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GEBIET DER ERFINDUNG
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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Leckdetektor zum Erfassen von Kraftstoffdampflecks aus einem Kraftstofftank. Insbesondere bezieht sich die vorliegende Erfindung auf einen Dualmodus-Kraftstofftank-Leckdetektor, der sowohl unter Druck- als auch unter Vakuumbedingungen mit derselben Motorpumpenanordnung arbeitet und der der Motorsteuereinheit ermöglicht, eine präzise Leck-Erfassung entweder unter Vakuum- oder unter Druckbedingungen kostengünstig zu überwachen.
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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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In mechanischen Geräten und Systemen treten Lecks durch einen Riss oder ein Loch in einer umhüllenden Wand oder einer Verbindung auf, was ermöglicht, dass verschiedene Flüssigkeiten und Gase aus einem geschlossenen Medium entweichen können. Die Leck-Testprozedur ist in erster Linie ein Schritt der Qualitätskontrolle zur Bestätigung der Intaktheit der Vorrichtung und ist ein einmaliger, zerstörungsfreier Test. Der Hauptzweck der Leck-Erfassung ist das Erfassen von Lecks durch Lokalisieren und Messen der Größe des Lecks in abgedichteten Vorrichtungen und Systemen.
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Ein funktioneller Druck-Leckdetektor weist eine integrierte Pumpe auf und ist essentiell, um den interstitiellen Raum auf hohem Druck zu halten. Das Druckniveau im interstitiellen Raum sollte höher bleiben als der maximale hydrostatische Druck oder Betriebsdruck im Tank, da dieser Überdruck im interstitiellen Raum verhindert, dass die Flüssigkeit in die Umgebung austritt. Die Aufrechterhaltung eines hohen Drucks im interstitiellen Raum hilft während eines Lecks in der Tankwand. Während eines Lecks in der Tankwand, oberhalb oder unterhalb des Flüssigkeitsniveaus im Tank, entweicht der Überdruck aus dem interstitiellen Raum und bei größeren Lecks sinkt das Druckniveau im interstitiellen Raum langsam, was durch den Alarm angezeigt wird. Die Differenz im interstitiellen Raum oder sehr kleine Lecks, die durch verschiedene Faktoren wie beispielsweise Temperaturänderungen verursacht werden, können durch eine integrierte Pumpe kompensiert werden.
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Ein funktioneller Vakuum-Leckdetektor mit integrierter Pumpe arbeitet, indem ein Vakuumniveau im interstitiellen Raum aufrechterhalten wird, was verhindert, dass die Flüssigkeit in die Umgebung austritt. Dabei wird das Vakuumniveau im interstitiellen Raum auf einem höheren Druckniveau als dem maximalen hydrostatischen Druck innerhalb des Tanks gehalten. Ein hohes Vakuumniveau ermöglicht es, dass die Luft oder die gelagerte Flüssigkeit während eines Lecks in der Tankwand über oder unter dem Flüssigkeitsniveau im Tank in den interstitiellen Raum gesaugt wird. Bei größeren Lecks sinkt das Druckniveau im interstitiellen Raum langsam, was durch den Alarm angezeigt wird.
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Der größte Nachteil bei der Leck-Erfassung ist jedoch, dass die derzeitigen Techniken, Systeme und Geräte, die auf dem Markt erhältlich sind, die Gesamtkosten erhöhen und darüber hinaus sind gemäß den Vakuum- und Druckbedingungen separate Lecksysteme erforderlich, weswegen auch separate Pumpen benötigt werden, was die Kosten anschwellen lässt. Auf dem Markt ist keine integrierte Lösung für die Leck-Erfassung erhältlich.
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US20120240664 offenbart eine Kraftstoff-Leck-Erfassungsvorrichtung zum Erfassen eines Kraftstoffdampflecks, die eine Pumpe, die das Innere eines Kraftstofftanks und eines Behälters mit Druck bedruckt oder entdruckt, einen Motor, der die Pumpe antreibt, einen elektrischen Stromdetektor, der einen Stromwert erfasst, der an den Motor angelegt wird, ein Schaltventil und eine Steuerung umfasst. Das Schaltventil enthält einen Luftdurchgang, der eine Verengung aufweist und mit der Atmosphäre in Verbindung steht, einen ersten Durchgang, der mit der Pumpe verbunden ist, einen Behälteranschlussdurchgang, der mit dem Behälter verbunden ist, und einen zweiten Durchgang, der mit der Pumpe verbunden ist. Aber dieser Erfindung fehlt es bei der Bereitstellung von Erfassungstechnik, die sowohl unter Druckals auch Vakuumbedingungen mit der gleichen Motorpumpenanordnung arbeitet und die der Motorsteuereinheit ermöglicht, eine präzise Leck-Erfassung sowohl unter Vakuum- als auch unter Druckbedingungen kostengünstig zu überwachen. Darüber hinaus weist diese Erfindung zwei Aspekte von Leck-Erfassungsvorrichtungen auf, d.h. einen elektrischen Stromdetektor und einen Druckdetektor, weshalb diese Erfindung unter Vakuumbedingungen nicht funktioniert.
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US20140102421 offenbart eine Kraftstoff-Leck-Erfassungsvorrichtung, die ein Kraftstoff-Leck-Erfassungsverfahren durchführt, um ein Verstopfen von Durchgängen in einem System zum Verarbeiten von verdampftem Kraftstoff zu erkennen, indem (i) ein Schaltventil nach dem Messen eines ersten Referenzdrucks geschaltet wird, (ii) bestimmt wird, ob ein erfasster Druck gleich dem atmosphärischen Druck nach dem Öffnen eines Entlüftungsventils ist, (iii) der erfasste Druck nach dem Schließen des Entlüftungsventils aufgenommen wird und (iv) das Schaltventil geschaltet wird, um ein atmosphärisches System zu entdrucken und zu bestimmen, ob ein derzeitiger Erfassungswert des Drucksensors gleich dem ersten Referenzdruck ist. Diese Erfindung ist jedoch nicht in der Lage, sowohl unter Druck- als auch unter Vakuumbedingungen zu arbeiten, ohne die Kosten zu erhöhen.
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Daher besteht ein Bedarf an einem Kraftstofftank-Leckdetektor, der je nach Anforderung sowohl unter Druck- als auch unter Vakuumbedingungen arbeitet und der der Motorsteuereinheit ermöglicht, eine präzise Leck-Erfassung entweder unter Vakuum- oder unter Druckbedingungen mit derselben Motorpumpenanordnung zu überwachen, ohne die Kosten zu erhöhen.
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AUFGABE DER ERFINDUNG
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Die Hauptaufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Dualmodus-Kraftstofftank-Leckdetektor zum Erfassen von Kraftstoffdampflecks aus einem Kraftstofftank bereitzustellen.
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Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Kraftstofftank-Leckdetektor bereitzustellen, der gemäß der Anforderung sowohl unter Druckals auch unter Vakuumbedingungen arbeitet.
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Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Kraftstofftank-Leckdetektor bereitzustellen, der der Motorsteuereinheit ermöglicht, eine präzise Leck-Erfassung zu überwachen.
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Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Kraftstofftank-Leckdetektor bereitzustellen, der den Zwang eines Austauschens der Motorpumpenanordnung eliminiert.
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Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Kraftstofftank-Leckdetektor bereitzustellen, der eine verbesserte Flexibilität aufweist.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Dualmodus-Kraftstofftank-Leckdetektor, der eine hohe Flexibilität bereitstellt und sowohl unter Druck als auch unter Vakuum arbeitet und der der Motorsteuereinheit ermöglicht, eine genaue Leck-Erfassung zu überwachen.
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In einer Ausführungsform stellt die vorliegende Erfindung einen Dualmodus-Kraftstofftank-Leckdetektor bereit, der ein oberes Gehäuse und ein unteres Gehäuse umfasst, die ein elektromechanisches Ventil mit einem Behälteranschluss, eine Motorsteuereinheit, eine Pumpenanordnung und einen Sensor aufweisen, wobei das elektromechanische Ventil den Behälteranschluss öffnet und schließt gemäß Signalen, die von der Motorsteuereinheit bereitgestellt werden, die Pumpenanordnung eine Pumpe, bevorzugt eine Flügelzellenpumpe, enthält, die auf der Welle eines Motors montiert ist, um eine Drehbewegung auszuführen, und der Sensor ein integrierter Drucksensor ist, um den Druck in einem Kraftstofftank eines Fahrzeugs zu messen.
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In einer weiteren Ausführungsform stellt die vorliegende Erfindung einen Dualmodus-Kraftstofftank-Leckdetektor bereit, der ein elektromechanisches Ventil mit einem Behälteranschluss, eine Motorsteuereinheit, eine Pumpenanordnung und einen Sensor umfasst, der unter Druckbedingungen arbeitet, indem er Frischluft aus der Atmosphäre in einen Kraftstofftank eines Fahrzeugs leitet, die durch einen Behälter und ein Absperrventil im inaktiven Zustand strömt, wobei im aktiven Zustand die Pumpe ermöglicht, dass die Luft den Kraftstofftank erreicht, indem sie durch eine Öffnung strömt, wodurch der Druck im Durchgang der Pumpe nach einem Zeitintervall konstant wird und dieser konstante Druck als Referenzdruck betrachtet wird. Das elektromechanische Ventil startet und ermöglicht einen Luftstrom von der Öffnung und einem Spulenanschluss zum Behälter; wobei der Druck im Fall eines Lecks nicht innerhalb des Zeitintervalls den Referenzdruck erreicht. Im Fall von keinem Leck oder eines zulässigen Lecks ist der Druck innerhalb des Zeitintervalls gleich beziehungsweise höher als der Referenzdruck.
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In einer weiteren Ausführungsform stellt die vorliegende Erfindung einen Dualmodus-Kraftstofftank-Leckdetektor bereit, der ein elektromechanisches Ventil mit einem Behälteranschluss, eine Motorsteuereinheit, eine Pumpenanordnung und einen Sensor umfasst, der unter Vakuumbedingungen arbeitet, indem die Drehrichtung eines Motors mit Hilfe der Motorsteuereinheit durch eine Leiterplatte umgedreht wird, die die Anschlüsse einer Pumpe, die in der Pumpenanordnung enthalten ist, tauscht, wobei wenn die Pumpe im aktiven Zustand ist, ein Vakuum im Durchgang der Pumpe erzeugt wird und dieses Vakuum vom Drucksensor gemessen und als Referenzvakuum betrachtet wird, wobei das elektromechanische Ventil im aktiven Zustand den Durchfluss durch den Spulenanschluss ermöglicht, wobei im Fall, dass ein Leck vorliegt, das gemessene Vakuum nicht das Referenzvakuum innerhalb eines Zeitintervalls erreicht und wenn kein Leck vorliegt, das gemessene Vakuum gleich oder höher als das Referenzvakuum innerhalb des Zeitintervalls ist. Somit ermöglicht die vorliegende Erfindung das Arbeiten in beiden Modi, d.h. sowohl unter Druck- als auch unter Vakuumbedingungen mit derselben Pumpenanordnung.
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Die vorgenannten Aufgaben und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der nachstehenden Kurzbeschreibung der Zeichnungen, der detaillierten Beschreibung der Erfindung und den beigefügten Ansprüchen ersichtlich.
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Figurenliste
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Ein Verständnis des Kraftstofftank-Leckdetektors der vorliegenden Erfindung kann durch Bezugnahme auf die folgenden Zeichnungen erhalten werden:
- 1 ist eine perspektivische Ansicht des Kraftstofftank-Leckdetektors gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
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Die vorliegende Erfindung wird nun im Folgenden unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben, in denen eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung dargestellt ist. Diese Erfindung kann jedoch in vielen verschiedenen Formen ausgeführt werden und sollte nicht als auf die hier dargelegte Ausführungsform beschränkt ausgelegt werden. Vielmehr wird die Ausführungsform so bereitgestellt, dass diese Offenbarung gründlich ist und vollständig den Umfang der Erfindung den Fachleuten auf dem Gebiet vermittelt.
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Viele Aspekte der Erfindung können unter Bezugnahme auf die nachstehenden Zeichnungen besser verstanden werden. Die Komponenten in den Zeichnungen sind nicht unbedingt maßstabsgetreu gezeichnet. Stattdessen wird Wert daraufgelegt, die Komponenten der vorliegenden Erfindung deutlich darzustellen. Darüber hinaus bezeichnen gleiche Bezugszahlen entsprechende Teile in den verschiedenen Ansichten der Zeichnungen. Vor der Erläuterung mindestens einer Ausführungsform der Erfindung ist zu verstehen, dass die Ausführungsformen der Erfindung in ihrer Anwendung nicht auf die Konstruktionsdetails und die Anordnung der Komponenten beschränkt sind, die in der folgenden Beschreibung aufgeführt oder in den Zeichnungen dargestellt sind. Die Ausführungsformen der Erfindung können auf verschiedene Weise praktiziert und ausgeführt werden. Außerdem dienen die hier verwendeten Ausdrücke und Begriffe nur der Beschreibung und sind nicht als einschränkend zu betrachten.
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Die vorliegende Erfindung stellt einen Dualmodus-Kraftstofftank-Leckdetektor mit hoher Flexibilität bereit und der das Arbeiten in dualen Modi ermöglicht, d.h. unter Druck- als auch Vakuumbedingungen gemäß der Anforderung, ohne die Gesamtkosten zu erhöhen.
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In der Hauptausführungsform stellt die vorliegende Erfindung einen Dualmodus-Kraftstofftank-Leckdetektor bereit, der ein elektromechanisches Ventil mit einem Behälteranschluss, eine Motorsteuereinheit, eine Pumpenanordnung und einen Sensor umfasst, wobei das elektromechanische Ventil den Behälteranschluss öffnet und schließt gemäß Signalen, die von der Motorsteuereinheit bereitgestellt werden, wobei die Pumpenanordnung eine Pumpe, bevorzugt eine Flügelzellenpumpe, enthält, die auf der Welle eines Motors montiert ist, um eine Drehbewegung auszuführen, und der Sensor ein integrierter Drucksensor ist, um den Druck in einem Kraftstofftank eines Fahrzeugs zu messen. Der Kraftstofftank-Leckdetektor arbeitet unter Druckbedingungen, indem er Frischluft aus der Atmosphäre in einen Kraftstofftank eines Fahrzeugs leitet, die durch einen Behälter und ein Absperrventil im inaktiven Zustand strömt, wobei im aktiven Zustand die Pumpe ermöglicht, dass die Luft den Kraftstofftank erreicht, indem sie durch eine Öffnung strömt, wodurch der Druck im Durchgang der Pumpe nach einem Zeitintervall konstant wird, und dieser konstante Druck als Referenzdruck betrachtet wird. Das elektromechanische Ventil startet und ermöglicht einen Luftstrom von der Öffnung und einem Spulenanschluss zum Behälter; wobei der Druck im Fall eines Lecks nicht innerhalb des Zeitintervalls den Referenzdruck erreicht. Im Fall keines Lecks oder eines zulässigen Lecks, ist der Druck innerhalb des Zeitintervalls gleich beziehungsweise höher als der Referenzdruck, und der Kraftstofftank-Leckdetektor arbeitet unter Vakuumbedingungen, indem die Drehrichtung eines Motors mit Hilfe der Motorsteuereinheit durch eine Leiterplatte umgedreht wird, die die Anschlüsse der Pumpe, die in der Pumpenanordnung enthalten ist, tauscht, wenn die Pumpe in Betrieb ist, wobei wenn die Pumpe im aktiven Zustand ist, ein Vakuum im Durchgang der Pumpe erzeugt wird und dieses Vakuum wird vom Drucksensor gemessen und als Referenzvakuum betrachtet, wobei das elektromechanische Ventil im aktiven Zustand den Durchfluss durch den Spulenanschluss ermöglicht, wobei im Fall, dass ein Leck vorliegt, das gemessene Vakuum nicht das Referenzvakuum innerhalb eines Zeitintervalls erreicht und wenn kein Leck vorliegt, das gemessene Vakuum gleich oder höher als das Referenzvakuum innerhalb des Zeitintervalls ist.
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In 1 ist eine perspektivische Ansicht des Kraftstofftank-Leckdetektors (100) dargestellt, der ein oberes Gehäuse (5) und ein unteres Gehäuse (6) umfasst, die ein elektromechanisches Ventil (1), eine Pumpenanordnung und ein Drucksensor (3) aufweist. Das elektromechanische Ventil (1) ist bevorzugt ein Umschaltventil, das die Öffnungs- und Schließvorgänge eines Behälteranschlusses steuert, entsprechend den Rückmeldungssignalen der Motorsteuereinheit. Die Pumpenanordnung enthält eine Pumpe (2) und einen Motor (7), wobei die Pumpe (2) bevorzugt eine Flügelzellenpumpe ist, die auf der Welle des Motors (7) montiert ist, um die Pumpe (2) in Drehbewegung zu versetzen; außerdem ist der verwendete Motor (7), der hierin verwendet wird, ein bürstenloser Gleichstrom-Elektromotor. Der Drucksensor (3) ist ein integrierter Drucksensor, um den Druck, der im Kraftstofftank aufgebaut wird, zu messen.
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Unter Druckbedingungen strömt Frischluft aus der Atmosphäre durch den Kraftstofftank eines Fahrzeugs, die durch einen Behälter und ein Absperrventil im inaktiven Zustand strömt, wobei im aktiven Zustand die Pumpe (2) ermöglicht, dass die Luft den Kraftstofftank erreicht, indem sie durch eine Öffnung (4) strömt, wodurch der Druck im Durchgang der Pumpe (2) nach einem Zeitintervall konstant wird, und dieser konstante Druck als Referenzdruck betrachtet wird. Die Öffnung (4), die hierin verwendet wird, weist einen Durchmesser auf, der von 0,5 mm bis 0,10 mm reicht.
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Das elektromechanische Ventil (1) startet und ermöglicht einen Luftstrom von der Öffnung (4) und einem Spulenanschluss zum Behälter, wobei wenn der Druck innerhalb des Zeitintervalls nicht dem Referenzdruck entspricht, liegt ein Leck vor, wobei wenn der Druck innerhalb des Zeitintervalls gleich oder höher als der Referenzdruck ist, liegt kein Leck oder ein zulässiges Leck vor.
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Unter Vakuumbedingungen wird die Drehrichtung des Motors mit Hilfe der Motorsteuerung durch eine Leiterplatte umgedreht, die die Anschlüsse der Pumpe (2), die in der Pumpenanordnung enthalten ist, tauscht, wobei wenn die Pumpe (2) im aktiven Zustand ist, ein Vakuum im Durchgang der Pumpe erzeugt wird und dieses Vakuum vom Drucksensor gemessen wird und als Referenzvakuum betrachtet wird, wobei das elektromechanische Ventil (1) im aktiven Zustand den Durchfluss durch den Spulenanschluss zulässt, wobei im Fall, dass ein Leck vorliegt, das gemessene Vakuum nicht das Referenzvakuum innerhalb eines Zeitintervalls erreicht, und wenn kein Leck vorliegt, das gemessene Vakuum gleich oder höher als das Referenzvakuum innerhalb des Zeitintervalls ist.
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Daher stellt die vorliegende Erfindung einen Kraftstofftank-Leckdetektor bereit, die der Motorsteuereinheit ermöglicht, eine genaue Leck-Erfassung entweder unter Vakuum- oder unter Druckbedingungen mit derselben Motorpumpenanordnung ohne einen Anstieg der Gesamtkosten zu überwachen und die eine hohe Flexibilität bereitstellt.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- US 20120240664 [0006]
- US 20140102421 [0007]
