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Die Erfindung betrifft einen Kraftstofftank in einem Kraftfahrzeug mit einem Tankeinfüllrohr, einer Tankentlüftung, einem Füllstandsensor und mit einem Tankeinlassventil.
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Kraftfahrzeuge mit Verbrennungsmotoren, die mit flüssigen Kraftstoffen wie Benzin, Superbenzin oder Diesel arbeiten, verfügen über einen Kraftstofftank, um den flüssigen Kraftstoff mitzuführen. Der Kraftstofftank beispielsweise in Form eines aus geeigneten Materialien hergestellten Kunststoff-Spritzgussteils, wird entsprechend vorhandenen Einbauräumen in einem Kraftfahrzeug ausgeformt und in der Fahrzeugkarosserie angeordnet. Zum Befüllen des Kraftstofftanks dient ein Tankeinfüllrohr, das üblicherweise mit einem Tankdeckel verschließbar ist. Der Tankdeckel ist üblicherweise in einer Tankmulde an einer Außenseite der Fahrzeugkarosserie angeordnet, die wiederum von einer verschwenkbaren Tankklappe überdeckt ist. Weiterhin verfügt der Kraftstofftank über eine Tankentlüftung, um beim Betanken einen Überdruck im Inneren des Kraftstofftanks zu vermeiden und bei der Entleerung während des eigentlichen Fahrtbetriebs keinen Unterdruck entstehen zu lassen. Weiterhin ist ein Füllstandssensor vorgesehen, um ein Leerfahren des Tanks zu vermeiden.
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Aus der
GB 2 344 086 A ist ein derartiger Kraftstofftank bekannt, der zusätzlich mit einem Tankeinlassventil zwischen Tankeinfüllrohr und dem eigentlichen Kraftstofftank ausgestattet ist, um ein Zurückfließen von flüssigem Kraftstoff aus dem Kraftstofftank in das Tankeinfüllrohr beispielsweise während einer Kurvenfahrt zu vermeiden.
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Weiterhin offenbart die
DE 199 55 879 B4 ein Füllstandsbegrenzungsventil, das ein Tankeinfüllrohr beim Betanken verschließt, um eine Übertankung zu vermeiden. Dabei kann jedoch noch im Tankeinfüllrohr vorhandener Kraftstoff nicht aus diesem abfließen, da das Tankeinfüllrohr durch das Füllstandsbegrenzungsventil verschlossen ist. Dies führt zu einem erheblichen Gefahrenpotential beispielsweise im Falle eines Verkehrsunfalls.
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Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen Kraftstofftank der Eingangs genannten Art zu schaffen, bei dem ein Auslaufen von Kraftstoff beziehungsweise eine Gefährdung durch Restkraftstoff im Tankeinfüllrohr zuverlässig vermieden ist.
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Diese Aufgabe wird durch einen Kraftstofftank mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
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Ein derart ausgebildeter Kraftstofftank in einem Kraftfahrzeug verfügt über einen eigentlichen Kraftstoffbehälter, der über ein von außen zugängliches Tankeinfüllrohr mit Kraftstoff wie beispielsweise Benzin, Superbenzin oder Diesel befüllt werden kann. Zur Regulierung der Druckverhältnisse verfügt der Kraftstofftank über eine Tankentlüftung. Außerdem ist ein Füllstandssensor vorgesehen, um den Füllstand an den Fahrer des Kraftfahrzeugs auszugeben. Weiterhin ist ein Tankeinlassventil vorgesehen, um ein Übertanken des Kraftstofftanks zu vermeiden. Wird nunmehr beim Betanken der Kraftstoffe über das Tankeinfüllrohr in den Kraftstofftank eingefüllt wird mittels des Füllstandsensors der Füllstand des Kraftstofftanks überwacht. Erreicht der Füllstand eine erste Füllstandshöhe, die üblicherweise werksseitig vorgegeben wird, wird das Tankeinlassventil verschlossen. Hierzu stehen sämtliche Ventile, Sensoren sowie beispielsweise eine Zündung des Kraftfahrzeugs über Datenbusleitungen mit einem zentralen Steuergerät des Kraftfahrzeugs in Verbindung. Das Steuergerät ist vorzugsweise derart ausgelegt, dass eine Tankklappe, die das Tankeinfüllrohr überdeckt, nur dann öffenbar ist, wenn der Motor beziehungsweise die Zündung des Kraftfahrzeugs ausgeschaltet ist.
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Dabei ist es notwendig, dass auch das Tankeinlassventil bei geöffneter Tankklappe und/oder ausgeschalteter Zündung selbsttätig geöffnet wird, um überhaupt Kraftstoff in den Kraftstofftank einfüllen zu können.
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Durch das Verschließen des Tankeinlassventils bei Erreichen der ersten Füllstandshöhe fließt kein zusätzlicher Kraftstoff in den Kraftstofftank, allerdings steigt der Pegel des Kraftstoffs im Tankeinfüllrohr bis eine Abschaltautomatik der Zapfpistole, mit der der Kraftstoff eingefüllt wird, selbsttätig auslöst und der Tankvorgang beendet ist. Ein erneutes manuelles Betätigen der Zapfpistole würde lediglich zum Überlaufen des Tankeinfüllrohres führen. Das Volumen des Kraftstofftanks ist derart ausgelegt, dass nach Verschließen des Tankeinlassventils noch ein freies Restvolumen vorhanden ist, das mindestens dem Volumen des im Tankeinfüllrohr vorhandenen Kraftstoffs entsprechen muss.
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Das Ende des Tankvorgangs wird beispielsweise durch das Verschließen der Tankklappe und/oder durch das Einschalten der Zündung vom Steuergerät selbsttätig erkannt. Nachfolgend kann das Tankeinlassventil zumindest kurzzeitig geöffnet werden, so dass der im Tankeinfüllrohr vorhandene Kraftstoff von selbst nach unten in den Kraftstofftank abfließen kann. Hierzu ist es erforderlich, dass der eigentliche Kraftstofftank sich vollständig unterhalb des Tankeinfüllrohrs befindet, so dass der noch im Tankeinfüllrohr vorhandene Kraftstoff von alleine in den Kraftstofftank abfließt.
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Es versteht sich, dass insbesondere nach einer einstellbaren Zeitdauer von beispielsweise fünf oder zehn Sekunden das Tankeinlassventil sich selbsttätig wieder verschließt, um z. B. während einer Kurvenfahrt ein Zurückströmen von Kraftstoff aus dem Kraftstofftank in das Tankeinfüllrohr zu vermeiden.
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Der Vorteil der Erfindung besteht darin, dass durch das nach Beendigung des Tankvorgangs öffenbare Tankeinlassventil noch im Tankeinfüllrohr vorhandener Kraftstoff in den Kraftstofftank abfließen kann, so dass beispielsweise im Falle eines Unfalls kein Kraftstoff mehr im Tankeinfüllrohr vorhanden ist, der auslaufen oder sich entzünden könnte. Somit ist die passive Sicherheit des Kraftfahrzeugs erhöht und die Kohlenwasserstoffdiffusion wird reduziert. Prinzipiell könnte hierdurch auch ein separater Tankdeckel für das Tankeinfüllrohr eingespart werden. Des Weiteren erlaubt die Erfindung die Umsetzung einer Betankung auch über die Fahrzeugfrontseite.
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In vorteilhafter Weise ist an einer Tankklappe ein Sensor vorgesehen, mit dem das Öffnen oder Schließen der Tankklappe festgestellt werden kann. Wird die Tankklappe geöffnet so kann vom Steuergerät selbsttätig auf den Beginn eines Tankvorgangs geschlossen und dementsprechend das Tankeinlassventil geöffnet werden. In gleicher Weise kann ein Sensor zum Feststellen des Vorhandenseins einer Zapfpistole im Tankeinfüllrohr vorgesehen sein.
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Weiterhin ist vorgeschlagen, dass das Tankeinlassventil nur nach dem Ausschalten einer Zündung des Kraftfahrzeugs öffenbar ist, um insbesondere ein Öffnen des Tankeinlassventils während des normalen Fahrtbetriebs zu vermeiden.
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Um das Auslaufen von Kraftstoff aus dem Kraftstofftank zuverlässig zu unterbinden ist auch an der Tankentlüftung ein Ventil angeordnet, das insbesondere im Falle eines Unfalls, der beispielsweise durch das Auslösen einer Airbagautomatik oder mit Beschleunigungssensoren vom zentralen Steuergerät selbstständig festgestellt werden kann, verschließbar ist.
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Durch das verschließbare und öffenbare Tankeinlassventil kann es dazu kommen, dass ein Tankvorgang erfolgt, obwohl der Füllstandspegel im Kraftstofftank noch nicht wieder unter die erste Füllstandshöhe abgesunken ist. In diesem Fall würde sich das Tankeinlassventil auch bei geöffneter Tankklappe und/oder ausgeschalteter Zündung nicht öffnen, so dass das Tankeinfüllrohr mit Kraftstoff gefüllt wird, der allerdings aufgrund des bereits vollen Kraftstofftanks nicht in den Kraftstofftank abfließen kann. Dies kann auf verschiedene Weise verhindert werden, beispielsweise dadurch, dass solange der Füllstandspegel oberhalb der ersten Füllstandshöhe ist, eine Tankklappe verriegelt bleibt, so dass kein Tankvorgang erfolgen kann. Alternativ dazu könnte die erste Füllstandshöhe so niedrig angesetzt werden, dass selbst ein zwei- oder dreimaliges Nachtanken beziehungsweise das Ablaufen des Kraftstoffs im Tankeinfüllrohr möglich ist. Prinzipiell kann auch während des Fahrtbetriebs das Tankeinlassventil dann kurzfristig geöffnet werden, um den durch verbrauchten Kraftstoff abgesenkten Füllstandspegel wiederum aufzufüllen.
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Im Vorhergehenden wurde die Erfindung im Wesentlichen im Zusammenhang mit einem Kraftfahrzeug beschrieben, es ist für den Fachmann jedoch ersichtlich, dass ein derartiger Kraftstofftank auch auf allen anderen Gebieten der Technik einsetzbar ist, beispielsweise auch als stationärer Vorratsbehälter.
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Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung können der nachfolgenden Beschreibung, den in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen sowie den einzelnen Patentansprüchen entnommen werden.
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In der Zeichnung zeigt:
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1 einen Kraftstofftank in schematischer Darstellung.
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In 1 ist ein Kraftstofftank 1 dargestellt, mit dem beispielsweise Benzin oder Diesel in einem Kraftfahrzeug mitgeführt werden kann. Diese beispielhafte Ausgestaltung ist besonders vorteilhaft für ein Fahrzeug mit Frontbetankung. Der Kraftstofftank 1 ist beispielsweise als Kunststoff-Spritzgussteil ausgebildet. Zum Befüllen des Kraftstofftanks 1 dient ein Tankeinfüllrohr 2 in das eine Zapfpistole 3 mit einer Abschaltautomatik eingeführt werden kann. Zur Vermeidung eines Überdrucks dient eine Tankentlüftung 4 und zur Überwachung des Füllstands dient ein Füllstandssensor 5 beispielsweise in Form eines Schwimmers. Die Tankklappe 12 ist hier schematisch angedeutet, sie überdeckt im eingebauten Zustand das Tankeinfüllrohr 2.
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Der Kraftstofftank 1 ist gemäß diesem Ausführungsbeispiel zur Frontbetankung an einer Fahrzeugstirnwand 6 im Bereich eines Vorbaus des Kraftfahrzeugs angeordnet und kann mit zusätzlichen Schutzplatten 7, die hier nur schematisch angedeutet sind, gegen mechanische Beschädigung von außen geschützt werden. An der Fahrzeugstirnwand 6 ist eine Windschutzscheibe 8 angeordnet.
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Zur Steuerung aller Funktionen des Kraftfahrzeugs dient ein zentrales Steuergerät (englisch: „central unit, CU”) 9, das mit Datenbusleitungen 10 mit allen Sensoren, Reglern und dergleichen des Kraftfahrzeugs in Verbindung steht und diese steuert und überwacht.
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Wird beispielsweise durch das Ausschalten einer Zündung 11 und/oder durch das Öffnen einer Tankklappe 12, das mit einem Tankklappensensor 13 feststellbar ist, der Beginn eines Tankvorgangs festgestellt, wird vom Steuergerät 9 das Tankeinlassventil V1 geöffnet und der Kraftstoff kann bis zur ersten Füllstandshöhe S1 eingefüllt werden. Wird über den Füllstandssensor 5 das Erreichen der Füllstandshöhe S1 festgestellt kann vom Steuergerät 9 das Tankeinlassventil V1 verschlossen werden. Nachfolgend wird das Tankeinfüllrohr 2 mit Kraftstoff befüllt bis die Abschaltautomatik der Zapfpistole 3 anspricht.
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Nach Beendigen des Tankvorgangs, das beispielsweise durch das Schließen der Tankklappe 12 und/oder durch das Aktivieren der Zündung 11 feststellbar ist und/oder nach einem vorzugsweise werkseitig eingestellten Zeitraum von beispielsweise fünf oder zehn Sekunden kann vom Steuergerät 9 das Tankeinlassventil V1 kurzfristig, beispielsweise ebenfalls für fünf oder zehn Sekunden, geöffnet werden, bis der noch im Tankeinfüllrohr 2 befindliche Kraftstoff in den Kraftstofftank 1 abgelaufen ist und dieser dementsprechend eine zweite, höhere Füllstandshöhe erreicht. Es versteht sich, dass der Kraftstofftank 1 derart dimensioniert ist, dass oberhalb der ersten Füllstandshöhe S1 noch genügend Restvolumen vorhanden ist, um den im Tankeinfüllrohr 2 enthaltenen Kraftstoff aufzunehmen.
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Nachfolgend wird das Tankeinlassventil V1 verschlossen. Vorzugsweise ist weiterhin ein Tankentlüftungsventil V2 vorgesehen, das insbesondere bei selbsttätiger Feststellung eines Unfalls z. B. durch Beschleunigungssensoren und/oder durch das Auslösen eines Airbags vom Steuergerät 9 verschlossen werden kann, um ein Austreten von Kraftstoff sowohl durch das Tankeinfüllrohr 2 als auch durch die Tankentlüftung 4 zu unterbinden.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Kraftstofftank
- 2
- Tankeinfüllrohr
- 3
- Zapfpistole
- 4
- Tankentlüftung
- 5
- Füllstandssensor
- 6
- Fahrzeugstirnwand
- 7
- Schutzplatte
- 8
- Windschutzscheibe
- 9
- Steuergerät
- 10
- Datenbusleitung
- 11
- Zündung
- 12
- Tankklappe
- 13
- Tankklappensensor
- V1
- Tankeinlassventil
- V2
- Tankentlüftungsventil
- S1
- erste Füllstandshöhe
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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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.
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Zitierte Patentliteratur
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- GB 2344086 A [0003]
- DE 19955879 B4 [0004]
