EP1481156B1 - Kraftstoff-fördereinheit - Google Patents

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EP1481156B1
EP1481156B1 EP03708040A EP03708040A EP1481156B1 EP 1481156 B1 EP1481156 B1 EP 1481156B1 EP 03708040 A EP03708040 A EP 03708040A EP 03708040 A EP03708040 A EP 03708040A EP 1481156 B1 EP1481156 B1 EP 1481156B1
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EP
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fuel
level sensor
delivery unit
fuel delivery
unit according
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Helmut Nather
Wolfgang Sinz
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Siemens AG
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Siemens AG
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M37/00—Apparatus or systems for feeding liquid fuel from storage containers to carburettors or fuel-injection apparatus; Arrangements for purifying liquid fuel specially adapted for, or arranged on, internal-combustion engines
    • F02M37/04—Feeding by means of driven pumps
    • F02M37/08—Feeding by means of driven pumps electrically driven
    • F02M37/10—Feeding by means of driven pumps electrically driven submerged in fuel, e.g. in reservoir
    • F02M37/106—Feeding by means of driven pumps electrically driven submerged in fuel, e.g. in reservoir the pump being installed in a sub-tank

Definitions

  • the invention relates to a fuel delivery unit, which for arrangement in a fuel tank of a motor vehicle is provided with a swirl pot for collecting Fuel and with a feed pump to pump fuel from the swirl pot to an internal combustion engine of Motor vehicle.
  • the swirl pot is arranged at a location in the fuel tank, in which he preferably prefilled at a first filling becomes.
  • the swirl pot is filled even if the Fuel tank was drained and a small amount For example, refilled with 5 liters of reserve fuel becomes.
  • the invention is based on the problem of a fuel delivery unit of the type mentioned above, that they allow air to enter the internal combustion engine reliably prevents leading lines.
  • the Swirl pot a level sensor for detecting the therein contained level of fuel and that the level sensor is designed to control the feed pump.
  • the feed pump can be dependent to control from the filling of the swirl pot. hereby it is possible to turn off the pump when the Fuel level in the swirl pot under a designated Limit decreases. This can ensure that the Intake of the pump at any time below the fuel level located. Therefore, even at almost empty Swirl pot reliably prevents air from the feed pump is sucked and leading to the internal combustion engine Lines blocked. In addition, damage to the Feed pump reliably prevented by dry running.
  • the level sensor can be according to an advantageous Development of the invention particularly cost-effective, if he has a reed switch. Continue to deliver such reed switch a unique switching signal, which reliably associate with a certain level of fuel leaves.
  • the level sensor has according to another advantageous Development of the invention a particularly high stability when he is looking over a subset of the height of the Baffle pot has extending pipe.
  • the fuel delivery unit according to the invention can be particularly just mount it when the tube of the level sensor is attached to a lid of the baffle and in protrudes the swirl pot.
  • a jamming of the level sensor can be according to a other advantageous development of the invention reliably prevent when a float of the level sensor on the Tube is guided. This also ensures that after switching off the pump, a refill of reserve fuel recorded and the feed pump to be restarted can.
  • the level sensor is designed according to another advantageous Development of the invention particularly compact and is particularly simple, if a magnetic switch of Level sensor and the float arranged in the pipe are.
  • Sloshing movements of the fuel can affect the level sensor act for a short time and signal faulty that the minimum amount of fuel in the swirl pot falls below is.
  • the influence of the sloshing movements of the fuel can be according to another advantageous development Keep the invention particularly low when the tube the level sensor has a throttle opening.
  • the throttle opening throttles the flow of air or fuel and thus dampens the movements of the fuel in the Pipe.
  • Magnetic fields of a pump driving the electric motor can cause faulty signals from the level sensor have as a consequence.
  • the influence of the magnetic fields of the Electric motor on the level sensor can be according to another advantageous embodiment of the invention keep it low, if the level sensor of the Delivery pump is spaced.
  • the tube is from arranged the delivery pump spatially separated.
  • the control of the driven by the electric motor feed pump requires no extra than the level sensor Components when the level sensor has a switch and is connected directly to the feed pump.
  • the inventive Fuel delivery unit with control electronics for the detection of signals of the level sensor and the Control of the pump at least with an emergency program operate.
  • control electronics can also be Fluctuations in the fuel level in the swirl pot to capture.
  • the level sensor requires no mechanical Damping elements or throttle openings.
  • FIG. 1 shows a fuel tank 1 of a motor vehicle with a fuel delivery unit 2 arranged therein to promote fuel.
  • the fuel delivery unit 2 has a arranged in a swirl pot 3, electric motor driven feed pump 4.
  • the feed pump 4 delivers fuel via a filter 5 arranged in the swirl pot 3 one on a mounting flange 6 of the fuel tank.
  • At the connecting piece 7 can be an unillustrated, to an internal combustion engine connect the motor vehicle leading supply line.
  • the funded by the pump 4 pressure is from a Pressure regulator 8 limited.
  • the feed pump 4 is of a Control electronics 9 via electrical lines 10 with electrical Power supplied.
  • the swirl pot 3 is with a lid 11 locked.
  • the lid 11 allows air exchange the swirl pot 3 with the remaining areas of the fuel tank 1 and ingress of fuel from above into the Swirl pot 3.
  • the swirl pot 3 also has a bottom valve 12 on which fuel penetrate into the swirl pot 3, but can not escape.
  • the swirl pot 3 can Of course, in addition to a not shown Suction jet pump to be filled with fuel.
  • a Level sensor 13 is arranged.
  • the level sensor 13 is also via electrical lines 14 to the control electronics 9 connected and has a on the lid 11 of the Schwall pot 3 attached pipe 15 on.
  • a reed switch 16 is arranged, which is a float 17 faces.
  • the float 17 carries a magnet 18 and slightly moves with the fuel level in the Swirl pot 3.
  • the tube 15 has openings 19, 20 on. These openings 19, 20 can be used as throttle openings be trained to sloshing the fuel to dampen the float 17.
  • Figure 2 shows a sectional view through the swirl pot 3 with the fuel delivery unit 2 of Figure 1 along the line II - II, that the tube 15 of the level sensor 13th has a distance from the feed pump 4. This will an influence of the reed switch 16 by electromagnetic Fields of the electric drive of the feed pump 4 prevents. Furthermore, Figure 2 shows that the swirl pot 3 connecting elements 21 for a holder, not shown. Such holders are shown on the one shown in FIG Mounting flange 6 attached and tighten the swirl pot 3 against the bottom of the fuel tank 1 before.

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Description

Die Erfindung betrifft eine Kraftstoff-Fördereinheit, welche zur Anordnung in einem Kraftstoffbehälter eines Kraftfahrzeuges vorgesehen ist, mit einem Schwalltopf zum Sammeln von Kraftstoff und mit einer Förderpumpe zur Förderung von Kraftstoff aus dem Schwalltopf zu einer Brennkraftmaschine des Kraftfahrzeuges.
Solche Kraftstoffpumpen werden in heutigen Kraftfahrzeugen häufig eingesetzt und sind aus der Praxis bekannt Siehe dazu z.B. US 4.974.570. Meist ist der Schwalltopf an einer Stelle im Kraftstoffbehälter angeordnet, in der er bei einer Erstbefüllung bevorzugt befüllt wird. Damit wird der Schwalltopf auch dann befüllt, wenn der Kraftstoffbehälter leergefahren wurde und eine geringe Menge von beispielsweise 5 Litern Reservekraftstoff nachgefüllt wird.
Nachteilig bei den bekannten Kraftstoff-Fördereinheiten ist jedoch, dass bei nahezu leerem Schwalltopf von der Förderpumpe Luft angesaugt werden und sich in den zu der Brennkraftmaschine führenden Leitungen ansammeln kann. Bei einer Nachfüllung von Reservekraftstoff verhindert die in den Leitungen befindliche Luft, dass Kraftstoff zu der Brennkraftmaschine gefördert werden kann. Weiterhin kann ein Trockenlaufen der Förderpumpe zu deren Beschädigung führen.
Der Erfindung liegt das Problem zugrunde, eine Kraftstoff-Fördereinheit der eingangs genannten Art so zu gestalten, dass sie ein Eindringen von Luft in den zu der Brennkraftmaschine führenden Leitungen zuverlässig verhindert.
Dieses Problem wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass der Schwalltopf einen Füllstandssensor zur Erfassung des darin enthaltenen Füllstands an Kraftstoff hat und dass der Füllstandssensor zur Ansteuerung der Förderpumpe ausgebildet ist.
Durch diese Gestaltung lässt sich die Förderpumpe in Abhängigkeit von der Befüllung des Schwalltopfes ansteuern. Hierdurch ist es möglich, die Förderpumpe abzuschalten, wenn der Kraftstoffspiegel in dem Schwalltopf unter eine vorgesehene Grenze sinkt. Damit lässt sich sicherstellen, dass sich der Ansaugbereich der Förderpumpe jederzeit unterhalb des Kraftstoffspiegels befindet. Deshalb wird auch bei nahezu leerem Schwalltopf zuverlässig verhindert, dass Luft von der Förderpumpe angesaugt wird und die zu der Brennkraftmaschine führenden Leitungen blockiert. Zudem wird eine Beschädigung der Förderpumpe durch ein Trockenlaufen zuverlässig verhindert.
Der Füllstandssensor lässt sich gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung besonders kostengünstig fertigen, wenn er einen Reedschalter aufweist. Weiterhin liefert ein solcher Reedschalter ein eindeutiges Schaltsignal, welches sich einer bestimmten Füllhöhe an Kraftstoff zuverlässig zuordnen lässt.
Der Füllstandssensor weist gemäß einer anderen vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung eine besonders hohe Stabilität auf, wenn er ein sich über einen Teilbereich der Höhe des Schwalltopfes erstreckendes Rohr hat.
Die erfindungsgemäße Kraftstoff-Fördereinheit lässt sich besonders einfach montieren, wenn das Rohr des Füllstandssensors an einem Deckel des Schwalltopfes befestigt ist und in den Schwalltopf hineinragt.
Ein Verklemmen des Füllstandssensors lässt sich gemäß einer anderen vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung zuverlässig verhindern, wenn ein Schwimmer des Füllstandssensors an dem Rohr geführt ist. Hierdurch wird zudem sichergestellt, dass nach Abschalten der Förderpumpe eine Nachfüllung von Reservekraftstoff erfasst und die Förderpumpe erneut gestartet werden kann.
Der Füllstandssensor gestaltet sich gemäß einer anderen vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung besonders kompakt und ist besonders einfach aufgebaut, wenn ein Magnetschalter des Füllstandssensors und der Schwimmer in dem Rohr angeordnet sind.
Schwappbewegungen des Kraftstoffs können auf den Füllstandssensor kurzzeitig wirken und fehlerhaft signalisieren, dass die Mindestmenge an Kraftstoff in dem Schwalltopf unterschritten ist. Der Einfluss der Schwappbewegungen des Kraftstoffs lässt sich gemäß einer anderen vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung besonders gering halten, wenn das Rohr des Füllstandssensors eine Drosselöffnung aufweist. Die Drosselöffnung drosselt die Strömung der Luft oder des Kraftstoffs und dämpft damit die Bewegungen des Kraftstoffs in dem Rohr.
Magnetische Felder eines die Förderpumpe antreibenden Elektromotors können fehlerhafte Signale des Füllstandssensors zur Folge haben. Der Einfluss der magnetischen Felder des Elektromotors auf den Füllstandssensor lässt sich jedoch gemäß einer anderen vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung besonders gering halten, wenn der Füllstandssensor von der Förderpumpe beabstandet ist. Vorzugsweise ist das Rohr von der Förderpumpe räumlich getrennt angeordnet.
Die Ansteuerung der von dem Elektromotor angetriebenen Förderpumpe erfordert außer dem Füllstandssensor keine zusätzlichen Bauteile, wenn der Füllstandssensor einen Schalter aufweist und unmittelbar mit der Förderpumpe verbunden ist.
Bei einem Ausfall des Füllstandssensors lässt sich die erfindungsgemäße Kraftstoff-Fördereinheit mit einer Steuerelektronik zur Erfassung von Signalen des Füllstandssensors und zur Ansteuerung der Förderpumpe zumindest mit einem Notprogramm betreiben. Mit einer solchen Steuerelektronik lassen sich zudem Schwankungen des Kraftstoffspiegels in dem Schwalltopf erfassen. Damit benötigt der Füllstandssensor keine mechanischen Dämpfungselemente oder Drosselöffnungen.
Die Erfindung lässt zahlreiche Ausführungsformen zu. Zur weiteren Verdeutlichung ihres Grundprinzips ist eine davon in der Zeichnung dargestellt und wird nachfolgend beschrieben. Diese zeigt in
Fig.1
einen Teilschnitt durch eine erfindungsgemäße, in einem Kraftstoffbehälter montierte KraftstoffFördereinheit,
Fig.2
eine Schnittdarstellung durch die erfindungsgemäße Kraftstoff-Fördereinheit aus Figur 1 entlang der Linie II - II.
Figur 1 zeigt einen Kraftstoffbehälter 1 eines Kraftfahrzeuges mit einer darin angeordneten Kraftstoff-Fördereinheit 2 zur Förderung von Kraftstoff. Die Kraftstoff-Fördereinheit 2 hat eine in einem Schwalltopf 3 angeordnete, elektromotorisch angetriebene Förderpumpe 4. Die Förderpumpe 4 fördert Kraftstoff über einen im Schwalltopf 3 angeordneten Filter 5 zu einem auf einem Montageflansch 6 des Kraftstoffbehälters 1 angeordneten Anschlussstutzen 7. An dem Anschlussstutzen 7 lässt sich eine nicht dargestellte, zu einer Brennkraftmaschine des Kraftfahrzeuges führende Vorlaufleitung anschließen. Der von der Förderpumpe 4 geförderte Druck wird von einem Druckregler 8 begrenzt. Die Förderpumpe 4 wird von einer Steuerelektronik 9 über elektrische Leitungen 10 mit elektrischem Strom versorgt. Der Schwalltopf 3 ist mit einem Deckel 11 verrastet. Der Deckel 11 ermöglicht einen Luftaustausch des Schwalltopfes 3 mit den übrigen Bereichen des Kraftstoffbehälters 1 und ein Eindringen von Kraftstoff von oben in den Schwalltopf 3. Der Schwalltopf 3 weist zudem ein Bodenventil 12 auf, über welches Kraftstoff in den Schwalltopf 3 eindringen, aber nicht entweichen kann. Der Schwalltopf 3 kann selbstverständlich zusätzlich über eine nicht dargestellte Saugstrahlpumpe mit Kraftstoff befüllt werden.
Mit Abstand zu der Förderpumpe 4 ist in dem Schwalltopf 3 ein Füllstandssensor 13 angeordnet. Der Füllstandssensor 13 ist ebenfalls über elektrische Leitungen 14 mit der Steuerelektronik 9 verbunden und weist ein an dem Deckel 11 des Schwalltopfes 3 befestigtes Rohr 15 auf. Innerhalb des Rohres 15 ist ein Reedschalter 16 angeordnet, welcher einem Schwimmer 17 gegenübersteht. Der Schwimmer 17 trägt einen Magneten 18 und bewegt sich geringfügig mit dem Kraftstoffspiegel im Schwalltopf 3. Um einen Strömungsaustausch des Rohres 15 mit dem Schwalltopf 3 zu gewährleisten, weist das Rohr 15 Öffnungen 19, 20 auf. Diese Öffnungen 19, 20 können als Drosselöffnungen ausgebildet sein um Schwappbewegungen des Kraftstoffs auf den Schwimmer 17 zu dämpfen. Bei einem ausreichenden Füllstand an Kraftstoff im Schwalltopf 3 wird der Schwimmer 17 nach oben mit dem Magneten 18 gegen den Reedschalter 16 gedrückt. Der Füllstandssensor 13 liefert anschließend ein Signal an die Steuerelektronik 9, welche eine Bestromung der Förderpumpe 4 ermöglicht. Sinkt der Füllstand an Kraftstoff in dem Schwalltopf 3 unterhalb des Mindestwertes, entfernt sich der Magnet 18 von dem Reedschalter 16, worauf dieser ein Signal an die Steuerelektronik 9 liefert. Die Steuerelektronik 9 unterbindet anschließend die Bestromung der Förderpumpe 4.
Figur 2 zeigt in einer Schnittdarstellung durch den Schwalltopf 3 mit der Kraftstoff-Fördereinheit 2 aus Figur 1 entlang der Linie II - II, dass das Rohr 15 des Füllstandssensors 13 einen Abstand zu der Förderpumpe 4 aufweist. Hierdurch wird eine Beeinflussung des Reedschalters 16 durch elektromagnetische Felder des elektrischen Antriebs der Förderpumpe 4 verhindert. Weiterhin zeigt Figur 2, dass der Schwalltopf 3 Anschlusselemente 21 für einen nicht dargestellten Halter aufweist. Solche Halter werden an dem in Figur 1 dargestellten Montageflansch 6 befestigt und spannen den Schwalltopf 3 gegen den Boden des Kraftstoffbehälters 1 vor.

Claims (10)

  1. Kraftstoff-Fördereinheit, welche zur Anordnung in einem Kraftstoffbehälter eines Kraftfahrzeuges vorgesehen ist, mit einem Schwalltopf zum Sammeln von Kraftstoff und mit einer Förderpumpe zur Förderung von Kraftstoff aus dem Schwalltopf zu einer Brennkraftmaschine des Kraftfahrzeuges, dadurch gekennzeichnet, dass der Schwalltopf (3) einen Füllstandssensor (13) zur Erfassung des darin enthaltenen Füllstandes an Kraftstoff hat und dass der Füllstandssensor (13) zur Ansteuerung der Förderpumpe (4) ausgebildet ist.
  2. Kraftstoff-Fördereinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Füllstandssensor (13) einen Reedschalter (16) aufweist.
  3. Kraftstoff-Fördereinheit nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Füllstandssensor (13) ein sich über einen Teilbereich der Höhe des Schwalltopfes (3) erstreckendes Rohr (15) hat.
  4. Kraftstoff-Fördereinheit nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Rohr (15) des Füllstandssensors (13) an einem Deckel (11) des Schwalltopfes (3) befestigt ist und in den Schwalltopf (3) hineinragt.
  5. Kraftstoff-Fördereinheit nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass ein Schwimmer (17) des Füllstandssensors (13) an dem Rohr (15) geführt ist.
  6. Kraftstoff-Fördereinheit nach Ansprüche 2, 3 und 5 dadurch gekennzeichnet, dass der Reedschalter (16) des Füllstandssensors (13) und der Schwimmer (17) in dem Rohr (15) angeordnet sind.
  7. Kraftstoff-Fördereinheit nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Rohr (15) des Füllstandssensors (13) eine Drosselöffnung (19, 20) aufweist.
  8. Kraftstoff-Fördereinheit nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Füllstandssensor (13) von der Förderpumpe (4) beabstandet ist.
  9. Kraftstoff-Fördereinheit nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Füllstandssensor (13) einen Reedschalter (16) aufweist und unmittelbar mit der Förderpumpe (4) verbunden ist.
  10. Kraftstoff-Fördereinheit nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Steuerelektronik (9) zur Erfassung von Signalen des Füllstandssensors (13) und zur Ansteuerung der Förderpumpe (4).
EP03708040A 2002-03-01 2003-02-18 Kraftstoff-fördereinheit Expired - Lifetime EP1481156B1 (de)

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