DE102008012503A1

DE102008012503A1 - Wassersensor mit Magnetventil

Info

Publication number: DE102008012503A1
Application number: DE102008012503A
Authority: DE
Inventors: Ralf Bantzhaff; Martin Eller
Original assignee: Beru AG
Current assignee: BorgWarner Ludwigsburg GmbH
Priority date: 2008-03-04
Filing date: 2008-03-04
Publication date: 2009-09-17

Abstract

Bauelement zum Überwachen und/oder Ermitteln des Wasserstandes in einem Kraftstofffilter, mit einem Wasserstandssensor, der z. B. mit dem Wassersammelbehälter des Dieselkraftstofffilters verbunden ist und bei einem gegebenen Wasserstand ein entsprechendes Signal abgibt, und einem elektromagnetischen Ventil, das im Ablauf des Wassersammelbehälters des Dieselkraftstofffilters angeordnet ist und auf das Signal vom Wasserstandssensor ansprechend bestromt wird, wobei das elektromagnetische Ventil in den Wasserstandssensor integriert ist und der Wasserstandssensor aus einem Füllstandsrohr besteht, wobei das elektromagnetische Ventil zwischen dem Füllstandsrohr und dem Ablauf angeordnet ist.

Description

Die Erfindung betrifft ein Bauelement zur Überwachung des Wasserstandes in einem Kraftstofffilter, insbesondere einen Dieselkraftstofffilter nach dem Gattungsbegriff des Patentanspruchs 1.
Aus der WO 2001/096731 ist ein Dieselkraftstofffilter bekannt.
Dieselkraftstofffilter im Kraftstofffiltersystem von Dieselmotoren für Kraftfahrzeuge sammeln das im Dieselkraftstoff befindliche Wasser im unteren Bereich des Filters in einem Wassersammelbehälter. Da bei einem Überschreiten einer Höchstmarke des Wasserstandes im Wassersammelbehälter das Wasser in das Kraftstofffiltersystem überläuft, muss das im Dieselkraftstofffilter gesammelte Wasser aus dem Sammelbehälter entleert werden. Bei derartigen Dieselkraftstofffiltern erfolgt das Entleeren von Hand oder über ein elektromagnetisches Ventil, das als zusätzliches Bauteil vorgesehen ist und separat angesteuert wird.
Aus der DE 102005007098 ist ein Bauelement zum Überwachen des Wasserstandes in einem Dieselkraftstofffilter bekannt, bei dem ein Wasserstandssensor mit dem Wassersammelbehälter des Dieselkraftstofffilters verbunden ist und bei einem gegebenen Wasserstand ein dementsprechendes Signal abgibt. Auf dieses Signal vom Wasserstandssensor ansprechend wird ein im Wasserstandssensor integriertes elektromagnetisches Ventil bestromt, das im Ablauf des Wassersammelbehälters des Dieselkraftstofffilters angeordnet ist. Bei derartigen Dieselkraftstofffiltern ist keine Überwachung des Auslasskanals im Hinblick auf eine Fehlschaltung möglich. Weiter ist die zusätzliche Ermittlung bzw. die Überwachung der Wasserpegelhöhe nicht möglich. Auch kann bei den bekannten Bauelementen eine Erkennung des Kraftstoffs im Filter nicht erfolgen.
Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht demgegenüber darin, ein Bauelement der eingangs genannten Art zu schaffen, dass den Wasserstandssensor und das elektromagnetische Ventil so kombiniert, dass eine selbständige Erkennung und Auswertung des Wasserstandes und eine dementsprechende automatische Entleerung des Wassersammelbehälters möglich sind, wobei die Überwachung des Auslasskanals bezüglich eventueller Fehlschaltungen, der Bestimmung bzw. Überwachung der Wasserpegelhöhe sowie der Erkennung der im Filter befindlichen Kraftstoffsorte möglich wird.
Diese Aufgabe wird gemäss der Erfindung durch die Ausbildung gelöst, die im Patentanspruch 1 angegeben ist.
Bei dem erfindungsgemäßen Bauelement gibt der Wasserstandssensor über eine integrierte Messwerteerfassungseinrichtung ein Bestromungssignal an das elektromagnetische Ventil, das daraufhin automatisch eine Entleerung des Wassersammelbehälters bewirkt. Für diese Messwerteerfassung ist ein Wertebereich als Schwellenwert vorgesehen, der von einem oberen und einem unteren Grenzwert begrenzt ist.
Das erfindungsgemäße Bauelement hat weiterhin den Vorteil, dass dadurch, dass durch ein Bestromen der Ventilspule des elektromagnetischen Ventils Energie freigesetzt werden kann, die das Wasser im Wassersammelbehälter erwärmt, ein Frostschutz gewährleistet ist um ein Einfrieren desselben zu verhindern. Der ansonsten bei Anwendungen eines Dieselkraftstofffilters in geographischen Gebieten mit niedrigen Temperaturen zusätzlich vorzusehende Frostschutz entfällt dadurch. Die Messpole erkennen nicht nur den Wasserstand, sondern auch unterschiedliche Kraftstoffe wie z. B. Bio-Diesel und Standart-Diesel.
Besonders bevorzugte Ausgestaltungen und Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Bauelementes sind Gegenstand der Unteransprüche.
Weitere Vorteile und Anwendungsformen ergeben sich aus den beigefügten Zeichnungen.
Darin zeigen:
1 das Ausführungsbeispiel in einer Seitenansicht
2 den Signalablauf
Das in 1 dargestellte Bauelement zum Überwachen des Wasserstandes in einem Dieselkraftstofffilter weist einen Wasserstandssensor auf, der im wesentlichen aus einem Füllstandsrohr 1 besteht, das über eine Öffnung 3 mit dem Wassersammelbehälter des Dieselkraftstofffilters verbunden ist. Am oberen Ende des Füllstandsrohres 1 befinden sich Messpole 2.1, 2.2, 2.3 für die Wasserstandsmessung, über die ein Signal erfasst wird, wenn der Wasserstand die unterschiedlichen Messpole 2.1 bis 2.3, die im Füllstandsrohr 1 an unterschiedlichen Positionen angeordnet sind, erreicht. Dieses Signal wird unter anderem über eine Messwerteerfassungseinrichtung zu einem Wasserentleerungssignal verarbeitet. Dabei ist für die Erfassung und Verarbeitung des Signals an den Messpolen 2.1 bis 2.3 ein Wertebereich als Schwellenwert mit oberen und unteren Grenzwerten hinterlegt. Wenn der Wasserstand einen der Messpole 2.1, 2.2 oder 2.3 erreicht, gibt der jeweils erreichte Messpol ein Signal an die Auswerteelektronik 7. Die Steuerungsreaktion ist in 2 dargestellt.
In den Wasserstandssensor ist ein elektromagnetisches Ventil 8 integriert, das auf das Wasserentleerungssignal betätigt wird, das aus dem Signal der Messpole 2.1 bis 2.3 über die Messwerteerfassung abgeleitet wird, und über einen Anschlussstecker 4 bestromt wird, der auch für die Stromversorgung des Sensors und der Signalverarbeitungselektronik sorgt. Dieses elektromagnetische Ventil 8 befindet sich im unteren Gehäusebereich des Wasserstandssensors zwischen dem Füllstandsrohr 1 und einem Entleerungsrohr 5, das über das Ventil 8 mit dem Füllstandsrohr 1 verbunden ist und in einen Auffangbehälter führt. Im unteren Gehäusebereich des Wasserstandssensors ist auch die Elektronik untergebracht, die für die Verarbeitung der Messsignale sorgt und das Ventil 8 direkt ansteuert.
Das in der 1 dargestellte Bauelement kann mittels eines Befestigungsflansches 6 mit Dichtung im Gehäuse des Dieselkraftstofffilters angebracht werden. Das oben beschriebene Bauelement arbeitet in der folgenden Weise:
Wenn der Wasserstand im Füllstandsrohr 1 die Höhe der Messpole 2.1 bzw. 2.2 erreicht, wird jeweils ein Pegelstandsignal erzeugt, das die Auswerteelektronik 7 an die zentrale Steuerelektronik weiterleitet und z. B. im Armaturenbrett des KFZ eine Pegelstandanzeige generiert. Erreicht der Wasserstand den Messpol 2.3, so wird das elektromagnetische Ventil 8 auf das Wasserentleerungssignal hin bestromt und betätigt, das von der Messwerteerfassung kommt, so dass das Wasser im Wassersammelbehälter des Dieselkraftstofffilters über die Öffnung 3 und das Entleerungsrohr 5 in den Auffangbehälter abfließt. Der Messpol zur Überwachung des Wasserabflusses 9 ermittelt die Konsistenz des abfließenden Mediums. Ermittelt der Messpol zur Überwachung des Wasserabflusses 9 Kraftstoff, so wird ein Signal generiert, dass das Ventil 8 verschließt. Anschließend wird ein Spülvorgang ausgelöst, um eventuelle Verschmutzungen wegzuspülen. Detektiert der Messpol zur Überwachung des Wasserabflusses 9 nach dem Spülvorgang weiter Kraftstoff, so wird ein Warnsignal, das auch an die Armatur des KFZ weitergeleitet werden kann, generiert.
Das oben beschriebene Bauelement integriert die Funktionen eines Wassersensors sowie die Wasserentleerungsfunktion und die zur Auswertung des Ausgangssignals des Wasserstandssensors notwendige Elektronik in einem einzigen Bauelement. Es erlaubt die Messung des Wasserstandes und ein gezieltes Entleeren des Wassers in einen Auffangbehälter beispielsweise einen Verdampfungsbehälter, wenn der Wasserstand eine bestimmte gegebene Höhe (Messpol 2.3) erreicht, bei der eine derartige Wasserentleerung gewünscht oder erforderlich ist.
In der Zeichnung ist weiterhin eine Erwärmungszone direkt unterhalb der Öffnung 3 als Frostschutz dargestellt, die durch die Spule des elektromagnetischen Ventils 8 erwärmt werden kann, wenn diese bestromt wird. In dieser Weise können der Widerstand der Spule und die bei einer entsprechenden Bestromung bewirkte Wärmeentwicklung dazu verwendet werden, einen Frostschutz zu gewährleisten. Durch eine Erfassung der Temperatur im Dieselkraftstofffilter mittels eines entsprechenden Sensors und eine dementsprechende Bestromung der Spule des elektromagnetischen Ventils, die dabei als eine Heizeinrichtung wirkt, ist eine Frostschutzregelung gegeben.
Das erfindungsgemäße Bauelement zeichnet sich somit dadurch aus, dass durch seinen integrierten Aufbau eine automatische Wasserentleerung mittels eines Signals vom Wasserstandssensor vorgenommen werden kann. Dadurch wird eine Schädigung der Einspritzsysteme verhindert, da durch die frühzeitige Wasserentleerung kein kontaminierter Kraftstoff mehr in die Einspritzanlage gelangen kann.

1: Füllstandrohr
2: Messpole Wasserstand (2.1 unterer, 2.2 mittlerer, 2.3 oberer)
3: Öffnung Wasserabfluss
4: Anschlussstecker
5: Entleerungsrohr mit kapazitivem Messelement
6: Befestigungsflansch mit Dichtung
7: Integrierte Auswertelektronik
8: Elektromagnetisches Ventil
9: Messpole zur Überwachung des Wasserabflusses

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

- WO 2001/096731 [0002]
- DE 102005007098 [0004]

Claims

Bauelement zum Überwachen und/oder Ermitteln des Wasserstandes in einem Kraftstofffilter, mit einem Wasserstandssensor, der z. B. mit dem Wassersammelbehälter des Dieselkraftstofffilters verbunden ist und bei einem gegebenen Wasserstand ein entsprechendes Signal abgibt, und einem elektromagnetischen Ventil (8), das im Ablauf (5) des Wassersammelbehälters des Dieselkraftstofffilters angeordnet ist und auf das Signal vom Wasserstandssensor ansprechend bestromt wird, wobei das elektromagnetische Ventil in den Wasserstandssensor integriert ist und der Wasserstandssensor aus einem Füllstandsrohr (1) besteht, wobei das elektromagnetische Ventil (8) zwischen dem Füllstandsrohr (1) und dem Ablauf (5) angeordnet ist.
Bauelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Füllstandsrohr (1) eine Öffnung (3) aufweist, die mit dem Wassersammelbehälter des Dieselkraftstofffilters verbunden ist, wobei auf wenigstens einer gegebenen Höhe des Füllstandsrohres (1) Messpole (2.1, 2.2, 2.3) vorgesehen sind, die das Signal des Wasserstandssensors liefern, wenn der Wasserstand die Messpole (2.1, 2.2, 2.3) erreicht.
Bauelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Spule des elektromagnetischen Ventils (8) so angeordnet ist, dass bei ihrer Bestromung ein Erwärmungsbereich am Wasserstandssensor, insbesondere in Abhängigkeit vom Füllstand im Füllstandsrohr (1), erwärmt wird.
Bauelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es einen Sensor 9 zur Ermittlung der Zusammensetzung der austretenden Flüssigkeit umfasst.
Bauelement nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass es ein Signal über die Zusammensetzung des austretenden Flüssigkeit, insbesondere an die KFZ-Armatur liefert.
Verfahren zum Entwässern eines Kraftstofffilters, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Bauelement nach Anspruch 1 bis 5 zum Einsatz kommt.