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Patent Searching and Data


Title:
FUEL TANK FOR A MOTOR VEHICLE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2005/025915
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a fuel tank (1) for a motor vehicle, comprising several chambers (2, 4), each of which (2, 4) is equipped with a jet pump (18, 19) and a level sensor (11, 12). A valve (24, 25) is located in a fuel conduit (20, 21) that leads to the jet pump (18, 19). When the chamber (2, 4) is almost empty, the supply of fuel to the jet pump (18, 19) is suppressed, thus preventing an unnecessary flow of the fuel.

Inventors:
RUMPF BERND (DE)
Application Number:
PCT/EP2004/051676
Publication Date:
March 24, 2005
Filing Date:
July 30, 2004
Export Citation:
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Assignee:
SIEMENS AG (DE)
RUMPF BERND (DE)
International Classes:
B60K15/077; F02M37/00; F02D33/00; F02M37/02; F02M37/10; (IPC1-7): B60K15/077
Foreign References:
FR2709100A11995-02-24
US5743239A1998-04-28
EP0798457A11997-10-01
DE19955133A12001-05-31
DE4337183A11995-05-04
US5040516A1991-08-20
Attorney, Agent or Firm:
SIEMENS AKTIENGESELLSCHAFT (München, DE)
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Claims:
Patentansprüche
1. Kraftstoffbehälter für ein Kraftfahrzeug mit mehreren Kam mern zum Sammeln von Kraftstoff, mit einer in der Förderleis tung regelbaren KraftstoffFördereinheit, mit in zumindest einigen der Kammern des Kraftstoffbehälters angeordneten Saugstrahlpumpen zur Förderung von Kraftstoff zu der För dereinheit, mit einer von der Druckseite der Kraftstoff Fördereinheit zu der Saugstrahlpumpe geführten Treibmittel leitung, mit einem Füllstandssensor zur Ermittlung des Füll standes an Kraftstoff und mit einer Steuereinheit zur Auswer tung der Signale des Füllstandssensors und zur Ansteuerung der Fördereinheit, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass in mehreren Kammern (2,4) jeweils ein Füll standssensor (11,12) zur Ermittlung des Füllstandes an Kraftstoff in der jeweiligen Kammer (2,4) angeordnet ist und dass Mittel zur Verringerung der Förderung von Kraftstoff zu der in einer nahezu leeren Kammer (2,4) befindlichen Saug strahlpumpe (18,19) vorgesehen sind.
2. Kraftstoffbehälter nach Anspruch 1, d a d u r c h g e kennzeichnet, dass die Steuereinheit (15) zur Ver minderung der Förderleistung der Fördereinheit (3) bei einer nahezu leeren Kammer (2,4) ausgebildet ist.
3. Kraftstoffbehälter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass in den Kammern (2,4) je weils ein Füllstandssensor (11, 12) angeordnet ist und dass die Füllstandssensoren (11,12) einzeln mit der Steuereinheit (15) verbunden sind.
4. Kraftstoffbehälter nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in der Treibmittelleitung (20,21) ein in Abhängigkeit von dem Füllstand in der die Saugstrahlpumpe (18,19) enthaltenen Kammer (2,4) schaltbares Ventil (24,25) angeordnet ist.
5. Kraftstoffbehälter nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Ventil (24,25) als Drucköffnungsventil ausgebildet ist und im Grundzustand unterhalb eines vorgesehenen Druckes in der Treibmittelleitung (20,21) verschlossen ist.
6. Kraftstoffbehälter nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Ventil (24,25) elektrisch schaltbar und mit der Steuer einheit (15) verbunden ist.
7. Kraftstoffbehälter nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Ventil (24,25) von einem Schwimmer (14) des Füllstands sensors (12) schaltbar ist.
8. Kraftstoffbehälter nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch Mittel zum Umschalten der Fördereinheit (3) auf maximale Pumpenleistung und/oder zum Öffnen des in der Treibmittelleitung (20,21) angeordneten Ventils (24,25) bei Ausfall eines der Füll standssensoren (11,12).
Description:
Beschreibung Kraftstoffbehälter für ein Kraftfahrzeug Die Erfindung betrifft einen Kraftstoffbehälter für ein Kraftfahrzeug mit mehreren Kammern zum Sammeln von Kraft- stoff, mit einer in der Förderleistung regelbaren Kraftstoff- Fördereinheit, mit in zumindest einigen der Kammern des Kraftstoffbehälters angeordneten Saugstrahlpumpen zur Förde- rung von Kraftstoff zu der Fördereinheit, mit einer von der Druckseite der Kraftstoff-Fördereinheit zu der Saugstrahlpum- pe geführten Treibmittelleitung, mit einem Füllstandssensor zur Ermittlung des Füllstandes an Kraftstoff und mit einer Steuereinheit zur Auswertung der Signale des Füllstandssen- sors und zur Ansteuerung der Fördereinheit.

Solche Kraftstoffbehälter werden beispielsweise als Sattel- tank ausgebildet und sind aus der Praxis bekannt. Dabei die- nen die Saugstrahlpumpen zur Förderung des Kraftstoffs aus der entsprechenden Kammer zu der Fördereinheit oder der die Fördereinheit aufnehmenden Kammer. Häufig hat die Förderein- heit einen von einer weiteren Saugstrahlpumpe befüllbaren Schwalltopf zum Sammeln von Kraftstoff. Es ist bereits be- kannt, die Förderleistung der Fördereinheit in Abhängigkeit von Signalen eines in einer Vorlaufleitung angeordneten Druckreglers und damit in Abhängigkeit von dem Verbrauch des Kraftstoffs zu regeln, um damit ein unnötiges Umherpumpen von Kraftstoff in dem Kraftstoffbehälter zu vermeiden. Jedoch muss die Fördereinheit auch bei einem besonders geringen Verbrauch die Förderung des Kraftstoffs zu den Saugstrahlpum- pen aufrechterhalten und damit eine minimale Förderleistung sicherstellen. Dies wird in der Regel mit einer minimalen Pumpendrehzahl erreicht. Mit steigender Anzahl der Kammern steigt die minimale Förderleistung, da die Anzahl der Saug- strahlpumpen ebenfalls steigt.

Nachteilig bei dem bekannten Kraftstoffbehälter ist, dass durch die von der Anzahl der Saugstrahlpumpen festgelegte Förderleistung der Fördereinheit eine große Menge an Kraft- stoff dem Kraftstoffbehälter bewegt wird. Zudem werden bei

nahezu leerem Kraftstoffbehälter sämtliche Saugstrahlpumpen über die Treibmittelleitungen mit Kraftstoff versorgt, auch wenn in der jeweiligen Kammer kein Kraftstoff vorhanden ist.

Diese Bewegung führt zu Schaumbildung und zu einer ansteigen- den Verdunstung des Kraftstoffs, was eine hohe Permeation des Kraftstoffs in die Umgebung des Kraftstoffbehälters zur Folge hat.

Der Erfindung liegt das Problem zugrunde, einen Kraftstoffbe- hälter der eingangs genannten Art so zu gestalten, dass eine Bewegung von Kraftstoff möglichst gering gehalten wird.

Dieses Problem wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass in mehreren Kammern jeweils ein Füllstandssensor zur Ermittlung des Füllstandes an Kraftstoff in der jeweiligen Kammer ange- ordnet ist und dass Mittel zur Verringerung der Förderung von Kraftstoff zu der in einer nahezu leeren Kammer befindlichen Saugstrahlpumpe vorgesehen sind.

Durch diese Gestaltung lässt sich die Förderleistung bei ei- ner oder mehreren leeren Kammern des Kraftstoffbehälters der- art verringern, dass die Saugstrahlpumpen weniger oder keinen Kraftstoff mehr erhalten. Die Verringerung der Förderung von Kraftstoff zu den Saugstrahlpumpen führt zu einer Verringe- rung der Bewegung des Kraftstoffs im Kraftstoffbehälter. Es muss nicht in jeder einzelnen Kammer jeweils eine Saugstrahl- pumpe mit einem Füllstandssensor angeordnet sein. Es kann ge- nügen, wenn an einigen der Kammern Saugstrahlpumpen und Füll- standssensoren angeordnet sind.

Die Mittel zur Verringerung der Förderung gestalten sich ge- mäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung konstruk- tiv besonders einfach, wenn die Steuereinheit zur Verminde- rung der Förderleistung der Fördereinheit bei einer nahezu leeren Kammer ausgebildet ist. Damit lässt sich die Förder- leistung der Fördereinheit in Abhängigkeit des Füllstandes an Kraftstoff in den jeweiligen Kammern des erfindungsgemäßen Kraftstoffbehälters anpassen.

Die Steuereinheit vermag gemäß einer vorteilhaften Weiterbil- dung der Erfindung die Füllstände der einzelnen Kammern ge- trennt zu ermitteln und in Abhängigkeit von den Füllständen die Förderleistung der Fördereinheit regeln, wenn in den Kam- mern jeweils ein Füllstandssensor angeordnet ist und wenn die Füllstandssensoren einzeln mit der Steuereinheit verbunden sind. Diese Gestaltung hat den Vorteil, dass auch eine in der ersten Kammer zur Befüllung eines Schwalltopfes der För- dereinheit vorgesehene Saugstrahlpumpe-weniger oder keinen Kraftstoff erhält, wenn die erste Kammer leer ist.

Neben der separaten Anordnung der Steuereinheit, kann diese Funktion auch in die Motorsteuerelektronik eingebunden sein.

Die Zufuhr von Kraftstoff zu der Saugstrahlpumpe bei nahezu leerer Kammer lässt sich gemäß einer anderen vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung einfach unterbinden, wenn in der Treibmittelleitung ein in Abhängigkeit'von dem Füllstand in der die Saugstrahlpumpe enthaltenen Kammer schaltbares Ventil angeordnet ist.

Das Ventil vermag selbsttätig bei verminderter Förderleistung der Fördereinheit die Kraftstoffzufuhr zu der Saugstrahlpumpe zu unterbinden, wenn das Ventil als Drucköffnungsventil aus- gebildet ist und im Grundzustand unterhalb eines vorgesehenen Druckes in der Treibmittelleitung verschlossen ist.

Bei mehreren Kammern und Saugstrahlpumpen lassen sich gemäß einer anderen vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung die Saugstrahlpumpen einzeln abschalten, wenn das Ventil elekt- risch schaltbar und mit der Steuereinheit verbunden ist.

Die Saugstrahlpumpen lassen sich gemäß einer anderen vorteil- haften Weiterbildung der Erfindung jeweils einfach mit einem Füllstandssensor und dem Ventil zu einer baulichen Einheit zusammenfassen, wenn das Ventil von einem Schwimmer des Füll- standssensors schaltbar ist. Im einfachsten Fall genügt es, einen Schließkörper des Ventils über ein Gestänge mit dem Schwimmer zu verbinden. Dies trägt zur Verminderung des Mon- tageaufwandes des erfindungsgemäßen Kraftstoffbehälters bei.

Ein Trockenlaufen der Fördereinheit bei einem Defekt der Füllstandssensoren lässt sich gemäß einer anderen vorteilhaf- ten Weiterbildung der Erfindung einfach vermeiden durch Mit- tel zum Umschalten der Fördereinheit auf maximale Pumpenleis- tung und/oder zum Öffnen des in der Treibmittelleitung ange- ordneten Ventils bei Ausfall eines der Füllstandssensoren.

Die Erfindung lässt zahlreiche Ausführungsformen zu. Zur wei- teren Verdeutlichung ihres Grundprinzips ist eine davon in der Zeichnung dargestellt und wird nachfolgend beschrieben.

Diese zeigt in Figur 1 schematisch eine Schnittdarstellung durch einen erfindungsgemäßen Kraftstoffbehälter, Figur 2 schematisch eine Schnittdarstellung durch ein in einer Treibmittelleitung des Kraftstoffbehälters aus Figur 1 angeordnetes, schwimmerbetätigtes Ventil, Figur 3 schematisch eine Schnittdarstellung durch ein in einer Treibmittelleitung des Kraftstoffbehälters aus Figur 1 angeordnetes, elektrisch schaltbares Ventil, Figur 4 schematisch eine Schnittdarstellung durch ein in einer Treibmittelleitung des Kraftstoffbehälters aus Figur 1 angeordnetes, druckgesteuertes Ven- til, Figur 1 zeigt einen Kraftstoffbehälter 1 für ein Kraftfahr- zeug mit einer in einer ersten Kammer 2 angeordneten Kraft- stoff-Fördereinheit 3 und mit einer zweiten Kammer 4. Die Kraftstoff-Fördereinheit 3 hat eine elektrisch angetriebene, in einem Schwalltopf 5 angeordnete Kraftstoffpumpe 6 zur För- derung von Kraftstoff über eine Vorlaufleitung 7 zu einer Brennkraftmaschine 8 des Kraftfahrzeuges. In der Vorlauflei- tung 7 sind ein Kraftstofffilter 9 und ein Druckregelventil 10 angeordnet. Bei Überschreiten eines vorgesehenen Drucks in

der Vorlaufleitung 7 wird über das Druckregelventil 10 Kraft- stoff in den Schwalltopf 5 zurückgeführt. An dem Schwalltopf 5 ist ein Füllstandssensor 11 angeordnet. Die zweite Kammer 4 hat ebenfalls einen Füllstandssensor 12. Die Füllstandssenso- ren 11,12 haben jeweils einen dem Füllstand an Kraftstoff in der jeweiligen Kammer 2, 4 folgenden Schwimmer 13,14. Die Füllstandssensoren 11, 12 und die Kraftstoff-Fördereinheit 3 sind elektrisch mit einer Steuereinheit 15 verbunden. Weiter- hin hat der Kraftstoffbehälter 1 zwei Montageflansche 16,17 durch die die verschiedenen Bauteile in dem Kraftstoffbehäl- ter 1 montiert werden. In den Kammern 2,4 ist jeweils eine Saugstrahlpumpe 18,19 angeordnet. Die Saugstrahlpumpen 18, 19 sind über Treibmittelleitungen 20,21 mit der Druckseite der Kraftstoff-Fördereinheit 3 verbunden. Von den Saugstrahl- pumpen 18, 19 münden Kraftstoffleitungen 22,23 in den Schwalltopf 5. In den Treibmittelleitungen 20,21 ist jeweils ein Ventil 24,25 angeordnet. Weiterhin kann der Schwalltopf 5 ein als Rückschlagventil ausgebildetes Bodenventil 26 auf- weisen, welches ein Einströmen von Kraftstoff aus der ersten Kammer 2 in den Schwalltopf 5 ermöglicht, aber ein Abfließen verhindert.

Die Steuerelektronik 15 ermittelt aus den Signalen der Füll- standssensoren 11, 12 den jeweiligen Stand an Kraftstoff in den Kammern 2,4 und vermindert die Förderleistung der Kraft- stoff-Fördereinheit 3, wenn einer der beiden Kammern 2,4 na- hezu leer ist. Damit wird die Menge des den Saugstrahlpumpen 18, 19 über die Treibmittelleitungen 20,21 zugeführten Kraftstoffs vermindert. Gleichzeitig verschließen die Ventile 24,25 die entsprechende Treibmittelleitung 20,21. Hierdurch wird ein unnötiges Überströmen an Kraftstoff und damit eine Schaumbildung vermindert.

Figur 2 zeigt schematisch in einer Schnittdarstellung eine erste Ausführungsform des in einer der Treibmittelleitungen 21 angeordneten Ventils 25 des Kraftstoffbehälters 1 aus Fi- gur 1. Das Ventil 25 hat einen die Saugstahlpumpe 19 ver- schließenden Ventilkörper 27. Der Ventilkörper 27 ist über ein Gestänge 28 mit dem Schwimmer 14 des Füllstandssensors 12 verbunden. Bei niedrigem Füllstand in der die Saugstrahlpumpe

19 aufnehmenden Kammer 4 wird der Ventilkörper 27 in eine die Saugstrahlpumpe 19 verschließende Stellung bewegt. Damit wird eine Förderung von Kraftstoff durch die Saugstrahlpumpe 19 bei nahezu leerer Kammer 4 verhindert.

Figur 3 zeigt schematisch in einer Schnittdarstellung eine zweite Ausführungsform des in einer der Treibmittelleitungen 21 angeordneten Ventils 25. Das Ventil 25 ist elektrisch schaltbar und mit der Steuereinheit 15 aus Figur 1 verbunden.

Wenn der in der entsprechenden Kammer 4 aus Figur 1 angeord- nete Füllstandssensor 12 ermittelt, dass die Kammer 4 nahezu leer ist, steuert die Steuereinheit 15 das Ventil 25 an, wo- durch die Treibmittelleitung 21 verschlossen wird. Damit er- hält die entsprechende Saugstrahlpumpe 19 keinen Kraftstoff.

Figur 4 zeigt schematisch eine weitere Ausführungsform des in einer der Treibmittelleitungen 21 angeordneten Ventils 25.

Das Ventil 25 hat einen von einem Federelement 29 gegen einen Ventilsitz 30 vorgespannten Schließkörper 31. Wenn über die Füllstandssensoren 11, 12 ermittelt wird, dass eine oder meh- rere Kammern 2,4 des Kraftstoffbehälters 1 aus Figur 1 nahe- zu leer sind, senkt die Steuereinheit 15 die Förderleistung der Kraftstoffpumpe 6, was zu einem Druckabfall in den Treib- mittel leitungen 20,21 führt. Bei diesem Druckabfall wird der Schließkörper 31 von der Kraft des Federelementes 29 gegen den Ventilsitz 30 gedrückt und verschließt die Treibmittel- leitung 21.