DE102020116833A1

DE102020116833A1 - Klappenöffnungsmodule für fahrzeugkraftstoffsysteme

Info

Publication number: DE102020116833A1
Application number: DE102020116833.0A
Authority: DE
Inventors: David Brian Glickman; Scott Shaw; Kosta Papanikolaou
Original assignee: Ford Global Technologies LLC
Current assignee: Ford Global Technologies LLC
Priority date: 2019-06-28
Filing date: 2020-06-25
Publication date: 2020-12-31
Also published as: US20200406746A1; CN112140873A; US11117464B2

Abstract

Diese Offenbarung stellt Klappenöffnungsmodule für Kraftfahrzeugkraftstoffsysteme bereit. Diese Offenbarung ist auf Fahrzeugkraftstoffsysteme gerichtet, die Klappenöffnungsmodule zum Steuern einer Tankklappenöffnungsabfolge beinhalten. Ein beispielhaftes Klappenöffnungsmodul kann einen Aktor (z. B. einen Elektromotor, einen Elektromagneten, eine Magnetspule usw.) zum automatischen Bewegen der Tankklappe in eine halb geöffnete Stellung beinhalten, nachdem eine Druckentlastungsabfolge des Kraftstofftanks abgeschlossen ist. Tonmeldungen können einem Benutzer während der Druckentlastungsabfolge von einem Audioaktor übermittelt werden.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Diese Offenbarung betrifft Fahrzeugkraftstoffsysteme und insbesondere Klappenöffnungsmodule zum Steuern von Tankklappenöffnungsabfolgen von Tankklappen der Kraftstoffsysteme.
ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK
Viele Kraftfahrzeuge beinhalten Kraftstoffsysteme. Eine Tankklappenbaugruppe der Kraftstoffsysteme ermöglicht den Zugriff auf eine Kraftstoffeinlassleitung zum Betanken des Fahrzeugs.
KURZDARSTELLUNG
Ein Kraftstoffsystem für ein Fahrzeug gemäß einem beispielhaften Aspekt der vorliegenden Offenbarung beinhaltet unter anderem einen Kraftstofftank, eine Tankklappe, ein Klappenöffnungsmodul, das dazu ausgelegt ist, die Tankklappe zu bewegen, und ein Steuersystem, das dazu ausgelegt ist, das Klappenöffnungsmodul anzuweisen, die Tankklappe in eine halb geöffnete Stellung zu bewegen, wenn ein Druck des Kraftstofftanks innerhalb eines vordefinierten Druckbereichs liegt.
In einer weiteren nicht einschränkenden Ausführungsform des vorstehenden Kraftstoffsystems ist ein Audioaktor dazu ausgelegt, Tonmeldungen zu übertragen, bevor die Tankklappe in die halb geöffnete Stellung bewegt wird.
In einer weiteren nicht einschränkenden Ausführungsform eines der vorstehenden Kraftstoffsysteme ist der Audioaktor ein Schwingungserreger oder ein Lautsprecher.
In einer weiteren nicht einschränkenden Ausführungsform eines der vorstehenden Kraftstoffsysteme ist das Steuersystem dazu ausgelegt, den Audioaktor anzuweisen, die Tonmeldungen zu übertragen, bis der Druck den vordefinierten Druckbereich erreicht.
In einer weiteren nicht einschränkenden Ausführungsform eines der vorstehenden Kraftstoffsysteme beinhaltet das Klappenöffnungsmodul einen Elektromotor und einen Nocken zum Bewegen der Tankklappe in die halb geöffnete Stellung.
In einer weiteren nicht einschränkenden Ausführungsform eines der vorstehenden Kraftstoffsysteme beinhaltet der Elektromotor eine Schneckenschraube, die dazu ausgelegt ist, ein Schneckenrad des Nockens in Eingriff zu nehmen.
In einer weiteren nicht einschränkenden Ausführungsform eines der vorstehenden Kraftstoffsysteme drückt der Nocken in der halb geöffneten Stellung gegen die Tankklappe oder einen an der Tankklappe angebrachten Scharnierarm und drückt in einer geschlossenen Stellung nicht gegen die Tankklappe oder den Scharnierarm.
In einer weiteren nicht einschränkenden Ausführungsform eines der vorstehenden Kraftstoffsysteme beinhaltet das Klappenöffnungsmodul einen Elektromagneten oder eine Magnetspule zum Bewegen der Tankklappe in die halb geöffnete Stellung.
In einer weiteren nicht einschränkenden Ausführungsform eines der vorstehenden Kraftstoffsysteme beinhaltet das Klappenöffnungsmodul einen Klappenöffnungsknopf und einen Sensor, der dazu ausgelegt ist, eine Stellung der Tankklappe zu erfassen.
In einer weiteren nicht einschränkenden Ausführungsform eines der vorstehenden Kraftstoffsysteme beinhaltet das Klappenöffnungsmodul eine Polymerumhüllung, die an einer Rückseite eines Gehäuses einer Tankklappenbaugruppe montiert ist.
Ein Fahrzeug gemäß einem weiteren beispielhaften Aspekt der vorliegenden Offenbarung beinhaltet unter anderem eine Fahrzeugkarosseriekomponente, eine Tankklappenbaugruppe, die an der Fahrzeugkarosseriekomponente montiert ist und eine Tankklappe beinhaltet, einen Kraftstofftank, einen Audioaktor, der an der Fahrzeugkarosseriekomponente montiert ist, und einen Aktor, der dazu ausgelegt ist, die Tankklappe zwischen einer geschlossenen Stellung und einer halb geöffneten Stellung zu bewegen. Ein Steuersystem des Fahrzeugs ist dazu ausgelegt, (a) den Audioaktor anzuweisen, Tonmeldungen zu übertragen, während sich die Tankklappe in der geschlossenen Stellung befindet, und (b) den Aktor anzuweisen, die Tankklappe in die halb geöffnete Stellung zu bewegen, wenn der Druck des Kraftstofftanks innerhalb des vordefinierten Druckbereichs liegt.
In einer weiteren nicht einschränkenden Ausführungsform des vorstehenden Fahrzeugs ist die Fahrzeugkarosseriekomponente ein hinteres Seitenteil.
In einer weiteren nicht einschränkenden Ausführungsform eines der vorstehenden Fahrzeuge sind die Tankklappenbaugruppe und der Kraftstofftank Teil eines nicht integrierten System nur mit Betankungskanister (Non-Integrated Refueling Canister Only System - NIRCOS).
In einer weiteren nicht einschränkenden Ausführungsform eines der vorstehenden Fahrzeuge ist der Audioaktor ein Schwingungserzeuger oder ein Lautsprecher.
In einer weiteren nicht einschränkenden Ausführungsform eines der vorstehenden Fahrzeuge ist der Aktor ein Elektromotor, der dazu ausgelegt ist, einen Nocken zum Bewegen der Tankklappe in die halb geöffnete Stellung in Eingriff zu nehmen.
In einer weiteren nicht einschränkenden Ausführungsform eines der vorstehenden Fahrzeuge beinhaltet der Elektromotor eine Schneckenschraube, die dazu ausgelegt ist, ein Schneckenrad des Nockens in Eingriff zu nehmen.
In einer weiteren nicht einschränkenden Ausführungsform eines der vorstehenden Fahrzeuge ist der Aktor ein Elektromagnet oder eine Magnetspule.
In einer weiteren nicht einschränkenden Ausführungsform eines der vorstehenden Fahrzeuge weist das Steuersystem den Audioaktor an, als Reaktion auf eine Eingabe von einem Klappenöffnungsknopf die Tonmeldungen zu übertragen.
In einer weiteren nicht einschränkenden Ausführungsform eines der vorstehenden Fahrzeuge ist ein Sensor dazu ausgelegt, eine Stellung der Tankklappe zu erfassen.
Ein Verfahren gemäß einem weiteren beispielhaften Aspekt der vorliegenden Offenbarung beinhaltet unter anderem das Empfangen einer Eingabe von einem Klappenöffnungsknopf einer Fahrzeugtankklappenbaugruppe, wobei die Eingabe eine Einleitung einer Tankklappenöffnungsabfolge angibt. Das Verfahren beinhaltet ferner das Übertragen von Tonmeldungen an einen Benutzer, der sich in der Nähe der Fahrzeugtankklappenbaugruppe befindet, während der Tankklappenöffnungsabfolge und das automatische Bewegen einer Tankklappe der Fahrzeugtankklappenbaugruppe in eine halb geöffnete Stellung als Reaktion darauf, dass ein Druck eines Kraftstofftanks einen vordefinierten Druckbereich erreicht.
Die Ausführungsformen, Beispiele und Alternativen der vorhergehenden Absätze, der Patentansprüche oder der folgenden Beschreibung und Zeichnungen, einschließlich ihrer verschiedenen Aspekte oder jeweiligen individuellen Merkmale, können unabhängig voneinander oder in einer beliebigen Kombination betrachtet werden. In Verbindung mit einer Ausführungsform beschriebene Merkmale sind auf alle Ausführungsformen anwendbar, sofern derartige Merkmale nicht unvereinbar sind.
Die verschiedenen Merkmale und Vorteile dieser Offenbarung werden dem Fachmann aus der folgenden detaillierten Beschreibung ersichtlich. Die der detaillierten Beschreibung beigefügten Zeichnungen können kurz wie folgt beschrieben werden.
Figurenliste

1 veranschaulicht schematisch ein Fahrzeug, das mit einem Kraftstoffsystem ausgerüstet ist.
2 veranschaulicht eine Tankklappenbaugruppe des Kraftstoffsystems des Fahrzeugs aus 1.
3 ist eine auseinandergezogene Ansicht der Tankklappenbaugruppe aus 2.
Die 4A und 4B veranschaulichen einen Verbauungsort eines Klappenöffnungsmoduls einer Tankklappenbaugruppe.
5 ist eine seitliche Schnittansicht des Klappenöffnungsmoduls aus 4A.
6 ist eine stark schematisierte Veranschaulichung von Abschnitten einer Tankklappenbaugruppe, die ein Klappenöffnungsmodul gemäß einer beispielhaften Ausführungsform dieser Offenbarung beinhaltet.
7 ist eine Schnittansicht, die eine beispielhafte Funktionsweise des Klappenöffnungsmoduls aus den 5 und 6 darstellt.
8 ist eine Querschnittsansicht durch den Bereich 8-8 aus 7 und veranschaulicht eine Vorderansicht eines Nockens des Klappenöffnungsmoduls.
9 veranschaulicht schematisch ein beispielhaftes Fahrzeugverfahren zum Steuern einer Tankklappe unter Verwendung des Klappenöffnungsmoduls aus den 5 und 6.
10 ist eine stark schematisierte Veranschaulichung von Abschnitten einer Tankklappenbaugruppe, die ein Klappenöffnungsmodul gemäß einer weiteren beispielhaften Ausführungsform dieser Offenbarung beinhaltet.
11 veranschaulicht schematisch ein beispielhaftes Fahrzeugverfahren zum Steuern einer Tankklappe unter Verwendung des Klappenöffnungsmoduls aus 10.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
Diese Offenbarung ist auf Fahrzeugkraftstoffsysteme gerichtet, die Klappenöffnungsmodule zum Steuern einer Tankklappenöffnungsabfolge beinhalten. Ein beispielhaftes Klappenöffnungsmodul kann einen Aktor (z. B. einen Elektromotor, einen Elektromagneten, eine Magnetspule usw.) zum automatischen Bewegen der Tankklappe in eine halb geöffnete Stellung beinhalten, nachdem eine Druckentlastungsabfolge des Kraftstofftanks abgeschlossen ist. Tonmeldungen können einem Benutzer während der Druckentlastungsabfolge von einem Audioaktor übermittelt werden. Diese und weitere Merkmale dieser Offenbarung werden nachstehend ausführlicher beschrieben.
1 und 2 veranschaulichen schematisch ein Fahrzeug 10. Das Fahrzeug 10 könnte ein Personenkraftwagen, ein Pickup, ein Transporter, ein SUV oder eine beliebige andere Art von Fahrzeug sein. Das Fahrzeug 10 könnte zudem ein herkömmliches mit Verbrennungsmotor angetriebenes Fahrzeug, ein mit einer Traktionsbatterie angetriebenes Hybrid-Elektrofahrzeug (Hybrid Electric Vehicle - HEV), ein Plug-in-Hybrid-Elektrofahrzeug (PHEV) usw. sein.
Auch wenn in den Figuren dieser Offenbarung eine spezifische Beziehung der Komponenten veranschaulicht ist, sollen die Darstellungen diese Offenbarung nicht einschränken. Die Anordnung und Ausrichtung der verschiedenen Komponenten des Fahrzeugs 10 sind schematisch gezeigt und könnten innerhalb des Umfangs dieser Offenbarung variieren. Des Weiteren sind die unterschiedlichen dieser Offenbarung beigefügten Figuren nicht zwingend maßstabsgetreu gezeichnet und einige Merkmale können vergrößert oder verkleinert dargestellt sein, um bestimmte Details einer bestimmten Komponente zu betonen.
Das Fahrzeug 10 beinhaltet ein Kraftstoffsystem 12. Das Kraftstoffsystem 12 kann neben verschiedenen anderen Komponenten eine Tankklappenbaugruppe 14 beinhalten, die eine Tankklappe 16, eine Kraftstoffeinlassleitung 18 und einen Kraftstofftank 20 beinhaltet. Die Kraftstoffeinlassleitung 18 beinhaltet eine Einlassöffnung 22. Die Kraftstoffeinlassleitung 18 kann sich von der Einlassöffnung 22 zu dem Kraftstofftank 20 erstrecken.
Die Tankklappe 16 ist in 2 in einer offenen Stellung gezeigt. Wenn die Tankklappe 16 in eine geschlossene Stellung gedreht wird, schließt die Tankklappe 16 im Wesentlichen bündig mit einer Fahrzeugkarosseriekomponente ab, wie etwa zum Beispiel einem hinteren Seitenteil 24 des Fahrzeugs 10.
Die Tankklappenbaugruppe 14 kann ein Gehäuse 26 beinhalten, das die Einlassöffnung 22 der Kraftstoffeinlassleitung 18 in Umfangsrichtung umgibt. Das Gehäuse 26 kann sich von der Kraftstoffeinlassleitung 18 zu dem hinteren Seitenteil 24 erstrecken, um einen Spalt zwischen der Kraftstoffeinlassleitung 18 und der Fahrzeugkarosserie zu überdecken.
Die Tankklappenbaugruppe 14 kann zusätzlich eine Scharnierbaugruppe 28 (am besten in 3 gezeigt) beinhalten, die einen Scharnierarm 30 und eine Scharnierfeder 32 aufweist, die über einem Drehzapfen 34 des Gehäuses 26 aufgenommen sind. Die Scharnierbaugruppe 28 kann sowohl mit der Tankklappe 16 als auch mit dem Gehäuse 26 verbunden sein, um die Bewegung der Tankklappe 16 zwischen der offenen und der geschlossenen Stellung zu steuern. Die Scharnierbaugruppe 28 kann optional einen Dämpfer 35 (z. B. einen Fluid- oder Federdämpfer) zum sanften Schließen der Tankklappe 16 beinhalten (siehe z. B. 6).
Das Kraftstoffsystem 12 kann ein deckelloses Kraftstoffsystem sein, was im Rahmen dieser Offenbarung bedeutet, dass kein separater Deckel in Bezug auf die Kraftstoffeinlassleitung 18 lösbar befestigt ist, um die Einlassöffnung 22 abzudichten und abzudecken.
Um den Kraftstofftank 20 zu betanken, kann eine Kraftstoffzapfpistole (nicht gezeigt) durch die Einlassöffnung 22 der Kraftstoffeinlassleitung 18 eingeführt werden. Kraftstoff kann dann von einer Kraftstoffzufuhr durch die Kraftstoffzapfpistole in die Kraftstoffeinlassleitung 18 und schließlich in den Kraftstofftank 20 abgegeben werden.
In einer Ausführungsform ist das Kraftstoffsystem 12 dazu ausgestaltet, Kraftstoffdämpfe zurückzuhalten, um die Anforderungen in Bezug auf Verdunstungsemissionen zu erfüllen. Das Kraftstoffsystem 12 kann ein nicht integriertes System nur mit Betankungskanister (NIRCOS) sein. Infolgedessen kann das Kraftstoffsystem 12 Dampfdrücke und Vakuumpegel erreichen, die höher sind als bei herkömmlichen Kraftstoffsystemen. Die Lehren dieser Offenbarung sind jedoch nicht auf NIRCOS-Kraftstoffsysteme beschränkt und könnten für ein beliebiges Kraftstoffsystem für ein beliebiges Fahrzeug gelten.
Das Kraftstoffsystem 12 kann ein Druckmanagementsystem enthalten, das sicherstellt, dass ein Druck innerhalb des Kraftstofftanks 20 innerhalb eines bestimmten Schwellenbereichs gehalten wird. Es kann erforderlich sein, den Druck innerhalb des Kraftstofftanks 20 einzustellen, bevor der Kraftstofftank 20 betankt wird. Wenn beispielsweise der Druck zu hoch ist, kann vor dem Betanken das Reduzieren des Drucks notwendig sein, um das Potenzial für das Entweichen von Kraftstoffdämpfen aus dem Kraftstoffsystem 12 durch die Einlassöffnung 22 zu verringern. Wenn der Druck zu niedrig ist, kann alternativ vor dem Betanken das Erhöhen des Drucks erforderlich sein, um das Potenzial dafür zu verringern, dass ein Vakuum Verunreinigungen durch die Einlassöffnung 22 in das Kraftstoffsystem 12 saugt. In einer Ausführungsform kann das Einstellen des Drucks innerhalb des Kraftstofftanks 20 drei bis fünfzehn Sekunden dauern. Nachdem der Druck ordnungsgemäß eingestellt wurde, kann der Benutzer beginnen, den Kraftstofftank 20 zu betanken.
Benutzer können unter Umständen die Tankklappe 16 nach dem Betanken des Kraftstofftanks 20 nicht immer erfolgreich schließen, wodurch verhindert wird, dass der Kraftstofftank 20 ordnungsgemäß unter Druck gesetzt wird. Dies könnte bewirken, dass das Kraftstoffsystem 12 die Kraftstoffdämpfe in die Atmosphäre ablässt und dazu führen, dass ein Motorkontrollleuchtenfehler in dem Fahrzeug 10 erzeugt wird. Dementsprechend werden in dieser Offenbarung Klappenöffnungsmodule und verwandte Verfahren vorgeschlagen, die eine verbesserte Steuerung des Öffnens und Schließens der Tankklappe 16 bereitstellen.
Ein beispielhaftes Klappenöffnungsmodul 36 zum Steuern der Funktionsweise der Tankklappe 16 des Kraftstoffsystems 12 ist in den 4A, 4B, 5 und 6 veranschaulicht. In einer Ausführungsform ist das Klappenöffnungsmodul 36 an einer hinteren Fläche 38 des Gehäuses 26 der Tankklappenbaugruppe 14 montiert (siehe z. B. 4A und 4B). Andere Montageorte werden jedoch im Umfang dieser Offenbarung ebenfalls in Betracht gezogen.
Das Klappenöffnungsmodul 36 kann eine Umhüllung 40 beinhalten, die zumindest teilweise eine Vielzahl von Komponenten aufnimmt. In einer Ausführungsform ist die Umhüllung 40 aus einem oder mehreren Polymermaterialien hergestellt. Die spezifische Materialzusammensetzung der Umhüllung 40 soll diese Offenbarung jedoch nicht einschränken.
Ein Aktor 42, ein Nocken 44, ein Sensor 46, ein Klappenöffnungsknopf 48 und ein Magnet 50 können zumindest teilweise innerhalb der Umhüllung 40 verbaut sein. Die Umhüllung 40 kann eine Öffnung 52 (siehe 5) beinhalten, damit sich ein Abschnitt des Nockens 44 in eine Stellung außerhalb der Umhüllung 40 bewegen kann.
Das Klappenöffnungsmodul 36 kann das Bewegen der Tankklappe 16 in eine halb geöffnete Stellung automatisch verzögern, wodurch das Einführen einer Kraftstoffzapfpistole verhindert wird, bis sich das Kraftstoffsystem 12 innerhalb eines akzeptablen Druckbereichs befindet. Nachdem das Kraftstoffsystem 12 den Druck des Kraftstofftanks 20 so eingestellt hat, dass er innerhalb eines zum Betanken geeigneten Bereichs liegt, kann der Aktor 42 verwendet werden, um den Nocken 44 zum Positionieren der Tankklappe 16 in der halb geöffneten Stellung zu bewegen. Sobald sie sich in der halb geöffneten Stellung befindet, kann ein Benutzer die Tankklappe 16 manuell in die vollständig geöffnete Stellung bewegen. Die halb geöffnete Stellung kann auf eine beliebige Stellung eingestellt sein, die zwischen einer vollständig geschlossenen Stellung und einer vollständig geöffneten Stellung liegt.
In einer Ausführungsform ist der Aktor 42 ein Elektromotor. Der Aktor 42 kann eine Welle 54 beinhalten. Die Welle 54 kann eine Schneckenschraube 56 beinhalten, die dazu ausgelegt ist, ein Schneckenrad 58 des Nockens 44 in Eingriff zu nehmen. Wenn sich die Schneckenschraube 56 dreht, um das Schneckenrad 58 zu bewegen, kann sich der Nocken 44 schwenken, um die Tankklappe 16 in die halb geöffnete Stellung zu bewegen.
Der Sensor 46 ist dazu ausgelegt, zu erfassen, wann sich die Tankklappe 16 in einer geschlossenen Stellung befindet. In einer Ausführungsform handelt es sich bei dem Sensor 46 um einen Hallsensor. Der Sensor 46 kann sich in dem Gehäuse 26 oder innerhalb der Umhüllung 40 des Klappenöffnungsmoduls 36 befinden.
Der Klappenöffnungsknopf 48 kann manuell gedrückt werden, so dass er versenkt ist, um eine automatische Öffnungsabfolge der Tankklappe 16 durch das Klappenöffnungsmodul 36 auszulösen. Der Klappenöffnungsknopf 48 kann innerhalb der Tankklappe 16, innerhalb der Umhüllung 40 des Klappenöffnungsmoduls 36 oder innerhalb des Gehäuses 26 positioniert sein. Alternativ könnte der Klappenöffnungsknopf 48 in dem Fahrgastraum des Fahrzeugs 10 vorgesehen sein (d. h. an einer Stelle, die vollständig von der Tankklappenbaugruppe 14 entfernt ist).
Der Magnet 50 kann optional innerhalb der Umhüllung 40 montiert sein. Ein anderer (z. B. ein zweiter) Magnet 51 kann optional in der Tankklappe 16 montiert sein. Die Magneten 50, 51 können optional vorgesehen sein, um die Tankklappe 16 fester in der geschlossenen Stellung zu halten.
Die Bewegung des Aktors 42 kann durch ein Steuersystem 60 gesteuert werden, das mit dem Kraftstofftank 20 wirkverbunden ist, oder durch Sensoren, die einen Druck des Kraftstofftanks 20 und/oder andere Bereiche des Kraftstoffsystems 12 überwachen. Das Steuersystem 60 kann ein oder mehrere Steuermodule beinhalten, die mit ausführbaren Anweisungen ausgestattet sind, um eine Schnittstelle zu den verschiedenen Komponenten des Kraftstoffsystems 12 herzustellen und den Betrieb derselben anzuweisen. Jedes derartige Steuermodul kann eine Verarbeitungseinheit und einen nichtflüchtigen Speicher zum Ausführen der unterschiedlichen Steuerstrategien der Komponenten des Kraftstoffsystems 12 beinhalten. Die Verarbeitungseinheit ist in einer Ausführungsform dazu ausgelegt, ein oder mehrere Programme auszuführen, die im Speicher des Steuersystems 60 gespeichert sind. Ein beispielhaftes Programm kann bei seiner Ausführung verwendet werden, um eine Druckaufbau-/ Druckentlastungsabfolge des Kraftstofftanks einzuleiten und die Bewegung der Tankklappe 16 in die halb geöffnete Stellung anzuweisen, nachdem der Druckaufbau/die Druckentlastung abgeschlossen ist. Das Steuersystem 60 kann verschiedene andere Funktionen steuern, die dem Kraftstoffsystem 12 zugeordnet sind.
In einer Ausführungsform ist das Steuersystem 60 sowohl mit einer Leiterplatte 62 des Aktors 42 als auch mit dem Klappenöffnungsknopf 48 wirkverbunden. Signale von dem Klappenöffnungsknopf 48 können Eingaben an das Steuersystem 60 liefern, die anzeigen, dass der Benutzer das Fahrzeug 10 betanken möchte. Als Reaktion auf das Empfangen des Signals/der Signale von dem Klappenöffnungsknopf 48 kann das Steuersystem 60 eine Druckentlastungs- oder Vakuumreduzierungsroutine einleiten, um den Druck des Kraftstofftanks 20 in einen Bereich zu bringen, der innerhalb eines zum Tanken akzeptablen Bereichs liegt. Die Tankklappe 16 wird während der Druckentlastung geschlossen gehalten. Nachdem der Druck in einen vordefinierten Druckbereich gebracht wurde, kann das Steuersystem 60 die Leiterplatte 62 anweisen, den Aktor 42 zu betätigen, wodurch der Nocken 44 geschwenkt wird, um die Tankklappe 16 in die halb geöffnete Stellung zu bewegen.
Unter nunmehriger hauptsächlicher Bezugnahme auf die 7-8 ist die Bewegung der Tankklappe 16 zwischen einer geschlossenen Stellung X und einer halb geöffneten Stellung X' (als Strichlinie dargestellt) veranschaulicht. In der geschlossenen Stellung X ist der Nocken 44 in einer ersten Stellung Y (siehe 8) positioniert. Ein Schenkel 45 des Nockens 44 drückt in der ersten Stellung Y nicht gegen die Tankklappe 16.
Der Nocken 44 kann geschwenkt oder auf andere Weise in eine zweite Stellung Y' (als Strichlinie dargestellt) bewegt werden, um die Tankklappe 16 in die halb geöffnete Stellung X' zu bewegen. Der Schenkel 45 des Nockens 44 drückt in der zweiten Stellung Y' gegen die Tankklappe 16 (oder gegen den Scharnierarm 30, der mit der Tankklappe 16 verbunden ist), um die Tankklappe 16 in die halb geöffnete Stellung X' zu bewegen. In einer Ausführungsform ist die zweite Stellung Y' des Nockens 44 ungefähr 180 Grad von der ersten Stellung Y des Nockens 44 versetzt. Jedoch wird in Betracht gezogen, dass andere Auslegungen ebenfalls im Umfang dieser Offenbarung liegen.
Unter erneuter Bezugnahme auf 6 kann das Kraftstoffsystem 12 zusätzlich einen Audioaktor 64 zur Kommunikation mit einem Benutzer beinhalten, der einen Wunsch zum Betanken des Fahrzeugs 10 angegeben hat, wie etwa durch Betätigen des Klappenöffnungsknopfes 48 des Klappenöffnungsmoduls 36. In einer Ausführungsform ist der Audioaktor 64 ein Schwingungserreger, der dazu ausgelegt ist, Tonsignale zum Äußeren des Fahrzeugs 10 abzustrahlen, indem entsprechende Abschnitte der Fahrzeugkarosseriekomponente (z. B. des hinteren Seitenteils 24), mit denen der Audioaktor 64 gekoppelt ist, in Schwingungen versetzt werden. Beispielsweise kann die Betätigung eines ersten Abschnitts des Audioaktors 64 die Schwingungsenergie, die durch das elektrische Signal erzeugt wurde, durch einen zweiten Abschnitt des Audioaktors 64 übertragen, wodurch die benachbarte Fläche der Fahrzeugkarosseriekomponente in Schwingung versetzt wird. Der Audioaktor 64 kann daher als Stimmgabel fungieren, die die benachbarte Fläche der Fahrzeugkarosseriekomponente betätigt, um zu bewirken, dass dieser Abschnitt der Fahrzeugkarosseriekomponente eine Resonanzfläche eines Lautsprechers bildet. In einer anderen Ausführungsform ist der Audioaktor 64 ein Lautsprecher.
Die Gesamtzahl der Audioaktoren, die an dem Fahrzeug 10 als Teil des Kraftstoffsystems 12 vorgesehen sind, soll diese Offenbarung nicht einschränken. Somit könnte das Kraftstoffsystem 12 einen oder mehrere Audioaktoren sowie verschiedene Arten von Audioaktoren beinhalten.
Der Audioaktor 64 kann beim Empfangen eines elektrischen Signals, wie etwa eines von dem Steuersystem 60 empfangenen elektrischen Signals, betätigen. Das Steuersystem 60 kann dazu programmiert sein, zu bestimmen, wann und wie der Audioaktor 64 zum Abstrahlen von Tonsignalen an eine das Fahrzeug 10 umgebende externe Umgebung betätigt werden soll.
In einer Ausführungsform ist der Audioaktor 64 dazu ausgelegt, Tonmeldungen 66 von dem Fahrzeug 10 an einen sich in der Nähe befindenden Benutzer zu übertragen, um dem Benutzer eine Rückmeldung über den Status des Kraftstoffsystems 12 und den Öffnungsvorgang der Tankklappe 16 zu geben. Beispielsweise können die Tonmeldungen 66 beliebige Töne oder Kombinationen von Tönen beinhalten. Die Tonmeldungen 66 können ein Wort oder einen Satz, einen Signalton, eine Reihe von Signaltönen oder eine beliebige Kombination von Wörtern und Signaltönen beinhalten.
In einer Ausführungsform können die Tonmeldungen 66 einen ersten Signalton beinhalten, wenn der Klappenöffnungsknopf 48 zuerst gedrückt wird, gefolgt von einer Reihe zusätzlicher Signaltöne, Ticktöne, Summtöne usw., deren Geschwindigkeit steigt, wenn sich die Kraftstoffdruckentlastungsabfolge dem Ende nähert. In einer anderen Ausführungsform können die Tonmeldungen 66 Wörter oder Sätze beinhalten, einschließlich unter anderem „Druckentlastung - Bitte warten“, „Klappe öffnet sich in X Sekunden“, „Klappe entriegelt, bitte mit dem Betanken beginnen“ usw.
9 veranschaulicht unter fortgeführter Bezugnahme auf die 1-8 schematisch ein beispielhaftes Fahrzeugverfahren 68 zum Steuern der Tankklappe 16 unter Verwendung des Klappenöffnungsmoduls 36. In einer Ausführungsform ist das Steuersystem 60 mit einem oder mehreren Algorithmen programmiert, die dazu ausgelegt sind, das beispielhafte Fahrzeugverfahren 68 auszuführen.
Das beispielhafte Verfahren 68 beginnt bei Block 70. Die Tankklappe 16 ist bei Block 70 geschlossen. Das Steuersystem 60 kann basierend auf Signalen von dem Sensor 46 bestimmen, dass die Tankklappe 16 geschlossen ist.
Bei Block 72 bestimmt das Steuersystem 60, ob ein Benutzer des Fahrzeugs 10 den Klappenöffnungsknopf 48 gedrückt hat, um die Öffnungsabfolge der Tankklappe 16 auszulösen. Wenn ja, weist das Steuersystem 60 den Audioaktor 64 bei Block 74 an, mit dem Übertragen von Tonmeldungen 66 zu beginnen. Die Tonmeldungen 66 können übertragen werden, um dem Benutzer eine Rückmeldung über den Status des Kraftstoffsystems 12 und die Öffnungsvorgänge der Tankklappe 16 zu geben.
Als Nächstes überwacht das Steuersystem 60 bei Block 76, ob der Druck des Kraftstofftanks 20 innerhalb eines Schwellendruckbereichs liegt. Wenn ja, kann das Fahrzeugverfahren 68 zu Block 78 übergehen, wobei der Nocken 44 zu diesem Zeitpunkt betätigt werden kann, um die Tankklappe 16 in die halb geöffnete Stellung X' zu bewegen.
Das Steuersystem 60 kann als Nächstes überwachen, ob der Benutzer die Tankklappe 16 innerhalb einer vordefinierten Zeitbegrenzung aus der halb geöffneten Stellung X' in eine vollständig geöffnete Stellung bewegt hat (siehe Block 80). In einer Ausführungsform beträgt die vordefinierte Zeitbegrenzung ungefähr 30 Sekunden, obwohl alternativ andere Zeitbegrenzungen programmiert werden können. Die Stellung der Tankklappe 16 kann wiederum von dem Sensor 46 überwacht werden. Wenn die Tankklappe 16 in die vollständig geöffnete Stellung bewegt wurde, kann der Nocken 44 bei Block 82 auf die erste Stellung Y zurückgesetzt werden, die als Ausgangsstellung des Nockens 44 bezeichnet werden kann.
Wenn alternativ die Tankklappe 16 nicht innerhalb der vordefinierten Zeitbegrenzung in die vollständig geöffnete Stellung bewegt worden ist, kann der Nocken 44 bei Block 84 auf die erste Stellung Y zurückgesetzt werden und das Steuersystem 60 kann dann bestimmen, ob der Benutzer die Tankklappe 16 nach dem Betanken bei Block 86 geschlossen hat. Wenn nein, kann das Steuersystem 60 bei Block 88 den Audioaktor 64 anweisen, Tonmeldungen 66 zu übermitteln und/oder eine Meldung im Fahrgastraum anzuzeigen. In jedem Fall kann das Fahrzeugverfahren 68 bei Block 90 enden.
Ein weiteres beispielhaftes Klappenöffnungsmodul 136 zum Steuern des Öffnens und Schließens der Tankklappe 16 des Kraftstoffsystems 12 ist in 10 veranschaulicht. Das Klappenöffnungsmodul 136 kann einen Aktor 142, einen Sensor 46, einen Klappenöffnungsknopf 48 und Magneten 50, 51 beinhalten. Das Klappenöffnungsmodul 136 kann das Bewegen der Tankklappe 16 in eine halb geöffnete Stellung automatisch verzögern, wodurch das Einführen einer Kraftstoffzapfpistole verhindert wird, bis das Kraftstoffsystem 12 innerhalb eines akzeptablen Druckbereichs liegt. Nachdem das Kraftstoffsystem 12 den Druck des Kraftstofftanks 20 so eingestellt hat, dass er innerhalb eines zum Betanken geeigneten Bereichs liegt, kann der Aktor 142 verwendet werden, um die Tankklappe 16 in die halb geöffnete Stellung zu bewegen. Sobald sie sich in der halb geöffneten Stellung befindet, kann ein Benutzer die Tankklappe 16 manuell in die vollständig geöffnete Stellung bewegen. Die halb geöffnete Stellung kann auf eine beliebige Stellung eingestellt sein, die zwischen einer vollständig geschlossenen Stellung und einer vollständig geöffneten Stellung liegt.
In einer Ausführungsform ist der Aktor 142 ein Elektromagnet. Der Elektromagnet kann von dem Steuersystem 60 gepulst werden, um einen in der Tankklappe 16 aufgenommenen Magneten 92 abzustoßen, und somit die Tankklappe 16 in die halb geöffnete Stellung zu drücken. In einer anderen Ausführungsform ist der Aktor 142 eine Magnetspule. Der Magnet 92 ist nicht erforderlich, wenn der Aktor 142 eine Magnetspule ist. Stattdessen kann ein Magnetspulenstift des Aktors 142 die Tankklappe 16 bewegen, sodass sie halb geöffnet ist.
Der Sensor 46 ist dazu ausgelegt, zu erfassen, wenn sich die Tankklappe 16 in einer geschlossenen Stellung befindet. In einer Ausführungsform ist der Sensor 46 ein Hallsensor, der in der Tankklappe 16 montiert ist. Der Sensor 46 könnte innerhalb der Tankklappe 16, innerhalb der Umhüllung 40 des Klappenöffnungsmoduls 136 oder innerhalb des Gehäuses 26 positioniert sein.
Der Klappenöffnungsknopf 48 kann manuell gedrückt werden, so dass er versenkt ist, um eine automatische Öffnungsabfolge der Tankklappe 16 durch das Klappenöffnungsmodul 136 auszulösen. Der Klappenöffnungsknopf 48 kann innerhalb der Tankklappe 16, innerhalb der Umhüllung 40 des Klappenöffnungsmoduls 36 oder innerhalb des Gehäuses 26 positioniert sein. Alternativ könnte der Klappenöffnungsknopf 48 in dem Fahrgastraum des Fahrzeugs 10 vorgesehen sein. Die Magnete 50, 51 können optional vorgesehen sein, um die Tankklappe 16 fester in der geschlossenen Stellung zu halten.
In einer Ausführungsform ist das Steuersystem 60 sowohl mit dem Aktor 142 als auch mit dem Klappenöffnungsknopf 48 wirkverbunden. Signale von dem Klappenöffnungsknopf 48 können Eingaben an das Steuersystem 60 liefern, die anzeigen, dass der Benutzer das Fahrzeug 10 betanken möchte. Als Reaktion auf das Empfangen des Signals/der Signale von dem Klappenöffnungsknopf 48 kann das Steuersystem 60 eine Druckentlastungs- oder Vakuumreduzierungsroutine einleiten, um den Druck des Kraftstofftanks 20 in einen Bereich zu bringen, der innerhalb eines zum Betanken akzeptablen Bereichs liegt. Die Tankklappe 16 wird während der Druckentlastung geschlossen gehalten. Nachdem der Druck in einen vordefinierten Druckbereich gebracht wurde, kann das Steuersystem 60 den Aktor 142 anweisen, die Tankklappe 16 in die halb geöffnete Stellung zu bewegen.
Das Steuersystem 60 kann zudem mit einem Audioaktor 64 wirkverbunden sein. Der Audioaktor 64 kann angewiesen werden, Tonmeldungen 66 an einen sich in der Nähe befindenden Benutzer zu übertragen, um dem Benutzer eine Rückmeldung über den Status des Kraftstoffsystems 12 und Öffnungsvorgänge der Tankklappe 16 zu geben.
11 veranschaulicht unter fortgeführter Bezugnahme auf die 10 schematisch ein beispielhaftes Fahrzeugverfahren 94 zum Steuern der Tankklappe 16 unter Verwendung des Klappenöffnungsmoduls 136 aus 10. In einer Ausführungsform ist das Steuersystem 60 mit einem oder mehreren Algorithmen programmiert, die dazu ausgelegt sind, das beispielhafte Fahrzeugverfahren 94 auszuführen.
Das beispielhafte Verfahren 94 kann bei Block 96 beginnen. Die Tankklappe 16 ist bei Block 96 geschlossen. Das Steuersystem 60 kann basierend auf Signalen von dem Sensor 46 bestimmen, dass die Tankklappe 16 geschlossen ist.
Bei Block 98 bestimmt das Steuersystem 60, ob ein Benutzer des Fahrzeugs 10 den Klappenöffnungsknopf 48 gedrückt hat, um die Öffnungsabfolge der Tankklappe 16 auszulösen. Wenn ja, weist das Steuersystem 60 den Audioaktor 64 bei Block 100 an, Tonmeldungen 66 zu übertragen. Die Tonmeldungen 66 geben dem Benutzer eine Rückmeldung über den Status des Kraftstoffsystems 12 und die Öffnungsvorgänge der Tankklappe 16.
Als Nächstes überwacht das Steuersystem 60 bei Block 102, ob der Druck des Kraftstofftanks 20 innerhalb eines Schwellendruckbereichs liegt. Wenn ja, kann das Fahrzeugverfahren 68 zu Block 104 übergehen, wobei der Aktor 142 zu diesem Zeitpunkt gesteuert wird, um die Tankklappe 16 in die halb geöffnete Stellung X' zu bewegen.
Das Steuersystem 60 kann als Nächstes bei Block 106 bestimmen, ob der Benutzer die Tankklappe 16 nach dem Betanken geschlossen hat. Wenn nein, kann das Steuersystem 60 bei Block 108 den Audioaktor 64 anweisen, Tonmeldungen 66 zu übermitteln und/oder eine Meldung im Fahrgastraum anzuzeigen. In jedem Fall kann das Fahrzeugverfahren 94 bei Block 110 enden.
Die Fahrzeugkraftstoffsysteme dieser Offenbarung beinhalten Klappenöffnungsmodule zum Steuern der Klappenöffnungsabfolge einer Tankklappe der Kraftstoffsysteme. Die beispielhaften Klappenöffnungsmodule ermöglichen, dass das Öffnen der Tankklappe automatisch von dem Fahrzeug ausgeführt wird, während das manuelle Öffnen nicht ermöglicht wird und einfachwirkende Verschlüsse ermöglicht werden. Die Audioaktoren der vorgeschlagenen Kraftstoffsysteme geben den Benutzern während des gesamten Vorgangs eine Rückmeldung, wodurch eine positivere Benutzererfahrung erzielt und Beschwerden der Benutzer reduziert werden.
Wenngleich die unterschiedlichen nicht einschränkenden Ausführungsformen der Darstellung nach bestimmte Komponenten oder Schritte aufweisen, sind die Ausführungsformen dieser Offenbarung nicht auf diese konkreten Kombinationen beschränkt. Es ist möglich, einige der Komponenten oder Merkmale von beliebigen der nicht einschränkenden Ausführungsformen in Kombination mit Merkmalen oder Komponenten von beliebigen der anderen nicht einschränkenden Ausführungsformen zu verwenden.
Es versteht sich, dass gleiche Bezugszeichen in den mehreren Zeichnungen entsprechende oder ähnliche Elemente kennzeichnen. Es versteht sich, dass in diesen Ausführungsbeispielen zwar eine bestimmte Komponentenanordnung offenbart und dargestellt ist, andere Anordnungen aber ebenfalls von den Lehren dieser Offenbarung profitieren könnten.
Die vorstehende Beschreibung soll als veranschaulichend und nicht in einschränkendem Sinne ausgelegt werden. Ein Durchschnittsfachmann würde verstehen, dass bestimmte Modifikationen in den Umfang dieser Offenbarung fallen könnten. Deshalb sollten die nachstehenden Patentansprüche genau gelesen werden, um den wahren Umfang und Inhalt der vorliegenden Offenbarung zu ermitteln.

Claims

Kraftstoffsystem für ein Fahrzeug, das Folgendes umfasst: einen Kraftstofftank; eine Tankklappe; ein Klappenöffnungsmodul, das dazu ausgelegt ist, die Tankklappe zu bewegen; und ein Steuersystem, das dazu ausgelegt ist, das Klappenöffnungsmodul anzuweisen, die Tankklappe in eine halb geöffnete Stellung zu bewegen, wenn ein Druck des Kraftstofftanks innerhalb eines vordefinierten Druckbereichs liegt.
Kraftstoffsystem nach Anspruch 1, das einen Audioaktor umfasst, der dazu ausgelegt ist, Tonmeldungen zu übertragen, bevor die Tankklappe in die halb geöffnete Stellung bewegt wird, bis der Druck den vordefinierten Druckbereich erreicht, und wobei optional der Audioaktor ein Schwingungserreger oder ein Lautsprecher ist.
Kraftstoffsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Klappenöffnungsmodul einen Elektromotor und einen Nocken zum Bewegen der Tankklappe in die halb geöffnete Stellung beinhaltet und wobei der Elektromotor optional eine Schneckenschraube beinhaltet, die dazu ausgelegt ist, ein Schneckenrad des Nockens in Eingriff zu nehmen.
Kraftstoffsystem nach Anspruch 3, wobei der Nocken in der halb geöffneten Stellung gegen die Tankklappe oder einen an der Tankklappe angebrachten Scharnierarm drückt und in einer geschlossenen Stellung nicht gegen die Tankklappe oder den Scharnierarm drückt.
Kraftstoffsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Klappenöffnungsmodul einen Elektromagneten oder eine Magnetspule zum Bewegen der Tankklappe in die halb geöffnete Stellung beinhaltet.
Kraftstoffsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Klappenöffnungsmodul einen Klappenöffnungsknopf und einen Sensor beinhaltet, der dazu ausgelegt ist, eine Stellung der Tankklappe zu erfassen.
Kraftstoffsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Klappenöffnungsmodul eine Polymerumhüllung beinhaltet, die an einer Rückseite eines Gehäuses einer Tankklappenbaugruppe montiert ist.
Fahrzeug, das das Kraftstoffsystem nach Anspruch 1 beinhaltet, wobei das Fahrzeug Folgendes umfasst: eine Fahrzeugkarosseriekomponente; eine Tankklappenbaugruppe, die an der Fahrzeugkarosseriekomponente montiert ist und die Tankklappe beinhaltet; den Kraftstofftank; einen Audioaktor, der an der Fahrzeugkarosseriekomponente montiert ist; einen Aktor, der dazu ausgelegt ist, die Tankklappe zwischen einer geschlossenen Stellung und der halb geöffneten Stellung zu bewegen; und wobei das Steuersystem dazu ausgelegt ist, (a) den Audioaktor anzuweisen, Tonmeldungen zu übertragen, während sich die Tankklappe in der geschlossenen Stellung befindet, und (b) den Aktor anzuweisen, die Tankklappe in die halb geöffnete Stellung zu bewegen, wenn sich der Druck des Kraftstofftanks innerhalb des vordefinierten Druckbereichs befindet.
Fahrzeug nach Anspruch 8, wobei die Fahrzeugkarosseriekomponente ein hinterer Seitenteil ist.
Fahrzeug nach Anspruch 8 oder 9, wobei die Tankklappenbaugruppe und der Kraftstofftank Teil eines nicht integrierten Systems nur mit Betankungskanister (NIRCOS) sind.
Fahrzeug nach einem der Ansprüche 8 bis 10, wobei der Audioaktor ein Schwingungserreger oder ein Lautsprecher ist.
Fahrzeug nach einem der Ansprüche 8 bis 11, wobei der Aktor ein Elektromotor ist, der dazu ausgelegt ist, einen Nocken zum Bewegen der Tankklappe in die halb geöffnete Stellung in Eingriff zu nehmen, oder ein Elektromagnet oder eine Magnetspule ist, und wobei der Elektromotor optional eine Schneckenschraube beinhaltet, die dazu ausgelegt ist, ein Schneckenrad des Nockens in Eingriff zu nehmen.
Fahrzeug nach einem der Ansprüche 8 bis 12, wobei das Steuersystem den Audioaktor anweist, als Reaktion auf eine Eingabe von einem Klappenöffnungsknopf die Tonmeldungen zu übertragen.
Fahrzeug nach einem der Ansprüche 8 bis 13, das einen Sensor umfasst, der dazu ausgelegt ist, eine Stellung der Tankklappe zu erfassen.
Verfahren, das Folgendes umfasst: Empfangen einer Eingabe von einem Klappenöffnungsknopf einer Fahrzeugtankklappenbaugruppe, wobei die Eingabe eine Einleitung einer Tankklappenöffnungsabfolge angibt; Übertragen von Tonmeldungen an einen Benutzer, der sich in der Nähe der Tankklappenbaugruppe des Fahrzeugs befindet, während der Tankklappenöffnungsabfolge; und automatisches Bewegen einer Tankklappe der Fahrzeugtankklappenbaugruppe in eine halb geöffnete Stellung als Reaktion darauf, dass ein Druck eines Kraftstofftanks einen vordefinierten Druckbereich erreicht.