DE602004000719T2

DE602004000719T2 - Vorrichtung und Verfahren zur Kraftstoffdampf-Rückgewinnung

Info

Publication number: DE602004000719T2
Application number: DE602004000719T
Authority: DE
Inventors: Bengt I. Larsson
Original assignee: Dresser Wayne AB
Current assignee: Wayne Fueling Systems Sweden AB
Priority date: 2003-03-20
Filing date: 2004-02-24
Publication date: 2006-09-14
Anticipated expiration: 2024-02-25
Also published as: EP1460033B1; EP1460033A1; ATE324348T1; SE526321C2; DE602004000719D1; SE0300754L; SE0300754D0

Description

Technisches Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Kraftstoff-Zapfvorrichtung und ein Verfahren entsprechend dem Oberbegriff der Ansprüche 1 beziehungsweise 4, siehe GB 2352437A .
Hintergrund der Technik
Beim Füllen eines Fahrzeug-Kraftstofftanks gilt es als übliche Maßnahme, während des Füllens mit flüssigem Kraftstoff den den Tank entweichenden Kraftstoffdampf zurückzugewinnen. Diese Maßnahme wird sowohl aus Sicherheits- als auch aus Umweltschutzgründen durchgeführt. Die Kraftstoffdampfrückgewinnung wird beispielsweise durch das Anordnen einer Kraftstoffdampf-Ansaugdüse neben der Kraftstoff-Zapfpistole, die für das Füllen des Tanks mit Kraftstoff dient, erzielt. Während des Füllvorganges wird der Kraftstoffdampf dann in einer bestimmten Menge, die oftmals von der für das Zapfen des Kraftstoffes in den Tank verwendeten Standardmenge geregelt wird, aus dem Tank entfernt. Wenn die Dampfansaugvorrichtung jedoch aufgrund von Verschleiß, beispielsweise aufgrund einer Leckage in einer Kraftstoffdampfpumpe, ihre ursprüngliche Einstellung verliert, oder wenn der Kraftstoff aus irgendeinem Grund in einer anderen Menge in den Tank gezapft wird, weicht die in den Tank gezapfte Kraftstoffmenge von der Menge des durch die Dampfansaugdüse aus dem Tank entfernten Kraftstoffdampfes ab. Dieser Umstand kann zu einem unerwünschten Entweichen von Kraftstoffdampf in die Umgebungsluft führen.
Um sicherzustellen, dass der gesamte dem Tank entweichende Kraftstoffdampf zurückgewonnen wird, wurden verschiedene Regelungsverfahren angewandt.
In GB 2352437 wird ein Verfahren zum Überprüfen der korrekten Funktionsweise eines Kraftstoffdampfrückgewinnungssystems beschrieben, das einen Alarm auslöst, sobald die Menge an transportiertem Kraftstoffdampf mehr als von einer bestimmte Menge der transportieren Flüssigkeiten abweicht.
In EP 0 461 770 wird ein Flüssigkeitstransportsystem mit Vorrichtung zur Dampf- und Flüssigkeitsrückführung beschrieben, bei dem der Dampfdurchstrom kontinuierlich gemessen wird, damit dieser auf einen Sollwert geregelt werden kann, der beispielsweise der Wert des Flüssigkeitsdurchflusses sein kann.
In US 6.109.311 wird ein Verfahren zur Kraftstoffdampfrückgewinnung beschrieben, wenn eine Flüssigkeit gezapft wird. Entsprechend diesem Verfahren wird die Kraftstoffdampf-Rückgewinnungsmenge vor jedem Füllen des Tanks entsprechend dem Verhältnis zwischen diesem Kraftstoffdampfdurchstrom und dem Flüssigkeitsdurchfluss während des vorhergehenden Füllens eingestellt.
Zusammenfassung der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Rückgewinnen von Kraftstoffdampf aus einem Kraftfahrzeugtank entsprechend Anspruch 1 mit den bevorzugten Ausführungsbeispielen der Ansprüche 2 bis 3 und betrifft des Weiteren ein Verfahren entsprechend Anspruch 4.
Entsprechend der Erfindung umfasst eine Kraftstoff-Zapfvorrichtung zum Zapfen von Kraftstoff in einen Kraftfahrzeugtank eine Kraftstoff-Zapfeinrichtung und eine Kraftstoffdampf-Rückgewinnungseinrichtung zur Rückgewinnung von Kraftstoffdampf aus dem Kraftfahrzeugtank, wobei die Kraftstoff-Zapfeinrichtung eine Kraftstoffdurchflussmenge-Messeinrichtung zum Messen der Menge des gezapften Kraftstoffes umfasst und die Kraftstoffdampf-Rückgewinnungseinrichtung eine Kraftstoffdampfdurchströmmenge-Messeinrichtung zum Messen der Menge des aus dem Kraftfahrzeugtank zurückgewonnenen Kraftstoffdampfes und eine Einstelleinrichtung zum Einstellen des aus dem Kraftfahrzeugtank zurückgewonnenen Kraftstoffdampfes umfasst, wobei die Einstelleinrichtung eingerichtet ist, zu einer vorgegebenen Periodizität einen Kraftstoff-Messwert von der Kraftstoffdurchflussmenge-Messeinrichtung zu empfangen, den Kraftstoff-Messwert mit einem Kraftstoffdampf-Messwert von der Kraftstoffdampfdurchströmmenge-Messeinrichtung zu vergleichen und den Strom des Kraftstoffdampfes aus dem Kraftfahrzeugtank so einzustellen, dass das Volumen des aus dem Kraftfahrzeugtank zu rückgewonnenen Kraftstoffdampfes gleich dem Volumen des in den Kraftfahrzeugtank gezapften Kraftstoffes ist.
Dies ist eine effiziente und zuverlässige Methode zum Kalibrieren der Kraftstoffdampf-Rückgewinnungseinrichtung, wodurch sichergestellt wird, dass der gesamte Kraftstoffdampf zurückgewonnen werden kann. Demzufolge entweicht kein Kraftstoffdampf in die Umgebungsluft, ein Aspekt, der sowohl aus Sicherheits- als auch aus Umweltschutzgründen wichtig ist.
Die Periodizität kann durch ein vorgegebenes Volumen des in den Fahrzeugtank gezapften Kraftstoffes bestimmt werden, oder die Kraftstoffdurchflussmenge-Messeinrichtung kann eingerichtet sein, ebenso die Anzahl von einzelnen Neufüllungsereignissen für Kraftfahrzeugtanks zu messen, und die Periodizität kann auch durch eine vorgegebene Anzahl von einzelnen Neufüllungsereignissen bestimmt werden.
Dadurch entsteht der Vorteil, dass die Anzahl von Messfehlern verringert wird, und durch das Verwenden einer Anzahl von Neufüllungsereignissen zum Bestimmen der Periodizität wird der Vorteil geschaffen, dass das Einstellen nach der gleichen Anzahl von Neufüllungsereignissen für eine Kraftstoff-Zapfsäule getätigt wird, die sich an einer Autobahn befindet, wo die Tanks der meisten Fahrzeuge vollständig gefüllt werden, verglichen mit einer Kraftstoff-Zapfsäule, die sich in einer ländlichen Gegend befindet, wo die Tanks von viel kleineren Fahrzeugen, wie beispielsweise von Mopeds gefüllt werden.
Des Weiteren ist die Kraftstoffdurchflussmenge-Messeinrichtung eingerichtet, die Kraftstoffdurchflussmenge zu messen und nur für jedes Zeitintervall, in dem die Kraftstoffdurchflussmenge über einem Sollwert ist, das während dieses Zeitintervalls gezapfte Kraftstoffvolumen zu messen, und die Kraftstoffdampfdurchströmmenge-Messeinrichtung ist eingerichtet, das Volumen des aus dem Kraftfahrzeugtank zurückgewonnenen Kraftstoffdampfes nur während dieses Zeitintervalls zu messen, und wobei die Einstelleinrichtung eingerichtet ist, um den aus dem Kraftfahrzeugtank zurückgewonnenen Strom des Kraftstoffdampfes so einzustellen, dass das während einer vorgegebenen Gruppe von Zeitintervallen aus dem Kraftfahrzeugtank zurückgewonnene Gesamtvolumen des Kraftstoffdampfes gleich dem Gesamtvolumen des während derselben Gruppe von Zeitintervallen gezapften Kraftstoffes ist.
Dies erweist sich als ein weiterer Vorteil, da dadurch die Messungen der Kraftstoffdampfdurchströmmenge genauer getätigt werden können und demzufolge die Kraftstoffdampfesdurchströmmenge genauer eingestellt werden kann. Dies geschieht dadurch, dass die Kraftstoffdampfdurchströmmenge-Messeinrichtung nicht gleichermaßen genau in allen Durchströmmengen-Intervallen messen kann, jedoch so eingerichtet ist, dass sie angemessen genau in einem bestimmten Durchströmmengen-Intervall messen kann.
Die vorangehend beschriebenen Vorteile werden außerdem durch ein der Erfindung entsprechendes Verfahren erzielt.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Im Folgenden wird die Erfindung in Bezug auf die beigefügte Zeichnung, die ein exemplarisches Ausführungsbeispiel der Erfindung darstellt, weiter beschrieben.
1 ist eine schematische Ansicht einer Kraftstoff-Zapfvorrichtung.
Ausführliche Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele der Erfindung
Die Kraftstoff-Zapfvorrichtung in 1 umfasst eine Kraftstoff-Zapfpistole 2 mit einem Kraftstoffauslass 3 und einem Kraftstoffdampfeinlass 4. In der Kraftstoff-Zapfvorrichtung 1 sind des Weiteren ein Kraftstofftank 5, eine Kraftstoffpumpe 6 sowie eine Kraftstoffdurchflussmenge-Messeinrichtung 7 bereitgestellt. Darüber hinaus umfasst die Kraftstoff-Zapfvorrichtung 1 einen Kraftstoffdampftank 8, eine Kraftstoffdampfdurchströmmenge-Messeinrichtung 9, eine Kraftstoffdampfpumpe 10, eine Kraftstoffleitung 12, eine Kraftstoffdampfleitung 13 sowie eine Einstelleinrichtung 14. Darüber hinaus ist in 1 ein Kraftfahrzeugtank 11 dargestellt.
Mit Hilfe der Kraftstoffpumpe 6 wird Kraftstoff aus dem Kraftstofftank 5 über die Kraftstoffleitung 12 und durch den Kraftstoffauslass 3 in den Kraftfahrzeugtank 11 gepumpt. Die Ausgabe der Kraftstoffdurchflussmenge-Messeinrichtung 7 wird zum Anzeigen der in den Kraftfahrzeugtank 11 gezapften Kraftstoffmenge auf einem Display (nicht darge stellt) der Kraftstoff-Zapfvorrichtung 1 und darüber hinaus zum Berechnen der Kraftstoffkosten für das Füllen des Kraftfahrzeugtanks 11 verwendet. Beim Pumpen des Kraftstoffes in den Kraftfahrzeugtank 11 wird von dem Kraftstoff Kraftstoffdampf freigesetzt. Um zu verhindern, dass der Kraftstoffdampf in die Umgebungsluft entweicht, wird der Kraftstoffdampf mit Hilfe der Kraftstoffdampfpumpe 10 in den Kraftstoffdampfeinlass 4 und über die Kraftstoffdampfleitung 13 in den Kraftstoffdampftank 8 gesaugt. Der Kraftstoffdampftank 8 kann gleichzeitig auch der Kraftstofftank 5 sein, das heißt, der Kraftstoffdampf wird in den Kraftstofftank 5 und nicht in einen separaten Kraftstoffdampftank 8 zurückgeführt.
Die Menge an aus dem Kraftfahrzeugtank 11 zurückgewonnenem Kraftstoffdampf wird durch die Kraftstoffdampfdurchströmmenge-Messeinrichtung 9 bestimmt.
Die Einstelleinrichtung 14 ist eingerichtet, um die Kraftstoffdampfpumpe 10 so einzustellen, dass ein gewünschtes Volumen an Kraftstoffdampf aus dem Kraftfahrzeugtank zurückgewonnen wird.
Beim Konstruieren von Kraftstoffdampfdurchströmmenge-Messeinrichtungen erweist es sich als schwierig, wenn nicht unmöglich, das Durchströmen des Kraftstoffdampfes korrekt während eines langen Durchströmmengen-Intervalls zu messen. Die Messung der Kraftstoffdampfdurchströmmenge ist oftmals ungenau, und demzufolge ist natürlich auch die Messung des Volumens ungenau. Dennoch können oftmals Kraftstoffdampfdurchströmmenge-Messeinrichtungen hergestellt werden, die in einem bestimmten beschränkten Durchströmmengen-Intervall, beispielsweise 25–40 l/min mit guter Genauigkeit messen. Auf diese Weise werden entsprechend einem Ausführungsbeispiel der Erfindung das Volumen des Kraftstoffdampfes sowie das Volumen des Kraftstoffes nur während eines bestimmten Kraftstoffdurchflussmengen-Intervalls gemessen, beispielsweise 25 l/min. Die Kraftstoffdurchflussmenge während des normalen Füllens liegt üblicherweise, mit Ausnahme des ersten und letzten Abschnittes des Füllens, wo die Menge kleiner ist, bei ungefähr 35–45 l/min. Die Kraftstoffdurchflussmenge wird zum Bestimmen des Durchfluss-Intervalls verwendet, da, im Gegensatz zu den Kraftstoffdampfdurchströmmenge-Messeinrichtungen, die Kraftstoffdurchflussmenge-Messeinrichtungen sehr genau arbeiten. Das Volumen des Kraftstoffdampfes und das Volumen des Kraftstoffes während einer bestimmten Gruppe von Zeitintervallen, in denen die Kraftstoffdurch flussmenge den Wert von 25 l/min übersteigt, werden anschließend durch die Einstellvorrichtung 14 miteinander verglichen, und die Kraftstoffdampfpumpe wird so eingestellt, dass das Volumen des Kraftstoffes während der gemessenen Zeitintervalle gleich dem Volumen des Kraftstoffdampfes ist. Beispielsweise kann das Gesamtvolumen für den Vergleich und für das Kalibrieren der Kraftstoffdampfpumpe verwendet werden, wenn die Kraftstoffdurchflussmenge den Wert von 25 l/min während drei verschiedener Füllungsereignisse überstiegen hat. Jegliche Messfehler werden das Ergebnis folglich weniger beeinträchtigen.
Das Kalibrieren der Kraftstoffdampfpumpe kann zu Beginn eines Füllungsereignisses, währenddessen oder zwischen zwei aufeinanderfolgenden Füllungsereignissen durchgeführt werden.
Darüber hinaus kann eine Alarm- oder Anzeigevorrichtung bereitgestellt werden, die beispielsweise dem Besitzer der Kraftstoffverteilungsvorrichtung anzeigt, dass ein Einstellen der Kraftstoffdampfpumpe erfolgt ist oder durchgeführt werden wird. Die Alarmvorrichtung kann auch so eingerichtet sein, dass sie aktiviert wird, wenn eine Anzahl von aufeinanderfolgenden Vergleichen des Volumens des Kraftstoffdampfes mit dem Volumen des Kraftstoffes durchgeführt wurden, bei denen Abweichungen auftraten, die zu einem Einstellen der Kraftstoffdampfpumpe geführt haben. Dies kann für den Besitzer der Kraftstoffverteilungsvorrichtung dann von Nutzen sein, wenn festgestellt werden soll, ob die Kraftstoffverteilungsvorrichtung gewartet werden muss.

Claims

Kraftstoff-Zapfvorrichtung (1) zum Zapfen von Kraftstoff in einen Kraftfahrzeugtank (11), umfassend eine Kraftstoff-Zapfeinrichtung und eine Kraftstoffdampf-Rückgewinnungseinrichtung zur Rückgewinnung von Kraftstoffdampf aus dem Kraftfahrzeugtank, wobei die Kraftstoff-Zapfeinrichtung eine Kraftstoffdurchflussmenge-Messeinrichtung (7) zum Messen der Menge des gezapften Kraftstoffes umfasst und die Kraftstoffdampf-Rückgewinnungseinrichtung eine Kraftstoffdampfdurchströmmenge-Messeinrichtung (9) zum Messen der Menge des aus dem Kraftfahrzeugtank (11) zurückgewonnenen Kraftstoffdampfes und eine Einstelleinrichtung (14) zum Einstellen der Menge des aus dem Kraftfahrzeugtank (11) zurückgewonnenen Kraftstoffdampfes umfasst, wobei die Einstelleinrichtung (14) eingerichtet ist, zu einer vorgegebenen Periodizität einen Kraftstoff-Messwert von der Kraftstoffdurchflussmenge-Messeinrichtung (7) zu empfangen, den Kraftstoff-Messwert mit einem Kraftstoffdampf-Messwert von der Kraftstoffdampfdurchströmmenge-Messeinrichtung (9) zu vergleichen und den Strom des Kraftstoffdampfes aus dem Kraftfahrzeugtank (11) so einzustellen, dass das Volumen des aus dem Kraftfahrzeugtank (11) zurückgewonnenen Kraftstoffdampfes gleich dem Volumen des in den Kraftfahrzeugtank (11) gezapften Kraftstoffes ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Kraftstoffdurchflussmenge-Messeinrichtung (7) eingerichtet ist, die Kraftstoffdurchflussmenge zu messen und nur für jedes Zeitintervall, in dem die Kraftstoffdurchflussmenge über einem Sollwert ist, das während dieses Zeitintervalls gezapfte Kraftstoffvolumen zu messen, und die Kraftstoffdampfdurchströmmenge-Messeinrichtung (9) eingerichtet ist, das Volumen des aus dem Kraftfahrzeugtank (11) zurückgewonnenen Kraftstoffdampfes nur während dieses Zeitintervalls zu messen, und wobei die Einstelleinrichtung (14) eingerichtet ist, um den aus dem Kraftfahrzeugtank (11) zurückgewonnenen Strom des Kraftstoffdampfes so einzustellen, dass das während einer vorgegebenen Gruppe von Zeitintervallen aus dem Kraftfahrzeugtank zurückgewonnene Gesamtvolumen des Kraftstoffdampfes gleich dem Gesamtvolumen des während derselben Gruppe von Zeitintervallen gezapften Kraftstoffes ist.
Kraftstoff Zapfvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Periodizität durch ein vorgegebenes Volumen von in den Kraftfahrzeugtank (11) gezapftem Kraftstoff bestimmt wird.
Kraftstoff-Zapfvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Kraftstoffdurchflussmenge-Messeinrichtung (7) eingerichtet ist, um außerdem die Anzahl von einzelnen Auftankereignissen von Kraftfahrzeugtanks zu messen, und die Periodizität durch eine vorgegebene Anzahl von einzelnen Auftankereignissen bestimmt wird.
Verfahren zur Rückgewinnung von Kraftstoffdampf aus einem Kraftfahrzeugtank (11) in Verbindung mit in den Kraftfahrzeugtank (11) gezapftem Kraftstoff, die folgenden Schritte umfassend: Messen des Volumens des in den Kraftfahrzeugtank (11) gezapften Kraftstoffes, Messen des Volumens des zurückgewonnenen Kraftstoffdampfes, Vergleichen des Kraftstoffvolumens und des Kraftstoffdampfvolumens mit einer vorgegebenen Periodizität und dem Ergebnis des Vergleichs entsprechend Einstellen des Stroms von Kraftstoffdampf aus dem Kraftfahrzeugtank (11) so, dass die Volumina gleich sind, gekennzeichnet durch die Schritte Messen des Kraftstoffdurchflusses und nur für jedes Zeitintervall, in dem der Kraftstoffdurchfluss über einem Sollwert ist, Messen des während dieses Zeitintervalls gezapften Kraftstoffvolumens, Messen des aus dem Kraftfahrzeugtank (11) nur in diesem Zeitintervall zurückgewonnenen Kraftstoffdampfvolumens und Einstellen des aus dem Kraftfahrzeugtank (11) zurückgewonnenen Kraftstoffdampfstroms so, dass das Gesamtvolumen des aus dem Kraftfahrzeugtank (11) während einer vorgegebenen Gruppe von Zeitintervallen zurückgewonnenen Kraftstoffdampfes gleich dem Gesamtvolumen des während derselben Gruppe von Zeitintervallen gezapften Kraftstoffes ist.