DE112014002300T5

DE112014002300T5 - Kraftstoffsystem für einen Verbrennungsmotor, Verbrennungsmotor mit einem solchen Kraftstoffsystem, Fahrzeug mit einem solchen Kraftstoffsystem und Verfahren zur Minderung des Risikos des Eintritts von Betriebsstörungen aufgrund von paraffiniertem Kraftstoff in einem Kraftstoffsystem

Info

Publication number: DE112014002300T5
Application number: DE112014002300.0T
Authority: DE
Inventors: Dan Cedfors
Original assignee: Scania CV AB
Current assignee: Scania CV AB
Priority date: 2013-06-13
Filing date: 2014-06-10
Publication date: 2016-02-18
Also published as: SE1350720A1; SE537174C2; WO2014200424A1

Abstract

Gegenstand der Erfindung ist ein Kraftstoffsystem (4) für einen Verbrennungsmotor (2), das einen ersten Kraftstofftank (20), einen zweiten Kraftstofftank (22), eine erste Kraftstoffleitung (36), die mit dem ersten Kraftstofftank (20) und dem zweiten Kraftstofftank (22) verbunden ist, und eine zweite Kraftstoffleitung (40), die mit dem ersten Kraftstofftank (20) und einer Hauptförderpumpe (26) verbunden ist, die Kraftstoff aus dem ersten Kraftstofftank (20) durch die zweite Kraftstoffleitung (40) über ein Hauptkraftstofffilter (12) einem Hochdrucksystem (19) zuführt, umfasst. Ein erster Elektromotor (M1) treibt die Hauptförderpumpe (26) an, wobei die Hauptförderpumpe (26) umkehrbar ist, so dass die Strömungsrichtung durch das Hauptkraftstofffilter (12) und die zweite Kraftstoffleitung (40) umgekehrt werden kann, um Kraftstoff aus dem Hauptkraftstofffilter (12) und der zweiten Kraftstoffleitung (40) zu entfernen, wenn ein Risiko einer Paraffinanreicherung des Kraftstoffs festgestellt wurde. Darüber hinaus bezieht sich die Erfindung auf ein Verfahren zur Verringerung des Risikos des Eintritts von Betriebsstörungen aufgrund von paraffiniertem Kraftstoff in einem Kraftstoffsystem.

Description

Hintergrund der Erfindung und bekannter Stand der Technik
Ein Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Kraftstoffsystem für einen Verbrennungsmotor gemäß dem Oberbegriff zu Patentanspruch 1. Die Erfindung betrifft außerdem einen Verbrennungsmotor mit einem solchen Kraftstoffsystem gemäß Patentanspruch 12, ein Fahrzeug mit einem solchen Kraftstoffsystem gemäß Patentanspruch 13 und ein Verfahren zur Minderung des Risikos des Eintritts von Betriebsstörungen aufgrund von paraffiniertem Kraftstoff in einem Kraftstoffsystem gemäß Patentanspruch 14.
Ein Verbrennungsmotor, wie beispielsweise ein Kolbenmotor, der mit Dieselkraftstoff oder Benzin betrieben wird, ist mit einem Kraftstoffsystem ausgestattet, das dazu dient, Kraftstoff aus einem oder mehreren Tanks dem Einspritzsystem des Verbrennungsmotors zuzuführen. Das Kraftstoffsystem umfasst eine oder mehrere Kraftstoffpumpen, die mechanisch vom Verbrennungsmotor angetrieben werden können oder von einem Elektromotor angetrieben werden können. Die Kraftstoffpumpen erzeugen eine Kraftstoffströmung und Druck zum Transport des Kraftstoffs in einen Speicher, der beispielsweise eine so genannte „Common Rail” („gemeinsame Leiste)” sein kann, und weiter zum Einspritzsystem des Verbrennungsmotors, das den Kraftstoff der Brennkammer des Verbrennungsmotors zuführt. Die Common Rail kann entfallen und das Kraftstoffsystem kann stattdessen eine andere Ausführung eines Einspritzsystems umfassen, beispielsweise ein Piezo-Einspritzsystem oder ein Pumpe-Düse-Einspritzsystem.
Kraftstoffsysteme umfassen auch Kraftstofffilter zur Filterung des Kraftstoffs, bevor er das Einspritzsystem des Verbrennungsmotors erreicht. Der Verbrennungsmotor und sein Einspritzsystem sind anfällig für Verunreinigungen und können in ihrer Funktion beeinträchtigt werden, falls der Kraftstoff zu stark verunreinigt ist. Verunreinigungen können in fester Form, als Gas oder als Flüssigkeit vorliegen. Auch wenn der Kraftstoff nur eine geringe Menge an Verunreinigungen enthält, kann der Verbrennungsmotor eventuell nicht mit dem Kraftstoff betrieben werden. Kraftstoffsysteme umfassen deshalb ein Kraftstofffilter, das sowohl Partikel als auch Wasser aus dem Kraftstoff ausfiltert. Bei dem Kraftstofffilter kann es sich um ein so genanntes Einsatzkraftstofffilter handeln, das ein austauschbares Filterelement umfasst, das in einem Filtergehäuse platziert ist. Wenn die Außentemperatur absinkt, kann sich im Kraftstoff innerhalb des Kraftstoffsystems, wie beispielsweise in Diesel- oder Biodiesel-Kraftstoff, Paraffin bilden. Die Temperatur, bei der im Kraftstoff Paraffine ausflocken, ist von der Zusammensetzung des Kraftstoffs abhängig und kann bei einigen unterschiedlichen Kraftstoffzusammensetzungen zwischen +10 Grad und –30 Grad schwanken. Bei Vorhandensein von Kraftstoff im Kraftstofffiltergehäuse kann die Paraffinanreicherung zu einer Verstopfung des Kraftstofffilters führen, so dass der Kraftstoff möglicherweise bei einem Kaltstart den Verbrennungsmotor nicht erreicht. Auch im Kraftstoff in den Kraftstoffleitungen kann sich Paraffin anreichern und eine Verstopfung der Kraftstoffleitungen verursachen. Deshalb ist es erwünscht, dass das Risiko der Paraffinanreicherung im Kraftstoff im Filtergehäuse und in den Kraftstoffleitungen bei kaltem Wetter minimiert wird.
Gemäß bekannter Technik kann eine umkehrbare Kraftstoffpumpe eingesetzt werden, um die Richtung der Strömung in einem Kraftstoffsystem zu ändern und dadurch Kraftstoff aus den Kraftstoffleitungen zu entfernen.
Das Dokument EP 0 186 262 zeigt ein Kraftstoffsystem für einen Verbrennungsmotor, das eine Kraftstoffpumpe und einen zweiteiligen Kraftstofftank umfasst. Nachdem der Verbrennungsmotor abgestellt wurde, wird die Förderrichtung der Kraftstoffpumpe geändert, so dass Kraftstoff aus den Kraftstoffleitungen entfernt wird. Dadurch verringert sich das Risiko, dass paraffinierter Kraftstoff zu einer Verstopfung der Kraftstoffleitungen führt. Ein kleinerer Teil des Kraftstofftanks umfasst eine Heizeinrichtung. Wenn das Fahrzeug angelassen wird, füllt sich der kleinere Teil zuerst, so dass der Kraftstoff erwärmt werden kann, bevor er in die Kraftstoffleitungen gepumpt wird. Folglich ändert die Kraftstoffpumpe gemäß Dokument EP 0 186 262 stets die Förderrichtung, nachdem der Verbrennungsmotor abgestellt wurde, unabhängig davon, ob ein Risiko der Paraffinanreicherung besteht oder nicht.
Bekannt ist auch eine Lösung, bei der eine elektrisch gesteuerte umkehrbare Kraftstoffpumpe eingesetzt wird, um die Strömungsrichtung in einem Kraftstoffsystem zu ändern.
Das Dokument US 2010/0031930 zeigt ein Kraftstoffsystem für einen Verbrennungsmotor mit einer elektrisch betriebenen Kraftstoffpumpe, die das Einspritzsystem des Kraftstoffsystems mit Kraftstoff versorgt. In einer ersten Position führt die elektrisch betriebene Kraftstoffpumpe dem Motor Kraftstoff aus einem Kraftstofftank zu. In einer zweiten Position führt die Kraftstoffpumpe Kraftstoff aus dem Kraftstofftank einer Einrichtung zu, die dazu dient, das Partikelfilter zu regenerieren. Die erste und die zweite Position entsprechen unterschiedlichen Rotationsrichtungen der elektrisch betriebenen Kraftstoffpumpe.
Trotz bereits bekannter Lösungen auf dem Gebiet der Erfindung besteht Bedarf an einer Weiterentwicklung zur Erzielung eines Kraftstoffsystems, welches das Risiko von Komplikationen und Betriebsstörungen bei kaltem Wetter mindert.
Zusammenfassung der Erfindung
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Kraftstoffsystem für einen Verbrennungsmotor zu erzielen, welches das Risiko des Eintritts von Betriebsstörungen aufgrund von paraffiniertem Kraftstoff mindert.
Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Kraftstoffsystem für einen Verbrennungsmotor zu erzielen, welches das Risiko mindert, dass Kraftstoff bei kaltem Wetter im Kraftstofffilter vorhanden ist.
Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Kraftstoffsystem für einen Verbrennungsmotor zu erzielen, das flexibel ist und über ein breites Steuerintervall verfügt.
Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Kraftstoffsystem für einen Verbrennungsmotor zu erzielen, das nicht viel Platz in Anspruch nimmt.
Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Kraftstoffsystem für einen Verbrennungsmotor zu erzielen, das einen Kaltstart ermöglicht.
Diese Aufgaben werden durch ein Kraftstoffsystem in der am Anfang der vorliegenden Beschreibung genannten Ausführung gelöst, das durch die Merkmale gekennzeichnet ist, die im kennzeichnenden Teil von Patentanspruch 1 angegeben sind.
Diese Aufgaben werden außerdem gelöst durch einen Verbrennungsmotor mit einem solchen Kraftstoffsystem gemäß dem kennzeichnenden Teil von Patentanspruch 12, ein Fahrzeug mit einem solchen Kraftstoffsystem gemäß dem kennzeichnenden Teil von Patentanspruch 13 und ein Verfahren zur Minderung des Risikos des Eintritts von Betriebsstörungen aufgrund des Vorhandenseins von paraffiniertem Kraftstoff in einem Kraftstoffsystem gemäß dem kennzeichnenden Teil von Patentanspruch 14.
Indem eine elektrisch gesteuerte umkehrbare Hauptförderpumpe in einem Niederdruckkreis im Kraftstoffsystem eines Verbrennungsmotors eingesetzt wird, so dass die Kraftstoffströmung durch das Hauptkraftstofffilter und die zweite Kraftstoffleitung umgekehrt werden kann, wenn ein Risiko der Paraffinanreicherung von Kraftstoff festgestellt wurde, wird ein Kraftstoffsystem erzielt, welches das Risiko von Komplikationen und Betriebsstörungen aufgrund von paraffiniertem Kraftstoff mindert. Zweckmäßigerweise umfasst das Hauptkraftstofffilter ein austauschbares Filterelement, das sich in einem Filtergehäuse befindet. Vorzugsweise ist die Hauptförderpumpe eine Niederdruckpumpe. Zweckmäßigerweise wird die Förderrichtung der Hauptförderpumpe geändert, so dass Kraftstoff im Wesentlichen nur dann aus dem Filtergehäuse des Hauptkraftstofffilters und aus der zweiten Kraftstoffleitung entfernt wird, wenn der Verbrennungsmotor abgestellt ist und das Risiko einer Paraffinanreicherung im Kraftstoff besteht. Dadurch wird das Risiko gemindert, dass paraffinierter Kraftstoff das Hauptkraftstofffilter oder die zweite Kraftstoffleitung verstopft. Indem das Filtergehäuse und die Kraftstoffleitung nur geleert werden, wenn das Risiko einer Paraffinanreicherung des Kraftstoffs besteht, wird eine unnötige Leerung des Filtergehäuses und der Kraftstoffleitung vermieden, falls kein Risiko der Paraffinanreicherung besteht. Dadurch müssen das Filtergehäuse und die Kraftstoffleitung nicht unnötigerweise mit Kraftstoff nachgefüllt werden.
Zweckmäßigerweise ist die Hauptkraftstoffpumpe umkehrbar, indem die Rotationsrichtung des Elektromotors geändert wird, der an die Hauptkraftstoffpumpe angeschlossen ist.
Zweckmäßigerweise wird die Hauptkraftstoffpumpe so gesteuert, dass ihre Richtung sich nach einer vorgegebenen Stillstandszeit ändert, nachdem der Verbrennungsmotor abgestellt wurde. Dadurch wird eine sofortige Leerung des Filtergehäuses und der Kraftstoffleitung bei Abstellung des Verbrennungsmotors vermieden. Falls der Verbrennungsmotor nur für kurze Zeit abgestellt wird, müssen das Filtergehäuse und die Kraftstoffleitung nicht geleert und wieder mit Kraftstoff gefüllt werden.
Wenn die Hauptförderpumpe über einen CAN-Bus an eine Steuereinrichtung angeschlossen ist, kann die Hauptförderpumpe nach unterschiedlichen Parametern gesteuert werden, beispielsweise nach dem Druck in den Kraftstoffleitungen, dem Druckabfall im Kraftstofffilter, Temperaturen usw. Dadurch wird ein Kraftstoffsystem erzielt, das flexibel ist, das ein breiteres Steuerintervall als die bekannte Technik bietet und das dadurch eine korrekte Kraftstoffzufuhr zum Verbrennungsmotor gestattet.
Zweckmäßigerweise wird durch Messung der Außentemperatur festgestellt, ob das Risiko einer Paraffinanreicherung des Kraftstoffs besteht. Vorzugsweise ist ein erster Temperatursensor an die Steuereinrichtung angeschlossen, der dazu dient, die Außentemperatur der Fahrzeugumgebung festzustellen. Die Hauptförderpumpe kann folglich vorzugsweise so gesteuert werden, dass ihre Förderrichtung geändert wird und Kraftstoff im Wesentlichen aus dem Hauptkraftstofffilter und der zweiten Kraftstoffleitung entfernt wird, wenn die Außentemperatur unter einer bestimmten Temperaturschwelle liegt, die der Temperatur entspricht, bei der sich Paraffin im Kraftstoff anreichert, wodurch angezeigt wird, dass das Risiko einer Paraffinanreicherung im Kraftstoff besteht.
Alternativ dazu kann ein Risiko der Paraffinanreicherung im Kraftstoff durch Messung der Temperatur des Verbrennungsmotors festgestellt werden. Vorzugsweise ist ein zweiter Temperatursensor an die Steuereinrichtung angeschlossen, um die Temperatur des Verbrennungsmotors festzustellen. Zweckmäßigerweise wird diese Temperatur durch Messung der Temperatur des Kühlmittels des Verbrennungsmotors festgestellt. Die Temperatur des Verbrennungsmotors/des Kühlmittels kann anzeigen, ob das Risiko einer Paraffinanreicherung des Kraftstoffs besteht. Die Hauptförderpumpe kann folglich vorzugsweise so gesteuert werden, dass ihre Förderrichtung geändert wird und Kraftstoff im Wesentlichen aus dem Hauptkraftstofffilter und der zweiten Kraftstoffleitung entfernt wird, wenn die Temperatur des Verbrennungsmotors unter einer bestimmten Temperaturschwelle liegt, die der Temperatur entspricht, bei der sich Paraffin im Kraftstoff anreichert, wodurch angezeigt wird, dass ein Risiko der Paraffinanreicherung des Kraftstoffs besteht.
Alternativ dazu kann das Risiko einer Paraffinanreicherung des Kraftstoffs festgestellt werden, indem der Druckabfall am Hauptkraftstofffilter bestimmt wird. Vorzugsweise ist ein erster Drucksensor vor dem Hauptkraftstofffilter platziert und ein zweiter Drucksensor hinter dem Hauptkraftstofffilter platziert. Mit diesen Drucksensoren kann ein Druckabfall am Hauptkraftstofffilter festgestellt werden, der anzeigen kann, wann die Verstopfung des Hauptkraftstrofffilters einsetzt. Die Verstopfung des Hauptkraftstofffilters kann durch ganz oder teilweise paraffinierten Kraftstoff hervorgerufen werden, so dass der Druckabfall am Hauptkraftstofffilter anzeigen kann, ob ein Risiko der Paraffinanreicherung besteht. Die Hauptförderpumpe kann zweckmäßigerweise so gesteuert werden, dass ihre Förderrichtung sich ändert, wenn der Druckabfall am Hauptkraftstofffilter eine bestimmte Druckabfallschwelle überschreitet und dadurch anzeigt, dass ein Risiko der Paraffinanreicherung des Kraftstoffs besteht. Die Drucksensoren sind zweckmäßigerweise Differenzdrucksensoren und sind an die Steuereinrichtung angeschlossen. Die Drucksensoren werden vorzugsweise abgelesen, wenn der Verbrennungsmotor in Betrieb ist.
Die Verstopfung des Hauptkraftstofffilters kann durch Paraffinanreicherung verursacht werden, aber auch durch Verunreinigungen des Kraftstoffs. Um festzustellen, ob das Risiko einer Paraffinanreicherung besteht, wird vorzugsweise die Messung des Druckabfalls mit der Messung der Außentemperatur und/oder der Temperatur des Verbrennungsmotors kombiniert. Die Hauptförderpumpe kann folglich vorzugsweise so gesteuert werden, dass ihre Förderrichtung sich ändert, wenn der Druckabfall am Hauptkraftstofffilter eine bestimmte Druckabfallschwelle überschreitet, während gleichzeitig die Außentemperatur und/oder die Temperatur des Verbrennungsmotors unter einen bestimmten Temperaturschwellenwert absinkt und dadurch anzeigt, dass das Risiko einer Paraffinanreicherung des Kraftstoffs besteht.
Alternativ dazu kann ein Risiko der Paraffinanreicherung im Kraftstoff festgestellt werden, indem man die Beziehung zwischen dem Betrieb der Hauptförderpumpe und der Kraftstoffströmung hinter dem Hauptkraftstofffilter bestimmt. Zweckmäßigerweise wird hinter dem Hauptkraftstofffilter ein Durchflussmesser platziert, der über den CAN-Bus an die Steuereinrichtung angeschlossen ist. Es wird der Stromverbrauch des Elektromotors der Hauptförderpumpe mithilfe der Steuereinrichtung gemessen. Dieser Stromverbrauch zeigt an, wie stark die Hauptförderpumpe belastet ist. Alternativ dazu wird die Leistungsabgabe des Elektromotors der Hauptförderpumpe mithilfe der Steuereinrichtung gemessen. Ein bestimmter Stromverbrauch oder eine bestimmte Leistungsabgabe des Elektromotors entspricht normalerweise einer bestimmten Kraftstoffströmung hinter dem Hauptkraftstofffilter. Somit hat eine Zunahme des Stromverbrauchs oder der Leistungsabgabe zur Folge, dass sich die Kraftstoffströmung hinter dem Hauptkraftstofffilter erhöht. Falls jedoch die Steuereinrichtung eine Zunahme des Stromverbrauchs oder der Leistungsabgabe feststellt, während gleichzeitig die Kraftstoffströmung hinter dem Hauptfilter unverändert bleibt, kann die Schlussfolgerung gezogen werden, dass das Hauptkraftstofffilter wahrscheinlich verstopft ist und folglich die Strömung des Kraftstoffs durch das Hauptkraftstofffilter behindert wird. Die Verstopfung kann durch ganz oder teilweise paraffinierten Kraftstoff verursacht werden, so dass die Beziehung zwischen dem Betrieb der Hauptförderpumpe und der Kraftstoffströmung hinter dem Hauptkraftstofffilter anzeigen kann, dass ein Risiko der Paraffinanreicherung im Kraftstoff besteht. Die Hauptförderpumpe kann zweckmäßigerweise so gesteuert werden, dass, wenn der Verbrennungsmotor abgestellt ist, ihre Förderrichtung geändert wird, wenn die Beziehung zwischen dem Betrieb der Hauptförderpumpe und der Kraftstoffströmung hinter dem Hauptkraftstofffilter anzeigt, dass das Hauptkraftstofffilter verstopft ist. Der Stromverbrauch und/oder die Leistungsabgabe und die Kraftstoffströmung hinter dem Hauptkraftstofffilter werden vorzugsweise gemessen, wenn der Verbrennungsmotor in Betrieb ist.
Die Verstopfung des Hauptkraftstofffilters kann durch paraffinierten Kraftstoff verursacht werden, aber auch durch Verunreinigungen des Kraftstoffs. Um festzustellen, ob das Risiko einer Paraffinanreicherung besteht, wird vorzugsweise die festgestellte Beziehung zwischen dem Betrieb der Hauptförderpumpe und der Kraftstoffströmung hinter dem Hauptkraftstofffilter mit der Außentemperatur und/oder der Temperatur des Verbrennungsmotors verglichen. Die Hauptförderpumpe kann vorzugsweise so gesteuert werden, dass ihre Förderrichtung geändert wird, wenn die Beziehung zwischen dem Betrieb der Hauptförderpumpe und der Kraftstoffströmung hinter dem Hauptkraftstofffilter anzeigt, dass das Hauptkraftstofffilter verstopft ist, während gleichzeitig die Außentemperatur und/oder die Temperatur des Verbrennungsmotors unter einem bestimmten Temperaturschwellenwert liegen.
Alternativ dazu wird ein Risiko der Paraffinanreicherung des Kraftstoffs festgestellt, indem einige oder alle der oben genannten Verfahren miteinander kombiniert werden. Beispielsweise können sowohl die Außentemperatur, die Temperatur des Verbrennungsmotors, der Druckabfall als auch die Beziehung zwischen dem Betrieb der Hauptförderpumpe und der Kraftstoffströmung hinter dem Hauptkraftstofffilter verwendet werden, um festzustellen, ob ein Risiko der Paraffinanreicherung des Kraftstoffs besteht.
Vorzugsweise werden der erste und/oder der zweite Temperatursensor abgelesen, wenn der Verbrennungsmotor in Betrieb ist, um festzustellen, ob ein Risiko der Paraffinanreicherung des Kraftstoffs besteht. Wenn dann der Verbrennungsmotor abgestellt wird und das Fahrzeug zum Stillstand gekommen ist, wird die Hauptförderpumpe so gesteuert, dass ihre Förderrichtung geändert wird. Zweckmäßigerweise wird die Messwertablesung während des Betriebs speziell bei einer Änderung der Temperaturzone durchgeführt.
Alternativ dazu werden der erste und/oder der zweite Temperatursensor abgelesen, wenn der Verbrennungsmotor abgestellt wurde und das Fahrzeug zum Stillstand gekommen ist.
Alternativ dazu werden der erste und/oder der zweite Temperatursensor sowohl während des Betriebs des Verbrennungsmotors als auch nach Abstellung des Verbrennungsmotors, wenn das Fahrzeug zum Stillstand gekommen ist, abgelesen.
Vorzugsweise ist eine Heizeinrichtung für den ersten Kraftstofftank vorhanden. Bei der Heizeinrichtung kann es sich um eine Dieselheizung, eine Fahrzeugheizung, eine Elektroheizung oder um eine andere Heizungsart handeln. Die Heizeinrichtung wird vorzugsweise von einer Zeitschaltuhr gesteuert, die an die Steuereinrichtung angeschlossen ist (eine Zeitschaltuhr mit einer Wirkfunktion nach oder zu einem bestimmten eingestellten Zeitpunkt), so dass die Heizeinrichtung zu einem bestimmten Zeitpunkt eingeschaltet werden kann. Zweckmäßigerweise wird der vorgegebene Zeitpunkt auf der Basis des Zeitpunkts berechnet, zu dem das Anlassen des Verbrennungsmotors gewünscht wird. Wenn das Risiko einer Paraffinanreicherung des Kraftstoffs besteht und der Verbrennungsmotor abgestellt ist, ändert sich die Förderrichtung der Hauptförderpumpe, so dass der Kraftstoff im Hauptkraftstofffilter und in der zweiten Kraftstoffleitung dem ersten Kraftstofftank zugeführt wird. Die Heizeinrichtung wird vorzugsweise zu einem Zeitpunkt vor dem Zeitpunkt des gewünschten Anlassens des Verbrennungsmotors eingeschaltet, so dass der Kraftstoff eine vorgegebene Temperatur erreicht hat, wenn der Verbrennungsmotor erneut gestartet wird. Dadurch kann eventuell im ersten Kraftstofftank vorhandener mit Paraffin angereicherter Kraftstoff erwärmt werden, bevor der Verbrennungsmotor angelassen wird, so dass ein Kraftstoffsystem erzielt wird, das einen Kaltstart ermöglicht. Außerdem bewirkt der erwärmte Kraftstoff im ersten Kraftstofftank, dass eventuell noch im Hauptkraftstofffilter und in der zweiten Kraftstoffleitung vorhandener paraffinierter Kraftstoff sofort erwärmt werden kann, so dass das Risiko des Eintritts von Betriebsstörungen aufgrund von paraffiniertem Kraftstoff gemindert wird.
Vorzugsweise wird der Zeitpunkt der Einschaltung der Heizeinrichtung auf der Basis des Zeitpunkts bestimmt, der vom Fahrer als Zeitpunkt angegeben wird, zu dem er den Verbrennungsmotor wieder anlassen will.
Alternativ dazu wird der Zeitpunkt der Einschaltung der Heizeinrichtung bestimmt, indem manuell ein geeigneter Zeitpunkt vor dem gewünschten Anlassen des Verbrennungsmotors angegeben wird. Alternativ dazu wird die Heizeinrichtung mittels einer Fernsteuerung eingeschaltet.
Zweckmäßigerweise hat der erste Kraftstofftank ein geringeres Fassungsvermögen als der zweite Kraftstofftank. Dadurch nimmt der erste Kraftstofftank weniger Platz in Anspruch, so dass er leichter in einem Fahrgestell mit begrenztem Platzangebot angebracht werden kann. Dadurch wird ein platzsparendes Kraftstoffsystem erzielt. Außerdem hat ein kleinerer erster Kraftstofftank zur Folge, dass das Kraftstoffsystem dem Verbrennungsmotor Kraftstoff auf einem niedrigeren Kraftstoffniveau zuführen kann als wenn die gleiche Kraftstoffmenge vom größeren zweiten Kraftstofftank bereitgestellt würde. Dadurch wird ein Kraftstoffsystem für einen Verbrennungsmotor erzielt, das eine flexible Regulierung der Kraftstoffzufuhr ermöglicht und dadurch Betriebsstörungen aufgrund eines niedrigen Kraftstoffniveaus im Kraftstofftank vermeidet. Vorzugsweise fasst der erste Kraftstofftank 20–50 Liter und der zweite Kraftstofftank 300–1000 Liter.
Vorzugsweise ist eine Transferpumpe vorhanden, die dem ersten Kraftstofftank Kraftstoff zuführt. Die Transferpumpe ist zweckmäßigerweise eine Niederdruckpumpe, die Kraftstoff aus dem zweiten Kraftstofftank über die erste Kraftstoffleitung in den ersten Kraftstofftank pumpt. Vorzugsweise ist ein Vorfilter hinter der Transferpumpe und vor der Hauptförderpumpe platziert. Dadurch wird der Kraftstoff, der die Hauptförderpumpe erreicht, die vom Elektromotor angetrieben wird, vorgefiltert, was zur Folge hat, dass die Hauptförderpumpe in vorteilhafter Weise vor Verunreinigungen geschützt wird, so dass sich das Risiko des Eintritts von Betriebsstörungen der Hauptförderpumpe verringert.
Vorzugsweise wird die Transferpumpe von einem zweiten Elektromotor angetrieben. Dadurch wird eine effizientere und flexiblere Regelung der Kraftstoffzufuhr zum ersten Kraftstofftank erzielt.
Zweckmäßigerweise ist die Hauptförderpumpe im ersten Kraftstofftank platziert. Dadurch wird die Hauptförderpumpe vor der Umgebung geschützt und eine natürliche Kühlung des Kraftstoffs im ersten Kraftstofftank erzielt. Alternativ dazu sind auch die Transferpumpe und das Vorfilter im ersten Kraftstofftank platziert. Indem die Hauptförderpumpe, die Transferpumpe, das Vorfilter und das Ventil im ersten Kraftstofftank platziert sind, wird ein platzsparendes Kraftstoffsystem erzielt.
Zweckmäßigerweise ist eine Kraftstoffrücklaufleitung vorhanden, die mit dem ersten Kraftstofftank und dem Hochdrucksystem des Kraftstoffsystems verbunden ist. Dadurch kann unter Druck stehender warmer Kraftstoff in den ersten Kraftstofftank zurückgeleitet werden statt der Brennkammer des Verbrennungsmotors zugeführt zu werden. Der warme Kraftstoff kann folglich kalten Kraftstoff im Kraftstofftank erwärmen, so dass sich das Risiko der Paraffinanreicherung während des Betriebs verringert.
Vorzugsweise umfasst der erste Kraftstofftank einen Füllstandsensor zur Bestimmung des Kraftstofffüllstands im ersten Kraftstofftank. Zweckmäßigerweise ist eine Überlaufleitung vorhanden, die an den ersten Kraftstofftank und an den zweiten Kraftstofftank angeschlossen ist. Wenn der mit dem Füllstandsensor festgestellte Kraftstofffüllstand im ersten Kraftstofftank eine vorgegebene Füllstandschwelle überschreitet, wird Kraftstoff aus dem ersten Kraftstofftank über eine Überlaufleitung dem zweiten Kraftstofftank zugeführt. Zweckmäßigerweise ist die Überlaufleitung mit dem oberen Bereich des ersten Kraftstofftanks und dem oberen Bereich des zweiten Kraftstofftanks verbunden. Alternativ dazu kann die Überlaufleitung mit dem unteren Bereich des ersten Kraftstofftanks verbunden sein.
Zweckmäßigerweise wird die Transferpumpe so gesteuert, dass sie Kraftstoff aus dem zweiten Kraftstofftank dem ersten Kraftstofftank zuführt, wenn der mit dem Füllstandsensor festgestellte Kraftstofffüllstand im ersten Kraftstofftank unter einen vorgegebenen Wert absinkt.
Weitere Vorteile der Erfindung sind aus der nachstehenden detaillierten Beschreibung zu ersehen.
Zeichnungskurzbeschreibung
Im Folgenden werden bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung als Beispiele unter Verweis auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben.
ist eine schematische Seitenansicht eines Fahrzeugs, das ein Kraftstoffsystem für einen Verbrennungsmotor gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst.
zeigt ein Anschlussdiagramm eines Kraftstoffsystems gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
Die – zeigen Ablaufdiagramme von Verfahren zur Minderung des Risikos des Eintritts von Betriebsstörungen aufgrund von paraffiniertem Kraftstoff in einem Kraftstoffsystem gemäß der vorliegenden Erfindung.
Detaillierte Beschreibung einer Ausführungsform der Erfindung
zeigt eine schematische Seitenansicht eines Fahrzeugs 1, das ein Kraftstoffsystem 4 für einen Verbrennungsmotor 2 gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst. Der Verbrennungsmotor 2 ist an das Getriebe 6 angeschlossen, das über ein Kraftübertragungssystem mit den Antriebsrädern 8 des Fahrzeugs 1 verbunden ist. Das Fahrzeug umfasst außerdem ein Fahrgestell 10.
zeigt ein Anschlussdiagramm eines Kraftstoffsystems 4 eines Verbrennungsmotors 2 gemäß der vorliegenden Erfindung. Das Kraftstoffsystem 4 umfasst mehrere Komponenten, zu denen ein Hauptkraftstofffilter 12, eine Hochdruckpumpe 14, ein Speicher in der Form einer so genannten Common Rail 16 und ein Einspritzsystem 18 gehören, das in Form eines Kraftstoffinjektors schematisch dargestellt ist. Diese Komponenten sind im Verbrennungsmotor 2 (siehe Darstellung des Verbrennungsmotors 2 in ) platziert. Alternativ dazu kann die Common Rail 16 durch eine andere Ausführung eines Einspritzsystems 18 ersetzt sein, beispielsweise durch ein Piezo-Einspritzsystem oder ein Pumpe-Düse-Einspritzsystem. Die Hochdruckpumpe 14, die Common Rail 16 und das Einspritzsystem 18 sind Bestandteile des Hochdrucksystems 19 des Kraftstoffsystems 4. Das Kraftstoffsystem 4 umfasst außerdem einen ersten Kraftstofftank 20, einen zweiten Kraftstofftank 22, einen dritten Kraftstofftank 24, eine Hauptförderpumpe 26, eine Transferpumpe 28 und ein Vorfilter 30. Diese Komponenten können im Fahrgestell 10 des Fahrzeugs platziert sein (siehe Darstellung des Fahrgestells 10 in ). Das Hauptkraftstofffilter 12 ist hinter der Hauptförderpumpe 26 und vor der Hochdruckpumpe 14 im Kraftstoffsystem 4 platziert. Außerdem umfasst das Kraftstoffsystem 4 eine Kraftstoffrücklaufleitung 13, durch die unter Druck stehender warmer Kraftstoff aus dem Hochdrucksystem 19 des Kraftstoffsystems 4 in den ersten Kraftstofftank 20 zurückgeführt wird.
Alle drei Tanks 20, 22, 24 sind jeweils in ihrem oberen Bereich mit einer Lüftungsleitung 50 verbunden, die über ein Luftfilter 51 mit der Umgebung in Verbindung steht. Die Lüftungsleitung 50 stellt sicher, dass der Druck in den Tanks 20, 22, 24 jeweils im Wesentlichen konstant ist und bleibt und dem Umgebungsluftdruck entspricht, unabhängig davon, wie viel Kraftstoff sich jeweils in den Tanks befindet. Das Luftfilter 51 verhindert, dass Verunreinigungen bei der Lüftung der Tanks aus der Umgebungsluft in die Lüftungsleitung 50 eindringen.
Der erste Kraftstofftank 20 fasst eine geringere Kraftstoffmenge als der zweite Kraftstofftank 22 und der dritte Kraftstofftank 24. Der zweite Kraftstofftank 22 und der dritte Kraftstofftank 24 sind Hauptkraftstofftanks und fassen im Wesentlichen die gleiche Kraftstoffmenge. Zwischen diesen Tanks besteht eine sich selbst regulierende Strömung über eine Verbindungsleitung 34, die zwischen dem unteren Bereich des zweiten Kraftstofftanks 22 und des dritten Kraftstofftanks 24 platziert ist. Die Transferpumpe 28 befindet sich, wie aus zu ersehen ist, zwischen dem ersten Kraftstofftank 20 und dem zweiten Kraftstofftank 22. Die Hauptförderpumpe 26 wird vom ersten Elektromotor M1 angetrieben und befindet sich im ersten Kraftstofftank 20, wo sie vor der Umgebung geschützt ist und vom Kraftstoff gekühlt wird. Die Transferpumpe 28 wird von einem zweiten Elektromotor M2 angetrieben und ihre Hauptaufgabe besteht darin, Kraftstoff aus dem zweiten Kraftstofftank 22 über eine erste Kraftstoffleitung 36 dem ersten Kraftstofftank 20 zuzuführen. Zwischen dem ersten Kraftstofftank 20 und dem zweiten Kraftstofftank 22 befindet sich eine Überlaufleitung 38, so dass Kraftstoff aus dem ersten Kraftstofftank 20 in den zweiten Kraftstofftank 22 überführt werden kann, wenn der erste Kraftstofftank 20 zu voll wird. Die Hauptförderpumpe 26 ist umkehrbar und ihre Hauptaufgabe besteht darin, Kraftstoff aus dem ersten Kraftstofftank 20 über eine zweite Kraftstoffleitung 40 durch das Hauptkraftstofffilter 12 dem Hochdrucksystem 19 zuzuführen. Dann wird der Kraftstoff mit hohem Druck der Common Rail 16 und danach dem Einspritzsystem 18 zugeführt. Die Hauptförderpumpe 26 und die Transferpumpe 28 werden durch eine Steuereinrichtung 42 über einen CAN-Bus 44 gesteuert.
Das Vorfilter 30 befindet sich hinter der Transferpumpe 28 und ist vorzugsweise ein feinmaschiges, wasserabscheidendes Filter. Im zweiten Kraftstofftank 22 vor der Transferpumpe 28 befindet sich ein grobmaschiges Sieb 52, durch das die Transferpumpe 28 Kraftstoff ansaugt. Das grobmaschige Sieb 52 filtert Partikel aus, deren Größe eine vorgegebene Größe übertrifft. Die Transferpumpe 28 setzt dann den Kraftstoff unter Druck und fördert ihn dann durch das Vorfilter 30 über die erste Kraftstoffleitung 36 zum ersten Kraftstofftank 20. Der Kraftstoff im ersten Kraftstofftank 20 hat folglich sowohl ein grobmaschiges Sieb 52 als auch ein feinmaschiges Vorfilter 30 passiert, so dass die Hauptförderpumpe 26, die sich im ersten Kraftstofftank 20 befindet, vor Verunreinigungen geschützt wird. Indem ein Vorfilter 30 hinter der Transferpumpe 28 platziert wird, wird der Kraftstoff durch das Vorfilter 30 gedrückt, was zur Folge hat, dass der Kraftstoff leichter durch das Vorfilter 30 dringt und das Risiko, dass das Vorfilter 30 verstopft wird, dadurch verringert wird.
Im ersten Kraftstofftank 20 ist ein erster Füllstandsensor 46 platziert, der dazu dient, den Kraftstofffüllstand im ersten Kraftstofftank 20 festzustellen. Wenn der Kraftstofffüllstand im ersten Kraftstofftank 20, der mit dem Füllstandsensor 46 festgestellt wird, unter eine vorgegebene Füllstandschwelle absinkt, wird die Transferpumpe 28 so gesteuert, dass sie Kraftstoff aus dem zweiten Kraftstofftank 22 dem ersten Kraftstofftank 20 zuführt. Im zweiten Kraftstofftank 22 befindet sich ein zweiter Füllstandsensor 48, der dazu dient, den Kraftstofffüllstand im zweiten Kraftstofftank 22 festzustellen. Der erste Füllstandsensor 46 und der zweite Füllstandsensor 48 sind an den CAN-Bus 44 und die Steuereinrichtung 42 angeschlossen, welche die Transferpumpe 28 und die Hauptförderpumpe 26 steuert.
Ein erster Drucksensor 54 ist vor dem Hauptkraftstofffilter 12 platziert und ein zweiter Drucksensor 56 ist hinter dem Hauptkraftstofffilter 12 platziert. Durch Messung des Drucks der Kraftstoffströmung vor und hinter dem Hauptkraftstofffilter 12 kann die Druckdifferenz, d. h. der so genannte Druckabfall, am Hauptkraftstofffilter 12 berechnet werden. Ein hoher Druckabfall hat zur Folge, dass der Druck der Kraftstoffströmung hinter dem Hauptkraftstofffilter 12 wesentlich geringer ist als der Druck vor dem Hauptkraftstofffilter 12. Ein solcher hoher Druckabfall kann ein Hinweis darauf sein, dass das Hauptkraftstofffilter 12 verstopft ist, so dass die Strömung von Kraftstoff durch das Hauptkraftstofffilter 12 behindert wird. Die Verstopfung kann durch paraffinierten Kraftstoff verursacht werden. Folglich können Informationen über den Druckabfall verwendet werden, um festzustellen, ob das Risiko einer Paraffinanreicherung des Kraftstoffs besteht. Der erste und der zweite Drucksensor 54, 56 sind über den CAN-Bus 44 an die Steuereinrichtung 42 angeschlossen.
Ein Durchflussmesser 58, der an die Steuereinrichtung 42 angeschlossen ist, ist hinter dem Hauptkraftstofffilter 12 platziert und dient dazu, die Beziehung zwischen dem Betrieb der Hauptförderpumpe 26 und der Kraftstoffströmung hinter dem Hauptkraftstofffilter 12 festzustellen. Mithilfe der Steuereinrichtung kann der Stromverbrauch des Elektromotors M1 der Hauptförderpumpe 26 festgestellt werden. Alternativ dazu wird die Leistungsabgabe des Elektromotors M1 der Hauptförderpumpe 26 mithilfe der Steuereinrichtung 42 festgestellt. Der Stromverbrauch und/oder die Leistungsabgabe zeigen an, wie stark die Hauptförderpumpe 26 belastet ist. Ein bestimmter Stromverbrauch oder eine bestimmte Leistungsabgabe entspricht einer bestimmten Kraftstoffströmung hinter dem Hauptkraftstofffilter 12. Falls die Steuereinrichtung 42 einen erhöhten Stromverbrauch oder eine erhöhte Leistungsabgabe feststellt, während gleichzeitig der Durchflussmesser 58 eine im Wesentlichen unveränderte Kraftstoffströmung feststellt, kann davon ausgegangen werden, dass das Hauptkraftstofffilter 12 verstopft ist. Die Verstopfung kann durch paraffinierten Kraftstoff verursacht worden sein. Folglich können Informationen über die Beziehung zwischen dem Betrieb der Hauptförderpumpe 26 und der Kraftstoffströmung hinter dem Hauptkraftstofffilter 12 verwendet werden, um festzustellen, ob das Risiko einer Paraffinanreicherung des Kraftstoffs besteht.
Außerdem ist ein erster Temperatursensor 60 an die Steuereinrichtung 42 angeschlossen. Der erste Temperatursensor 60 meldet der Steuereinrichtung 42 die Außentemperatur in der Umgebung des Fahrzeugs 1 (in dargestellt). Eine niedrige Außentemperatur kann ein Hinweis darauf sein, dass ein Risiko der Paraffinanreicherung des Kraftstoffs besteht.
An die Steuereinrichtung 42 ist auch ein zweiter Temperatursensor 62 angeschlossen, der dazu dient, der Steuereinrichtung 42 die Temperatur des Verbrennungsmotors 2 zu melden (in dargestellt). Eine niedrige Temperatur des Verbrennungsmotors 2 kann ein Hinweis darauf sein, dass ein Risiko der Paraffinanreicherung des Kraftstoffs besteht.
Die Hauptförderpumpe 26 ist umkehrbar, da ihr Elektromotor M1 die Rotationsrichtung ändern kann. Die Hauptförderpumpe 26 wird von der Steuereinrichtung 42 so gesteuert, dass sie ihre Förderrichtung ändert, wenn ein Risiko der Paraffinanreicherung des Kraftstoffs besteht. Dadurch wird Kraftstoff aus dem Hauptkraftstofffilter 12 und der zweiten Kraftstoffleitung 40 entfernt und dem ersten Kraftstofftank 20 zugeführt. Dadurch wird das Risiko gemindert, dass paraffinierter Kraftstoff die zweite Kraftstoffleitung 40 oder das Hauptkraftstofffilter 12 verstopft. Da unterschiedliche Kraftstoffzusammensetzungen (Diesel- oder Biodieselkraftstoff) eine Paraffinanreicherung bei unterschiedlichen Temperaturen bewirken, kann durch Messung der Außentemperatur allein nur schwer festgestellt werden, ob ein Risiko der Paraffinanreicherung besteht. Durch Kombination von Informationen über die Außentemperatur und/oder die Temperatur des Verbrennungsmotors 2 mit Informationen über den Grad der Verstopfung des Hauptkraftstofffilters 12 erhält man eine bessere Grundlage zur Feststellung, ob ein Risiko der Paraffinanreicherung besteht. Informationen über den Verstopfungsgrad des Hauptfilters 12 erhält man, indem man den Druckwert des ersten und des zweiten Drucksensors 54, 56 abliest und/oder indem man die Beziehung zwischen dem Betrieb der Hauptförderpumpe 26 und der Kraftstoffströmung hinter dem Hauptkraftstofffilter 12 gemäß der obigen Beschreibung feststellt. Die Steuereinrichtung 42 stellt fest, ob das Risiko einer Paraffinanreicherung besteht und steuert die Hauptförderpumpe 26 entsprechend.
Außerdem ist im ersten Kraftstofftank 20 eine Heizeinrichtung 64 platziert, die dazu dient, den Kraftstoff im ersten Kraftstofftank 20 zu erwärmen, wenn der Verbrennungsmotor 2 abgestellt ist. Die Heizeinrichtung 64 ist über den CAN-Bus 44 an die Steuereinrichtung 42 angeschlossen und kann von einer Zeitschaltuhr 66 gesteuert werden, die ebenfalls an die Steuereinrichtung 42 angeschlossen ist. Der Zeitpunkt, zu dem die Zeitschaltuhr 66 die Heizeinrichtung 64 einschaltet, wird zweckmäßigerweise auf der Basis eines Zeitpunkts des gewünschten Anlassens des Verbrennungsmotors 2 bestimmt. Dadurch hat der Kraftstoff im ersten Kraftstofftank 20 eine im Voraus festgelegte Temperatur erreicht, wenn der Verbrennungsmotor 2 angelassen wird. Dadurch wurde eventuell im ersten Kraftstofftank 20 vorhandener paraffinierter Kraftstoff erwärmt, so dass ein Kaltstart ermöglicht wird und dadurch das Risiko des Eintritts von Betriebsstörungen aufgrund von paraffiniertem Kraftstoff gemindert wird.
zeigt ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zur Minderung des Risikos des Eintritts von Betriebsstörungen aufgrund von paraffiniertem Kraftstoff im Kraftstoffsystem 4 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Das Kraftstoffsystem 4 umfasst einen ersten Kraftstofftank 20, einen zweiten Kraftstofftank 22, eine erste Kraftstoffleitung 36, die mit dem ersten Kraftstofftank 20 und dem zweiten Kraftstofftank 22 verbunden ist, eine zweite Kraftstoffleitung 40, die mit dem ersten Kraftstofftank 20 und einer Hauptförderpumpe 26 verbunden ist, die Kraftstoff aus dem ersten Kraftstofftank 20 durch die zweite Kraftstoffleitung 40 über ein Hauptkraftstofffilter 12 einem Hochdrucksystem 19 zuführt. Das Verfahren gemäß der Erfindung umfasst einen Schritt S101, in dem entschieden wird, ob das Risiko einer Paraffinanreicherung des Kraftstoffs besteht. Das Verfahren umfasst auch einen Schritt S102, in dem, wenn ein Risiko der Paraffinanreicherung des Kraftstoffs besteht und der Verbrennungsmotor 2 abgestellt ist, die Förderrichtung der Hauptförderpumpe 26 geändert wird, so dass der Kraftstoff im Hauptkraftstofffilter 12 und in der zweiten Kraftstoffleitung 40 dem ersten Kraftstofftank 20 zugeführt wird. Die Förderrichtung der Hauptförderpumpe 26 wird geändert, indem die Rotationsrichtung eines Elektromotors M1 geändert wird, der die Hauptförderpumpe 26 antreibt.
zeigt ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zur Minderung des Risikos des Eintritts von Betriebsstörungen aufgrund von paraffiniertem Kraftstoff im Kraftstoffsystem 4 gemäß einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Das Kraftstoffsystem 4 umfasst einen ersten Kraftstofftank 20, einen zweiten Kraftstofftank 22, eine erste Kraftstoffleitung 36, die mit dem ersten Kraftstofftank 20 und dem zweiten Kraftstofftank 22 verbunden ist, und eine zweite Kraftstoffleitung 40, die mit dem ersten Kraftstofftank 20 und einer Hauptförderpumpe 26 verbunden ist, die Kraftstoff aus dem ersten Kraftstofftank 20 durch die zweite Kraftstoffleitung 40 über ein Hauptkraftstofffilter 12 einem Hochdrucksystem 19 zuführt. Das Verfahren umfasst einen Schritt S201, in dem die Außentemperatur der Umgebung des Fahrzeugs 1 (in dargestellt) festgestellt wird, indem ein erster Temperatursensor 60 abgelesen wird, der an eine Steuereinrichtung 42 angeschlossen ist. Außerdem wird in einem Schritt S202 der Druckabfall am Hauptkraftstofffilter 12 festgestellt, indem ein erster und ein zweiter Drucksensor 54, 56 abgelesen werden, die auf beiden Seiten des Hauptkraftstofffilters 12 platziert sind. Der erste und der zweite Drucksensor 54, 56 sind an die Steuereinrichtung 42 angeschlossen. Durch Feststellung des Druckabfalls am Hauptkraftstofffilter 12 erhält man einen Hinweis darauf, ob das Hauptkraftstofffilter 12 verstopft ist. Die Verstopfung kann von paraffiniertem Kraftstoff herrühren. Das Verfahren umfasst auch einen Schritt S203, in dem auf der Basis von festgestellten Werten der Außentemperatur und des Druckabfalls entschieden wird, ob ein Risiko einer Paraffinanreicherung des Kraftstoffs besteht. Falls der Druckabfall anzeigt, dass das Hauptkraftstofffilter 12 verstopft ist, und gleichzeitig die Außentemperatur unter einer bestimmten Temperaturschwelle liegt, wird in einem Schritt S204 die Hauptförderpumpe 26 von der Steuereinrichtung 42 so gesteuert, dass sie ihre Förderrichtung ändert, wenn der Verbrennungsmotor 2 abgestellt ist und das Fahrzeug 1 während einer vorgegebenen Zeitspanne im Stillstand war. Die Förderrichtung der Hauptförderpumpe 26 wird geändert, indem die Rotationsrichtung eines Elektromotors M1 geändert wird, der die Hauptförderpumpe 26 antreibt. Dadurch wird Kraftstoff, der sich im Hauptkraftstofffilter 12 und in der zweiten Kraftstoffleitung 40 befindet, von der Hauptförderpumpe 26 in den ersten Kraftstofftank 20 gesaugt. Dann wird in einem Schritt S205 ein Zeitpunkt bestimmt, zu dem eine Heizeinrichtung 64, die mit dem ersten Kraftstofftank 20 verbunden ist, eingeschaltet werden sollte. Dieser Zeitpunkt wird zweckmäßigerweise auf der Basis der gewünschten Anlasszeit des Verbrennungsmotors 2 bestimmt, damit der Kraftstoff im ersten Kraftstofftank 20 eine bestimmte Temperatur erreicht hat, wenn der Verbrennungsmotor 2 angelassen wird. Das Verfahren umfasst auch einen Schritt S206, in dem die Heizeinrichtung 64 über eine an die Steuereinrichtung 42 angeschlossene Zeitschaltuhr 66 zu einem bestimmten geeigneten Zeitpunkt eingeschaltet wird. Dadurch kann eventuell im ersten Kraftstofftank 20 vorhandener paraffinierter Kraftstoff erwärmt werden und ein Kaltstart des Verbrennungsmotors 2 ermöglicht werden.
Alternativ dazu umfasst der Schritt S201 die Feststellung der Temperatur des Verbrennungsmotors 2 statt der Außentemperatur. Die Temperatur des Verbrennungsmotors 2 wird zweckmäßigerweise bestimmt, indem ein zweiter Temperatursensor 62 abgelesen wird, der an die Steuereinrichtung 42 angeschlossen ist.
Alternativ dazu umfasst der Schritt S201 die Feststellung der Außentemperatur mit dem Temperatursensor 60 und die Feststellung der Temperatur des Verbrennungsmotors 2 mit dem Temperatursensor 62. Sowohl die Außentemperatur als auch die Temperatur des Verbrennungsmotors 2 sollte unter den jeweiligen Temperaturschwellenwert fallen, damit entschieden wird, dass ein Risiko der Paraffinanreicherung des Kraftstoffs besteht.
Alternativ dazu umfasst der Schritt S202 die Feststellung der Beziehung zwischen dem Betrieb der Hauptförderpumpe 26 und der Kraftstoffströmung hinter dem Hauptkraftstofffilter 12. Dies geschieht mithilfe eines Durchflussmessers 58, der an die Steuereinrichtung 42 angeschlossen ist, und durch Werte des Stromverbrauchs und/oder der Leistungsabgabe des Elektromotors M1 der Hauptförderpumpe 26, die von der Steuereinrichtung 42 festgestellt werden. Durch Feststellung des Stromverbrauchs bzw. der Leistungsabgabe des Elektromotors M1 und der Kraftstoffströmung hinter dem Hauptkraftstofffilter 12 kann man einen Hinweis darauf erhalten, ob das Hauptkraftstofffilter 12 verstopft ist.
Die Temperatursensoren 60, 62 können sowohl während des Betriebes des Verbrennungsmotors 2 als auch nach dessen Abstellung abgelesen werden. Die Drucksensoren 54, 56, der Durchflussmesser 58 und der Stromverbrauch/die Leistungsabgabe werden zweckmäßigerweise während des Betriebes abgelesen.
Die oben genannten Komponenten und Merkmale können im Rahmen der Erfindung zwischen unterschiedlichen genannten Ausführungsformen kombiniert werden.

Claims

Kraftstoffsystem (4) eines Verbrennungsmotors (2), das einen ersten Kraftstofftank (20), einen zweiten Kraftstofftank (22), eine erste Kraftstoffleitung (36), die mit dem ersten Kraftstofftank (20) und dem zweiten Kraftstofftank (22) verbunden ist, und eine zweite Kraftstoffleitung (40), die mit dem ersten Kraftstofftank (20) und einer Hauptförderpumpe (26) verbunden ist, die dazu dient, Kraftstoff aus dem ersten Kraftstofftank (20) durch die zweite Kraftstoffleitung (40) über ein Hauptkraftstofffilter (12) einem Hochdrucksystem (19) zuzuführen, umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass ein erster Elektromotor (M1) die Hauptförderpumpe (26) antreibt, wobei die Hauptförderpumpe (26) umkehrbar ist, so dass die Strömungsrichtung durch das Hauptkraftstofffilter (12) und die zweite Kraftstoffleitung (40) umgekehrt werden kann, damit Kraftstoff aus dem Hauptkraftstofffilter (12) und der zweiten Kraftstoffleitung (40) entfernt wird, wenn ein Risiko einer Paraffinanreicherung des Kraftstoffs festgestellt wurde.
Kraftstoffsystem gemäß Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Hauptförderpumpe (26) umkehrbar ist, indem die Rotationsrichtung ihres Elektromotors (M1) geändert wird.
Kraftstoffsystem gemäß den oben genannten Patentansprüchen, dadurch gekennzeichnet, dass die Hauptförderpumpe (26) an die Steuereinrichtung (42) angeschlossen ist.
Kraftstoffsystem gemäß den oben genannten Patentansprüchen, dadurch gekennzeichnet, dass ein erster und ein zweiter Drucksensor (54, 56) auf beiden Seiten des Hauptkraftstofffilters (12) platziert sind.
Kraftstoffsystem gemäß den oben genannten Patentansprüchen, dadurch gekennzeichnet, dass das Kraftstoffsystem (4) einen ersten und einen zweiten Temperatursensor (60, 62) umfasst, um die Außentemperatur bzw. die Temperatur des Verbrennungsmotors (2) festzustellen.
Kraftstoffsystem gemäß den oben genannten Patentansprüchen, dadurch gekennzeichnet, dass ein Durchflussmesser (58) hinter dem Hauptkraftstofffilter (12) platziert ist.
Kraftstoffsystem gemäß den oben genannten Patentansprüchen, dadurch gekennzeichnet, dass eine Heizeinrichtung (64) am ersten Kraftstofftank (20) platziert ist.
Kraftstoffsystem gemäß Patentanspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Heizeinrichtung (64) von einer Zeitschaltuhr (66) gesteuert wird.
Kraftstoffsystem gemäß den oben genannten Patentansprüchen, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Kraftstofftank (20) eine kleinere Menge an Kraftstoff als der zweite Kraftstofftank (22) fasst.
Kraftstoffsystem gemäß den oben genannten Patentansprüchen, dadurch gekennzeichnet, dass die Hauptförderpumpe (26) im ersten Kraftstofftank (20) platziert ist.
Kraftstoffsystem gemäß den oben genannten Patentansprüchen, dadurch gekennzeichnet, dass eine Transferpumpe (28) Kraftstoff aus dem zweiten Kraftstofftank (22) dem ersten Kraftstofftank (20) zuführt.
Verbrennungsmotor (2), dadurch gekennzeichnet, dass er ein Kraftstoffsystem (4) gemäß den Patentansprüchen 1–11 umfasst.
Fahrzeug (1), dadurch gekennzeichnet, dass es ein Kraftstoffsystem (4) gemäß den Patentansprüchen 1–11 umfasst.
Verfahren zur Minderung des Risikos des Eintritts von Betriebsstörungen aufgrund von paraffiniertem Kraftstoff in einem Kraftstoffsystem (4) für einen Verbrennungsmotor (2), wobei das Kraftstoffsystem (4) einen ersten Kraftstofftank (20), einen zweiten Kraftstofftank (22), eine erste Kraftstoffleitung (36), die mit dem ersten Kraftstofftank (20) und dem zweiten Kraftstofftank (22) verbunden ist, und eine zweite Kraftstoffleitung (40), die mit dem ersten Kraftstofftank (20) und einer Hauptförderpumpe (26) verbunden ist, die Kraftstoff aus dem ersten Kraftstofftank (20) durch die zweite Kraftstoffleitung (40) über ein Hauptkraftstofffilter (12) einem Hochdrucksystem (19) zuführt, umfasst, gekennzeichnet durch die folgenden Schritte: – Entscheiden, ob ein Risiko der Paraffinanreicherung des Kraftstoffs besteht, – Ändern der Förderrichtung der Hauptförderpumpe (26), falls ein Risiko der Paraffinanreicherung besteht und der Verbrennungsmotor (2) abgestellt ist, so dass der Kraftstoff im Hauptkraftstofffilter (12) und in der zweiten Kraftstoffleitung (40) dem ersten Kraftstofftank (20) zugeführt wird.
Verfahren gemäß Patentanspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren auch den folgenden Schritt umfasst, der vor dem Schritt der Entscheidung, ob ein Risiko einer Paraffinanreicherung des Kraftstoffs besteht, durchgeführt wird: – Feststellen einer Außentemperatur.
Verfahren gemäß Patentanspruch 14 und 15, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren auch den folgenden Schritt umfasst, der vor dem Schritt der Entscheidung, ob ein Risiko einer Paraffinanreicherung des Kraftstoffs besteht, durchgeführt wird: – Feststellen der Temperatur des Verbrennungsmotors (2).
Verfahren gemäß Patentanspruch 14–16, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren auch den folgenden Schritt umfasst, der vor dem Schritt der Entscheidung, ob ein Risiko einer Paraffinanreicherung des Kraftstoffs besteht, durchgeführt wird, wenn der Verbrennungsmotor (2) in Betrieb ist: – Feststellen des Druckabfalls am Hauptkraftstofffilter (12).
Verfahren gemäß Patentanspruch 14–17, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren auch den folgenden Schritt umfasst, der vor dem Schritt der Entscheidung, ob ein Risiko einer Paraffinanreicherung des Kraftstoffs besteht, durchgeführt wird, wenn der Verbrennungsmotor (2) in Betrieb ist: – Feststellen der Beziehung zwischen dem Betrieb der Hauptförderpumpe (26) und der Kraftstoffströmung hinter dem Hauptkraftstofffilter (12).
Verfahren gemäß Patentanspruch 14–18, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren auch die folgenden Schritte umfasst, die nach dem Schritt der Änderung der Förderrichtung der Hauptförderpumpe (26) durchgeführt werden: – Bestimmen eines Zeitpunkts für die Einschaltung der Heizeinrichtung (64) des ersten Kraftstofftanks (20); – Einschalten der Heizeinrichtung (64), so dass der Kraftstoff im ersten Kraftstofftank (20) eine vorgegebene Temperatur erreicht hat, wenn der Verbrennungsmotor (2) angelassen wird.