CN103362645A - 车辆燃料系统内的阈值条件指示 - Google Patents

Abstract

本发明涉及车辆燃料系统内的阈值条件指示。燃料系统部件可包括布置成用于在燃料系统内存储或移动燃料的本体，和与本体相关联以在本体经受阈值之外的条件时提供指示的指示器。指示器可响应于一个或多个阈值之外的环境或系统条件。例如但不限于，指示器可响应于温度、压力、腐蚀和电力条件中的一个或多个，以在至少一个条件超出该条件的阈值时提供指示。

Description

车辆燃料系统内的阈值条件指示

技术领域

本公开总体涉及车辆燃料系统并且更具体地，涉及指示在车辆燃料系统部件内存在一个或多个阈值条件。

背景技术

车辆燃料系统包括许多部件，这些部件暴露给各种环境和操作条件。在使用中，一些燃料系统部件可能发生故障或不按预期地工作。有时可能难以确定故障或者比预期操作差的原因。所以，可能难以确定原因是在部件本身内、在相关的部件内还是由于超出了该部件原本被设计用于的条件的条件。例如，如果部件经受比预期温度、压力、电力供应等更高的温度、压力、电力供应等，那么该部件的故障或者降低的性能可能就不会指示该部件本身有任何问题。

发明内容

燃料系统部件可包括布置成用于在燃料系统内存储或移动燃料的本体，和与本体相关联以在本体经受阈值之外的条件时提供指示的指示器。指示器可响应于一个或多个阈值之外的环境或系统条件。例如但不限于，指示器可响应于温度、压力、腐蚀和电力条件中的一个或多个，以在至少一个条件超出该条件的阈值时提供指示。

燃料箱的至少一个实施方式包括限定内部的壁，在该内部中保持有燃料供应，以及   由燃料箱携带的指示器，用以在燃料箱被暴露给超过阈值的条件时提供指示。指示器在燃料箱没有被暴露给超过阈值的条件时具有第一状态并且在燃料箱被暴露给超过阈值的条件之后具有第二状态。例如但不限于，指示器可响应于温度、压力和腐蚀条件中的一个或多个，以在至少一个条件超出该条件的阈值时提供指示。

在使用中被通电的燃料系统部件的至少一个实施方式包括正、负电力供应端子，电力供应被供应给这些端子以提供到该部件，以及电力阈值指示器，该指示器与电力供应端子通信并且可操作以在被应用到电力供应端子的电压超过阈值时从第一状态改变到第二状态。在至少一个形式中，电力阈值指示器响应于超过阈值电压的电压来改变到指示器的第二状态。

附图说明

下面将参照附图公开对示例性实施例和最佳模式的具体描述，在附图中：

图1是车辆燃料箱的截面图，示出了燃料箱的内部、燃料泵和燃料液面传感器；

图2是阈值温度指示器的平面图；

图3是阈值压力指示器的截面图；

图4是指示器的截面图，图示了与指示表面接合的销；

图5是燃料泵的包括阈值电力指示器的部分的截面图；

图6是燃料泵的包括阈值电力指示器的部分的透视图；

图7是流体液面传感器的包括阈值电力指示器的部分的透视图；以及

图8是阈值条件指示器的平面图，其可指示多个条件中的任一个是否超过了这种条件的阈值。

具体实施方式

更具体地参照附图，图1和5-7说明了车辆燃料系统的部件，包括例如燃料箱10、燃料泵12和燃料液面传感器14。燃料箱10包括内部容积15，其中可存储液体燃料。燃料泵12可以是电动马达驱动的泵，其从燃料箱10吸入燃料，对该燃料加压并将燃料在压力下传递给发动机。燃料液面传感器14可包括可变电阻电路16（图7），其提供了燃料箱10内的燃料液面的指示。

在使用在车辆上时，这些和其它的燃料系统部件可能经受变化的环境和/或操作条件，这些条件可能影响它们的性能、耐用性和可靠性。例如，除了其它可能变化的条件和东西以外，部件可能经受不同的温度、压力、电力供应、和燃料类型。有时，部件可能经受超过它们当初设计用于的条件的一个或多个条件。当经受这些极端条件时对部件的损坏或部件的故障可能不指示燃料系统部件的缺陷或问题并且相反可能指示不同的车辆部件或系统的缺陷或问题。在重新检查可能被损坏或已经发生故障的燃料系统部件10、12、14时，事后可能难以确定该部件是否是按规格制造的。因此，可能难以确定任一特定部件是否存在设计或制造问题或者部件是否经受了超过规定范围或阈值的条件。

如图1-8所示，一个或多个燃料系统部件可能设置有阈值传感器或指示器，从而确定部件是否经受了超过阈值的操作条件。阈值指示器可在阈值条件已经被超过时将状态从第一状态改变到第二状态。在至少一些形式中，从第一状态到第二状态的改变是永久性的并且可以是在检查指示器时一目了然的。以这种方式，能够容易地确定燃料系统部件已经被暴露给超过给定阈值的条件的事实。

在一个实施方式中，如在图1和2中所示，燃料箱10可包括温度响应阈值指示器20，以在燃料箱10已经经受超过阈值的温度时提供指示。例如，在一些客车中，排气管可能被布置成紧邻燃料箱10的一部分。排气管可能在车辆操作中变得非常热并且来自排气管的热辐射被邻近的车辆部件吸收。为了减少或抑制这种到邻近部件的传热，隔热屏可被安装在排气管和例如燃料箱之间。隔热屏可能没有被适当地设计以足以保护燃料箱10，可能受到道路碎片或腐蚀的损坏，并且在一些情况下，它们可能未被正确地安装。即使隔热屏被适当地设计、正确地安装并且未被损坏，不正确的发动机操作也可能导致高于正常操作温度的温度和高于期望废气温度的温度，使得燃料箱10经受高于期望温度的温度。在燃料箱10经受超过燃料箱10当初被设计用于的热量的热量的情况下，燃料箱10在经受这种热量时的损坏或故障就不指示燃料箱10被不正确地设计或制造。

为了提供燃料箱10已经经受超过阈值的热量的指示，温度阈值指示器20可在经受超过阈值的热量时改变状态。在一种形式中，温度阈值指示器20可具有指示器部分22，其在被加热到超过阈值的温度时改变颜色。指示器部分22可包括在被加热到超过阈值时改变颜色的墨水或温度敏感材料或薄膜，或者在被加热到超过阈值时熔化或以其它方式改变形状或形式的蜡或其它材料。

温度阈值指示器20可被定位在燃料箱10的最可能经历超过阈值的温度的区域，例如（但不限于），在排气管或隔热屏的区域内。温度阈值指示器20可被粘附到燃料箱，例如通过胶水，并且可以是在一个或若干位置处被贴附到燃料箱外部的粘帖标签。指示器20可在燃料箱的制造过程中被模制到燃料箱10内，或者指示器20可以任何其它期望方式被联接到燃料箱10，例如焊接、热熔、夹紧、紧固件等。指示器20可被定位在燃料箱10的一个或多个离散的部分上，或者其可覆盖整个燃料箱，如果期望的话。另外，指示器20可响应于多个阈值，或者可提供多个指示器，每一个具有不同的阈值。这可有助于确定燃料箱10被暴露给的温度范围，其中燃料箱10被暴露给的最大温度可能高于一个阈值但低于另一个阈值。这可以例如通过具有多个状态的一个指示器实现，其中不同的阈值由多个状态中的每一个所代表，或者如上所述通过多个不同的指示器实现。

虽然上面的讨论关于燃料箱10，但是温度阈值指示器20可与其它部件一起使用。例如，燃料泵12、燃料导管、燃料轨、连接器等也可包括一个或多个温度阈值指示器，从而提供这些部件是否已经经受高于期望温度的温度的指示。另外，虽然上面的讨论关于高于期望温度的温度，但是温度阈值指示器20也可被设计成指示低于期望温度的温度。再者，温度阈值指示器20也可提供部件被暴露给或处于升高温度的时间量的指示。可以使用任何合适的指示时间的方式，包括具有厚度或其它尺寸的指示器，该厚度或其它尺寸作为处于升高温度的时间的函数而被减小（例如，通过熔化）。

温度以外的条件可能与燃料系统部件，例如燃料箱10，的正确操作密切相关。例如，燃料箱10内的压力过高会影响燃料箱。压力响应阈值指示器30（图3）可被设置以在阈值压力已经被超过时提供指示。压力阈值指示器30可在压力超过单个阈值时就被激活，或者它可指示若干阈值压力条件。为此，压力阈值指示器30可具有多个指示器，或者多个指示器可被使用，其中每一个具有不同的压力，该指示器在该压力下被激活。

如在图3中所示，压力阈值指示器30的一个实施方式包括壳体32，和由壳体32携带的膜或隔膜34，从而在一侧限定参照室36。隔膜34在与参照室36相对的一侧上由燃料箱10内的压力作用。因此，燃料箱10内的更高的压力有将隔膜34延伸减少参照室36的体积的方向移动的趋势。指示器30由隔膜34响应于燃料箱10内的压力高于阈值而运动来被激活。在示出的示例中，指示器30可包括杆或销38，其第一端40响应于隔膜34的运动而引起销38的相对的第二端42接合指示表面44。在示出的示例中，销38的第一端40可由隔膜34直接接合或致动以引起第二端42在隔膜34的足够运动时接合指示表面44，该足够运动在燃料箱10内的压力高于阈值压力时发生。指示表面44可以是燃料箱10的一部分，或者指示器30的一部分。销38可由载架46保持就位，载架46可与壳体32形成为一个构件，或者其可被形成为单个部件。载架46可允许销38相对于载架46和壳体32的可滑动移动，或者载架46可弯曲以允许销38朝向指示表面44移动而在销38和载架46之间没有相对可滑动移动。如在图4中所示，销38的第二端42可具有减小的表面面积（例如，它可以是尖的或锋利的）以有利于在指示表面44中提供标记或凹痕。任何标记或凹痕的深度可对应于引起形成该标记的压力条件。以这种方式，在燃料箱10中实现的最大压力可由与在指示表面44中形成的标记的深度的相互关系确定。当然，指示表面44可被不同地布置，例如，带有压敏薄膜，其根据应用到该薄膜的压力的大小而改变颜色。在这种情况下，销可仍被用于放大应用到该薄膜上的压力。和/或薄膜或膜44可被用作压力指示器的一部分或全部，其在燃料箱10内的压力超过阈值时可破裂或被破裂或刺破（例如被销38）。压力阈值指示器30也可包括可压缩或可其它方式变形的表面，该表面在被暴露给超过阈值的压力时压缩或变形，以提供燃料箱10内的压力超过阈值压力的指示。

超过电力阈值条件也可由传感器或指示器确定。图5-7图示了一些部件的示例，这些部件带有电力响应阈值指示器50以能够在该部件的使用中确定阈值电压是否已被超过。

图5图示了燃料泵12的包括电力驱动马达52的部分。马达52（仅示出其一部分）可包括正、负端子54、56，通过这些端子电力供应可被提供到分流电线58，分流电线联接到马达52的电刷60。电刷60接合换向器62以通过已知方式将电力供应传输到转子（未示出）。端子54、56可延伸到泵壳体66的端帽64的外部以有利于将电力供应传输电线连接到端子。电刷60，分流电线58和其它部件可容纳在端帽64和/或泵壳体66内。

为了确定阈值电压是否已经被超过，电力阈值指示器50可跨接分流电线58，或者跨接联接到分流电线58的导电帽68，或被连接到燃料泵的射频干扰（RFI）电路中，这些仅是一些非限制性的示例。在这个示例中，阈值指示器是齐纳二极管50并且该齐纳二极管的跳闸电压或膝处电压可定义阈值电压。如果在燃料泵12的使用中膝处电压被超过，那么齐纳二极管50将横跨引线地传导足够的电流以变为被损坏。因此，如果在燃料泵12使用之后，齐纳二极管50被损坏，就可确定超过了最大或阈值电压。这个信息可能是有用的，例如，在燃料泵12在操作中和/或在有多个燃料泵的情况下确定操作问题源头中遇到问题时。如在图6中所示，阈值电力指示器50也可跨接燃料泵12的电力供应端子54、56。在这个示例中，齐纳二极管50也被用作阈值电力指示器。

类似的概念可被用在其它电力部件中。例如，如在图7中所示，燃料液面传感器14可包括阈值电力指示器70，来确定是否超过了供应到液面传感器14的阈值电力供应。示出的液面传感器14包括壳体72、电路板74、用来将电力供应提供到电路板74的正和负端子76、78、电路板74上的导电迹80、根据被感测的燃料液面来移动的臂82、和在该臂上的接合导电迹80的跟随器84。跟随器84沿着导电迹80的位置与被感测的燃料的液面相对应地变化。随着跟随器84沿着导电迹80移动，电路中的电阻变化并且电路中的电阻被感测以提供燃料液面的指示。

在这个示例中，阈值电力指示器是齐纳二极管70，其跨接燃料液面传感器14的正和负端子76、78。更具体地，如所示，齐纳二极管70可被连接到焊料隆起焊盘，通过焊料隆起焊盘正和负电线或端子被连接到燃料液面传感器14的电路板74。如果齐纳二极管70的膝处电压被超过，齐纳二极管70将被损坏，如前所述。代替齐纳二极管，或在齐纳二极管之外，可在燃料液面传感器上提供牺牲迹来提供过电压条件的证据。另外，如果极性成为问题，那么可使用双向齐纳二极管或电压可变电阻器，从而在两个方向上具有膝处电压。这将消除任何由二极管/电阻器反向连接引起的问题。

阈值指示器也可被提供以使得能够确定是否已经超过了燃料系统中的燃料的阈值腐蚀性。不同的燃料具有不同的化学成分，并且一些燃料包括比其它燃料更多的腐蚀成分。例如，燃料中硫、乙醇和水的含量可腐蚀或以其他方式与某些材料或部件反应。因此，设计用于给定的类型或范围的燃料的燃料系统部件可能在与更具腐蚀性的燃料，或者更多地含有一种或多种特定物质的燃料一起使用时被损坏或受影响。如果部件没有按照预期地工作，那么知道该部件是否经受了比设计成与该部件一起使用的燃料更具腐蚀性的燃料是有帮助的。

如图1和8所示，可提供条件指示器90。指示器90可响应于燃料系统内的一个或多个条件，例如温度、压力、腐蚀和电力。如所示，条件指示器90可包括温度阈值指示器92、压力阈值指示器94和腐蚀阈值指示器96。条件指示器90可包括主体98，主体98携带作为一个多目的单元的指示器92、94和96。主体98可被定位在燃料箱或燃料箱内的部件中的任一个之内或之上，例如燃料泵或在包含燃料泵的模块上。为了有利于组装，主体98可包括粘合剂，因此主体粘附到燃料箱或其它部件。当然，主体可被焊接、结合或以其它方式联接到燃料箱或其它部件，或是在燃料箱或其它部件被形成时或是在其被形成之后。腐蚀指示器96可包括与被感测的给定腐蚀元素反应的材料。例如，硫可与银反应。因此，为了感测燃料中硫的存在，指示器可被定位在它能够被燃料接触的区域中并且指示器96可包括银镀层。将银镀层暴露给硫将在银镀层的表面上留下氧化物从而提供所使用的燃料含硫的指示。在一些硫可接受而超过阈值量或浓度不可接受时，指示器96可被设计成使得仅硫的阈值浓度（或其它燃料成分）在指示器96上引起腐蚀指示。对于其它的腐蚀性燃料成分可使用类似的方法。以这种方式，腐蚀指示器96当在暴露给比阈值更具腐蚀性的东西时从第一状态改变到第二状态。腐蚀指示器96也可以是牺牲材料。并且温度和压力阈值指示器92、94可以是任意合适的类型，包括已经提及的类型中的至少任一种。

图5图示了另一阈值腐蚀指示器100。在这个示例中，指示器包括或包含牺牲构件102，牺牲构件可被连接到系统的金属部件。例如，牺牲构件102可被连接到燃料泵壳体66的外壳104，使得牺牲构件102将在外壳104腐蚀之前腐蚀。因此，检查牺牲构件102可确定燃料泵所被使用的环境是否比设计量或预期量更具腐蚀性。牺牲构件102可由任何合适的材料制成以检测期望的一种或多种腐蚀元素，并且牺牲构件102可被连接到燃料泵之外的部件，如果需要的话。另外，牺牲构件102在图5中被简要地示出，此时其连接到燃料泵外壳104。该构件可以是任何期望的形状和尺寸，并且可以任何合适的方式并且在任何合适的位置连接到与其一起使用的部件上。

因此，各种阈值指示器可被用于提供燃料系统部件被暴露给超过预定阈值的条件的指示。这些阈值可关于温度、压力、腐蚀、或电力信号（例如，过电压）。知道部件经受了阈值之外的条件可能有助于确定该部件经历的操作问题是设计缺陷（和可能的保单问题）的指示或者可能是鉴于该部件所被使用的条件更加孤立的事件。阈值指示器可被容易地包含在现有燃料系统部件上或作为其一部分。阈值指示器也可由燃料系统部件携带或者被携带在燃料系统部件附近，使得阈值指示器由作用在燃料系统部件上的条件而非外部因素直接影响。例如，虽然车辆电力系统可包括一个或多个保险丝，在燃料泵电路中的熔断丝并不一定意味着燃料泵本身引起升高的电流消耗，因为这个问题可能存在于电线、线束、控制器或其它部件中。不过，与燃料泵处的电力供应（即，电力供应引线或端子）直接相关联的电力阈值指示器能够提供与燃料泵直接相关的指示。

虽然本文公开的发明的形式目前构成了优选实施例，但是许多其它的形式也是可行的。本文并不意在提及本发明的全部可能的等同形式或变型。应该理解的是，本文使用的术语仅是描述性的，而不是限定性的，并且在不脱离本发明的精神和范围下可进行各种变化。

Claims (16)

1.一种燃料系统部件，其包括：

       布置成用于在燃料系统内存储或移动燃料的本体；

       与本体相关联的指示器，用以提供本体何时经受阈值之外的条件的指示。

2.如权利要求1所述的部件，其中，指示器响应于超过阈值温度的温度，从而提供本体经受了超过阈值温度的温度的指示。

3.如权利要求1所述的部件，其中，指示器响应于应用到该部件的大于阈值电压的电压。

4.如权利要求3所述的部件，其中，指示器包括带有处于阈值电压的膝处电压的齐纳二极管。

5.如权利要求4所述的部件，其中，本体是电动马达燃料泵的一部分或流体液面传感器的一部分中之一，并且齐纳二极管跨接所述燃料泵或流体液面传感器的电力供应引线。

6.如权利要求1所述的部件，其中指示器包括限定参照室的隔膜，以及在参照室外部的且作用在隔膜上的压力大于阈值压力时可由隔膜移动成与指示表面接合的销。

7.如权利要求1所述的部件，其中指示表面包括膜，该膜在由超过阈值压力的压力作用时被破裂。

8.如权利要求1所述的部件，其中，指示器包括牺牲构件，该牺牲构件在经受比腐蚀阈值更具腐蚀性的腐蚀物质时具有已知反应。

9.如权利要求8所述的部件，其中，腐蚀物质是燃料系统中的燃料的一部分并且指示器与燃料系统的暴露给燃料的部件相关联。

10.如权利要求1所述的部件，其中指示器由本体携带并且响应于该本体直接经历的条件。

11.如权利要求1所述的部件，其中，指示器被定位成邻近燃料箱的在排气系统部件区域内的外表面。

12.如权利要求1所述的部件，包括具有限定内部的壁的燃料箱，在该内部中保持有燃料供应；以及指示器由燃料箱携带以在燃料箱被暴露给超过阈值的条件时提供指示，并且指示器在燃料箱没有被暴露给超过阈值的条件时具有第一状态并且在燃料箱被暴露给超过阈值的状态后具有第二状态。

13.如权利要求1所述的部件，包括正和负电力供应端子，通过所述端子电力供应被供应到所述部件；并且指示器具有电力阈值，电力阈值与电力供应端子连通并且可操作以在应用到电力供应端子的电压超过阈值时从第一状态变化到第二状态。

14.如权利要求1所述的部件，其中，所述指示器响应于第一条件以在第一条件超过针对该第一条件的阈值时提供指示；另一指示器响应于第二条件以在第二条件超过针对该第二条件的阈值时提供指示；并且第一条件不同于第二条件。

15.如权利要求14所述的指示器，其中，第一条件是温度、压力、腐蚀性或电压中的其中之一，并且第二条件是温度、压力、腐蚀性或电压中的其中之一，并且第二条件不同于第一条件。

16.如权利要求14所述的指示器，其还包括第三指示器，其响应于第三条件以在第三条件超过针对该第三条件的阈值时提供指示，并且其中第一条件、第二条件和第三条件都彼此不同。

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