DE102005008380A1

DE102005008380A1 - Kraftstoffversorgungseinrichtung für ein Kraftfahrzeug

Info

Publication number: DE102005008380A1
Application number: DE200510008380
Authority: DE
Inventors: Bernd Rumpf
Original assignee: Siemens Corp
Current assignee: Continental Automotive GmbH
Priority date: 2005-02-23
Filing date: 2005-02-23
Publication date: 2006-08-31
Also published as: EP1851424B1; US8485790B2; US20080142097A1; CN101128666A; WO2006089814A1; CN100582471C; KR20070105340A; DE502006003260D1; JP2008531908A; EP1851424A1; KR101214725B1; JP4608556B2

Abstract

Eine Kraftstoffversorgungseinrichtung für ein Kraftfahrzeug mit einem mehrere Kammern (6, 7) aufweisenden Kraftstoffbehälter (2) hat eine innerhalb des Kraftstoffbehälters (2) angeordnete Transferpumpe (5) zur ausschließlichen Versorgung von in den Kammern (6, 7) angeordneten Saugstrahlpumpen (9, 10) mit Kraftstoff als Treibmittel. Eine außerhalb des Kraftstoffbehälters (2) angeordnete Hauptkraftstoffpumpe (4) versorgt eine Brennkraftmaschine (1) des Kraftfahrzeuges mit Kraftstoff. Die Transferpumpe (5) wird zur Vermeidung von unnötigem Stromverbrauch diskontinuierlich betrieben.

Description

Die Erfindung betrifft eine Kraftstoffversorgungseinrichtung für ein Kraftfahrzeug mit einem Kraftstoffbehälter und mit einer außerhalb des Kraftstoffbehälters angeordneten Hauptkraftstoffpumpe zur Ansaugung von Kraftstoff aus dem Kraftstoffbehälter und zur Förderung des Kraftstoffs zu der Brennkraftmaschine.

Solche Kraftstoffversorgungseinrichtungen werden bei heutigen Kraftfahrzeugen in Verbindung mit eine einzige Kammer aufweisenden Kraftstoffbehältern häufig eingesetzt und sind aus der Praxis bekannt. Von der Brennkraftmaschine nicht benötigter Kraftstoff wird bei heutigen Kraftstoffversorgungseinrichtungen häufig drucklos in den Kraftstoffbehälter zurückgeführt. Deshalb lassen sich an den Rücklauf keine Saugstrahlpumpen anschließen, die Kraftstoff von einer Nebenkammer des Kraftstoffbehälters in eine Hauptkammer fördern können. Mehrere Kammern aufweisende Kraftstoffbehälter werden jedoch häufig beispielsweise bei Allrad angetriebenen Kraftfahrzeugen eingesetzt.

Man hat bereits daran gedacht, eine Transferpumpe zur Versorgung von im Kraftstoffbehälter angeordneten Saugstrahlpumpen einzusetzen. Ein permanenter Betrieb der Transferpumpe führt zu einem dauerhaften Geräuschpegel, zu einem hohen Stromverbrauch und ebenso zu einer kurzen Lebensdauer.

Der Erfindung liegt das Problem zugrunde, eine Kraftstoffversorgungseinrichtung der eingangs genannten Art so weiterzubilden, dass sie einen Betrieb in Verbindung mit einem mehrere Kammern aufweisenden Kraftstoffbehälter ermöglicht.

Dieses Problem wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass in Kammern des Kraftstoffbehälters Saugstrahlpumpen zur Förderung von Kraftstoff aus den Kammern zu einem Ansauganschluss der Hauptkraftstoffpumpe angeordnet sind, dass innerhalb des Kraftstoffbehälters eine elektrisch angetriebene Transferpumpe angeordnet ist und dass eine Druckseite der Transferpumpe mit Düsen der Saugstrahlpumpen verbunden ist und dass die Transferpumpe diskontinuierlich geschaltet ist.

Durch diese Gestaltung ermöglicht die Transferpumpe die Versorgung von mehreren Saugstrahlpumpen mit Kraftstoff als Treibmittel und stellt den vorgesehenen Treibmitteldruck für die Saugstrahlpumpen bereit. Damit wird der in unterschiedlichen Kammern des Kraftstoffbehälters verteilte Kraftstoff zuverlässig zu dem Ansauganschluss der Hauptkraftstoffpumpe gefördert. Möglicher, von der Brennkraftmaschine zurückgeführter Kraftstoff kann hierbei drucklos an einer beliebigen Stelle in den Kraftstoffbehälter zurückgeführt werden. Vorzugsweise wird der zurückgeführte Kraftstoff zu dem Ansauganschluss geführt. Ein für die Benutzer des Kraftfahrzeuges besonders komfortabler Betrieb der erfindungsgemäßen Kraftstoffversorgungsanlage lässt sich sicherstellen, wenn die Transferpumpe diskontinuierlich geschaltet ist. Durch diese Gestaltung wird die Transferpumpe zu vorgesehenen Zeiten abgeschaltet, was neben der Reduzierung des von der Transferpumpe verursachten Geräuschpegels auch zu einer Verringerung des Stromverbrauchs und zu einer langen Lebensdauer der Transferpumpe führt.

Die Montage der erfindungsgemäßen Kraftstoffversorgungseinrichtung in dem Kraftstoffbehälter gestaltet sich besonders einfach, wenn die Transferpumpe und der Ansauganschluss der Hauptkraftstoffpumpe in einem gemeinsamen Schwalltopf angeordnet sind. Hierdurch können die Transferpumpe und der Schwalltopf als vormontierbare Einheit außerhalb des Kraftstoffbehälters vormontiert werden.

Eine zuverlässige Versorgung der Transferpumpe mit Kraftstoff lässt sich gemäß einer anderen vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung einfach sicherstellen, wenn die Saugstrahlpumpen in den gemeinsamen Schwalltopf münden.

Ein besonders geringer Stromverbrauch der Transferpumpe lässt sich gemäß einer anderen vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung einfach sicherstellen, wenn die Transferpumpe mittels in den Kammern des Kraftstoffbehälters angeordneten Füllstandssensoren gesteuert ist. Durch diese Gestaltung bleibt die Transferpumpe, beispielsweise bei gefülltem Kraftstoffbehälter, bei dem der Kraftstoff unabhängig von den Kammern innerhalb des Kraftstoffbehälters strömen kann, dauerhaft inaktiv. Wird bei nahezu leerem Kraftstoffbehälter der Kraftstoff von den Kammern getrennt, wird die Transferpumpe nur dann eingeschaltet, wenn am Ansauganschluss der Hauptkraftstoffpumpe zu wenig Kraftstoff, jedoch in einer anderen Kammer ausreichend Kraftstoff vorhanden ist. Damit wird eine bedarfsabhängige Steuerung der Transferpumpe nach den Füllständen des Kraftstoffs in den einzelnen Kammern ermöglicht.

Zur Verringerung des baulichen Aufwandes der erfindungsgemäßen Kraftstoffversorgungseinrichtung trägt es bei, wenn die Transferpumpe mittels eines Niveauschalters gesteuert ist. Hierdurch verbleibt die Transferpumpe dauerhaft im abgeschalteten Zustand, wenn im Bereich des Ansauganschlusses ausreichend Kraftstoff vorhanden ist. Solche Niveauschalter sind allgemein bekannt und schließen oder unterbrechen einen elektrischen Kontakt bei Überschreitung oder Unterschreitung eines Füllstandes an Kraftstoff.

Vorzugsweise ist der Niveauschalter innerhalb des Schwalltopfes und/oder innerhalb einer Verbindung der Kammern des Kraftstoffbehälters angeordnet. Hierdurch lässt sich erfassen, ob Kraftstoff nahe am Ansauganschluss der Hauptkraftstoffpumpe vorhanden ist, oder ob Kraftstoff von der einen Kammer zu der anderen Kammer überströmen kann.

Der Niveauschalter gestaltet sich gemäß einer anderen vorteilhaften Weiterbildung konstruktiv besonders einfach, wenn er als Schwimmerschalter ausgebildet ist.

Die Unterbrechung der Förderung der Transferpumpe, das heißt, wenn in der den Ansauganschluss der Hauptkraftstoffpumpe aufweisenden Kammer ausreichend Kraftstoff vorhanden ist, erfordert die aufwändige Erfassung und Auswertung von Füllständen in dem Kraftstoffbehälter. Die diskontinuierliche Schaltung der Transferpumpe erfordert gemäß einer anderen vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung einen besonders geringen Aufwand, wenn die Transferpumpe eine Intervallschaltung aufweist und wenn die Intervallschaltung zur Erzeugung einer alternierenden Stromversorgung der Transferpumpe für aufeinander folgende Zeitspannen ausgebildet ist. Eine solche Intervallschaltung ermöglicht ein getaktetes Schalten der Transferpumpe, so dass auf einer vorgesehenen Zeitspanne, in der die Transferpumpe im Betrieb ist, eine weitere vorgesehene Zeitspanne folgt, in der die Transferpumpe abgeschaltet ist.

Eine ausreichende Förderung der Saugstrahlpumpen lässt sich gemäß einer anderen vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung einfach sicherstellen, wenn die Intervallschaltung das Verhältnis aufeinander folgender Zeitspannen bis zu 1 zu 10 oder 20 beträgt, wobei in der längeren Zeitspanne die Stromversorgung der Transferpumpe unterbrochen ist.

Die diskontinuierliche Schaltung der Transferpumpe gestaltet sich gemäß einer anderen vorteilhaften Weiterbildung konstruktiv besonders einfach, wenn die Transferpumpe eine elektronische Steuereinheit aufweist.

Zur weiteren Vereinfachung der Schaltung der Transferpumpe trägt es bei, wenn die elektronische Steuereinheit mit einem in einer Stromversorgung der Transferpumpe angeordneten Relais oder einer Transistorschaltung verbunden ist.

Bei Ausfall der Steuerung der Transferpumpe lässt sich eine ausreichende Versorgung der Hauptkraftstoffpumpe mit Kraftstoff einfach sicherstellen, wenn das Relais oder die Transistorschaltung im nicht angesteuerten Zustand die Stromversorgung der Transferpumpe herstellt. Damit wird eine Notlaufeigenschaft der erfindungsgemäßen Kraftstoffversorgungsanlage gewährleistet.

Die Erfindung lässt zahlreiche Ausführungsformen zu. Zur weiteren Verdeutlichung ihres Grundprinzips sind zwei davon in der Zeichnung dargestellt und werden nachfolgend beschrieben. Diese zeigt in
1 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Kraftstoffversorgungseinrichtung,
2 schematisch einen Schaltplan zur Ansteuerung einer Transferpumpe der erfindungsgemäßen Kraftstoffversorgungseinrichtung aus 1,
3 eine weitere schematische Darstellung der erfindungsgemäßen Kraftstoffversorgungseinrichtung.
1 zeigt schematisch eine Kraftstoffversorgungseinrichtung zur Versorgung einer nach dem Dieselprinzip arbeitenden Brennkraftmaschine 1 eines Kraftfahrzeuges mit Kraftstoff. Die Kraftstoffversorgungseinrichtung hat einen Kraftstoff über einen in einen Kraftstoffbehälter 2 hineinragenden Ansauganschluss 3 ansaugende Hauptkraftstoffpumpe 4 und eine Transferpumpe 5, welche Kraftstoff innerhalb des Kraftstoffbehälters 2 zu dem Ansauganschluss 3 der Hauptkraftstoffpumpe 4 führt. Bei dieser Hauptkraftstoffpumpe 4 kann es sich beispielsweise um eine mechanisch angetriebene Diesel-Hochdruckpumpe handeln. Der Kraftstoffbehälter 2 ist als so genannter Satteltank mit zwei Kammern ausgebildet. Die Hauptkraftstoffpumpe 4 ist außerhalb des Kraftstoffbehälters 2 angeordnet, während der Ansauganschluss 3 und die Transferpumpe 5 innerhalb eines gegen den Boden des Kraftstoffbehälters 2 vorgespannten Schwalltopfes 8 angeordnet sind. In den Kammern 6, 7 sind Saugstrahlpumpen 9, 10 angeordnet, welche von der Transferpumpe 5 mit Kraftstoff als Treibmittel versorgt werden und Kraftstoff aus den Kammern 6, 7 in den Schwalltopf 8 fördern. Weiterhin sind in den Kammern 6, 7 Füllstandssensoren 11, 12 zur Messung des Füllstandes an Kraftstoff in den jeweiligen Kammern 6, 7 angeordnet.
2 zeigt schematisch einen Schaltplan zur Ansteuerung der Transferpumpe 5 aus 1. Die Transferpumpe 5 wird über ein von einer Steuereinheit 13 ansteuerbares Relais 14 mit einer Stromquelle 15 verbunden. In dem dargestellten Grundzustand ist die Verbindung der Transferpumpe 5 mit der Stromquelle 15 hergestellt, so dass bei einem Ausfall der Steuereinheit 13 die Transferpumpe 5 dauerhaft mit elektrischem Strom versorgt ist und eine Förderung von Kraftstoff zu dem in 1 dargestellten Ansauganschluss 3 sichergestellt ist. Die Steuereinheit 13 hat eine Intervallschaltung 16, nach der das Relais 14 nach einer vorgesehenen ersten Zeitspanne angesteuert wird und die Stromversorgung der Transferpumpe 5 für eine vorgesehene zweite Zeitspanne unterbricht. Nach dieser zweiten Zeitspanne folgt wiederum die erste Zeit spanne in der die Transferpumpe 5 angesteuert wird. Das Verhältnis der ersten Zeitspanne zu der zweiten Zeitspanne beträgt beispielsweise 1 zu 10, so dass die Transferpumpe 5 die meiste Zeit ausgeschaltet ist. Weiterhin hat die Steuereinheit 13 einen Eingang 17 für Signale der Füllstandssensoren 11, 12. Hierdurch kann die Transferpumpe 5 beispielsweise abgeschaltet werden, wenn der Kraftstoffbehälter 2 vollständig mit Kraftstoff gefüllt ist und Kraftstoff von der einen Kammer 6 in die andere Kammer 7 überströmen kann. Alternativ dazu kann die Steuereinheit 13 auch die Signale der Füllstandssensoren 11, 12 in den einzelnen Kammern 6, 7 auswerten und die Transferpumpe 5 nur dann in Betrieb setzen, wenn die den Schwalltopf 8 aufweisende Kammer 5 nahezu keinen Kraftstoff, jedoch andere Kammern ausreichend Kraftstoff aufweisen.
3 zeigt eine weitere Ausführungsform der Kraftstoffversorgungseinrichtung, welche sich von der aus 1 nur dadurch unterscheidet, dass am oberen Rand des Schwalltopfes 8 und innerhalb des Kraftstoffbehälters 2 jeweils ein Niveauschalter 18, 19 angeordnet ist. Die Niveauschalter 18, 19 sind als Schwimmerschalter ausgebildet. Anhand der Signale der Niveauschalter 18, 19 lässt sich die Transferpumpe 5 ansteuern, indem beispielsweise die Transferpumpe 5 dauerhaft abgeschaltet ist, wenn der Schwalltopf 8 mit Kraftstoff gefüllt ist. Sinkt der Füllstand im Schwalltopf 8 unterhalb des zum Schalten des Niveauschalters 18 im Schwalltopf 8 vorgesehenen Füllstandes, kann die Transferpumpe 5 aktiviert werden. Der Niveauschalter 19 im Kraftstoffbehälter 2 ermöglicht die Erfassung, ob Kraftstoff zwischen den Kammern 6, 7 hin und herströmen kann. In diesem Fall ist eine Aktivierung der Transferpumpe 8 nicht erforderlich und kann unterbunden werden. Die Aktivierung der Transferpumpe 8 kann dabei wie zu der ersten Ausführungsform mit der Steuereinheit 13 nach 2 in einer Intervallschaltung oder einer Zeitschaltung erfolgen, bei der die Transferpumpe 8 für eine Mindestzeit spanne von beispielsweise 60 Sekunden aktiviert wird. Hierfür werden der Steuereinheit 13 über den Eingang 17 Signale der Niveauschalter 18, 19 zugeführt.

1: Brennkraftmaschine
2: Kraftstoffbehälter
3: Ansauganschluss
4: Hauptkraftstoffpumpe
5: Transferpumpe
6, 7: Kammer
8: Schwalltopf
9, 10: Saugstrahlpumpe
11, 12: Füllstandssensor
13: Steuereinheit
14: Relais
15: Stromquelle
16: Intervallschaltung
17: Eingang
18, 19: Niveauschalter

Claims

Kraftstoffversorgungseinrichtung für ein Kraftfahrzeug mit einem Kraftstoffbehälter und mit einer außerhalb des Kraftstoffbehälters angeordneten Hauptkraftstoffpumpe zur Ansaugung von Kraftstoff aus dem Kraftstoffbehälter und Förderung des Kraftstoffs zu der Brennkraftmaschine, dadurch gekennzeichnet, dass in Kammern (6, 7) des Kraftstoffbehälters (2) Saugstrahlpumpen (9, 10) zur Förderung von Kraftstoff aus den Kammern (6, 7) zu einem Ansauganschluss (3) der Hauptkraftstoffpumpe (4) angeordnet sind, dass innerhalb des Kraftstoffbehälters (2) eine elektrisch angetriebene Transferpumpe (5) angeordnet ist und dass eine Druckseite der Transferpumpe (5) mit Düsen der Saugstrahlpumpen (9, 10) verbunden ist und dass die Transferpumpe (5) diskontinuierlich geschaltet ist.
Kraftstoffversorgungseinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Transferpumpe (5) und der Ansauganschluss (3) der Hauptkraftstoffpumpe (4) in einem gemeinsamen Schwalltopf (8) angeordnet sind.
Kraftstoffversorgungseinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Saugstrahlpumpen (9, 10) in den gemeinsamen Schwalltopf (8) münden.
Kraftstoffversorgungseinrichtung nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Transferpumpe (5) mittels in den Kammern (6, 7) des Kraftstoffbehälters (2) angeordneten Füllstandssensoren (11, 12) gesteuert ist.
Kraftstoffversorgungseinrichtung nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Transferpumpe (5) mittels eines Niveauschalters (18, 19) gesteuert ist.
Kraftstoffversorgungseinrichtung nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Niveauschalter (18, 19) innerhalb des Schwalltopfes (8) und/oder innerhalb einer Verbindung der Kammern (6, 7) des Kraftstoffbehälters (2) angeordnet ist.
Kraftstoffversorgungseinrichtung nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Niveauschalter (18, 19) als Schwimmerschalter ausgebildet ist.
Kraftstoffversorgungseinrichtung nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Transferpumpe (5) eine Intervallschaltung (16) aufweist und dass die Intervallschaltung (16) zur Erzeugung einer alternierenden Stromversorgung der Transferpumpe (5) für aufeinander folgende Zeitspannen ausgebildet ist.
Kraftstoffversorgungseinrichtung nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Intervallschaltung (16) das Verhältnis aufeinander folgender Zeitspannen bis zu 1 zu 10 oder 20 beträgt, wobei in der längeren Zeitspanne die Stromversorgung der Transferpumpe (5) unterbrochen ist.
Kraftstoffversorgungseinrichtung nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge kennzeichnet, dass die Transferpumpe (5) eine elektronische Steuereinheit (13) aufweist.
Kraftstoffversorgungseinrichtung nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die elektronische Steuereinheit (13) mit einem in einer Stromversorgung der Transferpumpe (5) angeordnete Relais (14) oder Transistorschaltung verbunden ist.
Kraftstoffversorgungseinrichtung nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Relais (14) oder die Transistorschaltung im nicht angesteuerten Zustand die Stromversorgung der Transferpumpe (5) herstellen.