DE19827944A1 - Verfahren und Einrichtung zur Bestimmung der Kraftstoff-Restmenge in einem Kraftstoffsystem eines Kraftwagens - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Einrichtung zur Bestimmung der im Kraftstofftank eines Kraftfahrzeuges jeweils befindlichen Kraftstoffmenge. Der Kraftstofftank weist einen Hauptvorratsbehälter, der mit einem Füllstandsmesser zur Bestimmung des darin jeweils befindlichen Kraftstoffes versehen ist, und ein Restmengenreservoir auf, das im Vergleich zum Hauptvorratsbehälter ein wesentlich kleineres Volumen hat und in sich geschlossen ist und von einer Pumpe aus dem Hauptvorratsbehälter mit Kraftstoff versorgt wird. Nach dem Entleeren des Hauptvorratsbehälters wird die jeweils dann noch im Reservoir befindliche Kraftstoff-Restmenge als Differenz aus einem definierten Volumen des Reservoirs (12) und dem über die Zeit summierten Kraftstoffverbrauch errechnet.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1 bzw. des Anspruches 7.

Aus DE-PS 33 24 919 ist eine Meßvorrichtung für Betriebsflüs­ sigkeits-Vorräte von Kraftfahrzeugen bekannt, die mit einem Kraftstoffsystem versehen sind, welches einen Hauptvorrats­ behälter und einen Nebenvorratsbehälter aufweist, der im Ver­ gleich zum Hauptvorratsbehälter ein wesentlich kleineres Volu­ men hat und in sich geschlossen ist und von einer Pumpe aus dem Hauptvorratsbehälter mit Kraftstoff versorgt wird.

Dabei ist dem Hauptvorratsbehälter und dem Nebenvorratsbehäl­ ter eine Haupt-Sensoreinrichtung bzw. eine Hilfs-Sensorein­ richtung zur Feststellung des Kraftstoffvorrates zugeordnet. Bis zu dem Zeitpunkt, zu welchem der Hauptvorratsbehälter vollständig entleert ist, liefert die dem Hauptvorratsbehälter zugeordnete Haupt-Sensoreinrichtung ein Signal, welches die Füllhöhe im Kraftstofftank angibt, so daß anhand der Tank­ geometrie ein Mengenwert errechnet werden kann, der zu einer Anzeige führt, welche die jeweils insgesamt im Hauptvorrats­ behälter und Nebenvorratsbehälter vorhandene Kraftstoffmenge angibt. Nach vollständiger Entleerung des Hauptvorratsbehäl­ ters erfolgt die Anzeige des im Nebenvorratsbehälter noch vorhandenen Kraftstoffs durch die letzterem zugeordnete Hilfs- Sensoreinrichtung. Dadurch soll eine genauere Anzeige der noch vorhandenen Kraftstoffreserve erreicht werden.

Die Erfindung geht aus von einem Verfahren und einer Einrich­ tung zur Bestimmung der im Kraftstofftank eines Kraftfahrzeugs jeweils befindlichen Kraftstoffmenge gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1 bzw. dem des Anspruches 7, der dem Stand der Technik gemäß DE-PS 33 24 919 Rechnung trägt.

Es ist Aufgabe der Erfindung, eine genauere Bestimmung der im Kraftstoffsystem in der letzten Phase der Entleerung desselben jeweils noch vorhandenen Restmenge zu ermöglichen, wenn Kraftstoff nur noch im Restmengenbehälter, der auch als Reser­ voir bezeichnet wird, vorhanden ist, um so dem Fahrer eine genauere Information über die jeweils noch vorhandene Kraft­ stoffmenge verfügbar zu machen.

Diese Aufgabe wird mit den Mitteln, die im Kennzeichen des Anspruches 1 bzw. des Anspruches 7 angeführt sind, gelöst.

Weitere Merkmale der Erfindung sind unter anderem in den Un­ teransprüchen angeführt.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung im Schema dargestellt.

Der Kraftstofftank 10 kann auf unterschiedliche Weisen aus Kunststoff oder Metall hergestellt sein. Er ist mit einem Restmengenbehälter oder Reservoir 12 versehen, der bzw. das ein merklich kleineres Volumen als der das Reservoir 12 umge­ bende Hauptraum 34 aufweist und den Reservebereich des Kraftstoffsystems darstellt. Dieses Reservoir 12 ist in ge­ eigneter Weise am Boden 14 des Tankes befestigt. Das oben offene Reservoir 12 endet in einem Abstand von der oberen Wand 16 des Tanks.

Der Boden 18 des Reservoirs 12 ist mit einem mittleren Bereich 20 versehen, der im wesentlichen vertikal zur Längsachse des Reservoirs und parallel zum Boden des Tanks 14 verläuft. Der an den mittleren Bereich 20 anschließende äußere Bereich 22 des Bodens 18 ist zum Umfang des Reservois hin ansteigend verlaufend angeordnet, so daß dieser äußere Bereich 18 ausge­ hend vom mittleren Bereich 20 einen in Richtung auf den Umfang zunehmenden Abstand vom Boden 14 des Tanks aufweist. Um das Reservoir 12 innerhalb des Tanks 10 mit der notwendigen Stabi­ lität anbringen zu können, ist er unterseitig im äußeren Bo­ denbereich mit im wesentlichen radialen Rippen 24 versehen, die in Abständen über den Umfang des Reservoirs angeordnet sind und auf dem Boden 14 des Tanks aufliegen.

Innerhalb des Reservoirs 12 ist im mittleren und tiefsten Bereich 20 des Bodens 18 eine einstufige elektrische Kraft­ stoffpumpe 26 befestigt, an die eine zum Motor führende Lei­ tung 28 angeschlossen ist, in die innerhalb des Tanks 10 in bekannter Weise ein Druckregler 30 eingeschaltet ist, von dem eine Rückführleitung 32 abgeht. Im Druckregler 30 erfolgt die Abzweigung der überschüssigen Kraftstoffmenge, die durch die außerhalb des Reservoirs 12 befindliche Rückführleitung 32 in den das Reservoir 12 umgebenden Raum 34 des Tankes 10 zurück­ geführt wird. Am ausströmseitigen Ende ist die Rückführleitung 32 mit einer Treibdüse 36 einer Saugstrahlpumpe 38 versehen, deren Fangdüse 40 das einströmseitige Ende eines Überlaufroh­ res 42 bildet, wie dies in der Zeichnung dargestellt ist. Das Überlaufrohr ist im wesentlichen vertikal verlaufend angeord­ net und mündet in einem geringen Abstand von deren oberen Begrenzung des Reservoirs 12 innerhalb desselben und ist flüs­ sigkeitsdicht durch den äußeren Bereich 22 des Bodens hin­ durchgeführt, dessen Ausgestaltung die Unterbringung der Saugstrahlpumpe 38 im Bereich unterhalb des Reservoirs 12 ermöglicht.

Der Tank ist in seiner oberseitigen Wand 16 mit einer Öffnung 44 versehen, die unter Zwischenschaltung einer Dichtung 46 durch einen Deckel 48 verschlossen ist. Durch diesen Deckel 48 sind die zum Motor führende Kraftstoffleitung 28 sowie elek­ trische Leitungen 50 für die Energieversorgung der Pumpe 26 und elektrische Anschlußleitungen 52 und 54 flüssigkeitsdicht hindurchgeführt. Die Leitung 52 dient der Verbindung zwischen einem kapazitiven oder in anderer Weise ausgebildeten Füll­ standsmesser 56 und einem elektronischen Rechner 57, bei dem es sich um den Bordcomputer des Fahrzeuges handeln kann. Die Leitung 54 stellt die Verbindung zwischen einem Sensor 59 im Reservoir 12, bei dem es sich ebenfalls um einen Füllstands­ messer 58 handeln kann, und dem Rechner her. Der Füllstands­ messer 56 ist in dem das Reservoir 12 umgebenden Hauptraum 34 des Tanks 10, der Sensor 59 innerhalb des Reservoirs 12 an­ geordnet.

Der dem Motor zuzuführende Kraftstoff wird dem Reservoir 12 entnommen, wobei der über die Saugstrahlpumpe 38 aus dem Hauptraum 34 des Tanks in das Reservoir geförderte Kraftstoff das Niveau innerhalb des Reservoirs 12 immer auf einer maxima­ len Höhe hält, solange noch Kraftstoff aus dem Raum 34 ge­ fördert wird.

Die Füllstandsbestimmung im Tank 10 erfolgt, solange noch Kraftstoff in dem das Reservoir 12 umgebenden Hauptraum 34 vorhanden ist, über den Füllstandmesser 56, der in üblicher Weise, z. B. auch als Schwimmergeber, ausgebildet sein kann. Es sind aber auch andere Füllstandsmesser verwendbar. Bis zur mehr oder weniger vollständigen Entleerung des das Reservoir 12 umgebenden Raums 34 liefert der Füllstandsmesser 56 die die Füllhöhe des Raumes 34 angebenden Signale, aus denen die je­ weils noch vorhandene Kraftstoffmenge bestimmt wird.

In dem Zeitpunkt, in dem der Leerzustand des das Reservoir 12 umgebenden Raumes 34 erreicht wird, erfolgt eine Signalgebung an den elektronischen Rechner 57. Dieses Signal bewirkt, daß nunmehr der im System jeweils noch vorhandene Kraftstoff, der praktisch ausschließlich im Reservoir 12 vorhanden ist, über den Verbrauch errechnet wird und die Anzeige der jeweils noch vorhandenen Kraftstoffmenge aus der Differenz zwischen einem definierten Volumen des Reservoirs und dem bis zum Zeitpunkt des Eingangs des Signals erfolgten Verbrauches darstellt. Der Verbrauch ist ohne weiteres aus den jeweils verfügbaren Be­ triebsdaten der Einrichtung für die Motorsteuerung durch den Rechner ermittelbar. Es liegt auf der Hand, daß so auf sehr einfache Weise eine sehr genaue Anzeige gerade in der Betriebsphase eines Kraftfahrzeuges möglich ist, in welcher die Reservemenge des Kraftstoffes, die sich in diesem Fall im Reservoir 12 befindet, als letzte Teilmenge des insgesamt je­ weils im System vorhanden gewesenen Kraftstoffes verbraucht wird.

Abweichend von den vorstehend beschriebenen Mitteln der Aus­ lösung des Signals kann dies - alternativ - auch durch einen innerhalb des Reservoirs 12 angeordneten Sensor 59 geschehen, der über die bereits erwähnte Leitung 54 mit dem Rechner 57 verbunden ist. Hierbei kann die Anordnung so getroffen sein, daß der Sensor 59 sich in einem kurzen Abstand unterhalb der Oberkante bzw. des oberen Endes des Steigrohres 53 befindet, um so eine genauere Bestimmung der im Reservoir 12 zum Zeit­ punkt des Beginns der Messung des Kraftstoffverbrauchs befind­ lichen Kraftstoffmenge zu ermöglichen und eine Verfälschung des Ergebnisses durch aus dem Reservoir herausschwappenden Kraftstoff zu weitestgehend vermeiden. Um Fehlschaltungen durch den Sensor 59 zu vermeiden, kann es auch zweckmäßig sein, diesen erst zu dem Zeitpunkt wirksam zu stellen, zu welchem der das Reservoir 12 umgebende Raum 34 vollständig entleert ist. Dies kann durch den Füllstandsmesser 56 gesche­ hen, der ohnehin vorhanden ist.

Falls zwischen dem Zeitpunkt, zu welchem der dem Hauptraum 34 zugeordnete Füllstandsmesser 56 das Leersignal gibt, und dem Zeitpunkt, zu welchem die Verbrauchsberechnung zum Zwecke der Bestimmung der jeweils im Reservoir noch vorhandenen Kraft­ stoffmenge beginnt, ein Abstand liegt, ist dies ohne prakti­ sche Bedeutung, da ein solcher zeitlicher Abstand ohnehin sehr kurz ist und der im Verlauf desselben erfolgende Kraftstoff­ verbrauch zu gering ist, als daß er zu einer merklich unzu­ treffenden Anzeige der vorhandenen Kraftstoffmenge führte.

Auch bei leerem Hauptraum 34 gelangt aufgrund der kinetischen Energie des rückgeführten Kraftstoffes dieser über das Standrohr 42 praktisch vollständig wieder in das Reservoir 12.

Ferner kann abweichend von der in der Zeichnung dargestellten Ausführung anstelle einer einstufigen elektrischen Kraftstoff­ pumpe in Kombination mit einer Saugstrahlpumpe auch eine zweistufige elektrische Kraftstoffpumpe verwendet werden, wobei allerdings dann der Boden des Reservoirs 12 mit einem Durchlaß für den aus dem das Reservoir 12 umgebenden Raum 34 anzusaugenden Kraftstoff versehen und die Anordnung so getrof­ fen sein muß, daß bei leerem Raum 24 kein Kraftstoff aus dem Reservoir 12 in den Raum 34 durch diese Öffnung zurückfließt. Ferner müßte unter Umständen durch geeignete Maßnahmen dafür Sorge getragen werden, daß bei leerem Raum 24 die erste Stufe der zweistufigen Kraftstoffpumpe mangels Kühlung durch aus dem Raum 24 einströmenden Kraftstoff nicht zu warm wird. Die dazu ggf. zu treffenden Maßnahmen haben jedoch mit dem Kern der Erfindung nichts zu tun, da es für die Anwendung der Erfindung gleichgültig ist, wie im einzelnen der Kraftstoff aus dem Raum 34 in das Reservoir 12 gefördert wird. Wesentlich ist ledig­ lich in beiden Fällen, daß die Menge des dem Reservoir 12 zugeführten Kraftstoffes größer ist als die Kraftstoffmenge, die dem Reservoir entnommen und dem Motor zugeführt wird.

Die Rückschaltung auf die normale Messung der im System be­ findlichen Kraftstoffmenge über die dem Raum 34 zugeordneten Füllstandsmesser 56 kann beim nächsten Füllen des Tankes durch ein durch diesen Füllstandmesser ausgelöstes Signal bewirkt werden, durch welches der Rechner 57 veranlaßt wird, auf den normalen Betrieb für die Messung der Kraftstoffmenge im Tank­ system zurückzuschalten.

Claims (9)

1. Verfahren zur Bestimmung der im Kraftstofftank eines jeweils befindlichen Kraftstoffmenge, wobei der Kraftstofftank einen Hauptvorratsbehälter (34), der mit einem Füllstandsmesser (56) zur Bestimmung des darin jeweils befindlichen Kraftstoffes versehen ist, und ein Restmengenre­ servoir (12) aufweist, das im Vergleich zum Hauptvorratsbehäl­ ter (34) ein wesentlich kleineres Volumen hat und in sich geschlossen ist und von einer Pumpe (38) aus dem Hauptvorrats­ behälter (34) mit Kraftstoff versorgt wird, dadurch gekennzeichnet, daß nach Entleerung des Haupt­ vorratsbehälters (34) die jeweils dann noch im Reservoir (12) befindliche Kraftstoff-Restmenge als Differenz aus einem de­ finierten Volumen des Reservoirs (12) und dem über die Zeit summierten Kraftstoffverbrauch errechnet wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Kraftstoffverbrauch aus Daten der Einrichtung für die Motorsteuerung errechnet wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Signal zur Festlegung des Zeitpunkts, von welchem an die Bestimmung der im Reservoir (12) jeweils vorhandenen Kraftstoffmenge durch die Verbrauchsberechnung beginnt, in Abhängigkeit vom Füllstand im Hauptvorratsbehälter (34) ausgelöst wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Signal zur Festlegung des Zeitpunkts, von welchem die Bestimmung der Restmenge im Reservoir (12) durch die Verbrauchsberechnung beginnt, in Abhängigkeit vom Füllstand im Reservoir (12) ausgelöst wird.

5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Signal zur Festlegung des Zeitpunk­ tes, von welchem die Bestimmung der Festmenge im Reservoir (12) durch die Verbrauchsberechnung beginnt, in Abhängigkeit vom Füllstand im Hauptvorratsbehälter (34) und vom Füllstand im Reservoir (12) ausgelöst wird.

6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Signal, durch welches die Verbrauchs­ berechnung ausgelöst wird, dazu benutzt wird, die Reserve­ anzeige am Armaturenbrett auszulösen.

7. Einrichtung zur Bestimmung der im Kraftstofftank eines Kraftfahrzeuges jeweils befindlichen Kraftstoffmenge, wobei der Kraftstofftank einen Hauptvorratsbehälter (24), der mit einem Füllstandsmesser (56) zur Bestimmung des darin jeweils befindlichen Kraftstoffes versehen ist, und ein Restmengenre­ servoir (12) aufweist, das im Vergleich zum Hauptvorratsbehäl­ ter (34) ein wesentlich kleineres Volumen hat und in sich geschlossen ist und von einer Pumpe (38) aus dem Hauptvorrats­ behälter (34) mit Kraftstoff versorgt wird, dadurch gekennzeichnet, daß ein Sensor (56, 58) vorgese­ hen ist, der nach Entleerung des Hauptvorratsbehälters (34) ein Signal abgibt, welches einen Rechenvorgang auslöst, durch den die jeweils noch im Reservoir (12) befindliche Kraftstoff- Restmenge als Differenz aus einem definierten Volumen des Reservoirs (12) und dem über die Zeit summierten Kraftstoffverbrauch bestimmt wird.

8. Einrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der dem Hauptvorratsbehälter (34) zu­ geordnete Füllstandsmesser (58) bei Erreichen des Leerzustan­ des des Hauptvorratsbehälters (34) das Signal auslöst, welches die Berechnung des Kraftstoffverbrauches bewirkt.

9. Einrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekenn­ zeichnet, daß ein dem Reservoir (12) zugeordneter Sen­ sor (58) bei Erreichen des Leerzustandes des Hauptvorrats­ behälters (34) das Signal auslöst.