用于使车辆燃料存储系统减压的方法和系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及车辆燃料存储系统的领域，并且特别地涉及用于混合动力车辆、由燃料电池提供动力的车辆或非混合动力的内燃机车辆的燃料箱。
【背景技术】
[0002]由内燃机推进的车辆可以配备有燃料蒸气排放线路，燃料蒸气通过该线路被从燃料箱引导到燃料吸收罐。由此，能够避免例如在白昼温度变化的影响下在箱中积累过大的压强。设置了净化线路，内燃机能够在内燃机运行时通过该净化线路取回被吸收的燃料。
[0003]混合动力车辆适于交替地借助于电机或内燃机被推进。混合动力的一个具体衍生品仅在给定行程最开始的60至10km使用电力(假设在该行程前将该车辆插入电力供应预定长的时间)。这些车辆被视为“插电式混合动力”。“插电式混合动力”车辆可能从不运行内燃机地进行许多驾驶循环。在这些情况下，不能期望有规律地对罐进行净化，因此一般必须解除罐与箱的关联，以避免使罐过饱和。因此，这种混合动力车辆的燃料箱必须被设计为能够包含更大量的燃料蒸气并承受更高的压强水平。
[0004]然而，必须在为了加燃料操作而打开箱之前以对环境安全的方式使燃料箱内的增大的压强得以缓解，以免将相对大量的燃料蒸气释放到环境中或将燃料蒸气吹到车辆操作人员的脸上。
[0005]在已知系统中，压强的缓解通过应车辆操作人员的要求使箱与罐流体连通来实现，为此车辆操作人员一般必须按下仪表板上的按钮。考虑到由排放线路中的各个阀门和管线导致的压强下降，压强缓解将需要一定的时间，这可能是大约10秒的量级。该时间被视为不便地漫长。
[0006]BAYERISCHE M0T0REN WERKE AG名下的DE 102 007036112A1 披露了一种系统，该系统具有设置在燃料箱的充装管中的止回阀设备，其中该设备被压力密封并在箱中由与环境压强相对的过量压强向外地将其锁定。该设备在管中的布置方式使得在加燃料期间能够在该设备与箱栗喷嘴没有机械接触的情况下打开该设备。燃料通过喷嘴流入管中。当有人打开充装管处的盖子或搭扣(catch)时在空气分隔器排放管中打开阀门，该人在充装管处实施加燃料操作。
[0007]尽管DE102 007036112A1缩短了压强缓解要求与实际加燃料操作能够开始的时刻之间的时间，但是其具有将任何可能存在于充装管中的蒸气一一该蒸气可能是显著量的——释放到环境中的缺点。
【发明内容】
[0008]本发明各实施例的一个目的在于缩短压强缓解要求与实际加燃料操作能够开始的时刻之间的时间且不具有上述缺点。
[0009]根据本发明的一个方面，提供了一种用于使车辆燃料存储系统减压的方法，该燃料存储系统包括第一部分和第二部分，其中第一部分与可关闭的充装头开口流体连通，第一部分借助于阀门与第二部分分隔，该方法包括:在第一时间段，所述阀门和所述充装头开口关闭，通过使第一部分与大气连通来使第一部分减压;在第二时间段，通过使第二部分与大气连通来使第二部分减压；以及，从所述第一时间段结束时起实现了准备好通达充装头开口。
[0010]在本申请中，术语“减压”和“压强缓解”指的是使燃料系统内压强与环境压强平衡的过程。平衡意味着使得燃料系统内压强处于与环境压强的小差值范围内；该差值可介于-50mbar与50mbar之间；优选地介于_20mbar与20mbar之间；并且更优选地介于-1Ombar与I Ombar 之间。
[0011]减压状态的结束可以:
[0012]-基于所测量的压强与预定压强范围的比较来确定；
[0013]-在经过预定时间后确定。
[0014]当实现了减压状态时，就实现了准备好通达充装头开口。
[0015]当然，减压状态可以根据操作条件来校准，操作条件例如包括环境温度、箱内温度、环境压强和燃料挥发性等。
[0016]第一时间段和第二时间段可以同时或大约同时开始。替代地，第二时间段可以比第一时间段晚开始。特别地，第二时间段可以在第一时间段结束时一一即当第一部分的减压完成时开始。
[0017]本发明基于但不限于发明人以下的认识:能够通过设置分阶段的压强缓解来缩短达到准备好的时间，在该分阶段的压强缓解中，燃料存储容积中面对充装开口的密封部分被首先减压，在该减压完成时能够允许通达充装管，同时燃料存储容积的其余部分中的压强正被缓解。一旦实现准备就绪，使用者就能够打开燃料盖而不暴露于过多的碳氢化合物蒸气下。而且，向大气中的排放将得以减少。
[0018]在根据本发明的方法的一个实施例中，第一部分包括充装颈。
[0019]该实施例显著地缩短了驾驶员要求加燃料操作的时刻与允许其打开燃料盖的时刻之间所需的时间，尤其是在箱内存在高压强(例如350mbar)时。在目前的密封燃料系统上，整个燃料系统都在一个步骤中减压，这经常导致5至10秒的减压时间。由于充装管的容积非常小(一般小于I升)，充装管能够在少于数秒内被减压。
[0020]在根据本发明的方法的一个实施例中，与大气的连通经由罐来建立。
[0021]用罐吸收存在于气流中的碳氢化合物，这在对燃料存储系统的各部分进行排气的同时使释放到环境中的碳氢化合物的量最小化。
[0022]在根据本发明的方法的一个实施例中，在第一部分的减压之前，将第一部分与大气隔离并与罐(如果存在的话)隔离;第一部分的减压发生在检测到发起加燃料操作时。
[0023]在该实施例中，排放线路在正常情况下是关闭的。这避免在长时间没有机会净化罐时使罐(过)饱和以及/或者将大量的燃料蒸气释放到环境中。
[0024]与大气和罐的隔离至少应用于第二部分(即存储系统的容量的大部分)，并可选地也应用于第一部分(即与充装头连通的部分)。
[0025]在一个具体实施例中，对是否发起加燃料操作的检测包括检测按钮是否被按压。
[0026]在另一具体实施例中，对是否发起加燃料操作的检测包括检测燃料活门(即燃料门)是否被操作。该操作可以在于将活门拉开或尝试通过解除在燃料活门上常见的推锁来打开活门。
[0027]在另一具体实施例中，对是否发起加燃料操作的检测包括检测燃料盖是否被操作。该操作可以在于将燃料盖转动一定角度。
[0028]在一个实施例中，根据本发明的方法还包括在第一部分的减压完成时指示准备好通达充装头开口。
[0029]在对是否发起加燃料操作的检测包括检测燃料活门是否被操作时，该指示可以包括解除对燃料活门的锁定。在该情况下，从物理上阻止车辆操作人员完全打开通达充装头开口的活门，直至第一排气已完成。
[0030]在对是否发起加燃料操作的检测包括检测燃料盖是否被操作时，该指示可以包括解除对燃料盖的锁定。在该情况下，从物理上阻止车辆操作人员完全打开燃料盖并通达(接近使用)充装头，直至第一排气已完成。
[0031]在一个具体实施例中，该指示包括向车辆操作人员提供视觉或声音信号。
[0032]该信号允许车辆操作人员决定何时打开充装头开口是安全的。
[0033]在根据本发明的方法的一个实施例中，燃料存储系统适于包含汽油。在另一实施例中，燃料存储系统适于包含汽油与含量在O至95%的甲醇和/或乙醇的混合物。
[0034]本发明在用于存储汽油的系统的情况中特别有用，这是因为该类型的燃料会特别地在温度上升时产生蒸气并由此在燃料系统中积累压强。
[0035]根据本发明的一个方面，提供了一种燃料存储系统，该系统包括第一部分和第二部分，第一部分与可关闭的充装头开口连通，第一部分借助于阀门与第二部分分隔，阀门布置被配置为允许第一部分与大气进行连通并允许第二部分与大气进行连通；阀门布置被控制器控制，该控制器被配置为执行如上所述的方法。
[0036]在一个实施例中，根据本发明的燃料存储系统还包括适于指示准备好通达充装头开口的指示器装置，阀门布置和指示器装置被控制器控制，该控制器被配置为执行如上所述的方法。
[0037]根据本发明的一个方面，提供了一种包括上述燃料系统的插电式混合动力车辆。
[0038]根据本发明的一个方面，提供了一种计算机程序产品，其包括被配置为使控制器执行如上所述方法的代码装置。
【附图说明】
[0039]现在将参照附图更详细地描述本发明的上述和其他方面和优点，在附图中:
[0040]图1示意地示出根据本发明的一个实施例的燃料系统；以及
[0041]图2示出根据本发明的一个实施例的方法的流程图。
【具体实施方式】
[0042]图1的系统包括燃料箱150，该燃料箱与终止于充装头105的充装颈100连通。不失一般性地，所示出的充装头105被燃料盖190封闭；也可以使用具有集成在充装头中的合适的封闭机制的无盖布置。
[0043]用于本发明的实施例中的燃料箱150优选地由塑料制成(即该燃料箱的壁主要由塑料制成)。
[0044]术语“塑料”指的是任何包括至少一种合成树脂聚合物的材料。
[0045]任何类型的塑料都可能合适。尤其合适的塑料属于热塑性塑料类别。
[0046]特别地，可以使用聚烯烃、热塑性聚酯、聚酮、聚酰胺及其共聚物。也可以使用聚合物或共聚物的混合物，类似地也可以使用聚合材料与无机、有机和/或天然的填充材料(仅作为举例而绝非限制性地，该填充材料比如是碳、盐和其他无机衍生物、天然或聚合纤维)的混合物。也可以使用由包括上述聚合物或共聚物中的至少一种的叠置并接合的层构成的多层结构。
[0047]经常使用的一种聚合物为聚乙烯。使用高密度聚乙烯(HDPE)获得了良好的结果。
[0048]箱的壁可以由单个热塑性层或两层构成。一个或多个其他可能的额外层可以有利地由液体和/或气体的屏障材料所制成的层构成。优选地，屏障层的性质和厚度被选择为使得与箱的内表面接触的液体和气体的渗透性最小化。优选地，该层基于屏障树脂，即燃料不可渗透的树脂，比如EVOH(部分水解的乙烯/乙酸乙烯酯共聚物)。替代地，箱可以经受表面处理(氟化或磺化)，以便使箱对于燃料是不可渗透的。
[0049]箱优选地包括位于基于HDPE的外层之间的基于EVOH的屏障层。
[0050]燃料箱150经由内排放管线140来排气，该内排放管线的开放端部位于箱的上部部分中，该上部部分一般构成存在于箱中的液体燃料的表面上方的“蒸气穹顶”。排放线路还包括罐160和将罐的清洁空气端部经由大气端口 180连接到大气的管线。罐160能够从其燃料蒸气端部通过经由罐净化阀门170连接到内燃机的管线被净化。在排放管线中可以存在用于阻止与罐通达的额外的阀门(未示出)，以免使罐在没有中间净化的情况下长时间地暴露于燃料蒸气。
[0051 ]内止回阀120将燃料箱150的主容积与充装颈100封闭开来。
[0052]内止回阀120