DE102013016460A1

DE102013016460A1 - Kraftstofftanksystem für ein Kraftfahrzeug

Info

Publication number: DE102013016460A1
Application number: DE201310016460
Authority: DE
Inventors: Holger Fitterer; Timo Himmel; Karl-Heinz Kempka; Christian Weimer
Original assignee: Daimler AG
Current assignee: Mercedes Benz Group AG
Priority date: 2013-10-04
Filing date: 2013-10-04
Publication date: 2015-04-09

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Kraftstofftanksystem für ein Kraftfahrzeug, mit einem Kraftstofftank (11) zur Lagerung eines flüssigen Kraftstoffs für eine Brennkraftmaschine (12) des Kraftfahrzeugs, mit zumindest einer Kraftstoffpumpe (13) zur Beförderung des Kraftstoffs aus dem Kraftstofftank (11) in die Brennkraftmaschine (12), und mit zumindest einer zur Tankdichtigkeitsprüfung vorgesehenen Pumpe (14), wobei die zur Tankdichtigkeitsprüfung vorgesehene Pumpe (14) als eine Strahlpumpe ausgebildet ist.

Description

Die Erfindung betrifft ein Kraftstofftanksystem nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Aus der DE 10 2010 064 240 A1 ist bereits ein Kraftstofftanksystem für ein Kraftfahrzeug, mit einem Kraftstofftank zur Lagerung eines flüssigen Kraftstoffs für eine Brennkraftmaschine des Kraftfahrzeugs und mit einer zur Tankdichtigkeitsprüfung vorgesehenen Pumpe, bekannt. Ferner ist es allgemein bekannt, dass das Kraftstofftanksystem eine Kraftstoffpumpe zur Beförderung des Kraftstoffs aus dem Kraftstofftank in die Brennkraftmaschine aufweist.
Der Erfindung liegt insbesondere die Aufgabe zugrunde, ein besonders kostengünstiges Kraftstofftanksystem, das zur Tankdichtigkeitsprüfung geeignet ist, bereitzustellen. Diese Aufgabe wird durch eine erfindungsgemäße Ausgestaltung entsprechend dem Anspruch 1 gelöst. Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.
Die Erfindung geht aus von einem Kraftstofftanksystem für ein Kraftfahrzeug, mit einem Kraftstofftank zur Lagerung eines flüssigen Kraftstoffs für eine Brennkraftmaschine des Kraftfahrzeugs, mit zumindest einer Kraftstoffpumpe zur Beförderung des Kraftstoffs aus dem Kraftstofftank in die Brennkraftmaschine, und mit zumindest einer zur Tankdichtigkeitsprüfung vorgesehenen Pumpe.
Es wird vorgeschlagen, dass die zur Tankdichtigkeitsprüfung vorgesehene Pumpe als eine Strahlpumpe ausgebildet ist. Dadurch kann eine besonders einfache, robuste, verschleiß- und wartungsarme Pumpe zur Tankdichtigkeitsprüfung verwendet werden, wodurch Herstellkosten und Wartungskosten des Kraftstofftanksystems reduziert werden können. Durch die Tankdichtigkeitsprüfung können Lecks in dem Kraftstofftank und damit ein undichter Kraftstofftank schnell erkannt werden, wodurch eine Verschmutzung einer Umwelt reduziert werden kann. Dadurch kann ein besonders kostengünstiges Kraftstofftanksystem, das zur Tankdichtigkeitsprüfung geeignet ist, bereitgestellt werden, wodurch bestimmte Umweltschutzauflagen, die insbesondere durch eine entsprechende Gesetzgebung vorgeschrieben sind, erfüllt werden können, ohne dass dadurch erhebliche Kosten entstehen. Unter „vorgesehen” soll insbesondere speziell programmiert, ausgelegt, ausgestattet, angeordnet und/oder strömungstechnisch verschaltet verstanden werden.
Zur weiteren Kostenersparnis wird weiter vorgeschlagen, dass die Kraftstoffpumpe dazu vorgesehen ist, die zur Tankdichtigkeitsprüfung vorgesehene und als Strahlpumpe ausgebildete Pumpe zu betreiben, wodurch eine bereits vorhandene Pumpe zum Betrieb der zur Tankdichtigkeitsprüfung vorgesehenen Pumpe verwendet werden kann. Unter „betreiben” soll in diesem Zusammenhang insbesondere verstanden werden, dass die Kraftstoffpumpe ein Treibmediumstrom mit einem genügend hohen Druck bereitstellt, durch den aufgrund eines Impulsaustauschs die als Strahlpumpe ausgebildete Pumpe ein Saugmedium ansaugt, wodurch eine Pumpwirkung erzeugt wird. Der Treibmediumstrom ist vorzugsweise als ein Kraftstoffstrom ausgebildet.
Ferner wird vorgeschlagen, dass die zur Tankdichtigkeitsprüfung vorgesehene Pumpe einen Saugmediumeintritt aufweist, der zur Ansaugung eines Gases außerhalb des Kraftstofftanks vorgesehen ist, wodurch ein Überdruck in dem Kraftstofftank zur Tankdichtigkeitsprüfung besonders einfach erhöht werden kann. Das Saugmedium, welches durch die als Strahlpumpe ausgebildete Pumpe aufgrund des Impulsaustauschs angesaugt wird, ist vorzugsweise als ein Gas ausgebildet. Die als Strahlpumpe ausgebildete Pumpe saugt das Saugmedium vorteilhaft über den Saugmediumeintritt an.
Insbesondere ist es vorteilhaft, wenn der Saugmediumeintritt zur Ansaugung einer Umgebungsluft vorgesehen ist, wodurch das Kraftstofftanksystem weiter vereinfacht werden kann. Das Saugmedium, welches durch die als Strahlpumpe ausgebildete Pumpe aufgrund des Impulsaustausches angesaugt wird, ist vorzugsweise als die Umgebungsluft ausgebildet. Unter einer „Umgebungsluft” soll insbesondere eine Luft aus einer Umgebung des Kraftfahrzeugs verstanden werden.
Um das Kraftstofftanksystem hinsichtlich Kosten weiter zu verbessern, ist es ferner vorteilhaft, wenn die zur Tankdichtigkeitsprüfung vorgesehene Pumpe zumindest im Wesentlichen innerhalb des Kraftstofftanks angeordnet ist, wodurch ein bereits vorhandener Bauraum zur Anordnung der zur Tankdichtigkeitsprüfung vorgesehenen Pumpe genutzt werden kann.
In einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung weist das Kraftstofftanksystem zumindest ein zur Aufnahme eines Kraftstoffdampfes vorgesehenes Sorptionsfilter auf, wobei die zur Tankdichtigkeitsprüfung vorgesehene Pumpe dazu vorgesehen ist, das Gas über das Sorptionsfilter anzusaugen. Dadurch kann die zur Tankdichtigkeitsprüfung vorgesehene Pumpe zusätzlich zur Regenerierung des Sorptionsfilters verwendet werden, wodurch eine umweltschonende Tankentlüftung besonders kostengünstig bereitgestellt werden kann. Unter einem „Sorptionsfilter” soll insbesondere ein Behälter mit einem Sorptionsmittel verstanden werden, das zur Tankentlüftung von dem Kraftstoffdampf durchströmt wird, wobei das Sorptionsmittel dazu vorgesehen ist, zumindest einen Teil des Kraftstoffdampfs und damit zumindest einen Teil von flüchtigen Substanzen des Kraftstoffs aus dem Kraftstofftank aufzunehmen und zumindest zwischenzuspeichern.
Weiter wird vorgeschlagen, dass das Kraftstofftanksystem zumindest ein Ventil aufweist, das in wenigstens einer Ventilstellung den Saugmediumeintritt strömungstechnisch öffnet und in wenigstens einer Ventilstellung den Saugmediumeintritt strömungstechnisch verschließt, wodurch die Tankdichtigkeitsprüfung besonders einfach durchgeführt werden kann.
Ferner wird vorgeschlagen, dass das Kraftstofftanksystem zumindest ein Ventil aufweist, das zum Antrieb der zur Tankdichtigkeitsprüfung vorgesehenen Pumpe in wenigstens einer Ventilstellung eine Druckseite der Kraftstoffpumpe an die zur Tankdichtigkeitsprüfung vorgesehene Pumpe strömungstechnisch anbindet und in wenigstens einer Ventilstellung die Druckseite der Kraftstoffpumpe von der zur Tankdichtigkeitsprüfung vorgesehenen Pumpe strömungstechnisch trennt, wodurch die zur Tankdichtigkeitsprüfung vorgesehene Pumpe besonders einfach gesteuert werden kann.
Insbesondere ist es vorteilhaft, wenn das Kraftstofftanksystem einen die zumindest eine Kraftstoffpumpe aufnehmenden Innentank, der innerhalb des Kraftstofftanks angeordnet ist, umfasst, wobei die zur Tankdichtigkeitsprüfung vorgesehene Pumpe einen Mediumaustritt aufweist, der außerhalb des Innentanks angeordnet ist, wodurch eine Beeinflussung der Beförderung des Kraftstoffs in die Brennkraftmaschine verhindert werden kann.
Weiter ist es vorteilhaft, wenn das Kraftstofftanksystem eine Steuer- und/oder Regeleinheit mit einer Tankleckdiagnosefunktion aufweist, die dazu vorgesehen ist, zum Aufbau eines Überdrucks in dem Kraftstofftank zumindest das zum Öffnen und Verschließen des Saugmediumeintritts vorgesehene Ventil anzusteuern, wodurch eine besonders kostengünstige On-Board-Diagnose zur Tankdichtigkeitsprüfung bereitgestellt werden kann. Unter einer „On-Board-Diagnose” soll insbesondere ein Funktionsüberprüfungsverfahren verstanden werden, das lediglich kraftfahrzeugeigene Bauteile, wie im Kraftfahrzeug eingebaute Sensoren, verwendet und damit vorzugsweise in einem Kundenbetrieb, insbesondere unabhängig von einer Werkstatt, durchgeführt wird oder werden kann.
Weitere Vorteile ergeben sich aus der folgenden Figurenbeschreibung. In der einzigen Figur ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Die Figur, die Figurenbeschreibung und die Ansprüche enthalten zahlreiche Merkmale in Kombination. Der Fachmann wird die Merkmale zweckmäßigerweise auch einzeln betrachten und zu sinnvollen weiteren Kombinationen zusammenfassen.
1 zeigt schematisch eine Kraftfahrzeugvorrichtung, die eine zur Bereitstellung eines Antriebsmoments vorgesehene Brennkraftmaschine 12 und ein zur Kraftstoffversorgung der Brennkraftmaschine 12 vorgesehenes Kraftstofftanksystem 10 aufweist. Die Kraftfahrzeugvorrichtung ist Teil eines Kraftfahrzeugs.
Das Kraftstofftanksystem 10 des Kraftfahrzeugs weist einen Kraftstofftank 11 auf, der zur Lagerung eines flüssigen Kraftstoffs für die Brennkraftmaschine 12 des Kraftfahrzeugs vorgesehen ist. Der Kraftstoff ist innerhalb des Kraftstofftanks 11 bevorratet. Der Kraftstofftank 11 weist weiter eine nicht dargestellte Einfüllöffnung auf, durch die der Kraftstofftank 11 mit dem Kraftstoff befüllt werden kann. Der Kraftstoff ist als Diesel oder als Benzin ausgebildet.
Zur Beförderung des Kraftstoffs aus dem Kraftstofftank 11 in die Brennkraftmaschine 12 weist das Kraftstofftanksystem 10 eine Kraftstoffpumpe 13 auf. Die Kraftstoffpumpe 13 versorgt ein nicht dargestelltes Kraftstoffeinspritzsystem der Brennkraftmaschine 12 mit dem Kraftstoff. Das Kraftstoffeinspritzsystem spritzt den Kraftstoff in Brennräume der Brennkraftmaschine 12 ein, in denen dieser zur Bereitstellung des Antriebsmoments verbrannt wird. Die Kraftstoffpumpe 13 ist elektrisch ausgebildet.
Um die Beförderung des Kraftstoffs in die Brennkraftmaschine 12 sicherzustellen, weist das Kraftstofftanksystem 10 einen Innentank 20 auf, der innerhalb des Kraftstofftanks 11 angeordnet ist. Die Kraftstoffpumpe 13 ist dabei innerhalb des Innentanks 20 angeordnet.
Sie fördert den Kraftstoff aus dem Innentank 20 in die Brennkraftmaschine 12. Der Innentank 20 ist als ein sogenannter Catch-Tank ausgebildet, der dazu vorgesehen ist, eine Versorgung der Brennkraftmaschine 12 mit dem Kraftstoff auch bei extremer Kurvenfahrt, bei Fahrten in steilem Gelände und bei geringfügig gefülltem Kraftstofftank 11 sicherzustellen. Zur Befüllung des Innentanks 20 weist das Kraftstofftanksystem 10 eine nicht dargestellte Strahlpumpe auf, die den Kraftstoff aus dem Kraftstofftank 11 in den Innentank 20 befördert. Die Kraftstoffpumpe 13 ist dabei zum Betrieb der nicht dargestellten Strahlpumpe vorgesehen.
Zur Tankentlüftung weist das Kraftstofftanksystem 10 eine Tankentlüftungsvorrichtung auf, die zur Aufnahme von Kraftstoffdampf ein Sorptionsfilter 16 umfasst. Das Sorptionsfilter 16 ist strömungstechnisch an ein nicht dargestelltes, zur Versorgung der Brennräume mit Luft vorgesehenes Saugrohr der Brennkraftmaschine 12 anbindbar. Ferner ist das Sorptionsfilter 16 strömungstechnisch an den Kraftstofftank 11 angebunden. Zur Tankentlüftung saugt das Saugrohr über das Sorptionsfilter 16 den Kraftstoffdampf aus dem Kraftstofftank 11 an. Dabei adsorbiert das Sorptionsfilter 16 zumindest einen Teil des Kraftstoffdampfs und speichert diesen bis er regeneriert wird. Das Sorptionsfilter 16 adsorbiert im Wesentlichen Kohlenwasserstoffe. Das Sorptionsfilter 16 ist als ein Aktivkohlefilter ausgebildet.
Um einen undichten Kraftstofftank 11 werkstattunabhängig zu erkennen, weist das Kraftstofftanksystem 10 eine zur Tankdichtigkeitsprüfung vorgesehene Pumpe 14 auf. Die Tankdichtigkeitsprüfung erfolgt mit kraftfahrzeugeigenen Bauteilen. Sie erfolgt regelmäßig und/oder während vordefinierten Betriebszuständen in einem Kundenbetrieb des Kraftfahrzeugs. Die Tankdichtigkeitsprüfung ist Teil einer On-Board-Diagnose der Kraftfahrzeugvorrichtung.
Die zur Tankdichtigkeitsprüfung vorgesehene Pumpe 14 ist als eine Strahlpumpe ausgebildet, wodurch auf eine aktive Pumpe zur Tankdichtigkeitsprüfung verzichtet werden kann. Die Kraftstoffpumpe 13 ist dabei dazu vorgesehen, die zur Tankdichtigkeitsprüfung vorgesehene und als Strahlpumpe ausgebildete Pumpe 14 zu betreiben. Die zur Tankdichtigkeitsprüfung vorgesehene Pumpe 14 ist damit als eine von der Kraftstoffpumpe 13 betriebene Strahlpumpe ausgebildet.
Die Kraftstoffpumpe 13 weist eine Druckseite 19 auf, die an die zur Tankdichtigkeitsprüfung vorgesehene Pumpe 14 strömungstechnisch anbindbar ist. Dabei befördert die Kraftstoffpumpe 13 den Kraftstoff zu der oder in die zur Tankdichtigkeitsprüfung vorgesehene Pumpe 14, wodurch die zur Tankdichtigkeitsprüfung vorgesehene Pumpe 14 eine Pumpwirkung erzeugt. Der Kraftstoff wirkt als Treibmedium in der Pumpe 14.
Die zur Tankdichtigkeitsprüfung vorgesehene Pumpe 14 weist einen Treibmediumeintritt 22, einen Saugmediumeintritt 15 und einen Mediumaustritt 21 auf. Der Treibmediumeintritt 22 ist strömungstechnisch an die Druckseite 19 der Kraftstoffpumpe 13 anbindbar.
Der Saugmediumeintritt 15 ist zur Ansaugung eines Gases außerhalb des Kraftstofftanks 11 vorgesehen. Der Saugmediumeintritt 15 ist zur Ansaugung einer Umgebungsluft außerhalb des Kraftstofftanks 11 vorgesehen. Dazu ist der Saugmediumeintritt 15 mit einer Umgebung des Kraftfahrzeugs strömungstechnisch verbindbar, um von außen die Umgebungsluft aus der Umgebung zur Tankdichtigkeitsprüfung anzusaugen. Das Kraftstofftanksystem 10 weist eine Ansaugleitung 23 auf, die dazu vorgesehen ist, den Saugmediumeintritt 15 der Pumpe 14 strömungstechnisch an die Umgebung anzubinden. Die Ansaugleitung 23 führt aus dem Kraftstofftank 11 in die Umgebung. Die Ansaugleitung 23 ist strömungstechnisch an den Saugmediumeintritt 15 angebunden.
In einem Zustand, in dem die Pumpe 14 die Pumpwirkung erzeugt und der Saugmediumeintritt 15 strömungstechnisch geöffnet ist, saugt die zur Tankdichtigkeitsprüfung vorgesehene Pumpe 14 mittels der Ansaugleitung 23 die Umgebungsluft an. Die angesaugte Umgebungsluft und der als Treibmedium wirkende Kraftstoff strömen anschließend aus dem Mediumaustritt 21 in den Kraftstofftank 11. Die zur Tankdichtigkeitsprüfung vorgesehene Pumpe 14 ist dabei dazu vorgesehen, einen Überdruck in dem Kraftstofftank 11 einzustellen, wodurch ein besonders stabiles System zur Tankdichtigkeitsprüfung bereitgestellt werden kann. Sie ist dazu vorgesehen, einen Gasdruck in dem Kraftstofftank 11 einzustellen, der größer ist als ein Umgebungsdruck. Da bei Erreichen eines maximalen Drucks kein weiterer Druckaufbau über die als Strahlpumpe ausgebildete Pumpe 14 möglich ist, kann ein selbstregelnder Druckaufbau realisiert werden.
Die zur Tankdichtigkeitsprüfung vorgesehene Pumpe 14 ist innerhalb des Kraftstofftanks 11 angeordnet. Der Saugmediumeintritt 15, der Treibmediumeintritt 22 und der Mediumaustritt 21 der Pumpe 14 sind innerhalb des Kraftstofftanks 11 angeordnet. Dabei ist die zur Tankdichtigkeitsprüfung vorgesehene Pumpe 14 außerhalb des Innentanks 20 angeordnet. Der Saugmediumeintritt 15, der Treibmediumeintritt 22 und der Mediumaustritt 21 der Pumpe 14 sind außerhalb des Innentanks 20 angeordnet. Der Mediumaustritt 21 der Pumpe 14 ist an einem Boden 24 des Kraftstofftanks 11 angeordnet. Er ist im Vergleich zu dem Treibmediumeintritt 22 und dem Saugmediumeintritt 15 näher an dem Boden 24 des Kraftstofftanks 11 angeordnet. Der Mediumaustritt 21 ist dazu vorgesehen, die angesaugte Umgebungsluft und den als Treibmedium wirkenden Kraftstoff in den flüssigen Kraftstoff und damit unterhalb eines Kraftstoffspiegels 34 zu entlassen. Grundsätzlich ist es denkbar, dass die zur Tankdichtigkeitsprüfung vorgesehene Pumpe 14 zumindest teilweise innerhalb des Innentanks 20 angeordnet ist. Es ist grundsätzlich denkbar, dass der Saugmediumeintritt 15, der Treibmediumeintritt 22 und/oder der Mediumaustritt 21 der Pumpe 14 innerhalb des Innentanks 20 angeordnet sind.
Zur Regenerierung des Sorptionsfilters 16 saugt die zur Tankdichtigkeitsprüfung vorgesehene Pumpe 14 das Gas, in diesem Ausführungsbeispiel die Umgebungsluft, über das Sorptionsfilter 16 an. Das Sorptionsfilter 16 ist bezüglich einer Strömungsrichtung 25 des durch die Pumpe 14 angesaugten Gases dem Saugmediumeintritt 15 vorgeschaltet. Die als Strahlpumpe ausgebildete Pumpe 14 ist zur Tankdichtigkeitsprüfung und gleichzeitig zur Regenerierung des Sorptionsfilters 16 vorgesehen. Durch das Ansaugen des Gases, in diesem Ausführungsbeispiel der Umgebungsluft, zur Tankdichtigkeitsprüfung, wird gleichzeitig das Sorptionsfilter 16 gespült und damit regeneriert. Grundsätzlich kann das Kraftstofftanksystem 10 einen Luftfilter aufweisen, über den die zur Tankdichtigkeitsprüfung vorgesehene Pumpe 14 das Gas ansaugt.
Das Kraftstofftanksystem 10 weist weiter ein erstes Ventil 17 und ein zweites Ventil 18 auf. Das erste Ventil 17 ist strömungstechnisch zwischen der Umgebung und dem Saugmediumeintritt 15 angeordnet. Es ist strömungstechnisch zwischen dem Sorptionsfilter 16 und dem Saugmediumeintritt 15 angeordnet. Die Ansaugleitung 23 verbindet den Saugmediumeintritt 15 und das erste Ventil 17 miteinander. Das erste Ventil 17 weist eine erste Ventilstellung und eine zweite Ventilstellung auf. In der ersten Ventilstellung verschließt das erste Ventil 17 den Saugmediumeintritt 15 strömungstechnisch gegenüber der Umgebung. In der ersten Ventilstellung des ersten Ventils 17 ist die Umgebung und der Saugmediumeintritt 15 strömungstechnisch voneinander getrennt, wodurch das Ansaugen der Umgebungsluft durch die zur Tankdichtigkeitsprüfung vorgesehene Pumpe 14 verhindert ist auch wenn diese betrieben wird. In der zweiten Ventilstellung öffnet das erste Ventil 17 den Saugmediumeintritt 15 strömungstechnisch gegenüber der Umgebung. In der zweiten Ventilstellung des ersten Ventils 17 sind die Umgebung und der Saugmediumeintritt 15 strömungstechnisch miteinander verbunden, wodurch die zur Tankdichtigkeitsprüfung vorgesehene Pumpe 14 die Umgebungsluft ansaugt, wenn diese betrieben wird.
Die erste Ventilstellung des ersten Ventils 17 ist als eine Grundstellung ausgebildet, die sich selbstständig einstellt. Zur Einstellung der ersten Ventilstellung weist das erste Ventil 17 eine Rückstellfeder 26 auf. Die zweite Ventilstellung des ersten Ventils 17 ist als eine Schaltstellung ausgebildet, die aktiv eingestellt wird. Zur Einstellung der zweiten Ventilstellung weist das erste Ventil 17 einen Elektromagneten 27 auf. Das erste Ventil 17 ist als ein 2/2-Wegeventil ausgebildet. Es ist elektromagnetisch betätigbar. In 1 ist das erste Ventil 17 in der ersten Ventilstellung dargestellt.
Das zweite Ventil 18 ist zum einen strömungstechnisch zwischen der Kraftstoffpumpe 13 und der zur Tankdichtigkeitsprüfung vorgesehenen Pumpe 14 und zum anderen strömungstechnisch zwischen der Kraftstoffpumpe 13 und der Brennkraftmaschine 12 angeordnet. Es ist zum einen strömungstechnisch zwischen der Druckseite 19 und dem Treibmediumeintritt 22 und zum anderen strömungstechnisch zwischen der Druckseite 19 und dem Einspritzsystem angeordnet. Zur strömungstechnischen Verbindung des zweiten Ventils 18 mit dem Treibmediumeintritt 22 weist das Kraftstofftanksystem 10 eine Druckleitung 28 auf. Die Druckleitung 28 verbindet den Treibmediumeintritt 22 und das zweite Ventil 18 miteinander. Sie ist strömungstechnisch an den Treibmediumeintritt 22 angebunden. Die Druckleitung 28 verläuft innerhalb des Kraftstofftanks 11.
Das zweite Ventil 18 weist eine erste Ventilstellung und eine zweite Ventilstellung auf. In der ersten Ventilstellung trennt das zweite Ventil 18 die Druckseite 19 der Kraftstoffpumpe 13 strömungstechnisch von der zur Tankdichtigkeitsprüfung vorgesehenen Pumpe 14, wodurch das Erzeugen der Pumpwirkung und damit das Ansaugen der Umgebungsluft durch die Pumpe 14 verhindert ist. Die zweite Ventilstellung ist zum Antrieb der zur Tankdichtigkeitsprüfung vorgesehenen Pumpe 14 vorgesehen. In der zweiten Ventilstellung bindet das zweite Ventil 18 die Druckseite 19 der Kraftstoffpumpe 13 strömungstechnisch an die zur Tankdichtigkeitsprüfung vorgesehene Pumpe 14 an, wodurch die Pumpe 14 die Pumpwirkung erzeugt, wenn die Kraftstoffpumpe 13 in Betrieb ist. In beiden Ventilstellungen bindet das zweite Ventil 18 die Druckseite 19 der Kraftstoffpumpe 13 strömungstechnisch an die Brennkraftmaschine 12 an. In der zweiten Ventilstellung des zweiten Ventils 18 ist die Druckseite 19 der Kraftstoffpumpe 13 strömungstechnisch parallel mit der Pumpe 14 und der Brennkraftmaschine 12 verbunden. Die Kraftstoffpumpe 13 versorgt in der zweiten Ventilstellung des zweiten Ventils 18 parallel die Pumpe 14 und die Brennkraftmaschine 12 mit dem Kraftstoff, wenn sie in Betrieb ist. Die strömungstechnische Verbindung zwischen der zur Tankdichtigkeitsprüfung vorgesehenen Pumpe 14 und der Kraftstoffpumpe 13 ist im Vergleich zu der strömungstechnischen Verbindung zwischen der Brennkraftmaschine 12 und der Kraftstoffpumpe 13 gedrosselt. Das zweite Ventil 18 drosselt einen Kraftstoffstrom in die zur Tankdichtigkeitsprüfung vorgesehene Pumpe 14.
Die erste Ventilstellung des zweiten Ventils 18 ist als eine Grundstellung ausgebildet, die sich selbstständig einstellt. Zur Einstellung der ersten Ventilstellung weist das zweite Ventil 18 eine Rückstellfeder 29 auf. Die zweite Ventilstellung des zweiten Ventils 18 ist als eine Schaltstellung ausgebildet, die aktiv eingestellt wird. Zur Einstellung der zweiten Ventilstellung weist das zweite Ventil 18 einen Elektromagneten 30 auf. Das zweite Ventil 18 ist als ein 3/2-Wegeventil ausgebildet. Es ist elektromagnetisch betätigbar. In 1 ist das zweite Ventil 18 in der zweiten Ventilstellung dargestellt.
Grundsätzlich kann auf das zweite Ventil 18 verzichtet werden. Dabei sind die zur Tankdichtigkeitsprüfung vorgesehene Pumpe 14 und die Brennkraftmaschine 12 analog wie in der zweiten Ventilstellung des zweiten Ventils 18 an der Kraftstoffpumpe 13 strömungstechnisch angebunden. Bei einem Verzicht auf das zweite Ventil 18 ist die Kraftstoffpumpe 13 ständig an der zur Tankdichtigkeitsprüfung vorgesehenen Pumpe 14 angebunden, wodurch die Pumpe 14 ständig die Pumpwirkung erzeugt, wenn die Kraftstoffpumpe 13 betrieben wird. Dabei erfolgt eine Steuerung oder Regelung des Gasdrucks in dem Kraftstofftank 11 durch das erste Ventil 17, da in der ersten Ventilstellung des ersten Ventils 17 die Ansaugung der Umgebungsluft verhindert ist, auch dann, wenn die zur Tankdichtigkeitspumpe vorgesehene Pumpe 14 durch die Kraftstoffpumpe 13 betrieben wird und die Pumpe 14 dadurch die Pumpwirkung erzeugt.
Weiter ist es grundsätzlich denkbar, dass die zur Tankdichtigkeitsprüfung vorgesehene Pumpe 14 auch zur Befüllung des Innentanks 20 verwendet wird, wodurch auf die nicht dargestellte Strahlpumpe verzichtet werden kann. Dabei ist die Pumpe 14 wahlweise zur Tankdichtigkeitsprüfung und zur Innentankbefüllung verwendbar. Zur wahlweisen Verwendung der Pumpe 14 weist das Kraftstofftanksystem 10 ein Umschaltventil auf, das in einer Ventilstellung zur Luftansaugung den Saugmediumeintritt 15 strömungstechnisch an die Umgebung anbindet und in einer anderen Ventilstellung zur Kraftstoffansaugung den Saugmediumeintritt 15 strömungstechnisch mit dem Kraftstofftank 11 verbindet. Dabei ist der Mediumaustritt 21 innerhalb des Innentanks 20 angeordnet.
Das Kraftstofftanksystem 10 weist zur Tankdichtigkeitsprüfung weiter einen Drucksensor 31 und eine Steuer- und Regeleinheit 32 auf. Die Steuer- und Regeleinheit 32 weist zur Tankdichtigkeitsprüfung eine Tankleckdiagnosefunktion auf, die zum Aufbau des Überdrucks in dem Kraftstofftank 11 das erste, zum Öffnen und Verschließen des Saugmediumeintritts 15 vorgesehene Ventil 17 und das zweite, zum Antrieb der zur Tankdichtigkeitsprüfung vorgesehenen Pumpe 14 vorgesehene Ventil 18 ansteuert.
Die Steuer- und Regeleinheit 32 ist zum Erkennen eines Tanklecks kommunizierend mit dem Drucksensor 31 und zur Ansteuerung der Ventile 17, 18 steuerungstechnisch mit den Elektromagneten 27, 30 verbunden. Der Drucksensor 31 misst den Gasdruck in dem Kraftstofftank 11 und die Steuer- und Regeleinheit 32 ermittelt einen Ist-Druckverlauf während einer vordefinierten Zeitspanne. Zur Feststellung eines undichten Kraftstofftanks 11 vergleicht die Steuer- und Regeleinheit 32 den Ist-Druckverlauf mit einem Soll-Druckverlauf. Wenn der Ist-Druckverlauf sich um einen bestimmten Schwellenwert von dem Soll-Druckverlauf unterscheidet, gibt die Steuer- und Regeleinheit 32 eine Fehlermeldung aus, die einem Fahrer des Kraftfahrzeugs einen undichten Kraftstofftank 11 signalisiert. Der Soll-Druckverlauf und der Schwellenwert sind in der Steuer- und Regeleinheit 32 hinterlegt.
In einem Tankleckprüfungsvorgang bestromt die Steuer- und Regeleinheit 32 die Elektromagneten 27, 30 der Ventile 17, 18, wodurch das erste Ventil 17 und das zweite Ventil 18 ausgehend von der ersten Ventilstellung in die zweite Ventilstellung geschaltet werden. Dabei ist die Kraftstoffpumpe 13 in Betrieb und versorgt die Brennkraftmaschine 12 mit dem Kraftstoff. Durch das in der zweiten Ventilstellung geschaltete zweite Ventil 18 strömt der Kraftstoff in eine Strömungsrichtung 33 durch den Treibmediumeintritt 22 der zur Tankdichtigkeitsprüfung vorgesehenen Pumpe 14. Dabei strömt der Kraftstoff durch eine Treibdüse der Pumpe 14, wodurch ein dynamischer Druckabfall an dem Saugmediumeintritt 15 entsteht. Durch das in der zweiten Ventilstellung geschaltete erste Ventil 17 saugt die zur Tankdichtigkeitsprüfung vorgesehene Pumpe 14 durch den Saugmediumeintritt 15 die Umgebungsluft über das Sorptionsfilter 16 an, die sich mit dem Kraftstoff in der Pumpe 14 vermischt und aus dem Mediumaustritt 21 in den Kraftstofftank 11 strömt. Dadurch wird zum einen ein Überdruck in dem Kraftstofftank 11 zur Tankdichtigkeitsprüfung aufgebaut und zum anderen das Sorptionsfilter 16 regeneriert. Die Steuer- und Regeleinheit 32 bestromt die Elektromagneten 27, 30 so lange, bis ein bestimmter Überdruck in dem Kraftstofftank 11 vorliegt. Bei dem bestimmten Überdruck beendet die Steuer- und Regeleinheit 32 die Bestromung der Elektromagnete 27, 30, wodurch die Rückstellfedern 26, 29 der Ventile 17, 18 jeweils die erste Ventilstellung einstellen. Anschließend, und damit bei in der ersten Ventilstellung geschalteten Ventilen 17, 18, ermittelt die Steuer- und Regeleinheit 32 mit Hilfe des Drucksensors 31 den Ist-Druckverlauf während der vordefinierten Zeitspanne. Wenn sich der Ist-Druckverlauf und der Soll-Druckverlauf voneinander unterscheiden und der Unterschied größer ist als der Schwellenwert, erfolgt eine von dem Fahrer sofort sichtbare Fehlermeldung, dass der Kraftstofftank 11 undicht ist. Die Fehlermeldung wird mittels zumindest eines in einem Kraftfahrzeuginnenraum angeordneten Visualisierungselements, beispielsweise mittels eines Kontrolllämpchens, ausgegeben. Die Tankdichtigkeitsprüfung kann während eines Kraftfahrzeugstillstands oder während einer Kraftfahrzeugfahrt durchgeführt werden.
Bezugszeichenliste

10: Kraftstofftanksystem
11: Kraftstofftank
12: Brennkraftmaschine
13: Kraftstoffpumpe
14: Pumpe
15: Saugmediumeintritt
16: Sorptionsfilter
17: Ventil
18: Ventil
19: Druckseite
20: Innentank
21: Mediumaustritt
22: Treibmediumeintritt
23: Ansaugleitung
24: Boden
25: Strömungsrichtung
26: Rückstellfeder
27: Elektromagnet
28: Druckleitung
29: Rückstellfeder
30: Elektromagnet
31: Drucksensor
32: Steuer- und Regeleinheit
33: Strömungsrichtung
34: Kraftstoffspiegel

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102010064240 A1 [0002]

Claims

Kraftstofftanksystem für ein Kraftfahrzeug, mit einem Kraftstofftank (11) zur Lagerung eines flüssigen Kraftstoffs für eine Brennkraftmaschine (12) des Kraftfahrzeugs, mit zumindest einer Kraftstoffpumpe (13) zur Beförderung des Kraftstoffs aus dem Kraftstofftank (11) in die Brennkraftmaschine (12), und mit zumindest einer zur Tankdichtigkeitsprüfung vorgesehenen Pumpe (14), dadurch gekennzeichnet, dass die zur Tankdichtigkeitsprüfung vorgesehene Pumpe (14) als eine Strahlpumpe ausgebildet ist.
Kraftstofftanksystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kraftstoffpumpe (13) dazu vorgesehen ist, die zur Tankdichtigkeitsprüfung vorgesehene und als Strahlpumpe ausgebildete Pumpe (14) zu betreiben.
Kraftstofftanksystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die zur Tankdichtigkeitsprüfung vorgesehene Pumpe (14) einen Saugmediumeintritt (15) aufweist, der zur Ansaugung eines Gases außerhalb des Kraftstofftanks (11) vorgesehen ist.
Kraftstofftanksystem nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Saugmediumeintritt (15) zur Ansaugung einer Umgebungsluft vorgesehen ist.
Kraftstofftanksystem nach einem der vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, dass die zur Tankdichtigkeitsprüfung vorgesehene Pumpe (14) zumindest im Wesentlichen innerhalb des Kraftstofftanks (11) angeordnet ist.
Kraftstofftanksystem zumindest nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch zumindest ein zur Aufnahme eines Kraftstoffdampfes vorgesehenes Sorptionsfilter (16), wobei die zur Tankdichtigkeitsprüfung vorgesehene Pumpe (14) dazu vorgesehen ist, das Gas über das Sorptionsfilter (16) anzusaugen.
Kraftstofftanksystem zumindest nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch zumindest ein Ventil (17), das in wenigstens einer Ventilstellung den Saugmediumeintritt (15) strömungstechnisch öffnet und in wenigstens einer Ventilstellung den Saugmediumeintritt (15) strömungstechnisch verschließt.
Kraftstofftanksystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch zumindest ein Ventil (18), das zum Antrieb der zur Tankdichtigkeitsprüfung vorgesehenen Pumpe (14) in wenigstens einer Ventilstellung eine Druckseite (19) der Kraftstoffpumpe (13) an die zur Tankdichtigkeitsprüfung vorgesehene Pumpe (14) strömungstechnisch anbindet und in wenigstens einer Ventilstellung die Druckseite (19) der Kraftstoffpumpe (13) von der zur Tankdichtigkeitsprüfung vorgesehenen Pumpe (14) strömungstechnisch trennt.
Kraftstofftanksystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch einen die zumindest eine Kraftstoffpumpe (13) aufnehmenden Innentank (20), der innerhalb des Kraftstofftanks (11) angeordnet ist, wobei die zur Tankdichtigkeitsprüfung vorgesehene Pumpe (14) einen Mediumaustritt (21) aufweist, der außerhalb des Innentanks (20) angeordnet ist.
Kraftstofftanksystem zumindest nach Anspruch 7, gekennzeichnet durch eine Steuer- und/oder Regeleinheit (32) mit einer Tankleckdiagnosefunktion, die dazu vorgesehen ist, zum Aufbau eines Überdrucks in dem Kraftstofftank (11) zumindest das zum Öffnen und Verschließen des Saugmediumeintritts (15) vorgesehene Ventil (17) anzusteuern.