DE102011015500A1 - Device for determining quality of liquid fuel in fuel tank of motor car, has temperature sensor designed as floating sensor and positioned in region of liquid surface of liquid fuel to measure temperature of liquid fuel on liquid surface - Google Patents

Device for determining quality of liquid fuel in fuel tank of motor car, has temperature sensor designed as floating sensor and positioned in region of liquid surface of liquid fuel to measure temperature of liquid fuel on liquid surface Download PDF

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Abstract

The device has a first temperature sensor (7) positioned in interior of liquid fuel (2) for measuring inside temperature of the liquid fuel. A second temperature sensor (8) is designed as a floating sensor and positioned in a region of a liquid surface (3) of the liquid fuel in order to measure temperature of the liquid fuel on the liquid surface. A third temperature sensor (9) is positioned in a region of an air-fuel mixture (4) for measuring temperature of the air-fuel mixture. A pressure sensor (10) is positioned in a fuel tank (1) for measuring pressure in the fuel tank. An independent claim is also included for a method for determining quality of liquid fuel in a fuel tank.

Description

Technisches GebietTechnical area

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Bestimmung der Kraftstoffqualität eines in einem Kraftstoffbehälter gelagerten flüssigen Kraftstoffs. Die Vorrichtung und das dazugehörige Verfahren sind beispielsweise für den Einsatz in Kraftfahrzeugen besonders geeignet.The present invention relates to an apparatus and method for determining the fuel quality of a liquid fuel stored in a fuel tank. The device and the associated method are particularly suitable for use in motor vehicles, for example.

Stand der TechnikState of the art

Für den optimalen und effizienten Betrieb von Brennkraftmaschinen hinsichtlich Kraftstoffverbrauch und Schadstoffemissionen ist Kenntnis über die Kraftstoffqualität erforderlich. Als Kraftstoffqualität werden die mengenmäßige Zusammensetzung des Kraftstoffs aus verschiedenen Bestandteilen und die sich daraus ergebenden physikalischen und chemischen Eigenschaften verstanden. Dadurch kann der Betrieb der Brennkraftmaschine vor allem im Start- und Warmlauf optimiert werden, wenn weitere Diagnosefunktionen, wie zum Beispiel die Messung der Abgasqualität durch Abgassensoren, noch nicht betriebsbereit sind. Aus dem Stand der Technik sind verschiedene Maßnahmen bekannt, mit denen Rückschlüsse auf die Kraftstoffqualität eines flüssigen Kraftstoffs gezogen werden können.For optimum and efficient operation of internal combustion engines in terms of fuel consumption and pollutant emissions, knowledge about the fuel quality is required. Fuel quality is understood to mean the quantitative composition of the fuel from various constituents and the resulting physical and chemical properties. As a result, the operation of the internal combustion engine can be optimized, especially during startup and warm-up, when further diagnostic functions, such as, for example, the measurement of the exhaust gas quality by exhaust gas sensors, are not yet ready for operation. Various measures are known from the prior art with which conclusions can be drawn on the fuel quality of a liquid fuel.

Aus dem Patent DE 195 01 458 B4 ist bekannt, dass abhängig von der Kraftstoffqualität die einzuspritzende Kraftstoffmenge korrigiert wird. Die Kraftstoffqualität wird dabei aus dem Verhalten der Lambdaregelung in der Startphase beziehungsweise Warmlaufphase abgeleitet.From the patent DE 195 01 458 B4 It is known that, depending on the fuel quality, the fuel quantity to be injected is corrected. The fuel quality is derived from the behavior of the lambda control in the starting phase or warm-up phase.

Die Erfindung aus der Offenlegungsschrift DE 10 2008 020 928 A1 betrifft unter anderem ein Verfahren zum Erkennen einer Kraftstoffqualität, insbesondere eines Mischungsverhältnisses zweier Kraftstoffarten. Zur Beurteilung der Kraftstoffqualität wird eine Abweichung eines Lambdasignals zu einem Sollwert herangezogen. Unter Berücksichtigung der veränderten Kraftstoffqualität wird eine Korrektur vorgenommen.The invention of the disclosure DE 10 2008 020 928 A1 relates inter alia to a method for detecting a fuel quality, in particular a mixing ratio of two types of fuel. To evaluate the fuel quality, a deviation of a lambda signal is used to a desired value. Taking into account the changed fuel quality, a correction is made.

Der Nachteil des Standes der Technik liegt darin, dass zur Beurteilung der Kraftstoffqualität eine betriebsbereite Lambdaregelung beziehungsweise betriebsbereite Abgassensoren zur Verfügung stehen müssen. Dies ist jedoch beim Kaltstart und zu Beginn des Warmlaufs einer Brennkraftmaschine nicht der Fall. Deshalb werden für die Ermittlung der Kraftstoffqualität andere Verfahren bevorzugt.The disadvantage of the prior art is that an operational lambda control or operational exhaust gas sensors must be available for assessing the fuel quality. However, this is not the case at cold start and at the beginning of the warm-up of an internal combustion engine. Therefore, other methods are preferred for determining fuel quality.

Das in der Offenlegungsschrift DE 10 2007 050 297 A1 beschriebene Verfahren zur Steuerung eines Kraftstoffeinspritzsystems beinhaltet eine Kraftstoffmengenkorrektur, die in Abhängigkeit eines ermittelten Dampfdrucks erfolgt. Die Ermittlung erfolgt unter Verwendung einer Ist-Temperatur und einer Referenzdampfdruckkurve, alternativ aus einem Nachstart- oder Warmlauffaktor oder einem Faktor einer Übergangskompensation. Die adaptierbaren Faktoren korrelieren dabei direkt mit dem Dampfdruck des verwendeten Kraftstoffs.This in the published patent application DE 10 2007 050 297 A1 described method for controlling a fuel injection system includes a fuel quantity correction, which takes place in dependence on a determined vapor pressure. The determination is made using an actual temperature and a reference steam pressure curve, alternatively from a post-start or warm-up factor or a factor of transition compensation. The adaptable factors correlate directly with the vapor pressure of the fuel used.

In der Patentanmeldung DE 102 52 225 A1 wird ein Verfahren zur Bestimmung des Kraftstoffdampfdrucks in einem Kraftstofftanksystem eines Kraftfahrzeuges beschrieben. Dazu wird die Temperaturabhängigkeit einer Kenngröße eines Tankentlüftungssystems ausgenutzt, die mit dem im Kraftstofftanksystem herrschenden Innendruck mittelbar korreliert.In the patent application DE 102 52 225 A1 A method for determining the fuel vapor pressure in a fuel tank system of a motor vehicle is described. For this purpose, the temperature dependence of a parameter of a tank ventilation system is utilized, which indirectly correlates with the pressure prevailing in the fuel tank system internal pressure.

Im Rahmen der Erfindung aus der Patentschrift EP 1 495 219 B1 werden eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Bestimmung einer Kraftstoffqualität beschrieben. Dazu werden ein Druck und eine Temperatur in einem Kraftstoffbehälter ermittelt, um einen Qualitätswert abzuleiten, der die Kraftstoffqualität wiedergibt.In the context of the invention from the patent EP 1 495 219 B1 For example, an apparatus and method for determining fuel quality will be described. For this purpose, a pressure and a temperature in a fuel tank are determined in order to derive a quality value that reflects the fuel quality.

In der Offenlegungsschrift DE 10 2008 040 880 A1 wird ein Verfahren beschrieben, mit dem der Dampfdruck innerhalb eines Tanks ermittelt wird. Dazu wird eine Schallgeschwindigkeit oder eine von der Schallgeschwindigkeit abhängige Größe ermittelt und unter Verwendung eines Tankdrucks auf den Dampfdruck des Kraftstoffs zurückgeführt. Die daraus ermittelte Flüchtigkeit des Kraftstoffs lässt sich auf eine Kraftstoffqualität oder Kraftstoffsorte zurückführen.In the published patent application DE 10 2008 040 880 A1 describes a method by which the vapor pressure within a tank is determined. For this purpose, a speed of sound or a quantity dependent on the speed of sound is determined and returned to the vapor pressure of the fuel using a tank pressure. The resulting volatility of the fuel can be attributed to a fuel grade or fuel grade.

In der Offenlegungsschrift DE 10 2008 025 350 A1 wird unter anderem die Bestimmung der Kraftstoffsorte beschrieben, indem eine wärmekapazitätsabhängige Temperaturerhöhung durch die Kompressionsarbeit in einer Kraftstoffpumpe verwendet wird.In the published patent application DE 10 2008 025 350 A1 Among other things, the determination of the fuel grade is described by using a heat capacity-dependent temperature increase by the compression work in a fuel pump.

Das in der Patentschrift DE 101 52 236 B4 beschriebene Verfahren mit zugehöriger Vorrichtung zum Betreiben einer Brennkraftmaschine beinhaltet eine Korrektur einer Kraftstoffmenge in Abhängigkeit der Kraftstoffqualität. Dazu wird eine Dampfdruckkurve ermittelt, wobei der Druck- und Temperaturverlauf in einem Kraftstoffrail nach dem Abstellen des Fahrzeugs gemessen wird.That in the patent DE 101 52 236 B4 described method with associated apparatus for operating an internal combustion engine includes a correction of an amount of fuel in dependence on the fuel quality. For this purpose, a vapor pressure curve is determined, wherein the pressure and temperature profile in a fuel rail is measured after parking the vehicle.

Die im Stand der Technik bekannten Verfahren haben den Nachteil, dass entweder aufwändige Messmethoden verwendet werden oder bestimmte Bedingungen zum Ermitteln der Kraftstoffqualität erfüllt sein müssen. Des weiteren sind in einigen Verfahren hohe Fehler durch äußere Einflüsse zu erwarten.The methods known in the prior art have the disadvantage that either complex measuring methods are used or certain conditions for determining the fuel quality must be met. Furthermore, high errors due to external influences are to be expected in some processes.

Aufgabe der Erfindung Object of the invention

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Vorrichtung und ein zugehöriges Verfahren für den Betrieb der Vorrichtung zur Ermittlung der Kraftstoffqualität eines flüssigen Kraftstoffs bereitzustellen, welches unter allen Betriebsbedingungen des Fahrzeuges, wie zum Beispiel Stillstand und Warmlauf, anwendbar ist.The object of the invention is to provide an apparatus and an associated method for the operation of the device for determining the fuel quality of a liquid fuel, which is applicable under all operating conditions of the vehicle, such as standstill and warm-up.

Lösung der AufgabeSolution of the task

Die Aufgabe wird durch die Vorrichtung nach den Merkmalen des Patentanspruches 1 und ein Verfahren nach den Merkmalen des Patentanspruches 6 gelöst.The object is achieved by the device according to the features of claim 1 and a method according to the features of claim 6.

Beschreibung der ErfindungDescription of the invention

Die Erfindung stellt eine Vorrichtung und ein Verfahren bereit, mit dem die Kraftstoffqualität in besonders vorteilhafter Weise jederzeit ermittelt werden kann. Wird flüssiger Kraftstoff in einem geschlossenen Kraftstoffbehälter gelagert, finden kontinuierlich Verdampfungs- und Kondensationsprozesse statt. Während der Verdampfung von flüssigem Kraftstoff zu gasförmigem Kraftstoff wird der Oberfläche des flüssigen Kraftstoffs die dafür notwendige thermische Energie, welche als Verdunstungswärme bezeichnet wird, entzogen. Die Abkühlung der Oberfläche des flüssigen Kraftstoffs erfolgt dadurch, dass Moleküle im flüssigen Kraftstoff mit ausreichend hoher kinetischer beziehungsweise thermischer Energie in den gasförmigen Zustand übergehen. Es bleiben die Moleküle mit niedrigerer thermischer Energie zurück, was sich in einer Temperaturverringerung des flüssigen Kraftstoffs an der Oberfläche äußert. Während der Kondensation von gasförmigem Kraftstoff zu flüssigem Kraftstoff wird thermische Energie, welche als Kondensationswärme bezeichnet wird, frei und erwärmt die Oberfläche des flüssigen Kraftstoffs. Die Erwärmung der Oberfläche erfolgt dadurch, dass Moleküle, deren kinetische beziehungsweise thermische Energie nicht ausreicht, um im gasförmigen Zustand zu verbleiben, in den flüssigen Aggregatzustand übergehen. Diese Moleküle haben gegenüber den Molekülen an der Oberfläche des flüssigen Kraftstoffs eine höhere kinetische Energie, wodurch die Temperatur an der Oberfläche des flüssigen Kraftstoffs steigt. Die Neigung zur Verdunstung und zur Kondensation und das sich daraus einstellende Gleichgewicht ist von der Kraftstoffsorte beziehungsweise Kraftstoffqualität abhängig und kann beispielsweise in einem Modell abgebildet werden. Dazu muss zumindest die Temperatur der Oberfläche des flüssigen Kraftstoffs, die Temperatur im Inneren des flüssigen Kraftstoffs, die Temperatur sowie Feuchte des gasförmigen Luft-Kraftstoffgemischs und der Druck sowie im Kraftstoffbehälter gemessen werden. Aus diesen Daten kann ein Dampfdruck bestimmt werden, der zur Beurteilung von Kraftstoffsorte beziehungsweise Kraftstoffqualität herangezogen wird.The invention provides an apparatus and a method with which the fuel quality can be determined at any time in a particularly advantageous manner. If liquid fuel is stored in a closed fuel tank, evaporation and condensation processes take place continuously. During the evaporation of liquid fuel to gaseous fuel, the surface of the liquid fuel, the necessary thermal energy, which is referred to as heat of evaporation, withdrawn. The cooling of the surface of the liquid fuel takes place in that molecules in the liquid fuel with sufficiently high kinetic or thermal energy pass into the gaseous state. It leaves the molecules with lower thermal energy, which manifests itself in a reduction in the temperature of the liquid fuel at the surface. During the condensation of gaseous fuel to liquid fuel, thermal energy, called condensation heat, is released and heats the surface of the liquid fuel. The heating of the surface takes place in that molecules whose kinetic or thermal energy is insufficient to remain in the gaseous state, go into the liquid state. These molecules have higher kinetic energy than molecules on the surface of the liquid fuel, increasing the temperature at the surface of the liquid fuel. The tendency to evaporation and condensation and the resulting balance depends on the fuel grade or fuel quality and can be mapped, for example, in a model. For this purpose, at least the temperature of the surface of the liquid fuel, the temperature inside the liquid fuel, the temperature and humidity of the gaseous air-fuel mixture and the pressure and in the fuel tank must be measured. From these data, a vapor pressure can be determined, which is used to assess the type of fuel or fuel quality.

Die Erfindung stellt eine Vorrichtung bereit, mit welcher der Dampfdruck eines Kraftstoffs in einem Kraftstoffbehälter ermittelt werden kann, um die Kraftstoffsorte beziehungsweise die Kraftstoffqualität zu bestimmen. Dazu ermöglicht die erfindungsgemäße Vorrichtung die Messung der Temperatur an der Oberfläche des flüssigen Kraftstoffs. Die Vorrichtung beinhaltet dazu zumindest einen Temperatursensor, der so positioniert ist, dass die Oberflächentemperatur des flüssigen Kraftstoffs gemessen werden kann. Zumindest ein weiterer Temperatursensor ist vorgesehen, um die Temperatur im Inneren des flüssigen Kraftstoffs zu messen. Der Temperatursensor ist dafür so angeordnet, dass die Temperatur im Inneren des flüssigen Kraftstoffs unabhängig vom Füllungsstand sicher gemessen werden kann. Ein noch weiterer Temperatursensor ist vorgesehen, um die Temperatur des gasförmigen Luft-Kraftstoffgemischs, welches sich aus dem verdampften gasförmigen Kraftstoff und der im Kraftstoffbehälter befindlichen Luft gebildet hat, zu messen. Über einen Drucksensor wird der Druck im Kraftstoffbehälter gemessen, der sich Infolge der Verdampfungs- und Kondensationsprozesse gebildet hat. Weiterhin kann mittels eines weiteren Sensors die Feuchte in Kraftstofftank gemessen werden, um die Ermittlung der Kraftstoffqualität zu verbessern. Die Vorrichtung kann aus mehreren Einzeleinheiten bestehen, in denen die jeweiligen Sensoren angeordnet sind. In einer alternativen Ausgestaltung kann die Vorrichtung in vorteilhafter Weise zu einem kompakten Element zusammengefasst sein, wobei alle notwendigen Sensoren integriert sind. Weiterhin ist es möglich, Temperaturmessstreifen zu verwenden, auf denen mehrere Messpunkte vorgesehen sind. Der Messstreifen erstreckt sich dabei vom Inneren des flüssigen Kraftstoffs über die Oberfläche des flüssigen Kraftstoffs bis hin zum Luft-Kraftstoffgemisch. Der Temperaturmessstreifen kann an einem Schwimmer oder auch an einer Innenwand des Kraftstoffbehälters befestigt sein. Zur Auswertung der Sensorsignale ist eine Funktionseinheit vorgesehen, welche die Sensorsignale erfasst, auswertet und eine Dampfdruckbestimmung oder eine Kraftstoffsorten- beziehungsweise eine Kraftstoffqualitätsbestimmung durchführt. Außerdem können weitere Eingangssignale oder Parameter vorgesehen sein, um die Dampfdruckbestimmung zu verbessern. Für die Bestimmung des Dampfdrucks können Methoden oder Gleichungen, wie zum Beispiel die Ambrose-Walton-Methode, die Clausius-Clapeyron-Gleichung oder empirische Gleichungen und Modelle herangezogen werden. Die Bestimmung der Kraftstoffsorte beziehungsweise der Kraftstoffqualität kann in erfindungsgemäß vorteilhafter Weise auf einem Modell basieren, das für die jeweilige Anwendung appliziert wurde. Das Modell kann beispielsweise auf Versuchsdaten basieren, so dass unter Nutzung von experimentell ermittelten Werten für verschiedene Kraftstoffsorten beziehungsweise Kraftstoffqualitäten der Zusammenhang zwischen dem Druck im Kraftstoffbehälter und den Temperaturen im Inneren des flüssigen Kraftstoffs, der Temperatur des flüssigen Kraftstoffs an der Oberfläche und der Temperatur des Luft-Kraftstoffgemischs sowie der Feuchte abgebildet werden kann.The invention provides a device with which the vapor pressure of a fuel in a fuel tank can be determined in order to determine the type of fuel or the fuel quality. For this purpose, the device according to the invention enables the measurement of the temperature at the surface of the liquid fuel. The device includes for this purpose at least one temperature sensor, which is positioned so that the surface temperature of the liquid fuel can be measured. At least one other temperature sensor is provided to measure the temperature inside the liquid fuel. The temperature sensor is arranged so that the temperature inside the liquid fuel can be measured safely regardless of the filling level. Yet another temperature sensor is provided to measure the temperature of the gaseous air-fuel mixture formed from the vaporized gaseous fuel and the air in the fuel tank. A pressure sensor is used to measure the pressure in the fuel tank, which has formed as a result of the evaporation and condensation processes. Furthermore, the humidity in the fuel tank can be measured by means of a further sensor in order to improve the determination of the fuel quality. The device may consist of several individual units in which the respective sensors are arranged. In an alternative embodiment, the device may advantageously be combined to form a compact element, all necessary sensors being integrated. Furthermore, it is possible to use temperature measuring strips, on which several measuring points are provided. The measuring strip extends from the interior of the liquid fuel over the surface of the liquid fuel up to the air-fuel mixture. The temperature measuring strip may be attached to a float or to an inner wall of the fuel tank. To evaluate the sensor signals, a functional unit is provided which detects and evaluates the sensor signals and carries out a determination of vapor pressure or a determination of the fuel grade or fuel quality. In addition, other input signals or parameters may be provided to improve vapor pressure determination. For the determination of the vapor pressure, methods or equations such as the Ambrose-Walton method, the Clausius-Clapeyron equation or empirical equations and models can be used. The determination of the type of fuel or of the fuel quality can be based advantageously according to the invention on a model which has been applied for the respective application. For example, the model can Based on experimental data, so that using experimentally determined values for different fuel grades or fuel qualities, the relationship between the pressure in the fuel tank and the temperatures inside the liquid fuel, the temperature of the liquid fuel at the surface and the temperature of the air-fuel mixture and the humidity can be displayed.

Die Erfindung stellt zudem ein Verfahren zur Bestimmung der Kraftstoffqualität eines flüssigen Kraftstoffs in einem Kraftstoffbehälter unter Verwendung der erfindungsgemäßen Vorrichtung bereit. Beim Verfahren wird der Dampfdruck eines flüssigen Kraftstoffs bestimmt, der sich in einem Kraftstoffbehälter befindet. Dazu wird die Temperatur der Oberfläche des flüssigen Kraftstoffs, an der Verdunstungs- und Kondensationsprozesse stattfinden, die Temperatur im Inneren des flüssigen Kraftstoffs sowie die Temperatur und in vorteilhafter Weise zusätzlich auch die Feuchte im Luft-Kraftstoffgemisch gemessen und von der Funktionseinheit erfasst. Weiterhin wird der Druck im Kraftstoffbehälter gemessen und erfasst. In der Funktionseinheit wird unter Verwendung der Eingangsgrößen der gemessenen Temperaturen und des gemessenen Drucks eine Bestimmung der Kraftstoffsorte beziehungsweise der Kraftstoffqualität durchgeführt.The invention also provides a method for determining the fuel quality of a liquid fuel in a fuel tank using the apparatus of the invention. The method determines the vapor pressure of a liquid fuel that is in a fuel tank. For this purpose, the temperature of the surface of the liquid fuel, take place at the evaporation and condensation processes, the temperature in the interior of the liquid fuel and the temperature and advantageously additionally also the humidity in the air-fuel mixture and detected by the functional unit. Furthermore, the pressure in the fuel tank is measured and recorded. In the functional unit, a determination of the type of fuel or of the fuel quality is carried out using the input variables of the measured temperatures and the measured pressure.

Ausführungsbeispiel 1Embodiment 1

Beispielhaft wird hier eine Ausführung der erfindungsgemäßen Vorrichtung dargestellt. In der dazugehörigen Figur zeigt:By way of example, an embodiment of the device according to the invention is shown here. In the accompanying figure shows:

1: eine schematische Darstellung der Vorrichtung zum Bestimmen der Kraftstoffqualität. 1 : A schematic representation of the device for determining the fuel quality.

Die Vorrichtung ist in einem Kraftstoffbehälter (1) angeordnet, in dem flüssiger Kraftstoff (2) gelagert wird. An der Flüssigkeitsoberfläche (3) des flüssigen Kraftstoffs finden kontinuierlich Verdampfungs- und Kondensationsprozesse statt. Der dabei entstehende gasförmige Kraftstoff bildet mit der im Kraftstoffbehälter (1) befindlichen Luft ein Luft-Kraftstoffgemisch (4). Die Vorrichtung besteht aus einem Schwimmer (5), der über eine Führung (6) im Kraftstoffbehälter (1) geführt wird. Der Schwimmer (5) befindet sich stets an der Flüssigkeitsoberfläche (3) des flüssigen Kraftstoffs (2), wobei sich ein Teil des Schwimmers (5) im flüssigen Kraftstoff (3) und ein Teil im Luft-Kraftstoffgemisch (4) befindet. Verändert sich der Füllstand des flüssigen Kraftstoffs (2) im Kraftstoffbehälter (1) wird der Schwimmer (5) entlang der Führung (6) nach oben oder unten mitgeführt. An dem Schwimmer (5) ist ein erster Temperatursensor (7) vorgesehen, der sich deutlich unterhalb der Flüssigkeitsoberfläche (3) im Inneren des flüssigen Kraftstoffs (2) befindet, um die Temperatur des flüssigen Kraftstoffs (2) im Inneren zu messen. Ein zweiter Temperatursensor (8) ist am Schwimmer (5) derart angeordnet, dass die Temperatur der Flüssigkeitsoberfläche (3) gemessen wird. Der zweite Temperatursensor (8) befindet sich dazu stets im Bereich der Flüssigkeitsoberfläche (3) des flüssigen Kraftstoffs (2), da der Schwimmer (5) mit dem Füllstand des flüssigen Kraftstoffs (2) im Kraftstoffbehälter (1) mitgeführt wird. Ein dritter Temperatursensor (9) ist am Schwimmer (5) derart angeordnet, dass die Temperatur des Luft-Kraftstoffgemisches gemessen wird. Weiterhin ist ein Drucksensor (10) am Schwimmer (5) vorgesehen, um den Druck im Kraftstoffbehälter (1) zu messen. Zusätzlich ist ein Feuchtesensor (11) am Schwimmer (5) vorgesehen, um die Feuchte des gasförmigen Luft-Kraftstoffgemischs (4) im Kraftstoffbehälter (1) zu messen. Der Feuchtesensor (11) ist dazu so am Schwimmer (5) angeordnet, dass er sich stets im gasförmigen Luft-Kraftstoffgemisch (4) befindet. Da sich der Schwimmer (5) durch sein Eigengewicht im Verhältnis zur verdrängten Masse des flüssigen Kraftstoffs (2) relativ zum veränderlichen Füllstand des flüssigen Kraftstoffs (2) stets gleich positioniert, ist sichergestellt, dass der jeweilige Temperatursensor (7, 8, 9) die ihm zugeordnete Temperatur des Inneren des flüssigen Kraftstoffs (2), der Oberfläche des flüssigen Kraftstoffs (2) und des Luft-Kraftstoffgemischs (4) misst.The device is in a fuel tank ( 1 ), in which liquid fuel ( 2 ) is stored. At the liquid surface ( 3 ) of the liquid fuel take place continuously evaporation and condensation processes. The resulting gaseous fuel forms with the in the fuel tank ( 1 ) an air-fuel mixture ( 4 ). The device consists of a float ( 5 ), who has a guided tour ( 6 ) in the fuel tank ( 1 ) to be led. The swimmer ( 5 ) is always located on the liquid surface ( 3 ) of the liquid fuel ( 2 ), whereby a part of the float ( 5 ) in the liquid fuel ( 3 ) and a part in the air-fuel mixture ( 4 ) is located. Does the liquid fuel level change ( 2 ) in the fuel tank ( 1 ) the float ( 5 ) along the guide ( 6 ) carried up or down. On the float ( 5 ) is a first temperature sensor ( 7 ), which extends well below the liquid surface ( 3 ) inside the liquid fuel ( 2 ) to the temperature of the liquid fuel ( 2 ) to measure inside. A second temperature sensor ( 8th ) is on the float ( 5 ) are arranged such that the temperature of the liquid surface ( 3 ) is measured. The second temperature sensor ( 8th ) is always located in the area of the liquid surface ( 3 ) of the liquid fuel ( 2 ), because the float ( 5 ) with the liquid fuel level ( 2 ) in the fuel tank ( 1 ) is carried. A third temperature sensor ( 9 ) is on the float ( 5 ) are arranged such that the temperature of the air-fuel mixture is measured. Furthermore, a pressure sensor ( 10 ) on the float ( 5 ) provided to the pressure in the fuel tank ( 1 ) to eat. In addition, a humidity sensor ( 11 ) on the float ( 5 ) to determine the humidity of the gaseous air-fuel mixture ( 4 ) in the fuel tank ( 1 ) to eat. The humidity sensor ( 11 ) is so on the float ( 5 ), that it is always in the gaseous air-fuel mixture ( 4 ) is located. Since the float ( 5 ) by its own weight in relation to the displaced mass of the liquid fuel ( 2 ) relative to the variable level of the liquid fuel ( 2 ) is always positioned the same, it is ensured that the respective temperature sensor ( 7 . 8th . 9 ) the associated temperature of the interior of the liquid fuel ( 2 ), the surface of the liquid fuel ( 2 ) and the air-fuel mixture ( 4 ) measures.

Ausführungsbeispiel 2Embodiment 2

Beispielhaft wird hier eine Ausführung der erfindungsgemäßen Vorrichtung dargestellt.By way of example, an embodiment of the device according to the invention is shown here.

In der dazugehörigen Figur zeigt:In the accompanying figure shows:

2: eine schematische Darstellung einer alternativen Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung. 2 : a schematic representation of an alternative embodiment of the device according to the invention.

Der Schwimmer (5) besteht in Anlehnung an das vorangegangene Ausführungsbeispiel aus einem Rohr, das zumindest eine Öffnung zum flüssigen Kraftstoff (2) und eine Öffnung zum Luft-Kraftstoffgemisch (4) aufweist. Erfindungsgemäß vorteilhaft können an dem Rohr weitere Öffnungen vorgesehen sein, um den Austausch vom flüssigen Kraftstoff (2) und dem sich bildenden Luft-Kraftstoffgemisch (4) zwischen dem Rohr und dem Kraftstoffbehälter (1) zu begünstigen. Der Einsatz eines Rohres als Schwimmer (5) dient dazu, um Wellen der Flüssigkeitsoberfläche (3) im Messbereich zu unterbinden. Die Temperatur der Flüssigkeitsoberfläche (3) kann durch einen zweiten Temperatursensor (8) genauer gemessen werden, da das Durchmischen des flüssigen Kraftstoffs (2) an der Flüssigkeitsoberfläche (3) mit flüssigem Kraftstoff (2) aus dem Inneren unterbunden wird.The swimmer ( 5 ) is based on the previous embodiment of a tube, the at least one opening to the liquid fuel ( 2 ) and an opening to the air-fuel mixture ( 4 ) having. According to the invention, further openings can be provided on the pipe in order to prevent the exchange of liquid fuel ( 2 ) and the forming air-fuel mixture ( 4 ) between the pipe and the fuel tank ( 1 ) to favor. The use of a tube as a float ( 5 ) serves to prevent waves of the liquid surface ( 3 ) in the measuring range. The temperature of the liquid surface ( 3 ) can be controlled by a second temperature sensor ( 8th ) can be measured more accurately, since the mixing of the liquid fuel ( 2 ) on the liquid surface ( 3 ) with liquid fuel ( 2 ) is prevented from the inside.

Ausführungsbeispiel 3 Embodiment 3

Beispielhaft wird hier eine Ausführung der erfindungsgemäßen Vorrichtung dargestellt.By way of example, an embodiment of the device according to the invention is shown here.

In der dazugehörigen Figur zeigt:In the accompanying figure shows:

3: eine schematische Darstellung einer weiteren alternativen Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung. 3 : a schematic representation of a further alternative embodiment of the device according to the invention.

Zur Bestimmung des Dampfdrucks eines flüssigen Kraftstoffs (2) sind ein erster und ein dritter Temperatursensor (7, 9) in dieser Ausgestaltung der vorteilhaften Erfindung an der Innenwand eines Kraftstoffbehälters (1) derart angeordnet, dass die Temperatur des Inneren des flüssigen Kraftstoffs (2) und die Temperatur des Luft-Kraftstoffgemischs (3) ohne Einfluss der Wandwärme des Kraftstoffbehälters (1) gemessen werden kann. Dazu ist der erste Temperatursensor (7) am Boden des Kraftstoffbehälters (1) und der dritte Temperatursensor (9) an der Oberseite des Kraftstoffbehälters (1) angeordnet. Ein zweiter Temperatursensor (8) ist als schwimmender Sensor ausgebildet, der sich stets an der Flüssigkeitsoberfläche (3) des flüssigen Kraftstoffs (2) befindet und die Temperatur der Flüssigkeitsoberfläche (3) messen kann. Ein Drucksensor (10) ist ebenfalls an der Oberseite des Kraftstoffbehälters (1) angeordnet, um den Druck im Kraftstoffbehälter (1) zu messen. Außerdem ist ein Feuchtesensor (11) an der Oberseite des Kraftstoffbehälters (1) angeordnet, um die Feuchte des gasförmigen Luft-Kraftstoffgemischs (4) im Kraftstoffbehälter (1) zu messen.For determining the vapor pressure of a liquid fuel ( 2 ) are a first and a third temperature sensor ( 7 . 9 ) in this embodiment of the advantageous invention on the inner wall of a fuel tank ( 1 ) arranged such that the temperature of the interior of the liquid fuel ( 2 ) and the temperature of the air-fuel mixture ( 3 ) without influence of the wall heat of the fuel tank ( 1 ) can be measured. This is the first temperature sensor ( 7 ) at the bottom of the fuel tank ( 1 ) and the third temperature sensor ( 9 ) at the top of the fuel tank ( 1 ) arranged. A second temperature sensor ( 8th ) is designed as a floating sensor, which is always on the liquid surface ( 3 ) of the liquid fuel ( 2 ) and the temperature of the liquid surface ( 3 ) can measure. A pressure sensor ( 10 ) is also at the top of the fuel tank ( 1 ) arranged to the pressure in the fuel tank ( 1 ) to eat. In addition, a humidity sensor ( 11 ) at the top of the fuel tank ( 1 ) to reduce the humidity of the gaseous air-fuel mixture ( 4 ) in the fuel tank ( 1 ) to eat.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11
KraftstoffbehälterFuel tank
22
flüssiger Kraftstoffliquid fuel
33
Flüssigkeitsoberflächeliquid surface
44
Luft-KraftstoffgemischAir-fuel mixture
55
Schwimmerswimmer
66
Führungguide
77
erster Temperatursensorfirst temperature sensor
88th
zweiter Temperatursensorsecond temperature sensor
99
dritter Temperatursensorthird temperature sensor
1010
Drucksensorpressure sensor
1111
Feuchtesensorhumidity sensor

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Claims (8)

Vorrichtung zur Bestimmung der Kraftstoffqualität eines flüssigen Kraftstoffes (2) in einem Kraftstoffbehälter (1), wobei zumindest ein Temperatursensor (7, 8, 9) und zumindest ein Drucksensor (10) vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Temperatursensor (7, 8, 9) vorgesehen ist, der im Bereich der Flüssigkeitsoberfläche (3) des flüssigen Kraftstoffs (2) positioniert ist, um die Temperatur des flüssigen Kraftstoffs (2) an der Flüssigkeitsoberfläche (3) zu messen.Device for determining the fuel quality of a liquid fuel ( 2 ) in a fuel tank ( 1 ), wherein at least one temperature sensor ( 7 . 8th . 9 ) and at least one pressure sensor ( 10 ), characterized in that at least one temperature sensor ( 7 . 8th . 9 ) provided in the region of the liquid surface ( 3 ) of the liquid fuel ( 2 ) is positioned to determine the temperature of the liquid fuel ( 2 ) on the liquid surface ( 3 ) to eat. Vorrichtung zur Bestimmung der Kraftstoffqualität eines flüssigen Kraftstoffes (2) in einem Kraftstoffbehälter (1) nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein erster Temperatursensor (7) vorgehen ist, der im Inneren des flüssigen Kraftstoffs (2) positioniert ist, um die Temperatur im Inneren des flüssigen Kraftstoffs (2) zu messen, ein zweiter Temperatursensor (8) im Bereich der Flüssigkeitsoberfläche (3) positioniert ist, um die Temperatur des flüssigen Kraftstoffs (2) an der Flüssigkeitsoberfläche (3) zu messen, ein dritter Temperatursensor (9) im Bereich des Luft-Kraftstoffgemischs (4) positioniert ist, um die Temperatur des Luft-Kraftstoffgemischs (4) zu messen, ein Drucksensor (10) im Kraftstoffbehälter (1) positioniert ist, um den Druck im Kraftstoffbehälter (1) zu messen, und ein Feuchtesensor (11) im Kraftstoffbehälter (1) positioniert ist, um die Feuchte des Luft-Kraftstoffgemischs (4) im Kraftstoffbehälter (1) zu messen.Device for determining the fuel quality of a liquid fuel ( 2 ) in a fuel tank ( 1 ) according to claim 1, characterized in that at least one first temperature sensor ( 7 ), which is inside the liquid fuel ( 2 ) is positioned to the temperature inside the liquid fuel ( 2 ), a second temperature sensor ( 8th ) in the area of the liquid surface ( 3 ) is positioned to determine the temperature of the liquid fuel ( 2 ) on the liquid surface ( 3 ), a third temperature sensor ( 9 ) in the area of the air-fuel mixture ( 4 ) is positioned to determine the temperature of the air-fuel mixture ( 4 ), a pressure sensor ( 10 ) in the fuel tank ( 1 ) is positioned to reduce the pressure in the fuel tank ( 1 ) and a humidity sensor ( 11 ) in the fuel tank ( 1 ) is positioned to determine the humidity of the air-fuel mixture ( 4 ) in the fuel tank ( 1 ) to eat. Vorrichtung zur Bestimmung der Kraftstoffqualität eines flüssigen Kraftstoffes (2) in einem Kraftstoffbehälter (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Temperatursensor (7, 8, 9) an einem Schwimmer (5) positioniert ist, um die Temperatur des flüssigen Kraftstoffs (2) and der Flüssigkeitsoberfläche (3) zu messen.Device for determining the fuel quality of a liquid fuel ( 2 ) in a fuel tank ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that at least one temperature sensor ( 7 . 8th . 9 ) on a float ( 5 ) is positioned to determine the temperature of the liquid fuel ( 2 ) and the liquid surface ( 3 ) to eat. Vorrichtung zur Bestimmung der Kraftstoffqualität eines flüssigen Kraftstoffes (2) in einem Kraftstoffbehälter (1) nach Patentanspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Temperatursensor (7, 8, 9) an der Innenwand des Kraftstoffbehälters (1) positioniert ist.Device for determining the fuel quality of a liquid fuel ( 2 ) in a fuel tank ( 1 ) according to claim 1 and 2, characterized in that at least one temperature sensor ( 7 . 8th . 9 ) on the inner wall of the fuel tank ( 1 ) is positioned. Vorrichtung zur Dampfdruckbestimmung eines flüssigen Kraftstoffes (2) in einem Kraftstoffbehälter (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Temperatursensoren (7, 8, 9), der Feuchtesensor (11) und der Drucksensor (10) an einem Schwimmer (5) angebracht sind.Device for determining the vapor pressure of a liquid fuel ( 2 ) in a fuel tank ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the temperature sensors ( 7 . 8th . 9 ), the humidity sensor ( 11 ) and the pressure sensor ( 10 ) on a float ( 5 ) are mounted. Verfahren zur Bestimmung der Kraftstoffqualität eines flüssigen Kraftstoffes (2) in einem Kraftstoffbehälter (1), wobei zumindest ein Temperatursensor (7, 8, 9) und zumindest ein Drucksensor (10) vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass eine Temperatur des Inneren des flüssigen Kraftstoffs (2), eine Temperatur des flüssigen Kraftstoffs (2) an der Flüssigkeitsoberfläche (3), eine Temperatur des Luft-Kraftstoffgemischs (4), eine Feuchte des Luft-Kraftstoffgemischs (4) und ein Druck im Kraftstoffbehälter (1) gemessen wird.Method for determining the fuel quality of a liquid fuel ( 2 ) in a fuel tank ( 1 ), wherein at least one temperature sensor ( 7 . 8th . 9 ) and at least one pressure sensor ( 10 ), characterized in that a temperature of the interior of the liquid fuel ( 2 ), a temperature of the liquid fuel ( 2 ) on the liquid surface ( 3 ), a temperature of the air-fuel mixture ( 4 ), a humidity of the air-fuel mixture ( 4 ) and a pressure in the fuel tank ( 1 ) is measured. Verfahren zur Bestimmung der Kraftstoffqualität eines flüssigen Kraftstoffes (2) in einem Kraftstoffbehälter (1) nach Patentanspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass aus den gemessenen Temperaturen, aus der gemessenen Feuchte und dem gemessenen Druck ein Dampfdruck bestimmt wird und/oder eine Kraftstoffsorte bestimmt wird.Method for determining the fuel quality of a liquid fuel ( 2 ) in a fuel tank ( 1 ) according to claim 6, characterized in that from the measured temperatures, from the measured moisture and the measured pressure, a vapor pressure is determined and / or a fuel grade is determined. Verfahren zur Bestimmung der Kraftstoffqualität eines flüssigen Kraftstoffes (2) in einem Kraftstoffbehälter (1) nach Patentanspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass zur Bestimmung des Dampfdrucks und/oder der Kraftstoffsorte beziehungsweise der Kraftstoffqualität ein Modell mit zumindest den gemessenen Temperaturen, der gemessenen Feuchte und dem gemessenen Druck als Eingangsgrößen verwendet wird.Method for determining the fuel quality of a liquid fuel ( 2 ) in a fuel tank ( 1 ) according to claim 6 or 7, characterized in that for determining the vapor pressure and / or the fuel grade or the fuel quality, a model with at least the measured temperatures, the measured humidity and the measured pressure is used as input variables.
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