片材吹塑模芯上；

-围绕着双片材吹塑模芯吹塑储箱；

-制造凸缘孔；

-将压力传感器置于凸缘上；

-将连接器的第一部分连接到连接器的第二部分；以及

-将凸缘安装在凸缘孔上并锁定在储箱上。

如前所述，该方法可以包括附接多于一个传感器，例如两个、三个、四个或五个传感器。

优选地，该附接步骤包括将第二传感器附接到燃料输送模块。

在这种情况下，该方法可以例如包括以下步骤：

-将第二传感器附接到燃料输送模块；

-将压力传感器置于燃料输送模块的凸缘上；

-将连接器的第一部分连接到连接器的第二部分；

-吹塑燃料储箱；

-制造凸缘孔；以及

-将燃料输送模块安装在燃料储箱的凸缘孔上，并且将凸缘锁定。

第二传感器在燃料输送模块上的附接可以例如使用夹具连接(clip link)来进行。

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

通过以下结合附图的详细描述，本发明的上述和其它特征、特点和优点将变得显而易见，这些附图以示例的方式图示了本发明的原理。以下引用的附图标记参考附图，附图中：

-图1是根据本发明的燃料储箱的一部分的示意性侧视图；

-图2是根据本发明的储箱的一个实施例的示意性侧视图；

-图3是图1所示的燃料储箱与图2实施例的储箱的同一部分的示意性侧视图；

-图4和图5是根据本发明的储箱的另两个实施例的示意性侧视图；

-图6是图5的燃料储箱的燃料输送模块的立体视图；以及

-图7是图1的燃料储箱的相同部分的替代实施例的示意性侧视图。

具体实施方式

将针对特定实施例和参考某些附图来描述本发明，但是本发明不限于此。所描述的附图仅是示意性的而非限制性的。在附图中，出于示意目的，一些元件的尺寸可能被放大而未按比例绘制。

此外，说明书和权利要求书中的术语“第一”、“第二”、“第三”等用于区分相似的元素，而不一定用于在时间、空间、等级或以任何其它方式描述顺序。应当理解，如此使用的术语在适当的情况下是可互换的，并且在此描述的本发明的实施例能够以不同于在此所述或所示的其它顺序来操作。

第一实施例(图1、2和3)

燃料储箱1包括凸缘2、安装在凸缘上的压力传感器组件3和温度传感器4。当然，温度传感器4可以由其它类型的传感器代替，例如压力传感器或液位传感器。

在本实施例中，燃料储箱1的壁12由热塑性材料制成。

压力传感器组件3包括能够测量压力的压力传感器5。压力传感器组件3还包括电子板6(参见图1)，该电子板6用于压力信号获取、温度信号获取以及SENT消息的创建和经由电连接器将该消息发送给电子控制单元(ECU)(未示出)。当然，电子板6可能能够创建其它类型的消息，例如CAN或LIN消息等。压力传感器组件3包括压力端口7。压力端口7具有空心柱的整体形状，并且压力端口7的内部形成穿过储箱1的壁12的顶部的孔。压力传感器组件3还包括围绕压力端口的中间外表面的主要部分的这样的密封件17，从而确保其中引入了压力端口7的在储箱1的壁12中的孔的良好密封。

连接到电子板6的电线8通过压力端口7形成的孔从所述电子板6延伸到储箱1的内部。该电线8在其结束于储箱内部的一端连接至连接器10的母插部分9。

温度传感器4附接到储箱壁12的顶部的内侧(参见图2)。温度传感器4包括电线13，该电线13在其未连接至温度传感器的一端连接至连接器10的公插部分14。

因此，连接器10由两部分组成：连接器10的母插部分9和连接器10的公插部分14(参见图3)。

将连接器10的母插部分9和公插部分14连接在一起，使得温度传感器4可以向电子板6发送信号。当然，可以设置为连接到电子板6的电线8连接到连接器10的母插部分，而连接到温度传感器4的电线13连接到连接器10的公插部分。

除了温度传感器4，还可以存在至少一个另外的传感器。该另外的传感器可以与温度传感器具有相同或不同的类型。例如，该另外的传感器可以是液位或压力传感器。在这种情况下，该另外的传感器包括电线，该电线在其未连接至传感器的一端连接至连接器的公插部分14。连接器10的公插部分14因此能够连接到温度传感器4的电线以及该另外的传感器的电线。

制造这种储箱1的方法包括以下步骤：

-吹塑燃料储箱1；

-在储箱1的壁12中制造凸缘孔；

-使用夹具(未示出)手动地将温度传感器4通过凸缘孔附接在储箱1的壁12的内侧上；

-将压力传感器组件3置于凸缘2上；

-将连接器10的公插部分14连接到连接器10的母插部分9，其中该公插部分14连接到与温度传感器4连接的电线13，该母插部分9连接到与电子板6连接的电线8；以及

-将凸缘2安装在凸缘孔上并锁定在储箱1上。

如上所述，可以使用用于温度传感器4的其它附接装置。或者，可以使用机器人来附接温度传感器4。

第二实施例(图1和4)

该实施例的储箱1的所有特征与第一实施例的相同，除了储箱1具有复杂的设计(见图4)之外。

由于储箱设计复杂，所以无法手动地通过凸缘孔附接温度传感器4。因此，制造方法包括以下步骤：

-将温度传感器4安装在支撑件上；

-将温度传感器4及其支撑件置于双片材吹塑模芯上；

-围绕着双片材吹塑模芯吹塑储箱，以将温度传感器及其支撑件焊接在储箱的壁12的内侧上；

-制造凸缘孔；

-将压力传感器组件3置于凸缘2上；

-将凸缘2安装在凸缘孔上并锁定在储箱1上。

第三实施例(图1、5和6)

该实施例的储箱1的所有特征与第一实施例的相同，除了温度传感器4不直接附接到储箱壁，而是附接到燃料输送模块16(参见图5和6)。连接器10在图6中不可见，因为它被凸缘2遮住。但是，连接器10的位置在图5中示出。

这种储箱1的制造方法包括以下步骤：

-将温度传感器4附接到燃料输送模块16(这可以例如通过将温度传感器夹固连接到燃料输送模块来完成)；

-将压力传感器组件3置于燃料输送模块16的凸缘2上；

-将连接器10的公插部分14连接到连接器10的母插部分9，其中该公插部分14连接到与温度传感器4连接的电线13，该母插部分9连接到与电子板6连接的电线8；

-吹塑燃料储箱1；

-制造凸缘孔；以及

-将燃料输送模块16安装在储箱的凸缘孔上，并将凸缘锁定。

第四实施例(图7)

该实施例的储箱1的所有特征与第一实施例的相同，除了温度传感器4涂覆有热扩散率在20℃时介于2×10^-7到2×10^-5m²/s之间的材料17(见图7)之外。

这种材料能够改善储箱1内部的实际温度和温度传感器4所传达的相关信号之间的关联性。在当前情况下，该材料是钢。在另一个实施例中，材料可以是不锈钢。

图7是该实施例的简化视图。连接器虽未示出，但是存在并且包括第一实施例中描述的所有特征。

尽管上面已经结合具体实施例描述了本发明的原理，但是应当理解，该描述仅通过示例的方式进行，而不作为对由所附权利要求确定的本发明范围的限制。

Claims

1.一种燃料储箱(1)，包括：

-电子板(6)；

-连接到所述电子板的第一传感器(5)，所述第一传感器是压力传感器；

-压力端口(7)，所述压力端口形成穿过所述储箱的壁(12)的孔；

-至少一个第二传感器(4)，所述第二传感器完全伸入所述储箱内部；以及

-通过所述压力端口将所述第二传感器连接到所述电子板的连接器(10)，所述连接器的第一部分(14)由至少一个第一电线(13)连接到所述第二传感器，所述连接器的第二部分(9)由至少一个第二电线(8)连接到所述电子板。

2.根据权利要求1所述的燃料储箱(1)，其中，所述连接器(10)的两个部分(8、14)能够彼此断开连接。

3.根据前述权利要求中的任一项所述的燃料储箱(1)，其中，所述连接器(10)被配置为用于将至少一个第三传感器连接到所述电子板(6)，所述连接器由至少一个第三电线连接到所述第三传感器。

4.根据前述权利要求中的任一项所述的燃料储箱(1)，其中，所述第二传感器(4)和/或所述第三传感器经由支撑件附接到所述储箱。

5.根据前述权利要求中的任一项所述的燃料储箱(1)，其中，所述第二传感器(4)和/或所述第三传感器焊接至所述储箱。

6.根据前述权利要求中的任一项所述的燃料储箱(1)，其中，所述第二传感器(4)和/或所述第三传感器附接到燃料输送模块(16)。

7.根据前述权利要求中的任一项所述的燃料储箱(1)，其中，所述第二传感器(4)和/或所述第三传感器选自包括温度传感器、压力传感器和液位传感器的集合。

8.根据前述权利要求中的任一项所述的燃料储箱(1)，其中，所述第二传感器(4)和/或所述第三传感器是温度传感器，并且被定位成能够测量所述储箱的蒸气穹顶温度。

9.根据前述权利要求中的任一项所述的燃料储箱(1)，其中，所述第二传感器(4)和/或所述第三传感器是温度传感器，并且涂覆有热扩散率介于2×10^-7到2×10^-5m²/s之间的材料(17)。

10.根据前述权利要求中的任一项所述的燃料储箱，其中，所述压力传感器(5)、所述第二传感器(4)和所述第三传感器中的至少两个被布置成用于发送数字化或多路复用信号。

11.一种用于制造包括第一传感器(5)和至少一个第二传感器(4)的塑料燃料储箱(1)的方法，所述第一传感器是压力传感器(5)，所述方法包括：

-将包括电线(13)且连接到连接器(10)的第一部分(14)的所述第二传感器(4)附接到所述燃料储箱的一部分，以及

-通过所述压力传感器(5)的压力端口(7)将所述连接器的第一部分连接到所述连接器的第二部分(8)。

12.根据权利要求11所述的方法，其中，所述附接步骤包括将所述第二传感器(4)直接附接至所述储箱(1)的壁(12)的内侧。

13.根据权利要求11所述的方法，其中，所述附接步骤包括将所述第二传感器(4)附接至燃料输送模块(16)。

14.一种车辆，包括根据权利要求1至10中的任一项所述的燃料储箱(1)。