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Title:
FUEL DELIVERY UNIT
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2003/074863
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a fuel delivery unit (2) that is disposed in the fuel tank (1) of a motor vehicle. Said delivery unit comprises a level sensor (13) that detects when the amount of fuel in a baffle pot (3) falls below a minimum amount. When the fuel in the baffle pot (3) falls below a defined minimum, the supply of power to a delivery pump (4) that is driven by an electromotor is interrupted, thereby preventing the delivery pump (4) from delivering air when the baffle pot (3) is empty.

Inventors:
NATHER HELMUT (DE)
SINZ WOLFGANG (DE)
Application Number:
PCT/DE2003/000509
Publication Date:
September 12, 2003
Filing Date:
February 18, 2003
Export Citation:
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Assignee:
SIEMENS AG (DE)
NATHER HELMUT (DE)
SINZ WOLFGANG (DE)
International Classes:
F02M37/10; (IPC1-7): F02M37/10
Foreign References:
US4974570A1990-12-04
US5979485A1999-11-09
US5887617A1999-03-30
Attorney, Agent or Firm:
SIEMENS AKTIENGESELLSCHAFT (München, DE)
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Claims:
Patentansprüche
1. KraftstoffFördereinheit, 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 Erfas sung des darin enthaltenen Füllstandes an Kraftstoff hat und dass der Füllstandssensor (13) zur Ansteuerung der Förderpumpe (4) ausgebildet ist.
2. KraftstoffFördereinheit nach Anspruch 1, dadurch ge kennzeichnet, dass der Füllstandssensor (13) einen Reedschalter (16) aufweist.
3. KraftstoffFördereinheit nach Anspruch 1 oder 2, da durch gekennzeichnet, dass der Füllstandssensor (13) ein sich über einen Teilbereich der Höhe des Schwall topfes (3) erstreckendes Rohr (15) hat.
4. KraftstoffFördereinheit nach zumindest einem der vor hergehenden Ansprüche, 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. KraftstoffFördereinheit nach zumindest einem der vor hergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Schwimmer (17) des Füllstandssensors (13) an dem Rohr (15) geführt ist.
6. KraftstoffFördereinheit nach zumindest einem der vor hergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Reedschalter (16) des Füllstandssensors (13) und der Schwimmer (17) in dem Rohr (15) angeordnet sind.
7. KraftstoffFördereinheit nach zumindest einem der vor hergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Rohr (15) des Füllstandssensors (13) eine Drosselöff nung (Öffnungen 19,20) aufweist.
8. KraftstoffFördereinheit nach zumindest einem der vor hergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Füllstandssensor (13) von der Förderpumpe (4) beabstan det ist.
9. KraftstoffFördereinheit nach zumindest einem der vor hergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Füllstandssensor (13) einen Schalter (Reedschalter 16) aufweist und unmittelbar mit der Förderpumpe (4) ver bunden ist.
10. KraftstoffFördereinheit nach zumindest einem der vor hergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Steu erelektronik (9) zur Erfassung von Signalen des Füll standssensors (13) und zur Ansteuerung der Förderpumpe (4).
Description:
Beschreibung KRAFTSTOFF-FÖRDEREINHEIT Die Erfindung betrifft eine Kraftstoff-Fördereinheit, welche zur Anordnung in einem Kraftstoffbehälter eines Kraftfahrzeu- ges vorgesehen ist, mit einem Schwalltopf zum Sammeln von Kraftstoff und mit einer Förderpumpe zur Förderung von Kraft- stoff aus dem Schwalltopf zu einer Brennkraftmaschine des Kraftfahrzeuges.

Solche Kraftstoffpumpen werden in heutigen Kraftfahrzeugen häufig eingesetzt und sind aus der Praxis bekannt. Meist ist der Schwalltopf an einer Stelle im Kraftstoffbehälter ange- ordnet, 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 Förderpum- pe Luft angesaugt werden und sich in den zu der Brennkraftma- schine führenden Leitungen ansammeln kann. Bei einer Nachfül- lung 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 Brennkraftma- schine 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 Füll- standssensor zur Ansteuerung der Förderpumpe ausgebildet ist.

Durch diese Gestaltung lässt sich die Förderpumpe in Abhän- gigkeit von der Befüllung des Schwalltopfes ansteuern. Hier- durch 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 Kraft- stoffspiegels befindet. Deshalb wird auch bei nahezu leerem Schwalltopf zuverlässig verhindert, dass Luft von der Förder- pumpe angesaugt wird und die zu der Brennkraftmaschine füh- renden 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 zu- ordnen 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 be- sonders einfach montieren, wenn das Rohr des Füllstandssen- sors 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 Reserve- kraftstoff erfasst und die Förderpumpe erneut gestartet wer- den kann.

Der Füllstandssensor gestaltet sich gemäß einer anderen vor- teilhaften 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 Füll- standssensor kurzzeitig wirken und fehlerhaft signalisieren, dass die Mindestmenge an Kraftstoff in dem Schwalltopf unter- schritten ist. Der Einfluss der Schwappbewegungen des Kraft- stoffs lässt sich gemäß einer anderen vorteilhaften Weiter- bildung der Erfindung besonders gering halten, wenn das Rohr des Füllstandssensors eine Drosselöffnung aufweist. Die Dros- selöffnung drosselt die Strömung der Luft oder des Kraft- stoffs und dämpft damit die Bewegungen des Kraftstoffs in dem Rohr.

Magnetische Felder eines die Förderpumpe antreibenden Elek- tromotors können fehlerhafte Signale des Füllstandssensors zur Folge haben. Der Einfluss der magnetischen Felder des Elektromotors auf den Füllstandssensor lässt sich jedoch ge- mäß 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 För- derpumpe erfordert außer dem Füllstandssensor keine zusätzli- chen Bauteile, wenn der Füllstandssensor einen Schalter auf- weist und unmittelbar mit der Förderpumpe verbunden ist.

Bei einem Ausfall des Füllstandssensors lässt sich die erfin- dungsgemäße Kraftstoff-Fördereinheit mit einer Steuerelektro- nik zur Erfassung von Signalen des Füllstandssensors und zur Ansteuerung der Förderpumpe zumindest mit einem Notprogramm betreiben. Mit einer solchen Steuerelektronik lassen sich zu- dem Schwankungen des Kraftstoffspiegels in dem Schwalltopf erfassen. Damit benötigt der Füllstandssensor keine mechani- schen Dämpfungselemente oder Drosselöffnungen.

Die Erfindung lässt zahlreiche Ausführungsformen zu. Zur wei- teren 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 Kraftstoff- Fördereinheit, Fig. 2 eine Schnittdarstellung durch die erfindungsgemä- ße Kraftstoff-Fördereinheit aus Figur 1 entlang der Linie II-II.

Figur 1 zeigt einen Kraftstoffbehälter 1 eines Kraftfahrzeu- ges 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 Kraft- stoff 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 Brennkraftma- schine des Kraftfahrzeuges führende Vorlaufleitung anschlie- ßen. Der von der Förderpumpe 4 geförderte Druck wird von ei- nem Druckregler 8 begrenzt. Die Förderpumpe 4 wird von einer Steuerelektronik 9 über elektrische Leitungen 10 mit elektri- schem 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 Kraftstoff- behälters 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 eindrin- gen, 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 Steuerelek- tronik 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 Schwim- mer 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 Öffnun- gen 19,20 auf. Diese Öffnungen 19,20 können als Drosselöff- nungen 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 Steuerelektro- nik 9 unterbindet anschließend die Bestromung der Förderpumpe 4.

Figur 2 zeigt in einer Schnittdarstellung durch den Schwall- topf 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 elektromagneti- sche Felder des elektrischen Antriebs der Förderpumpe 4 ver- hindert. Weiterhin zeigt Figur 2, dass der Schwalltopf 3 An- schlusselemente 21 für einen nicht dargestellten Halter auf- weist. Solche Halter werden an dem in Figur 1 dargestellten Montageflansch 6 befestigt und spannen den Schwalltopf 3 ge- gen den Boden des Kraftstoffbehälters 1 vor.