DE3425461C2 - - Google Patents

Description

Stand der Technik

Die Erfindung geht von einer Schutzeinrichtung nach der Gattung des Hauptanspruchs aus. Bei einer solchen, durch die DE-OS 24 41 941 bekannten Schutzeinrichtung ist der Katalysator mit einem Wärmefühler ausgestattet, dessen Temperaturwert die Stelleinrichtung des Umschaltventils so ansteuert, daß bei Überschreiten eines Höchsttemperaturwertes der Zugang zum Katalysator verschlossen und die Bypassleitung geöffnet wird. Eine solche Einrichtung dient dem Schutz des Katalysators vor Überhitzung.

Bekannterweise werden Katalysatoren nicht nur durch Überhitzung, sondern auch durch den Betrieb mit bleihaltigem Kraftstoff geschädigt. Bei einem Kraftstoffmarkt, auf dem sowohl bleihaltiger Kraftstoff als auch bleifreier Kraftstoff angeboten wird, kann es dabei vorkommen, daß ein Kraftfahrzeug, das mit einem Katalysator ausgestattet ist und für den Betrieb mit bleifreiem Kraftstoff ausgelegt ist, irrtümlicherweise mit bleihaltigem Kraftstoff getankt werden kann. Dies führt zur alsbaldigen Schädigung des Katalysators und zum Ausfall desselben.

Die Schutzeinrichtung mit den gekennzeichneten Merkmalen des Hauptanspruchs hat demgegenüber den Vorteil, daß mit Sicherheit auch bei versehentlichem Betanken des Kraftfahrzeuges mit bleihaltigem Benzin der zugehörige Katalysator nicht mit Abgasen in Berührung kommen, die von der Verbrennung dieses bleihaltigen Benzines stammen.

Durch die Ausgestaltung nach den Unteransprüchen sind vorteilhafte Weiterbildungen des Gegenstands des Hauptanspruchs angegeben.

Zeichnung

Zwei Ausführungsbeispiele des Gegenstands der Erfindung sind in der Zeichnung vereinfacht dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen Fig. 1 die erfindungswesentlichen Teile der Schutzeinrichtung mit einem Kraftstoffeinfüllstutzen eines Kraftstoffvorratsbehälters in einem nicht weiter dargestellten Kraftfahrzeug mit Brennkraftmaschine sowie eines Teils der Abgassammelleitung derselben mit einem Katalysator und Fig. 2 eine abgewandelte Ausführungsform des Kraftstoffeinfüllstutzens mit Füllstück.

Beschreibung der Ausführungsbeispiele

In Fig. 1 ist ein Teil des Kraftstoffüllstutzens 1 gezeigt, der zu einem schematisch dargestellten Kraftstofftank 2 führt. Dieser ist in einem Kraftfahrzeug eingebaut, das hier nicht weiter gezeichnet ist und versorgt die hier ebenfalls nicht dargestellte Brennkraftmaschine mit Kraftstoff. Am Ausgang der Brennkraftmaschine ist ein Abgassammelsystem angeschlossen, dessen abführende Abgassammelleitung 3 zum Teil in der Figur dargestellt ist. Die Abgassammelleitung 3 ist in Pfeilrichtung vom Abgas durchströmt und führt zu einem Katalysator 4, in dem das eintretende Abgas zur Beseitigung der Schadstoffe im Abgas nachbehandelt wird. Der Ausgang 5 des Katalysators führt dann gegebenfalls über einen Abgasschalldämpfer oder über weitere Abgasbehandlungseinrichtungen ins Freie. Stromaufwärts des Katalysators zweigt von der Abgassammelleitung 3 eine Bypassleitung 7 ab, die nach dem Katalysator 4 in dessen Ausgang 5 einmündet. An der Verzweigungsstelle ist ein Umschaltventil 9 vorgesehen, das, wie hier schematisch gezeigt, eine auf einer Welle 11 gelagerte Klappe 10 aufweist, die in ihrer einen Endstellung den Zugang zum Katalysator 4 versperrt hat und die Bypassleitung 7 zur Abgassammelleitung 3 hin geöffnet hat und in ihrer anderen Endstellung die Bypassleitung 7 verschlossen hat und den Zugang zum Katalysator hin geöffnet hat. Das Umschaftventil wird über ein Gestänge 12 von einer Stelleinrichtung 14 betätigt. Diese wird von einer elektronischen Schaltung 16 angesteuert, die nachfolgend noch näher beschrieben wird.

Der in der Fig. 1 gezeigte Kraftstoffüllstutzen ist in geöffnetem Zustand wiedergegeben und weist an seinem Eintritt innenliegend eine Klappe 17 auf, die um eine Achse 18 schwenkbar ist und von einer Rückstellfeder 19 an einem Anschlag 20 gehalten wird. Solange die Klappe am Anschlag 20 anliegt, ist der Kraftstoffüllstutzen bis auf eine zentrale Öffnung 22 in der Klappe geschlossen. Diese Öffnung ist so groß, daß ein erster Typ von einem Kraftstoffüllstück 23, über das der Kraftstofftank 2 von der Kraftstoffzapfsäule befüllt wird, ungehindert durch die Öffnung 22 in den Kraftstoffüllstutzen 1 eingeführt werden kann. Ein solches Kraftstoffüllstück ist dann für das Betanken mit bleifreiem Kraftstoff vorgesehen. Die Klappe 17 bleibt in diesem Fall in ihrer Ruhestellung am Anschlag 20. Ein solches Füllstück ist in der Zeichnung jedoch nicht wiedergegeben, dafür jedoch eine zweite Art von Füllstück 23, die ein verdicktes Ende 24 aufweist, das ein ungehindertes Einführen durch die Öffnung 22 verhindert. Um ein Betanken vorzunehmen, muß mit dem Kraftstoffüllstück 23 dann die Klappe 17 aus der Ruhelage ausgeschwenkt werden, in die gestrichelte Lage 17.

Die Klappe 17 trägt ferner einen beweglichen Geberteil 25 eines Näherungsgebers, dessen ortsfester Geberteil 26 in der Wand des Kraftstoffüllstutzens 1 untergebracht ist. Bei Ausschwenkung der Klappe 17 wird im ortsfesten Geberteil ein erstes Signal erzeugt, das der elektronischen Schaltung 16 zugeleitet wird. Enfernt sich die Klappe 17 wieder vom ortsfesten Geberteil 26, so wird dort ein zweites Signal erzeugt, das ebenfalls von der elektronischen Schaltung 16 erfaßt wird. Die Ausgestaltung der Klappe 17 mit den Näherungsgebern 26, 25 ist als Erkennungseinrichtung zu betrachten, die das Einführen eines Kraftstoffüllstückes signalisiert, das für bleihaltiges Benzin vorgesehen ist.

Mit der elektronischen Schaltung 16 ist ferner ein Kraftstoffüllstandsgeber 28 verbunden, der hier nur schematisch dargestellt ist und die Menge des in dem Kraftstofftank 2 befindlichen Kraftstoffs mißt. Weiterhin ist die elektronische Schaltung 16 mit einer Kraftstoffverbrauchsmeßeinrichtung 29 verbunden, die Signale über den laufend verbrauchten Kraftstoff an die elektronische Schalteinrichtung 16 abgibt. Alternativ dazu kann in der elektronischen Schaltung 16 ein Wert über den spezifischen Kraftstoffverbrauch abgespeichert sein und der Schaltung Signale über die zurückgelegte Kilometerstrecke oder über die Dauer der Betriebszeit zugeleitet werden.

Die elektronische Schalteinrichtung ist so ausgestattet, daß sie bei Empfang eines ersten Signals vom Näherungsgeber 25, 26, daß das Einführen des Kraftstoffüllstutzens 23 signalisiert ein Verriegelungssignal an die Stelleinrichtung 14 abgibt, wodurch die Klappe 10 in die gezeigte Stellung gebracht wird, bei der nur die Abgasbypassleitung 7 geöffnet wird. Wird nach dem Betanken der Kraftstoffüllstutzen 23 wieder entfernt, so gibt der Näherungsgeber ein zweites Signal ab, das eine Abfrage des Inhalts des Kraftstofftankes 2 mit Hilfe des Kraftstoffüllstandsgebers auslöst. Der Füllwert wird daraufhin in der elektronischen Schaltung gespeichert und davon in der Folge über die sich anschließende Betriebszeiten der Brennkraftmaschine die verbrauchte Kraftstoffmenge abgezogen. Ist die verbrauchte Kraftstoffmenge so groß wie die abgespeicherte Füllmenge, so wird von der elektronischen Schalteinrichtung ein Entriegelungssignal erzeugt, das das Umschaltventil 9 umschaltet, derart, daß die Bypassleitung 7 verschlossen und der Zugang zum Katalysator 4 geöffnet wird. Eine in der Zwischenzeit erfolgte Neubetankung des Kraftstofftanks löst eine aktualisierte Speicherung des Tankinhalts und den Subtraktionsvorgang erneut aus. Eine Betankung des Kraftstoffs mit bleifreiem Benzin wirkt sich hingegen nicht auf den Rechenvorgang aus. Die Schaltstellung des Umschaltventils, bei der der Zugang zum Katalysator versperrt ist, wird in vorteilhafter Weise zusätzlich noch im Fahrzeuginnern zur Anzeige gebracht über eine Anzeigelampe 32, so daß der Fahrzeugführer über den nicht ordnungsgemäßen Betrieb des Kraftfahrzeuges informiert ist und sein Tankverhalten darauf abstimmen kann, mit dem Ziel daß vor einem Betanken mit bleifreiem Kraftstoff der Tank möglichst leergefahren wird.

Fig. 2 zeigt eine Variante der eingangs beschriebenen Schutzeinrichtung, wo statt einer geometrischen Erkennungseinrichtung am Kraftstoffüllstück eine magnetische Markierung an solchen Kraftstoffüllstücken 23 angebracht ist, über die bleihaltiges Benzin abgegeben wird. Die magnetische Markierung besteht dabei vorzugsweise in Form eines ringförmigen Permanentmagneten 30, der am Füllstück 23, außen angebracht ist. Beim Betanken wird dieser Permanentmagnetenring in den Kraftstoffeinfüllstutzen 1 eingeführt und löst bei einem geeigneten Näherungsgeber 31 die ersten und die zweiten Signale aus. Der Näherungsgeber kann dabei als Hallgeber oder auch als induktiver Geber ausgebildet sein. Das Anbringen solcher Magnetringe an den Kraftstoffüllstücken ist dabei sehr einfach. Vorhandene Kraftstoffüllstücke können dabei leicht nachgerüstet werden. Auch der Näherungsgeber ist ohne größeren Aufwand an den Kraftstoffeinfüllstutzen anzubringen.

Durch die Erkennungseinrichtung kann aber auch eine Verriegelungseinrichtung an der Betankungseinrichtung gesteuert werden. Dabei wird vorzugsweise das Auslaufventil am Kraftstoffüllstück geschaltet. In diesem Fall ist die elektronische Schaltung auf der Seite der Betankungseinrichtung angeordnet. Der passive Teil des Näherungsgebers, zum Beispiel der bei Fig. 2 am Einfüllstück 23′ angeordnete Magnetring 30, wird dann am Kraftstoffeinfüllstutzen angeordnet und der aktive Näherungsgeberteil, der in Fig. 2 mit 31 bezeichnet ist, am Kraftstoffüllstück angeordnet. Beim Einführen eines solchen Füllstücks in einen Füllstutzen, in den nur bleifreies Benzin eingelassen werden darf, verriegelt die Schaltung die Kraftstoffzufuhr. Zugleich kann auch eine Warneinrichtung geschaltet werden. Bei der Entnahme des Füllstückes wird die Verriegelung wieder aufgehoben.

Claims (10)

1. Schutzeinrichtung für einen in einer Abgassammelleitung einer Kraftfahrzeugbrennkraftmaschine zur Abgasnachbehandlung angeordneten Katalysator (4), zu dem eine stromaufwärts des Katalysators (4) von der Abgassammelleitung (3) abzweigende Bypassleitung (7) vorgesehen ist, mit einem von einer Stelleinrichtung (14) betätigbaren Umschaltventil (10), durch das entweder die Bypassleitung (7) oder die Verbindung von der Abgassammelleitung zum Katalysator geöffnet wird bzw. geschlossen wird und mit einem Kraftstoffvorratsbehälter (2), der einen Kraftstoffeinfüllstutzen (1) aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß am Einfüllstutzen eine Erkennungseinrichtung vorgesehen ist, durch die das Einfüllen von bleihaltigem Kraftstoff erkannt wird und die mit einer elektronischen Schaltung (16) verbunden ist, durch die eine Schutzeinrichtung für den Katalysator geschaltet wird.

2. Schutzeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Erkennungseinrichtung am Einfüllstutzen (1) ein erstes Signal abgibt beim Einführen eines Kraftstoffüllstückes (23) für bleihaltigen Kraftstoff, welches Einfüllstück sich von Kraftstoffüllstücken für bleifreien Kraftstoff unterscheidet und ein zweites Signal abgibt bei der Entnahme dieses Kraftstoffüllstückes (23) für bleihaltigen Kraftstoff, daß die mit der Erkennungseinrichtung (17, 22, 25, 26) verbundene elektronische Schaltung (16) beim Auftreten des ersten Signals an die Stelleinrichtung (14) ein Verriegelungssignal abgibt, durch das das Umschaltventil (9) die Bypassschaltung (7) geöffnet und den Eingang zum Katalysator (4) geschlossen hält, daß die elektronische Schaltung (16) ferner beim Auftreten des zweiten Signals einen Wert für die im Kraftstoffvorratsbehälter (2) vorhandene Kraftstoffüllmenge speichert, von der in der Folge die von einer Kraftstoffverbrauchsmeßeinrichtung (29) erfaßte verbrauchte Kraftstoffmenge subtrahiert wird und zum Zeitpunkt, wenn der aus der Subtraktion resultierende Wert null wird ein Entriegelungssignal an die Stelleinrichtung (14) abgibt, wodurch das Umschaltventil (9) geschaltet und der Zugang zum Katalysator (4) wieder geöffnet wird.

3. Schutzeinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Erkennungseinrichtung eine am Kraftstoffeinfüllstutzen (1) angeordnete, durch Federkraft in Schließstellung gehaltene Klappe (17) vorgesehen ist, die eine Öffnung (22) für die unbehinderte Einführung von Kraftstoffüllstücken für bleifreies Benzin aufweist und durch die Einführung von anders gestalteten Kraftstoffüllstücken für bleihaltiges Benzin, die nicht in die Öffnung passen, ausschwenkbar ist und dabei einen Näherungsschalter (25, 26) auslöst, durch den das erste Signal und das zweite Signal abgegeben wird.

4. Schutzeinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Kraftstoffeinfüllstutzen (1) einen auf eine entsprechende Markierung (30) am Kraftstoffüllstück (23) ansprechenden Näherungsgeber (31) aufweist, durch den das erste und das zweite Signal abgegeben wird.

5. Schutzeinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Näherungsgeber auf das Magnetfeld eines am Füllstück angeordneten Magneten (30) reagiert.

6. Schutzeinrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß am Ende des Füllstücks (23) ein ringförmiger Permanentmagnet (31) angeordnet ist.

7. Schutzeinrichtung für eine nur mit bleifreiem Kraftstoff zu betreibende Kraftfahrzeugbrennkraftmaschine, dadurch gekennzeichnet, daß am Einfüllstutzen (1) eine Erkennungseinrichtung vorgesehen ist, die ein erstes Signal auslöst beim Einführen eines Kraftstoffüllstücks (23) für bleihaltigen Kraftstoff, welches Einfüllstück sich von Kraftstoffüllstücken für bleifreien Kraftstoff unterscheidet und ein zweites Signal auslöst bei der Entnahme dieses Kraftstoffüllstückes (23) für bleihaltigen Kraftstoff, und daß durch die mit der Erkennungseinrichtung (17, 22, 25, 26) verbundene elektronische Schaltung (16) beim Auftreten der Signale eine Warneinrichtung oder eine Verriegelungseinrichtung an der Betankungseinrichtung schaltbar ist, durch die die Kraftstoffabgabe durch das Kraftstoffüllstück unterbunden bzw. freigegeben wird.

8. Schutzeinrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Kraftstoffüllstück einen auf eine entsprechende Markierung (3) am Kraftstoffeinfüllstutzen (1) ansprechenden Näherungsgeber (31) aufweist, durch den das erste und das zweite Signal abgegeben wird.

9. Schutzeinrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Näherungsgeber auf das Magnetfeld eines am Füllstutzen angeordneten Magneten reagiert.

10. Schutzeinrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß am Füllstutzen ein ringförmiger Permanentmagnet angeordnet ist.