CN112140873A - 用于车辆燃料系统的开门模块 - Google Patents

Abstract

本公开提供了“用于车辆燃料系统的开门模块”。本公开涉及车辆燃料系统，其包括用于控制燃料门打开序列的开门模块。一种示例性开门模块可以包括致动器(例如，马达、电磁体、螺线管等)，所述致动器用于在燃料箱减压序列完成之后将所述燃料门自动移动到微开位置。声音消息可以在所述减压序列期间通过音频致动器传达给用户。

Description

用于车辆燃料系统的开门模块

技术领域

本公开涉及车辆燃料系统，并且更具体地涉及用于控制燃料系统的燃料门的燃料门打开序列的开门模块。

背景技术

许多机动车辆包括燃料系统。燃料系统的燃料门总成提供通向燃料入口导管的通道以给车辆加燃料。

发明内容

根据本公开的示例性方面的用于车辆的燃料系统尤其包括：燃料箱；燃料门；开门模块，其被配置为移动燃料门；以及控制系统，其被配置为当燃料箱的压力在预定义的压力范围内时命令开门模块将燃料门移动到微开位置。

在前述燃料系统的其他非限制性实施例中，音频致动器被配置为在将燃料门移动到微开位置之前广播声音消息。

在前述燃料系统中的任一个的其他非限制性实施例中，音频致动器是振动激励器或扬声器。

在前述燃料系统中的任一个的其他非限制性实施例中，控制系统被配置为命令音频致动器广播声音消息，直到压力达到预定义的压力范围。

在前述燃料系统中的任一个的其他非限制性实施例中，开门模块包括用于将燃料门移动到微开位置的马达和凸轮。

在前述燃料系统中的任一个的其他非限制性实施例中，马达包括蜗杆，所述蜗杆被配置为接合凸轮的蜗轮。

在前述燃料系统中的任一个的其他非限制性实施例中，在微开位置，凸轮推抵于燃料门或附接到燃料门的铰链臂，而在关闭位置，凸轮不推抵于燃料门或铰链臂。

在前述燃料系统中的任一个的其他非限制性实施例中，开门模块包括用于将燃料门移动到微开位置的电磁体或螺线管。

在前述燃料系统中的任一个的其他非限制性实施例中，开门模块包括开门按钮和被配置为检测燃料门的位置的传感器。

在前述燃料系统中的任一个的其他非限制性实施例中，开门模块包括聚合物包封体，所述聚合物包封体安装到燃料门总成的壳体的后表面。

根据本公开的另一个示例性方面的车辆尤其包括：车身部件；燃料门总成，其安装到车身部件并且包括燃料门；燃料箱；安装到车身部件的音频致动器；以及致动器，其被配置为使燃料门在关闭位置和微开位置之间移动。车辆的控制系统被配置为：(a)在燃料门处于关闭位置时命令音频致动器广播声音消息，以及(b)当燃料箱的压力处于预定义的压力范围内时命令致动器将燃料门移动到微开位置。

在前述车辆的其他非限制性实施例中，所述车身部件是后侧板。

在前述车辆中的任一个的其他非限制性实施例中，燃料门总成和燃料箱是非集成式加燃料罐专用系统(NIRCOS)的一部分。

在前述车辆中的任一个的其他非限制性实施例中，所述音频致动器是振动激励器或扬声器。

在前述车辆中的任一个的其他非限制性实施例中，所述致动器是马达，其被配置为接合凸轮以将燃料门移动到微开位置。

在前述车辆中的任一个的其他非限制性实施例中，所述马达包括蜗杆，所述蜗杆被配置为接合凸轮的蜗轮。

在前述车辆中的任一个的其他非限制性实施例中，所述致动器是电磁体或螺线管。

在前述车辆中的任一个的其他非限制性实施例中，控制系统响应于来自开门按钮的输入，命令音频致动器广播声音消息。

在前述车辆中的任一个的其他非限制性实施例中，传感器被配置为检测燃料门的位置。

根据本公开的另一个示例性方面的方法尤其包括：从车辆燃料门总成的开门按钮接收输入，所述输入指示燃料门打开序列的开始。所述方法还包括：在燃料门打开序列期间向位于车辆燃料门总成附近的用户广播声音消息；以及响应于燃料箱的压力达到预定义的压力范围而自动将车辆燃料门总成的燃料门移动到微开位置。

前述段落、权利要求或以下描述和附图的实施例、示例和替代方案(包括它们的各种方面或相应的单独特征中的任何一个)可以独立地或以任何组合来采用。结合一个实施例描述的特征适用于所有实施例，除非这种特征是不兼容的。

根据以下具体实施方式，本公开的各种特征和优点对于本领域技术人员将变得显而易见。附随具体实施方式的附图可以简要描述如下。

附图说明

图1示意性地示出了配备有燃料系统的车辆。

图2示出了图1的车辆的燃料系统的燃料门总成。

图3是图2的燃料门总成的分解图。

图4A和图4B示出了燃料门总成的开门模块的封装位置。

图5是图4A的开门模块的侧视剖视图。

图6是根据本公开的示例性实施例的包括开门模块的燃料门总成的各部分的高度示意性图示。

图7是描绘图5和图6的开门模块的示例性操作的截面图。

图8是穿过图7的截面8-8的横截面图并且示出了开门模块的凸轮的前视图。

图9示意性地示出了使用图5和图6的开门模块来控制燃料门的示例性车辆方法。

图10是根据本公开的另一个示例性实施例的包括开门模块的燃料门总成的各部分的高度示意性图示。

图11示意性地示出了使用图10的开门模块来控制燃料门的示例性车辆方法。

具体实施方式

本公开涉及车辆燃料系统，其包括用于控制燃料门打开序列的开门模块。一种示例性开门模块可以包括致动器(例如，马达、电磁体、螺线管等)，所述致动器用于在燃料箱减压程序列完成之后将燃料门自动移动到微开位置。声音消息可以在减压序列期间通过音频致动器传达给用户。下文更详细地描述了本公开的这些和其他特征。

图1和图2示意性地示出了车辆10。车辆10可以是轿车、卡车、货车、运动型多用途车或任何其他类型的车辆。车辆10也可以是常规的内燃发动机驱动的车辆、牵引电池驱动的混合动力电动车辆(HEV)、插电式混合动力电动车辆(PHEV)等。

尽管在本公开的附图中示出了特定部件关系，但这些图示并不意图限制本公开。车辆10的各种部件的布局和取向被示意性地示出并且可以在本公开的范围内变化。此外，伴随本公开的各种附图不一定按比例绘制，并且一些特征可能被放大或最小化以示出特定部件的某些细节。

车辆10包括燃料系统12。除了各种其他部件之外，燃料系统12还可以包括燃料门总成14，所述燃料门总成14包括燃料门16、燃料入口导管18和燃料箱20。燃料入口导管18包括进口22。燃料入口导管18可以从进口22延伸到燃料箱20。

燃料门16在图2中示出为处于打开位置。当燃料门16旋转到关闭位置时，燃料门16与车身部件(例如，诸如车辆10的后侧板24)基本上齐平。

燃料门总成14可以包括壳体26，所述壳体26周向包围燃料入口导管18的进口22。壳体26可以从燃料入口导管18延伸到后侧板24，以覆盖燃料入口导管18和车身之间的间隙。

燃料门总成14还可以包括铰链总成28(图3中最佳示出)，所述铰链总成28具有铰链臂30和接收在壳体26的枢轴销34上方的铰链弹簧32。铰链总成28可以连接到燃料门16和壳体26两者，以控制燃料门16在打开位置和关闭位置之间的移动。铰链总成28可以可选地包括用于软关闭燃料门16的阻尼器35(例如，流体阻尼器或弹簧阻尼器)(例如，参见图6)。

燃料系统12可以是无盖的燃料系统，出于本公开的目的，这意味着没有单独的盖相对于燃料入口导管18可移除地固定来密封并覆盖进口22。

为了给燃料箱20加燃料，可以将燃料分配喷嘴(未示出)插入穿过燃料入口导管18的进口22。然后可以将燃料从燃料源通过燃料分配喷嘴输送到燃料入口导管18中，并最终输送到燃料箱20中。

在一个实施例中，燃料系统12被设计成保留燃料蒸气以满足蒸发排放要求。燃料系统12可以是非集成式加燃料罐专用系统(NIRCOS)。因此，燃料系统12可以实现比常规燃料系统更高的蒸气压力和真空水平。然而，本公开的教导不限于NIRCOS燃料系统，并且可以应用于任何车辆的任何燃料系统。

燃料系统12可以包括压力管理系统，所述压力管理系统确保燃料箱20内的压力保持在特定阈值范围内。在给燃料箱20加燃料之前，可能需要调整燃料箱20内的压力。例如，如果压力太高，则在加燃料之前可能需要降低压力，以减小燃料蒸气通过进口22从燃料系统12逸出的可能性。替代地，如果压力太低，则在加燃料之前可能需要增加压力以减小真空通过进口22将污染物吸入燃料系统12中的可能性。在一个实施例中，调整燃料箱20内的压力可能需要三到十五秒。在适当地调整压力之后，用户可以开始给燃料箱20加燃料。

在给燃料箱20加燃料之后，用户可能并非总是成功地关闭燃料门16，从而阻止了燃料箱20被适当地加压。这可能导致燃料系统12将燃料蒸气排放到大气中，并导致在车辆10内产生检查发动机灯错误。因此，在本公开中提出了提供对燃料门16的打开和关闭的改进的控制的开门模块和相关方法。

在图4A、图4B、图5和图6中示出了用于控制燃料系统12的燃料门16的操作的示例性开门模块36。在一个实施例中，开门模块36被安装到燃料门总成14的壳体26的后表面38(例如，参见图4A和图4B)。然而，在本公开的范围内也预期其他安装位置。

开门模块36可以包括至少部分地容纳多个部件的包封体40。在一个实施例中，包封体40由一种或多种聚合物材料构成。然而，包封体40的实际材料组成并不意图限制本公开。

致动器42、凸轮44、传感器46、开门按钮48和磁体50可以至少部分地封装在包封体40内。包封体40可以包括用于允许凸轮44的一部分移动到包封体40外部的位置的开口52(参见图5)。

开门模块36可以自动延迟将燃料门16移动到微开位置，从而防止燃料分配喷嘴的插入，直到燃料系统12处于可接受的压力范围内。在燃料系统12将燃料箱20的压力调整到适合于加燃料的范围内之后，可以使用致动器42来移动凸轮44以将燃料门16定位在微开位置。一旦处于微开位置，用户就可以手动将燃料门16移动到完全打开位置。微开位置可以设置在完全关闭位置和完全打开位置之间的任何位置。

在一个实施例中，致动器42是马达。致动器42可以包括轴54。轴54可以包括蜗杆56，所述蜗杆56被配置成接合凸轮44的蜗轮58。随着蜗杆56旋转以移动蜗轮58，凸轮44可以枢转以将燃料门16移动到微开位置。

传感器46被配置为检测燃料门16何时处于关闭位置。在一个实施例中，传感器46是霍尔传感器。传感器46可以位于壳体26中或开门模块36的包封体40内部。

可以在齐平状态下手动推动开门按钮48以通过开门模块36触发燃料门16的自动打开序列。开门按钮48可以定位在燃料门16内、开门模块36的包封体40内或壳体26内。替代地，开门按钮48可以设置在车辆10的乘客舱内部(即，在完全远离燃料门总成14的位置处)。

磁体50可以可选地安装在包封体40内。另一个(例如，第二)磁体51可以可选地安装在燃料门16内。磁体50、51可以可选地设置成将燃料门16更牢固地保持在关闭位置。

致动器42的移动可以由控制系统60控制，所述控制系统60可操作地连接到燃料箱20或监视燃料箱20和/或燃料系统12的其他区域的压力的传感器。控制系统60可以包括一个或多个控制模块，所述一个或多个控制模块配备有用于与燃料系统12的各种部件交互并命令其操作的可执行指令。每个这样的控制模块可以包括用于执行燃料系统12的部件的各种控制策略的处理单元和非暂时性存储器。在一个实施例中，处理单元被配置为执行存储在控制系统60的存储器中的一个或多个程序。当执行示例性程序时，可以使用示例性程序来启动燃料箱增压/减压序列，并在增压/减压完成之后命令燃料门16移动到微开位置。控制系统60可以控制与燃料系统12相关联的各种其他功能。

在一个实施例中，控制系统60可操作地连接到致动器42的电路板62和开门按钮48两者。来自开门按钮48的信号可以向控制系统60提供输入，所述输入指示用户希望为车辆10加燃料。响应于从开门按钮48接收到信号，控制系统60可以启动减压或减真空程序，以使燃料箱20的压力处于加燃料的可接受范围内。在减压期间，燃料门16保持关闭。在使压力处于预定义的压力范围内之后，控制系统60可以指示电路板62致动致动器42，从而枢转凸轮44以将燃料门16移动到微开位置。

现在主要参考图7至图8，示出了燃料门16在关闭位置X和微开位置X'(以虚线示出)之间的移动。在关闭位置X，凸轮44定位在第一位置Y(参见图8)。凸轮44的支腿45在第一位置Y不推抵于燃料门16。

凸轮44可以枢转或以其他方式移动到第二位置Y'(以虚线示出)以将燃料门16移动到微开位置X'。凸轮44的支腿45在第二位置Y′推抵于燃料门16(或推抵于连接到燃料门16的铰链臂30)，以便将燃料门16移动到微开位置X′。在一个实施例中，凸轮44的第二位置Y'与凸轮44的第一位置Y移位大约180度。然而，其他配置也被预期为在本公开的范围内。

再次参考图6，燃料系统12可以另外包括音频致动器64，所述音频致动器64用于与已经表示希望给车辆10加燃料的用户通信，诸如通过致动开门模块36的开门按钮48。在一个实施例中，音频致动器64是振动激励器，其被配置为通过振动音频致动器64所耦合的车身部件(例如，后侧板24)的对应部分来将声音信号辐射到车辆10的外部。例如，音频致动器64的第一部分的致动可以通过音频致动器64的第二部分传递由电信号产生的振动能量，从而使车身部件的相邻表面振动。音频致动器64因此可以用作音叉，所述音叉致动车身部件的相邻表面以引起车身部件的该部分形成扬声器的共振挡板。在另一个实施例中，音频致动器64是扬声器。

作为燃料系统12的一部分设置在车辆10上的音频致动器的总数并不意图限制本公开。因此，燃料系统12可以包括一个或多个音频致动器，以及不同类型的音频致动器。

音频致动器64可以在接收到电信号(诸如从控制系统60接收的电信号)时致动。控制系统60可以被编程为确定何时以及如何致动音频致动器64以将声音信号辐射到车辆10周围的外部环境。

在一个实施例中，音频致动器64被配置为从车辆10向附近的用户广播声音消息66，以向用户提供关于燃料系统12的状态和燃料门16的打开过程的反馈。例如，声音消息66可以包括任何声音或声音的组合。声音消息66可以包括单词或短语、提示音、一系列提示音、或单词和提示音的任何组合。

在一个实施例中，声音消息66可以包括在最初按下开门按钮48时的第一提示音，随后是随着燃料减压序列接近完成而迅速增加的一系列附加提示音、滴答声、嗡嗡声等。在另一个实施例中，声音消息66可以包括单词或短语，包括但不限于“减压-请稍候”、“门以X-秒的量打开”、“门未锁，请开始加燃料”等。

继续参考图1至图8，图9示意性地示出了使用开门模块36来控制燃料门16的示例性车辆方法68。在一个实施例中，控制系统60被编程为具有适于执行示例性方法68的一个或多个算法。

示例性方法68始于框70。在框70处关闭燃料门16。控制系统60可以基于来自传感器46的信号确定燃料门16是关闭的。

在框72处，控制系统60确定车辆10的用户是否已经按下开门按钮48以触发燃料门16的打开序列。如果是，则在框74处，控制系统60命令音频致动器64开始广播声音消息66。声音消息66可以被广播以向用户提供关于燃料系统12的状态和燃料门16的打开过程的反馈。

接下来，在框76处，控制系统60监视燃料箱20的压力是否在阈值压力范围内。如果是，则车辆方法68可以前进到框78，这时可以致动凸轮44以将燃料门16移动至微开位置X'。

接下来，控制系统60可以监视用户是否已经在预定义的时间限制内将燃料门16从微开位置X'移动到完全打开位置(参见框80)。在一个实施例中，预定义的时间限制是大约30秒，但是可以替代地编程其他时间限制。燃料门16的位置可以再次由传感器46监视。如果已经将燃料门16移动到完全打开位置，则在框82处，凸轮44可以重置到第一位置Y，第一位置Y可以被称为凸轮44的原始位置。

替代地，如果在预定义的时间限制内没有将燃料门16移动到完全打开位置，则在框84处凸轮44可以重置到第一位置Y，并且控制系统60然后可以在框86处确定在加燃料之后用户是否已经关闭了燃料门16。如果否，则在框88处，控制系统60可以命令音频致动器64广播声音消息66和/或在乘客舱内显示消息。无论哪种情况，车辆方法68都可以在框90处结束。

图10中示出了用于控制燃料系统12的燃料门16的打开和关闭的另一个示例性开门模块136。开门模块136可以包括致动器142、传感器46、开门按钮48以及磁体50、51。开门模块136可以自动延迟将燃料门16移动到微开位置，从而防止燃料分配喷嘴的插入，直到燃料系统12处于可接受的压力范围内。在燃料系统12将燃料箱20的压力调整到适合于加燃料的范围内之后，可以使用致动器142来将燃料门16移动到微开位置。一旦处于微开位置，用户就可以手动将燃料门16移动到完全打开位置。微开位置可以设置在完全关闭位置和完全打开位置之间的任何位置。

在一个实施例中，致动器142是电磁体。电磁体可以由控制系统60进行脉冲调制，以便排斥容纳在燃料门16中的磁体92，从而将燃料门16推到微开位置。在另一个实施例中，致动器142是螺线管。如果致动器142是螺线管，则不需要磁体92。代之，致动器142的螺线管引脚可以使燃料门16微开移动。

传感器46被配置为检测燃料门16何时处于关闭位置。在一个实施例中，传感器46是安装在燃料门16内的霍尔传感器。传感器46可以定位在燃料门16内、开门模块136的包封体40内或壳体26内。

可以在齐平状态下手动推动开门按钮48，以通过开门模块136触发燃料门16的自动打开序列。开门按钮48可以定位在燃料门16内、开门模块36的包封体40内或壳体26内。替代地，开门按钮48可以设置在车辆10的乘客舱内部。磁体50、51可以可选地设置成将燃料门16更牢固地保持在关闭位置。

在一个实施例中，控制系统60可操作地连接到致动器142和开门按钮48两者。来自开门按钮48的信号可以向控制系统60提供输入，所述输入指示用户希望为车辆10加燃料。响应于从开门按钮48接收到信号，控制系统60可以启动减压或减真空程序，以使燃料箱20的压力处于加燃料的可接受范围内。在减压期间，燃料门16保持关闭。在使压力处于预定义的压力范围内之后，控制系统60可以指示致动器142将燃料门16移动到微开位置。

控制系统60还可以可操作地连接到音频致动器64。可以命令音频致动器64向附近的用户广播声音消息66，以向用户提供关于燃料系统12的状态和燃料门16的打开过程的反馈。

继续参考图10，图11示意性地示出了使用图10的开门模块136来控制燃料门16的示例性车辆方法94。在一个实施例中，控制系统60被编程为具有适于执行示例性车辆方法94的一个或多个算法。

示例性方法94可以在框96处开始。在框96处关闭燃料门16。控制系统60可以基于来自传感器46的信号确定燃料门16是关闭的。

在框98处，控制系统60确定车辆10的用户是否已经按下开门按钮48以触发燃料门16的打开序列。如果是，则在框100处，控制系统60命令音频致动器64开始广播声音消息66。声音消息66向用户提供关于燃料系统12的状态和燃料门16的打开过程的反馈。

接下来，在框102处，控制系统60监视燃料箱20的压力是否在阈值压力范围内。如果是，则车辆方法68可以前进到框104，这时控制致动器142以将燃料门16移动到微开位置X'。

在框106处，控制系统60可以接着确定在加燃料之后用户是否已经关闭了燃料门16。如果否，则在框108处，控制系统60可以命令音频致动器64广播声音消息66和/或在乘客舱内显示消息。无论哪种情况，车辆方法94都可以在框110处结束。

本公开的车辆燃料系统包括用于控制燃料系统的燃料门的开门序列的开门模块。示例性的开门模块允许车辆自动执行燃料门的打开，同时不允许手动打开并允许单动关闭。所提出的燃料系统的音频致动器在整个过程中向用户提供反馈，从而提供更积极的用户体验并减少用户抱怨。

尽管不同的非限制性实施例被示出为具有特定的部件或步骤，但本公开的实施例不限于那些特定组合。可以将来自非限制性实施例中的任一个的一些部件或特征与来自其他非限制性实施例中的任一个的特征或部件组合使用。

应当理解，贯穿若干图示，相似的附图标记标识对应或类似的元件。应当理解，尽管在这些示例性实施例中公开和示出了特定的部件布置，但其他布置也可以受益于本公开的教导。

前述描述应被解释为说明性的而不是以任何限制性意义来解释。本领域普通技术人员将理解，在本公开的范围内可发生一些修改。出于这些原因，应研究所附权利要求来确定本公开的真实范围和内容。

Claims (15)

1.一种用于车辆的燃料系统，其包括：

燃料箱；

燃料门；

开门模块，其被配置为移动所述燃料门；以及

控制系统，其被配置为当所述燃料箱的压力在预定义的压力范围内时命令所述开门模块将所述燃料门移动到微开位置。

2.如权利要求1所述的燃料系统，其包括音频致动器，所述音频致动器被配置为在将所述燃料门移动到所述微开位置直到所述压力达到所述预定义的压力范围之前广播声音消息，并且可选地，其中所述音频致动器是振动激励器或扬声器。

3.如权利要求1所述的燃料系统，其中所述开门模块包括用于将所述燃料门移动到所述微开位置的马达和凸轮，并且可选地，其中所述马达包括被配置为接合所述凸轮的蜗轮的蜗杆。

4.如权利要求3所述的燃料系统，其中在所述微开位置，所述凸轮推抵于所述燃料门或附接到所述燃料门的铰链臂，而在关闭位置，所述凸轮不推抵于所述燃料门或所述铰链臂。

5.如权利要求1所述的燃料系统，其中所述开门模块包括用于将所述燃料门移动到所述微开位置的电磁体或螺线管。

6.如权利要求1所述的燃料系统，其中所述开门模块包括开门按钮和被配置为检测所述燃料门的位置的传感器。

7.如权利要求1所述的燃料系统，其中所述开门模块包括聚合物包封体，所述聚合物包封体安装到燃料门总成的壳体的后表面。

8.一种车辆，其包括如权利要求1所述的燃料系统，所述车辆包括：

车身部件；

燃料门总成，其安装到所述车身部件并且包括所述燃料门；

所述燃料箱；

安装到所述车身部件的音频致动器；

致动器，其被配置为使所述燃料门在关闭位置和所述微开位置之间移动；并且

其中控制系统被配置为：(a)在所述燃料门处于所述关闭位置时命令所述音频致动器广播声音消息，以及(b)当所述燃料箱的压力处于所述预定义的压力范围内时命令所述致动器将所述燃料门移动到所述微开位置。

9.如权利要求8所述的车辆，其中所述车身部件是后侧板。

10.如权利要求8或9所述的车辆，其中所述燃料门总成和所述燃料箱是非集成式加燃料罐专用系统(NIRCOS)的一部分。

11.如权利要求8所述的车辆，其中所述音频致动器是振动激励器或扬声器。

12.如权利要求8所述的车辆，其中所述致动器是被配置为接合凸轮以将所述燃料门移动到所述微开位置的马达，或者是电磁体或螺线管，并且可选地，其中所述马达包括被配置为接合所述凸轮的蜗轮的蜗杆。

13.如权利要求8所述的车辆，其中所述控制系统响应于来自开门按钮的输入，命令所述音频致动器广播所述声音消息。

14.如权利要求8所述的车辆，其包括被配置为检测所述燃料门的位置的传感器。

15.一种方法，其包括：

从车辆燃料门总成的开门按钮接收输入，所述输入指示燃料门打开序列的启动；

在所述燃料门打开序列期间向位于所述车辆燃料门总成附近的用户广播声音消息；以及

响应于燃料箱的压力达到预定义的压力范围而自动地将所述车辆燃料门总成的燃料门移动到微开位置。

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