ЗАПОРНЫЙ КЛАПАН ТОПЛИВНОГО БАКА, СИСТЕМА ИЗМЕРЕНИЯ ДЛЯ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ С ТОПЛИВНОЙ СИСТЕМОЙ, ТОПЛИВНАЯ СИСТЕМА И ТРАНСПОРТНОЕ СРЕДСТВО
FUEL TANK SHUTOFF VALVE, MEASUREMENT SYSTEM FOR USE WITH FUEL SYSTEM, FUEL SYSTEM AND VEHICLE

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ
Настоящее изобретение относится к запорным клапанам топливных баков (ЗКТБ), в частности, для использования с системами гибридных автомобилей.
ИЗВЕСТНЫЙ УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
Ниже приведены ссылки, рассматриваемые как относящиеся к известному уровню техники:
- Патент США US 9026292
- Международный патент WO 2015/114618
Признание вышеупомянутых ссылок в настоящей заявке не означает, что они каким-либо образом имеют отношение к патентоспособности настоящего изобретения.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
Некоторые типы транспортных средств, например, гибридные электромобили (hybrid electric vehicles, HEV) или гибридные электромобили с подзарядкой от электросети (plug-in hybrid electric vehicles, PHEV) оснащены герметизированной топливной системой, которая содержит запорный клапан топливного бака (ЗКТБ), расположенный между топливным баком и угольным фильтром. ЗКТБ смещен в закрытое положение и является нормально закрытым, при этом он выборочно открывает сообщение по текучей среде между баком и угольным фильтром. Открытие ЗКТБ обеспечивает возможность управления давлением в баке посредством обеспечения вентиляции бака или обеспечивает возможность предотвращения увеличения давления при заправке бака топливом.
Традиционные ЗКТБ приводят в действие соленоидным исполнительным механизмом, который имеет пороговое значение потребляемой мощности для открытия и для которого потребление мощности остается на этом пороговом значении до тех пор, пока соленоидный исполнительный механизм (и, следовательно, ЗКТБ) находится в открытом положении, которое может продолжаться в течение длительных периодов, например, десятки минут. В свою очередь, поддержание соленоида в открытом положении при этом относительно высоком уровне мощности может привести к большому потреблению мощности, а также к нагреванию соленоидного исполнительного механизма и ЗКТБ.
ОБЩЕЕ ОПИСАНИЕ
Настоящее изобретение относится к топливной системе для использования в отношении гибридных электромобилей (HEVs) или гибридных электромобилей с подзарядкой от электросети (PHEVs), в которых использована герметизированная топливная система, содержащая запорный клапан топливного бака (ЗКТБ), сообщающийся по текучей среде с топливным баком и угольным фильтром.
ЗКТБ является нормально закрытым запорным клапаном и выборочно открывает или закрывает сообщение по текучей среде с топливным баком и угольным фильтром, и выполнен с возможностью обеспечения прохождения регулируемого потока паров топлива в фильтр, причем открытие ЗКТБ разгерметизирует бак, обеспечивая возможность вентиляции бака и способствуя заправке бака топливом.
Таким образом, ЗКТБ, сообщающийся по текучей среде с топливным баком и угольным фильтром, заблаговременно герметизирует поток, проходящий в угольный фильтр, что приводит к снижению количества остаточных компонентов отработанного топлива в угольном фильтре, тем самым уменьшая нагрузку и повышая его общую производительность.
В соответствии с одной схемой расположения ЗКТБ расположен между топливным баком и угольным фильтром и, таким образом, выполнен с возможностью управления потоком текучей среды от топливного бака к угольному фильтру. В соответствии со второй схемой расположения ЗКТБ расположен после угольного фильтра и, таким образом, управляет потоком текучей среды от топливного бака к угольному фильтру и далее в атмосферу.
Топливная система в соответствии с настоящим изобретением содержит ЗКТБ, сообщающийся по текучей среде с топливным баком и угольным фильтром, причем указанный ЗКТБ содержит как единое целое нормально закрытый соленоид и интегрированный контроллер.
При нормальных условиях для преодоления по существу высокого давления внутри топливного бака требуется более высокая мощность для открытия соленоида, в результате чего интегральный контроллер выполнен с возможностью потребления электрической мощности при по существу постоянном напряжении, хотя часто более высоком, чем входное напряжение, обеспечиваемое аккумуляторной батареей транспортного средства.
ЗКТБ в соответствии с настоящим изобретением способствует снижению потребления электрической мощности посредством управления энергией, подаваемой на соленоид, таким образом, что он активируется на короткий промежуток времени при по существу высокой мощности, достаточной, однако, для преодоления по существу высокого давления, после чего электрическая мощность падает до минимального напряжения, необходимого для поддержания соленоида в открытом положении, предотвращая при этом его перегрев и экономя электроэнергию.
В соответствии с одним конкретным примером входное питающее напряжение величиной от 9 до 16 вольт (обеспечиваемое аккумуляторной батареей транспортного средства) было преобразовано по существу в постоянное питающее напряжение величиной 14 вольт, подаваемое в течение 200 мс. Это напряжение затем было снижено по существу до постоянного питающего напряжения величиной 5 вольт, действующего в течение времени, необходимого для нахождения ЗКТБ в открытом положении.
Предложенная топливная система содержит ЗКТБ, сообщающийся по текучей среде с топливным баком и угольным фильтром, причем указанный ЗКТБ содержит как единое целое нормально закрытый соленоид и интегрированный контроллер, где указанный контроллер выполнен с возможностью генерирования сигнала закрытия соленоида для герметизации пути прохождения потока текучей среды через клапан в ответ на сигналы, содержащие информацию о параметрах, полученные от одного или большего количества датчиков, связанных с топливной системой.
Конфигурация такова, что после того, как ЗКТБ приведен в действие центральным контроллером, интегральный контроллер ЗКТБ автономно генерирует сигналы для соленоида на основании сигналов, содержащих информацию о параметрах, полученных от одного или большего количества датчиков, связанных с топливной системой.
Один аспект настоящего изобретения относится к ЗКТБ, сообщающемуся по текучей среде с топливным баком и угольным фильтром, причем указанный ЗКТБ содержит как единое целое нормально закрытый соленоид и интегрированный контроллер, где указанный контроллер выполнен с возможностью генерирования сигнала закрытия соленоида для герметизации пути прохождения потока текучей среды через клапан в ответ на сигналы, содержащие информацию о параметрах, полученные от одного или большего количества датчиков, связанных с топливной системой.
Другой аспект настоящего изобретения относится к транспортному средству, содержащему ЗКТБ, сообщающийся по текучей среде с топливным баком и угольным фильтром, причем указанный ЗКТБ содержит как единое целое нормально закрытый соленоид и интегрированный контроллер, где указанный контроллер выполнен с возможностью генерирования сигнала закрытия соленоида для герметизации пути прохождения потока текучей среды через клапан в ответ на сигналы, содержащие информацию о параметрах, полученные от одного или большего количества датчиков, связанных с топливной системой.
Еще один аспект настоящего изобретения относится к системе топливного бака транспортного средства, содержащей ЗКТБ, сообщающийся по текучей среде с топливным баком и угольным фильтром, причем указанный ЗКТБ содержит как единое целое нормально закрытый соленоид и интегрированный контроллер, где указанный контроллер выполнен с возможностью генерирования сигнала закрытия соленоида для герметизации пути прохождения потока текучей среды через клапан в ответ на сигналы, содержащие информацию о параметрах, полученные от одного или большего количества датчиков, связанных с топливной системой.
В соответствии с изобретением центральный контроллер топливной системы или транспортного средства подает сигнал открытия на интегральный контроллер ЗКТБ, который, в свою очередь, посылает сигналы закрытия на соленоид ЗКТБ в ответ на сигналы, содержащие информацию о параметрах, полученные от одного или большего количества датчиков, связанных с топливной системой.
Центральный контроллер подает сигнал открытия на ЗКТБ после начала процедуры заправки и для осуществления проверок расчетного давления. Например, для осуществления заправки водитель должен активировать подачу сигнала открытия на ЗКТБ, к примеру, посредством управления переключателем команд или посредством открытия люка бензобака. После подачи сигнала открытия на ЗКТБ последний открывается с тем, чтобы снизить давление внутри топливного бака перед снятием топливной крышки.
Запорный клапан топливного бака (ЗКТБ) в соответствии с настоящим изобретением обычно может содержать нормально закрытый обводной клапан, выполненный с возможностью обхода соленоида для вентиляции топливного бака при заданных пороговых условиях разрежения и избыточного давления. Соответственно, если изменения давления на стороне топливного бака ЗКТБ превышают заданные пороговые значения давления, обводной клапан открывается таким образом, что обеспечивает прохождение потока текучей среды между топливным баком и угольным фильтром с тем, чтобы регулировать давление в топливной системе.
В соответствии с другим аспектом настоящего изобретения предлагается система измерения уровня топлива, в которой топливный бак содержит датчик уровня топлива, выполненный с возможностью генерирования сигнала, содержащего информацию об уровне топлива, реагирующий на уровень топлива в баке, причем указанный сигнал, содержащий информацию об уровне топлива, подают на интегральный контроллер ЗКТБ, который, в свою очередь, подает сигнал закрытия на соленоид ЗКТБ.
Сигнал, содержащий информацию об уровне топлива, представляет собой сигнал, содержащий информацию о максимальном уровне заправки, для предотвращения/защиты от перелива. Однако, сигнал, содержащий информацию об уровне топлива, может также свидетельствовать об уровне топлива в топливном баке. Кроме того, сигнал, содержащий информацию об уровне топлива, может быть передан на центральный контроллер транспортного средства для генерирования сигналов, характеризующих уровень топлива в топливном баке. Датчик уровня топлива может представлять собой любое устройство измерения уровня.
В соответствии с другим аспектом настоящего изобретения предлагается устройство обнаружения опрокидывания для подачи сигнала, содержащего информацию о параметре, на интегральный контроллер ЗКТБ, который, в свою очередь, подает сигнал закрытия на соленоид ЗКТБ в случае опрокидывания транспортного средства.
В соответствии еще с одним аспектом настоящего изобретения предлагается система поддержания расчетного давления, выполненная с возможностью проверки поддержания расчетного давления топливного бака во время проверок расчетного давления, выполняемых центральным контроллером. В соответствии с данным аспектом система топливного бака содержит датчик давления для генерирования сигнала, содержащего информацию о давлении, реагирующий на давление внутри топливного бака, причем указанный сигнал, содержащий информацию о давлении, передают на интегральный контроллер ЗКТБ, который, в свою очередь, подает соответствующий сигнал закрытия на соленоид ЗКТБ, вследствие чего осуществляется контроль давления в топливном баке во время проверки расчетного давления.
В соответствии с другим аспектом настоящего изобретения предлагается антизакупорочная система.
Термин "закупоривание" обозначает ситуацию, которая может произойти при открывании ЗКТБ до процесса заправки, в которой при высокой скорости потока через угольный фильтр клапаны, связанные с топливным баком, могут застрять, т.е. большое количество воздуха/паров топлива, выходящее из топливного бака, может заставлять поплавок клапана смещаться по течению вверх, приводя к закрытию соответствующего клапана и в результате этого к раннему прекращению заправки, т.е. до того, как топливный бак будет полностью заполнен.
Конфигурация такова, что при начале процедуры заправки центральный процессор подает сигнал открытия на интегральный контроллер ЗКТБ, где соленоид открывается для вентиляции топливного бака, а именно, для разгерметизации топливного бака, предотвращая, при этом, закупоривание клапанов при контролируемой скорости потока.
Антизакупорочная система содержит механизм измерения давления, расположенный в ЗКТБ, причем когда давление в топливном баке (и соответственно в ЗКТБ) превышает заданный уровень, генерируется сигнал, содержащий информацию о давлении, и подается на интегральный контроллер, который, в свою очередь, подает сигнал открытия на соленоид, в результате чего сбрасывают давление из топливного бака с тем, чтобы обеспечить непрерывную заправку топливом.
В соответствии еще с одним аспектом настоящего изобретения предлагается система ограничения заправки топливом, выполненная с возможностью остановки процесса заправки и возможностью генерирования предупреждающего сигнала в пользовательском интерфейсе.
Конфигурация такова, что в случае непреднамеренной заправки с использованием неправильного типа топлива передают сигнал, содержащий информацию о типе топлива, на интегральный контроллер ЗКТБ, который, в свою очередь, подает сигнал закрытия на соленоид ЗКТБ, что приводит к остановке процесса заправки.
Любая одна или большее количество следующих характеристик, конструкций и конфигураций могут быть осуществлены в топливной системе и топливном клапане по отдельности или в различных их сочетаниях:
• Датчик уровня топлива может являться датчиком близости, расположенным на стенке топливного бака и выполненным с возможностью определения близости поплавкового элемента, выполненного с возможностью смещения внутри топливного бака в зависимости от уровня топлива, причем датчик уровня топлива выполнен с возможностью генерирования соответствующего сигнала, содержащего информацию об уровне топлива, и передачи указанного сигнала на интегральный контроллер ЗКТБ;
• Датчик близости, например, может быть ультразвуковым датчиком;
• Датчик близости, например, может быть пневматическим датчиком давления;
• Поплавковый элемент может быть выполнен с возможностью смещения внутри топливного бака, и его осевое перемещение может быть ограничено в пределах топливного бака, причем датчик близости выполнен с возможностью обнаружения расстояния до целевого элемента, расположенного на поплавковом элементе;
• Датчик уровня топлива может являться оптическим датчиком, расположенным в топливном баке и выполненным с возможностью обнаружения уровня поверхности топлива внутри топливного бака и возможностью генерирования соответствующего сигнала, содержащего информацию об уровне топлива, а также передачи указанного сигнала на интегральный контроллер ЗКТБ;
• Устройство обнаружения опрокидывания может являться датчиком опрокидывания, связанным с топливным баком и, таким образом, выполненным с возможностью передачи на интегральный контроллер ЗКТБ сигнала, содержащего информацию об опрокидывании. Устройство обнаружения опрокидывания может являться датчиком опрокидывания, связанным с ЗКТБ;
• Устройство обнаружения опрокидывания может быть объединено с системой измерения уровня топлива;
• Устройство обнаружения опрокидывания может представлять собой по существу вертикально проходящий корпус датчика, оснащенный целевым элементом, выполненным с возможностью перемещения внутри корпуса датчика в ответ на прикладываемые к нему гравитационные силы, и датчик, выполненный с возможностью подачи сигнала, содержащего информацию об опрокидывании, на интегральный контроллер ЗКТБ в случае смещения целевого элемента от датчика за пределы заданного расстояния или временного интервала;
• Устройство обнаружения опрокидывания может представлять собой целевой элемент, прикрепленный над поплавковым элементом, выполненным с возможностью перемещения внутри поплавкового корпуса, и датчик, выполненный с возможностью обнаружения смещения поплавка за пределы заданного расстояния, в результате чего при смещении целевого элемента от датчика за пределы заданного расстояния генерируется сигнал, содержащий информацию об опрокидывании, и подается на интегральный контроллер ЗКТБ;
• В соответствии с одним примером целевой элемент может представлять собой поршень, выполненный с возможностью перемещения в пределах корпуса датчика и смещенный таким образом, чтобы принимать исходное положение относительно указанного датчика, вследствие чего при переворачивании гравитационные силы, действующие на поршень, приводят к его перемещению от датчика, что в свою очередь приводит к подаче сигнала, содержащего информацию об опрокидывании, на интегральный контроллер ЗКТБ;
• В соответствии с другим примером датчик может быть расположен в колодцеобразной нижней части корпуса датчика, имеющей коническое сечение и размещающей в себе целевой элемент, представленный в виде сферы, выполненной с возможностью размещения внутри указанной конической части под воздействием гравитационной силы. Однако, в случае опрокидывания или чрезмерной центробежной силы сфера смещается из колодцеобразной части, что приводит к ее отводу от датчика, который, в свою очередь, подает сигнал, содержащий информацию об опрокидывании, на интегральный контроллер ЗКТБ;
• Механизм измерения давления антизакупорочного механизма может представлять собой смещенный поршень, выполненный с возможностью перемещения внутри камеры ЗКТБ, сообщающейся по текучей среде с топливным баком, и датчик позиционирования, связанный с указанным поршнем; в соответствии с чем поток текучей среды через камеру, превышающий заданное пороговое значение, вызывает смещение поршня из его нормального положения, против действия смещения, что приводит к генерированию сигнала, содержащего информацию о потоке, который передается на интегральный контроллер ЗКТБ, и в ответ на который подается сигнал открытия на соленоид;
• Механизм измерения потока текучей среды антизакупорочного механизма может представлять собой контрольный объем, сообщающийся с камерой ЗКТБ, которая сообщается по текучей среде с топливным баком, причем указанная контрольная камера сообщается по текучей среде с камерой через расходомерное отверстие и размещает в себе датчик потока текучей среды, выполненный с возможностью генерирования сигнала, содержащего информацию о потоке, в ответ на увеличение скорости потока текучей среды в контрольной камере, причем указанный сигнал, содержащий информацию о потоке, подается на интегральный контроллер ЗКТБ, в ответ на который подается сигнал открытия на соленоид;
• Сигнал, содержащий информацию о типе топлива, может быть генерирован, например, оптическим датчиком, выполненным с возможностью измерения таких параметров топлива, как цвет, прозрачность, отражение света и т.п.;
• Сигнал, содержащий информацию о типе топлива, может быть генерирован, например, акустическим (к примеру, ультразвуковым) датчиком, выполненным с возможностью измерения таких параметров топлива, как плотность, отражение звука и т.п.;
ЗКТБ с интегрированным соленоидом и интегрированным контроллером в соответствии с настоящим изобретением обеспечивает несколько преимуществ, а именно:
• Снижение общего потребления электроэнергии топливной системой;
• Снижение тепла, выделяемого компонентами топливной системы;
• Улучшенное управление открытием/закрытием канала прохождения текучей среды из топливного бака к угольному фильтру.
В дополнение к вышесказанному и в соответствии с первым аспектом настоящего изобретения предлагается запорный клапан топливного бака (ЗКТБ), выполненный с возможностью сообщения по текучей среде с топливным баком и угольным фильтром топливной системы, причем ЗКТБ содержит интегрированный контроллер и соленоид, соединенный с клапаном, причем соленоид выполнен с возможностью перемещения между нормально закрытым положением, в котором клапан закрыт и предотвращает сообщение по текучей среде через первый путь прохождения потока ЗКТБ, и открытым положением, в котором клапан открыт и обеспечивает сообщение по текучей среде через упомянутый первый путь прохождения потока, причем указанный интегрированный контроллер выполнен с возможностью подачи сигналов срабатывания к соленоиду в ответ на сигналы, содержащие информацию о параметрах, полученные от одного или большего количества датчиков, связанных с топливным баком.
Например, потребление электроэнергии от источника электроэнергии транспортного средства регулируется интегрированным контроллером.
В дополнительном или альтернативном варианте осуществления изобретения, к примеру, указанные сигналы, содержащие информацию о параметрах, свидетельствуют о ситуации с топливным баком, в которой требуется или является желательным закрытие клапана. Например, указанный соленоид выполнен с возможностью перемещения в указанное закрытое положение в ответ на получение интегрированным контроллером указанных сигналов срабатывания. Например, соленоид выполнен с возможностью перемещения в закрытое положение при его срабатывании, причем сигналы срабатывания активируют соленоид. В альтернативном варианте, например, соленоид выполнен с возможностью пассивного перемещения в закрытое положение при прекращении его приведения в действие, причем сигналы срабатывания деактивируют соленоид.
В дополнительном или альтернативном варианте осуществления изобретения, например, ЗКТБ дополнительно задает второй путь прохождения потока и содержит нормально закрытый обводной клапан, выполненный с возможностью обхода первого пути прохождения посредством открытия обводного клапана для обеспечения возможности вентиляции топливного бака при заданных пороговых условиях, по меньшей мере включающих разрежение и избыточное давление. Например, указанный обводной клапан выполнен с возможностью открытия второго пути прохождения потока в ответ на изменения давления на стороне топливного бака ЗКТБ, превышающие заданные пороговые значения давления, тем самым способствуя прохождению потока текучей среды между топливным баком и угольным фильтром.
В соответствии со вторым аспектом настоящего изобретения предлагается система измерения для использования с топливной системой, содержащая ЗКТБ, как определено в вышеприведенном первом аспекте настоящего изобретения, и дополнительно содержащая по меньшей мере один указанный датчик, который связан с топливным баком топливной системы.
Например, по меньшей мере один указанный датчик содержит датчик уровня топлива, выполненный с возможностью генерирования указанного сигнала, содержащего информацию о параметрах, в виде сигнала, содержащего информацию об уровне топлива, соответствующего уровню топлива в баке, причем указанный датчик уровня топлива выполнен с возможностью передачи указанного сигнала, содержащего информацию об уровне топлива, на указанный интегральный контроллер ЗКТБ, который в ответ на это подает сигнал закрытия на соленоид ЗКТБ. Например, сигнал, содержащий информацию об уровне топлива, в максимуме соответствует требуемому максимальному значению указанного уровня топлива в баке.
В дополнительном или альтернативном варианте, например, система измерения, кроме того, выполнена с возможностью передачи сигнала, содержащего информацию об уровне топлива, на центральный контроллер независимо от указанного ЗКТБ.
В дополнительном или альтернативном варианте осуществления изобретения, например, датчик уровня топлива содержит датчик близости, выполненный с возможностью расположения на стенке топливного бака и, кроме того, выполненный с возможностью определения близости поплавкового элемента, выполненного с возможностью смещения внутри топливного бака в зависимости от уровня топлива, причем датчик уровня топлива выполнен с возможностью генерирования соответствующего сигнала, содержащего информацию об уровне топлива, и передачи указанного сигнала по меньшей мере на интегральный контроллер ЗКТБ. Например, указанный датчик близости содержит ультразвуковой датчик или пневматический датчик давления. В дополнительном или альтернативном варианте, к примеру, поплавковый элемент содержит целевой элемент, выставленный в осевом направлении относительно датчика близости, причем поплавковый элемент выполнен с возможностью смещения в осевом направлении в пределах топливного бака, а датчик близости выполнен с возможностью определения расстояния до указанного целевого элемента.
В дополнительном или альтернативном варианте осуществления изобретения, например, указанный датчик уровня топлива содержит оптический датчик, выполненный с возможностью расположения на стенке топливного бака и с возможностью обнаружения уровня поверхности топлива в топливном баке, причем датчик уровня топлива выполнен с возможностью генерирования соответствующего сигнала, содержащего информацию об уровне топлива, и передачи указанного сигнала по меньшей мере на интегральный контроллер ЗКТБ.
В дополнительном или альтернативном варианте, например, по меньшей мере один указанный датчик содержит датчик обнаружения опрокидывания, выполненный с возможностью генерирования сигнала, содержащего информацию о параметрах, в виде сигнала, содержащего информацию об опрокидывании, соответствующего случаю опрокидывания, причем указанный датчик обнаружения опрокидывания выполнен с возможностью передачи указанного сигнала, содержащего информацию об обнаружении опрокидывания, на интегральный контроллер ЗКТБ, который в ответ на это подает сигнал закрытия на соленоид ЗКТБ. Например, датчик обнаружения опрокидывания может содержать по существу вертикально проходящий корпус датчика, оснащенный целевым элементом, выполненным с возможностью перемещения внутри корпуса датчика в ответ на прикладываемые к нему гравитационные силы, и датчик, выполненный с возможностью подачи указанного сигнала, содержащего информацию об обнаружении опрокидывания, на интегральный контроллер в случае смещения целевого элемента от датчика за пределы заданного расстояния или в течение периода времени, превышающего заданный временной интервал. Например, указанный целевой элемент содержит поршень, выполненный с возможностью перемещения в пределах корпуса датчика вдоль оси смещения и смещенный таким образом, чтобы принимать исходное положение относительно указанного датчика, когда указанная ось смещения выровнена с направлением действия гравитации, причем при перемещении оси смещения в угловом направлении относительно направления действия гравитации, соответствующем состоянию опрокидывания, целевой элемент оказывается перемещенным от датчика. В альтернативном варианте, например, указанный корпус датчика содержит колодцеобразную нижнюю часть, и в нем расположен датчик, причем колодцеобразная нижняя часть содержит вогнутую внутреннюю поверхность и размещает в себе целевой элемент, выполненный в виде сферы, которая обычно выполнена с возможностью принятия исходного положения в указанной внутренней поверхности под действием гравитации, причем в случае возникновения опрокидывания или чрезмерной центробежной силы, действующей на датчик обнаружения опрокидывания, целевой элемент смещается от исходного положения и, следовательно, от датчика. В альтернативном варианте, например, указанная вогнутая внутренняя поверхность имеет форму усеченного конуса или представлена в форме части поверхности сферы.
В дополнительном или альтернативном варианте осуществления изобретения, например, датчик обнаружения опрокидывания содержит целевой элемент, прикрепленный над поплавковым элементом, выполненным с возможностью перемещения внутри поплавкового корпуса, и датчик, выполненный с возможностью обнаружения смещения поплавка за пределы заданного расстояния, причем указанный датчик выполнен с возможностью подачи сигнала, содержащего информацию об обнаружении опрокидывания, на интегральный контроллер при перемещении целевого элемента от датчика за пределы заданного расстояния.
В дополнительном или альтернативном варианте, например, система измерения содержит по меньшей мере два указанных датчика, включая по меньшей мере один датчик уровня топлива и по меньшей мере один датчик обнаружения опрокидывания.
В дополнительном или альтернативном варианте осуществления изобретения, например, по меньшей мере один указанный датчик содержит датчик расчетного давления, выполненный с возможностью генерирования сигнала, содержащего информацию о параметрах, в виде сигнала, содержащего информацию о поддержании расчетного давления, соответствующего случаю проверки расчетного давления, причем указанный датчик расчетного давления выполнен с возможностью передачи указанного сигнала, содержащего информацию о поддержании расчетного давления, на интегральный контроллер ЗКТБ, который в ответ на это подает сигнал закрытия на соленоид ЗКТБ, вследствие чего осуществляется контроль давления в топливном баке во время проверки расчетного давления.
В дополнительном или альтернативном варианте, например, по меньшей мере один указанный датчик содержит датчик закупоривания, выполненный с возможностью генерирования сигнала, содержащего информацию о параметрах, в виде сигнала, содержащего информацию о закупоривании, соответствующего случаю закупоривания, причем указанный датчик закупоривания выполнен с возможностью передачи указанного сигнала, содержащего информацию о закупоривании, на интегральный контроллер ЗКТБ при возникновении случая закупоривания в топливном баке, причем в ответ на это интегральный контроллер подает сигнал закрытия на соленоид ЗКТБ, тем самым способствуя непрерывной заправке. Например, датчик закупоривания содержит смещенный целевой поршень, выполненный с возможностью перемещения внутри камеры ЗКТБ, причем указанная камера выполнена с возможностью сообщения по текучей среде с топливным баком, когда соединена с ним, и дополнительно содержит датчик позиционирования, связанный с указанным целевым поршнем, в соответствии с чем поток текучей среды через камеру, превышающий заданное пороговое значение, вызывает повышение давления и смещение поршня из его нормального положения, против действия смещения, что приводит к генерированию сигнала, содержащего информацию о закупоривании, который передается на интегральный контроллер ЗКТБ, и в ответ на который подается сигнал открытия на соленоид. Например, датчик закупоривания содержит контрольный объем, сообщающийся с камерой ЗКТБ, которая сообщается по текучей среде с топливным баком при работе системы измерения, причем указанная контрольная камера сообщается по текучей среде с камерой через расходомерное отверстие и размещает в себе датчик давления, выполненный с возможностью генерирования сигнала, содержащего информацию о закупоривании, в виде сигнала, содержащего информацию о давлении, соответствующего потоку текучей среды через камеру, превышающему заданное пороговое значение, причем указанный сигнал, содержащий информацию о закупоривании, подается на интегральный контроллер ЗКТБ, в ответ на который подается сигнал открытия на соленоид.
В дополнительном или альтернативном варианте осуществления изобретения, например, по меньшей мере один указанный датчик содержит датчик неподходящего топлива, выполненный с возможностью генерирования сигнала, содержащего информацию о параметрах, в виде сигнала, содержащего информацию о неподходящем топливе, соответствующего случаю заправки неподходящим топливом, причем указанный датчик неподходящего топлива выполнен с возможностью передачи указанного сигнала, содержащего информацию о неподходящем топливе, на интегральный контроллер ЗКТБ в случае подачи неподходящего топлива в топливный бак, причем в ответ на это интегральный контроллер подает сигнал закрытия на соленоид ЗКТБ, тем самым прекращая заправку. Например, датчик неподходящего топлива содержит оптический датчик, выполненный с возможностью измерения по меньшей мере одного параметра топлива, выбранного из группы, включающей: цвет, прозрачность, отражение света; причем указанный датчик неподходящего топлива, кроме того, выполнен с возможностью сравнения по меньшей мере одного параметра топлива с заданным диапазоном значений для соответствующего параметра подходящего топлива и возможностью подачи сигнала закрытия при выходе по меньшей мере одного параметра топлива за пределы заданного диапазона значений. Например, датчик неподходящего топлива содержит акустический датчик, выполненный с возможностью измерения по меньшей мере одного параметра топлива, выбранного из группы, включающей: плотность топлива, отражение звука; причем указанный датчик неподходящего топлива, кроме того, выполнен с возможностью сравнения по меньшей мере одного указанного параметра топлива с заданным диапазоном значений для соответствующего параметра подходящего топлива и возможностью подачи сигнала закрытия при выходе по меньшей мере одного параметра топлива за пределы заданного диапазона значений. В дополнительном или альтернативном варианте, к примеру, датчик неподходящего топлива содержит ультразвуковой датчик. В дополнительном или альтернативном варианте осуществления изобретения, например, система измерения, кроме того, выполнена с возможностью генерирования предупреждающего сигнала в пользовательском интерфейсе в ответ на сигнал, содержащий информацию о неподходящем топливе, подаваемый на указанный интегральный контроллер ЗКТБ.
В соответствии с третьим аспектом настоящего изобретения предлагается топливная система, содержащая топливный бак и угольный фильтр и дополнительно содержащая систему измерения для использования с ними, включающую ЗКТБ, определенный в данной заявке в соответствии с вышеприведенным первым аспектом настоящего изобретения и сообщающийся по текучей среде с топливным баком и угольным фильтром, причем система измерения определена в настоящей заявке в соответствии вышеприведенным вторым аспектом настоящего изобретения.
Например, топливная система дополнительно содержит центральный контроллер, выполненный с возможностью подачи сигнала открытия на интегральный контроллер, тем самым заставляя соленоид перемещаться в открытое положение в ответ на него, причем указанные сигналы срабатывания выполнены с возможностью замещения указанного сигнала открытия и, вследствие этого, обеспечивают перемещение соленоила в открытое положение. Например, центральный контроллер представлен в транспортном средстве, оснащенном топливной системой.
В дополнительном или альтернативном варианте, к примеру, центральный контроллер выполнен с возможностью подачи сигнала открытия на ЗКТБ при начале процедуры заправки топливной системы.
В дополнительном или альтернативном варианте, к примеру, центральный контроллер выполнен с возможностью осуществления проверок расчетного давления в топливной системе.
В дополнительном или альтернативном варианте осуществления изобретения, например, указанный сигнал открытия генерируют в случае заданного действия, выполняемого пользователем, в результате чего обеспечивают возможность перемещения указанного соленоида в открытое положение, тем самым обеспечивая снижение давления в топливном баке перед снятием топливной крышки топливной системы. Например, указанное заданное действие включает по меньшей мере что-то одно из следующего: открытие соответствующего переключателя команд; открытие люка топливного бака, обычно закрывающего топливную крышку.
В соответствии с четвертым аспектом настоящего изобретения предлагается транспортное средство, содержащее топливную систему, которая определена в настоящей заявке в соответствии с вышеприведенным третьим аспектом настоящего изобретения.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Для обеспечения лучшего понимания сущности настоящего изобретения и иллюстрации его реализации на практике далее представлено описание вариантов осуществления изобретения в качестве неограничительных примеров со ссылкой на сопроводительные чертежи, на которых:
Фиг. 1А схематически изображает топливную систему в соответствии с первым примером настоящего изобретения; Фиг. 1В схематически изображает топливную систему в соответствии со вторым примером настоящего изобретения;
Фиг. 2А и 2В изображают аксонометрические виды спереди и сзади, соответственно, запорного клапана топливного бака (ЗКТБ) в соответствии с примером настоящего изобретения;Фиг. 2С изображает продольный вид участка соленоида и интегрального контроллера ЗКТБ в соответствии с примером настоящего изобретения; Фиг. 2D изображает изометрический вид с пространственным разделением деталей участка соленоида и интегрального контроллера ЗКТБ в соответствии с примером настоящего изобретения;
Фиг. 3А изображает путь прохождения потока ЗКТБ, проходящий между топливным баком и угольным фильтром, при нормально закрытом положении соленоида;
Фиг. 3В изображает путь прохождения потока ЗКТБ, проходящий между топливным баком и угольным фильтром, при активированном открытом положении соленоида;
Фиг. 4А схематически изображает систему измерения уровня топлива на основе обнаружения близости в соответствии с настоящим изобретением;
Фиг. 4В схематически изображает акустическую систему измерения уровня топлива в соответствии с настоящим изобретением;
Фиг. 4С схематически изображает оптическую систему измерения уровня топлива в соответствии с настоящим изобретением;
Фиг. 4D схематически изображает пневматическую систему измерения уровня топлива в соответствии с настоящим изобретением;
Фиг. 5А схематически изображает первый пример устройства обнаружения опрокидывания;
Фиг. 5В схематически изображает второй пример устройства обнаружения опрокидывания;
Фиг. 5С схематически изображает третий пример устройства обнаружения опрокидывания;
Фиг. 6А схематически изображает систему расчетного давления в соответствии с первым примером настоящего изобретения;
Фиг. 6В изображает продольный разрез через ЗКТБ, оснащенный датчиком расчетного давления в соответствии со вторым примером настоящего изобретения;
Фиг. 7А изображает продольный разрез через ЗКТБ, оснащенный первым примером антизакупорочной системы в соответствии с настоящим изобретением;
Фиг. 7В изображает продольный разрез через ЗКТБ, оснащенный вторым примером антизакупорочной системы в соответствии с настоящим изобретением; и
Фиг. 8А-8С изображают графики зависимости потребления электрической энергии (В) от времени (мс) ЗКТБ в соответствии с настоящим изобретением на трех электрических входах соответственно.
ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
На фиг. 1А схематически изображена топливная система в соответствии с первым примером настоящего изобретения, в целом обозначенная номером 10, содержащая топливный бак 12 и один или большее количество (обычно несколько) датчиков 14, связанных с топливным баком 12. Между топливным баком 12 и угольным фильтром 18 расположен запорный клапан топливного бака (ЗКТБ), в целом обозначенный номером 16, выборочно через первый путь 20А прохождения потока и/или второй путь 20В прохождения потока, что более подробно описано далее в настоящей заявке.
ЗКТБ содержит нормально закрытый узел соленоида 24, выборочно открывающий первый путь 20А прохождения потока, и интегрированный контроллер 28, принимающий сигналы, содержащие информацию о параметрах, (по проводной или беспроводной связи, как схематически представлено пунктирной линией 25), генерируемые одним или большим количеством датчиком 14, и, в свою очередь, подает сигнал срабатывания в виде сигнала открытия на узел соленоида 24 с тем, чтобы выборочно открывать первый путь 21А прохождения потока между топливным баком 12 и угольным фильтром 18. Кроме того, интегрированный контроллер 28 может быть выполнен с возможностью выборочной подачи сигналов срабатывания на узел соленоида 24 таким образом, чтобы выборочно закрывать первый путь 21А прохождения потока между топливным баком 12 и угольным фильтром 18. Угольный фильтр 18 сообщается с атмосферой.
Следует отметить, что один или большее количество датчиков 14 могут быть установлены в топливном баке 12 и/или в топливном вспомогательном оборудовании, сообщающемся по текучей среде с топливным баком или ЗКТБ 16, и/или в ЗКТБ.
Кроме того, центральный процессор 30 (например, центральный контроллер/компьютер транспортного средства) связан с интегральным контроллером 28 ЗКТБ 16 для подачи сигнала открытия (по проводной или беспроводной связи, как схематически представлено пунктирной линией 29) на интегральный контроллер 28 ЗКТБ 16, который, в свою очередь, подает сигнал открытия на узел 24 соленоида.
Кроме того, следует отметить, что обводной клапан 31, расположенный на втором пути 21В прохождения потока топлива выполнен с возможностью обхода ЗКТБ 16, если давление выходит за пределы заданного значения разрежения или избыточного давления в топливном баке 12.
На фиг. 1В схематически изображена топливная система в соответствии со вторым примером настоящего изобретения, в целом обозначенная номером 12', на которой элементы, схожие с элементами, представленными на фиг. 1А, имеют сходные ссылочные позиции со знаком " ' ". В этом примере угольный фильтр 18' расположен между топливным баком 12' и узлом 15 ЗКТБ, и очищенные пары топлива могут проходить через выпускное отверстие 17 в атмосферу или к дополнительному устройству очистки паров (не показано). Конфигурация такова, что поток текучей среды через угольный фильтр 18' по первому пути 21А' прохождения потока обеспечен, только когда нормально закрытый ЗКТБ 16' открыт.  Второй путь 21В' прохождения потока оснащен обводным клапаном 31'.
Таким образом, в обоих примерах, показанных на фиг. 1А и фиг. 1В, ЗКТБ 16 или 16' выполнен с возможностью сообщения по текучей среде с топливным баком 12 или 12' и угольной канистрой 18 или 18' соответствующей топливной системы, где ЗКТБ 16 или 16' содержит интегрированный контроллер 28 или 28' и узел 24 соленоида (содержащий соленоид, соединенный с клапаном), причем соленоид выполнен с возможностью перемещения между нормально закрытым положением, в котором клапан закрыт и предотвращает сообщение по текучей среде по первому пути 20А прохождения потока через ЗКТБ, и открытым положением, в котором клапан открыт и обеспечивает сообщение по текучей среде по первому пути 20А прохождения потока. Кроме того, интегрированный контроллер 28 или 28' выполнен с возможностью подачи сигналов срабатывания на соленоид в случае получения сигналов, содержащих информацию о параметрах, от одного или большего количества датчиков 14, связанных с топливным баком.
На фиг. 2А-2D изображен конкретный пример ЗКТБ в соответствии с настоящим изобретением, в целом обозначенный номером 40. ЗКТБ 40 содержит корпус 42, имеющий впускной канал 44 для соединения с топливным баком (номер 12 на фиг. 1) через путь 20А прохождения потока, и выпускной канал 46 для соединения с угольным фильтром (номер 18 на фиг. 1) через путь 20В прохождения потока. Корпус содержит кронштейн 43, выполненный с возможностью установки корпуса в соответствующем положении.
Нормально закрытый узел 48 соленоида  (виден на разрезе на фиг. 2С, а также на фиг. 7А и 7В) объединен с корпусом 42 и содержит герметизирующий плунжер 50, расположенный на пути прохождения потока между впускным каналом 44 и выпускным каналом 46, причем указанный герметизирующий плунжер 50 в нормальном состоянии смещен в положение герметизации указанного пути прохождения за счет герметизирующего взаимодействия с седлом 52 клапана (фиг. 3А, 3В, 7А и 7В). Узел 48 соленоида  управляется контроллером 58, объединенным с ЗКТБ в камере 60 контроллера, расположенной в верхней части корпуса 42. Порт 56 передачи данных выполнен с возможностью присоединения к нему проводных или беспроводных средств связи для передачи сигналов, содержащих информацию о параметрах, на контроллер.
ЗКТБ 40 дополнительно содержит нормально закрытый узел обводного клапана, в целом обозначенный номером 64 (виден на виде с пространственным разделением деталей на фиг. 2D), выполненный с возможностью обхода узла 48 соленоида  для вентиляции топливного бака 12 при заданных пороговых условиях разрежения и избыточного давления. Узел 64 обводного клапана  расположен посреди пути прохождения потока, проходящего от впускного канала 44 до выпускного канала 46, в результате чего в случае повышения давления на стороне топливного бака ЗКТБ выше заданного порогового значения или в случае снижения давления на стороне топливного бака ЗКТБ ниже заданного порогового значения узла обводного предохранительного клапана 64 открывается с тем, чтобы обеспечить поток текучей среды между топливным баком 10 и угольным фильтром 18.
В соответствии по меньшей мере с некоторыми аспектами настоящего изобретения топливная система 10 может быть оснащена системой измерения для использования с ней, причем указанная система измерения содержит по меньшей мере один датчик 14.
По меньшей мере один такой датчик 14 содержит датчик уровня топлива, выполненный с возможностью генерирования сигнала, содержащего информацию о параметрах, в виде сигнала, содержащего информацию об уровне топлива, соответствующего уровню топлива в баке, причем датчик уровня топлива выполнен с возможностью передачи сигнала, содержащего информацию об уровне топлива, на интегральный контроллер 18 ЗКТБ 16, который в ответ на это подает сигнал закрытия на узел 24 соленоида ЗКТБ 16.
На фиг. 4А-4D изображены различные примеры вышеупомянутого датчика уровня топлива, также взаимозаменяемо называемого в настоящей заявке системой измерения уровня топлива. Как показано на фиг. 4А, топливный бак 12 содержит датчик уровня топлива, содержащий датчик 72 близости, целевой элемент 74, поплавковый элемент 76 и поплавковый корпус 78. На верхней стенке 70 топливного бака 12 установлен датчик 72 близости, выполненный с возможностью взаимодействия с целевым элементом 74, установленным над поплавковым элементом, выполненным с возможностью перемещения внутри поплавкового корпуса 78, при этом перемещение поплавкового элемента 76 ограничено по существу осевым перемещением внутри указанного поплавкового корпуса. Например, датчик 72 близости может содержать ультразвуковой датчик или пневматический датчик.
Конфигурация такова, что во время заправки топливом, когда уровень топлива в топливном баке 12 повышается и достигает уровня отсечки, т.е. уровня, соответствующего состоянию "полного бака", целевой элемент 74 приближается к датчику 72 близости, в результате чего генерируется сигнал, содержащий информацию о максимальном уровне топлива, который подается непосредственно на интегральный контроллер 58 ЗКТБ 40. Следует отметить, что сигнал, содержащий информацию об уровне топлива, может быть передан на контроллер 58 посредством беспроводной связи (например, передача радиосигнала при помощи кодирующего устройства, соединенного с контроллером) или посредством подходящих проводов, непосредственно соединенных с контроллером 58, через порт 56 передачи данных. Эта конфигурация является общей и для нижеследующих компонентов, с учетом необходимых изменений.
После того, как контроллер 58 получает сигнал, содержащий информацию о максимальном уровне топлива, он посылает сигнал закрытия на узел соленоида 48, в результате чего путь прохождения потока между топливным баком и углеродным фильтром закрывается. Аналогичным образом, сигнал о "полном баке" может быть генерирован и передан также на центральный компьютер 30, например, для обеспечения соответствующей индикации на приборной панели.
Схема, представленная на фиг. 4В, показывает другой пример вышеупомянутого датчика уровня топлива, содержащий акустический датчик 82, установленный на верхней стенке 84 топливного бака. Акустический датчик 82 содержит один или большее количество источников 86 ультразвукового излучения и соответствующих акустических детекторов 88. Во время заправки топливом, когда уровень топлива достигает заданного уровня "полного бака", датчик 88 принимает акустический сигнал, отраженный от поверхности топлива, свидетельствующий об указанном уровне, в результате чего генерируется соответствующий сигнал, содержащий информацию о максимальном уровне топлива, который подается непосредственно на интегральный контроллер 58 ЗКТБ 40
После того, как контроллер 58 получает сигнал, содержащий информацию о максимальном уровне топлива, он посылает сигнал закрытия на узел 48 соленоида , в результате чего путь прохождения потока между топливным баком и углеродным фильтром временно открывается. Аналогичным образом, сигнал о "полном баке" может быть генерирован и передан также на центральный компьютер 30, например, для обеспечения соответствующей индикации на приборной панели.
На фиг. 4С схематически изображен другой пример вышеупомянутого датчика уровня топлива, содержащий оптический датчик 92, установленный на верхней стенке 94 топливного бака. Оптический датчик 92 содержит один или большее количество источников 96 оптического излучения и соответствующих оптических детекторов 98. Во время заправки топливом, когда уровень топлива достигает заданного уровня "полного бака", датчик 98 принимает оптический сигнал, отраженный от поверхности топлива, свидетельствующий об указанном уровне, в результате чего генерируется соответствующий сигнал, содержащий информацию о максимальном уровне топлива, который подается непосредственно на интегральный контроллер 58 ЗКТБ 40.
После того, как контроллер 58 получает сигнал, содержащий информацию о максимальном уровне топлива, он посылает сигнал закрытия на узел 48 соленоида , в результате чего путь прохождения потока между топливным баком и углеродным фильтром временно открывается. Аналогичным образом, сигнал о "полном баке" может быть генерирован и передан также на центральный компьютер 30, например, для обеспечения соответствующей индикации на приборной панели.
Следует отметить, что акустические и/или оптические датчики и, на самом деле, другие датчики, используемые вместе с ЗКТБ в соответствии с настоящим изобретением, могут быть расположены в одном или большем количестве мест топливного бака.
На фиг. 4D изображен еще один пример вышеупомянутого датчика уровня топлива в виде датчика определения полного бака на основании давления, который содержит замкнутое пространство 100, расположенное на участке 102 верхней стенки топливного бака, причем указанное пространство 100 является по существу герметизированным, однако содержит отверстие в нижней части. Внутри указанного замкнутого пространства 100 расположен датчик 104 давления.
Во время заправки топливом, когда уровень топлива достигает заданного уровня "полного бака", поднимающееся топливо вызывает повышение давления внутри замкнутого пространства 100, в результате чего датчик 104 давления генерирует свидетельствующий об указанном уровне сигнал, содержащий информацию о максимальном уровне топлива, который подается непосредственно на интегральный контроллер 58 ЗКТБ 40.
После того, как контроллер 58 получает сигнал, содержащий информацию о максимальном уровне топлива, он посылает сигнал закрытия на узел 48 соленоида , в результате чего путь прохождения потока между топливным баком и углеродным фильтром временно открывается. Аналогичным образом, сигнал о "полном баке" может быть генерирован и передан также на центральный компьютер 30, например, для обеспечения соответствующей индикации на приборной панели. При необходимости, по меньшей мере один такой датчик 14 содержит датчик неподходящего топлива, выполненный с возможностью генерирования сигнала, содержащего информацию о параметрах, в виде сигнала, содержащего информацию о неподходящем топливе, соответствующего случаю заправки неподходящим топливом, причем датчик неподходящего топлива выполнен с возможностью передачи сигнала, содержащего информацию о неподходящем топливе, на интегральный контроллер 28 ЗКТБ, который в ответ на это подает сигнал закрытия на соленоид ЗКТБ.
Следует также отметить, что конфигурации, описанные в настоящей заявке со ссылкой на фиг. 4В и 4С, могут быть использованы в дополнительных или альтернативных вариантах для обнаружения и подтверждения того, что использован подходящий тип топлива. Например, датчик неподходящего топлива содержит оптический датчик, выполненный с возможностью измерения по меньшей мере одного параметра топлива, выбранного из группы, включающей: цвет, прозрачность, отражение света; причем датчик неподходящего топлива, кроме того, выполнен с возможностью сравнения параметра топлива с заданным диапазоном значений для соответствующего параметра подходящего топлива и возможностью подачи сигнала закрытия при выходе параметра топлива за пределы заданного диапазона значений. В другом примере датчик неподходящего топлива содержит акустический датчик, выполненный с возможностью измерения по меньшей мере одного параметра топлива, выбранного из группы, включающей: плотность топлива, отражение звука; причем датчик неподходящего топлива, кроме того, выполнен с возможностью сравнения параметра топлива с заданным диапазоном значений для соответствующего параметра подходящего топлива и возможностью подачи сигнала закрытия при выходе измеренного параметра топлива за пределы заданного диапазона значений. Такое применение может дать предупреждающий сигнал водителю при заполнении топливного бака неподходящим типом топлива. При необходимости, по меньшей мере один такой датчик 14 содержит датчик обнаружения опрокидывания (также взаимозаменяемо называемый в настоящей заявке системой обнаружения опрокидывания), выполненный с возможностью генерирования сигнала, содержащего информацию о параметрах, в виде сигнала, содержащего информацию об опрокидывании, соответствующего случаю опрокидывания, причем указанный датчик обнаружения опрокидывания выполнен с возможностью передачи сигнала, содержащего информацию об обнаружении опрокидывания, на интегральный контроллер 28 ЗКТБ, который в ответ на это подает сигнал закрытия на соленоид ЗКТБ.
На фиг. 5А-5С представлены несколько примеров датчиков обнаружения опрокидывания, подходящих для использования совместно с ЗКТБ в соответствии с аспектами настоящего изобретения.
Первая система обнаружения опрокидывания, изображенная на фиг. 5А, содержит вертикально проходящий цилиндрический корпус 110, прикрепленный к неподвижной платформе (например, в области камеры 60 контроллера ЗКТБ 16), причем в нижней части указанного корпуса 110 расположен неподвижный датчик 112 и целевой элемент в виде целевого поршня 114, выполненного с возможностью скольжения внутри корпуса 110 под действием приложенных к нему гравитационных сил и смещаемого винтовой пружиной 116 таким образом, чтобы поддерживать расстояние от датчика 112. Пока целевой поршень 114 находится в пределах заданного расстояния от датчика 112, сигнал не генерируется.
Кроме того, целевой поршень 114 выполнен с возможностью перемещения в пределах корпуса 110 датчика вдоль оси 113 смещения и смещен таким образом, чтобы принимать исходное положение относительно датчика 112, когда ось 113 смещения выровнена с направлением действия гравитации, причем при перемещении оси 113 смещения в угловом направлении относительно направления действия гравитации, соответствующем состоянию опрокидывания, целевой элемент 114 оказывается перемещенным от датчика 112.
Таким образом, в случае опрокидывания, при котором транспортное средство опрокидывается при критическом наклоне транспортного средства или при превышении этого наклона, ось 113 смещения становится соответственно наклоненной к вертикали (т.е. относительно направления действия гравитации), и гравитационные силы, действующие на целевой поршень 114, заставляют его смещаться внутри корпуса 110 в направлении от датчика 112, в результате чего датчик 112 генерирует сигнал, содержащий информацию об опрокидывании, который подается непосредственно на интегральный контроллер 58 ЗКТБ 40. Такой критический наклон можно рассматривать как максимальный критический наклон, при котором транспортное средство может вернуться в устойчивое неперевернутое состояние, как правило, в горизонтальное положение.
После того, как контроллер 58 получает сигнал, содержащий информацию об опрокидывании, он посылает сигнал на узел 48 соленоида , в результате чего путь прохождения потока между топливным баком и углеродным фильтром временно открывается. Аналогичным образом, сигнал о "полном баке" может быть генерирован и передан также на центральный компьютер 30, например, для обеспечения соответствующей индикации на приборной панели.
На фиг. 5В изображена модификация системы обнаружения опрокидывания, содержащая вертикально проходящий цилиндрический корпус 120, прикрепленный к неподвижной платформе, причем в нижней части указанного корпуса 120 находится колодцеобразный участок 122, под которым расположен неподвижный датчик 124. Колодцеобразная нижняя часть содержит вогнутую внутреннюю поверхность и размещает в себе целевой элемент, выполненный в виде сферического целевого элемента 126. В этом примере вогнутая внутренняя поверхность имеет форму усеченного конуса, но может быть также представлена, например, в форме части поверхности сферы.
Сферический целевой элемент 126, как правило, покоится на дне колодцеобразного участка 122, в непосредственной близости к датчику 124. До тех пор, пока сферический целевой элемент 126 расположен внутри колодцеобразного участка, сигнал не генерируется.
Однако, в случае опрокидывания или другого критического наклона транспортного средства гравитационные силы, действующие на сферический целевой элемент 126, заставляют его смещаться внутри корпуса 120 в направлении от датчика 124, в результате чего датчик 124 генерирует сигнал, содержащий информацию об опрокидывании, который подается непосредственно на интегральный контроллер 58 ЗКТБ 40.
После того, как контроллер 58 получает сигнал, содержащий информацию об опрокидывании, он посылает сигнал на узел 48 соленоида , в результате чего путь прохождения потока между топливным баком и углеродным фильтром временно открывается. Аналогичным образом, сигнал о "полном баке" может быть генерирован и передан также на центральный компьютер 30, например, для обеспечения соответствующей индикации на приборной панели.
На фиг. 5С изображен еще один пример системы обнаружения опрокидывания, в котором на участке 130 верхней стенки топливного бака расположен блок 132 датчика. Ниже указанного датчика 132 в топливном баке выполнен трубчатый поплавковый корпус 134, в котором размещен поплавковый элемент 136, выполненный с возможностью перемещения внутри корпуса 134. Между нижней стенкой корпуса и поплавком расположена смещающая пружина 138 малой жесткости, а в верхней части поплавка 136 расположен целевой элемент 140.
Конфигурация такова, что пока транспортное средство и топливный бак с корпусом 134 находятся по существу в вертикальном положении, поплавок 136 и прикрепленный к нему целевой элемент 140 располагаются на заданном расстоянии от датчика 132. Однако, в случае опрокидывания или критического наклона транспортного средства гравитационные силы, действующие на поплавковый элемент 136 вместе с пружиной 138, заставляют его смещаться внутри корпуса 134 в осевом направлении от датчика 132, в результате чего датчик генерирует сигнал, содержащий информацию об опрокидывании, который подается непосредственно на интегральный контроллер 58 ЗКТБ 40.
После того, как контроллер 58 получает сигнал, содержащий информацию об опрокидывании, он посылает сигнал на узел соленоида 48, в результате чего путь прохождения потока между топливным баком и углеродным фильтром временно открывается. Аналогичным образом, сигнал о "полном баке" может быть генерирован и передан также на центральный компьютер 30, например, для обеспечения соответствующей индикации на приборной панели. В дополнительном варианте по меньшей мере один такой датчик 14 содержит датчик расчетного давления, выполненный с возможностью генерирования сигнала, содержащего информацию о параметрах, в виде сигнала, содержащего информацию о поддержании расчетного давления, соответствующего случаю проверки расчетного давления, причем указанный датчик расчетного давления выполнен с возможностью передачи сигнала, содержащего информацию о поддержании расчетного давления, на интегральный контроллер ЗКТБ, который в ответ на это подает сигнал закрытия на соленоид ЗКТБ, вследствие чего осуществляется контроль давления в топливном баке во время проверки расчетного давления.
На фиг. 6А и 6В изображены примеры таких датчиков расчетного давления, выполненных с возможностью обнаружения порогового значения подходящего давления в топливном баке при выполнении центральным процессором транспортного средства некоторых испытаний, т.е. с тем, чтобы убедиться в отсутствии утечек из топливного бака под давлением.
На фиг. 6А датчик 140 расчетного давления объединен с ЗКТБ, в целом обозначенным номером 142, который аналогичен ЗКТБ, описанным в настоящей заявке ранее. Однако, следует отметить, что датчик расчетного давления также может быть расположен и в других местах, например, вдоль участка 144 впускной трубы, во впускной камере 146 и т.п. Аналогичным образом, датчик 150 расчетного давления может быть расположен на участке 152 стенки топливного бака (фиг. 6В).
Конфигурация такова, что сигнал активации передается от центрального контроллера/компьютера 30 на интегральный контроллер 28, в результате чего нормально закрытый соленоид теперь принимает открытое положение. Затем контроллер закрывается так, чтобы было достигнуто расчетное давление в топливном баке, и датчик давления обеспечивает осуществление контроля расчетного давления, а именно, помогает подтвердить, что указанное расчетное давление поддерживается в топливном баке во время проведения контроля.
Однако, следует понимать, что ЗКТБ не регулирует давление в топливном баке, а служит для установления заданного порогового значения давления в топливном баке с тем, чтобы расчетное давление можно было измерять на протяжении некоторого периода времени, чтобы обнаружить падение давления, произошедшее вследствие утечек в топливном баке.
Таким образом, соответствующий датчик (например, 140, 150) расчетного давления измеряет давление на протяжении времени осуществления проверки и передает сигнал, содержащий информацию о расчетном давлении, непосредственно на интегральный контроллер 58 ЗКТБ 40, чтобы последний закрылся для поддержания расчетного давления, необходимого компьютеру для того, чтобы осуществлять контроль давления.
При необходимости, по меньшей мере один такой датчик 14 содержит датчик закупоривания, выполненный с возможностью генерирования сигнала, содержащего информацию о параметрах, в виде сигнала, содержащего информацию о закупоривании, соответствующего случаю закупоривания, причем датчик закупоривания выполнен с возможностью передачи сигнала, содержащего информацию о закупоривании, на интегральный контроллер ЗКТБ при возникновении случая закупоривания в топливном баке, причем в ответ на это интегральный контроллер подает сигнал закрытия на соленоид ЗКТБ, тем самым способствуя непрерывной заправке.
Таким образом, еще одним дополнительным компонентом ЗКТБ в соответствии с настоящим изобретением является такой датчик закупоривания, который в настоящей заявке также взаимозаменяемо называется антизакупорочной системой или антизакупорочным измерительным механизмом.
В настоящей заявке термин "закупоривание" относится к ситуации, которая может произойти во время быстрой заправки топливом, когда большое количество воздуха/паров топлива, выходящее из топливного бака, может заставлять поплавок клапана смещаться по течению вверх, приводя к закрытию соответствующего клапана и в результате этого к раннему прекращению заправки, т.е. до того, как топливный бак будет полностью заполнен.
На фиг. 7А изображена антизакупорочная система в соответствии с первым примером, которая содержит ЗКТБ, в целом обозначенный номером 160, аналогичный предшествующим примерам, а также содержит целевой поршень 162, выполненный с возможностью перемещения внутри камеры, заданной впускным каналом 44 ЗКТБ 160 и сообщающейся по текучей среде  с топливным баком (не показан). Целевой поршень 162 смещается винтовой пружиной 164 в направлении, показанном стрелкой 166. Детектор (датчик) 170 положения прикреплен на впускном канале.
Конфигурация такова, что при увеличении давления внутри камеры, а именно внутри впускного отверстия 44, целевой поршень 162 перемещается из своего нормального положения, против действия смещения, осуществляемого пружиной 164 (т.е. в направлении, противоположном направлению, обозначенному стрелкой 166), что приводит к генерированию сигнала, содержащего информацию о давлении, который подается на интегральный контроллер 42 ЗКТБ 160, в ответ на который подается сигнал открытия на соленоид 48, что приводит к снижению давления в топливном баке, в результате чего обеспечивают непрерывную заправку топливом.
Антизакупорочная система в случае, когда давление в топливном баке (и соответственно в ЗКТБ) превышает заданный уровень, обеспечивает генерирование сигнала, содержащего информацию о закупоривании, в виде сигнала, содержащего информацию о давлении, и подачу его на интегральный контроллер, который, в свою очередь, подает сигнал открытия на соленоид, в результате чего сбрасывают давление из топливного бака с тем, чтобы обеспечить непрерывную заправку топливом.
В примере, показанном на фиг. 7В, представлен другой антизакупорочный измерительный механизм, в котором контрольная камера 171 выступает из впускного канала 44 и образует контрольный объем 172, сообщающийся по текучей среде с впускной камерой, заданной впускным каналом 44 ЗКТБ 174, причем указанный впускной канал 44 сообщается по текучей среде с топливным баком (не показан), когда соединен с ним. Контрольный объем 172 сообщается по текучей среде  с внутренней камерой через расходомерное отверстие 178, причем указанная контрольная камера 171 дополнительно содержит датчик 180 давления, выполненный с возможностью генерирования сигнала, содержащего информацию о закупоривании, в виде сигнала, содержащего информацию о давлении, при снижении давления в контрольной камере 171, которое может происходить при быстрой заправке топливом и соответствующем быстром потоке паров топлива через впускной канал 44. Сигнал, содержащий информацию о давлении, в свою очередь, передается на интегральный контроллер 42 ЗКТБ 174, в ответ на который подается сигнал закрытия на соленоид 48, в результате чего снижается поток в топливном баке, как описано выше.
На фиг. 8А-8С изображены три графика, представляющие электрические характеристики интегрального контроллера ЗКТБ в соответствии с настоящим изобретением, которые представляют собой конкретные примеры характеристик на трех типичных электрических входах (Вольт), обеспеченные аккумуляторной батареей транспортного средства, где на фиг. 8А представлен вход 9 вольт, на фиг. 8В представлен вход 12 вольт, а на фиг. 8С представлен вход 16 вольт, как показано линиями 190А, 190В и 190С, соответственно. Однако, как видно на трех графиках, фактическая выходная мощность, используемая для открытия соленоида, является по существу постоянной и составляет 14 вольт (линии 190А, 190В и 190С, соответственно), и длительность потребления этой мощности составляет лишь приблизительно 200 мс.
Эта конфигурация может обеспечить эффективное открытие ЗКТБ, несмотря на высокое давление, остающееся в топливном баке (это называется разгерметизацией). Однако, после открытия соленоида давление внутри ЗКТБ выравнивается, и затем приблизительно через 200 миллисекунд электрическая выходная мощность может снижаться до 5 вольт до тех пор, пока требуется, чтобы ЗКТБ оставался открытым. Поскольку удержание соленоида открытым не требует преодоления какой-либо существенной силы (в отличие от первоначального открытия, т.е. когда бак герметизирован), то выходной мощности величиной примерно 5 вольт будет достаточно.
Вышеописанная конфигурация имеет преимущество, заключающееся в низком потреблении мощности и сниженной выработке тепла.