DE102005059690A1

DE102005059690A1 - Kraftfahrzeug mit Schutz von Kraftstoffaustritt

Info

Publication number: DE102005059690A1
Application number: DE200510059690
Authority: DE
Inventors: Willi Elsenheimer; Mathias Poklitar; Bert Wrobel
Original assignee: GM Global Technology Operations LLC
Current assignee: GM Global Technology Operations LLC
Priority date: 2005-12-14
Filing date: 2005-12-14
Publication date: 2007-06-21

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Kraftfahrzeug mit einer Kraftstoffpumpe (3), die über eine Kraftstoffleitung (2) kraftstoffzuleitend mit einem Motor (6) verbunden ist, mit einem Steuergerät (7) sowie vom Steuergerät aktivierbare Mittel (11) zum Umkehren der Kraftstofffließrichtung in der besagten Kraftstoffleitung.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Kraftfahrzeug, zum Beispiel ein Personenkraftfahrzeug, mit einem Schutz gegen ungewollten Kraftstoffaustritt.
Bei einem Kraftfahrzeug kann es im Fall eines Verkehrsunfalls in seltenen Fällen zu einer Beschädigung der Kraftstoffleitungen, und darüber zu einem ungewollten Kraftstoffaustritt kommen. Da Kraftstoff leicht entflammbar ist, stellt er in solchen Fällen eine unbedingt zu vermeidende Gefahrenquelle dar. Darüber hinaus ist ausgelaufener Kraftstoff stark umweltbelastend, da bereits geringe Mengen Kraftstoff das Grundwasser kontaminieren.
Es sind Fahrzeuge bekannt, deren Kraftstoffpumpen nur bei laufendem Motor arbeiten. Geht der Motor bei einem Verkehrsunfall aus, so wird damit eine weitere Förderung von Kraftstoff verhindert. Die bei einer Leckage austretende Kraftstoffmenge wird dadurch begrenzt.

Eine Aufgabe einer Ausführungsform der Erfindung besteht in der Bereitstellung eines Kraftfahrzeugs mit einem verbesserten Schutz vor einem Kraftstoffaustritt.

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs. Vorteilhafte Weiterbildungen werden durch die Merkmale der abhängigen Ansprüche wiedergegeben.

Ein erster Aspekt der Erfindung bezieht sich auf ein Kraftfahrzeug mit einer Kraftstoffpumpe, die über eine Kraftstoffleitung kraftstoffzuleitend mit einem Motor verbunden ist, beispielsweise mit der Einspritzpumpe des Kraftfahrzeugs. Das Kraftfahrzeug besitzt ein Steuergerät, beispielsweise als Bestandteil eines Fahrassistenzsystems zur Unterstützung eines Fahrers beim Führen eines Kraftfahrzeugs, zur Steuerung von Sicherheitsfunktionen, für die elektronische Stabilitätskontrolle oder zur Verhinderung des Schlupfs von Antriebsrädern etc. Weiterhin verfügt das Kraftfahrzeug über vom Steuergerät aktivierbare Mittel zum Umkehren der Kraftstofffließrichtung zurück zum Kraftstoffbehälter

Wie nachfolgend noch im Detail erläutert wird, kann ein Umkehren der Kraftstofffließrichtung zurück zum Kraftstoffbehälter darin bestehen, dass innerhalb ein und derselben Kraftstoffleitung die Fließrichtung umgekehrt wird, oder aber dass unter Einsatz einer zusätzlichen Kraftstoffleitung der Kraftstoff umgeleitet und dem Kraftstoffbehälter zugeführt wird.

Kommt es zu einem Verkehrsunfall mit unfallbedingter Beschädigung einer Kraftstoffleitung, so wird dies von geeigneten Sensoren detektiert und dem Steuergerät mitgeteilt. Das Steuergerät aktiviert dann die besagten Umkehrmittel. Je nachdem, wie das Kraftstoffleitungssystem und die Umkehrmittel ausgebildet ist, verhindert dies den weiteren Zufluss von Kraftstoff zum Leck, oder saugt sogar Kraftstoff von dem Leck weg zurück zum Kraftstoffbehälter. Insgesamt wird damit ein ungewollter Kraftstoffaustritt effizient und schnell verhindert oder zumindest auf ein Mindestmaß reduziert.

In einer Ausführungsform des Kraftfahrzeugs ist das Mittel zum Umkehren der Kraftstofffließrichtung ein Schalter zum Umkehren der Pumpenförderrichtung. Bei axial gelagerten Schaufelrädern der Pumpe ändert sich also die Drehrichtung von einer Links- in eine Rechtsdrehung oder umgekehrt. Der Schalter kann hierbei ein bzgl. der Pumpe externer Schalter sein, oder an oder in der Pumpe vorliegen. Im ersten Fall kann der Schalter beispielsweise bei einer gleichstrombetriebenen Pumpe die Polung umkehren. Im zweiten Fall kann dies ein mechanisch betätigbarer Schalter sein, und im letztgenannten Fall zum Beispiel auch eine elektronische Schaltung. Diese Ausführungsform erfordert einen geringen Implementierungsaufwand und setzt lediglich voraus, dass die Kraftstoffpumpe in beide Richtungen fördern kann.

In einer weiteren Ausführungsform des Kraftfahrzeugs ist das Mittel zum Umkehren der Kraftstofffließrichtung ein mit der Kraftstoffleitung verbundenes Ventil und eine vom Ventil zum Kraftstoffbehälter verlaufene zusätzliche Kraftstoffleitung. Wird im regelmäßigen Betrieb der Kraftstoff vom Kraftstoffbehälter über die Kraftstoffpumpe zum Ventil befördert, gelangt sie nunmehr nicht von dort zum Motor, sondern vom Ventil über die besagte zusätzliche Kraftstoffleitung zum Kraftstoffbehälter zurück. Die Kraftstofffließrichtung wird somit über eine Bypassleitung umgekehrt. Durch diese Wahl wird bei einem zwischen dem Ventil und der Pumpe befindlichen Leck in der Kraftstoffleitung ein weiterer Kraftstoffzufluss verhindert.

In einer weiteren Ausführungsform des Kraftfahrzeugs ist das Mittel zum Umkehren der Kraftstofffließrichtung ein Venturiventil, das ansaugseitig mit demjenigen Teil der Kraftstoffleitung verbunden ist, der mit dem Motor verbunden ist. Diese Vorgehensweise senkt schnell den in diesem Abschnitt der Kraftstoffleitung vorliegenden Druck von typischerweise 6 bar bis 10 bar und saugt den Leitungsabschnitt zwischen Motor und Ventil leer, sodass selbst der in diesem Abschnitt befindliche Kraftstoff nicht austreten kann. Diese Vorgehensweise ermöglicht das nahezu vollständige Leersaugen der Kraftstoffleitung für den Fall, dass sich das Ventil hinreichend nah an der Kraftstoffpumpe befindet.

Eine Ausführungsform des Kraftfahrzeugs sieht vor, dass das Steuergerät das Airbagsteuergerät des Kraftfahrzeugs ist. Es kann insofern ein ohnehin bereits im Fahrzeug eingebautes Steuergerät benutzt werden.

Ein zweiter Aspekt der Erfindung bezieht sich auf ein Steuergerät für ein Kraftfahrzeug. Das Steuergerät besitzt einen Port zum Empfang von Sensorsignalen und eine Entscheidungslogik. Die Messwerte dieser Sensoren sind dabei so geartet, dass sie einzeln oder in Kombination auf eine Beschädigung des Fahrzeugs schließen lassen, und ggf. auch, wie schwerwiegend die Beschädigung ist. Die Entscheidungslogik kann in Form eines elektronischen Bausteins vorliegen, z.B. als ASIC oder FPGA, oder als ein Computerprogramm mit zugeordnetem Mikroprozessor. Die Entscheidungslogik entscheidet, ob empfangene Sensorsignale auf eine bereits eingetretene oder zu erwartende Beschädigung einer Kraftstoffleitung des Kraftfahrzeugs schließen lassen. Wird dies bejaht, so gibt ein der Entscheidungslogik zugeordneter Signalgeber Steuersignale an Mittel zur Umkehrung der Kraftstofffließrichtung aus.

In einer Ausführungsform des Steuergeräts ist dieses gleichzeitig das Airbagsteuergerät. Dieses empfängt ohnehin die im letzten Absatz benannten Sensorsignale, sodass mit einer Anpassung des dem Airbagsteuergerät zugeordneten Computerprogramms die weitere Funktionalität zur Umkehrung der Kraftstofffließrichtung mit geringem Aufwand bereitgestellt werden kann.

Ein weiterer Aspekt der Erfindung bezieht sich auf ein Computerprogramm, das direkt in den internen Speicher eines digitalen Computers geladen werden kann. Es umfasst Softwarecodeabschnitte, mit denen Sensorsignale dahingehend ausgewertet werden, ob sie auf eine bereits eingetretene oder zu erwartende Beschädigung einer Kraftstoffleitung des Kraftfahrzeugs schließen lassen. Weiterhin veranlassen die Softwarecodeabschnitte das Ausgeben eines Signals an Mittel zur Umkehrung der Kraftstofffließrichtung in einem Kraftfahrzeug. Letzteres erfolgt dann, wenn eine Beschädigung bereits eingetreten und von den Sensorsignalen erfasst wurde, oder wenn eine zukünftige Beschädigung mit hinreichender Wahrscheinlichkeit erwartet wird.

Das Computerprogramm kann auf einem Datenträger wie beispielsweise einer CD oder einer DVD abgelegt sein, oder in einem Computerspeicher residieren z.B. dem Arbeitsspeicher eines Kfz-Steuergeräts. Weiterhin kann es als moduliertes elektrisches Trägersignal übertragen werden, z.B. mittels Kabelverbindungen oder per Funk, über das Internet oder in einem LAN.

Weitere Merkmale und Vorteile der beanspruchten Erfindung werden aus der folgenden detaillierten Beschreibung mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen erkennbar die nachfolgend als nicht beschränkende Beispiele angegeben sind. Hierbei soll die Benutzung von Bezugszeichen in den Figuren nicht dahingehend verstanden werden, dass die Bezugszeichen den Schutzumfang der beanspruchten Erfindung einschränken sollen. Es zeigt:
1 eine Prinzipskizze einer ersten Ausführungsform der Erfindung,
2 eine Prinzipskizze einer zweiten Ausführungsform der Erfindung,
3 eine Prinzipskizze einer dritten Ausführungsform der Erfindung.
1 zeigt eine Prinzipskizze einer ersten Ausführungsform der Erfindung. Ein Kraftfahrzeug 1 besitzt einen Kraftstoffbehälter 2, aus dem im regulären Betrieb von einer Kraftstoffpumpe 3 über eine Kraftstoffleitung 4 zur Einspritzanlage 5 des Motors 6 gefördert wird.
Kommt es zu einem Verkehrsunfall, so liefern nicht gezeigte Sensoren Messwerte an ein Steuergerät 7, das bspw. das Airbagsteuergerät sein kann. Die Sensoren können die gleichen Sensoren sein, wie sie für das Airbagsteuergerät verwendet werden. Die Entscheidungslogik 8 wertet die Messwerte dahingehend aus, ob sie auf eine bereits eingetretene oder zu erwartende Beschädigung einer Kraftstoffleitung des Kraftfahrzeugs schließen lassen. Bei der Entscheidungslogik kann es sich zum Beispiel um einen Mikroprozessor mit zugeordnetem Arbeitsspeicher oder um einen integrierten Prozessor (engl. embedded processor) ohne Arbeitsspeicher handeln.
Stellt die Entscheidungslogik 8 ein bereits vorhandenes Leck fest, oder ist die Wahrscheinlichkeit eines zukünftigen Lecks oberhalb eines vorgegebenen Schwellwerts, so veranlasst sie die Ausgabe eines Steuersignals durch den Signalgeber 11 über den Port 9 und die Signalleitung 10 zum Schalter 12. Der Schalter 12 polt daraufhin die an der Kraftstoffpumpe 3 anliegende Gleichspannung um, sodass sie ihre Förderrichtung umkehrt. Der Kraftstoff in der Kraftstoffleitung 4, die nun leergesaugt wird, fließt zurück zum Kraftstoffbehälter 2. Ein Verlust an Kraftstoff durch eine lecke Kraftstoffleitung ist damit auf ein Minimum reduziert.
2 zeigt eine Prinzipskizze einer zweiten Ausführungsform der Erfindung, bei der gleiche Bezugszeichen gleiche Gegenstände repräsentieren. In dieser Ausführungsform ist das Steuergerät 7 nicht mit der Schalter 12, sondern mit einem Ventil 13 verbunden, zum Beispiel einem elektronisch ansteuerbaren elektromagnetischem Ventil. Im Schadensfall gibt das Steuergerät 7 ein Signal über seinen Port 9 und die Signalleitung 10 an das Ventil 13 aus. Das Ventil 13 sperrt daraufhin den Kraftstofffluss von der Kraftstoffpumpe 3 zum Motor 6, und leitet den von der Kraftstoffpumpe 3 geförderten Kraftstoff in die zusätzliche Kraftstoffleitung 14 um. Über diese gelangt der Kraftstoff zurück zum Kraftstoffbehälter 2.
3 zeigt eine Prinzipskizze einer dritten Ausführungsform der Erfindung. Während bei 2 nur eine Vorlaufleitung (in Form der Kraftstoffleitung 2) zur Einspritzanlage 5 vorlag, hat diese Ausführungsform zusätzlich eine Rücklaufleitung 15. Die Rücklaufleitung ist ebenfalls am Ventil 13 angeschlossen. Wird das Ventil 13 vom Steuergerät 7, wie oben mit Bezug auf 2 beschrieben, angesteuert, so gelangt zurückfließender Kraftstoff über das Ventil 13 und die zusätzliche Kraftstoffleitung 14 zurück zum Kraftstoffbehälter 2. Bei Benutzung eines Venturiventils wird diese Rücklaufleitung 15 ebenfalls leergesaugt.

1: Kraftfahrzeug
2: Kraftstoffbehälter
3: Kraftstoffpumpe
4: Kraftstoffleitung
5: Einspritzanlage
6: Motor
7: Steuergerät
8: Entscheidungslogik
9: Port
10: Signalleitung
11: Signalgeber
12: Schalter
13: Ventil
14: Zusätzliche Kraftstoffleitung
15: Rücklaufleitung

Claims

Kraftfahrzeug mit einer Kraftstoffpumpe (3), die über eine Kraftstoffleitung (2) kraftstoffzuleitend mit einem Motor (6) verbunden ist, mit einem Steuergerät (7) sowie vom Steuergerät aktivierbare Mittel (12, 13) zum Umkehren der Kraftstofffließrichtung zurück zum Kraftstoffbehälter.
Kraftfahrzeug nach Anspruch 1, bei dem das Mittel zum Umkehren der Kraftstofffließrichtung ein Schalter (12) zum Umkehren der Förderrichtung der Kraftstoffpumpe ist.
Kraftfahrzeug nach Anspruch 1, bei dem das Mittel zum Umkehren der Kraftstofffließrichtung ein mit der Kraftstoffleitung verbundenes Ventil (13) und eine vom Ventil zum Kraftstoffbehälter verlaufene zusätzliche Kraftstoffleitung (14) umfasst.
Kraftfahrzeug nach Anspruch 3, bei dem als Ventil ein Venturiventil vorgesehen ist, das ansaugseitig mit dem Teil der Kraftstoffleitung verbunden ist, der mit dem Motor verbunden ist.
Kraftfahrzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem das Steuergerät das Airbagsteuergerät des Kraftfahrzeugs ist.
Steuergerät für ein Kraftfahrzeug, mit einem Port (9) zum Empfang von Sensorsignalen, mit einer Entscheidungslogik (8), die entscheidet, ob empfangene Sensorsignale auf eine bereits eingetretene oder zu erwartende Beschädigung einer Kraftstoffleitung eines Kraftfahrzeugs (1) schließen lassen, und einem der Entscheidungslogik zugeordneten Signalgeber (11) der, falls eine Beschädigung bejaht wird, Steuersignale an Mittel (12, 13) zur Umkehrung der Kraftstofffließrichtung in der Kraftstoffleitung ausgibt.
Steuergerät nach Anspruch 6, das als Airbagsteuergerät ausgebildet ist.
Computerprogramm, das direkt in den internen Speicher eines digitalen Computers geladen werden kann und Softwarecodeabschnitte umfasst, mit denen die folgenden Schritte ausgeführt werden: a) Auswerten von Sensorsignalen dahingehend, ob sie auf eine bereits eingetretene oder zu erwartende Beschädigung einer Kraftstoffleitung (2) eines Kraftfahrzeugs (1) schließen lassen, b) Ausgeben eines Signals an Mittel (12, 13) zur Umkehrung der Kraftstofffließrichtung in der Kraftstoffleitung des Kraftfahrzeugs.
Computerprogramm nach Anspruch 8, verkörpert auf einem Datenträger, als moduliertes elektrisches Trägersignal oder abgelegt in einem Computerspeicher.