对EVAP闭锁阀的车载诊断检查.pdf

一种具有箱隔离阀和罐泄放阀的蒸气吹扫系统，其中，每个阀包括用于将阀维持在打开位置的闭锁机构，并且对吹扫系统进行诊断测试，以证明阀中的每一个正确运行。在这些应用中使用闭锁阀减少了从蓄电池汲取的电能并且减少与一体化的压力传感器的电气干扰。燃料箱由在燃料箱和蒸气储罐之间的箱隔离阀密封，并且罐泄放阀在罐和大气之间提供密封，并且控制罐的泄放。诊断测试使用箱隔离阀和罐泄放阀在不同的操作条件下进行。

权利要求书
1.  一种设备，包括：
蒸气吹扫系统，其包括：
　　燃料箱；
　　第一阀，其与所述燃料箱流体连通，所述第一阀具有打开位置和关闭位置；
　　碳罐，所述第一阀与所述碳罐流体连通；
　　第二阀，其与所述碳罐及大气环境流体连通，所述第二阀具有打开位置和关闭位置；以及
　　第三阀，其与所述碳罐流体连通，所述第三阀具有打开位置和关闭位置；
　　其中，诊断测试通过改变所述第一阀和所述第二阀的位置、检测所述燃料箱中的第一压力测量值以及检测所述碳罐中的第二压力测量值而进行。

2.  根据权利要求1所述的设备，还包括：
第一压力传感器，其用于提供所述燃料箱中的压力的第一压力测量值；以及
第二压力传感器，其用于提供所述碳罐中的第二压力测量值；
其中，当所述第一阀和所述第二阀在打开位置和关闭位置之间改变时，所述诊断测试使用所述第一压力测量值和所述第二压力测量值进行。

3.  根据权利要求1所述的设备，还包括用于进行所述诊断测试的第一组操作条件，所述第一组操作条件包括所述第一压力测量值不基本上等于所述第二压力测量值、所述第二压力测量值基本上等于大气压力、所述第一阀处于所述关闭位置、所述第二阀处于所述打开位置、以及所述第三阀处于所述关闭位置。

4.  根据权利要求3所述的设备，其中，在所述第一组操作条件下，将所述第二阀改变至所述关闭位置，所述第三阀改变至所述打开位置，以及当所述第一压力测量值不再基本上等于大气压力时提供所述第二阀正确运行且处于所述关闭位置的指示。

5.  根据权利要求4所述的设备，其中，在所述第一组操作条件下，在所述第二阀被命令改变至所述关闭位置并且所述第三阀被命令改变至所述打开位置之后，如果所述第一压力测量值仍然基本上等于大气压力，则提供所述第二阀功能异常的指示。

6.  根据权利要求4所述的设备，其中，在所述第一组操作条件下，将所述第一阀改变至所述打开位置，以及当所述第二压力测量值变得基本上等于所述第一压力测量值时提供所述第一阀正确运行的指示。

7.  根据权利要求6所述的设备，其中，在所述第一组操作条件下，在所述第一阀被命令改变至所述打开位置之后，当所述第二压力测量值仍然不基本上等于所述第一压力测量值时，提供所述第一阀功能异常的指示。

8.  根据权利要求1所述的设备，还包括第二组操作条件，其中，所述第一压力测量值不基本上等于所述第二压力测量值，所述第二压力测量值不基本上等于大气压力，所述第一阀处于所述关闭位置，所述第二阀处于所述关闭位置，并且所述第三阀处于所述关闭位置。

9.  根据权利要求8所述的设备，其中，在所述第二组操作条件下，将所述第一阀改变至所述打开位置，以及如果所述第一压力测量值变得基本上等于所述第二压力测量值，则提供所述第一阀正确运行且处于所述打开位置的指示。

10.  根据权利要求9所述的设备，其中，在所述第二组操作条件下，在所述第一阀被命令改变至打开位置之后，如果所述第一压力测量值仍然不基本上等于所述第二压力测量值，则提供所述第一阀功能异常的指示。

11.  根据权利要求9所述的设备，其中，在所述第二组操作条件下，将所述第二阀改变至所述打开位置，以及如果所述第二压力测量值变得基本上等于大气压力，则提供所述第二阀和所述第三阀正确运行的指示。

12.  根据权利要求11所述的设备，其中，在所述第二组操作条件下，在所述第二阀被命令改变至所述打开位置之后，如果所述第二压力测量值仍然不基本上等于大气压力，则提供所述第二阀功能异常或所述第三阀功能异常的指示。

13.  根据权利要求1所述的设备，还包括第三组操作条件，其中，所述第一压力测量值基本上等于所述第二压力测量值，所述第二压力测量值不基本上等于大气压力，所述第一阀打开，所述第二阀关闭，并且所述第三阀关闭。

14.  根据权利要求13所述的设备，其中，在所述第三组操作条件下，将所述第一阀改变至所述关闭位置，所述第三阀改变至所述打开位置，以及如果所述第二压力测量值不再基本上等于所述第一压力测量值，则提供所述第一阀和所述第三阀正确运行的指示。

15.  根据权利要求14所述的设备，其中，在所述第三组操作条件下，在所述第一阀被命令改变至所述关闭位置并且所述第三阀被命令改变至所述打开位置之后，如果所述第二压力测量值保持基本上等于所述第一压力测量值，则提供所述第一阀或所述第三阀中的一者或两者功能异常的指示。

16.  根据权利要求14所述的设备，其中，在所述第三组操作条件下，将所述第二阀改变至所述打开位置，第三阀改变至所述关闭位置，以及如果所述第二压力测量值基本上等于大气压力，则提供所述第二阀和所述第三阀正确运行的指示。

17.  根据权利要求16所述的设备，其中，在所述第三组操作条件下，在所述第二阀被命令改变至所述打开位置并且所述第三阀被命令改变至所述关闭位置之后，如果所述第二压力测量值仍然不基本上等于大气压力，则提供所述第二阀或所述第三阀中的一者或两者功能异常的指示。

18.  根据权利要求3所述的设备，还包括第四组操作条件，其中，所述第一压力测量值基本上等于所述第二压力测量值，所述第二压力测量值基本上等于大气压力，所述第一阀处于所述打开位置，所述第二阀处于所述打开位置，并且所述第三阀处于所述关闭位置。

19.  根据权利要求18所述的设备，其中，在所述第四组操作条件下，将所述第二阀改变至所述关闭位置，所述第三阀改变至所述打开位置，以及如果所述第二压力测量值不再基本上等于大气压力，则提供所述第二阀和所述第三阀正确运行的指示。

20.  根据权利要求19所述的设备，其中，在所述第四组操作条件下，在所述第二阀被命令改变至所述关闭位置并且所述第三阀被命令改变至所述打开位置之后，如果所述第二压力测量值保持基本上等于大气压力，则提供所述第二阀或所述第三阀中的任一者功能异常的指示。

21.  根据权利要求19所述的设备，其中，在所述第四组操作条件下，将所述第一阀改变至所述关闭位置，所述第二阀改变至所述打开位置，并且所述第三阀改变至所述关闭位置，以及如果所述第二压力测量值不再基本上等于所述第一压力测量值，则提供所述第一阀正确运行的指示。

22.  根据权利要求21所述的设备，其中，在所述第四组操作条件下，在所述第一阀被命令改变至所述关闭位置、所述第二阀被命令改变至所述打开位置并且所述第三阀被命令改变至所述关闭位置之后，如果所述第二压力测量值保持基本上等于所述第一压力测量值，则提供所述第一阀功能异常的指示。

23.  根据权利要求1所述的设备，其中，所述第一阀是箱隔离阀，所述第二阀是罐泄放阀，并且所述第三阀是吹扫阀。

24.  一种对蒸气吹扫系统进行诊断测试的方法，包括以下步骤：
提供燃料箱；
提供与所述燃料箱流体连通的第一阀，所述第一阀具有打开位置和关闭位置；
提供碳罐，所述第一阀与所述碳罐流体连通；
提供与所述碳罐和大气环境流体连通的第二阀，所述第二阀具有打开位置和关闭位置；
提供与碳罐流体连通的第三阀，所述第三阀具有打开位置和关闭位置；
提供用于提供第一压力测量值的第一压力传感器，所述第一压力测量值检测所述燃料箱中的压力；以及
提供用于提供第二压力测量值的第二压力传感器，所述第二压力测量值检测所述碳罐中的压力；
使用所述第一压力测量值和所述第二压力测量值来进行诊断测试。

25.  根据权利要求24所述的对蒸气吹扫系统进行诊断测试的方法，还包括提供第一组操作条件的步骤，所述第一组操作条件包括所述第一压力测量值不基本上等于所述第二压力测量值、所述第二压力测量值基本上等于大气压力、所述第一阀处于所述关闭位置、所述第二阀处于所述打开位置、以及所述第三阀处于所述关闭位置。

26.  根据权利要求25所述的对蒸气吹扫系统进行诊断测试的方法，还包括以下步骤：
将所述第二阀改变至所述关闭位置；
将所述第三阀改变至所述打开位置；以及
如果所述第一压力测量值仍然基本上等于大气压力，则提供所述第二阀功能异常的指示。

27.  根据权利要求25所述的对蒸气吹扫系统进行诊断测试的方法，还包括以下步骤：
将所述第二阀改变至所述关闭位置；
将所述第三阀改变至所述打开位置；以及
当所述第一压力测量值不再基本上等于大气压力时，提供所述第二阀正确运行且处于所述关闭位置的指示。

28.  根据权利要求27所述的对蒸气吹扫系统进行诊断测试的方法，还包括以下步骤：
将所述第一阀改变至所述打开位置；以及
当所述第二压力测量值仍然不基本上等于所述第一压力测量值时，提供所述第一阀功能异常的指示。

29.  根据权利要求27所述的对蒸气吹扫系统进行诊断测试的方法，还包括以下步骤：
将所述第一阀改变至所述打开位置；以及
当所述第二压力测量值变得基本上等于所述第一压力测量值时，提供所述第一阀正确运行的指示。

30.  根据权利要求24所述的对蒸气吹扫系统进行诊断测试的方法，还包括提供第二组操作条件的步骤，所述第二组操作条件包括所述第一压力测量值不基本上等于所述第二压力测量值、所述第二压力测量值不基本上等于大气压力、所述第一阀处于所述关闭位置、所述第二阀处于所述关闭位置、以及所述第三阀处于所述关闭位置。

31.  根据权利要求30所述的对蒸气吹扫系统进行诊断测试的方法，还包括以下步骤：
将所述第一阀改变至所述打开位置；以及
如果所述第一压力测量值仍然不基本上等于所述第二压力测量值，则提供所述第一阀功能异常的指示。

32.  根据权利要求30所述的对蒸气吹扫系统进行诊断测试的方法，还包括以下步骤：
将所述第一阀改变至所述打开位置；以及
如果所述第一压力测量值变得基本上等于所述第二压力测量值，则提供所述第一阀正确运行且处于所述打开位置的指示。

33.  根据权利要求31所述的对蒸气吹扫系统进行诊断测试的方法，还包括以下步骤：
将所述第二阀改变至所述打开位置；以及
如果所述第二压力测量值仍然不基本上等于大气压力，则提供所述第二阀功能异常或所述第三阀功能异常的指示。

34.  根据权利要求31所述的对蒸气吹扫系统进行诊断测试的方法，还包括以下步骤：
将所述第二阀改变至所述打开位置；以及
如果所述第二压力测量值变得基本上等于大气压力，则提供所述第二阀和所述第三阀正确运行的指示。

35.  根据权利要求24所述的对蒸气吹扫系统进行诊断测试的方法，还包括提供第三组操作条件的步骤，所述第三组操作条件包括所述第一压力测量值基本上等于所述第二压力测量值、所述第二压力测量值不基本上等于大气压力、所述第一阀打开、所述第二阀关闭、以及所述第三阀关闭。

36.  根据权利要求35所述的对蒸气吹扫系统进行诊断测试的方法，还包括以下步骤：
将所述第一阀改变至所述关闭位置；
将所述第三阀改变至所述打开位置；以及
如果所述第二压力测量值保持基本上等于所述第一压力测量值，则提供所述第一阀或所述第三阀中的一者或两者功能异常的指示。

37.  根据权利要求35所述的对蒸气吹扫系统进行诊断测试的方法，还包括以下步骤：
将所述第一阀改变至所述关闭位置；
将所述第三阀改变至所述打开位置；以及
如果所述第二压力测量值不再基本上等于所述第一压力测量值，则提供所述第一阀和所述第三阀正确运行的指示。

38.  根据权利要求37所述的对蒸气吹扫系统进行诊断测试的方法，还包括以下步骤：
将所述第二阀改变至所述打开位置；
将所述第三阀改变至所述关闭位置；以及
如果所述第二压力测量值仍然不基本上等于大气压力，则提供所述第二阀或所述第三阀中的一者或两者功能异常的指示。

39.  根据权利要求37所述的对蒸气吹扫系统进行诊断测试的方法，还包括以下步骤：
将所述第二阀改变至所述打开位置；
将所述第三阀改变至所述关闭位置；以及
如果所述第二压力测量值变得基本上等于大气压力，则提供所述第二阀和所述第三阀正确运行的指示。

40.  根据权利要求24所述的对蒸气吹扫系统进行诊断测试的方法，还包括提供第四组操作条件的步骤，所述第四组操作条件包括所述第一压力测量值基本上等于所述第二压力测量值、所述第二压力测量值基本上等于大气压力、所述第一阀处于所述打开位置、所述第二阀处于所述打开位置、以及所述第三阀处于所述关闭位置。

41.  根据权利要求40所述的对蒸气吹扫系统进行诊断测试的方法，还包括以下步骤：
将所述第二阀改变至所述关闭位置；
将所述第三阀改变至所述打开位置；以及
如果所述第二压力测量值保持基本上等于大气压力，则提供所述第二阀或所述第三阀中的任一者功能异常的指示。

42.  根据权利要求40所述的对蒸气吹扫系统进行诊断测试的方法，还包括以下步骤：
将所述第二阀改变至所述关闭位置；
将所述第三阀改变至所述打开位置；以及
如果所述第二压力测量值不再基本上等于大气压力，则提供所述第二阀和所述第三阀正确运行的指示。

43.  根据权利要求42所述的对蒸气吹扫系统进行诊断测试的方法，还包括以下步骤：
将所述第一阀改变至所述关闭位置；
将所述第二阀改变至所述打开位置；
将所述第三阀改变至所述关闭位置；以及
如果所述第二压力测量值保持基本上等于所述第一压力测量值，则提供所述第一阀功能异常的指示。

44.  根据权利要求42所述的对蒸气吹扫系统进行诊断测试的方法，还包括以下步骤：
将所述第一阀改变至所述关闭位置；
将所述第二阀改变至所述打开位置；
将所述第三阀改变至所述关闭位置；以及
如果所述第二压力测量值不再基本上等于所述第一压力测量值，则提供所述第一阀正确运行的指示。

说明书对EVAP闭锁阀的车载诊断检查
相关申请的交叉引用
本申请要求2013年10月14日提交的美国临时申请号61/890,546的权益。以上申请的公开内容以引用方式并入本文中。
技术领域
本发明大体上涉及具有与压力传感器一体化的燃料箱隔离阀组件和罐泄放（vent）阀的蒸气吹扫系统，其中，隔离阀组件和罐泄放阀用来进行诊断测试。
背景技术
用于车辆的现有燃料系统包括这样的阀：当燃料箱被补充燃料时，该阀打开和关闭以允许蒸气从燃料箱逸出。蒸气从燃料箱流过阀并且进入罐中，蒸气被储存在罐中，直到其被分配回到发动机的进气中。该阀也能够在车辆操作期间提供对随着燃料水平下降而在燃料箱中积聚的真空压力的卸放。该阀也用来在燃料箱和蒸气储罐之间密封燃料箱。
该阀通常使用诸如螺线管的致动装置操作，螺线管被激励以打开阀，并且在车辆被补充燃料的同时将阀保持在打开位置。在车辆正被补充燃料期间，在阀被打开的同时，在这些应用中使用的螺线管的现有设计保持被激励。这消耗蓄电池中的功率，并且降低车辆的总体效率。另外，燃料箱和燃料箱外部的空气流系统的一部分必须进行泄漏测试，因此，也必须用在罐的新鲜空气侧上的阀(例如泄放阀)来密封空气流系统。这些阀也必须被测试，以确保它们正常工作并且可以用最低的成本确认它们的位置(例如，打开或关闭)。当阀被首次安装在车辆上(在制造过程期间或在修理之后)时，或者在蓄电池已被断开之后，可能需要这种类型的诊断测试。
因此，需要一种阀组件，该组件能够在车辆正被补充燃料的同时保持在打开位置，以允许蒸气流出燃料箱，同时使用来将阀维持在打开位置的能量的量最小化。还需要一种阀组件，其满足当前的包装要求，并且能够在安装之后或在蓄电池已断开之后进行诊断测试，以确保阀正确地工作。
发明内容
本发明是一种空气流系统，或者更具体地具有箱隔离阀（tank isolation valve）和罐泄放阀的蒸气吹扫系统，其中，每个阀包括用于将阀维持在打开位置的闭锁（latching）机构。对蒸气吹扫系统进行诊断测试以证明每个阀都正确运行。在这些应用中使用闭锁阀减少了从蓄电池汲取的电能并且减少与一体化的压力传感器的电气干扰。燃料箱由在燃料箱和蒸气储罐之间的箱隔离阀密封，并且罐泄放阀在罐和大气之间提供密封，并且控制罐的泄放。诊断测试使用箱隔离阀和罐泄放阀在不同的操作条件下进行。
箱隔离阀减少蓄电池的功耗，同时阀保持在打开位置或关闭位置，并且仅使用单个脉冲电压来改变阀的状态。阀保持打开的最常见的时间是在补充燃料期间。在补充燃料期间，发动机通常关闭。由于闭锁机构，阀保持打开而不需要蓄电池功率。与闭锁机构一起使用的螺线管避免不得不使用连续的蓄电池功率。
本发明描述了用来确保阀正确运行的车载诊断检查。本发明还提供了一种用于仅使用压力传感器来提供阀的功能性和当前状态(例如，打开或关闭)两者的方法，其中压力传感器是蒸气吹扫系统的一部分。在一个实施例中，本发明是一种用于在空气流系统中进行诊断测试的方法，其中，空气流系统包括：燃料箱；箱隔离阀，其与燃料箱流体连通，该箱隔离阀具有打开位置和关闭位置；以及碳罐，其中箱隔离阀与碳罐流体连通。罐泄放阀与碳罐和大气环境流体连通，并且罐泄放阀具有打开位置和关闭位置。吹扫阀与碳罐流体连通，并且吹扫阀也具有打开位置和关闭位置。第一压力传感器通过检测燃料箱和将燃料箱连接到箱隔离阀的管道中的压力而提供第一压力测量值，并且第二压力传感器通过检测碳罐、连接到罐泄放阀和碳罐的管道、以及连接到碳罐和吹扫阀的管道中的压力而提供第二压力测量值。诊断测试使用第一压力测量值和第二压力测量值来进行。
诊断测试包括若干不同的操作条件或参数。第一组操作条件出现在第一压力测量值不等于第二压力测量值、第二压力测量值基本上等于大气压力、箱隔离阀和吹扫阀处于关闭位置并且罐泄放阀处于打开位置时。在该第一组操作条件期间，罐泄放阀被命令改变至关闭位置，吹扫阀被命令改变至打开位置，并且如果第一压力测量值仍然基本上等于大气压力则提供罐泄放阀功能异常(因为罐泄放阀应处于关闭位置)的指示，或者在第一压力测量值不再等于大气压力时提供罐泄放阀正确运行且处于关闭位置的指示。
如果在第一组操作条件下罐泄放阀正确运行，那么箱隔离阀被命令改变至打开位置，并且当第二压力测量值仍然不等于第一压力测量值时提供箱隔离阀功能异常的指示，或者在第二压力测量值变得基本上等于第一压力测量值时提供箱隔离阀正确运行的指示。
诊断测试也包括第二组操作条件，该操作条件出现在第一压力测量值不等于第二压力测量值并且第二压力测量值不等于大气压力时。在第二组操作条件期间，箱隔离阀、罐泄放阀和吹扫阀均初始地处于关闭位置。箱隔离阀接着被命令改变至打开位置，并且如果第一压力测量值仍然不等于第二压力测量值则提供箱隔离阀功能异常的指示(因为箱隔离阀应处于打开位置)，或者如果第一压力测量值变得基本上等于第二压力测量值则提供箱隔离阀正确运行且处于打开位置的指示。
如果在第二组操作条件下确定箱隔离阀正确运行，则罐泄放阀接着被命令改变至打开位置，并且如果第二压力测量值仍然不等于大气压力则提供罐泄放阀功能异常或吹扫阀功能异常的指示，或者如果第二压力测量值变得基本上等于大气压力则提供罐泄放阀和吹扫阀正确运行的指示。
诊断测试也包括第三组操作条件，其中，第一压力测量值基本上等于第二压力测量值，第二压力测量值不等于大气压力，箱隔离阀初始地打开，并且罐泄放阀和吹扫阀初始地关闭。箱隔离阀接着被命令关闭，并且吹扫阀被命令打开。然后，如果第二压力测量值保持基本上等于第一压力测量值，那么接着提供箱隔离阀或吹扫阀中的一者或两者功能异常的指示，或者如果第二压力测量值不再等于第一压力测量值，则提供箱隔离阀和吹扫阀正确运行的指示。
如果在第三组操作条件下箱隔离阀和吹扫阀均正确运行，则罐泄放阀接着被命令改变至打开位置。如果第二压力测量值仍然不等于大气压力，则提供罐泄放阀或吹扫阀中的一者或两者功能异常的指示，或者如果第二压力测量值变得基本上等于大气压力，则提供罐泄放阀和吹扫阀正确运行的指示。
诊断测试也包括第四组操作条件，其中，第一压力测量值基本上等于第二压力测量值，第二压力测量值基本上等于大气压力，箱隔离阀和罐泄放阀处于打开位置，并且吹扫阀处于关闭位置。罐泄放阀被命令关闭，然后吹扫阀被命令关闭，并且如果第二压力测量值保持基本上等于大气压力，则接着提供罐泄放阀或吹扫阀中的一者或两者功能异常的指示，或者如果第二压力测量值不再等于大气压力，则提供罐泄放阀和吹扫阀正确运行的指示。
如果在第四组操作条件期间罐泄放阀和吹扫阀均正确运行，那么箱隔离阀和吹扫阀接着被命令关闭，并且罐泄放阀接着被命令打开。如果第二压力测量值保持基本上等于第一压力测量值，则再次提供箱隔离阀功能异常的指示，或者如果第二压力测量值不再等于第一压力测量值，则提供箱隔离阀正确运行的指示。
除了进行诊断测试之外，蒸气吹扫系统也用来构造箱隔离阀和罐泄放阀以允许在补充燃料期间清除吹扫蒸气，并且在车辆行驶期间燃料箱中的燃料水平随着燃料被消耗而降低时允许卸放真空压力。箱隔离阀也可构造成卸放由于温度增加而在燃料箱中积聚的正压力或者卸放由于温度降低而在燃料箱中积聚的真空压力。
本发明进一步的适用范围将通过下文提供的详细描述而变得显而易见。应当理解，详细描述和具体示例虽然指示本发明的优选实施例，但其旨在仅用于举例说明目的，而并非旨在限制本发明的范围。
附图说明
通过详细描述和附图将会更全面地理解本发明，在附图中：
图1是根据本发明的实施例的用于具有并入闭锁机构的至少一个阀的车辆的蒸气吹扫系统的图；
图2是根据本发明的实施例的隔离阀组件的透视图；
图3是根据本发明的实施例的描绘隔离阀组件的电压与阀位置的关系的坐标图；
图4是根据本发明的实施例的隔离阀组件的剖视图；
图5A是根据本发明的实施例的用作箱隔离阀组件的一部分的闭锁机构的透视图；
图5B是根据本发明的实施例的用作箱隔离阀组件的一部分的闭锁机构的剖视图；
图6A是根据本发明的实施例的用作箱隔离阀组件的一部分的闭锁机构的第一图，其中箱隔离阀处于关闭位置；
图6B是根据本发明的实施例的用作箱隔离阀组件的一部分的闭锁机构的图，其中闭锁机构构造成使得箱隔离阀移动至打开位置；
图6C是根据本发明的实施例的用作箱隔离阀组件的一部分的闭锁机构的图，其中闭锁机构构造成使得箱隔离阀被保持在打开位置；
图6D是根据本发明的实施例的用作箱隔离阀组件的一部分的闭锁机构的第一图，其中闭锁机构构造成使得箱隔离阀被从打开位置释放；
图6E是根据本发明的实施例的用作箱隔离阀组件的一部分的闭锁机构的第二图，其中闭锁机构构造成使得箱隔离阀被从打开位置释放；
图6F是根据本发明的实施例的用作箱隔离阀的一部分的闭锁机构的第二图，其中箱隔离阀处于关闭位置；
图7是根据本发明的实施例的流程图，其具有用来在第一组操作条件下对蒸气吹扫系统进行诊断测试的步骤；
图8是根据本发明的实施例的流程图，其具有用来在第二组操作条件下对蒸气吹扫系统进行诊断测试的步骤；
图9是根据本发明的实施例的流程图，其具有用来在第三组操作条件下对蒸气吹扫系统进行诊断测试的步骤；以及
图10是根据本发明的实施例的流程图，其具有用来在第四组操作条件下对蒸气吹扫系统进行诊断测试的步骤。
具体实施方式
(多个)优选实施例的以下描述本质上仅为示例性的，而绝不旨在限制本发明、其应用或用途。
根据本发明的蒸气吹扫系统的图在图1中大体上在10处示出。系统10包括其中储存燃料20的燃料箱18。燃料箱18与在图1-2中大体上在22处示出的隔离阀组件流体连通。隔离阀组件22包括箱隔离阀24、压力传感器26和温度传感器28。阀24通过使用第一管道30与燃料箱18流体连通。压力传感器26和温度传感器28两者均与隔离阀组件22一体化，并且与在阀24和燃料箱18之间的第一管道30流体连通。
箱隔离阀24通过使用第二管道34与蒸气罐32流体连通。蒸气罐32也由于第三管道38而与吹扫阀36流体连通。吹扫阀36也连接到第四管道40并与其流体连通，其中第四管道40连接到系统的另一个部件，例如涡轮增压器单元(未示出)。
罐32也通过使用第五管道44与罐泄放阀42流体连通。也连接到第五管道44并与其流体连通的是压力传感器46和温度传感器46A。第六管道48也连接到罐泄放阀42和空气过滤器50并与它们流体连通。
在操作期间，箱隔离阀24处于关闭位置，使得燃料箱18中的蒸气不能逸出。当箱18被补充燃料时，箱隔离阀24打开以允许箱18中的蒸气流入罐32中。罐泄放阀42在正常操作期间通常处于打开位置，并且在车载诊断测试的不同步骤期间关闭，该测试的功能将在下文中描述。吹扫蒸气通常是在罐32中汽提的烃类，并且流出罐32的空气穿过罐泄放阀42。
罐泄放阀42和隔离阀24具有基本上类似的构造并且具有与图2、图4、图5A-5B和图6A-6F中所示基本上相同的部件，并且因此仅描述隔离阀24的构造。隔离阀24包括第一端口，其在该实施例中为连接到第一管道30的入口端口74，并且入口端口74形成为贮存器76的一部分，帽盖78也形成为贮存器76的一部分，并且帽盖78连接到包覆模制（overmold）组件80。包覆模制组件80包括大体上在82处示出的包覆模制组件腔体、以及与包覆模制组件腔体82流体连通的第二端口或出口端口84。出口端口84连接到第二管道34并与其流体连通。
在包覆模制组件80内设置有大体上在86处示出的螺线管组件，其为隔离阀组件22的一部分。螺线管组件86设置在大体上在88处示出的腔体内，腔体88形成为包覆模制组件80的一部分，并且包括内壁部分90。包覆模制组件80的外壁部分92也形成为腔体88的一部分。保持特征90A形成为内壁部分90和外壁部分92两者的一部分，并且外接螺线管组件86，以用于将螺线管组件86固定在腔体88中。
螺线管组件86包括外定子插件94，其与形成为包覆模制组件80的一部分的上壁98接触。外定子插件94部分地设置在形成为外壳104的一部分的电枢96中，并且外定子插件94设置在上壁98和线圈架100之间。外壳104是螺线管组件86的一部分，并且内壁部分90和外壁部分92也形成外壳104的一部分。线圈架100由线圈102围绕，并且存在由线圈架100围绕的第一衬套164，其中，第一衬套164具有比线圈架100短的总长度，如图4所示。衬套164部分地围绕可移动的电枢54并且邻近内定子插件166。
电枢54包括大直径部分106，大直径部分106延伸进入螺线管组件86中，并且由内定子插件166、第一衬套164和线圈架100围绕。大直径部分106也包括渐缩部段108，其选择性地朝着和远离形成为外定子插件94的一部分的对应的渐缩部段110移动。设置在下垫圈170和加载弹簧64之间的是形成为定子插件166的一部分的外凸缘部分166A。外凸缘部分166A在定子插件166的小直径部分166B和大直径部分166C之间形成为定子插件166的一部分。定子插件166的小直径部分166B由线圈架100围绕并且邻近第一衬套164。大直径部分166C由加载弹簧64的一部分围绕，并且大直径部分166C围绕第二衬套168。此外，安装在小直径部分166B上的是下垫圈170，并且下垫圈170位于外凸缘部分166A和线圈架100之间。
第二衬套168、小直径部分166B和第一衬套164围绕电枢54的大直径部分106，其中，电枢54的大直径部分106与衬套164、168滑动接触并由衬套164、168支撑，并且电枢54能够相对于第二衬套168、小直径部分166B和第一衬套164移动。
电枢54也包括小直径部分116，其与大直径部分106一体化地形成。小直径部分116延伸进入形成为贮存器76的一部分的大体上在124处示出的贮存器腔体中，并且连接到大体上在120处示出的阀构件的芯部分118。阀构件120也包括连接到芯部分118的止挡部分122。止挡部分122由橡胶或另一种柔性材料制成，并且包括凸缘部分126，凸缘部分126选择性地接触形成为贮存器76的一部分的接触表面128，其中接触表面128充当阀座。阀构件120由电枢54移动，使得凸缘部分126选择性地接触接触表面128，将入口端口74选择性地放置成与贮存器腔体124流体连通。
设置在贮存器腔体124内的是在图4、图5A-5B和图6A-6F中大体上在52处示出的闭锁机构。闭锁机构52连接到隔离阀24的阀构件120，阀构件120可在打开位置和关闭位置之间移动。闭锁机构52与电枢54一起用来将阀构件120保持在打开位置，即使线圈102不被激励。电枢54是螺线管组件86的一部分，并且电流被施加到线圈102以激励线圈102，并且使电枢54和阀构件120移动远离接触表面128。
在图4和图6A中，阀构件120处于关闭位置。机构52也包括连接到电枢54的转位闩锁56，使得闩锁56随电枢54移动，如图4所示，并且闩锁56包括第一多个齿58和若干转位花键68。机构52也包括形成为导向器142的若干狭槽60，其中导向器142也包括第二多个齿66。机构52也包括转位机构62，转位机构62具有至少一个转位齿62a(在该实施例中，机构62具有多个齿62a，但为了展示起见，在图6A-6F中仅示出一个)，其中，转位机构62也围绕电枢54的小直径部分116，但能够相对于电枢54的小直径部分116滑动和移动。力由加载弹簧64施加到转位机构62。转位机构62也邻近大体上在132处示出的弹簧杯。更具体而言，弹簧杯132包括位于转位机构62旁边的内圆柱形部分134。内圆柱形部分134也围绕小直径部分116，但不连接到小直径部分116，使得弹簧杯132也能够相对于小直径部分116滑动和移动。内圆柱形部分134利用中央凸缘138连接到外圆柱形部分136。加载弹簧64的一部分围绕外圆柱形部分136并且接触与外圆柱形部分136一体化地形成的外凸缘140。
除了加载弹簧64之外，也存在回位弹簧144，回位弹簧144围绕小直径部分116，并且位于弹簧杯132和电枢54的大直径部分106之间。更具体而言，回位弹簧144在弹簧杯132的内圆柱形部分134和电枢54的大直径部分106之间，并且回位弹簧144将弹簧杯132偏置远离电枢54的大直径部分106。加载弹簧64在外凸缘140和内定子插件166的外凸缘部分166A之间，并且将弹簧杯132和转位机构62偏置远离内定子插件166的外凸缘部分166A。根据闭锁机构52的构型，加载弹簧64致使弹簧杯132和转位机构62向闩锁56或导向器142施加力。因此，闭锁机构52被以两种不同的方式偏置，一种方式是回位弹簧144将弹簧杯132和转位机构62偏置远离电枢54的大直径部分106(其为可移动的)，并且另一种方式是加载弹簧64将弹簧杯132和转位机构62偏置远离内定子插件166的外凸缘部分166A(其为固定的)。
除了狭槽60和齿66之外，导向器142也包括内部外壳146，其部分地围绕转位闩锁56和转位机构62。内部外壳146的一部分由弹簧杯132围绕。外护罩148与内部外壳146一体化地形成，其中外护罩148部分地围绕加载弹簧64。外护罩148与若干支撑构件150一体化地形成，并且支撑构件150与上托架构件152一体化地形成。在支撑构件150中的每一个之间存在大体上在154处示出的孔口，其允许空气和吹扫蒸气在贮存器腔体124和包覆模制组件腔体82之间通过。上托架构件152与下垫圈170接触。还存在与上托架构件152一体化地形成的若干外托架构件172。
更具体而言，下垫圈170的直径大于外凸缘部分166A的直径，使得上托架构件152与下垫圈170接触，并且保持特征90A与下垫圈170接触。帽盖78具有外表面160，其与每个外托架构件172的下表面162接触。外托架构件172因此在下垫圈170和帽盖78的外表面160之间，并且托架构件152、172相对于包覆模制组件80和帽盖78的这种位置正确地定位导向器142。
闭锁机构52用来将阀构件120保持在打开位置，甚至在线圈102不被激励时。参看图4和图6A，闭锁机构52示出为处于与处于关闭位置的阀构件120相对应的位置。当线圈102被充分地激励以生成克服来自弹簧64、144的力的磁力时，电枢54和转位闩锁56朝定子插件94移动，从而使阀构件120移动远离接触表面128，并将阀构件120置于打开位置。电枢54朝定子插件94的移动造成力从形成为转位闩锁56的一部分的第一多个齿58中的至少一个施加到转位机构62的齿62a。转位闩锁56的移动由在狭槽60中移动的转位花键68的移动引导。从转位闩锁56施加到转位机构62的力借助于弹簧杯132克服从弹簧64施加到转位机构62的力，并且将转位机构62的齿62a移出狭槽60之外，如图6B所示。
在图6A-6F中显示，第一多个齿58a的顶点58A不与第二多个齿66的顶点66a对准，这有利于转位机构62的旋转。齿62a中的每一个具有倾斜部分，其也有利于转位机构62的旋转。线圈102被激励以使电枢54和转位闩锁56朝定子插件94充分地移动，以将转位机构62的齿62a移出狭槽60之外。一旦转位闩锁56已将转位机构62的齿62a移出狭槽60之外，从弹簧杯132和加载弹簧64及回位弹簧144施加到转位机构62的压力就将每个齿62a朝对应的顶点58a推动。这造成转位机构62在每个齿62a朝介于两个第一多个齿58之间的顶点58a中的一个滑动时移动(即，绕电枢54的小直径部分116旋转)，如图6B所示。
一旦每个齿62a与第一多个齿58的顶点58a中的一个接触，转位机构62的每个齿62a也被定位成使得每个齿62a在形成为导向器142的一部分的第二多个齿66中的两个之间，其也在图6B中示出。线圈102接着被去激励，但阀构件120保持在打开位置，因为转位机构62(和因此弹簧杯132和电枢54)由导向器142保持就位。更具体而言，在线圈102被去激励之后，转位闩锁56和因此电枢54充分地移动远离转位机构62以允许转位闩锁56的齿58从转位机构62的齿62a脱开，同时，弹簧64、144的力迫使齿62a朝形成为导向器142的一部分的第二多个齿66的顶点66a移动，如图6C所示，从而旋转转位机构62。由于导向器142是固定的，并且转位机构62的齿62a与导向器142的齿66互锁，转位机构62、弹簧杯132和电枢54不被允许移动以将阀构件120放置回关闭位置，而是由导向器142保持就位(并且转位闩锁56的齿58从转位机构62的齿62a脱开)，以将阀构件120维持在打开位置。这允许吹扫蒸气在阀构件120被保持在打开位置时从箱18逸出到罐32，但不从车辆蓄电池消耗任何功率以将阀24的位置维持在打开位置，因为线圈102不被激励。
一旦希望将阀构件120从打开位置变回到关闭位置，线圈102就再次被激励，从而将电枢54和转位闩锁56再次朝定子插件94移动，使得第一多个齿58再次接合并施加力到转位机构62的齿62a，以克服从弹簧64、144施加到转位机构62的力并将转位机构62提离第二多个齿66。如上所述，第一多个齿58a的顶点58A不与第二多个齿66的顶点66a对准。当阀构件120处于打开位置并且转位机构62的齿62a由导向器142的齿66保持就位时，转位机构62的齿62a不与第一多个齿58的顶点58a对准，如图6C所示。一旦转位机构62的齿62a已从第二多个齿66脱开，并且仅与第一多个齿58接合，齿62a就朝对应的顶点58a移动(由于来自弹簧64、144的力)，从而旋转转位机构62，使得齿62a不再与第二多个齿66的顶点66a对准。线圈102接着再次被去激励，并且电枢54和转位闩锁56移动远离定子插件94，并且齿62a与导向器142的第二多个齿66重新接合。然而，代替由于弹簧64、144的力而朝顶点66a移动，每个齿62a朝对应的狭槽60移动，从而允许转位机构62进一步远离定子插件94移动，并且每个齿62a移动进入对应的狭槽60中，如图6F所示，这也导致来自弹簧64、144的力使电枢54、转位闩锁56、转位机构62和弹簧杯132进一步移动远离定子插件94，并且阀构件120移回到关闭位置，如图4、图6A和图6F所示。
螺线管组件86和因此线圈102仅当阀构件120正在打开位置和关闭位置之间变化时被激励。一旦阀构件120处于打开位置，线圈102就被去激励。此外，一旦阀构件120处于关闭位置，线圈102就被去激励。这样的示例在图3中示出，其中示出了螺线管组件86的电压70和阀构件120的位置72。电压70被施加到线圈102和因此电枢54达约30毫秒，电枢54使转位闩锁56和转位机构62移动，从而允许阀构件120改变至打开位置，如上所述。一旦阀构件120处于打开位置，线圈102就接着被去激励，电压70接着降低至零，并且阀构件120被闭锁机构52保持在打开位置。电压70接着被再次施加到线圈102，这接着重新激励线圈102，并且闭锁机构52被致动以将阀构件120从打开位置改变至关闭位置。闭锁机构52的功能允许螺线管组件86的线圈102被去激励，并且因此没有功率被从车辆的蓄电池汲取，通过仍然有助于阀构件120被保持在打开位置或关闭位置。仅在当在打开位置和关闭位置之间改变阀构件120时的约30毫秒的间隔中使用能量，如图3所示，并且在阀构件120被保持在打开位置或关闭位置时不使用能量。
系统10的另一个特征在于，压力传感器26和温度传感器28可与箱隔离阀24一体化，如图1、图2和图4所示。这消除了至少一个软管和两个软管连接，从而改善了隔离阀组件22的总体设计，并且使隔离阀组件22能够满足更严格的包装要求。再次参看图2和图4，压力传感器28和温度传感器28形成为大体上在174处示出的单个感测单元。一体地形成为入口端口74的一部分是垂直于入口端口74的侧端口176。感测单元174包括端口174A，其包括具有O形环174C的凹槽174B，O形环174C设置在凹槽174B中。端口174A设置在侧端口176中，并且O形环174C在端口174A、176之间提供密封功能。端口174A与外壳174D一体化地形成，并且与外壳174D一体化地形成的还有连接器174E，连接器174E可与对应的连接器连接以将感测单元174放置成与诸如车辆的ECU之类的另一个装置电气连通。
在端口174A中设置有感测元件174F，并且感测元件174F在该实施例中可包括压力感测元件和温度感测元件，它们可用于检测端口174A中的压力和温度两者。感测元件174F与大体上在174G处示出的电路板电气连通，并且电路板174G也与连接器174E电气连通。感测单元174与箱隔离阀24的定位和一体化(更具体而言，感测单元174与入口端口74的连接)不仅提供上文所提及的优点，而且感测单元174能够检测入口端口74、第一管道30和燃料箱18中的压力和温度。由于如上所述电压70仅在约30毫秒的间隔内施加到线圈102，当线圈102被激励时，对压力传感器26的操作的干扰被最小化或消除。
在其它实施例中，还并入另一个闭锁机构52以与也具有阀构件120的罐泄放阀42一起使用。如前所述，像压力传感器28和温度传感器28与箱隔离阀24一体化那样，压力传感器46和温度传感器46A也可以相同的方式与罐泄放阀42一体化。闭锁机构52也允许罐泄放阀42的阀构件120在打开位置和关闭位置之间改变，并且保持在打开或关闭位置，而不从车辆的蓄电池汲取功率。该操作也使对压力传感器46的操作的干扰最小化。
闭锁机构52不限于具有上述部件。在另外的实施例中，闭锁机构52可以是具有双线圈的永久磁体。在还有另一实施例中，闭锁机构52可包括永久磁体，其中极性在端点处颠倒以打开和关闭阀构件120。
系统10也包括车载诊断(OBD)检查功能。参看图1和图7-10，隔离阀组件22位于燃料箱18和蒸气罐32之间，并且罐泄放阀42位于蒸气罐32和过滤器50之间。在系统10的操作期间，压力传感器26提供在第一管道30和燃料箱18中的压力的读数(以下称为“P1”)，并且另一压力传感器46提供在第五管道44、罐32、第二管道34和第三管道38中的压力的读数(以下称为“P2”)。两个阀24、42在不同构型中和不同条件下打开和关闭，以执行各种OBD检查功能。存在四组不同的条件和因此两个阀24、42的四种可能的构型，这用来执行不同的OBD检查功能。为了确定系统10是否正确运行，并且为了完成诊断测试，系统10必须在下文所述且在图7-10中示出的四种条件中的每一种下通过测试。
参看图1和图7，如在步骤200A处所示，用来进行诊断测试的第一组条件出现在P1不等于P2并且P2基本上等于大气压时。在步骤202A处，假设隔离阀24和吹扫阀36关闭，并且泄放阀42打开。在步骤202A处，泄放阀42被命令关闭，并且吹扫阀36被命令打开。在步骤204A处，由第二压力传感器46获取读数以确定P2是否基本上等于大气压。如果P2仍然基本上等于大气压，那么在步骤206A处提供泄放阀42或吹扫阀36功能异常或者第三管道38被堵塞的指示。如果P2不再等于大气压，那么泄放阀42正确运行，并且在步骤208A处，泄放阀42关闭，并且隔离阀24打开。
一旦泄放阀42关闭，隔离阀24就被命令打开，在步骤210A处由传感器26、46进行另一次测量，以确定P1是否基本上等于P2。如果P1不等于P2，这表明隔离阀24功能异常，并且在步骤212A处提供隔离阀24功能异常的指示。如果在步骤210A处P1基本上等于P2，那么在步骤214A处，隔离阀24正确运行，并且系统10通过这部分诊断测试。另外，在步骤214A处，隔离阀24关闭，并且泄放阀42打开。
参看图1和图8，如在步骤200B处所示，用来进行诊断测试的第二组条件出现在P1不等于P2并且P2不等于大气压时。假设在步骤202B处隔离阀24和泄放阀42均关闭，并且隔离阀24接着被命令打开。在步骤204B处获取压力读数以确定在隔离阀24被命令打开之后P1是否基本上等于P2。如果P1不等于P2，那么在步骤206B处提供隔离阀24功能异常的指示。如果P1基本上等于P2，那么隔离阀24正确运行，并且在步骤208B处泄放阀42接着被命令打开。
一旦知道隔离阀24正确运行，并且在步骤208B处泄放阀42被命令打开，就由传感器26、46在步骤210B获取另一个压力读数以确定P2是否基本上等于大气压。如果P2不等于大气压，那么在步骤212B处提供泄放阀42功能异常、吹扫阀36泄漏或过滤器50被堵塞的指示。如果在步骤210B处P2基本上等于大气压，那么泄放阀42正确运行并且处于打开位置，管道通畅，并且隔离阀24被置于关闭位置。
参看图1和图9，如在步骤200C处所示，用来进行诊断测试的第三组条件出现在P1基本上等于P2并且P2不等于大气压时。在这些条件下，在步骤202C处假设两个阀24、42均处于关闭位置，隔离阀24被激励以改变至打开位置，并且吹扫阀36接着被激励以改变至打开位置。然后，在步骤204C处，由传感器26、46获取压力读数以确定P1是否仍然基本上等于P2。如果在步骤204C处P1仍然基本上等于P2，那么在步骤206C处提供隔离阀24或吹扫阀36功能异常、或者第三管道38被堵塞的指示。如果在步骤204C处P1不等于P2，那么隔离阀24正确运行，并且在步骤208C处，泄放阀42被激励以打开泄放阀42，并且吹扫阀36关闭。
一旦在步骤208C处吹扫阀36关闭且泄放阀42打开，就在步骤210C处由传感器26、46进行另一次压力测量以确定P2是否基本上等于大气压。如果在步骤210C处P2不等于大气压，那么在步骤212C处提供泄放阀42恰当地功能异常、在吹扫阀36中存在泄漏、或过滤器50被堵塞的指示。如果在步骤210C处P2基本上等于大气压，那么泄放阀42正确运行且处于打开位置，第六管道48通畅，并且系统10通过这部分诊断测试。
参看图1和图10，用来在步骤200D处进行诊断测试的第四组条件出现在P1基本上等于P2并且P2基本上等于大气压时。在这些条件下，在步骤202D处假设隔离阀24打开、泄放阀42也打开并且泄放阀42被命令改变至关闭位置、并且另外吹扫阀36被命令改变至打开位置。在步骤204D处，由传感器26、46进行压力测量，并且如果P2仍然基本上等于大气压，那么提供泄放阀42或吹扫阀36功能异常、燃料箱18的帽盖已被移除、或者第三管道38被堵塞的指示。如果在步骤204D处P2不再等于大气压，那么泄放阀42正确运行并且处于关闭位置，第三管道38通畅，并且在步骤208D处，隔离阀24和吹扫阀36被改变至关闭位置，并且泄放阀42被改变至打开位置。
一旦隔离阀24和吹扫阀36关闭，并且泄放阀42打开，就在步骤210D处获取另一个压力读数以确定P1是否基本上等于P2。如果在步骤210D处P1基本上等于P2，那么在步骤212D处提供隔离阀24功能异常的指示。如果P1不等于P2，那么在步骤210D处隔离阀24正确运行并且处于打开位置，并且系统10通过诊断测试。
除了能够进行诊断测试之外，蒸气吹扫系统10也用来构造箱隔离阀24和罐泄放阀42以允许在补充燃料期间清除吹扫蒸气，并且在车辆行驶期间燃料箱18中的燃料水平随着燃料被消耗而降低时允许卸放真空压力。箱隔离阀24和罐泄放阀42也可构造成卸放由于温度增加而在燃料箱18中积聚的正压力或者卸放由于温度降低而在燃料箱18中积聚的真空压力。
本发明的描述本质上仅仅是示例性的，并且因此不脱离本发明要旨的变型意图在本发明的范围内。这样的变型不被认为偏离本发明的精神和范围。