DE102012213433A1 - Method for actuating fuel pump in fuel injection system of motor car, involves increasing the flow rate of fuel pump at determined period of time, and cleaning the pumped fuel with fuel filter - Google Patents

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Abstract

The method involves recognizing (50) the refueling with the fuel. The flow rate of the fuel pump is increased at the determined period of time. The pumped fuel is cleaned with a fuel filter (20). The low pressure fuel pump (22) of the common-rail device (10) is driven (54). The fuel is purified in the wake and flow. The refueling of the tank (14) by increasing article is detected. The time-controlled change in the driving of the fuel pump is performed based on the refueling amount. An independent claim is included for an arrangement for actuating fuel pump in fuel injection system of motor car.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Ansteuern einer Kraftstoffpumpe und einer Anordnung zur Durchführung des Verfahrens. Insbesondere betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Ansteuern einer Niederdruck-Kraftstoffpumpe, die in einem Niederdruckbereich einer Kraftstoffeinspritzeinrichtung eines Kraftfahrzeugs eingesetzt wird.The invention relates to a method for driving a fuel pump and an arrangement for carrying out the method. In particular, the invention relates to a method for driving a low-pressure fuel pump, which is used in a low-pressure region of a fuel injection device of a motor vehicle.

Stand der TechnikState of the art

Bei Kraftstoffeinspritzeinrichtungen in Brennkraftmaschinen werden Kraftstoffpumpen verwendet, um Kraftstoff aus dem Tank hin zu den Brennräumen zu befördern und den Druck des Kraftstoffs einzustellen. Bei der bekannten Speichereinspritzung wird der Kraftstoff zunächst mit einer ersten Kraftstoffpumpe bzw. Förderpumpe aus dem Tank in einen Niederdruckbereich zur Saugseite einer zweiten Hochdruckpumpe gefördert, die wiederum den Kraftstoff in einen Hochdruckbereich fördert. In diesem Hochdruckbereich wird der unter Druck stehende Kraftstoff in einem Rohrleitungssystem, dem sogenannten Rail, gehalten und bedarfsgerecht über Injektoren in den Brennraum eingespritzt. Die beschriebene Speichereinspritzung wird auch als Common-Rail-Einspritzung bezeichnet. Diese zeichnet sich durch eine vollständige Trennung der Druckerzeugung vom eigentlichen Einspritzvorgang aus.In fuel injectors in internal combustion engines, fuel pumps are used to deliver fuel from the tank to the combustion chambers and to adjust the pressure of the fuel. In the known accumulator injection, the fuel is first conveyed from the tank into a low-pressure region to the suction side of a second high-pressure pump with a first fuel pump or delivery pump, which in turn conveys the fuel into a high-pressure region. In this high-pressure area, the pressurized fuel is held in a piping system, the so-called rail, and injected as needed via injectors into the combustion chamber. The accumulator injection described is also referred to as common rail injection. This is characterized by a complete separation of the pressure generation from the actual injection process.

Im Folgenden wird die erste Kraftstoffpumpe als Niederdruck-Kraftstoffpumpe bzw. Förderpumpe und die zweite Kraftstoffpumpe als Hochdruck-Kraftstoffpumpe bezeichnet.Hereinafter, the first fuel pump is referred to as a low-pressure fuel pump and the second fuel pump as a high-pressure fuel pump.

Im Niederdruckbereich sind bedarfsgerechte Förderpumpen mit einer sogenannten geregelten Kraftstoffpumpe, EKP, bekannt. Das Ziel bei den bisher bekannten Lösungen mit geregelter EKP liegt darin, den Leistungsbedarf und damit auch den Kraftstoffverbrauch für den Betrieb der elektrischen Förderpumpe zu minimieren, indem deren Förderleistung auf den tatsächlichen Bedarf des Kraftstoffsystems angepasst wird. Hierzu sind unterschiedliche Regel- oder Steuerkonzepte für die EKPs in Common-Rail-Anwendungen bekannt. So kann eine Steuerung der EKP-Fördermenge über deren Drehzahl erfolgen. Weiterhin kann eine Anpassung der EKP-Fördermenge über eine Druckregelung im Niederdruckbereich, und zwar im Vorlauf oder im Nachlauf, erfolgen. Als weitere Variante kann die Steuerung der EKP-Fördermenge auch über eine elektrische Steuerung der EKP erfolgen.In the low-pressure area, demand-driven feed pumps with a so-called regulated fuel pump, EKP, are known. The goal in the previously known solutions with regulated EKP is to minimize the power consumption and thus also the fuel consumption for the operation of the electric feed pump by their delivery capacity is adapted to the actual needs of the fuel system. For this purpose, different control or control concepts for the EKPs in common rail applications are known. Thus, a control of the EKP delivery rate over their speed can be done. Furthermore, an adjustment of the EKP flow rate via a pressure control in the low pressure range, in the lead or in the wake, done. As a further variant, the control of the EKP flow rate can also take place via an electrical control of the EKP.

In Kraftstoffeinspritzeinrichtungen ist es grundsätzlich bekannt, Kraftstoffilter einzusetzen, um den durch diese geförderten Kraftstoff von Schmutzpartikeln zu reinigen. So ist aus der Druckschrift DE 10 2006 027 486 A1 eine Kraftstoffeinspritzung für eine Brennkraftmaschine bekannt, bei der zwischen einer Förderpumpe und einer Saugseite einer Hochdruckpumpe für Kraftstoff ein Kraftstofffilter vorgesehen ist, durch den der von der Förderpumpe geförderte Kraftstoff gereinigt wird, bevor dieser der Hochdruckpumpe zufließt.In fuel injectors, it is basically known to use fuel filters in order to clean the fuel pumped by these dirt particles. This is from the publication DE 10 2006 027 486 A1 a fuel injection for an internal combustion engine, in which a fuel filter is provided between a feed pump and a suction side of a high-pressure pump for fuel through which the pumped by the feed pump fuel is purified before it flows to the high-pressure pump.

Die Druckschrift DE 10 2010 038 338 A1 beschreibt eine Filtereinrichtung mit einem Filterelement, das in einem Filtergehäuse angeordnet ist, an dem zwei Anschlussstutzen angeschlossen sind. Im Inneren des Filtergehäuses ist ein Dichtelement angeordnet, mit dem die Anschlussstutzen zum Filterelement hin abgedichtet sind.The publication DE 10 2010 038 338 A1 describes a filter device with a filter element which is arranged in a filter housing to which two connecting pieces are connected. Inside the filter housing, a sealing element is arranged, with which the connecting pieces are sealed to the filter element.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Vor diesem Hintergrund werden ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und einer Anordnung gemäß Anspruch 11 vorgestellt. Ausführungen ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen und der Beschreibung.Against this background, a method having the features of claim 1 and an arrangement according to claim 11 are presented. Embodiments result from the dependent claims and the description.

Das vorgestellte Verfahren ermöglicht es somit, bspw. in einer Common-Rail-Einrichtung, die Niederdruckkraftstoffpumpe derart anzusteuern, dass die Einrichtung auch mit Kraftstoffen schlechter Qualität, d. h. mit verschmutzten Kraftstoffen, betrieben werden kann. Dies fördert die Robustheit der Common-Rail-Einrichtung für Märkte mit schlechten Kraftstoffqualitäten, bspw. aufgrund hoher Partikelkonzentrationen, ohne dabei Zusatzkosten zu erzeugen.The proposed method thus makes it possible, for example in a common rail device, to control the low-pressure fuel pump in such a way that the device can also be supplied with fuels of poor quality, ie. H. with polluted fuels. This promotes the robustness of the common rail device for markets with poor fuel qualities, for example due to high particle concentrations, without incurring additional costs.

Es wurde erkannt, dass bei den bedarfsgesteuerten bzw. geregelten Niederdruckbereichen im normalen Lastkollektiv lange Zeiträume mit geringen Durchflussmengen im Kraftstoffsystem die Folge sind. Auf Grund der reduzierten Durchflüsse im Kraftstoffsystem wird der Tankinhalt bis zum nächsten Tankstopp weniger oft umgewälzt und damit über der Laufzeit schlechter filtriert. Dies wird als reduzierter Multi-Pass-Effekt bezeichnet.It was recognized that in the demand-controlled or regulated low pressure ranges in the normal load spectrum long periods with low flow rates in the fuel system are the result. Due to the reduced flow rates in the fuel system, the tank contents are circulated less often until the next refueling stop, which means that they are less well filtered over the runtime. This is called a reduced multi-pass effect.

Multi-Pass steht dabei für einen Mehrfach-Durchgang und bedeutet eine mehrfache Filterung. Ein hoher Multi-Pass-Effekt bedeutet daher, dass der Tankinhalt mehrfach durch den Filter durchgewälzt wird, bevor der Kraftstoff letztlich vom Motor verbraucht ist. Da die Filter die Partikel bei einmaliger Durchströmung üblicherweise nicht bei zu 100% abscheiden können, werden bei mehrfacher Filterung des Kraftstoffs insgesamt mehr Partikel abgeschieden bzw. vom Filter aufgenommen. Für das Einspritzsystem bedeutet dies eine geringere Partikelbelastung über der Lebensdauer.Multi-pass stands for a multiple pass and means multiple filtering. A high multi-pass effect therefore means that the tank contents are passed through the filter several times before the fuel is finally consumed by the engine. Since the filters usually can not deposit the particles at 100% with a single flow, more filters are separated or taken up by the filter when the fuel is filtered several times. For the injection system, this means a lower particle load over the lifetime.

Daher könnte überlegt werden, für bedarfsgesteuerte Niederdruckbereiche höherwertige Filter einzusetzen. Alternativ oder ergänzend können kostensteigernde Maßnahmen zur Steigerung der Robustheit erfolgen. Beide Maßnahmen sind mit erhöhten Kosten verbunden.Therefore, it could be considered to use higher-quality filters for demand-controlled low-pressure areas. Alternatively or additionally Cost-increasing measures to increase the robustness made. Both measures are associated with increased costs.

Um diesem Nachteil entgegenzuwirken, ist gemäß dem beschriebenen Verfahren vorgesehen, eine Betankung des Fahrzeugs zu erkennen und anschließend über einen bestimmten bzw. einen bestimmbaren Zeitraum, üblicherweise in Abhängigkeit verschiedener Parameter, mit erhöhter Fördermenge und damit Filterdurchflussmenge den Kraftstoff gezielt zu reinigen.To counteract this disadvantage, it is provided according to the described method to detect a refueling of the vehicle and then purify the fuel selectively over a certain or a determinable period of time, usually as a function of various parameters, with increased delivery rate and thus filter flow rate.

Das vorgestellte Verfahren hat, zumindest in einigen der Ausführungen, erhebliche Vorteile. So kann die Common-Rail-Einrichtung über die Laufzeit mit einer gemittelten verbesserten Kraftstoffqualität betrieben und damit die Lebensdauer erhöht werden. Weiterhin sind keine oder nur geringe Maßnahmen zur Steigerung der Robustheit an den Common-Rail-Komponenten erforderlich. Schließlich muss nur über einen relativ kurzen Zeitraum der Leistungsbedarf der Niederdruckpumpe, bspw. einer EKP, erhöht werden, so dass die Vorteile eines bedarfsgesteuerten Niederdruckkonzepts hinsichtlich der Reduzierung des Kraftstoffverbrauchs und der CO2-Emissionen weitgehend erhalten bleiben.The presented method has, at least in some of the embodiments, considerable advantages. Thus, the common rail device can be operated over the term with an averaged improved fuel quality and thus increase the life. Furthermore, no or only small measures to increase the robustness of the common rail components are required. Finally, the power requirement of the low-pressure pump, for example an EKP, has to be increased only over a relatively short period of time, so that the advantages of a demand-controlled low-pressure concept with regard to reducing fuel consumption and CO 2 emissions are largely retained.

Weitere Vorteile und Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung und den beiliegenden Zeichnungen.Further advantages and embodiments of the invention will become apparent from the description and the accompanying drawings.

Es versteht sich, dass die voranstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.It is understood that the features mentioned above and those yet to be explained below can be used not only in the particular combination indicated, but also in other combinations or in isolation, without departing from the scope of the present invention.

Kurze Beschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings

1 zeigt eine Ausführung der beschriebenen Anordnung. 1 shows an embodiment of the described arrangement.

2 zeigt in einem Flussdiagramm eine Ausführung des beschriebenen Verfahrens. 2 shows a flowchart of an embodiment of the method described.

Ausführungsformen der ErfindungEmbodiments of the invention

Die Erfindung ist anhand von Ausführungsformen in den Zeichnungen schematisch dargestellt und wird im Folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnungen ausführlich beschrieben.The invention is schematically illustrated by means of embodiments in the drawings and will be described in detail below with reference to the drawings.

1 zeigt schematisch und stark vereinfacht eine Kraftstoffeinspritzeinrichtung, die in diesem Fall als Common-Rail-Einrichtung ausgebildet und mit der Bezugsziffer 10 versehen ist. In dieser Einrichtung 10 ist eine Ausführung der Anordnung 12 zur Durchführung des beschriebenen Verfahrens vorgesehen. 1 shows schematically and greatly simplified, a fuel injection device, which in this case formed as a common rail device and the reference numeral 10 is provided. In this facility 10 is an embodiment of the arrangement 12 intended to carry out the method described.

Die Darstellung zeigt einen Tank 14, an dem ein Tankfüllstandsensor 18 vorgesehen ist, einen Kraftstoffilter 20, eine Niederdruckkraftstoffpumpe 22, eine Hochdruckkraftstoffpumpe 24, ein Steuergerät 26, ein Rohrleitungssystem 28 bzw. Rail und eine Druckregelung 30, die den Druck im Rohrleitungssystem 28 regelt.The illustration shows a tank 14 at which a tank level sensor 18 is provided, a fuel filter 20 , a low-pressure fuel pump 22 , a high pressure fuel pump 24 , a control unit 26 , a piping system 28 or Rail and a pressure control 30 that the pressure in the piping system 28 regulates.

Alternativ kann die Druckregelung im Rohrleitungssystem 28 auch über die Fördermengenverstellung der Hochdruckpumpe 24 geregelt werden.Alternatively, the pressure control in the piping system 28 also on the flow rate adjustment of the high-pressure pump 24 be managed.

Der Kraftstoffilter 20 ist üblicherweise im Vorlauf nach Niederdruck-Kraftstoffpumpe 22, angeordnet. Selbstverständlich kann alternativ die Anordnung von Kraftstoffilter und Niederdruck-Kraftstoffpumpe umgekehrt sein, d.h. der Kraftstoffilter kann vor einer dann im Leitungssystem positionierten Niederdruck-Kraftstoffpumpe angeordnet sein. Ebenso möglich oder ergänzend kann ein Kraftstoffilter im Nachlauf vorgesehen sein. Mit diesem Kraftstoffilter 20 wird der durch diesen geförderten Kraftstoff gereinigt. Hinter der Niederdruck-Kraftstoffpumpe 22 ist üblicherweise ein Rücklauf zum Tank 14 vorgesehen.The fuel filter 20 is usually in the lead after low-pressure fuel pump 22 arranged. Of course, alternatively, the arrangement of fuel filter and low-pressure fuel pump may be reversed, that is, the fuel filter may be arranged in front of a then positioned in the line system low-pressure fuel pump. Equally possible or in addition, a fuel filter can be provided in the wake. With this fuel filter 20 is cleaned by this subsidized fuel. Behind the low-pressure fuel pump 22 is usually a return to the tank 14 intended.

Der Tankfüllstandsensor 18 sendet dem Steuergerät 26 ein entsprechendes Signal. Diese beiden Komponenten bilden daher eine Einrichtung zum Erkennen einer Betankung. Somit wird mit dem Tankfüllstandsensor 18 von dem Steuergerät 26 eine Betankung erkannt. Das Steuergerät 26 steuert anschließend die Niederdruck-Kraftstoffpumpe 22 an, so dass diese eine erhöhte Menge an Kraftstoff fördert. Dadurch erhöht sich auch die Menge an Kraftstoff, der durch den Kraftstoffilter 20 transportiert wird, so dass grundsätzlich die Qualität bzw. Reinheit des Kraftstoffs in der gesamten Einrichtung 10 erhöht wird.The tank level sensor 18 sends to the controller 26 a corresponding signal. These two components therefore form a means for recognizing a refueling. Thus, with the tank level sensor 18 from the controller 26 a refueling detected. The control unit 26 then controls the low-pressure fuel pump 22 so that it promotes an increased amount of fuel. This also increases the amount of fuel passing through the fuel filter 20 is transported, so basically the quality or purity of the fuel throughout the facility 10 is increased.

Es erfolgt somit in diesem Fall eine Erkennung der Betankung im Steuergerät 26, typischerweise dem Motorsteuergerät, über die Erhöhung des Tankstands. Abhängig von der Füllmengenänderung und gegebenenfalls der Füllmenge kann eine zeitgesteuerte Änderung der Ansteuerung der Niederdruck-Kraftstoffpumpe 22 erfolgen. It is thus in this case, a recognition of refueling in the control unit 26 , typically the engine control unit, about increasing the fuel level. Depending on the filling quantity change and, if appropriate, the filling quantity, a time-controlled change of the control of the low-pressure fuel pump 22 respectively.

In einer möglichen Ausführung ist eine zeitgesteuerte Vollansteuerung der Niederdruck-Kraftstoffpumpe 22 über den gesamten Betriebsbereich des Motors und/oder der Common-Rail-Einrichtung 10 oder eine zeitgesteuerte Vollansteuerung der Niederdruck-Kraftstoffpumpe 22 innerhalb eingeschränkter Betriebsbereiche von Fahrzeug, Motor und/oder Common-Rail-Einrichtung 10 vorgesehen. Dies kann bspw. in Abhängigkeit von Temperatur, Motorlast, wie bspw. Schub, und/oder Ladezustand der Batterie erfolgen.In one possible embodiment is a timed full control of the low-pressure fuel pump 22 over the entire operating range of the engine and / or the common rail device 10 or a timed full control of the low pressure fuel pump 22 within restricted operating ranges of vehicle, engine and / or common rail facility 10 intended. This may, for example. Depending on temperature, engine load, such as thrust, and / or state of charge of the battery done.

In 2 ist in einem Flussdiagramm eine mögliche Ausführung des Verfahrens beschrieben. In einem ersten Schritt 50 erfolgt eine Erkennung einer Betankung. In einem nächsten Schritt 52 wird die Niederdruck-Kraftstoffpumpe so angesteuert, dass eine erhöhte Menge an Kraftstoff gefördert wird. Nach Ablauf eines vorab bestimmten Zeitraums wird in einem nächsten Schritt 54 die Niederdruck-Kraftstoffpumpe wieder derart angesteuert, dass die übliche Kraftstoffmenge gefördert wird.In 2 is a flowchart, a possible embodiment of the method described. In a first step 50 there is a recognition of refueling. In a next step 52 The low-pressure fuel pump is driven so that an increased amount of fuel is promoted. After a predetermined period of time has elapsed, the next step will be 54 the low-pressure fuel pump again controlled so that the usual amount of fuel is promoted.

Da der Zeitraum, in dem eine erhöhte Menge gefördert wird, bestimmbar ist, ist es möglich, diesen vorab fest einzustellen oder die Dauer in Abhängigkeit der Menge des getankten Kraftstoffs einzustellen. Dies kann selbstverständlich auch beim Einstellen des Maßes der Erhöhung der Fördermenge berücksichtigt werden.Since the period in which an increased amount is conveyed can be determined, it is possible to set it in advance or to set the duration depending on the amount of the fuel tanked. Of course, this can also be taken into account when setting the amount of increase in the delivery rate.

Alternativ ist es auch möglich, die Verunreinigung des Kraftstoffs zu messen und den Zeitraum der Erhöhung der Fördermenge so lange auszudehnen, bis ein gewisser Schwellwert der Verunreinigung unterschritten wird.Alternatively, it is also possible to measure the contamination of the fuel and to extend the period of increase of the flow rate until a certain threshold value of the impurity is exceeded.

Zu beachten ist, dass es für die Erkennung bzw. Auswertung der Füllstandsanhebung und Umsetzung zu einer geänderten EKP-Ansteuerung eine Vielzahl von Möglichkeiten gibt. It should be noted that there are a variety of options for detecting or evaluating the level increase and conversion to a modified EKP control.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Claims (12)

Verfahren zum Ansteuern einer Kraftstoffpumpe in einer Kraftstoffeinspritzeinrichtung eines Kraftfahrzeugs, bei dem eine Betankung mit Kraftstoff erkannt wird und anschließend über eine bestimmbaren Zeitraum eine Fördermenge der Kraftstoffpumpe erhöht wird, wobei der geförderte Kraftstoff mit einem Kraftstofffilter (20) gereinigt wird.Method for controlling a fuel pump in a fuel injection device of a motor vehicle, in which a fueling with fuel is detected and then over a determinable period of a delivery of the fuel pump is increased, the subsidized fuel with a fuel filter ( 20 ) is cleaned. Verfahren nach Anspruch 1, das in einer Common-Rail-Einrichtung (10) durchgeführt wird.Method according to Claim 1, which is used in a common rail device ( 10 ) is carried out. Verfahren nach Anspruch 2, bei dem als Kraftstoffpumpe die Niederdruck-Kraftstoffpumpe (22) der Common-Rail-Einrichtung (10) angesteuert wird.Method according to Claim 2, in which the low-pressure fuel pump ( 22 ) of the common rail device ( 10 ) is driven. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei dem der Kraftstoff im Nachlauf gereinigt wird.Method according to one of claims 1 to 3, wherein the fuel is cleaned in the wake. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei dem der Kraftstoff im Vorlauf gereinigt wird.Method according to one of claims 1 to 4, wherein the fuel is purified in the flow. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei dem die Betankung über eine Erhöhung des Tankstands erkannt wird.Method according to one of claims 1 to 5, wherein the refueling is detected by an increase of the tank level. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, bei dem in Abhängigkeit einer Füllmengenänderung eine zeitgesteuerte Änderung der Ansteuerung der Kraftstoffpumpe erfolgt.Method according to one of claims 1 to 6, in which a time-controlled change of the control of the fuel pump takes place as a function of a change in charge quantity. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, bei dem in Abhängigkeit einer Füllmenge eine zeitgesteuerte Änderung der Ansteuerung der Kraftstoffpumpe erfolgt. Method according to one of claims 1 to 7, in which a time-controlled change of the control of the fuel pump takes place as a function of a filling quantity. Verfahren nach Anspruch 7 oder 8, bei dem eine zeitgesteuerte Vollansteuerung der Kraftstoffpumpe über den gesamten Betriebsbereich erfolgt.Method according to Claim 7 or 8, in which a time-controlled full activation of the fuel pump takes place over the entire operating range. Verfahren nach Anspruch 7 oder 8, bei dem eine zeitgesteuerte Vollansteuerung der Kraftstoffpumpe innerhalb eingeschränkter Betriebsbereiche erfolgt.Method according to Claim 7 or 8, in which a time-controlled full control of the fuel pump takes place within restricted operating ranges. Anordnung zum Ansteuern einer Kraftstoffpumpe einer Kraftstoffeinspritzeinrichtung eines Kraftfahrzeugs, insbesondere zur Durchführung eines Verfahrens in einem der Ansprüche 1 bis 10, mit einer Einrichtung zum Erkennen einer Betankung, die ein Steuergerät (26) zum Ansteuern der Kraftstoffpumpe umfasst.Arrangement for actuating a fuel pump of a fuel injection device of a motor vehicle, in particular for carrying out a method in one of claims 1 to 10, with a device for recognizing a refueling, which is a control device ( 26 ) for driving the fuel pump. Anordnung nach Anspruch 11, bei dem die Einrichtung zum Erkennen einer Betankung einen Tankfüllstandsensor (18) umfasst.Arrangement according to claim 11, wherein the means for recognizing a refueling a tank level sensor ( 18 ).
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