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Die
Erfindung betrifft ein Kraftstoffversorgungssystem für ein Heizgerät eines
Kraftfahrzeugs, insbesondere eines Wasserheizgeräts als Teil eines Standheizungs-
und/oder Zuheizersystems des Kraftfahrzeugs, nach dem Oberbegriff
des Anspruchs 1.
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Herkömmliche
Kraftstoffversorgungssysteme für
Heizgeräte
von Kraftfahrzeugen weisen einen Kraftstofftank, eine den Kraftstofftank
mit dem Heizgerät
verbindende Kraftstoffzulaufleitung und eine Kraftstoffpumpe zum
Fördern
von Kraftstoff aus dem Kraftstofftank durch die Kraftstoffzulaufleitung
zu dem Heizgerät
auf. Die Kraftstoffpumpe ist üblicherweise
in der Nähe
des Kraftstofftanks, d.h. im hinteren Bereich des Kraftfahrzeugs
angeordnet, während das
Heizgerät
in der Nähe
der Fahrzeugheizung und des Motors, d.h. im vorderen Bereich des
Kraftfahrzeugs angeordnet ist. Da die Kraftstoffzulaufleitung zum
Heizgerät
hin offen ist, verdunstet der Kraftstoff in der Kraftstoffzulaufleitung
bei Nicht-Betrieb des Heizgeräts.
Dies verursacht Probleme bei einem Start des Heizgeräts, da es
eine gewisse Zeit dauert, bis die Kraftstoffzulaufleitung wieder
vollständig
mit Kraftstoff gefüllt
ist, d.h. der Kraftstoffdruck in der Kraftstoffzulaufleitung ausreichend
hoch ist.
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Es
ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Kraftstoffversorgungssystem
für ein Heizgerät eines
Kraftfahrzeugs bereitzustellen, das die oben genannten Probleme
herkömmlicher
Kraftstoffversorgungssysteme vermeidet und insbesondere auf einfache
Weise einen zuverlässigen
Start des Heizgeräts
gewährleistet.
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Diese
Aufgabe wird durch ein Kraftstoffversorgungssystem für ein Heizgerät eines
Kraftfahrzeugs mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte
Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand
der abhängigen
Ansprüche.
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Das
erfindungsgemäße Kraftstoffversorgungssystem
für ein
Heizgerät
eines Kraftfahrzeugs enthält
einen Kraftstofftank; eine Kraftstoffzulaufleitung, die den Kraftstofftank
mit dem Heizgerät
verbindet; und eine Kraftstoffpumpe zum Fördern von Kraftstoff aus dem
Kraftstofftank durch die Kraftstoffzulaufleitung zu dem Heizgerät. Außerdem ist
die Kraftstoffzulaufleitung über
ein Steuerelement mit einer Kraftstoffrücklaufleitung verbindbar, wobei
das Steuerelement vor einem Start des Heizgeräts die Kraftstoffrücklaufleitung öffnet und
einen Kraftstoffeinlass des Heizgeräts schließt, bis der Kraftstoffdruck
in der Kraftstoffzulaufleitung einen vorbestimmten Wert überschreitet.
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Durch
die Kraftstoffrücklaufleitung
des Kraftstoffversorgungssystems kann vor einem Start des Heizgeräts die Kraftstoffzulaufleitung
entlüftet
werden, bis die Kraftstoffzulaufleitung wieder vollständig mit
Kraftstoff gefüllt
ist bzw. der Kraftstoffdruck in der Kraftstoffzulaufleitung für den Betrieb
des Heizgeräts ausreichend
hoch ist. Mit dem so aufgebauten Kraftstoffversorgungssystem kann daher
auf einfache Weise ein zuverlässiger
Start des Heizgeräts
gewährleistet
werden.
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Es
sei an dieser Stelle darauf hingewiesen, dass das System einer Kraftstoffrücklaufleitung
aus dem Stand der Technik bereits grundsätzlich in Zusammenhang mit
Kraftstoffversorgungssystemen von Kraftfahrzeugmotoren bekannt ist.
Es wird beispielhaft auf die Druckschriften DE-OS 23 13 164,
DE 37 10 807 A1 ,
DE 43 44 775 A1 ,
DE 43 44 777 A1 ,
DE 44 10 367 A1 verwiesen.
Ein solches Kraftstoffrücklaufsystem
eines Kraftfahrzeugmotors unterliegt jedoch anderen Anforderungen,
und eine ähnliche Kraftstoffrücklaufleitung
für einen
sicheren Startbetrieb eines Heizgeräts eines Kraftfahrzeugs ist
dem Fachmann bisher noch nicht bekannt.
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In
einer Ausgestaltung der Erfindung ist das Steuerelement ein Mehrwegeventil,
beispielsweise ein Zweiwege- oder ein Dreiwegeventil.
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In
einer Ausführungsform
der Erfindung ist die Kraftstoffrücklaufleitung direkt mit dem
Kraftstofftank verbunden.
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In
einer alternativen Ausführungsform
ist die Kraftstoffrücklaufleitung
mit einer Kraftstoffrücklaufleitung
des Kraftfahrzeugmotors oder mit einem Kraftstoffverdunstungssystem
des Kraftfahrzeugmotors verbunden.
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Vorzugsweise
ist in der Kraftstoffrücklaufleitung
ein Rückschlagventil
angeordnet, das einen Kraftstoffstrom in Richtung zu der Kraftstoffzulaufleitung
sperrt.
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Das
mit dem erfindungsgemäßen Kraftstoffversorgungssystem
versorgte Heizgerät
kann ein Teil eines Standheizungssystems des Kraftfahrzeugs, um
ein Kühlwasser
aufzuheizen, um so bei Bedarf den Fahrgastraum des Fahrzeugs zu
erwärmen
und die Fahrzeugscheiben abzutauen. Ebenso kann das Heizgerät Teil eines
Zuheizersystems des Kraftfahrzeugs sein, um zum Beispiel eine ungenügende Heizleistung
einer Kraftfahrzeugheizung auszugleichen.
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Obige
sowie weitere Vorteile, Merkmale und Merkmalskombinationen ergeben
sich aus der Beschreibung sowie den Zeichnungen. Konkrete Ausführungsbeispiele
der Erfindung sind in den Zeichnungen vereinfacht dargestellt und
in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.
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Darin
zeigen:
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1 eine
schematische Darstellung des Aufbaus eines Kraftstoffversorgungssystems
eines Heizgeräts
eines Kraftfahrzeugs gemäß einem
ersten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung;
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2 eine
schematische Darstellung des Aufbaus eines Kraftstoffversorgungssystems
eines Heizgeräts
eines Kraftfahrzeugs gemäß einem
zweiten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung; und
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3 eine
schematische Darstellung des Aufbaus eines Kraftstoffversorgungssystems
eines Heizgeräts
eines Kraftfahrzeugs gemäß einem
dritten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung.
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Anhand
von 1 wird zunächst
ein erstes Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung näher
erläutert.
Im Anschluss daran folgt unter Bezugnahme auf 2 und 3 eine
Erläuterung
eines zweiten und eines dritten Ausführungsbeispiels der vorliegenden
Erfindung. Dabei werden für gleiche Komponenten
durchgehend die gleichen Bezugsziffern verwendet, und auf eine wiederholte
Beschreibung derselben wird zum Teil verzichtet.
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Das
Heizgerät 10 in 1 wird
mit einem Kraftstoff betrieben, wobei je nach Ausführungsart des
Heizgeräts 10 ein
Otto-Kraftstoff (Benzinheizgerät)
oder ein Diesel-Kraftstoff oder Diesel-PME-Kraftstoff (Dieselheizgerät) verwendet
werden kann. Das Heizgerät 10 ist
insbesondere ein Wasserheizgerät zum
Aufheizen des Kühlwassers
des Kraftfahrzeugs, um damit den Fahrgastraum zu erwärmen, die
Fahrzeugscheiben abzutauen, den Fahrzeugmotor zu erwärmen oder
die Fahrzeugheizung zu unterstützen. Je
nach Anwendungsfall spricht man von einem Standheizungssystem oder
einem Zuheizersystem.
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Der
für den
Betrieb des Heizgeräts 10 benötigte Kraftstoff
befindet sich in einem Kraftstofftank 12 des Kraftfahrzeugs,
der auch mit dem Kraftstoffversorgungssystem des Kraftfahrzeugmotors
gekoppelt ist. Eine Kraftstoffpumpe 14 fördert den
Kraftstoff bei Bedarf, d.h. für
den Betrieb des Heizgeräts 10,
aus dem Kraftstofftank 12 durch eine Kraftstoffzulaufleitung 16 zu
dem Heizgerät 10.
Der Kraftstofftank 12 befindet sich dabei üblicherweise
im hinteren Bereich des Kraftfahrzeugs, die Kraftstoffpumpe 14 ist
in der Nähe
des Kraftstofftanks 12 angeordnet oder kann wahlweise sogar
im Kraftstofftank 12 selbst montiert sein, und das Heizgerät 10 ist
aufgrund seiner Einbindung in den Kühlwasserkreislauf im vorderen
Bereich des Kraftfahrzeugs, z.B. im Motorraum angeordnet.
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Dem
Heizgerät 10 vorgeschaltet
ist ein Steuerelement 18 in Form eines Mehrwegeventils
(z.B. Zweiwege- oder Dreiwegeventil), das sowohl mit der Kraftstoffzulaufleitung 16 und
einem Kraftstoffeinlass des Heizgeräts 10 als auch einer
Kraftstoffrücklaufleitung 20 verbunden
ist. Im ersten Ausführungsbeispiel verbindet
die Kraftstoffrücklaufleitung 20 die
Kraftstoffzulaufleitung 16 über das Steuerelement 18 wieder
mit dem Kraftstofftank 12. Ferner ist in der Kraftstoffrücklaufleitung 20 ein
Rückschlagventil 22 vorgesehen,
um ein unerwünschtes
Rückströmen des Kraftstoffes
aus dem Kraftstofftank 12 in die Kraftstoffrücklaufleitung 20 verhindern.
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Bei
Nicht-Betrieb des Heizgeräts 10 ist
die Kraftstoffpumpe 14 ausgeschaltet, und das Steuerelement 18 schließt die Verbindung
zwischen der Kraftstoffzulaufleitung 16 und dem Kraftstoffeinlass des
Heizgeräts 10 und öffnet die
Verbindung zwischen der Kraftstoffzulaufleitung 16 und
der Kraftstoffrücklaufleitung 20.
Der sich in der Kraftstoffzulaufleitung 16 befindende Kraftstoff
verdunstet und wird über
die Kraftstoffrücklaufleitung 20 dem
Kraftstofftank 12 zurückgeführt.
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Vor
einem Betriebsstart des Heizgeräts 10 wird
zunächst
die Kraftstoffpumpe 14 eingeschaltet, das Steuerelement 18 behält jedoch
zunächst
jedoch seine oben beschriebenen Steuerstellungen bei. Das heißt, der
Kraftstoff wird aus dem Kraftstofftank 12 durch die Kraftstoffpumpe 14 in
die Kraftstoffzulaufleitung 16 gepumpt und über die
Kraftstoffrücklaufleitung 20 dem
Kraftstofftank 12 zurückgeführt. Dieser Betriebszustand
des Kraftstoffversorgungssystems des Heizgeräts 10 wird solange
beibehalten, bis die Kraftstoffzulaufleitung 16 über die
Kraftstoffrücklaufleitung 20 entlüftet ist
und der Kraftstoffdruck in der Kraftstoffzulaufleitung 16 für den Betrieb
des Heizgeräts 10 ausreichend
hoch ist. Erst wenn der zum Beispiel durch einen geeigneten Drucksensor
in der Nähe
des Steuerelements 18 erfasst Kraftstoffdruck in der Kraftstoffzulaufleitung 16 einen
vorbestimmten Wert überschreitet,
sperrt das Steuerelement 18 die Kraftstoffrücklaufleitung 20 und öffnet die
Verbindung der Kraftstoffzulaufleitung 16 mit dem Kraftstoffeinlass
des Heizgeräts 10,
wobei das Heizgerät 10 nun ebenfalls
eingeschaltet wird und seinen Betrieb aufnehmen kann.
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Durch
dieses Kraftstoffversorgungssystem des Heizgeräts 10 ist gewährleistet,
dass dem Heizgerät 10 bereits
zum Betriebsstart ein ausreichender Kraftstoffdruck zur Verfügung steht,
sodass das Heizgerät 10 zuverlässig gestartet
werden kann und die im Stand der Technik vorhandenen Probleme beim Heizgerätestart
vermieden werden.
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Das
in 2 dargestellte zweite Ausführungsbeispiel der vorliegenden
Erfindung unterschiedet sich von dem oben beschriebenen ersten Ausführungsbeispiel
darin, dass die Kraftstoffrücklaufleitung 16 nicht
direkt in den Kraftstofftank 12 zurückgeführt ist, sondern statt dessen
mit einer Kraftstoffrücklaufleitung 26 eines
Kraftfahrzeugmotors 24 verbunden ist, die ihrerseits in
den Kraftstofftank 12 zurückgeführt ist. Die Kraftstoffrücklaufleitung 26 des
Kraftfahrzeugmotors 24 ist Bestandteil eines bekannten Kraftstoffversorgungssystems
des Kraftfahrzeugmotors 24, das hier nicht näher erläutert werden
soll, da es nicht Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist und
dem Fachmann hinlänglich
bekannt sein sollte.
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Das
dritte Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung unterscheidet sich, wie in 3 dargestellt,
von dem in 1 dargestellten ersten Ausführungsbeispiel
darin, dass die Kraftstoffrücklaufleitung 16 ebenfalls
nicht direkt in den Kraftstofftank 12 zurückgeführt ist,
sondern statt dessen mit einem Kraftstoffverdunstungssystem des
Kraftfahrzeugmotors 24 verbunden ist. Das Kraftstoffverdunstungssystem
ist ebenfalls Teil eines bekannten Kraftstoffversorgungssystems
des Kraftfahrzeugmotors 24 und umfasst im Wesentlichen
eine den Kraftfahrzeugmotor 24 mit dem Kraftstofftank 12 verbindende Kraftstoffregenerierleitung 28,
in der ein Aktivkohlebehälter 30 und
ein Regenerierventil 32 angeordnet sind.
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Die
Funktionsweisen und Wirkungen des Kraftstoffversorgungssystems des
Heizgeräts 10 des zweiten
und des dritten Ausführungsbeispiels
entsprechen denen des unter Bezugnahme auf 1 beschriebenen
ersten Ausführungsbeispiels,
sodass auf eine wiederholte Beschreibung derselben verzichtet werden
kann.
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Während die
vorliegende Erfindung oben anhand von verschiedenen Ausführungsbeispielen
vollständig
beschrieben worden ist, ist es selbstverständlich, dass durch den Fachmann
zahlreiche Modifikationen daran vorgenommen werden können, ohne
den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen, wie er in den anhängenden
Ansprüchen
definiert ist.
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Zum
Beispiel wird das Kraftstoffversorgungssystem des Heizgeräts 10 bei
seiner Realisierung zusätzlich
verschiedene Druck- und Temperatursensoren und Druckregeleinrichtungen
umfassen.