DE102017216342A1 - Fuel tank system and motor vehicle - Google Patents
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Abstract
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Kraftstofftanksystem (1) für ein Kraftfahrzeug (2), aufweisend einen Kraftstofftank (3) und ein Abschaltventil (4), wobei der Kraftstofftank (3) eine Tankwandung (5) aufweist, welche einen Tankinnenraum (6) begrenzt, wobei das Abschaltventil (4) an einer Tankoberseite (7) des Kraftstofftanks (3) an der Tankwandung (5) angeordnet ist, wobei das Abschaltventil (4) einen Ventildurchlass (8) zum Durchlassen von Gasen aus dem Tankinnenraum (6) und einen Verschlussschwimmkörper (9) aufweist, wobei der Verschlussschwimmkörper (9) zum Freigeben des Ventildurchlasses (8) in einer Freigabeposition (F) sowie zum Verschließen des Ventildurchlasses (8) zum Zurückhalten von Fluiden aus dem Tankinnenraum (6) in einer Verschlussposition (V) ausgebildet ist. Erfindungsgemäß weist das Abschaltventil (4) eine Sensorik (10) zum Erfassen einer relativen Lage des Verschlussschwimmkörpers (9) zum Ventildurchlass (8) auf. Ferner betrifft die Erfindung ein Kraftfahrzeug (2) mit einem solchen Kraftstofftanksystem (1) The present invention relates to a fuel tank system (1) for a motor vehicle (2), comprising a fuel tank (3) and a shut-off valve (4), the fuel tank (3) having a tank wall (5) defining a tank interior (6). wherein the shut-off valve (4) on a tank top (7) of the fuel tank (3) on the tank wall (5) is arranged, wherein the shut-off valve (4) has a valve passage (8) for passing gases from the tank interior (6) and a Verschlussschwimmkörper (9), wherein the closure float (9) for releasing the valve passage (8) in a release position (F) and for closing the valve passage (8) for retaining fluids from the tank interior (6) in a closed position (V) is formed , According to the invention, the shut-off valve (4) has a sensor system (10) for detecting a relative position of the closing float body (9) to the valve passage (8). Furthermore, the invention relates to a motor vehicle (2) with such a fuel tank system (1).
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Kraftstofftanksystem für ein Kraftfahrzeug mit einem Kraftstofftank und einer Vorrichtung zur Ermittlung eines Füllstands des Kraftstofftanks sowie ein Kraftfahrzeug mit einem derartigen Kraftstofftanksystem.The present invention relates to a fuel tank system for a motor vehicle with a fuel tank and a device for determining a level of the fuel tank and a motor vehicle with such a fuel tank system.
Kraftfahrzeuge mit einem Verbrennungsmotor benötigen einen Kraftstofftank zum Bevorraten von Kraftstoff. Bei der Dimensionierung von Kraftstofftanks ist eine Vielzahl unterschiedlicher Faktoren zu berücksichtigen. Zur Gewährleistung einer vorgesehenen Mindestreichweite des Kraftfahrzeugs muss der Kraftstofftank beispielsweise ein Minimalvolumen aufweisen. Weitere konstruktive Vorgaben des Kraftfahrzeugs, wie z. B. ein Gesamtgewicht, Fahrzeugschwerpunkt, sonstige Abmessungen oder dergleichen, können allesamt zu einer Einschränkung der Gestaltungsfreiheit des Kraftstofftanks führen. Mit anderen Worten weisen moderne Kraftfahrzeuge oftmals einen stark begrenzten Bauraum auf, welcher für die Unterbringung eines Kraftstofftanks zur Verfügung steht.Motor vehicles with an internal combustion engine require a fuel tank for storing fuel. When dimensioning fuel tanks, a variety of factors must be considered. To ensure a planned minimum range of the motor vehicle, the fuel tank, for example, must have a minimum volume. Further design specifications of the motor vehicle, such. As a total weight, vehicle center of gravity, other dimensions or the like, all can lead to a restriction of the freedom of design of the fuel tank. In other words, modern motor vehicles often have a very limited space, which is available for the accommodation of a fuel tank.
Ein begrenzter zur Verfügung stehender Bauraum führt beispielsweise dazu, dass die Kraftstoffbehälter im Verhältnis zu ihrer horizontalen Ausdehnung eine geringe Höhe aufweisen. Derartige Kraftstofftanks haben insbesondere den Nachteil, dass eine Bestimmung des Befüllungsgrads des Kraftstofftanks nicht immer zuverlässig möglich ist. Unter einem Befüllungsgrad wird im Rahmen der Erfindung ein prozentualer Anteil einer Tankkapazität des Kraftstofftanks zur Aufnahme von Kraftstoff verstanden. Die Tankkapazität entspricht demnach einer Kraftstoffmenge, welche maximal vom Kraftstofftank aufnehmbar ist und kann etwas geringer als ein Innenvolumen des Kraftstofftanks ausgelegt sein. Eine zuverlässige Bestimmung des Befüllungsgrads des Kraftstofftanks ist beispielsweise dann nicht möglich, wenn herkömmliche Füllstandssensoren, insbesondere bei einer Schräglage des Kraftfahrzeugs, mit einer Tankoberseite des Kraftstofftanks kollidieren und somit in den Kraftstoff eintauchen, anstatt auf diesem zu schwimmen. Hieraus ergeben sich unzuverlässige Messergebnisse der Füllstandssensoren und somit eine inkorrekte Ermittlung des Befüllungsgrads des Kraftstofftanks. Derartige Messfehler können beispielsweise dazu führen, dass das Kraftfahrzeug auch dann einen vollen Tank anzeigt, wenn dieser bereits stark entleert ist. Ferner kann eine solche fehlerhafte Bestimmung des Befüllungsgrads des Kraftstofftanks dazu führen, dass auch bei vollständig befülltem Kraftstofftank eine entsprechende Vollanzeige nicht erfolgt. In beiden Fällen ist die Füllstandsanzeige für den Kraftstofftank unplausibel und kann einen Insassen des Kraftfahrzeugs verunsichern oder verärgern.A limited available space leads, for example, that the fuel tank in relation to their horizontal extent have a low height. Such fuel tanks have the particular disadvantage that a determination of the degree of filling of the fuel tank is not always reliably possible. In the context of the invention, a degree of filling is understood as meaning a percentage of a tank capacity of the fuel tank for receiving fuel. The tank capacity accordingly corresponds to an amount of fuel which can be received at most from the fuel tank and may be designed to be slightly smaller than an internal volume of the fuel tank. A reliable determination of the degree of filling of the fuel tank is not possible, for example, when conventional level sensors, in particular in an inclined position of the motor vehicle, collide with a tank top of the fuel tank and thus immerse in the fuel instead of floating on it. This results in unreliable measurement results of the level sensors and thus an incorrect determination of the degree of filling of the fuel tank. Such measurement errors can lead, for example, to the fact that the motor vehicle indicates a full tank even if it is already heavily emptied. Furthermore, such an erroneous determination of the degree of filling of the fuel tank can lead to a corresponding full indication not being given even when the fuel tank is completely filled. In both cases, the level indicator for the fuel tank is implausible and may unsettle or upset an occupant of the motor vehicle.
Aus der
Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Kraftstofftanksystem für ein Kraftfahrzeug sowie ein Kraftfahrzeug bereitzustellen, welche die Nachteile des Stands der Technik beheben oder zumindest teilweise beheben. Insbesondere ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein Kraftstofftanksystem und ein Kraftfahrzeug zu schaffen, die auf eine einfache und kostengünstige Art und Weise eine zuverlässige sowie plausible Ermittlung eines Betankungszustands eines Kraftstofftanks verbessern.It is therefore the object of the present invention to provide a fuel tank system for a motor vehicle and a motor vehicle which eliminate or at least partially overcome the disadvantages of the prior art. In particular, it is an object of the present invention to provide a fuel tank system and a motor vehicle, which improve a reliable and plausible determination of a refueling state of a fuel tank in a simple and cost-effective manner.
Voranstehende Aufgabe wird durch die Patentansprüche gelöst. Demnach wird die Aufgabe durch ein Kraftstofftanksystem mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs 1 sowie durch ein Kraftfahrzeug mit den Merkmalen des nebengeordneten Anspruchs 10 gelöst. Weitere Merkmale und Details der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen. Dabei gelten Merkmale und Details, die im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Kraftstofftanksystem beschrieben sind, selbstverständlich auch im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Kraftfahrzeug und jeweils umgekehrt, sodass bzgl. der Offenbarung zu den einzelnen Erfindungsaspekten stets wechselseitig Bezug genommen wird bzw. werden kann.The above problem is solved by the claims. Accordingly, the object is achieved by a fuel tank system with the features of the
Gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung wird die Aufgabe durch ein Kraftstofftanksystem für ein Kraftfahrzeug gelöst. Das Kraftstofftanksystem weist einen Kraftstofftank und ein Abschaltventil auf. Der Kraftstofftank weist eine Tankwandung auf, welche einen Tankinnenraum begrenzt. Das Abschaltventil ist an einer Tankoberseite des Kraftstofftanks an der Tankwandung angeordnet und weist einen Ventildurchlass zum Durchlassen von Gasen aus dem Tankinnenraum sowie einen Verschlussschwimmkörper auf. Der Verschlussschwimmkörper ist zum Freigeben des Ventildurchlasses in einer Freigabeposition und zum Verschließen des Ventildurchlasses zum Zurückhalten von Fluiden aus dem Tankinnenraum in einer Verschlussposition ausgebildet. Erfindungsgemäß weist das Abschaltventil eine Sensorik zum Erfassen einer relativen Lage des Verschlussschwimmkörpers zum Ventildurchlass auf.According to a first aspect of the invention, the object is achieved by a fuel tank system for a motor vehicle. The fuel tank system includes a fuel tank and a Shut-off valve on. The fuel tank has a tank wall which limits a tank interior. The shut-off valve is disposed on a tank top of the fuel tank on the tank wall and has a valve passage for passing gases from the tank interior and a closing float. The closure float is configured to release the valve passage in a release position and to close the valve passage for retaining fluids from the tank interior in a closed position. According to the invention, the shut-off valve has a sensor for detecting a relative position of the closing float body to the valve passage.
Der Tankinnenraum des Kraftstofftanks ist durch die Tankwandung nach außen begrenzt, sodass Kraftstoff in den Tankinnenraum aufnehmbar sowie in diesem speicherbar ist. Die Tankwandung kann ein Material und/oder eine Struktur gemäß einer bekannten Tankwandung aufweisen. Vorzugsweise weist der Kraftstofftank eine Höhe auf, welche weniger als die Hälfte, vorzugsweise weniger als ein Drittel, und besonders bevorzugt weniger als ein Viertel einer Breite und/oder einer Länge des Kraftstofftanks beträgt. Der Kraftstofftank ist somit verhältnismäßig flach ausgebildet. Der Kraftstofftank weist vorzugsweise einen Tankeinlass zum Befüllen des Kraftstofftanks auf. Weiter bevorzugt weist der Kraftstofftank einen Tankauslass auf, durch welchen Kraftstoff aus dem Kraftstofftank mittels einer Kraftstoffpumpe förderbar ist. Tankeinlass und Tankauslass sind vorzugsweise derart verschließbar, dass ein unbeabsichtigtes Austreten eines Fluids, insbesondere von Kraftstoff, aus dem Kraftstofftank verhinderbar ist.The tank interior of the fuel tank is limited by the tank wall to the outside, so that fuel in the tank interior can be received and stored in this. The tank wall may comprise a material and / or a structure according to a known tank wall. Preferably, the fuel tank has a height which is less than half, preferably less than a third, and more preferably less than one quarter of a width and / or length of the fuel tank. The fuel tank is thus formed relatively flat. The fuel tank preferably has a tank inlet for filling the fuel tank. More preferably, the fuel tank has a tank outlet, through which fuel from the fuel tank by means of a fuel pump can be conveyed. Tank inlet and tank outlet are preferably closable such that inadvertent leakage of a fluid, in particular fuel, from the fuel tank can be prevented.
Das Abschaltventil ist an der Tankoberseite angeordnet und durchdringt die Tankwandung. Über den Ventildurchlass des Abschaltventils kann ein Fluid, insbesondere gasförmiger Kraftstoff, bei geöffnetem Verschlussschwimmkörper aus dem Kraftstofftank entweichen. Dieser Vorgang wird als Entlüften bezeichnet. Ein solches Entlüften des Kraftstofftanks ist insbesondere bei einer Betankung des Kraftstofftanks von Vorteil, um einem übermäßigen Druckaufbau von Gas im Tankinnenraum entgegenzuwirken. Bei geschlossenem Verschlussschwimmkörper ist der Ventildurchlass durch den Verschlussschwimmkörper verschlossen, sodass das Ausströmen von Fluid durch das Abschaltventil verhindert wird. Es kann erfindungsgemäß vorgesehen sein, dass das Abschaltventil am Kraftstofftank, beispielsweise an der Tankwandung, befestigt ist. Dies kann beispielsweise mit einem Carrier intern an der Tankober- oder Tankunterseite erfolgen.The shut-off valve is located on the top of the tank and penetrates the tank wall. Via the valve passage of the shut-off valve, a fluid, in particular gaseous fuel, can escape from the fuel tank when the closing float is open. This process is referred to as venting. Such a venting of the fuel tank is particularly advantageous when refueling the fuel tank to counteract excessive pressure build-up of gas in the tank interior. When the closure float is closed, the valve passage is closed by the closure float, preventing fluid from flowing through the shut-off valve. It may be provided according to the invention that the shut-off valve is attached to the fuel tank, for example on the tank wall. This can be done, for example, with a carrier internally at the tank top or tank bottom.
Der Verschlussschwimmkörper ist ein Schwimmkörper, welcher zum Schwimmen auf Kraftstoff ausgebildet ist. Der Verschlussschwimmkörper ist relativ zum Ventildurchlass, insbesondere zwischen der Freigabeposition und der Verschlussposition, bewegbar, vorzugsweise axial verschiebbar, im Abschaltventil angeordnet. Vorzugsweise ist der Verschlussschwimmkörper senkrecht zur Horizontalebene axial bewegbar. In der Verschlussposition wird der Ventildurchlass vom Verschlussschwimmkörper bedeckt und somit vorzugsweise fluiddicht verschlossen. Das Abschaltventil ist derart an dem Kraftstofftank angeordnet, dass der Verschlussschwimmkörper aufgrund eines steigenden Befüllungsgrads des Kraftstofftanks durch Wechselwirkung mit dem Kraftstoff, nämlich durch Auftrieb, von einer Freigabeposition in Richtung der Verschlussposition bewegbar ist. Dabei ist der Verschlussschwimmkörper vorzugsweise ausgebildet, ab einem bestimmten Befüllungsgrad die Verschlussposition einzunehmen. Es ist erfindungsgemäß bevorzugt, dass der Verschlussschwimmkörper zum Einnehmen einer Vielzahl unterschiedlicher Freigabepositionen ausgebildet ist.The Verschlussschwimmkörper is a float, which is designed to float on fuel. The closure float is relative to the valve passage, in particular between the release position and the closure position, movable, preferably axially displaceable, arranged in the shut-off valve. Preferably, the Verschlussschwimmkörper is axially movable perpendicular to the horizontal plane. In the closed position, the valve passage is covered by the closure float and thus preferably closed fluid-tight. The shut-off valve is arranged on the fuel tank in such a way that the closure float can be moved from a release position in the direction of the closure position due to an increasing filling level of the fuel tank by interaction with the fuel, namely by buoyancy. In this case, the closure float is preferably designed to assume the closure position from a certain degree of filling. It is inventively preferred that the closure float body is designed to take a variety of different release positions.
Mittels der Sensorik ist eine relative Lage bzw. eine relative Position des Verschlussschwimmkörpers zum Ventildurchlass ermittelbar. Da ein vorbestimmbarer Zusammenhang zwischen der relativen Position des Verschlussschwimmkörpers zum Ventildurchlass und dem Befüllungsgrad des Kraftstofftanks besteht, kann aus einer erfassten Position des Verschlussschwimmkörpers der Befüllungsgrad des Kraftstofftanks ermittelt werden. Weiterhin bietet diese Information den Vorteil, dass hiermit eine genauere Plausibilisierung des oberen Füllstandbereichs bei schon vorhandenen Tankstandsgebern ermöglicht wird, beispielsweise zur Plausibilisierung einer Vollanzeige für einen vollen Kraftstofftank, Fahren auf Vollanzeige, Mietwagenbetankung oder dergleichen.By means of the sensor, a relative position or a relative position of the closing float body can be determined for valve passage. Since there is a predeterminable relationship between the relative position of the closure float body to the valve passage and the degree of filling of the fuel tank, the degree of filling of the fuel tank can be determined from a detected position of the closure float body. Furthermore, this information has the advantage that this allows a more accurate plausibility of the upper level range in existing tank level sensors, for example, to check the plausibility of a full display for a full fuel tank, driving on full display, car refueling or the like.
Ein erfindungsgemäßes Kraftstofftanksystem hat gegenüber herkömmlichen Kraftstofftanksystemen den Vorteil, dass mit einfachen Mitteln sowie auf eine kostengünstige Art und Weise ein Befüllungsgrad des Kraftstofftanks ermittelbar ist. Dieses wird durch die Verwendung einer Sensorik zur Lageerfassung des Verschlussschwimmkörpers des Abschaltventils erreicht. Der Einsatz weiterer Schwimmkörper oder Messvorrichtungen ist bei einem erfindungsgemäßen Kraftstofftanksystem nicht mehr erforderlich, sodass Kosten hierfür eingespart werden können. Das erfindungsgemäße Kraftstofftanksystem hat insbesondere bei relativ flachen Kraftstofftanks, also bei Kraftstofftanks mit einer relativ geringen Höhe im Vergleich zur Breite und/oder Länge, den Vorteil, dass stets eine zuverlässige bzw. plausible Ermittlung des Befüllungsgrads des Kraftstofftanks gewährleistet ist.An inventive fuel tank system has the advantage over conventional fuel tank systems that a degree of filling of the fuel tank can be determined by simple means and in a cost-effective manner. This is achieved by the use of a sensor for detecting the position of the closing float body of the shut-off valve. The use of other floating bodies or measuring devices is no longer necessary in a fuel tank system according to the invention, so that costs can be saved for this purpose. The fuel tank system according to the invention has the advantage, in particular in the case of relatively flat fuel tanks, ie fuel tanks having a relatively small height compared to the width and / or length, that a reliable or plausible determination of the degree of filling of the fuel tank is always ensured.
Vorzugsweise weist die Tankoberseite des Kraftstofftanks eine Grundfläche auf, welche sich horizontal oder zumindest im Wesentlichen horizontal erstreckt, wobei das Abschaltventil an einem Flächenmittelpunkt der Grundfläche angeordnet ist. Die horizontale Erstreckung der Tankoberseite bezieht sich dabei auf einen eingebauten Zustand des Kraftstofftanksystems in einem Kraftfahrzeug, welches auf einer horizontalen Ebene steht. Der Kraftstofftank ist vorzugsweise derart ausgebildet, dass die Länge eines Lots vom Flächenmittelpunkt zu einer Kraftstoffoberfläche des im Kraftstofftank aufgenommenen Kraftstoffs im Wesentlichen unabhängig von einer Neigung des Kraftstofftanks ausgebildet ist. Durch die Anordnung des Abschaltventils, insbesondere des Verschlussschwimmkörpers des Abschaltventils, am Flächenmittelpunkt wird somit auf vorteilhafte Weise eine von einer Neigung des Kraftstofftanks bzw. des Kraftfahrzeugs nahezu unabhängige Ermittlung des Befüllungsgrads mit einfachen Mitteln sowie kostengünstig ermöglicht. Bei konventionellen Tankfühlern, welche vom Flächenmittelpunkt beabstandet an einem Kraftstofftank angeordnet sind, würde eine solche Neigung des Kraftstofftanks zu Messschwankungen und somit zu einer falschen Ermittlung des Befüllungsgrads des Kraftstofftanks führen.Preferably, the tank upper side of the fuel tank has a base surface which extends horizontally or at least substantially horizontally, wherein the shut-off valve is arranged at a surface center of the base. The Horizontal extension of the tank top refers to a built-in state of the fuel tank system in a motor vehicle, which is on a horizontal plane. The fuel tank is preferably formed such that the length of a plumb from the centroid to a fuel surface of the fuel received in the fuel tank is formed substantially independently of inclination of the fuel tank. The arrangement of the shut-off valve, in particular the Verschlussschwimmkörpers the shut-off valve, at the center of area is thus advantageously made possible by an inclination of the fuel tank or the motor vehicle almost independent determination of the degree of filling with simple means and cost. In conventional tank sensors, which are arranged at a fuel tank at a distance from the center of the surface, such a tendency of the fuel tank would lead to measurement fluctuations and thus to an incorrect determination of the filling level of the fuel tank.
Gemäß einer bevorzugten Weiterentwicklung der Erfindung kann bei einem Kraftstofftanksystem vorgesehen sein, dass der Verschlussschwimmkörper derart ausgebildet ist, zumindest bei vollständig befülltem Kraftstofftank aufgrund des Auftriebs des Verschlussschwimmkörpers im Kraftstoff die Verschlussposition einzunehmen und den Ventildurchlass zu verschließen. Das bedeutet, dass der Verschlussschwimmkörper ausgebildet ist, zumindest nach dem vollständigen Befüllen des Kraftstofftanks durch den Kraftstoff die Verschlussposition einzunehmen. Für einen vollständig befüllten Kraftstofftank bedeutet dies, dass in diesem Zustand die Verschlussposition mittels der Sensorik erfassbar ist und hieraus geschlossen werden kann, dass der Kraftstofftank vollständig oder zumindest im Wesentlichen vollständig befüllt ist.According to a preferred further development of the invention, it can be provided in a fuel tank system that the closure float is designed to assume the closure position and close the valve passage at least when the fuel tank is completely filled due to the buoyancy of the closure float. This means that the closure floating body is designed to assume the closure position at least after the fuel tank has been completely filled by the fuel. For a completely filled fuel tank, this means that in this state the closure position can be detected by means of the sensor system and from this it can be concluded that the fuel tank is completely or at least substantially completely filled.
Es ist erfindungsgemäß bevorzugt, dass der Verschlussschwimmkörper derart ausgebildet ist, bei einem Befüllungsgrad des Kraftstofftanks, zwischen 80% und 98%, vorzugsweise zwischen 85% und 97% und besonders bevorzugt zwischen 90% und 95% einer Tankkapazität, die Verschlussposition und bei den übrigen Befüllungsgraden die Freigabeposition einzunehmen. Das Kraftstofftanksystem weist eine zusätzliche Detektionsvorrichtung auf, welche am Abschaltventil, insbesondere zumindest teilweise am Verschlussschwimmkörper des Abschaltventils, angeordnet und zum Detektieren von Füllständen, bei welchen der Verschlussschwimmkörper in der Verschlussposition angeordnet ist, ausgebildet ist. Die zusätzliche Detektionsvorrichtung weist vorzugsweise einen eigenen Schwimmkörper und/oder einen Wegstreckensensor und/oder akustischen Sensor auf. Der Schwimmkörper ist vorzugsweise entlang einer Schwimmkörperführung geführt, welche am Verschlussschwimmkörper angeordnet oder in diesem ausgebildet ist. Die Schwimmkörperführung verläuft vorzugsweise linear und vorzugsweise parallel zur Bewegungsrichtung des Verschlussschwimmkörpers. Ein am Verschlussschwimmkörper angeordneter Schwimmkörper würde sich beispielsweise beim Befüllen des Kraftstofftanks erst dann relativ zum Verschlussschwimmkörper bewegen, wenn dieser die Verschlussposition erreicht hat und der Tankvorgang weiter fortgesetzt wird. Auf diese Weise wird sichergestellt, dass auch bei geschlossenem Abschaltventil, also wenn der Verschlussschwimmkörper in der Verschlussposition angeordnet ist, eine genaue Sensierung der Füllstände des Kraftstofftanks ermöglicht ist. Somit ist eine genaue Sensierung des Tankinhalts mit einfachen Mitteln sowie kostengünstig verbessert.It is inventively preferred that the closure float is formed in such a way, at a filling level of the fuel tank, between 80% and 98%, preferably between 85% and 97% and more preferably between 90% and 95% of a tank capacity, the closure position and the rest Filling levels to take the release position. The fuel tank system has an additional detection device, which is arranged on the shut-off valve, in particular at least partially on the closing float of the shut-off valve, and designed to detect fill levels at which the closing float is arranged in the closed position. The additional detection device preferably has its own float and / or a Wegstreckensensor and / or acoustic sensor. The float is preferably guided along a float guide, which is arranged on the closure float or formed in this. The float guide preferably runs linearly and preferably parallel to the direction of movement of the closure float. A floating body arranged on the closing float body would, for example, only move relative to the closing float body during filling of the fuel tank when it has reached the closing position and the refueling process continues. In this way, it is ensured that even when the shut-off valve is closed, that is to say when the closure float is arranged in the closed position, it is possible to accurately sense the fill levels of the fuel tank. Thus, a precise sensing of the tank contents is improved by simple means and inexpensively.
Weiter bevorzugt erstreckt sich das Abschaltventil von der Tankoberseite zu einer der Tankoberseite entgegengesetzten Tankunterseite des Kraftstofftanks, wobei der Verschlussschwimmkörper ausgebildet ist, bei leerem Kraftstofftank aufgrund des fehlenden Auftriebs des Verschlussschwimmkörpers im Kraftstoff eine Leerposition einzunehmen. Bei einem derartigen Abschaltventil ist der Verschlussschwimmkörper zwischen der Verschlussposition, bei welcher der Kraftstofftank vollständig befüllt ist, und der Leerposition, bei welcher der Kraftstofftank vollständig entleert ist und allenfalls eine tolerierte Restmenge an Kraftstoff beinhaltet, bewegbar. Die Leerposition sowie die übrigen von der Verschlussposition verschiedenen Positionen des Verschlussschwimmkörpers relativ zum Ventildurchlass sind allesamt Freigabepositionen. Hierbei ist es bevorzugt, dass das Abschaltventil auch zusätzlich am Boden befestigt ist. Eine solche Befestigung hat den Vorteil, dass der Tank durch das Abschaltventil an einer Ausdehnung bzw. an einem Zusammenziehen gehindert wird. Somit wird einer Verkleinerung des nutzbaren Volumens des Kraftstofftanks entgegengewirkt. Mittels eines derartigen Abschaltventils sind somit durch Detektion der relativen Lage des Verschlussschwimmkörpers zum Ventildurchlass durch die Sensorik sämtliche Befüllungsgrade des Kraftstofftanks präzise ermittelbar.More preferably, the shut-off valve extends from the tank top to a tank upper side opposite tank bottom of the fuel tank, wherein the Verschlussschwimmkörper is formed to occupy an empty position with empty fuel tank due to the lack of buoyancy of the Verschlussschwimmkörpers in the fuel. In such a shut-off valve, the closure float is movable between the closed position at which the fuel tank is completely filled and the empty position at which the fuel tank is completely drained and at most contains a tolerated residual amount of fuel. The empty position as well as the remaining positions of the closing float body relative to the valve passage which are different from the closing position are all release positions. It is preferred that the shut-off valve is also additionally attached to the ground. Such attachment has the advantage that the tank is prevented from expanding or contracting by the shut-off valve. Thus, a reduction of the usable volume of the fuel tank is counteracted. By means of such a shut-off valve, all filling levels of the fuel tank can thus be precisely determined by detecting the relative position of the closing float body to the valve passage through the sensor system.
In einer besonders bevorzugten Ausgestaltung ist das Abschaltventil derart ausgebildet, dass der Verschlussschwimmkörper zwischen der Verschlussposition und der Leerposition linear geführt ist. Somit besteht zwischen der relativen Lage des Verschlussschwimmkörpers zum Ventildurchlass zumindest in einem Bereich ein linearer Zusammenhang, sodass der Befüllungsgrad des Kraftstofftanks aus der detektierten relativen Lage des Verschlussschwimmkörpers leicht ableitbar ist. Ferner hat eine lineare Führung den Vorteil, dass das Risiko eines Verkantens des Verschlussschwimmkörpers am Abschaltventil und somit das Einnehmen einer falschen Position in Bezug auf den Befüllungsgrad des Kraftstofftanks reduziert ist.In a particularly preferred embodiment, the shut-off valve is designed such that the Verschlussschwimmkörper is guided linearly between the closed position and the empty position. Thus, there is a linear relationship between the relative position of the closure float body to the valve passage at least in one area, so that the degree of filling of the fuel tank from the detected relative position of the closure float body can be easily deduced. Furthermore, a linear guide has the advantage that the risk of tilting the Verschlussschwimmkörpers the shut-off valve and thus taking a wrong Position is reduced in relation to the degree of filling of the fuel tank.
Es ist erfindungsgemäß besonders bevorzugt, dass die Sensorik einen Schleifkontakt und/oder einen Magneten und/oder einen Eisenkern und/oder einen optischen Sensor und/oder einen akustischen Sensor und/oder einen kapazitiven Sensor aufweist. Es kann vorgesehen sein, dass zumindest ein Teil der Sensorik an dem Verschlussschwimmkörper angeordnet ist. Bei einem Schleifkontakt können beispielsweise ein Schleifkörper an dem Verschlussschwimmkörper und eine Kontaktstrecke an der Führungsvorrichtung angeordnet sein. Der Schleifkörper kontaktiert dabei einen Teil der Kontaktstrecke, sodass hierdurch die Lage des Verschlussschwimmkörpers bestimmbar ist. Über einen Magneten oder einen Eisenkern, die beispielsweise am Verschlussschwimmkörper angeordnet sind, kann beispielsweise ein relativ zum Ventildurchlass ortsfestes Magnetfeld verstimmt werden, wobei über den Grad bzw. die Art der Verstimmung die Lage des Verschlussschwimmkörpers ermittelbar ist. Mittels einer derartigen Sensorik ist eine genaue Lagebestimmung des Verschlussschwimmkörpers und somit eine plausible Ermittlung des Befüllungsgrads des Kraftstofftanks mit einfachen Mitteln sowie kostengünstig gewährleistet.It is particularly preferred according to the invention that the sensor system has a sliding contact and / or a magnet and / or an iron core and / or an optical sensor and / or an acoustic sensor and / or a capacitive sensor. It can be provided that at least part of the sensor system is arranged on the closure float. In the case of a sliding contact, for example, an abrasive body can be arranged on the closure float and a contact gap on the guide device. The abrasive body makes contact with part of the contact path, so that the position of the closure float can be determined. Via a magnet or an iron core, which are arranged, for example, on the closure floating body, for example, a magnetic field which is stationary relative to the valve passage can be detuned, wherein the position of the closing float body can be determined via the degree or type of detuning. By means of such a sensor, a precise position determination of the closure floating body and thus a plausible determination of the degree of filling of the fuel tank is ensured by simple means and at low cost.
Vorzugsweise ist zumindest ein Teil der Sensorik ortsfest relativ zum Ventildurchlass am Abschaltventil angeordnet, insbesondere fixiert. Der Teil der Sensorik kann beispielsweise an einer Führungsvorrichtung des Abschaltventils, wie z. B. einer Führungskanalwand oder dergleichen, angeordnet sein. Vorzugsweise ist die Sensorik gegenüber dem Tankinnenraum abgeschirmt bzw. abgedichtet, um einen direkten Kontakt mit Kraftstoff zu vermeiden. Eine derartig angeordnete Sensorik hat den Vorteil, dass hierdurch eine besonders genaue Lagebestimmung des Verschlussschließkörpers sichergestellt ist.Preferably, at least a part of the sensor is arranged fixed relative to the valve passage on the shut-off valve, in particular fixed. The part of the sensor can, for example, on a guide device of the shut-off valve, such. B. a guide channel wall or the like. Preferably, the sensor system is shielded or sealed from the tank interior to avoid direct contact with fuel. Such a sensor arranged has the advantage that in this way a particularly accurate position determination of the closure-closing body is ensured.
Es ist bevorzugt, dass der Verschlussschwimmkörper einen runden bzw. zumindest im Wesentlichen runden Querschnitt aufweist. Der Querschnitt weist vorzugsweise die Orientierung eines Horizontalschnitts auf. Vorzugsweise weist der Verschlussschwimmkörper an einem dem Ventildurchlass zugewandten ersten Endabschnitt einen Querschnitt auf, welcher einem Querschnitt des Ventildurchlasses entspricht. Vorzugsweise ist ein Längsschnitt des ersten Endabschnitts des Verschlussschwimmkörpers konisch bzw. im Wesentlichen konisch ausgebildet. Ferner kann erfindungsgemäß vorgesehen sein, dass der Ventildurchlass und/oder der erste Endabschnitt mindestens ein Dichtelement aufweist. Hierdurch wird ein fluiddichtes Verschließen des Ventildurchlasses durch den Verschlussschwimmkörper weiter verbessert.It is preferred that the closure floating body has a round or at least substantially round cross-section. The cross section preferably has the orientation of a horizontal section. The closure floating body preferably has a cross section at a first end section facing the valve passage, which cross section corresponds to a cross section of the valve passage. Preferably, a longitudinal section of the first end portion of the Verschlussschwimmkörpers is conical or substantially conical. Furthermore, it can be provided according to the invention that the valve passage and / or the first end section has at least one sealing element. This further improves a fluid-tight closure of the valve passage through the closure float.
Gemäß einem zweiten Aspekt der Erfindung wird die Aufgabe durch ein Kraftfahrzeug mit einem Verbrennungsmotor und einem verschließbaren Kraftstoffeinlass gelöst. Das Kraftfahrzeug weist zur Speicherung von Kraftstoff ein erfindungsgemäßes Kraftstofftanksystem auf. Der Kraftstoffeinlass ist zum Zuführen von Kraftstoff in den Kraftstofftank ausgebildet.According to a second aspect of the invention, the object is achieved by a motor vehicle with an internal combustion engine and a closable fuel inlet. The motor vehicle has an inventive fuel tank system for storing fuel. The fuel inlet is configured to supply fuel to the fuel tank.
Bei dem beschriebenen Kraftfahrzeug ergeben sich sämtliche Vorteile, die bereits zu einem Kraftstofftanksystem gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung beschrieben worden sind. Demnach hat das erfindungsgemäße Kraftfahrzeug gegenüber herkömmlichen Kraftfahrzeugen den Vorteil, dass mit einfachen Mitteln sowie auf eine kostengünstige Art und Weise ein Befüllungsgrad des Kraftstofftanks des Kraftfahrzeugs ermittelbar ist. Dieses wird durch die Verwendung einer Sensorik zur Lageerfassung des Verschlussschwimmkörpers des Abschaltventils erreicht. Der Einsatz von Kraftstofftanksystemen, welche weitere Schwimmkörper oder Messvorrichtungen aufweisen, ist bei einem erfindungsgemäßen Kraftfahrzeug nicht mehr erforderlich, sodass Kosten hierfür eingespart werden können. Das erfindungsgemäße Kraftfahrzeug hat insbesondere bei der Verwendung eines relativ flachen Kraftstofftanks, also bei einem Kraftstofftank mit einer relativ geringen Höhe im Vergleich zur Breite und/oder Länge, den Vorteil, dass stets eine zuverlässige bzw. plausible Ermittlung des Befüllungsgrads des Kraftstofftanks gewährleistet ist.In the described motor vehicle, all the advantages that have already been described for a fuel tank system according to the first aspect of the invention result. Accordingly, the motor vehicle according to the invention over conventional motor vehicles has the advantage that a degree of filling of the fuel tank of the motor vehicle can be determined by simple means and in a cost-effective manner. This is achieved by the use of a sensor for detecting the position of the closing float body of the shut-off valve. The use of fuel tank systems, which have further floating bodies or measuring devices, is no longer necessary in a motor vehicle according to the invention, so that costs can be saved for this. The motor vehicle according to the invention has the advantage that a reliable or plausible determination of the degree of filling of the fuel tank is always ensured, especially when using a relatively flat fuel tank, ie a fuel tank with a relatively small height compared to the width and / or length.
Ein erfindungsgemäßes Kraftstofftanksystem sowie ein erfindungsgemäßes Kraftfahrzeug werden nachfolgend anhand von Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen jeweils schematisch:
-
1 in einer Seitenansicht eine bevorzugte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Kraftstofftanksystems, -
2 in einer Schnittdarstellung einen Ausschnitt einer bevorzugten ersten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Kraftstofftanksystems mit einem Verschlussschwimmkörper in einer Leerposition, -
3 in einer Schnittdarstellung einen Ausschnitt einer bevorzugten zweiten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Kraftstofftanksystems mit einem Verschlussschwimmkörper in einer Freigabeposition, -
4 in einer Schnittdarstellung einen Ausschnitt einer bevorzugten dritten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Kraftstofftanksystems mit einem Verschlussschwimmkörper in einer Verschlussposition, und -
5 in einer Seitenansicht eine bevorzugte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugs.
-
1 in a side view a preferred embodiment of a fuel tank system according to the invention, -
2 1 is a sectional view of a detail of a preferred first embodiment of a fuel tank system according to the invention with a closure float in an empty position; -
3 3 shows a section of a detail of a preferred second embodiment of a fuel tank system according to the invention with a closure float in a release position, -
4 in a sectional view of a section of a preferred third embodiment of a fuel tank system according to the invention with a Verschlussschwimmkörper in a closed position, and -
5 in a side view of a preferred embodiment of a motor vehicle according to the invention.
Elemente mit gleicher Funktion und Wirkungsweise sind in den
In
In
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 11
- KraftstofftanksystemThe fuel tank system
- 22
- Kraftfahrzeugmotor vehicle
- 33
- KraftstofftankFuel tank
- 44
- Abschaltventilshut-off valve
- 55
- Tankwandungtank wall
- 66
- TankinnenraumTank interior
- 77
- TankoberseiteTank top
- 88th
- VentildurchlassValve passage
- 99
- Verschlussschwimmkörper Closure float
- 1010
- Sensoriksensors
- 1111
- TankunterseiteTank bottom
- 1212
- Schleifkontaktsliding contact
- 1313
- optischer Sensoroptical sensor
- 1414
- akustischer Sensoracoustic sensor
- 1515
- Verbrennungsmotorinternal combustion engine
- 1616
- KraftstoffeinlassFuel inlet
- 1717
- Tankeinlasstank inlet
- 1818
- Tankauslasstank outlet
- 1919
- Kontaktstrecke contact path
- 2020
- Gehäuse casing
- FF
- Freigabepositionrelease position
- LL
- Leerpositionshort position
- MM
- FlächenmittelpunktCentroid
- PP
- KraftstoffpegelFuel level
- VV
- Verschlusspositionclosed position
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
- DE 19942379 A1 [0004]DE 19942379 A1 [0004]
- DE 2844053 A1 [0004]DE 2844053 A1 [0004]
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-
2017
- 2017-09-14 DE DE102017216342.9A patent/DE102017216342A1/en active Pending
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
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