DE10115865A1 - Fuel supply device for motor vehicle internal combustion engine, has crash sensor device that inhibits operation of fuel feed unit in tank via controller if defined impact level exceeded - Google Patents
Fuel supply device for motor vehicle internal combustion engine, has crash sensor device that inhibits operation of fuel feed unit in tank via controller if defined impact level exceededInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung geht aus von einer Kraftstoffversorgungseinrichtung für eine Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeugs nach der Gattung des Anspruchs 1.The invention is based on one Fuel supply device for an internal combustion engine of a motor vehicle according to the preamble of claim 1.
Eine solche Kraftstoffversorgungseinrichtung ist aus der Literatur, Gasoline-engine management, SAE International, 1st edition 1999, Seite 120, bekannt. Diese Kraftstoffversorgungseinrichtung weist ein elektromotorisch angetriebenes Förderaggregat auf, durch das Kraftstoff aus einem Kraftstoffvorratsbehälter zur Brennkraftmaschine gefördert wird. Außerdem ist eine elektronische Steuereinrichtung vorgesehen, durch die der Betrieb des Förderaggregats gesteuert wird. Durch die Steuereinrichtung wird der Betrieb des Förderaggregats verhindert, wenn die Brennkraftmaschine bei eingeschalteter Zündung stillsteht, was beispielsweise nach einem Unfall der Fall sein kann. Hiermit kann jedoch nicht mit ausreichender Sicherheit vermieden werden, daß das Förderaggregat nach einem Unfall weiterhin Kraftstoff fördert, insbesondere wenn die Brennkraftmaschine danach weiterhin in Betrieb ist.Such a fuel supply device is known from literature, Gasoline-engine management, SAE International, 1 st edition 1999, page 120, is known. This fuel supply device has an electric motor-driven delivery unit, through which fuel is delivered from a fuel storage tank to the internal combustion engine. In addition, an electronic control device is provided, through which the operation of the conveyor unit is controlled. The control device prevents the operation of the delivery unit when the internal combustion engine is at a standstill when the ignition is switched on, which can be the case, for example, after an accident. However, this cannot be avoided with sufficient certainty that the delivery unit continues to deliver fuel after an accident, especially if the internal combustion engine continues to be in operation thereafter.
Hierdurch besteht insbesondere erhöhte Brandgefahr. Die Steuereinrichtung ist dabei entfernt vom Kraftstoffvorratsbehälter angeordnet, so daß zwischen dieser und dem Förderaggregat lange elektrische Leitungen erforderlich sind.This in particular increases the risk of fire. The The control device is removed from the Fuel tank arranged so that between them and the conveyor unit long electrical lines required are.
Die erfindungsgemäße Kraftstoffversorgungseinrichtung mit den Merkmalen gemäß Anspruch 1 hat demgegenüber den Vorteil, daß die Steuereinrichtung nahe dem Förderaggregat angeordnet ist, so daß zwischen diesem und dem im Kraftstoffvorratsbehälter angeordneten Förderaggregat nur kurze elektrische Leitungen erforderlich sind. Durch die Crashsensoreinrichtung wird durch die Steuereinrichtung ein möglicher Aufprall des Kraftfahrzeugs erfasst und der Betrieb des Förderaggregats erforderlichenfalls verhindert, so daß mit ausreichender Sicherheit vermieden werden kann, daß das Förderaggregat weiterhin Kraftstoff fördert und Brandgefahr besteht.The fuel supply device according to the invention with the features according to claim 1, in contrast, has the advantage that the control device is located near the conveyor unit is, so that between this and the im Fuel tank arranged delivery unit only short electrical lines are required. Through the Crash sensor device is turned on by the control device possible impact of the motor vehicle is detected and the Operation of the conveyor unit prevented if necessary so that it can be avoided with sufficient certainty that the delivery unit continues to deliver fuel and There is a risk of fire.
In den abhängigen Ansprüchen sind vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Kraftstoffversorgungseinrichtung angegeben. In den Ansprüchen 2 bis 5 sind weitere Funktionen angegeben, die durch die Steuereinrichtung gesteuert werden können. Durch die Steuereinrichtung können dabei sämtliche Funktionen gesteuert werden, die im Bereich des Kraftstoffvorratsbehälters vorgesehen sind.In the dependent claims are advantageous Refinements and developments of the invention Fuel supply device specified. In the Claims 2 to 5 specify other functions that can be controlled by the control device. By the control device can perform all functions controlled in the area of Fuel reservoir are provided.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen Fig. 1 eine Kraftstoffversorgungseinrichtung für eine Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeugs in schematischer Darstellung. An embodiment of the invention is shown in the drawing and explained in more detail in the following description. In the drawings Fig. 1 shows a fuel supply device for an internal combustion engine of a motor vehicle in a schematic representation.
In der Figur ist eine Kraftstoffversorgungseinrichtung für eine Brennkraftmaschine 10 eines Kraftfahrzeugs dargestellt. Die Brennkraftmaschine 10 weist eine Einspritzanlage auf, durch die Kraftstoff in die Zylinder der Brennkraftmaschine eingespritzt wird. Das Kraftfahrzeug weist einen Kraftstoffvorratsbehälter 12 auf, in dessen Bereich die Kraftstoffversorgungseinrichtung im wesentlichen angeordnet ist. Die Kraftstoffversorgungseinrichtung weist ein im Kraftstoffvorratsbehälter 12 angeordnetes Förderaggregat 14 auf, das einen Elektromotor 16 als Antrieb aufweist, durch den ein Pumpenteil 18 angetrieben wird. Der Elektromotor 14 und der Pumpenteil 18 sind in einem gemeinsamen Gehäuse 20 angeordnet. In das Förderaggregat 14 ist ein Rückschlagventil 22 integriert, das beispielsweise in einem vom Gehäuse 20 abführenden Druckstutzen 24 angeordnet ist. Das Rückschlagventil 22 öffnet in Förderrichtung des Förderaggregats 14 zur Brennkraftmaschine 10 hin und schließt in entgegengesetzter Richtung, so daß von der Brennkraftmaschine 10 kein Kraftstoff in das Förderaggregat 14 zurückfließen kann.The figure shows a fuel supply device for an internal combustion engine 10 of a motor vehicle. The internal combustion engine 10 has an injection system, through which fuel is injected into the cylinders of the internal combustion engine. The motor vehicle has a fuel reservoir 12 , in the area of which the fuel supply device is essentially arranged. The fuel supply device has a delivery unit 14 which is arranged in the fuel reservoir 12 and which has an electric motor 16 as a drive, by means of which a pump part 18 is driven. The electric motor 14 and the pump part 18 are arranged in a common housing 20 . A check valve 22 is integrated into the delivery unit 14 and is arranged, for example, in a pressure port 24 leading away from the housing 20 . The check valve 22 opens in the conveying direction of the delivery unit 14 towards the internal combustion engine 10 and closes in the opposite direction, so that no fuel can flow back into the delivery unit 14 from the internal combustion engine 10 .
Das Förderaggregat 14 saugt Kraftstoff über einen Vorfilter 25 an und der vom Förderaggregat 14 geförderte Kraftstoff tritt durch ein weiteres Kraftstoffilter 26 hindurch. Das Förderaggregat 14 ist in einem im Kraftstoffvorratsbehälter 12 angeordneten topfförmigen Staubehälter 28 angeordnet. Ein Teil der vom Förderaggregat 14 geförderten Kraftstoffmenge wird abgezweigt und als Treibmenge für eine Saugstrahlpumpe 30 genutzt, die nahe dem Boden 13 des Kraftstoffvorratsbehälters 12 angeordnet ist und die Kraftstoff aus dem Kraftstoffvorratsbehälter 12 in den Staubehälter 28 fördert. Im Betrieb saugt das Förderaggregat 14 Kraftstoff durch den Vorfilter 25 aus dem Staubehälter 28 an und fördert diesen durch den Filter 26 und eine Leitung 15 zur Brennkraftmaschine 10.The delivery unit 14 draws fuel in through a prefilter 25 and the fuel delivered by the delivery unit 14 passes through a further fuel filter 26 . The delivery unit 14 is arranged in a cup-shaped storage container 28 arranged in the fuel storage container 12 . A portion of the fuel quantity conveyed by the delivery unit 14 is branched off and used as a propellant quantity for a suction jet pump 30 , which is arranged near the bottom 13 of the fuel storage container 12 and conveys the fuel from the fuel storage container 12 into the storage container 28 . In operation, the delivery unit 14 draws fuel through the prefilter 25 out of the storage container 28 and delivers it through the filter 26 and a line 15 to the internal combustion engine 10 .
Am Staubehälter 28 ist ein Füllstandsgeber 32 angeordnet, der beispielsweise einen schwenkbaren Hebel 34 aufweist, an dessen freiem Ende ein Schwimmer 35 angeordnet ist. Der Hebel 34 wirkt beispielsweise mit einem Potentiometer 36 zusammen, durch das ein von der Schwenklage des Hebels 34 und damit vom Füllstand im Kraftstoffvorratsbehälter 12 abhängiges elektrisches Signal erzeugt wird.A fill level sensor 32 is arranged on the storage container 28 and has, for example, a pivotable lever 34 , on the free end of which a float 35 is arranged. The lever 34 interacts, for example, with a potentiometer 36 , by means of which an electrical signal which is dependent on the pivoting position of the lever 34 and thus on the fill level in the fuel tank 12 is generated.
Im Bereich des Kraftstoffvorratsbehälters 12, vorzugsweise im Kraftstoffvorratsbehälter 12, ist eine Drucksensoreinrichtung 38 angeordnet, durch die der vom Förderaggregat 14 erzeugte Förderdruck erfaßt wird. Die Drucksensoreinrichtung 38 ist beispielsweise in einer vom Kraftstoffilter 26 zur Brennkraftmaschine 10 abführenden Leitung angeordnet. Durch die Drucksensoreinrichtung 38 wird ein elektrisches Signal erzeugt, das proportional zum Förderdruck ist.In the area of the fuel tank 12 , preferably in the fuel tank 12 , a pressure sensor device 38 is arranged, through which the delivery pressure generated by the delivery unit 14 is detected. The pressure sensor device 38 is arranged, for example, in a line leading from the fuel filter 26 to the internal combustion engine 10 . The pressure sensor device 38 generates an electrical signal that is proportional to the delivery pressure.
Der Kraftstoffvorratsbehälter 12 weist an seiner Oberseite eine Öffnung 40 auf, durch die der Staubehälter 28 mit dem in diesen eingesetzten Förderaggregat 14 sowie der Saugstrahlpumpe 30 und dem Füllstandsgeber 32 in den Kraftstoffvorratsbehälter 12 eingesetzt werden kann. Die Öffnung 40 wird anschließend mit einem Deckel 42 dicht verschlossen. Im Bereich des Kraftstoffbehälters 12 ist eine elektronische Steuereinrichtung 50 angeordnet, durch die der Betrieb des Förderaggregats 14 gesteuert wird. Die Steuereinrichtung 50 kann direkt am Kraftstoffvorratsbehälter 12, vorzugsweise an dessen Außenseite, angeordnet sein. Die Steuereinrichtung 50 kann beispielsweise am Deckel 42 angeordnet sein. Durch die Steuereinrichtung 50 wird beispielsweise die Höhe der an den Elektromotor 16 des Förderaggregats 14 angelegten elektrischen Spannung bestimmt und damit die Drehzahl sowie die hierzu proportionale Fördermenge und der Förderdruck des Förderaggregats 14. Hierbei kann durch die Steuereinrichtung 50 beispielsweise getaktet eine Spannung an den Elektromotor 16 angelegt werden, wobei durch eine Änderung des Tastverhältnisses auf einfache Weise die Höhe der Effektivspannung verändert werden kann.The fuel reservoir 12 has an opening 40 on its top, through which the storage container 28 with the delivery unit 14 inserted therein as well as the suction jet pump 30 and the fill level sensor 32 can be inserted into the fuel reservoir 12 . The opening 40 is then sealed with a lid 42 . An electronic control device 50 is arranged in the area of the fuel tank 12 , by means of which the operation of the delivery unit 14 is controlled. The control device 50 can be arranged directly on the fuel tank 12 , preferably on the outside thereof. The control device 50 can be arranged on the cover 42 , for example. By the control device 50 the amount of voltage applied to the electric motor 16 of the delivery unit 14 electrical voltage is determined, for example, and thus the engine speed and the delivery rate proportional thereto, and the delivery pressure of the delivery unit fourteenth In this case, a voltage can be applied to the electric motor 16 by the control device 50, for example in a clocked manner, it being possible for the magnitude of the effective voltage to be changed in a simple manner by changing the pulse duty factor.
Die Steuereinrichtung 50 weist eine Crashsensoreinrichtung 52 auf, durch die ein Aufprall des Kraftfahrzeugs und die Stärke des Aufpralls erfaßt wird. Die Crashsensoreinrichtung 52 ist als Beschleunigungssensoreinrichtung ausgebildet, durch die Beschleunigungen in unterschiedlichen Richtungen erfaßt werden. Die Crashsensoreinrichtung 52 kann beispielsweise eine Sensoreinrichtung sein, wie sie auch für Insassenrückhaltesysteme im Kraftfahrzeug wie Airbag und Gurtstraffer verwendet wird. Die Crashsensoreinrichtung 52 kann beispielsweise eine mikromechanische Sensoreinrichtung sein, mit maximal 2 Kanälen zur Detektion von Front- und Heckaufprall sowie Seitenaufprall sein. Die Crashsensoreinrichtung 52 kann auf Bauelementbasis auf einer Leiterplatte der Steuereinrichtung 50 vorgesehen sein. Die Abtastrate der Crashsensoreinrichtung 52 kann im Vergleich zur Anwendung bei Insassenrückhaltesystemen deutlich geringer sein, beispielsweise etwa 100 ms bis 200 ms bei einem Front- oder Heckaufprall und etwa 30 ms bis 60 ms bei einem Seitenaufprall. Im Falle eines Unfalls wird durch die Crashsensoreinrichtung 52 die Stärke des Aufpralls detektiert und durch die Steuereinrichtung 50 wird diese ausgewertet daraufhin, ob diese über einer vorgegebenen Stärke liegt. Wenn dies der Fall ist, so wird durch die Steuereinrichtung 50 der Betrieb des Förderaggregats 14 verhindert, so daß dieses keinen Kraftstoff mehr fördert. Im Falle eines Unfalls können Kraftstoffleitungen zwischen dem Förderaggregat 14 und der Brennkraftmaschine 10 oder an der Brennkraftmaschine 10 beschädigt sein, so daß durch diese Kraftstoff austreten kann, wenn durch das Förderaggregat 14 weiterhin Kraftstoff gefördert wird. Dies wird durch die Steuereinrichtung 50 mit der Crashsensoreinrichtung 52 vermieden.The control device 50 has a crash sensor device 52 , by means of which an impact of the motor vehicle and the intensity of the impact are detected. The crash sensor device 52 is designed as an acceleration sensor device by means of which accelerations in different directions are detected. The crash sensor device 52 can be, for example, a sensor device as is also used for occupant restraint systems in the motor vehicle, such as an airbag and belt tensioner. The crash sensor device 52 can be, for example, a micromechanical sensor device with a maximum of 2 channels for the detection of front and rear impact as well as side impact. The crash sensor device 52 can be provided on a component basis on a printed circuit board of the control device 50 . The sampling rate of the crash sensor device 52 can be significantly lower compared to the application in occupant restraint systems, for example approximately 100 ms to 200 ms in the event of a front or rear impact and approximately 30 ms to 60 ms in the event of a side impact. In the event of an accident, the strength of the impact is detected by the crash sensor device 52 and this is evaluated by the control device 50 to determine whether it is above a predetermined strength. If this is the case, the control device 50 prevents the operation of the delivery unit 14 , so that it no longer delivers fuel. In the event of an accident, fuel lines between the delivery unit 14 and the internal combustion engine 10 or on the internal combustion engine 10 can be damaged, so that fuel can escape through them if fuel continues to be delivered by the delivery unit 14 . This is avoided by the control device 50 with the crash sensor device 52 .
Die Crashsensoreinrichtung 52 kann eine Selbsttestfunktion aufweisen, um eine Fehlfunktion, das heißt eine Verhinderung des Betriebs des Förderaggregats 14 bei intaktem Kraftfahrzeug, zu vermeiden. Die Steuereinrichtung 50 ist vorzugsweise mit einer elektronischen Steuereinrichtung 60 elektrisch verbunden, durch die der Betrieb der Brennkraftmaschine 10 gesteuert wird. Die Steuereinrichtung 60 kann dabei eine Diagnoseeinrichtung 62 aufweisen, durch die detektiert wird, ob Fehlfunktionen bei der Brennkraftmaschine oder Nebenaggregaten von dieser vorliegen. Wenn durch die Diagnoseeinrichtung 62 keine Fehlfunktionen detektiert werden, so kann diese Information von der Steuereinrichtung 50 an die Steuereinrichtung 60 weitergeleitet werden, wobei durch die Steuereinrichtung 50 der Betrieb des Förderaggregats 14 wieder freigegeben werden kann.The crash sensor device 52 can have a self-test function in order to avoid a malfunction, that is to say a prevention of the operation of the delivery unit 14 when the motor vehicle is intact. The control device 50 is preferably electrically connected to an electronic control device 60 , by means of which the operation of the internal combustion engine 10 is controlled. The control device 60 can have a diagnostic device 62 , by means of which it is detected whether there are malfunctions in the internal combustion engine or auxiliary units thereof. If no malfunctions are detected by the diagnostic device 62 , this information can be passed on from the control device 50 to the control device 60 , whereby the operation of the delivery unit 14 can be enabled again by the control device 50 .
Die Drucksensoreinrichtung 38 kann mit der Steuereinrichtung 50 elektrisch verbunden sein. Durch die Steuereinrichtung 50 kann der Betrieb des Förderaggregats 14 derart gesteuert werden, daß dieses einen vorgegebenen Förderdruck erzeugt. Der tatsächliche Förderdruck wird dabei durch die Drucksensoreinrichtung 38 erfaßt und dieser wird durch die Steuereinrichtung 50 mit einem vorgegebenen Förderdruck verglichen. Zur Einstellung des vorgegebenen Förderdrucks wird der Elektromotor 16 des Förderaggregats 14 durch die Steuereinrichtung 50 mit einer bestimmten elektrischen Spannung versorgt, wobei der erzeugte Förderdruck wie bereits vorstehend angegeben durch eine Änderung der Spannung verändert werden kann. Durch das Förderaggregat 14 wird dabei nur ein solcher Förderdruck erzeugt und eine solche Kraftstoffmenge gefördert, wie für den jeweiligen Betriebszustand der Brennkraftmaschine 10 erforderlich ist. Es ist daher keine Rücklaufleitung von der Brennkraftmaschine 10 in den Kraftstoffvorratsbehälter 12 und kein mechanischer Druckregler erforderlich.The pressure sensor device 38 can be electrically connected to the control device 50 . The operation of the delivery unit 14 can be controlled by the control device 50 in such a way that it generates a predetermined delivery pressure. The actual delivery pressure is detected by the pressure sensor device 38 and this is compared by the control device 50 with a predetermined delivery pressure. To set the predetermined delivery pressure, the electric motor 16 of the delivery unit 14 is supplied with a specific electrical voltage by the control device 50 , wherein the delivery pressure generated can be changed by changing the voltage, as already indicated above. The delivery unit 14 generates only such a delivery pressure and delivers such an amount of fuel as is required for the respective operating state of the internal combustion engine 10 . There is therefore no need for a return line from the internal combustion engine 10 into the fuel reservoir 12 and no mechanical pressure regulator.
Der Füllstandsgeber 32 kann mit der Steuereinrichtung 50 elektrisch verbunden sein, wobei durch die Steuereinrichtung 50 die Signale des Füllstandsgebers 32 verarbeitet werden. Mit der Steuereinrichtung 50 ist direkt oder über weitere Einrichtungen ein Anzeigeinstrument elektrisch verbunden, auf dem für den Fahrzeuglenker der Füllstand des Kraftstoffvorratsbehälters 12 angezeigt wird.The level sensor 32 may be electrically connected to the controller 50, the signals of the level sensor 32 are processed by the control device 50th A display instrument, on which the level of the fuel tank 12 for the vehicle driver is displayed, is electrically connected to the control device 50 directly or via further devices.
Es kann weiterhin eine Lecksensoreinrichtung 54 vorgesehen sein, durch die zumindest mittelbar detektiert wird, ob in der Verbindung zwischen dem Förderaggregat 14 und der Brennkraftmaschine 10 ein Leck vorhanden ist. Durch die Lecksensoreinrichtung 54 kann beispielsweise ein Druckabfall zwischen dem Förderaggregat 14 und der Brennkraftmaschine 10 erfaßt werden. Die Lecksensoreinrichtung 54 ist mit der Steuereinrichtung 50 elektrisch verbunden, durch die Signale der Lecksensoreinrichtung 54 verarbeitet werden. Über eine Diagnoseeinrichtung können Informationen über die Signale der Lecksensoreinrichtung 54 aus der Steuereinrichtung 50 ausgelesen werden. Alternativ können von der Steuereinrichtung 50 auch Informationen über die Signale der Lecksensoreinrichtung 54 an die Steuereinrichtung 60 weitergeleitet werden.Furthermore, a leak sensor device 54 can be provided, by means of which it is at least indirectly detected whether there is a leak in the connection between the delivery unit 14 and the internal combustion engine 10 . The leak sensor device 54 can detect, for example, a pressure drop between the delivery unit 14 and the internal combustion engine 10 . The leak sensor device 54 is electrically connected to the control device 50 , by means of which signals from the leak sensor device 54 are processed. Information about the signals of the leak sensor device 54 can be read out of the control device 50 via a diagnostic device. Alternatively, the control device 50 can also forward information about the signals from the leak sensor device 54 to the control device 60 .
Es kann außerdem eine Druckausgleichseinrichtung 56 vorgesehen sein, durch die ein Druckausgleich zwischen dem Inneren des Kraftstoffvorratsbehälters 12 und der Umgebung bewirkt wird. Die Druckausgleichseinrichtung 56 kann dabei elektrisch gesteuerte Ventile 58 aufweisen, die durch die Steuereinrichtung 50 gesteuert werden.A pressure compensation device 56 can also be provided, by means of which pressure compensation is effected between the interior of the fuel tank 12 and the surroundings. The pressure compensation device 56 can have electrically controlled valves 58 which are controlled by the control device 50 .
Durch die Steuereinrichtung 50 können sämtliche Funktionen gesteuert werden, die im Kraftstoffvorratsbehälter 12 oder im Bereich des Kraftstoffvorratsbehälters 12 vorgesehen sind, und durch die Steuereinrichtung 50 können Signale von verschiedenen Einrichtungen im Kraftstoffvorratsbehälter 12 oder im Bereich des Kraftstoffvorratsbehälters 12 verarbeitet werden.The control device 50 can control all functions that are provided in the fuel storage tank 12 or in the area of the fuel storage tank 12 , and the control device 50 can process signals from various devices in the fuel storage tank 12 or in the area of the fuel storage tank 12 .
Claims (6)
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