Stand der Technik Die vorliegende Erfindung geht aus von einer Tankanordnung sowie einem

Fahrzeug nach Gattung der unabhängigen Ansprüche.

Fahrzeuge mit Benzinmotor, beispielsweise Kraftfahrzeuge oder Automobile, weisen gewöhnlich einen Kraftstofftank auf, in welchem Kraftstoff bzw. Benzin vorgehalten wird und einem Kraftstoffverbraucher, beispielsweise einem

Verbrennungsmotor, geregelt oder gesteuert zugeführt wird.

Übliche Tankkonfigurationen mögen hierbei beispielsweise ein Kraftstofftank mit einer Kraftstoff kam mer, einer Tankeinbaueinheit, einem Tankstandgeber sowie einer Pumpeinheit, beispielsweise einer Saugstrahlpumpe, sein. Unter

Verwendung der Pumpeinheit wird regelmäßig Kraftstoff aus der

Kraftstoffkammer in die Tankeinbaueinheit befördert. Die Tankeinbaueinheit weist hierbei beispielsweise ein im Vergleich zur Kraftstoff kam mer

vergleichsweise geringes Volumen auf.

In der Tankeinbaueinheit mag im Weiteren auch ein Kraftstoffpumpelement, beispielsweise eine Elektrokraftstoffpumpe, angeordnet sein, welche dem Kraftstoffverbraucher Kraftstoff aus dem Kraftstofftank und somit insbesondere aus der Tankeinbaueinheit zur Verfügung stellt. Eine Tankeinbaueinheit mag hierbei insbesondere eine zuverlässige Bereitstellung von Kraftstoff an den

Kraftstoffverbraucher ermöglichen. Der Tankstandgeber mag insbesondere ein Signal bezüglich des Füllstandes der Kraftstoffkammer bereitstellen.

Weiterhin mag ein Kraftstofftank auch aus zwei oder mehr Kraftstoffkammern bestehen. Diese mögen räumlich und funktional getrennt oder aber im Falle beispielsweise eines Satteltanks mit einer Hauptkraftstoffkammer sowie einer Sattelkraftstoffkammerauch miteinander verbunden sein. Ein derartiger

Kraftstofftank mag gleichfalls eine oder mehrere Tankeinbaueinheiten, zwei oder mehrere Tankstandgeber sowie zwei oder mehrere Pumpeinheiten bzw.

Saugstrahlpumpen aufweisen. Insbesondere vorteilhaft ist es, je Kraftstoffkammer zumindest einen Tankstandgeber sowie eine Pumpeinheit vorzusehen.

Offenbarung der Erfindung

Demgemäß wird eine Tankanordnung sowie ein Kraftfahrzeug aufweisend eine erfindungsgemäße Tankanordnung mit einem Pumpeinheit-Management gemäß den unabhängigen Ansprüchen angezeigt, dadurch gekennzeichnet, dass das Druckregelelement als ein mechanischer Druckregler bzw. als ein passives Überdruckventil ausgebildet ist.

Unter Verwendung der Pumpeinheit, beispielsweise einer Saugstrahlpumpe, mag aus unterschiedlichen, separaten Tankbereichen bzw. Kraftstoffkammern Kraftstoff in den Topf der Tankeinbaueinheit bzw. der Haupttankeinbaueinheit förderbar sein. Ein Antrieb einer Saugstrahlpumpe mag beispielsweise aus dem vorlaufenden bzw. dem rücklaufenden Förderstrom des Kraftstoffpumpelementes oder durch Verwendung eines zweiten Kraftstoffpumpelementes realisiert sein. In diesem Fall mag das zweite Kraftstoffpumpelement ausschließlich zum Betrieb der Saugstrahlpumpe bzw. Saugstrahlpumpen eingerichtet sein und somit eine Saugstrahlpumpen-Treibmenge an Kraftstoff bereitstellen bzw. fördern.

Weiterhin relevant mag eine Druckbegrenzung bzw. eine Druckregelung im Abstellfall sein. Im heißen Abstellfall, beispielsweise eines Verbrennungsmotors, kommt es zu einer Nacherwärmung des Kraftstoffsystems. Hierdurch mag der Systemdruck in einem Leitungssystem ansteigen, beispielsweise zwischen einem Kraftstoffpumpelement und einem Kraftstoffverbraucher wie den

Einspritzventilen eines Verbrennungsmotors. Um Komponenten des

Leitungssystems bzw. der Kraftstoff zufuhr vor Schäden zu schützen, mag ein Druckbegrenzungsventil im Kraftstoffsystem bzw. im Leitungssystem angeordnet sein.

Gleichfalls mag eine Erwärmung durch Sonneneinstrahlung zu einem

Druckaufbau im Leitungssystem führen. Auch hierbei mag eine Begrenzung eines maximalen Systemdrucks notwendig sein, um zum Beispiel Leckagen an den Einspritzventilen zu begrenzen bzw. zu verhindern. Für einen Neustart eines Verbrennungsmotors mag es hingegen vorteilhaft sein, wenn der notwendige Betriebsdruck, somit ein herrschender Leitungsdruck bzw. ein geforderter Systemdruck, nicht wieder komplett neu aufgebaut werden muss, somit zumindest teilweise im Leitungssystem erhalten wird.

Eine Bedarfsregelung bzw. eine Bedarfssteuerung in einem

Kraftstoffversorgungssystem mag beispielsweise vorsehen, dass ein

Kraftstoffpumpelement, abhängig von einem Kraftstoffbedarf bzw. einem

Betriebspunkt auf einen bestimmten Wert geregelt wird, somit von einem definierten Signal angesteuert wird.

Für Systeme mit Benzindirekteinspritzung mögen gesteuerte Systeme vorgesehen sein, welche beispielsweise ohne ein Feedbacksignal durch einen Kraftstoffniederdrucksensor auskommen. Demgegenüber muss jedoch bei Benzindirekteinspritzung, insbesondere bei hohen Temperaturen, ein minimaler Kraftstoffniederdruck aufrechterhalten werden, um zu vermeiden, dass eine Hochdruckpumpe mit dampfförmigem Kraftstoff betrieben wird.

Weiterhin ist in einem rein gesteuerten Betrieb, somit einem Betrieb ohne Regelung, ein gewisser Vorhalt aufgrund beispielsweise einer Serienstreuung eines Kraftstoffpumpelementes vorgesehen aufgrund des Fehlens eines

Niederdrucksignals, somit eines Feedbacksignals. Hierunter ist insbesondere zu verstehen, dass ein Kraftstoffpumpelement mit einem definierten Signal angesteuert wird, der sich hierdurch ergebende Druck bzw. die sich hieraus ergebende Pumpleistung aufgrund einer Serienstreuung der Fertigung des Kraftstoffpumpelementes bzw. des Kraftstoffversorgungssystems nicht präzise, sondern nur in einem gewissen definierten Bereich vorhersagbar ist. In einem geregelten System würde nun ein Feedback-Signal des Kraftstoffpumpelementes verwendet werden, welches mit einem Druck bzw. einer Pumpleistung korreliert, um hierdurch den gewünschten Betriebspunkt des Kraftstoffpumpelementes präzise einstellen zu können. In einem gesteuerten Betrieb jedoch steht ein derartiges Feedback-Signal nicht zur Verfügung, so dass ein gewisser

Sicherheitsvorhalt in die Ansteuerung des Kraftstoffpumpelementes einbezogen sowie eine gewisse Ungenauigkeit in Kauf genommen werden muss. Die erfindungsgemäße Tankanordnung mag hierbei die Aktivierung einer Pumpeinheit, zum Beispiel die Zuschaltstrategie einer Saugstrahlpumpe, optimieren und gleichzeitig eine Druckbegrenzung in einem Abstellfall bzw. in einem Erwärmungsfall bereitstellen. Weiterhin mag die Minimierung eines Vorhaltens bei rein gesteuerten Systemen, beispielsweise eines

Kraftstoffpumpelementes, durch Adaption der Systemstreuung ermöglicht werden, z.B. durch indirekte Rückmeldung einer Pumpleistung des

Kraftstoff p umpelementes. Insbesondere mag das Zu- bzw. Abschalten der Pumpeinheit, beispielsweise einer Saugstrahlpumpe, unter Verwendung eines mechanischen Druckreglers, z.B. ausgebildet als ein mechanischer Druckregler oder ein passives

Überdruckventil, erfolgen. Gleichfalls mag der mechanische Druckregler eine Begrenzung des Systemdrucks eines Leitungssystems in einem Abstellfall durch Nacherwärmung bzw. durch anderweitige Erwärmung ermöglichen. Da sich ein derartiger mechanischer Druckregler bei einem relativ präzise vorgegebenen Öffnungsdruck öffnen bzw. zu schließen vermag, mag hierdurch eine Adaption der Serienstreuung eines Kraftstoffpumpelementes vorgenommen werden. So wird eine Pumpeinheit nur dann betrieben, wenn ein Bedarf besteht. Die

Fördermenge eines Kraftstoffpumpelementes, beispielsweise die Treibmenge für eine Saugstrahlpumpe, mag je nach Tankbefüllungsstand und Betriebspunkt hierdurch zeitweise entfallen. Weiterhin lässt sich ein Vorhalt aufgrund von Systemstreuung bei gesteuerten Systemen reduzieren. Auch ergibt sich ein verringerter Verbrauch, somit eine reduzierte C0 ₂ -Belastung sowie eine verringerte Bauteilbelastung. Herstellungskosten für ein System lassen sich durch Kombination eines Pumpeinheit-Managements mit gleichzeitiger

Druckbegrenzungsfunktion reduzieren. Durch die indirekte Messung der Pumpleistung eines Kraftstoffpumpelementes mag sich gleichzeitig ein rein gesteuertes System leichter realisieren lassen.

Die vorliegende Erfindung verwendet eine Saugstrahlpumpe, welche über einen mechanischen Druckregler betrieben wird. In anderen Worten wird die

Saugstrahlpumpe bzw. werden die Saugstrahlpumpen dann betrieben, wenn der Systemdruck eines Leitungssystems den Öffnungsdruck des mechanischen

Druckreglers übersteigt und insbesondere eine ausreichende Treibmenge zur Verfügung stellt. Dies mag insbesondere dann auftreten, wenn der Systemdruck aufgrund von bestimmten Betriebsbedingungen ohnehin erhöht wird, zum

Beispiel in einem Startfall oder bei Volllast. Gleichfalls ist es auch denkbar, dass die Saugstrahlpumpe durch eine gezielte Druckerhöhung in Betrieb gesetzt wird, zum Beispiel wenn die Tankeinbaueinheit einen niedrigen Kraftstofftank aufweist.

Insbesondere mag die vorliegende Erfindung bei Standardtanks mit eine

Kraftstoffkammer sowie Satteltanks zum Einsatz kommen, bei denen neben einer Saugstrahlpumpe in der Hauptkraftstoffkammer, in welcher die

Tankeinbaueinheit angeordnet ist, auch eine bzw. mehrere

Transferpumpeinheiten bzw. Transfer-Saugstrahlpumpen in einer Sattel- Kraftstoffkammer verwendet werden, um entweder die Hauptkammer des Kraftstofftanks oder auch gleich die Tankeinbaueinheit mit Kraftstoff zu befüllen.

In einem derartigen Fall mag ein Öffnungsdruck eines erfindungsgemäßen Druckreglers für die Saugstrahlpumpe der Hauptkraftstoffkammer nahe einem üblichen Betriebsdruck gewählt werden. Hierdurch wird die

Hauptkraftstoffkammer kontinuierlich befüllt, außer der Leitungsdruck wird gezielt, zum Beispiel in einer Leerlaufphase bei ausreichend voller

Tankeinbaueinheit, abgesenkt.

Der Öffnungsdruck von einem oder mehreren mechanischen Druckreglern, welcher beispielsweise an einer oder mehreren Transfer-Saugstrahlpumpen angeordnet ist, mag über einem gewöhnlichen Betriebsdruck liegen. Somit lassen sich durch gezielte Erhöhung des Betriebsdruckes im Leitungssystem die

Transfersaugstrahlpumpen aktivieren, welche gleichfalls die

Hauptkraftstoffkammer bzw. die Tankeinbaueinheit zu füllen vermögen.

Eine Entleerung einer Kraftstoffkammer mag durch einen dort angeordneten Tankstandgeber detektiert werden. Das Signal des Tankstandgebers, somit das

Signal, dass sich eine bestimmte Kraftstoffkammer leert, mag als eine Art Feedback-Signal verstanden werden, welcher Betriebsdruck in einem

Leitungssystem derzeit vorliegt. Anhand eines Aufbaus eines Satteltanks mit zwei Saugstrahlpumpen, welche beide jeweils mit einem mechanischen Druckregler versehen sind, wird nachfolgend die prinzipielle Funktionsweise der vorliegenden Erfindung beschrieben.

Im Falle, dass kein Tankstandgeber ein Signal zurückmeldet, wonach eine Kraftstoff kam mer geleert wird, mag auf einen Systemdruck unter einem normalen Betriebsdruck geschlossen werden, somit auf einem Leitungsdruck, welcher unter den Öffnungsdrücken der beiden mechanischen Druckreglern liegt. Wenn nun nur der Tankstandgeber der Hauptkraftstoffkammer ein Leeren der

Kraftstoffkammer detektiert, mag auf einen Systemdruck geschlossen werden, welcher zwischen dem ersten Betriebsdruck, bei welchem der erste Druckregler öffnet, sowie einem zweiten, erhöhten Betriebsdruck, bei welchem der

Transferdruckregler öffnet, geschlossen werden. Liefern beide Tankstandgeber ein Signal, wonach sich die entsprechenden Kraftstoffkammern leeren, so kann auf einen Systemdruck über dem zweiten, erhöhten Betriebsdruck geschlossen werden.

Ein Kraftstoffpumpelement mag beispielsweise durch ein pulsweitenmoduliertes Signal angesteuert werden. Hierbei wird das Ansteuersignal bei konstanter Frequenz über den Tastgrad moduliert, somit in der Breite eines Impulses verändert. So mag beispielsweise der Tastgrad bzw. ein Ansteuertastverhältnis eines Signals zur Ansteuerung eines Kraftstoffpumpelementes so lange erhöht werden, bis unter Verwendung eines Tankstandgebers eine Verringerung des Inhalts einer Kraftstoffkammer angezeigt wird. Somit korreliert bei diesem Ansteuertastverhältnis der derzeit im Leitungssystem vorherrschende

Systemdruck mit dem jeweils bekannten Öffnungsdruck eines Druckreglers. Hierdurch ist nun bekannt, welches Ansteuertastverhältnis ein

Kraftstoffpumpelement derart anzusteuern vermag, so dass ein bestimmter Systemdruck erzeugt wird.

Auch mag der Druck, ausgehend von einem hohen Systemdruck, so lange verringert werden, bis die Sattelseite eines Satteltanks nicht mehr geleert wird, da sich der dort angeordnete mechanische Druckregler aufgrund des Absenkens des Systemdrucks schließt.

Durch den Verbau von mechanischen Druckreglern mag auch der Druck in einem Heißabstellungsfall begrenzt und auf einem geforderten maximalen Systemdruck gehalten werden. Bei mehreren verbauten mechanischen

Druckreglern ist hierbei derjenige Druckregler maßgeblich, welcher den geringsten Öffnungsdruck aufweist.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den nachfolgenden Zeichnungen dargestellt und in der zugehörigen Beschreibung näher erläutert.

Es zeigen

Figur 1 eine exemplarische Ausführungsform einer Tankanordnung gemäß der vorliegenden Erfindung; und

Figur 2 eine weitere exemplarische Ausführungsform einer Tankanordnung

gemäß der vorliegenden Erfindung.

Ausführungsformen der Erfindung

Figur 1 zeigt eine exemplarische Ausführungsform einer Tankanordnung gemäß der vorliegenden Erfindung.

Tankanordnung 2 ist in Figur 1 mit einem Kraftstofftank 4, ausgebildet als ein Satteltank, dargestellt. Kraftstofftank 4 weist zwei Kraftstoffkammern 6a,b auf, welche eine Tankeinbaueinheit 8 aufweisen. Die Tankeinbaueinheit 8 ist über eine Pumpeinheit 16a direkt mit der Kraftstoffkammer 6a verbunden. Die weitere Kraftstoffkammer 6b, weist eine weitere Pumpeinheit 16b, exemplarisch ausgebildet als Saugstrahlpumpe, auf, welche ebenfalls eingerichtet ist, Kraftstoff 12, hier aus der Kraftstoffkammer 6b, in die Hauptkraftstoffkammer 6a bzw. direkt in die Tankeinbaueinheit 8 zu befördern.

In der Tankeinbaueinheit angeordnet ist Kraftstoffpumpelement 10,

beispielsweise eine Elektrokraftstoffpumpe, welche über ein Filterelement 34, z.B. einen Benzinfilter, mit einem Kraftstoffverbraucher 14 über das

Leitungssystem 20 verbunden ist. Der Kraftstoffverbraucher 14 ist hierbei dargestellt als eine Kraftstoffleiste eines Verbrennungsmotors.

Das Kraftstoffpumpelement 10 vermag Kraftstoff 12 direkt aus der

Tankeinbaueinheit aufzunehmen und unter Verwendung des Leitungssystems 20 zu befördern. Unmittelbar am Ausgang der Kraftstoffpumpe 10 angeordnet ist die Versorgungsleitung der Pumpeinheit 16a, exemplarisch ausgebildet als

Saugstrahlpumpe. Sobald das Kraftstoffpumpelement 10 aktiviert wird, wird somit unter Verwendung der Pumpeinheit 16a Kraftstoff 12 aus Kraftstoff kam mer 6a in die Tankeinbaueinheit 8 befördert.

Hinter der Abzweigung zu Pumpeinheit 16a ist im Leitungssystem 20 ein

Druckventil 24, z.B. ausgebildet als ein Rückschlagventil, angeordnet, welches bei einem definierten Leitungsdruck im Leitungssystem 20, z.B. von 0,5 bar, öffnet bzw. bei einem geringeren Druck schließt. Das Leitungssystem 20 verzweigt nach Druckventil 24 in Richtung des Kraftstoffverbrauchers 14 sowie in Richtung der Kraftstoff kam mer 6b. In der Kraftstoffkammer 6b angeordnet ist Druckregelelement 18 sowie nachfolgend Pumpeinheit 16b. Druckregelelement 18 mag beispielsweise ein mechanischer Druckregler bzw. ein passives Überdruckventil sein, welches bei einem Leitungssystemdruck im Leitungssystem 20 größer einem definierten Grenzdruck, z.B. im Bereich von 4 bis 5 bar, öffnet. Somit wird bei Überschreiten des Öffnungsdruckes des

Druckregelelementes 18 die Pumpeinheit 16b aktiviert und über deren

Rückführung Kraftstoff 12 ebenfalls in die Tankeinbaueinheit 8 befördert.

In jeder der Kraftstoffkammern 6a, 6b ist ein Tankstandgeber 22a,b angeordnet, welcher insbesondere detektieren mag, wenn Kraftstoff 12 aus der jeweiligen Kraftstoffkammer 6a, b unter Verwendung der Pumpeinheiten 16a,b in die Tankeinbaueinheit 8 befördert wird.

Wird das Kraftstoffpumpelement 10 mit einem Ansteuersignal betrieben, welches einen Systemdruck unter dem definierten Öffnungsdruck des Druckventils 24 hervorruft, z.B. von unter 0,5 bar, so mag insbesondere ausschließlich Kraftstoff 12 aus Kraftstoffkammer 6a in die Tankeinbaueinheit 8 befördert werden. Dies resultiert hieraus, da in diesem Fall Druckventil 24 noch nicht öffnet.

Bei einem Systemdruck über dem definierten Öffnungsdruck des Druckventils 24, jedoch unter dem definierten Öffnungsdruck des Druckregelelementes 18 wird im Wesentlichen, neben der Pumpleistung der Pumpeinheit 16a, Kraftstoff 12 über das Leitungssystem 20 durch den Kraftstofffilter 34 zum Kraftstoffverbraucher 14 transportiert.

Nun mag das Kraftstoffpumpelement 10 derart angesteuert werden, bis ein Systemdruck im Leitungssystem 20 erzielt wird, welcher eine Öffnung des Druckregelelementes 18 und somit eine Kraftstoffförderung durch Pumpeinheit 16b hervorruft. Eine Öffnung des Druckregelelementes 18 mag aufgrund der Kraftstoffförderung, somit dem Leeren der Kraftstoffkammer 6b, von

Tankstandgeber 22b detektiert werden. Ein entsprechendes Detektionssignal des Tankstandgebers 22b mag an eine Elektronik 28 gemeldet werden, welche z.B. über ein Koppelelement 32 auch an das Kraftstoffpumpelement 10

angeschlossen ist.

Elektronik 28 mag somit über die Detektierung eines Signals des

Tankstandgebers 22b feststellen, dass der Leitungsdruck im Leitungssystem 20 dem Öffnungsdruck des Druckregelelementes 18 entspricht. Somit mag sich bei einem definierten Öffnungsdruck des Druckelementes 18, von z.B. 4 bzw. 5 bar, unter Verwendung des Tankstandgebers 22b detektieren lassen, dass der Systemdruck des Leitungssystems 20 gleichfalls bei diesem definierten

Öffnungsdruckliegt, ohne selbst ein geeichtes bzw. präzises Feedback-Signal vom Kraftstoffpumpelement 10 zu benötigen bzw. zu erhalten.

Hierdurch lässt sich indirekt über das Signal des Tankstandgebers 22b auf eine Leistung bzw. einen durch Kraftstoffpumpelement 10 hervorgerufenen

Systemdruck schließen, ohne eine präzise Rückmeldung von

Kraftstoffpumpelement 10 selbst zu erhalten. Hierdurch mag eine Serienstreuung in der Ansteuerung des Kraftstoffpumpelementes 10 ausgeglichen werden.

Weiter angeordnet am Kraftstoffverbraucher 14 ist ein Drucksensor 26, welcher gleichfalls an Elektronik 28 angeschlossen ist. Der Drucksensor liefert hierbei Druckinformation an Elektronik 28, welche diese zur Ansteuerung des

Kraftstoffpumpelementes 10 verwendet.

Weiter Bezug nehmend auf Figur 2, welche eine weitere exemplarische

Ausführungsform einer Tankanordnung gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt. Figur 2 entspricht im Wesentlichen dem Aufbau gemäß Figur 1, wobei in Figur 2 jedoch kein Satteltank mit Kraftstoffkammern 6a, b dargestellt ist, sondern vielmehr ein Kraftstofftank 4 mit nur einer Kraftstoffkammer 6. So ist das

Druckregelelement 18 an das Leitungssystem 20 derart angeschlossen, so dass sich das Druckregelelement 18 bei überschreiten eines Grenzdruckes des öffnet und eine Pumpeinheit 16, zum Beispiel eine Saugstrahlpumpe, aktiviert, wodurch Kraftstoff 12 in die Tankeinbaueinheit 8 befördert werden mag. Die Aktivierung der Saugstrahlpumpe 16 und somit ein Öffnen bzw. Schließen des

Druckregelelementes 18 mag über den Tankstandgeber 22 detektiert werden.

Im Falle, dass die Tankeinbaueinheit 8 im Wesentlichen vollständig gefüllt ist, mag eine Situation denkbar sein, in der der Tankstandgeber 22 auch bei aktivierter Pumpeinheit 16 aufgrund von Treibstoff-Überlauf der

Tankeinbaueinheit 8 in die Kraftstoffkammer 6 im Wesentlichen keine

Verminderung der Kraftstoff- Füllmenge zu detektieren vermag.