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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.
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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.
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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.
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Aus der
DE 199 42 379 A1 ist eine Vorrichtung zur Messung eines Füllstands einer Flüssigkeit in einem Behälter, wie z. B. einem Kraftstofftank eines Kraftfahrzeugs, bekannt. Die Vorrichtung weist einen Schwimmer auf, dessen Abstand zu einem Boden des Behälters mittels eines am Boden befestigten Sensors erfolgt. Eine derartige Vorrichtung hat den Nachteil, dass bei Schräglagen Messfehler auftreten können. Ferner kann ein unbeabsichtigtes Absenken des Bodens des Behälters zu einer fehlerhaften Bestimmung des Behälterinhalts führen. Das gilt auch im Besonderen bei Schrägstellung des am Boden befestigten Sensors hervorgerufen durch Druck- und/oder Temperaturänderung. Die
DE 28 44 053 A1 offenbart eine Brennstoffförderanlage für Kraftfahrzeuge. Die Brennstoffförderanlage weist eine Pumpe und einen elektrischen Füllstandsgeber auf, welcher als Tauchrohrgeber ausgebildet ist. Der Füllstandsgeber ist an einer Wandung einer Oberseite eines Brennstofftanks fixiert und über elektrische Leitungen mit der Pumpe elektrisch gekoppelt. Eine solche Brennstoffförderanlage hat den Nachteil, dass diese eine hohe Komplexität aufweist und nur aufwändig unter Verursachung hoher Kosten herzustellen ist. Das Bauteil nimmt geometrisch sehr viel Platz in Anspruch und ist somit nicht ideal für eine Kraftstoffanzeige im Kraftstoffbehälter zu positionieren.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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Elemente mit gleicher Funktion und Wirkungsweise sind in den 1 bis 5 jeweils mit denselben Bezugszeichen versehen.
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In 1 ist eine bevorzugte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Kraftstofftanksystems 1 schematisch in einer Seitenansicht dargestellt. Das Kraftstofftanksystem 1 weist einen Kraftstofftank 3 mit einem von einer Tankwandung 5 umgebenen Tankinnenraum 6, einem Tankeinlass 17 zum Befüllen des Kraftstofftanks 3 mit Kraftstoff sowie einem Tankauslass 18 zum Zuführen von Kraftstoff aus dem Tankinnenraum 6 zu einem Verbrennungsmotor 15 (vgl. 5) eines Kraftfahrzeugs 2 (vgl. 5). Der Kraftstofftank 3 weist eine Tankoberseite 7 und eine Tankunterseite 11 auf. In diesem Ausführungsbeispiel sind der Tankeinlass 17 und der Tankauslass 18 an der Tankoberseite 7 angeordnet. An einem Flächenmittelpunkt der Tankoberseite 7 ist ein Abschaltventil 4 angeordnet und an der Tankwandung 5 befestigt. Das Abschaltventil 4 ist in den 2 bis 4 näher erläutert.
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2 zeigt einen Ausschnitt einer bevorzugten ersten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Kraftstofftanksystems 1 mit einem Verschlussschwimmkörper 9 in einer Leerposition schematisch in einer Schnittdarstellung. Der Verschlussschwimmkörper 9 ist innerhalb des Abschaltventils 4 linear geführt. Das Abschaltventil 4 ist an der Tankwandung 5 der Tankoberseite 7 befestigt. Ein Ventildurchlass 8 durchdringt die Tankwandung 5 an dieser Stelle. Das Abschaltventil 4 erstreckt sich von der Tankoberseite 7 in den Tankinnenraum 6 bis kurz vor die Tankunterseite 11 hin. Der Kraftstofftank 3 ist in diesem Beispiel in einem Zustand dargestellt, der als Leerzustand definiert ist. Das heißt, dass kein Kraftstoff aus dem Tankinnenraum 6 dem Verbrennungsmotor zur Verfügung gestellt werden kann. Der Kraftstoffpegel P weist in diesem Zustand ein Minimum auf. In dem Leerzustand ist der Verschlussschwimmkörper 9 in einer Leerposition L angeordnet. In der Leerposition L ist der Verschlussschwimmkörper 9 der Tankunterseite 11 benachbart angeordnet und gibt den Ventildurchlass 8 frei. Somit ist die Leerposition L gleichzeitig eine Freigabeposition F, in welcher Gas aus dem Tankinnenraum 6 durch den Ventildurchlass 8 entweichen kann. In dieser ersten Ausführungsform weist das Kraftstofftanksystem 1 eine Sensorik 10 mit einem optischen Sensor 13 auf, welcher in der Nähe des Ventildurchlasses 8 an einem Gehäuse 20 des Abschaltventils 4 ortsfest gehalten ist. Der optische Sensor 13 ist zum Detektieren einer relativen Lage des Verschlussschwimmkörpers 9 zum Ventildurchlass 8 ausgebildet.
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3 zeigt einen Ausschnitt einer bevorzugten zweiten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Kraftstofftanksystems 1 mit dem Verschlussschwimmkörper 9 in einer von der Leerposition L verschiedenen Freigabeposition F schematisch in einer Schnittdarstellung. In der Freigabeposition F ist der Ventildurchlass 8 vom Verschlussschwimmkörper 9 freigegeben, sodass Gas aus dem Tankinnenraum 6 durch den Ventildurchlass 8 entweichen kann. Der Kraftstofftank 3 ist in 3 gut halbvoll, sodass der Kraftstoffpegel P deutlich höher als in 2 dargestellt ist. Aufgrund des höheren Kraftstoffpegels P und seines Auftriebs im Kraftstoff ist der Verschlussschwimmkörper 9 ungefähr in der Mitte zwischen der Tankoberseite 7 und der Tankunterseite 11 angeordnet. Die zweite Ausführungsform unterscheidet sich von der ersten Ausführungsform durch die Art der Sensorik 10. Die Sensorik 10 in 3 weist einen am Verschlussschwimmkörper 9 angeordneten Schleifkontakt 12 auf, welcher entlang einer an dem Gehäuse 20 des Abschaltventils angeordneten Kontaktstrecke 19 abgleitbar ist. Somit ist die Position des Schleifkontakts 12 relativ zur Kontaktstrecke 19 leicht ermittelbar. Hieraus ist die relative Lage des Verschlussschwimmkörpers 9 zum Ventildurchlass 8 leicht bestimmbar.
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4 zeigt einen Ausschnitt einer bevorzugten dritten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Kraftstofftanksystems 1 mit dem Verschlussschwimmkörper 9 in einer Verschlussposition V schematisch in einer Schnittdarstellung. In der Verschlussposition V ist der Ventildurchlass 8 durch den Verschlussschwimmkörper 9 verschlossen, sodass ein Austreten von Fluid aus dem Tankinnenraum 6 durch den Ventildurchlass 8 verhindert oder zumindest stark eingeschränkt wird. Der Kraftstofftank 3 ist in 4 in einem vollen Zustand, sodass der Kraftstoffpegel P ein vorgegebenes Maximum aufweist. Wie aus 4 deutlich erkennbar, ist der Kraftstoffpegel P deutlich höher als in 2 und 3. Aufgrund des höheren Kraftstoffpegels P und seines Auftriebs im Kraftstoff ist der Verschlussschwimmkörper 9 der Tankoberseite 7 benachbart angeordnet. Die dritte Ausführungsform unterscheidet sich von der ersten und zweiten Ausführungsform ebenfalls durch die Art der Sensorik 10. Die Sensorik 10 in 4 weist einen akustischen Sensor 14 auf, welcher in der Nähe des Ventildurchlasses 8 an dem Gehäuse 20 des Abschaltventils 4 ortsfest gehalten ist. Der akustische Sensor 14 ist zum Detektieren einer relativen Lage des Verschlussschwimmkörpers 9 zum Ventildurchlass 8 ausgebildet.
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In 5 ist eine bevorzugte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugs 2 schematisch in einer Seitenansicht dargestellt. Das Kraftfahrzeug 2 weist ein erfindungsgemäßes Kraftstofftanksystem 1 auf, welches im Bereich eines Unterbodens des sowie unterhalb einer Rücksitzreihe des Kraftfahrzeugs 2 angeordnet ist. Zum Befüllen des Kraftstofftanks 2 des Kraftstofftanksystems 1 weist das Kraftfahrzeug 2 einen verschließbaren Kraftstoffeinlass 16 auf. Als Antrieb weist das Kraftfahrzeug 2 einen Verbrennungsmotor 15 auf, welcher in einem Frontbereich des Kraftfahrzeugs 2 angeordnet ist. Zusätzlich kann erfindungsgemäß vorgesehen sein, dass das Kraftfahrzeug 2 für den Antrieb einen oder mehrere nicht dargestellte Elektromaschinen aufweist.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Kraftstofftanksystem
- 2
- Kraftfahrzeug
- 3
- Kraftstofftank
- 4
- Abschaltventil
- 5
- Tankwandung
- 6
- Tankinnenraum
- 7
- Tankoberseite
- 8
- Ventildurchlass
- 9
- Verschlussschwimmkörper
- 10
- Sensorik
- 11
- Tankunterseite
- 12
- Schleifkontakt
- 13
- optischer Sensor
- 14
- akustischer Sensor
- 15
- Verbrennungsmotor
- 16
- Kraftstoffeinlass
- 17
- Tankeinlass
- 18
- Tankauslass
- 19
- Kontaktstrecke
- 20
- Gehäuse
- F
- Freigabeposition
- L
- Leerposition
- M
- Flächenmittelpunkt
- P
- Kraftstoffpegel
- V
- Verschlussposition
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 19942379 A1 [0004]
- DE 2844053 A1 [0004]
