DE102021204881B4 - Kraftstofffördervorrichtung, Kraftstofftank mit einer derartigen Kraftstofffördervorrichtung, Verfahren zur Bestimmung der Temperatur eines Fluids innerhalb eines Kraftstofftanks, Verfahren zur Steuerung und/oder Regelung eines Elektromotors sowie Verfahren zur Steuerung und/oder Regelung einer Zuführung von Kraftstoffdämpfen zu einem Verbrennungsprozess einer Verbrennungskraftmaschine - Google Patents

Kraftstofffördervorrichtung, Kraftstofftank mit einer derartigen Kraftstofffördervorrichtung, Verfahren zur Bestimmung der Temperatur eines Fluids innerhalb eines Kraftstofftanks, Verfahren zur Steuerung und/oder Regelung eines Elektromotors sowie Verfahren zur Steuerung und/oder Regelung einer Zuführung von Kraftstoffdämpfen zu einem Verbrennungsprozess einer Verbrennungskraftmaschine Download PDF

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Abstract

Kraftstofffördervorrichtung (1) mit- einer Pumpenstufe,- einem Elektromotor (11), durch den die Pumpenstufe antreibbar ist,- einem Steuergerät (10), und- einem magnetoresistiven Füllstandsensor (4), durch den ein Füllstandssignal erzeugbar ist, aufweisend einen Temperatureinflusskompensator (3), durch den ein Kompensationssignal zur Kompensation von temperaturbedingten Einflüssen auf das Füllstandssignal erzeugbar ist, wobei- die Kraftstofffördervorrichtung (1) eine Auswerteeinheit (5) aufweist, die derart ausgebildet ist, dass durch die Auswerteeinheit (5) mittels des Kompensationssignals die Temperatur eines Fluids, welches den Füllstandssensor (4) umgibt, bestimmbar ist.

Description

  • Technisches Gebiet
  • Die Erfindung betrifft eine Kraftstofffördervorrichtung mit einer Kraftstoffpumpe, einem Elektromotor, durch den die Kraftstoffpumpe antreibbar ist, einem Steuergerät, und einem magnetoresistiven Füllstandsensor, durch den ein Füllstandssignal erzeugbar ist, aufweisend einen Temperatureinflusskompensator, durch den ein Kompensationssignal zur Kompensation von temperaturbedingten Einflüssen auf das Füllstandssignal erzeugbar ist. Ferner betrifft die Erfindung einen Kraftstofftank mit einer derartigen Kraftstofffördervorrichtung. Darüber hinaus betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Bestimmung der Temperatur eines Fluids innerhalb eines Kraftstofftanks. Darüber hinaus betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Steuerung und/oder Regelung eines Elektromotors sowie ein Verfahren zur Steuerung und/oder Regelung einer Zuführung von Kraftstoffdämpfen zu einem Verbrennungsprozess einer Verbrennungskraftmaschine.
  • Stand der Technik
  • Aufgrund strenger werdender gesetzlicher Kraftstoffverbrauchsanforderungen müssen seit längerem auch Nebenaggregate von Verbrennungsmotoren einen Beitrag zur Verbrauchseinsparung leisten. Während Kraftstofffördervorrichtungen früher derart betrieben worden sind, dass dem Verbrennungsmotor eine Menge an Kraftstoff zugeführt worden ist, die dessen Bedarf übertraf und die überschüssige Menge zurück in den Kraftstofftank gefördert wurde, was mit einer entsprechenden Verlustleistung verbunden war, hat sich inzwischen eine bedarfsgerechte Regelung von Kraftstofffördervorrichtungen durchgesetzt. Dadurch hat sich der Energieverbrauch der Kraftstofffördervorrichtungen deutlich gesenkt. Allerdings ist es hierfür unter anderem notwendig die Kraftstofftemperatur des zu fördernden Kraftstoffs zu bestimmen, um eine möglichst genaue Regelung der Kraftstofffördervorrichtung sicherzustellen oder die Kraftstoffpumpe bei entsprechend niedrigen Kraftstofftemperaturen mit einem Warmlaufverfahren zu betreiben. Daher ist im Stand der Technik die Verwendung eines dedizierten Temperatursensors im Kraftstofftank zur Bestimmung der Kraftstofftemperatur vorgesehen.
  • Die Druckschrift DE 10 2013 011 409 A1 offenbart einen Baukasten für eine Vielzahl verschiedener Kraftstofffördervorrichtungen, die jeweils einen dedizierten Temperatursensor aufweisen.
  • Die Druckschrift DE 10 2017 107 907 A1 offenbart ein Verfahren zur Regelung eines Elektromotors, durch den eine Pumpenstufe einer Kraftstofffördervorrichtung antreibbar ist, wobei ein Kraftstoffdruck, ermittelt durch einen Drucksensor, eine Kraftstofftemperatur, ermittelt durch einen dedizierten Temperatursensor, und ein Phasenstrom, ermittelt durch einen Stromsensor, an ein Steuergerät weitergeleitet werden, welches anhand dieser Messwerte den Elektromotor und damit die Pumpenstufe der Kraftstofffördervorrichtung regelt.
  • Die Druckschrift DE 10 308 958 A1 offenbart einen magnetisch passiven Füllstandssensor, der als Füllstandssensor ausgebildet ist. Derartige Sensoren werden aufgrund ihrer Zuverlässigkeit und Robustheit gegenüber Kraftstoffen bevorzugt als Kraftstofffüllstandssensoren innerhalb von Kraftstofftanks eingesetzt. Ihre Funktionsweise und Messgenauigkeit ist zudem unabhängig von der Kraftstofftemperatur im Kraftstofftank.
  • Die Druckschrift DE 10 2019 203 825 A1 offenbart einen magnetoresistiven Füllstandssensor zur Bestimmung des Füllstands von Kraftstoff innerhalb eines Kraftstofftanks. Magnetoresistive Füllstandssensoren haben sich allerdings aufgrund ihrer im Einzelfall höheren Kosten gegenüber magnetisch passiven Füllstandssensoren nicht durchgesetzt. Die Mehrkosten gehen mit dem Aufwand, einen magnetoresistiven Füllstandssensor zuverlässig gegenüber Kraftstoff abzudichten, einher.
  • Die Druckschrift US 2003/0177827 A1 offenbart ein Winkelmesssystem.
  • Nachteilig an den Vorrichtungen im Stand der Technik ist insbesondere, dass zur Bestimmung der Kraftstofftemperatur ein dedizierter Temperatursensor vorgesehen ist, was zusammen mit dem dazugehörigen Montageaufwand für den Temperatursensor und der Bereitstellung einer separaten elektrischen Leitung für die Weiterleitung des Messsignals des Temperatursensors an ein Steuergerät zu einem unerwünscht hohen Aufwand mit damit verbundenen Kosten führt.
  • Darstellung der Erfindung, Aufgabe, Lösung, Vorteile
  • Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Kraftstofffördervorrichtung bereitzustellen, welche eine unaufwendige und kostengünstige Bestimmung der Temperatur eines Fluids innerhalb eines Kraftstofftanks ermöglicht. Ferner besteht eine weitere Aufgabe der Erfindung darin, einen Kraftstofftank mit einer derartigen Kraftstofffördervorrichtung bereitzustellen. Darüber hinaus besteht eine weitere Aufgabe der Erfindung darin, ein Verfahren zur Bestimmung der Temperatur eines Fluids innerhalb eines Kraftstofftanks bereitzustellen. Außerdem bestehen zwei weitere Aufgaben der Erfindung darin, ein Verfahren zur Steuerung und/oder Regelung eines Elektromotors sowie ein Verfahren zur Steuerung und/oder Regelung einer Zuführung von Kraftstoffdämpfen zu einem Verbrennungsprozess einer Verbrennungskraftmaschine bereitzustellen.
  • Die Aufgabe hinsichtlich der Kraftstofffördervorrichtung wird dadurch gelöst, dass die Kraftstofffördervorrichtung eine Auswerteeinheit aufweist, die derart ausgebildet ist, dass durch die Auswerteeinheit mittels des Kompensationssignals die Temperatur eines Fluids, welches den Füllstandssensor umgibt, bestimmbar ist.
  • Obwohl magnetoresistive Füllstandssensoren im direkten Vergleich zu magnetisch passiven Füllstandssensor im Einzelfall aufgrund ihrer aufwendigeren Abdichtung gegenüber Kraftstoff teurer sein können und daher hohe Vorbehalte in der Fachwelt bezüglich des Einsatzes von magnetoresistiven Füllstandssensoren bei Kraftstofffördervorrichtungen bestehen, lässt sich durch die vorliegende Erfindung ein separater Temperatursensor einsparen. Mit anderen Worten sind die Kosten der erfindungsgemäßen Vorrichtung, mit der sich der Füllstand innerhalb eines Kraftstofftanks bestimmen lässt und mit der sich die Temperatur eines Fluids innerhalb des Kraftstofftanks bestimmen lässt, geringer als die Kosten eines magnetisch passiven Füllstandsensors mit dediziertem Temperatursensor, obwohl die Kosten für den reinen magnetoresistiven Füllstandssensor aus dem Stand der Technik über den Kosten für einen magnetisch passiven Füllstandssensor liegen können. Dies wird ermöglicht, indem eine Auswerteeinheit aus dem durch den Temperatureinflusskompensator generierten Kompensationssignal, die Temperatur des den Füllstandssensor umgebenden Fluids bestimmt. Daher kommt es zu einer erheblichen Kostenersparnis, da durch die Erfindung auf den dedizierten Temperatursensor verzichtet werden kann. Ferner entfällt auch die Montage eines derartigen dedizierten Temperatursensors, was den Montageaufwand erheblich senkt. Magnetoresistive Sensoren sind allgemein sehr temperaturabhängig, weshalb es üblich ist, dass ein magnetoresistiver Sensor einen Temperatureinflusskompensator aufweist, durch den ein Kompensationssignal zur Kompensation von temperaturbedingten Einflüssen auf das Füllstandssignal erzeugbar ist. Ein solcher Temperatureinflusskompensator ist in der Lage eine temperaturänderungsbedingte Verfälschung des Füllstandssignals des Füllstandsensors auszugleichen oder zu korrigieren. Mit anderen Worten lässt sich ohne Probleme bei der Wahl eines magnetoresistiven Füllstandssensors auf ein Kaufteil zurückgreifen, ohne eine aufwendige Eigenentwicklung eines derartigen Füllstandsensors vornehmen zu müssen. Einzig die Auswertung des Kompensationssignals ist notwendig, um auf die zu bestimmende Temperatur zu schließen, was mit geringem Aufwand mittels der Auswerteeinheit umsetzbar ist. Ferner kann eine entsprechende Kapselung des Füllstandsensors notwendig sein, um diesen vor Kraftstoff und Kraftstoffdämpfen zu schützen.
  • Besonders vorteilhaft ist es, wenn es sich bei der Pumpenstufe um eine Schraubenspindel-, Seitenkanal- oder Peripheralkanalpumpenstufe handelt. Diese Pumpenstufen zeichnen sich durch ein besonders lineares Verhältnis zwischen der Pumpendrehzahl und dem Pumpenfördervolumenstrom aus, und erleichtern somit die Regelung des Pumpenfördervolumenstroms.
  • Auch ist es vorteilhaft, wenn es sich bei dem Elektromotor um eine permanenterregte Synchronmaschine handelt, die als Innenläufer ausgebildet ist. Ein solcher Elektromotor weist in der Regel einen höheren Wirkungsgrad auf als ein vergleichbarer mechanisch kommutierter Gleichstrommotor, da keine mechanischen Kommutierungsverluste auftreten. Vorzugsweise weist die Elektromotorwelle in einer solchen Ausgestaltung des Elektromotors ein Blechpaket mit Permanentmagneten auf, das den Rotor bildet, während der die Elektromotorwelle umgebende, außenliegende Stator die Statorwicklungen, die dazu notwendig sind, um ein magnetisches Drehfeld zu erzeugen, aufweist. Die Statorwicklungen sind bevorzugterweise als konzentrierte oder verteilte Wicklung ausgebildet.
  • Es ist bevorzugt, wenn es sich bei dem Steuergerät, um ein Steuergerät zur Steuerung und/oder Regelung des Elektromotors, und damit insbesondere um ein Steuergerät zur Steuerung und/oder Regelung der Kraftstofffördervorrichtung, handelt. Mit anderen Worten ist das Steuergerät derart ausgebildet, dass durch das Steuergerät der Elektromotor, und damit auch die Kraftstofffördervorrichtung, steuerbar und/oder regelbar ist. Ferner ist es bevorzugt, wenn die Kraftstofffördervorrichtung einen Flansch aufweist und das Steuergerät innerhalb des Flansches angeordnet ist. Dadurch wird eine äußerst kompakte Einheit einer Kraftstofffördervorrichtung mit einem Steuergerät zu dessen Regelung und/oder Steuerung bereitgestellt. Bevorzugterweise ist das Steuergerät innerhalb des Flansches fluiddicht eingekapselt, d.h. abgedichtet, damit die Elektronik des Steuergeräts vor Umwelteinflüssen und vor allem vor Kraftstoff geschützt ist. Damit wird die Funktionssicherheit des Steuergeräts sichergestellt. Besonders bevorzugt ist es, wenn ein derartiger Flansch, in dem das Steuergerät angeordnet ist, derart ausgebildet ist, dass durch den Flansch eine Öffnung eines Kraftstofftanks, durch die die Kraftstofffördervorrichtung in den Kraftstofftank einführbar ist, fluiddicht verschließbar ist. Auf diese Weise wird verhindert, dass Kraftstoff oder Kraftstoffdampf aus dem Kraftstofftank austreten kann, wenn die Kraftstofffördervorrichtung in einem Kraftstofftank montiert ist.
  • Unter fluiddicht ist im Rahmen dieser Erfindung insbesondere gemeint, dass eine Dichtheit gegenüber Kraftstoff und Kraftstoffdampf besteht.
    Unter Kraftstoff ist im Rahmen dieser Erfindung flüssiger Kraftstoff, beispielsweise Diesel oder Benzin, gemeint.
    Alle im Rahmen dieser Erfindung genannten Werte und Signale können als analoge Signale oder digitale Signale vorliegen.
  • Es ist bevorzugt, wenn es sich bei dem Steuergerät, nicht nur um ein Steuergerät zur Steuerung und/oder Regelung des Elektromotors handelt, sondern es sich auch um ein Motorsteuergerät zur Regelung und/oder Steuerung eines Verbrennungsmotors handelt, dem Kraftstoff durch die Kraftstofffördervorrichtung zuführbar ist. Mit anderen Worten handelt es sich bei dem Steuergerät, auch um ein Motorsteuergerät durch den der Verbrennungsmotor regelbar und/oder steuerbar ist. In der Ausführungsform, in der das Steuergerät zur Steuerung und/oder Regelung des Elektromotors der Kraftstofffördervorrichtung und eines Verbrennungsmotors ausgebildet ist, ist es besonders bevorzugt, wenn das Steuergerät nicht im Flansch der Kraftstofffördervorrichtung angeordnet ist, sondern als separates Steuergerät in einem separaten Steuergerätegehäuse, welches sich beispielsweise in einem Motorraum eines Kraftfahrzeugs befindet, untergebracht ist.
  • Besonders bevorzugt ist es, wenn das Steuergerät derart ausgebildet ist, dass durch das Steuergerät in Abhängigkeit der Temperatur des Fluids, welches den Füllstandssensor umgibt, der Elektromotor der Kraftstofffördervorrichtung und/oder ein Verbrennungsmotor regelbar und/oder steuerbar ist. Vorzugsweise erfolgt die Regelung und/oder Steuerung in Abhängigkeit der Kraftstofftemperatur. Mit anderen Worten wird die durch die Temperatureinflusskompensator ermittelte Temperatur dazu genutzt, die Regelung und/oder Steuerung vorzunehmen. Ferner kann das Steuergerät dazu ausgebildet sein, in Abhängigkeit der Temperatur des Fluids, welches den Füllstandssensor umgibt, ein Betriebsverfahren zur Regelung und/oder Steuerung des Elektromotors der Kraftstofffördervorrichtung und/oder eines Verbrennungsmotor auszuwählen und den Elektromotor und/oder den Verbrennungsmotor mit dem Betriebsverfahren zu betreiben. Bei dem Betriebsverfahren handelt es sich vorzugsweise um ein Warmlaufverfahren oder Kaltstartbetriebsverfahren.
  • Darüber hinaus ist es vorteilhaft, wenn es sich bei dem magnetoresistiven Füllstandssensor um einen AMR-Sensor, einen GMR-Sensor, einen CMR-Sensor, einen TMR-Sensor oder einen Hall-Sensor handelt. Mit anderen Worten kommen Sensoren in Betracht, die auf dem anisotropen magnetoresistiven Effekt (AMR-Effekt), dem Riesenmagnetowiderstand-Effekt (GMR-Effekt), dem CMR-Effekt, dem TMR-Effekt oder dem Hall-Effekt basieren. Gemein haben diese Sensoren, dass sich ihr elektrischer Widerstand in Abhängigkeit eines äußeren Magnetfelds verändert. Diese Änderung des elektrischen Widerstands wird dazu genutzt, um auf die Lage und/oder die Position eines Permanentmagneten, der das, den elektrischen Widerstand des magnetoresistiven Füllstandsensors, beeinflussende Magnetfeld erzeugt, zu schließen. Dabei ist die Lage und/oder Position des Permanentmagneten bei derartigen Füllstandssensoren abhängig vom Füllstand, da beispielsweise durch einen Füllstandsgeber, der den Permanentmagneten aufweist, eine Änderung des Füllstands in eine Bewegung des Permanentmagneten umsetzbar ist.
  • Auch ist es zweckmäßig, wenn der Füllstandssensor einen frei programmierbaren Speicher aufweist, in dem ein Kennfeld hinterlegt, also abgespeichert ist, mit welchem die Bewegung des Schwimmers und damit des Permanentmagneten in Abhängigkeit der Kraftstofftankgeometrie in ein entsprechendes Füllstandssignal übertragbar ist. So kann der Füllstandssensor relativ einfach an verschiedene Kraftstofftanks, die sich in ihrer Form und/oder Größe unterscheiden, appliziert werden, indem ein kraftstofftankgeometriespezifisches Kennfeld im frei programmierbaren Speicher des Füllstandssensors hinterlegt, also abgespeichert, ist. Durch ein solches Kennfeld wird die erforderliche Rechenleistung reduziert.
  • Anstatt einem Kennfeld ist auch eine Übertragungsfunktion denkbar, mit der die Bewegung des Permanentmagneten in Abhängigkeit der Kraftstofftankgeometrie in einen entsprechenden Füllstand übertragbar ist.
  • Es ist zweckmäßig, wenn der Temperatureinflusskompensator einen Temperaturfühler aufweist. Der Temperaturfühler ist vorzugsweise als PTC-Thermistor oder als NTC-Thermistor ausgebildet. Damit ist in Abhängigkeit der Temperatur des Fluids, welches den Füllstandssensor umgibt, ein Kompensationssignal zur Kompensation von temperaturbedingten Einflüssen auf das Füllstandssignal erzeugbar. Alternativ ist es zweckmäßig, wenn der Temperatureinflusskompensator mindestens ein Thermoelement als Temperaturfühler aufweist, mittels dessen Thermospannung in Abhängigkeit der Temperatur des Fluids, welches den Füllstandssensor umgibt, ein Kompensationssignal zur Kompensation von temperaturbedingten Einflüssen auf das Füllstandssignal erzeugbar ist.
  • Besonders bevorzugt ist es, wenn der Temperatureinflusskompensator einen Temperaturfühler aufweist, der als eine Diode ausgebildet ist, an deren p-n-Übergang die elektrische Spannung bei konstantem elektrischen Strom messbar ist, um mittels der Temperaturabhängigkeit der entsprechenden Spannungs-Strom-Kennlinie ein Kompensationssignal zu erzeugen. Alternativ ist es auch denkbar, dass der Temperatureinflusskompensator einen Temperaturfühler aufweist, der einen bipolaren Transistor mit Basis-Kollektor-Kurzschluss umfasst, bei dem die elektrische Spannung zwischen dem Emitter und der Basis des Transistors bei konstantem elektrischen Strom messbar ist, um mittels der Temperaturabhängigkeit der entsprechenden Spannungs-Strom-Kennlinie ein Kompensationssignal zu erzeugen. Mit anderen Worten ist dadurch in Abhängigkeit der Temperatur des Fluids, welches den Füllstandssensor umgibt, ein Kompensationssignal zur Kompensation von temperaturbedingten Einflüssen auf das Füllstandssignal erzeugbar. Derartige Temperaturfühler lassen sich jeweils äußerst einfach in eine analoge Schaltung, in eine digitale Schaltung, in eine Mischung aus einer analogen und einer digitalen Schaltung, in eine integrierte Schaltung, in eine anwendungsspezifische integrierte Schaltung, in einen Mikrocontroller oder in eine Vorrichtung zur Datenverarbeitung integrieren. Alternativ ist einer der Temperaturfühler an eine analoge Schaltung, an eine digitale Schaltung, an eine Mischung aus einer analogen und einer digitalen Schaltung, an eine integrierte Schaltung, an eine anwendungsspezifische integrierte Schaltung, an einen Mikrocontroller oder an eine Vorrichtung zur Datenverarbeitung angeschlossen.
  • Es ist besonders zweckmäßig, wenn der Temperaturfühler mit dem Füllstandssensor in einem gemeinsamen Gehäuse angeordnet ist. Ferner ist es bevorzugt, wenn der Temperaturfühler an einer Innenseite einer Gehäusewandung des gemeinsamen Gehäuses angeordnet ist, wobei die Gehäusewandung den Innenraum, in dem der Füllstandssensor angeordnet ist, von einem das Gehäuse umgebenden Fluid schützt. Somit ist eine möglichst direkte Wärmeanbindung von Temperaturfühler und Fluid möglich. Ferner ist es bevorzugt, wenn der Temperaturfühler in Einbaulage des Füllstandssensors unterhalb des Füllstandssensors angeordnet ist. Unterhalb des Füllstandssensors heißt in Einbaulage des Füllstandssensors vom Füllstandsensor aus in Wirkrichtung der Schwerkraft. Hierdurch ist der Temperaturfühler mit dem Kraftstoff in wärmeübertragendem Kontakt, auch wenn der Füllstand unterhalb des Füllstandsensors liegen sollte. Alternativ hierzu ist der Temperaturfühler auf Höhe des Füllstandssensors oder eines Gehäuses des Füllstandssensors angeordnet.
  • In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist es bevorzugt, wenn ein Wärmeleitelement wärmeleitend mit dem Temperaturfühler verbunden ist. Vorteilhafterweise erstreckt sich das Wärmeleitelement vom Temperaturfühler in einem Bereich, der unterhalb des Füllstandsensors und/oder unterhalb des Temperaturfühlers liegt. Vorteilhafterweise ist das Wärmeleitelement in der Lage bei entsprechendem Kraftstofffüllstand einen direkten Kontakt mit dem Kraftstoff herzustellen. Ferner ist es bevorzugt, wenn das Wärmeleitelement sich vom Temperaturfühler bis zu einer Stelle oder einem Bauteil erstreckt, das sich bei entsprechendem Kraftstofffüllstand in direktem Kontakt mit dem Kraftstoff befindet. Mittels des Wärmeleitelementes wird eine verbesserte Wärmeanbindung zwischen dem Temperaturfühler und dem Kraftstoff hergestellt. Dadurch beschleunigt sich das Ansprechverhalten des Temperaturfühlers und des Temperatureinflusskompensators.
  • Es ist vorteilhaft, wenn der Temperatureinflusskompensator als digitale, analoge oder einer Mischung aus einer digitalen und einer analogen Schaltung ausgebildet ist.
  • Darüber hinaus ist es vorteilhaft, wenn der Temperatureinflusskompensator als eine integrierte Schaltung, insbesondere anwendungsspezifische integrierte Schaltung, ausgebildet ist. Dies trägt zur kompakten Bauweise bei und verringert ferner den Stromverbrauch.
  • Besonders vorteilhaft ist es, wenn der Temperatureinflusskompensator eine Vorrichtung zur Datenverarbeitung ist, die Mittel zur Erzeugung eines Kompensationssignals zur Kompensation von temperaturbedingten Einflüssen auf das Füllstandssignal umfasst. Besonders zweckmäßig ist es, wenn der Temperatureinflusskompensator eine Vorrichtung zur Datenverarbeitung ist, die einen Prozessor umfasst, der so konfiguriert ist, dass er die Erzeugung des Kompensationssignals ausführt.
  • Bei der Vorrichtung zur Datenverarbeitung, die zur Kompensation dient, handelt es sich bevorzugterweise um das Steuergerät oder einen Mikrocontroller. Es ist besonders zweckmäßig, wenn der Füllstandssensor den Mikrocontroller aufweist. Mit anderen Worten ist es besonders vorteilhaft, wenn es sich bei der Vorrichtung zur Datenverarbeitung, die zur Kompensation dient, um eine Vorrichtung handelt, die auch einem anderen Zweck dient und/oder eine weitere Funktion ausführt. Auch ist es besonders zu bevorzugen, wenn die Vorrichtung zur Datenverarbeitung dadurch zum Temperatureinflusskompensator wird, indem ein Computerprogramm zur Kompensation, Befehle umfasst, die bei der Ausführung des Programms durch die Vorrichtung diese veranlassen, das Kompensationssignal zu erzeugen.
  • Ferner ist es zweckmäßig, wenn das Computerprogramm zur Kompensation auf einem computerlesbaren Datenträger gespeichert ist. Hierbei weist vorzugsweise die Vorrichtung zur Datenverarbeitung, die zur Kompensation dient, das Steuergerät oder der Microcontroller den computerlesbaren Datenträger auf. Alternativ ist es möglich, dass der Datenträger separat zur Vorrichtung zur Datenverarbeitung, die der Kompensation dient, dem Steuergerät oder dem Microcontroller ausgebildet ist. Bei dem Datenträger handelt es sich vorteilhafterweise um einen frei programmierbaren Speicher, auf dem je nach Applikation unterschiedliche Computerprogramme zur Kompensation abgespeichert werden können, die die jeweiligen Kompensationsanforderungen berücksichtigen, die sich je nach Anwendungsfall voneinander unterscheiden können.
  • Weiterhin ist es zweckmäßig, wenn der Temperatureinflusskompensator bzw. das Computerprogramm zur Kompensation ein hinterlegtes Kennfeld aufweist, aus dem in Abhängigkeit der Temperatur des Fluids, welches den Füllstandssensor umgibt, ein Kompensationssignal erzeugbar ist. Ein solches Kennfeld ist beispielsweise experimentell ermittelbar. Durch ein solches Kennfeld wird die erforderliche Rechenleistung reduziert. Anstatt einem Kennfeld ist auch eine Übertragungsfunktion denkbar, mit der das Kompensationssignal in Abhängigkeit der Temperatur des Fluids, welches den Füllstandssensor umgibt, erzeugbar ist. Mit anderen Worten ist mittels der Übertragungsfunktion in Abhängigkeit der Temperatur des Fluids, welches den Füllstandssensor umgibt, ein Kompensationssignal erzeugbar.
  • Es ist vorteilhaft, wenn die Auswerteeinheit als digitale, analoge oder einer Mischung aus einer digitalen und einer analogen Schaltung ausgebildet ist.
  • Darüber hinaus ist es vorteilhaft, wenn die Auswerteeinheit als eine integrierte Schaltung, insbesondere anwendungsspezifische integrierte Schaltung ausgebildet ist. Dies trägt zur kompakten Bauweise bei und verringert ferner den Stromverbrauch.
  • Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Auswerteeinheit eine Vorrichtung zur Datenverarbeitung ist, die Mittel zur Ausführung der Auswertung des Kompensationssignals umfasst. Besonders zweckmäßig ist es, wenn die Auswerteeinheit eine Vorrichtung zur Datenverarbeitung ist, die einen Prozessor umfasst, der so konfiguriert ist, dass er die Auswertung des Kompensationssignals ausführt.
  • Bei der Vorrichtung zur Datenverarbeitung, die zur Auswertung dient, handelt es sich bevorzugterweise um das Steuergerät oder einen Mikrocontroller. Mit anderen Worten ist es besonders vorteilhaft, wenn es sich bei der Vorrichtung zur Datenverarbeitung, die zur Auswertung dient, um eine Vorrichtung handelt, die auch einem anderen Zweck dient und/oder eine weitere Funktion ausführt. Auch ist es besonders bevorzugt, wenn die Vorrichtung zur Datenverarbeitung dadurch zur Auswerteeinheit wird, indem ein Computerprogramm zur Auswertung, Befehle umfasst, die bei der Ausführung des Programms durch die Vorrichtung diese veranlassen, das Kompensationssignal auszuwerten.
  • Ferner ist es zweckmäßig, wenn das Computerprogramm zur Auswertung auf einem computerlesbaren Datenträger gespeichert ist. Hierbei weist vorzugsweise die Vorrichtung zur Datenverarbeitung, die zur Auswertung dient, das Steuergerät oder der Microcontroller den computerlesbaren Datenträger auf. Alternativ ist es möglich, dass der Datenträger separat zur Vorrichtung zur Datenverarbeitung, die zur Auswertung dient, dem Steuergerät oder dem Microcontroller ausgebildet ist. Bei dem Datenträger handelt es sich vorteilhafterweise um einen frei programmierbaren Speicher, auf dem je nach Applikation unterschiedliche Computerprogramme zur Auswertung abgespeichert werden können, die die Anordnung des Füllstandsensors im Kraftstofftank oder die Genauigkeit des Kompensationssignals des Temperatureinflusskompensators berücksichtigen.
  • Weiterhin ist es zweckmäßig, wenn die Auswerteeinheit bzw. das Computerprogramm ein hinterlegtes Kennfeld aufweist, aus dem durch das Kompensationssignal auf die zu bestimmende Temperatur geschlossen werden kann, d.h. das Kompensationssignal ausgewertet werden kann. Ein solches Kennfeld ist beispielsweise experimentell ermittelbar. Durch ein solches Kennfeld wird die erforderliche Rechenleistung reduziert. Anstatt einem Kennfeld ist auch eine Übertragungsfunktion denkbar, mit der aus dem Kompensationssignal die Temperatur bestimmbar ist. Mit anderen Worten ist mittels der Übertragungsfunktion das Kompensationssignal in einen Temperaturwert oder ein Temperatursignal umwandelbar.
  • Darüber hinaus ist es vorteilhaft, wenn die Auswerteeinheit die ausgewertete Temperatur über eine vorgegebene zeitliche Periode, die insbesondere derart gewählt ist, dass Temperaturschwankungen ausgeglichen werden können, mittelt. D.h. dass durch die Auswerteeinheit insbesondere ein Temperaturdurchschnittswert bestimmbar ist. Damit können Temperaturschwankungen innerhalb des Tanks ausgeglichen werden. Ferner ist es bevorzugt, wenn die Auswerteeinheit innerhalb einer vorgegebenen zeitlichen Periode einen Temperaturminimalwert oder einen Temperaturmaximalwert bestimmt. Je nach Anwendungsfall, für den die bestimmbare Temperatur weiterverarbeitet wird, kann auf diese Weise ein Sicherheitsbeiwert für das jeweilige Verfahren vorgehalten werden.
  • Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Kraftstofffördervorrichtung eine Auswahleinheit aufweist, die derart ausgebildet ist, dass in Abhängigkeit des Füllstandssignals die Auswerteeinheit angewiesen wird, aus dem Kompensationssignal die Kraftstofftemperatur, die Kraftstoffdampftemperatur oder keine Temperatur zu bestimmen. Mit anderen Worten ist das Füllstandssignal dazu verwendbar, zu ermitteln, ob die bestimmbare Temperatur der Kraftstofftemperatur oder der Kraftstoffdampftemperatur entspricht. Bevorzugterweise entspricht die bestimmbare Temperatur der Kraftstofftemperatur, wenn der Füllstandssensor von Kraftstoff umgeben ist, insbesondere mit Kraftstoff in Kontakt, d.h. wärmeübertragend verbunden ist, und damit die Kraftstofftemperatur auf den Füllstandssensor und/oder den Temperatureinflusskompensator wirkt. Ob der Füllstandssensor mit Kraftstoff oder Kraftstoffdampf in Kontakt ist, ist abhängig vom Füllstand. Daher ist aus dem Füllstandssignal ableitbar, ob durch das Kompensationssignal die Kraftstofftemperatur oder die Kraftstoffdampftemperatur bestimmbar ist.
  • Bevorzugterweise entspricht die bestimmbare Temperatur der Kraftstoffdampftemperatur, wenn der Füllstandssensor überwiegend von Kraftstoffdampf umgeben, also nicht von Kraftstoff umgeben ist, da bei diesem Zustand darauf geschlossen werden kann, dass die Temperatur des Kraftstoffdampfs auf den Füllstandssensor wirkt. Es ist auch eine Ausführungsform denkbar, in der die Bestimmung der Kraftstoffdampftemperatur nicht notwendig und damit überflüssig ist, wobei hier anstatt der Kraftstoffdampftemperatur keine Temperatur bestimmt wird. Dies senkt die Komplexität und damit die Kosten des Systems.
  • Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel ist dadurch gekennzeichnet, dass die Auswahleinheit derart ausgebildet sind, dass bei einem Füllstandssignal, das einem Kraftstofffüllstand mindestens auf Höhe der Anordnung des Füllstandssensors entspricht, die Auswerteeinheit angewiesen wird, aus dem Kompensationssignals die Kraftstofftemperatur zu bestimmen, und dass bei einem Füllstandssignal, das einem Kraftstofffüllstand unterhalb der Anordnung des Füllstandssensors entspricht, die Auswerteeinheit angewiesen wird, aus dem Kompensationssignals die Kraftstoffdampftemperatur oder keine Temperatur zu bestimmen. Die Höhe der Anordnung wird im Rahmen dieser Erfindung in Wirkrichtung der Schwerkraft gemessen. Insbesondere entspricht das Füllstandssignal einem Füllstandsschwellwert, bei dessen Überschreitung die Kraftstoffdampftemperatur bestimmbar ist und bei dessen Unterschreitung die Kraftstofftemperatur bestimmbar ist. Mit anderen Worten wird durch eine solche Auswahleinheit sichergestellt, dass die Temperatur, die durch die Auswerteeinheit aus dem Kompensationssignal des Temperatureinflusskompensators bestimmbar ist, der Temperatur des Fluids entspricht, welches den Füllstandssensor umgibt, mit anderen Worten wärmeübertragend mit dem Füllstandssensor in Verbindung steht. Ein den Füllstandssensor umgebendes Fluid überträgt seine Temperatur nämlich auf den Füllstandssensor und somit auch auf den Temperatureinflusskompensator. Daher entspricht die durch die Auswerteeinheit bestimmbare Temperatur der Kraftstofftemperatur, wenn der Füllstand des Kraftstoffs mindestens der Höhe der Anordnung des Füllstandssensors entspricht. Wenn der Füllstand unterhalb der Höhe der Anordnung des Füllstandsensors liegt, entspricht die durch die Auswerteeinheit bestimmbare Temperatur der Kraftstoffdampftemperatur. In einem solchen Fall, in dem der Füllstand unterhalb der Höhe der Anordnung des Füllstandsensors liegt, also das Füllstandssignal unter dem Füllstandsschwellwert liegt, ist es auch möglich, die Auswerteeinheit kein Temperatursignal auswerten zu lassen. Dies kann beispielsweise sinnvoll sein, wenn die Kraftstoffdampftemperatur im jeweiligen Anwendungsfall nicht von Interesse ist.
  • In einer weiteren Ausführungsform ist es bevorzugt, wenn sich der Füllstandschwellwert nicht an der Höhe der Anordnung des Füllstandsensors orientiert, sondern sich an der Höhe der Anordnung des Temperaturfühlers orientiert. Mit anderen Worten entspricht der Füllstands Schwellwert in dieser Ausführungsform einer Höhe einer Anordnung des Temperaturfühler der Temperatureinflusskompensator. Dies ist insbesondere vorteilhaft, wenn sich der Temperaturfühler der Temperatureinflusskompensator nicht auf der gleichen Höhe der Anordnung des Füllstandsensors befindet.
  • In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist die Auswahleinheit derart ausgebildet, dass die Auswahleinheit beim Vorliegen eines Füllstandssignals, das einem Füllstand über einem ersten Füllstandschwellwert entspricht, die Auswerteeinheit dazu anweist, aus dem Kompensationssignal die Kraftstofftemperatur zu bestimmen. In dieser Ausführungsform ist die Auswahleinheit auch derart ausgebildet, dass die Auswahleinheit bei Vorliegen eines weiteren Füllstandsignals, das einem Füllstand unter einem zweiten Füllstandsschwellwert entspricht, die Auswerteeinheit dazu anweist, aus dem Kompensationssignal die Kraftstoffdampftemperatur zu bestimmen. Bevorzugterweise entspricht der erste Füllstandsschwellwert einem Füllstand, bei dem der Füllstandssensor derart von Kraftstoff umgeben ist, dass lediglich die Kraftstofftemperatur bestimmbar ist. Bevorzugterweise entspricht der zweite Füllstandsschwellwert einem Füllstand, bei dem der Füllstandssensor derart von Kraftstoffdampf umgeben ist, dass lediglich die Kraftstoffdampftemperatur bestimmbar ist. Mit anderen Worten ist der zweite Füllstandsschwellwert niedriger als der erste Füllstandschwellwert. In dieser Ausführungsform ist die Auswahleinheit bevorzugterweise auch derart ausgebildet, dass die Auswahleinheit in Abhängigkeit eines weiteren Füllstandsignals, das einem Füllstand zwischen dem ersten und dem zweiten Füllstandsschwellwert entspricht, die Auswerteeinheit dazu anweist, aus dem Kompensationssignal keine Temperatur zu bestimmen. Damit wird sichergestellt, dass bei einem Füllstand, bei dem nicht sicher vorhergesagt werden kann, ob die bestimmbare Temperatur der Kraftstofftemperatur oder der Kraftstoffdampftemperatur entspricht, keine Temperatur bestimmt wird, die fälschlicherweise für die Kraftstofftemperatur oder Kraftstoffdampftemperatur gehalten wird. Mit anderen Worten weist diese Ausführungsform zwei verschiedene Füllstandsschwellwerte auf. Bevorzugterweise sind bei die beiden Füllstandsschwellwerte experimentell oder aus CAD-Daten ermittelt und entsprechen einer für den jeweiligen Anwendungsfall vorgesehenen Messgenauigkeit.
  • Es ist vorteilhaft, wenn die Auswahleinheit als digitale, analoge oder eine Mischung aus einer digitalen und einer analogen Schaltung ausgebildet ist.
  • Darüber hinaus ist es vorteilhaft, wenn die Auswahleinheit als eine integrierte Schaltung, insbesondere als eine anwendungsspezifische integrierte Schaltung ausgebildet ist. Dies trägt zur kompakten Bauweise bei und verringert ferner den Stromverbrauch.
  • Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Auswahleinheit eine Vorrichtung zur Datenverarbeitung ist, die Mittel zur Ausführung der Auswahl umfasst, um in Abhängigkeit des Füllstandssignals die Auswerteeinheit anzuweisen, aus dem Kompensationssignal die Kraftstofftemperatur, die Kraftstoffdampftemperatur oder keine Temperatur zu bestimmen. Besonders zweckmäßig ist es, wenn die Auswahleinheit eine Vorrichtung zur Datenverarbeitung ist, die einen Prozessor umfasst, der so konfiguriert ist, dass er die Auswahl ausführt.
  • Bei der Vorrichtung zur Datenverarbeitung handelt es sich bevorzugterweise um das Steuergerät oder einen Mikrocontroller. Mit anderen Worten ist es besonders vorteilhaft, wenn es sich bei der Vorrichtung zur Datenverarbeitung, um eine Vorrichtung handelt, die auch einem anderen Zweck dient und/oder eine weitere Funktion ausführt. Auch ist es besonders zu bevorzugen, wenn die Vorrichtung zur Datenverarbeitung dadurch zur Auswahleinheit wird, indem ein Computerprogramm zur Auswahl, Befehle umfasst, die bei der Ausführung des Programms durch die Vorrichtung diese veranlassen, die Auswahl vorzunehmen.
  • Ferner ist es zweckmäßig, wenn das Computerprogramm zur Auswahl auf einem computerlesbaren Datenträger gespeichert ist. Hierbei weist vorzugsweise die Vorrichtung zur Datenverarbeitung, die zur Auswahl dient, das Steuergerät oder der Microcontroller den computerlesbaren Datenträger auf. Alternativ ist es möglich, dass der Datenträger separat zur Vorrichtung zur Datenverarbeitung, die zur Auswahl dient, dem Steuergerät oder dem Microcontroller ausgebildet ist. Bei dem Datenträger handelt es sich vorteilhafterweise um einen frei programmierbaren Speicher, auf dem je nach Applikation unterschiedliche Computerprogramme abgespeichert werden können, die die Anordnung des Füllstandsensors im Kraftstofftank, die Kraftstofftankgeometrie oder die Messgenauigkeit des Füllstandssensors berücksichtigen.
  • In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist es zweckmäßig, wenn die Auswerteeinheit je ein hinterlegtes Kennfeld aufweist, durch das aus dem Kompensationssignal die zu bestimmende Kraftstofftemperatur bzw. Kraftstoffdampftemperatur bestimmbar ist. Mit anderen Worten ist ein erstes Kennfeld dazu nutzbar, um aus dem Kompensationssignal auf die Kraftstofftemperatur zu schließen, während ein zweites Kennfeld dazu nutzbar ist, um aus dem Kompensationssignal auf die Kraftstoffdampftemperatur zu schließen. Alternativ ist eines der beiden Kennfelder durch eine entsprechende Übertragungsfunktion ersetzbar. Ferner ist es auch denkbar, dass anstatt der beiden Kennfelder zwei verschiedene Übertragungsfunktionen dazu genutzt werden, um mittels des Kompensationssignals und der Auswerteinheit die entsprechende Kraftstoff- oder Kraftstoffdampftemperatur zu bestimmen. Alternativ sind auch eine Übertragungsfunktion und ein Kennfeld denkbar. Bevorzugterweise ist mithilfe der Auswahleinheit zwischen den beiden Kennfeldern, den beiden Übertragungsfunktionen oder dem Kennfeld und der Übertragungsfunktion wählbar.
  • Vorzugsweise erfolgt dies, wie bereits erwähnt, in Abhängigkeit des Füllstands, insbesondere in Abhängigkeit mindestens eines Füllstandschwellwerts.
  • Mit anderen Worten ist es in einer bevorzugten Ausführungsform möglich, dass die Auswahleinheit zwischen den beiden Kennfeldern, den beiden Übertragungsfunktionen oder einem Kennfeld und einer Übertragungsfunktion wählen kann. Je nachdem, welches Kennfeld oder welche Übertragungsfunktion durch die Auswahleinheit ausgewählt ist, verwendet die Auswerteeinheit das ausgewählte Kennfeld oder die ausgewählte Übertragungsfunktion, wobei die Auswahl insbesondere in Abhängigkeit des Füllstands, bevorzugterweise in Abhängigkeit mindestens eines Füllstandschwellwerts, erfolgt.
  • In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist es bevorzugt, wenn die Auswahleinheit dazu ausgebildet ist, in Abhängigkeit eines zeitlichen Temperaturgradienten zu bestimmen, ob die Kraftstofftemperatur aus dem Kompensationssignal bestimmbar ist. Beispielsweise kann bei einem Füllstand, der unter der Höhe der Anordnung des Füllstandsensors liegt, ein kurzzeitiger Kontakt des Füllstandssensors und/oder des Temperatureinflusskompensators zustande kommen, indem der Kraftstoff durch Schwappbewegungen kurzzeitig Kontakt mit dem Füllstandssensor und/oder des Temperatureinflusskompensators herstellt. Dieser kurzzeitige Kontakt ist durch eine entsprechende Änderung des Kompensationssignal innerhalb relativ kurzen Zeitspanne detektierbar. Das bedeutet, dass bei einem Füllstand, der unter der Höhe der Anordnung des Füllstandsensors liegt, bei einem Schwellwert eines zeitlichen Kompensationssignalgradienten, die zu bestimmende Temperatur der Kraftstofftemperatur entspricht. Hierfür ist es vorteilhaft, wenn die Auswahleinheit die zeitliche Änderung des Kompensationssignal, d. h. des zeitlichen Kompensationssignalgradienten mit mindestens der doppelten Frequenz der durchschnittlichen Dauer eines solchen Kontakts zwischen dem Kraftstoff und dem Füllstandssensor aufgrund einer Schwappbewegung des Kraftstoffs entspricht. Die durchschnittliche Dauer eines solchen Kontakts zwischen den Kraftstoff und den Füllstandssensor aufgrund einer Schwappbewegung des Kraftstoffs kann beispielsweise experimentell oder aus CAD-Daten ermittelt werden oder auf Erfahrungswerten basieren.
  • Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel ist dadurch gekennzeichnet, dass die Kraftstofffördervorrichtung einen Schwalltopf aufweist und dass der Füllstandssensor innerhalb des Schwalltopfs angeordnet ist. Eine solche Anordnung des Füllstandsensors ist besonders vorteilhaft, weil hierdurch die Temperatur des Kraftstoffs innerhalb des Schwalltopfes bestimmbar ist. Versuche haben ergeben, dass die Temperatur des Kraftstoffs im Schwalltopf sich geringfügig von der Temperatur des Kraftstoffs außerhalb des Schwalltopfes unterscheiden kann. Da der im Schwalltopf befindliche Kraftstoff zum Verbrennungsmotor gefördert wird, kann somit eine genaue Regelung und/oder Steuerung des Elektromotors und/oder der Kraftstofffördereinheit erfolgen. Ferner ist durch eine solche Anordnung sichergestellt, dass der Füllstandssensor in den meisten Anwendungszuständen, insbesondere gegenüber einer Anordnung des Füllstandsensors außerhalb des Schwalltopfes und innerhalb des Kraftstofftanks bei gleicher Höhe der Anordnung, mit dem Kraftstoff in Kontakt ist und damit die Kraftstofftemperatur bestimmbar ist. Dieser Vorteil wird bei einer Anordnung des Füllstandsensors innerhalb des Schwalltopfes hervorgerufen, weil der Füllstand innerhalb des Schwalltopfes in der Regel höher ist als außerhalb des Schwalltopfes, da der Schwalltopf unter anderem dazu dient, ein Leerlaufen der Kraftstoffförderpumpe zu verhindern. Der höhere Füllstand innerhalb des Schwalltopfes wird insbesondere durch die Befüllung von Kraftstoff aus dem Kraftstofftank mittels einer Saugstrahlpumpe bewirkt.
  • Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel ist dadurch gekennzeichnet, dass der Füllstandssensor dazu ausgebildet ist, den Füllstand außerhalb des Schwalltopfs zu bestimmen. Insbesondere bei einer Anordnung des Füllstandsensors innerhalb des Schwalltopfes wird so einerseits die Bestimmung der Kraftstofftemperatur innerhalb des Schwalltopfes und gleichzeitig die Bestimmung des Füllstands im Kraftstofftank, außerhalb des Schwalltopfes, sichergestellt.
  • Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel ist dadurch gekennzeichnet, dass der Füllstandssensor mit einem Füllstandsgeber, der einen Permanentmagneten und einen Hebel aufweist, wobei an dem Hebel ein Schwimmer befestigt ist, durch den der Füllstand mittels des Hebels in eine Dreh- und/oder Schwenkbewegung des Permanentmagneten übertragbar ist, derart zusammenwirkt, dass durch den Füllstandssensor anhand des Magnetfelds des Permanentmagneten der Füllstand eines Kraftstofftanks bestimmbar ist.
  • Besonders vorteilhaft ist es, wenn der Hebel zumindest teilweise drahtförmigen ausgebildet ist. Dadurch wird Bauraum innerhalb des Kraftstofftanks eingespart, womit möglichst viel Kraftstofftankvolumen zur Aufnahme von Kraftstoff innerhalb des Kraftstofftanks verwendbar ist, da ein Hebel in Form eines Drahts einen sehr geringen Durchmesser aufweist. Gleichzeitig ist eine solche Ausgestaltung besonders kostengünstig.
  • Auch ist es vorteilhaft, wenn der Füllstandsgeber, in der Ausführungsform, in der der Füllstandssensor sich innerhalb des Schwalltopfes befindet, sich teilweise innerhalb und außerhalb des Schwalltopfes befindet. Beispielsweise kann der Füllstandsgeber innerhalb des Schwalltopfes drehbar oder schwenkbar gelagert sein, während der Schwimmer außerhalb des Schwalltopfes angeordnet ist. In einer solchen Ausführungsform erstreckt sich der Hebel vom Innenraum des Schwalltopfes aus der, dem Boden des Schwalltopfes gegenüberliegenden, Öffnung des Schwalltopfes heraus. Hierbei ist es denkbar, dass der Permanentmagnet des Füllstandsgebers innerhalb des Schwalltopfes angeordnet ist.
  • Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel ist dadurch gekennzeichnet, dass der Füllstandsgeber außerhalb des Schwalltopfes angeordnet ist. Besonders vorteilhaft ist es, wenn der Füllstandssensor innerhalb des Schwalltopfes angeordnet ist, während der Füllstandsgeber außerhalb, insbesondere vollständig, d.h. lediglich außerhalb, des Schwalltopfes angeordnet ist. So kann der Permanentmagnet des Füllstandsgebers mit dem Füllstandssensor im Schwalltopf durch die Schwalltopfwand derart zusammenwirken, dass einerseits die Kraftstofftemperatur innerhalb des Schwalltopfes bestimmt wird und andererseits der Füllstand im Kraftstofftank, außerhalb des Schwalltopfes gemessen wird. Bei einer solchen Anordnung ist keine aufwendige Formgebung des Hebels notwendig, damit der Hebel aus dem Schwalltopf herausragt, was die Montage und die Kosten insbesondere für den Hebel deutlich reduziert.
  • Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel ist dadurch gekennzeichnet, dass der Füllstandssensor und/oder der Füllstandsgeber am Schwalltopf befestigt sind bzw. ist. Besonders vorteilhaft ist es, wenn der Schwalltopf innenseitig eine Aufnahme für den Füllstandssensor aufweist, in dem der Füllstandssensor aufgenommen ist. Ebenfalls vorteilhaft ist es, wenn der Schwalltopf außenseitig eine Aufnahme für den Füllstandsgeber aufweist, in dem der Füllstandsgeber aufgenommen ist. Besonders vorteilhaft ist es, wenn der Füllstandsgeber in der Aufnahme drehbar gelagert ist. Darüber hinaus ist es zweckmäßig, wenn der Permanentmagnet des Füllstandsgebers derart angeordnet ist, dass er von der Achse, um die der Füllstandsgeber drehbar gelagert ist, geschnitten wird. Auf diese Weise führt der Permanentmagnet über den ganzen Messbereich des Füllstandssensors eine relativ geringe Bewegung aus, was es dem Füllstandssensor ermöglicht, das Magnetfeld des Permanentmagneten, über dessen komplette Bewegung detektieren zu können. Dies führt zu einer äußerst kompakten Bauweise des Füllstandsensors. Darüber hinaus ist es besonders vorteilhaft, wenn der Füllstandssensor an einer Stelle an der Innenseite des Schwalltopfes angeordnet ist, die zu einem Dreh- oder Schwenkbereich des Permanentmagneten an der Außenseite des Schwalltopfes korrespondiert. Hierbei sind der Permanentmagnet und der Füllstandssensor derart aufeinander abgestimmt, dass der Füllstandssensor die Bewegung des Permanentmagneten außerhalb des Schwalltopfes durch die Schwalltopfwand hindurch zu detektieren vermag.
  • Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform ist dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerteeinheit in das Steuergerät oder den Füllstandssensor integriert ist.
  • Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform ist dadurch gekennzeichnet, dass die Kraftstofffördervorrichtung eine Überwachungseinheit aufweist, die die Funktionsfähigkeit des Füllstandssensors, des Füllstandsgebers, der Auswahleinheit, des Temperaturfühlers und/oder der Auswerteeinheit überwacht und dass durch die Überwachungseinheit in Abhängigkeit der Funktionsfähigkeit ein Zustandssignal erzeugbar ist.
  • Im Allgemeinen ist die Überwachungseinheit derart ausgebildet, dass sie die Funktionsfähigkeit des Füllstandssensors, des Füllstandsgebers, der Auswahleinheit, des Temperaturfühlers und/oder der Auswerteeinheit überwachen kann, d.h. dass durch die Überwachungseinheit eine Funktionsstörung oder ein Defekt des Füllstandssensors, des Füllstandsgebers, der Auswahleinheit, des Temperaturfühlers und/oder der Auswerteeinheit detektierbar ist und je nachdem, ob der Füllstandssensor, der Füllstandsgeber, die Auswahleinheit, der Temperaturfühler und/oder die Auswerteeinheit einen Defekt oder eine Funktionsstörung aufweisen, ein spezifisches Zustandssignal erzeugbar ist. Vorteilhafterweise ist durch das spezifische Zustandssignal auswertbar, ob der Füllstandssensor, der Füllstandsgeber, die Auswahleinheit, der Temperaturfühler oder die Auswerteeinheit einen Defekt oder eine Funktionsstörung aufweisen. Besonders zweckmäßig ist es, wenn durch das Zustandssignal darüber hinaus auch die Fehlerart auswertbar ist. Beispielsweise kann das Zustandssignal einen oder mehrere spezifische Fehlercodes enthalten, der bzw. die bestimmten Fehlerarten zugeordnet ist. Beispielsweise kann die Überwachung mittels der Überwachungseinheit ergeben, dass kein Füllstandssignal ausgegeben wird. Hieraus lässt sich beispielsweise schließen, dass der Füllstandsgeber nicht mehr mit dem Füllstandssensor zusammenwirkt oder dass die Stromversorgung unterbrochen ist. Auch ist es möglich mittels der Überwachungseinheit das Füllstandssignal und/oder das Kompensationssignal auf Plausibilität zu überprüfen, um so herauszufinden, ob der Füllstandssensor korrekt funktioniert. So müssen die jeweiligen Signale beispielsweise innerhalb bestimmter Absolutwerte liegen, die plausiblen Minimalwerten und Maximalwerten, beispielsweise Füllstand bei leerem oder vollen Kraftstofftank entsprechen, oder lediglich unterhalb bestimmten Signaländerungsraten liegen, um plausibel zu sein.
  • Es ist außerdem vorteilhaft, wenn die Überwachungseinheit als digitale, analoge oder als eine Mischung aus einer digitalen und analogen Schaltung ausgebildet ist. Darüber hinaus ist es vorteilhaft, wenn die Überwachungseinheit als eine integrierte Schaltung, insbesondere als eine anwendungsspezifische integrierte Schaltung ausgebildet. Dies trägt zur kompakten Bauweise bei und verringert ferner den Stromverbrauch.
  • Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Überwachungseinheit eine Vorrichtung zur Datenverarbeitung ist, die Mittel zur Ausführung der Überwachung der Funktionsfähigkeit des Füllstandssensors, des Füllstandsgebers, der Auswahleinheit, des Temperaturfühlers und/oder der Auswerteeinheit sowie die Mittel zur Erzeugung des Zustandssignals umfasst. Besonders zweckmäßig ist es, wenn die Auswerteeinheit eine Vorrichtung zur Datenverarbeitung ist, die einen Prozessor umfasst, der so konfiguriert ist, dass er die Überwachung ausführt und das Zustandssignal erzeugt.
  • Bei der Vorrichtung zur Datenverarbeitung, die der Überwachung und der Erzeugung des Zustandssignals dient, handelt es sich bevorzugterweise um das Steuergerät oder einen Mikrocontroller. Mit anderen Worten ist es besonders vorteilhaft, wenn es sich bei der Vorrichtung zur Datenverarbeitung, die der Überwachung und der Erzeugung des Zustandssignals dient, um eine Vorrichtung handelt, die auch einem anderen Zweck dient und/oder eine weitere Funktion ausführt. Auch ist es besonders zu bevorzugen, wenn die Vorrichtung zur Datenverarbeitung dadurch zur Überwachungseinheit wird, indem ein Computerprogramm zur Überwachung und Erzeugung des Zustandssignals, Befehle umfasst, die bei der Ausführung des Programms durch die Vorrichtung diese veranlassen, die Funktionsfähigkeit des Füllstandssensors, des Füllstandsgebers, der Auswahleinheit, des Temperaturfühlers und/oder der Auswerteeinheit zu überwachen und ein Zustandssignal zu erzeugen.
  • Ferner ist es zweckmäßig, wenn das Computerprogramm zur Überwachung und Erzeugung des Zustandssignals auf einem computerlesbaren Datenträger gespeichert ist. Hierbei weist vorzugsweise die Vorrichtung zur Datenverarbeitung, die der Überwachung und der Erzeugung des Zustandssignals dient, das Steuergerät oder der Microcontroller den computerlesbaren Datenträger auf. Alternativ ist es möglich, dass der Datenträger separat zur Vorrichtung zur Datenverarbeitung, die der Überwachung und der Erzeugung des Zustandssignals dient, dem Steuergerät oder dem Microcontroller ausgebildet ist. Bei dem Datenträger handelt es sich vorteilhafterweise um einen frei programmierbaren Speicher, auf dem je nach Applikation unterschiedliche Computerprogramme zur Überwachung und Erzeugung des Zustandssignals abgespeichert werden können, um verschiedene Überwachungsfunktionen zu realisieren.
  • Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform ist dadurch gekennzeichnet, dass die Kraftstofffördervorrichtung eine Diagnoseschnittstelle umfasst, über die das Zustandssignal ausgebbar ist.
  • Diese Diagnoseschnittstelle ist bevorzugterweise als OBD-Schnittstelle ausgebildet. Ferner ist die Diagnoseschnittstelle bevorzugterweise derart ausgebildet, dass das Zustandssignal an das Steuergerät übertragbar ist. Vorteilhafterweise ist das Zustandssignal im Steuergerät ablegbar, d. h. abspeicherbar. Besonders vorteilhaft ist es, wenn im Steuergerät abgespeicherte Zustandssignale, beispielsweise mittels eines Diagnosegeräts, auslesbar sind. Besonders zweckmäßig ist es, wenn das Zustandssignal hierfür Attribute wie Uhrzeit und/oder Datum aufweist. Ein derartiges Diagnosegerät ist beispielsweise über eine Diagnoseschnittstelle in Form eines OBD-Anschlusses, der sich bei den meisten Kraftfahrzeuge im Fahrzeuginnenraum befindet, anschließbar. Alternativ ist bevorzugterweise auf der vom Kraftstofftankinneren abgewandten Seite des Flansches, d. h. an der Außenseite des Flansches, der Kraftstofffördervorrichtung ein Anschluss für ein Diagnosegerät, also eine Diagnoseschnittstelle, vorgesehen.
  • Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform ist dadurch gekennzeichnet, dass die Kraftstofffördervorrichtung mindestens einen Analog-Digital-Wandler aufweist, durch den das Füllstandssignal, das Kompensationssignal, das Zustandssignal und/oder ein durch die Auswerteeinheit generierbares Temperatursignal von einem analogen Signal in ein digitales Signal wandelbar ist. Hierdurch kann das Füllstandssignal, das Kompensationssignal, das Zustandssignal und/oder das durch die Auswerteeinheit generierte Temperatursignal zu einem oder mehreren digitalen Eingang des Steuergeräts geleitet werden. Alternativ ist es auch möglich, dass die entsprechenden Signale analog an einen oder mehrere analoge Eingänge des Steuergeräts geleitet werden, ohne dass hierfür ein Analog-Digital-Wandler notwendig wäre. Damit ist es möglich, individuell auf die verfügbaren Eingänge des zur Verfügung stehenden Steuergeräts, zurückzugreifen. In jeder der Ausführungsformen ist es bevorzugt, wenn mindestens eine, vorzugsweise mehrere oder alle der Vorrichtungseinheiten, d.h. Temperatureinflusskompensator, Auswerteeinheit, Auswahleinheit und Überwachungseinheit, als analoge Schaltung, digitale Schaltung oder als eine Mischung aus einer digitalen und einer analogen Schaltung ausgebildet ist bzw. sind. Besonders bevorzugt ist es, wenn zwei, drei oder alle der Vorrichtungseinheiten auf derselben Schaltung ausgebildet oder in dieselbe Schaltung integriert sind.
  • Besonders bevorzugt ist es, wenn mindestens eine, vorzugsweise mehrere oder alle der Vorrichtungseinheiten als integrierte Schaltung, als anwendungsspezifische integrierte Schaltung, als Vorrichtung zur Datenverarbeitung und/oder als Microcontroller ausgebildet ist bzw. sind. Besonders bevorzugt ist es, wenn zwei, drei oder alle der Vorrichtungseinheiten auf derselben integrierten Schaltung, als anwendungsspezifische integrierte Schaltung, als Vorrichtung zur Datenverarbeitung und/oder als Microcontroller ausgebildet ist bzw. sind.
  • Besonders bevorzugt ist es auch, wenn die die Auswerteeinheit, das Auswahleinheit und/oder die Überwachungseinheit in das Steuergerät integriert ist bzw. sind.
  • Der Temperaturfühler und/oder der magnetoresistive Füllstandssensor sind bevorzugterweise in eine der Vorrichtungseinheiten integriert oder an diese angeschlossen.
  • Es ist zweckmäßig, wenn mindestens zwei der Computerprogramme zur Erzeugung eines Kompensationssignals, zur Auswertung, zur Auswahl und/oder zur Überwachung auf demselben Speicher abgespeichert sind. Es ist aber auch zweckmäßig, wenn mindestens eines dieser Computerprogramme auf einem separaten Speicher abgespeichert ist. Auch ist es zweckmäßig, wenn ein einziges Computerprogramm die Befehle zur Erzeugung eines Kompensationssignals, der Auswahl, der Auswertung und/oder der Überwachung umfasst.
  • Die Aufgabe bezüglich des Kraftstofftanks wird dadurch gelöst, dass ein Kraftstofftank mit einer erfindungsgemäßen Kraftstofffördervorrichtung bereitgestellt wird. Besonders vorteilhaft ist es, wenn der Kraftstofftank dadurch gekennzeichnet ist, dass der Füllstandssensor in einem Bereich des Kraftstofftanks angeordnet ist, der einem Füllstand des Kraftstofftanks von maximal 10% entspricht. Hierdurch wird, insbesondere in einer Ausführungsform, in der der Füllstandssensor außerhalb des Schwalltopfes angeordnet ist, sichergestellt, dass der Füllstandssensor in fast jeder Betriebssituation wärmeleitend mit Kraftstoff in Kontakt steht, sodass die Kraftstofftemperatur bestimmbar ist.
  • Ferner ist es besonders vorteilhaft, wenn der Füllstandssensor in einem Bereich des Kraftstofftanks angeordnet ist, der einem Reservefüllstand des Kraftstofftanks entspricht. Da der Fahrer eines Kraftfahrzeugs bei der Anzeige, dass der Füllstand des Kraftstofftanks den Reservefüllstand erreicht hat, in der Regel direkt die nächste Tankstelle anfährt, kann zuverlässig sichergestellt werden, dass sich die Betriebszustände, in denen die Kraftstofftemperatur nicht ermittelbar ist, auf ein vernachlässigbares Minimum reduzieren.
  • Auch ist es vorteilhaft, wenn der Füllstandssensor am Boden oder in einem bodennahen Bereich des Schwalltopfes oder des Kraftstofftanks angeordnet ist. Auf diese Weise wird sichergestellt, dass der Füllstandssensor, solange sich Kraftstoff im Schwalltopf bzw. im Kraftstofftank befindet, wärmeleitend mit Kraftstoff in Kontakt ist, sodass die Kraftstofftemperatur bestimmt werden kann.
  • Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel ist dadurch gekennzeichnet, dass der Füllstandssensor derart ausgebildet ist, dass das Füllstandssignal, das Kompensationssignal, das Zustandssignal und/oder ein durch die Auswerteeinheit generiertes Temperatursignal über eine gemeinsame elektrische Leitung nacheinander oder gleichzeitig zum Steuergerät und/oder aus dem Kraftstofftank übertragbar ist. Hierdurch kann auf eine zusätzliche Leitung zur Übertragung des Temperatursignals oder des Kompensationssignals verzichtet werden, da die elektrische Leitung des Füllstandssignals zur Übertragung genutzt werden kann. Besonders vorteilhaft ist es, wenn je nach Betriebszustand entweder das Kompensationssignal bzw. das Temperatursignal öfter zum Steuergerät und/oder aus dem Kraftstofftank heraus übertragen wird als das Füllstandssignal, oder umgekehrt. Beispielsweise kann in einer Warmlaufphase eines Verbrennungsmotors eines Kraftfahrzeugs bei ausreichendem Kraftstofffüllstand, die insbesondere während der Warmlaufphase eines Verbrennungsmotors stattfindende, stetige Änderung der Kraftstofftemperatur im Kraftstofftank eine wichtigere Rolle zur Regelung der Kraftstofffördervorrichtung spielen als in einem Betriebszustand, in dem der Verbrennungsmotor bereits seine Betriebstemperatur angenommen hat oder der Kraftstoff im Kraftstofftank bereits eine relativ konstante Kraftstofftemperatur, also einer geringeren Temperaturänderungsrate unterliegt, angenommen hat.
  • Die Aufgabe bezüglich des Verfahrens wird dadurch gelöst, dass ein Verfahren zur Bestimmung der Temperatur eines Fluids innerhalb eines Kraftstofftanks bereitgestellt wird, das die folgenden Schritte umfasst:
    • Anordnen eines magnetoresistiven Füllstandssensors innerhalb eines Kraftstofftanks; Generieren eines Kompensationssignals durch einen Temperatureinflusskompensator zur Kompensation von temperaturbedingten Einflüssen auf ein Füllstandssignal, welches durch den Füllstandssensor erzeugt wird; Bestimmen der Temperatur eines Fluids, welches den Füllstandssensor umgibt, indem das Kompensationssignals mittels einer Auswerteeinheit ausgewertet wird.
  • Bevorzugterweise handelt es sich bei der Vorrichtung, mit der dieses Verfahren ausgeführt wird, um die erfindungsgemäße Kraftstofffördervorrichtung.
  • Eine weitere bevorzugte Ausführungsform ist dadurch gekennzeichnet, dass lediglich die Kraftstofftemperatur durch die Auswerteeinheit bestimmt wird, wenn ein Füllstandssignal, das einem Füllstand mindestens auf Höhe der Anordnung des Füllstandssensors entspricht, vorliegt.
  • Eine weitere bevorzugte Ausführungsform ist dadurch gekennzeichnet, dass lediglich die Kraftstoffdampftemperatur durch die Auswerteeinheit bestimmt wird, wenn ein Füllstandssignal, das einem Füllstand unterhalb der Höhe der Anordnung des Füllstandssensors entspricht, vorliegt.
  • Eine weitere bevorzugte Ausführungsform ist dadurch gekennzeichnet, dass ein Verfahren zur Steuerung und/oder Regelung eines Elektromotors zum Antrieb einer Kraftstofffördervorrichtung bereitgestellt wird, welches die Schritte des erfindungsgemäßen Verfahrens umfasst, wobei die Auswerteeinheit in Abhängigkeit des Kompensationssignals ein Temperatursignal erzeugt und dass ein Steuergerät einen Elektromotor, der eine tankinternen Kraftstofffördervorrichtung antreibt, in Abhängigkeit des Temperatursignals steuert und/oder regelt. Beispielsweise kann in Abhängigkeit des Temperatursignals zwischen einem normalen Betriebsverfahren und einem Kaltstartbetriebsverfahren zur Steuerung und/oder Regelung des Elektromotors gewählt werden. Vorzugsweise handelt es sich bei dem Kaltstartbetriebsverfahren um ein Verfahren zum Betrieb des Elektromotors mit einem geringeren Wirkungsgrad als bei dem normalen Betriebsverfahren. Dadurch wird aufgrund der absichtlich erzeugten Verlustleistung eine gezielte Erwärmung des Kraftstoffs bei niedrigen Umgebungstemperaturen bewirkt. Insbesondere wird das Kaltstartbetriebsverfahren lediglich bei Unterschreitung einer bestimmten Kraftstofftemperaturschwelle gewählt und ansonsten das normale Betriebsverfahren genutzt. Die Dauer der Nutzung des Kaltstartbetriebsverfahren ist vorzugsweise an eine vorgegebene zeitliche Dauer und/oder an ein Erreichen einer vorgegebenen Kraftstofftemperaturschwelle gekoppelt. Bei Erreichen der Kraftstofftemperaturschwelle und/oder dem Ablauf der zeitlichen Dauer ist es bevorzugt, wenn von dem Kaltstartbetriebsverfahren in das normale Betriebsverfahren gewechselt wird. Alternativ oder zusätzlich lässt sich durch dieses Verfahren auch eine Hochdruck-Kraftstoffpumpe, ein, insbesondere elektromechanisches, Zuführventil einer Hochdruck-Kraftstoffpumpen-Einheit, mindestens eine Kraftstoffeinspritzdüse eines Verbrennungsmotors und/oder eine Heizvorrichtung zum Erwärmen von Kraftstoff, ein Verfahren für die Warmlaufphase eines Verbrennungsmotors und/oder eine Kühlvorrichtung zum Kühlen von Kraftstoff steuern und/oder regeln.
  • Eine weitere bevorzugte Ausführungsform ist dadurch gekennzeichnet, dass ein Verfahren zur Steuerung und/oder Regelung einer Zuführung von Kraftstoffdämpfen zu einem Verbrennungsprozesses einer Verbrennungskraftmaschine bereitgestellt wird, welches die Schritte des erfindungsgemäßen Verfahrens umfasst, wobei die Auswerteeinheit in Abhängigkeit des Kompensationssignals ein Temperatursignal erzeugt und dass ein Steuergerät die Zuführung von Kraftstoffdämpfen aus dem Kraftstofftank zum Verbrennungsprozess eines Verbrennungsmotors in Abhängigkeit des Temperatursignals regelt und/oder steuert. Alternativ oder zusätzlich lässt sich durch dieses Verfahren eine Zuführung von Kraftstoffdämpfen in einen Aktivkohlebehälter steuern und/oder regeln.
  • Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft die Verwendung eines Kompensationssignals zur Kompensation von temperaturbedingten Einflüssen auf ein durch einen magnetoresistiven Füllstandssensor erzeugtes Füllstandssignal. Die Verwendung dieses Signals ist dadurch gekennzeichnet, dass die Kraftstofftemperatur bestimmt wird, um eine elektromotorische angetriebene Kraftstofffördervorrichtung in Abhängigkeit der Kraftstofftemperatur zu regeln und/oder zu steuern.
  • Vorteilhafte Weiterbildungen der vorliegenden Erfindung sind in den Unteransprüchen und in der nachfolgenden Figurenbeschreibung beschrieben.
  • Kurze Beschreibung der Zeichnungen
  • Im Folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen detailliert erläutert. In den Zeichnungen zeigen:
    • 1 ein Blockschaubild einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Kraftstofffördervorrichtung,
    • 2 eine erste Ausführungsform der erfindungsgemäßen Kraftstofffördervorrichtung aus 1,
    • 3a eine schematische Darstellung der Ausführungsform der erfindungsgemäßen Kraftstofffördervorrichtung aus 2,
    • 3b eine schematische Darstellung einer weiteren Ausführungsform der erfindungsgemäßen Kraftstofffördervorrichtung aus 1, und
    • 3c eine schematische Darstellung der weiteren Ausführungsform der erfindungsgemäßen Kraftstofffördervorrichtung aus 1.
  • Bevorzugte Ausführung der Erfindung
  • Die 1 zeigt ein schematisches Blockschaubild, das eine bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Kraftstofffördervorrichtung 1 darstellt. Die Kraftstofffördervorrichtung 1 weist eine anwendungsspezifische integrierte Schaltung (ASIC) 2 auf, die einen Temperatureinflusskompensator 3, einen magnetoresistiven Füllstandssensor 4, einer Auswerteeinheit 5, eine Auswahleinheit 6, eine Überwachungseinheit 8 und einen Analog-Digital-Wandler 9 umfasst. Ferner weist die Kraftstofffördervorrichtung 1 einen Füllstandsgeber 7 auf, der mittels eines Schwimmers, eines Hebels und eines Permanentmagneten derart mit dem magnetoresistiven Füllstandssensor 4 zusammenwirkt, dass der Füllstand innerhalb eines Kraftstofftanks gemessen werden kann. Die Kraftstofffördervorrichtung 1 weist ferner ein Steuergerät 10 und einen Elektromotor 11 auf, der durch das Steuergerät 10 regelbar und/oder steuerbar ist. Das Steuergerät 10 ist mit einer Diagnoseschnittstelle 12 in Form einer OBD-Schnittstelle verbunden, an die ein Diagnosegerät anschließbar ist. Der magnetoresistive Füllstandssensor 4, der mit dem Füllstandsgeber 7 zusammenwirkt, erzeugt ein Füllstandssignal, das typischerweise von der Umgebungstemperatur des Füllstandsensors 4 beeinflusst ist. Der magnetoresistive Füllstandssensor 4 ist überwiegend von Kraftstoff umgeben. Zur Kompensation der temperaturbedingten Einflüsse auf das Füllstandssignal des Füllstandsensors 4 ist ein Temperatureinflusskompensator 3 vorgesehen. Die Auswerteeinheit 5 nutzt das durch den Temperatureinflusskompensator 3 erzeugbare Kompensationssignal, um daraus die Kraftstofftemperatur zu bestimmen. Die Kraftstofftemperatur wird in Form eines Kraftstofftemperatursignals an den Analog-Digital-Wandler 9 weitergeleitet, der das Signal an einen digitalen Eingang des Steuergeräts 10 weiterleitet, wo es empfangen und zur Regelung des Elektromotors 11 weiterverwendet wird. Ferner überträgt der Füllstandssensor 4 ein Füllstandssignal an den Analog-Digital-Wandler 9, der das Füllstandssignal in ein digitales Signal umwandelt und an denselben digitalen Eingang des Steuergeräts 10 weiterleitet, wo es weiterverarbeitet werden kann. Auch überträgt der Füllstandssensor 4 sein Füllstandssignal an eine Auswahleinheit 6, wobei die Auswahleinheit 6 anhand eines Füllstandsschwellwertes die Auswerteeinheit 5 dazu veranlasst, die Kraftstofftemperatur oder die Kraftstoffdampftemperatur zu bestimmen. Der Füllstandsschwellwert entspricht einem Füllstand, bei dessen Überschreitung der Füllstandssensor 4 überwiegend von Kraftstoff umgeben ist, und bei dessen Unterschreitung der Füllstandssensor 4 überwiegend von Kraftstoffdampf umgeben ist. Auf diese Weise ist mittels der Auswerteeinheit 5 in Abhängigkeit des Füllstands entweder die Kraftstofftemperatur oder die Kraftstoffdampftemperatur bestimmbar.
  • Darüber hinaus überwacht die Überwachungseinheit 8 den Füllstandssensor 4 auf seine Funktionsfähigkeit und überträgt in Abhängigkeit der Funktionsfähigkeit des Füllstandsensors 4 ein Zustandssignal an den Analog-Digital-Wandler 9, der das Zustandssignal in ein digitales Signal umwandelt und an denselben digitalen Eingang des Steuergeräts 10 weiterleitet, wo es weiterverarbeitet, weitergeleitet oder abgespeichert werden kann. Beispielsweise ist ein derartig abgespeichertes Zustandssignal auf dem Steuergerät 10 durch ein Diagnosegerät über die OBD-Schnittstelle 12 abruf- und auswertbar.
  • Die 2 zeigt die Ausführungsform der erfindungsgemäßen Kraftstofffördervorrichtung 1 aus 1. Die Kraftstoffvorrichtung 1 weist einen Flansch 14 auf, indem das Steuergerät fluiddicht, d. h. geschützt vor Kraftstoff und Kraftstoffdampf, untergebracht ist. Ferner weist die Kraftstoffvorrichtung 1 einen Schwalltopf 13 auf, der eine durch Kunststoffspritzguss mit dem Schwalltopf 13 einteilig ausgebildete Aufnahme 15 für die Lagerung 75 des Füllstandsgebers 7 aufweist. Der Füllstandsgeber 7 der Kraftstofffördervorrichtung 1 umfasst einen Schwimmer 72, einen Hebel 71 und einen Permanentmagneten 73. Der Permanentmagnet 73 ist in einer Aufnahme 74 für den Permanentmagneten aufgenommen und wirkt derart mit dem Füllstandssensor zusammen, dass anhand der Position des Füllstandsgebers 7 der Füllstand innerhalb eines Kraftstofftanks gemessen werden kann. Der Permanentmagnet 73 ist in einer Aufnahme für den Permanentmagneten 73 eingekapselt. Der Füllstandssensor ist ebenfalls an der Außenseite des Schwalltopfes 13 angeordnet. Der Sensor kann auch an der Innenseite des Schwalltopfes 13 angeordnet sein. Bei einer Anordnung innerhalb des Schwalltopfes 13 ist es möglich, die Kraftstofftemperatur innerhalb des Schwalltopfes 13 zu bestimmen, während bei einer Anordnung des Füllstandsensors außerhalb des Schwalltopfes 13 die Kraftstofftemperatur außerhalb des Schwalltopfes 13 bestimmbar ist. Die Auswahleinheit ist dafür verantwortlich anhand des Füllstands die Auswerteeinheit dazu anzuweisen, entweder die Kraftstofftemperatur oder die Kraftstoffdampftemperatur zu bestimmen.
  • Die 3a zeigt eine schematische Darstellung der Ausführungsform der erfindungsgemäßen Kraftstofffördervorrichtung aus 2. Der Schwalltopf 13 ist auf dem Kraftstofftankboden 16 angeordnet. Der magnetoresistive Füllstandssensor 4 ist an einer Schwalltopfwandaußenfläche 131 des Schwalltopfes 13 angeordnet, wobei auch der Füllstandsgeber, d. h. der Schwimmer 72, der Hebel 71 und die Permanentmagnetaufnahme 74 mit dem Permanentmagneten 73 außerhalb des Schwalltopfes 13, angeordnet ist. Hierbei ist der Permanentmagnet 73 vollständig in der Permanentmagnetaufnahme 74 mittels Kunststoffspritzguss aufgenommen und daher von Kraftstoff geschützt. Der Füllstandsgeber ist derart an der Schwalltopfwandaußenfläche 131 gelagert, dass der Permanentmagnet 73 eine rein rotatorische Bewegung um eine Rotationsachse 731 ausführt, wenn der Schwimmer 72 mittels des Hebels 71 eine Veränderung des Kraftstofffüllstands im Kraftstofftank auf die Permanentmagnetaufnahme 74 mit dem Permanentmagneten 73 überträgt. Ferner durchdringt die Rotationsachse 731, um die der Permanentmagnet 73 eine rein rotatorische Bewegung ausführen kann, den magnetoresistiven Füllstandssensor 4.
  • Die 3b zeigt eine weitere schematische Darstellung einer weiteren Ausführungsform der erfindungsgemäßen Kraftstofffördervorrichtung aus 1. Die in der 3b dargestellte Ausführungsform unterscheidet sich von der Ausführungsform der 3a dadurch, dass der Füllstandssensor 4 in dieser Ausführungsform an einer Schwalltopfwandinnenfläche 132 des Schwalltopfes 13 angeordnet ist. D. h., dass das Magnetfeld des Permanentmagneten 73 die Schwalltopfwand durchdringt und so mit dem Füllstandssensor 4 zusammenwirkt. Mit anderen Worten ist durch diese Anordnung die Kraftstofftemperatur innerhalb des Schwalltopfes 13 messbar. Gleichzeitig wird sichergestellt, dass der Füllstandssensor 4 in fast jedem Betriebszustand wärmeübertragend mit dem Kraftstoff im Schwalltopf 13 in Kontakt ist, da der Kraftstofffüllstand im Schwalltopf 13 meist höher ist und weniger Schwankungen unterliegt als außerhalb des Schwalltopfes 13.
  • Die 3c zeigt eine weitere schematische Darstellung einer weiteren Ausführungsform der erfindungsgemäßen Kraftstofffördervorrichtung aus 1. Diese Ausführungsform unterscheidet sich von der Ausführungsform, die in der 3b dargestellt ist, dadurch, dass nicht nur der Füllstandssensor 4, sondern auch die Permanentmagnetaufnahme 74 mit dem Permanentmagneten 73 an der Schwalltopfwandinnenfläche 132 angeordnet ist. Hierfür ist der Hebel 71 vom Inneren des Schwalltopfes 13 zum außerhalb des Schwalltopfes 13 angeordneten Schwimmer 72 herausgeführt. Hierbei kann gegenüber der Ausführung, die in der 3b dargestellt ist, ein Permanentmagnet 73 mit einem schwächeren Magnetfeld verwendet werden, da das Magnetfeld des Permanentmagneten 73 in dieser Ausführungsform nicht die Schwalltopfwand durchdringen muss, um mit dem Füllstandssensor 4 zusammenzuwirken. Gleichzeitig ist jedoch eine aufwendigere Form des Hebels 71 und mehr Bauraum für die Schwenkbewegung des Hebels 71 notwendig.
  • Die Ausführungsbeispiele der 1 bis 3c weisen insbesondere keinen beschränkenden Charakter auf und dienen der Verdeutlichung des Erfindungsgedankens.
  • Bezugszeichenliste
    • 1
    Kraftstofffördervorrichtung
    2
    anwendungsspezifische integrierte Schaltung
    3
    Temperatureinflusskompensator
    4
    magnetoresistiver Füllstandssensor
    5
    Auswerteeinheit
    6
    Auswahleinheit
    7
    Füllstandsgeber
    8
    Überwachungseinheit
    9
    Analog-Digital-Wandler
    10
    Steuergerät
    11
    Elektromotor
    12
    OBD-Schnittstelle
    13
    Schwalltopf
    14
    Flansch
    15
    Aufnahme für die Lagerung des Füllstandsgebers
    16
    Kraftstofftankboden
    71
    Hebel
    72
    Schwimmer
    73
    Permanentmagnet
    74
    Aufnahme für den Permanentmagneten
    75
    Lagerung des Füllstandsgebers
    131
    Schwalltopfwandaußenfläche
    132
    Schwalltopfwandinnenfläche
    731
    Rotationsachse des Permanentmagneten

Claims (22)

  1. Kraftstofffördervorrichtung (1) mit - einer Pumpenstufe, - einem Elektromotor (11), durch den die Pumpenstufe antreibbar ist, - einem Steuergerät (10), und - einem magnetoresistiven Füllstandsensor (4), durch den ein Füllstandssignal erzeugbar ist, aufweisend einen Temperatureinflusskompensator (3), durch den ein Kompensationssignal zur Kompensation von temperaturbedingten Einflüssen auf das Füllstandssignal erzeugbar ist, wobei - die Kraftstofffördervorrichtung (1) eine Auswerteeinheit (5) aufweist, die derart ausgebildet ist, dass durch die Auswerteeinheit (5) mittels des Kompensationssignals die Temperatur eines Fluids, welches den Füllstandssensor (4) umgibt, bestimmbar ist.
  2. Kraftstofffördervorrichtung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kraftstofffördervorrichtung (1) eine Auswahleinheit (6) aufweist, die derart ausgebildet ist, dass in Abhängigkeit des Füllstandssignals die Auswerteeinheit (5) angewiesen wird, aus dem Kompensationssignal die Kraftstofftemperatur, die Kraftstoffdampftemperatur oder keine Temperatur zu bestimmen.
  3. Kraftstofffördervorrichtung (1) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswahleinheit (6) derart ausgebildet ist, dass bei einem Füllstandssignal, das einem Kraftstofffüllstand mindestens auf Höhe der Anordnung des Füllstandssensors entspricht, die Auswerteeinheit (5) angewiesen wird, aus dem Kompensationssignals die Kraftstofftemperatur zu bestimmen, und dass bei einem Füllstandssignal, das einem Kraftstofffüllstand unterhalb der Anordnung des Füllstandssensors (4) entspricht, die Auswerteeinheit (5) angewiesen wird, aus dem Kompensationssignal die Kraftstoffdampftemperatur oder keine Temperatur zu bestimmen.
  4. Kraftstofffördervorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kraftstofffördervorrichtung (1) einen Schwalltopf (13) aufweist und dass der Füllstandssensor (4) innerhalb des Schwalltopfs (13) angeordnet ist.
  5. Kraftstofffördervorrichtung (1) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Füllstandssensor (4) dazu ausgebildet ist, den Füllstand außerhalb des Schwalltopfs (13) zu bestimmen.
  6. Kraftstofffördervorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Füllstandssensor (4) mit einem Füllstandsgeber (7), der einen Permanentmagneten (73) und einen Hebel (71) aufweist, wobei an dem Hebel (71) ein Schwimmer (72) befestigt ist, durch den der Füllstand mittels des Hebels (71) in eine Dreh- und/oder Schwenkbewegung des Permanentmagneten (73) übertragbar ist, derart zusammenwirkt, dass durch den Füllstandssensor anhand des Magnetfelds des Permanentmagneten (73) der Füllstand eines Kraftstofftanks bestimmbar ist.
  7. Kraftstofffördervorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Füllstandsgeber (7) außerhalb des Schwalltopfes (13) angeordnet ist.
  8. Kraftstofffördervorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Füllstandssensor (4) und/oder der Füllstandsgeber (7) am Schwalltopf (13) befestigt sind bzw. ist.
  9. Kraftstofffördervorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerteeinheit (5) in das Steuergerät (10) oder den Füllstandssensor (4) integriert ist.
  10. Kraftstofffördervorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kraftstofffördervorrichtung (1) eine Überwachungseinheit (8) aufweist, die die Funktionsfähigkeit des Füllstandssensors (4) und/oder der Auswerteeinheit (5) überwacht und dass durch die Überwachungseinheit (8) in Abhängigkeit der Funktionsfähigkeit ein Zustandssignal erzeugbar ist.
  11. Kraftstofffördervorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 2 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Kraftstofffördervorrichtung (1) eine Überwachungseinheit (8) aufweist, die die Funktionsfähigkeit der Auswahleinheit (6) überwacht und dass durch die Überwachungseinheit (8) in Abhängigkeit der Funktionsfähigkeit ein Zustandssignal erzeugbar ist.
  12. Kraftstofffördervorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Kraftstofffördervorrichtung (1) eine Überwachungseinheit (8) aufweist, die die Funktionsfähigkeit des Füllstandsgebers (7) überwacht und dass durch die Überwachungseinheit (8) in Abhängigkeit der Funktionsfähigkeit ein Zustandssignal erzeugbar ist.
  13. Kraftstofffördervorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kraftstofffördervorrichtung (1) eine Diagnoseschnittstelle (12) umfasst, über die das Zustandssignal ausgebbar ist.
  14. Kraftstofffördervorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kraftstofffördervorrichtung (1) mindestens einen Analog-Digital-Wandler (9) aufweist, durch den das Füllstandssignal, das Kompensationssignal und/oder ein durch die Auswerteeinheit (5) generierbares Temperatursignal von einem analogen Signal in ein digitales Signal wandelbar ist.
  15. Kraftstofftank mit einer Kraftstofffördervorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Füllstandssensor (4) in einem Bereich des Kraftstofftanks angeordnet ist, der einem Füllstand des Kraftstofftanks von maximal 10% entspricht.
  16. Kraftstofftank nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass der Füllstandssensor (4) derart ausgebildet ist, dass das Füllstandssignal, das Zustandssignal, das Kompensationssignal und/oder ein durch die Auswerteeinheit (5) generiertes Temperatursignal über eine gemeinsame elektrische Leitung nacheinander oder gleichzeitig zum Steuergerät (10) und/oder aus dem Kraftstofftank übertragbar sind bzw. ist.
  17. Verfahren zur Bestimmung der Temperatur eines Fluids innerhalb eines Kraftstofftanks, umfassend die Schritte: - Anordnen eines magnetoresistiven Füllstandssensors (4) innerhalb eines Kraftstofftanks, - Generieren eines Kompensationssignals durch einen Temperatureinflusskompensator (3) zur Kompensation von temperaturbedingten Einflüssen auf ein Füllstandssignal, welches durch den Füllstandsensor (4) erzeugt wird, - Bestimmen der Temperatur eines Fluids, welches den Füllstandssensor (4) umgibt, indem das Kompensationssignals mittels einer Auswerteeinheit (5) ausgewertet wird.
  18. Verfahren zur Bestimmung der Temperatur eines Fluids innerhalb eines Kraftstofftanks, umfassend die Schritte gemäß Anspruch 17, wobei lediglich die Kraftstofftemperatur durch die Auswerteeinheit (5) bestimmt wird, wenn ein Füllstandssignal, das einem Kraftstofffüllstand mindestens auf Höhe der Anordnung des Füllstandssensors (4) entspricht, vorliegt.
  19. Verfahren zur Bestimmung der Temperatur eines Fluids innerhalb eines Kraftstofftanks, umfassend die Schritte gemäß Anspruch 17 oder 18, wobei lediglich die Kraftstoffdampftemperatur durch die Auswerteeinheit (5) bestimmt wird, wenn ein Füllstandssignal, das einem Füllstand unterhalb der Höhe der Anordnung des Füllstandssensors (4) entspricht, vorliegt.
  20. Verfahren zur Steuerung und/oder Regelung eines Elektromotors (11) zum Antrieb einer Kraftstoffpumpe, umfassend die Schritte gemäß Anspruch 17 oder 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerteeinheit in Abhängigkeit des Kompensationssignals ein Temperatursignal erzeugt und dass ein Steuergerät (10) einen Elektromotor (11), der eine tankinterne Kraftstofffördervorrichtung antreibt, in Abhängigkeit des Temperatursignals steuert und/oder regelt.
  21. Verfahren zur Steuerung und/oder Regelung einer Zuführung von Kraftstoffdämpfen zu einem Verbrennungsprozesses einer Verbrennungskraftmaschine, umfassend die Schritte gemäß Anspruch 17 oder 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerteeinheit (5) in Abhängigkeit des Kompensationssignals ein Temperatursignal erzeugt und dass ein Steuergerät, die Zuführung von Kraftstoffdämpfen aus dem Kraftstofftank zum Verbrennungsprozess eines Verbrennungsmotors in Abhängigkeit des Temperatursignals regelt und/oder steuert.
  22. Verwendung eines Kompensationssignals zur Kompensation von temperaturbedingten Einflüssen auf ein durch einen magnetoresistiven Füllstandssensor (4) erzeugtes Füllstandssignal zur Bestimmung der Kraftstofftemperatur, um eine elektromotorisch angetriebene Kraftstofffördervorrichtung (1) in Abhängigkeit der Kraftstofftemperatur zu regeln und/oder zu steuern.
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