DE10224094B4

DE10224094B4 - Kraftstoffanlage für Fahrzeuge, insbesondere für Motorräder

Info

Publication number: DE10224094B4
Application number: DE2002124094
Authority: DE
Inventors: Ralf Strasser
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 2002-05-31
Filing date: 2002-05-31
Publication date: 2010-06-02
Anticipated expiration: 2022-06-01
Also published as: DE10224094A1

Abstract

Kraftstoffanlage (1) für Fahrzeuge, insbesondere für Motorräder, mit:
einem Kraftstofftank (2), einer Kraftstoffpumpe (4) zur Versorgung eines Motors (7) mit Kraftstoff aus dem Kraftstofftank (2) und einer Elektronikeinrichtung (10, 12), wobei die Elektronikeinrichtung eine Steuerelektronik (10) und eine elektrisch damit verbundene Verstärkerelektronik (12) aufweist und die Steuerelektronik (10) in Abhängigkeit vom aktuellen Kraftstoffbedarf des Motors ein Steuersignal erzeugt und die Verstärkerelektronik (12) auf der Basis des Steuersignals eine Betriebsspannung für den Antrieb der Kraftstoffpumpe (4) erzeugt,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Verstärkerelektronik (12) örtlich separiert von der Steuerelektronik (10) angeordnet ist,
dass die Verstärkerelektronik (12) unmittelbar im Bereich der Kraftstoffpumpe (4) angeordnet ist,
dass die Kraftstoffpumpe (4) im Inneren des Kraftstofftanks (2) und die Verstärkerelektronik (12) im Wandbereich (18) des Kraftstofftanks (29) angeordnet ist, und
dass die Verstärkerelektronik (12) an einem Flansch (17) angeordnet ist, mittels dem die Kraftstoffpumpe (4) am Kraftstofftank (2) befestigt...

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Kraftstoffanlage für Fahrzeuge, insbesondere für Motorräder, gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.
Eine derartige Kraftstoffanlage ist aus der DE 100 01 882 A1 bekannt.
Aus der DE 100 07 787 A1 ist eine Kraftstoffanlage für Motorräder bekannt, bei der mittels einer elektrischen Kraftstoffpumpe Kraftstoff aus einem Kraftstofftank zur Einspritzeinrichtung eines Motors gepumpt wird. Die Förderleistung der Kraftstoffpumpe ist stets größer als der aktuelle Kraftstoffbedarf des Motors. Somit stellt sich im Bereich zwischen der Pumpe und der Einspritzeinrichtung ein Überdruck ein. Wenn der Überdruck einen vorgegebenen Wert überschreitet, dann öffnet ein Druckregler. Über den Druckregler fließt der „zuviel geförderte” Kraftstoff zurück in den Kraftstofftank.
Derartige Kraftstoffanlagen haben den Nachteil, dass die Kraftstoffpumpe immer mehr Förderleistung erbringt als für den Betrieb des Motors nötig ist, was mit unnötigem Energieverbrauch verbunden ist.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Kraftstoffanlage zu schaffen, bei der der Energiebedarf für die Kraftstoffpumpe minimiert ist; gleichzeitig soll die Kraft stoffanlage eine hohe elektromagnetische Verträglichkeit mit anderen elektrischen Fahrzeugsystemen aufweisen.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind den Unteransprüchen zu entnehmen.
Ausgangspunkt der Erfindung ist eine Kraftstoffanlage, bei der die Förderleistung der Kraftstoffpumpe entsprechend den aktuellen Kraftstoffbedarf des Motors geregelt wird. Die Regelung der Förderleistung kann beispielsweise über eine pulsweitenmodulierte Steuerspannung erfolgen.
Der Kern der Erfindung besteht in einer „Elektronikeinrichtung”, die aus zwei „Teilkomponenten” besteht, nämlich einer Steuerelektronik und einer elektrisch damit verbundenen Verstärkerelektronik. Aus Gründen der Störsicherheit ist die Verstärkerelektronik örtlich separiert von der Steuerelektronik angeordnet und zwar in der Nähe der Kraftstoffpumpe. Die Steuerelektronik erzeugt in Abhängigkeit vom aktuellen Kraftstoffbedarf des Motors ein Steuersignal, zum Beispiel eine pulsweitenmodulierte Wechselspannung. Das Steuersignal wird einer Verstärkerelektronik zugeführt. Die Verstärkerelektronik erzeugt entsprechend dem Steuersignal eine Betriebsspannung für die Kraftstoffpumpe. Die Steuerspannung ist wesentlich geringer als die Betriebsspannung für die Kraftstoffpumpe, welche z. B. bei 12–14 Volt liegt. Der mittlere Betriebsstrom liegt z. B. bei 6 Ampere.
Die Verstärkerelektronik ist unmittelbar im Bereich der Kraftstoffpumpe angeordnet. Die Kraftstoffpumpe wird z. B. von einer Gleichspannungsquelle (Batterie) mit Strom versorgt.
Da die Förderleistung der Kraftstoffpumpe entsprechend dem aktuellen Kraftstoffbedarf des Motors geregelt wird, kann auf einen Druckregler und eine „Rücklaufleitung”, wie sie beim eingangs erwähnten Stand der Technik erforderlich ist, verzichtet werden. Dies bringt Kostenvorteile. Da die Förderleistung der Kraftstoffpumpe bedarfsgerecht geregelt wird, ergibt sich gegenüber dem Stand der Technik auch eine Stromersparnis, was letztlich zur Verringerung der Kraftstoffemissionen des Fahrzeugs beiträgt.
Ein weiterer wesentlicher Vorteil der Erfindung ergibt sich daraus, dass die „Leistungselektronik”, das heißt die Verstärkerelektronik unmittelbar in der Nähe der Kraftstoffpumpe und örtlich separiert von anderen elektrischen Systemen, insbesondere von der Steuerelektronik angeordnet ist. Durch die örtliche Trennung der Leistungselektronik von anderen elektronischen Systemen wird die Gefahr einer gegenseitigen Störbeeinflussung minimiert. Da die Verstärkerelektronik vorzugsweise unmittelbar im Bereich bzw. an der Kraftstoffpumpe angeordnet ist, können die Leitungen, zwischen der Verstärkerelektronik und der Kraftstoffpumpe, d. h. die Leitungen an denen die im Vergleich zur Steuerspannung hohe Betriebsspannung anliegt, sehr kurz gehalten werden, was die Gefahr elektromagnetischer Störungen weiter verringert.
Die Verstärkerelektronik ist an einem Flansch angeordnet, mittels dem die Kraftstoffpumpe am Kraftstofftank befestigt ist. Der Flansch, die Verstärkerelektronik und die Kraftstoffpumpe können als kompakte Baueinheit vormontiert werden.
Die Kraftstoffpumpe ist ferner im Inneren des Kraftstofftanks angeordnet. Der Flansch bzw. die Verstärkerelektronik können dann im Wandbereich des Kraftstofftanks angeordnet sein.
Zur Erzeugung des pulsweitenmodulierten Steuersignals durch die Steuerelektronik können verschiedene Betriebsgrößen des Motors bzw. des Fahrzeugs ausgewertet werden. Vorzugsweise ist ein Drucksensor vorgesehen, welcher den Druck des Kraftstoffs im Bereich zwischen der Kraftstoffpumpe und einer Einspritzeinrichtung, zum Beispiel einer Einspritzleiste, misst. Ferner können ein Sensor zur Erfassung der Gasgriffstellung, ein Sensor zur Erfassung der Betriebstemperatur des Motors etc. vorgesehen sein. Diese Sensorsignale werden von der Steuerelektronik ausgewertet und gehen in die Erzeugung des pulsweitenmodulierten Steuersignals ein.
Im folgenden wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels im Zusammenhang mit der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:
1 ein Schaltschema zur Erläuterung des prinzipiellen Aufbaus einer Kraftstoffanlage gemäß der Erfindung; und
2 einen Schnitt durch einen Kraftstofftank mit integrierter Krafstoffpumpe.
1 zeigt den prinzipiellen Aufbau einer Kraftstoffanlage 1 gemäß der Erfindung. Die Kraftstoffanlage 1 weist einen Kraftstoffbehälter 2 auf, der über eine Kraftstoffleitung 3 mit einer Kraftstoffpumpe 4 verbunden ist. Die Kraftstoffpumpe 4 ist über eine Kraftstoffleitung 5 mit einer Einspritzleiste 6 eines Motors 7 verbunden. Der Druck in der Kraftstoffleitung 5 wird mittels eines Drucksensors 8 gemessen und in ein elektrisches Signal umgewandelt, das über eine elektrische Leitung 9 einer Steuer- bzw. Motorelektronik 10 zugeführt wird.
Die Steuerelektronik 10 erzeugt auf der Basis des gemessenen Drucks in der Kraftstoffleitung 5 und gegebenenfalls unter Auswertung weiterer Betriebszustände ein Steuersignal, das über eine elektrische Leitung 11 einer Verstärkerelektronik 12 zugeführt wird. Die Verstärkerelektronik 12 ist örtlich getrennt von der Steuerelektronik 10 angeordnet und wird von einer Gleich spannungsquelle (nicht dargestellt) mit einer Gleichspannung versorgt. Entsprechend dem von der Steuerelektronik 10 erzeugten Steuersignal erzeugt die Verstärkerelektronik eine z. B. pulsweitenmodulierte Betriebsspannung für den Antrieb der Kraftstoffpumpe 4, wobei die mittlere Betriebsspannung deutlich höher ist als die mittlere Steuerspannung.
2 zeigt einen Querschnitt durch den Kraftstofftank 2. Im oberen Bereich des Kraftstofftanks 2 ist ein Einfüllstutzen 13 vorgesehen. Im Inneren des Kraftstofftanks 2 ist die Kraftstoffpumpe 4 angeordnet. Die Kraftstoffpumpe 4 saugt über ein Ansaugsieb 14 Kraftstoff an und pumpt den angesaugten Kraftstoff über eine Kraftstoffleitung 15 zur Einspritzleiste (nicht dargestellt). Die Kraftstoffpumpe 4 ist mittels eines Pumpenträgers 16 im Kraftstofftank 2 gehalten. Der Pumpenträger 16 ist mit einem Flansch 17 verbunden, welcher in eine Wand 18 des Kraftstoffbehälters 2 integriert ist. Am Flansch 17 und somit in unmittelbarer Nähe der Kraftstoffpumpe 4 ist die Verstärkerelektronik 12 angeordnet. Die Verstärkerelektronik 12 erzeugt auf der Basis des von der Steuerelektronik (1) gelieferten Steuersignals eine Betriebsspannung für den Antrieb der Kraftstoffpumpe 4. Die in der Verstärkerelektronik 12 anfallende Abwärme wird über Kühlrippen 19 an die Umgebung abgeführt.

Claims

Kraftstoffanlage (1) für Fahrzeuge, insbesondere für Motorräder, mit: einem Kraftstofftank (2), einer Kraftstoffpumpe (4) zur Versorgung eines Motors (7) mit Kraftstoff aus dem Kraftstofftank (2) und einer Elektronikeinrichtung (10, 12), wobei die Elektronikeinrichtung eine Steuerelektronik (10) und eine elektrisch damit verbundene Verstärkerelektronik (12) aufweist und die Steuerelektronik (10) in Abhängigkeit vom aktuellen Kraftstoffbedarf des Motors ein Steuersignal erzeugt und die Verstärkerelektronik (12) auf der Basis des Steuersignals eine Betriebsspannung für den Antrieb der Kraftstoffpumpe (4) erzeugt, dadurch gekennzeichnet, dass die Verstärkerelektronik (12) örtlich separiert von der Steuerelektronik (10) angeordnet ist, dass die Verstärkerelektronik (12) unmittelbar im Bereich der Kraftstoffpumpe (4) angeordnet ist, dass die Kraftstoffpumpe (4) im Inneren des Kraftstofftanks (2) und die Verstärkerelektronik (12) im Wandbereich (18) des Kraftstofftanks (29) angeordnet ist, und dass die Verstärkerelektronik (12) an einem Flansch (17) angeordnet ist, mittels dem die Kraftstoffpumpe (4) am Kraftstofftank (2) befestigt ist.
Kraftstoffanlage (1) nach Anspruch 1, wobei das Steuersignal eine pulsweitenmodulierte Wechselspannung ist.
Kraftstoffanlage (1) nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Spannung des Steuersignals kleiner ist als die Betriebsspannung der Kraftstoffpumpe (4).
Kraftstoffanlage (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei an die Steuerelektronik (10) ein Drucksensor (8) angeschlossen ist, der den Druck in einer Kraftstoffleitung im Bereich zwischen der Kraftstoffpumpe (4) und einer Einspritzeinrichtung (6) misst.
Kraftstoffanlage (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Steuerelektronik (10) in eine Motorelektronik zur Steuerung des Verbrennungsmotors integriert ist.