DE19830619A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Erkennen eines Lecks in der Treibstoffleitung eines Kraftfahrzeugs - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Erkennen eines Lecks in einer Treibstoffleitung eines Kraftfahrzeugs mit einem Treibstofftank und wenigstens einer diesen mit einem Verbrennungsmotor verbindenden Treibstoffleitung, wobei die vom Treibstofftank in die Treibstoffleitung einströmende und die aus derselben in den Verbrennungsmotor ausströmende Treibstoffmenge gemessen und die beiden Durchflusswerte verglichen werden. Im Falle einer Differenz wird die Treibstoffentnahme aus dem Tank gestoppt.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Erkennen eines Lecks in der Treibstoffleitung eines Kraftfahrzeugs gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 bzw. 10.

Bei Kraftfahrzeugen für den Rennsport kommt es immer wieder vor, dass in bestimmten Situationen die Treibstoffleitung zwischen dem Treibstofftank und dem Motor beschädigt wird und Treibstoff ausläuft. In solchen Fällen besteht ein erhebliches Sicherheitsrisiko durch Entzünden des Treibstoffs an heißen Bauteilen des Rennwagens, wie z. B. der Auspuffanlage. Wenn der Fahrer nicht daran denkt, die Treibstoffpumpe abzustellen, oder auf Grund der Unfallfolgen dazu nicht mehr in der Lage ist, kann es zu Bränden oder Verpuffungen kommen, die eine Gefahr für Fahrer, Streckenpersonal und Zuschauer darstellen.

Der Erfindung liegt demzufolge die Aufgabe zu Grunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung anzugeben, das/die ein Erkennen eines auftretenden Lecks in der Treibstoffleitung ermöglicht.

Gelöst wird diese Aufgabe durch eine zweifache Durchflussmessung des Treibstoffs, wobei eine erste Messung nahe am Treibstofftank und eine zweite Messung im Bereich des Motors durch entsprechend angeordnete Durchflussmessgeräte erfolgt. Diese Methode ist gleichermaßen zur Überwachung einer Treibstoffvorlaufleitung als auch einer Rücklaufleitung geeignet.

Wird eine Differenz zwischen dem an einem Ende in die Treibstoffleitung eingespeisten und dem am gegenüberliegenden Ende ankommenden Treibstoffdurchflusses durch Vergleich der Messwerte festgestellt, ist dies ein Hinweis auf ein Leck in dem zwischen den beiden Messpunkten liegenden Abschnitt der Treibstoffleitung. Diese zeitgleichen Messungen können kontinuierlich oder intervallweise erfolgen. Vorteilhaft ist eine selbsttätige Stilllegung der Treibstoffpumpe und ggf. auch der Zündanlage bzw. der Motorsteuerung, wobei diese Maßnahmen an die Überschreitung eines bestimmten, evtl. vorgebbaren Schwellwerts für eine Durchflussdifferenz gebunden sein können. Zusätzlich kann ein Auslaufen des Treibstofftanks durch ein in der Vorlaufleitung unmittelbar am Tank angeordnetes, vom Treibstoffdruck gesteuertes Ventil verhindert werden, das sich beim Abstellen der Treibstoffpumpe durch den abfallenden Druck von selbst schließt. Die Rücklaufleitung kann ebenfalls durch ein am Tank angeordnetes Ventil abgesichert werden, z. B. ein Klappenventil.

Befindet sich in der den überschüssigen Treibstoff vom Motor in den Tank zurückführenden Rücklaufleitung wenigstens ein Durchflußsensor, kann vorteilhafterweise zugleich eine Verbrauchsmessung durchgeführt werden, indem die Durchflussdifferenz zwischen der Vorlauf- und der Rücklaufleitung ermittelt und angezeigt wird.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand der Figur erläutert, in der der Tank eines Autos mit 1 und die sich unmittelbar am Motor 2 befindende Einspritzleiste mit 3 bezeichnet ist. Vom Tank führt eine Treibstoffvorlaufleitung 4 zur Einspritzleiste und von dieser eine Rücklaufleitung 5 zum Tank zurück. In der Vorlaufleitung befindet sich unmittelbar am Tank ein durch den in der Vorlaufleitung wirksamen Druck gesteuertes Ventil 6, das nur bei einem bestimmten Mindestdruck geöffnet bleibt. Hinter diesem Ventil ist die Treibstoffpumpe 7 angeordnet, auf die ein erster Durchflußsensor 8 folgt. Sowohl die Pumpe als auch der Sensor sind nahe am Tankauslass positioniert. Vom ersten Durchflußsensor 8 führt die Vorlaufleitung 4 zu einem zweiten Durchflußsensor 9, der an der Einmündung der Vorlaufleitung in die Einspritzleiste 3 angeordnet ist. Von dort führt über ein Druckregelventil 10 die Rücklaufleitung zum Tank 1 zurück. Die Rückflussmenge ist durch einen dritten Durchflußsensor 12 erfassbar. Hinter dem Sensor 12 befindet sich ein Klappenventil 17.

Die drei genannten Durchflußsensoren sind über elektrische Verbindungsleitungen an ein Kontrollgerät 13 angeschlossen, das ausserdem mit einem Display 14 und einer Motorsteuerung 18 verbunden ist. Zur Spannungsversorgung wird zweckmäßigerweise die Batterie 15 des Fahrzeugs benutzt, an die über ein Relais 16 auch die Treibstoffpumpe angeschlossen ist, wobei die Steuerleitung des Relais mit dem Kontrollgerät verbunden ist.

Beim Anlaufen der Treibstoffpumpe 7 öffnet das Ventil 6, so dass Treibstoff durch den ersten Durchflußsensor 8 in die Vorlaufleitung 4 einströmt und diese im weiteren Verlauf vollständig entlüftet wird. Danach erfolgt ein Abgleich der Durchflußsensoren 8 und 9 durch die Software des Microprozessors im Kontrollgerät 13. Zu diesem Zweck werden ca. 0,2 Liter durch beide Sensoren gepumpt und die Meßsignaldifferenz ermittelt. Es versteht sich, dass während des Abgleichs die Vorlaufleitung leckagefrei sein muss.

Im weiteren Betrieb erfolgt eine intervallweise Messung, um ein Auflaufen eines Messfehlers zu verhindern. Jedes Messintervall umfasst eine bestimmte Anzahl von Meßsignalen. Sobald einer der beiden Durchflußsensoren 8, 9 diese Meßsignalzahl erreicht hat, wird das Messintervall durch die beim Abgleich ermittelte Meßsignaldifferenz geteilt. Der ermittelte Quotient gibt an, nach welcher Signalzahl eine Korrektur der Meßsignale um ein Signal im positiven oder negativen Sinne vorgenommen werden muss. Nach jedem Messintervall erfolgt ein Reset, d. h. eine Signalrücksetzung auf den Wert Null. Das beschriebene Abgleich- und Messverfahren hat den Vorteil, dass die Durchflußsensoren in beliebiger Lage einbaubar sind und keine Beruhigungsstrecken benötigt werden.

Das Kontrollgerät 13 kann nun im Betrieb durch einen Vergleich der korrigierten, während einem Messintervall zeitgleich aufgenommenen Signalzahlen der Durchflußsensoren 8 und 9 eine Leckage erkennen, wenn eine Messdifferenz vorliegt. Dem Kontrollgerät 13 kann für diese Messdifferenz ein bestimmter, wählbarer Schwellwert vorgegeben werden, dessen Überschreitung zu einer Signalabgabe des Kontrollgeräts 13 an das Relais 16 und/oder die Motorsteuerung 18 führt, woraufhin die Treibstoffpumpe und/oder die Motorsteuerung außer Betrieb genommen wird, und sich das Ventil 6 mittels Federkraft wegen des absinkenden Drucks selbsttätig schließt.

Mit Hilfe des dritten Durchflußsensors 12 kann das Kontrollgerät 13 den momentanen Treibstoffverbrauch ermitteln und über das Display 14 anzeigen. Zu diesem Zweck zieht das Kontrollgerät von der über die Vorlaufleitung dem Motor zugeführten Treibstoffmenge die gleichzeitig über die Rücklaufleitung in den Tank zurückströmende Menge ab. Durch das Klappenventil 17 wird der Druck in der Rücklaufleitung auf 0,2 bar angehoben, um eine exakte Messung der Rücklaufinenge zu garantieren.

Es versteht sich, dass durch einen zweiten Durchflußsensor in der Rücklaufleitung diese in der gleichen Weise wie die Vorlaufleitung auf Leckagefreiheit überwacht werden könnte.

Claims (18)

1. Verfahren zum Erkennen eines Lecks in einer Treibstoffleitung eines Kraftfahrzeugs mit einem Treibstofftank und wenigstens einer diesen mit einem Verbrennungsmotor verbindenden Treibstoffleitung, dadurch gekennzeichnet, dass die vom Treibstofftank in die Treibstoffleitung einströmende und die aus der Treibstoffleitung in den Verbrennungsmotor ausströmende Treibstoffmenge gemessen und die beiden Durchflusswerte verglichen werden, wobei im Falle einer Differenz die Treibstoffentnahme aus dem Treibstofftank beendet wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass für die Differenz ein Schwellwert vorgebbar ist.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Treibstoffentnahme aus dem Treibstofftank durch eine Pumpe erfolgt, deren Energiezufuhr im Falle einer Differenz abgestellt wird.

4. Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass sich in der Treibstoffleitung nahe am Treibstofftank ein Ventil befindet, welches im Falle einer Differenz geschlossen wird, vorzugsweise selbsttätig, insbesondere in Abhängigkeit des Drucks in der Treibstoffleitung.

5. Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Durchflusswerte intervallweise erfaßt werden, und vorzugsweise nach jedem Intervall ein Reset erfolgt.

6. Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Inbetriebnahme zuerst ein Abgleich erfolgt, indem eine bestimmte Treibstoffmenge durch die leckagefreie Treibstoffleitung gepumpt und dabei eine ggf. vorhandene Signaldifferenz der erfaßten Durchflusswerte ermittelt wird.

7. Verfahren nach Anspruch 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, dass aus dem Messintervall und der Signaldifferenz ein Quotient gebildet wird.

8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass im Betrieb die gemessenen Durchflusswerte in Abhängigkeit des Quotienten korrigiert werden, bevor die Differenz aus den beiden Durchflusswerten gebildet wird.

9. Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass überschüssiger Treibstoff vom Motor zum Treibstofftank zurückgeleitet und gemessen wird, wobei aus dem zugeführten und zurückgeleiteten Treibstoffdurchfluss der Treibstoffverbrauch ermittelt wird.

10. Vorrichtung zum Erkennen eines Lecks in einer Treibstoffleitung eines Kraftfahrzeugs mit einem Treibstofftank (1) und wenigstens einer diesen mit einem Verbrennungsmotor (2) verbindenden Treibstoffleitung (4), dadurch gekennzeichnet, dass in der Treibstoffleitung (4) nahe am Treibstofftank ein erster Durchflußsensor (8) und nahe am Verbrennungsmotor ein zweiter Durchflußsensor (9) angeordnet ist, die beide mit einem Kontrollgerät (13) verbunden sind.

11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Treibstofftank (1) und dem Verbrennungsmotor (2) zwei Treibstoffleitungen, eine Vorlauf- (4) und eine Rücklaufleitung (5), vorhanden sind, wobei der erste (8) und der zweite Durchflußsensor (9) in der Vorlaufleitung (4) angeordnet sind.

12. Vorrichtung nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, das in der Vorlaufleitung (4) eine durch das Kontrollgerät (13) steuerbare Treibstoffpumpe (7) angeordnet ist.

13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Treibstoffpumpe (7) ein mit dem Kontrollgerät (13) verbundenes Relais (16) aufweist.

14. Vorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 10 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Kontrollgerät (13) mit der Motorsteuerung (18) verbunden ist.

15. Vorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 11 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass in der Vorlaufleitung (4) nahe am Treibstofftank (1) ein Ventil (6) angeordnet ist, das vorzugsweise selbsttätig in Abhängigkeit vom Treibstoffdruck in der Vorlaufleitung betätigbar ist.

16. Vorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 11 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass in der Rücklaufleitung (5) wenigstens ein Durchflußsensor (12) angeordnet ist, der mit dem Kontrollgerät (13) verbunden ist.

17. Vorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 11 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass in der Rücklaufleitung (5) nahe am Treibstofftank (1) ein Ventil (17) angeordnet ist.

18. Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass am Kontrollgerät (13) ein Display (14) zum Anzeigen des Treibstoffverbrauchs angeschlossen ist.