EP1923349B1 - Method for determining the gas return rate in petrol pumps - Google Patents

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EP1923349B1
EP1923349B1 EP07001517A EP07001517A EP1923349B1 EP 1923349 B1 EP1923349 B1 EP 1923349B1 EP 07001517 A EP07001517 A EP 07001517A EP 07001517 A EP07001517 A EP 07001517A EP 1923349 B1 EP1923349 B1 EP 1923349B1
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EP
European Patent Office
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gas
fuelling
gas flow
fuel
assigned
Prior art date
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Not-in-force
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EP07001517A
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German (de)
French (fr)
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EP1923349A1 (en
Inventor
Christian Maurer
Wolfgang Schrittenlacher
Stefan Kunter
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Fafnir GmbH
Original Assignee
Fafnir GmbH
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Filing date
Publication date
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B67—OPENING, CLOSING OR CLEANING BOTTLES, JARS OR SIMILAR CONTAINERS; LIQUID HANDLING
    • B67D—DISPENSING, DELIVERING OR TRANSFERRING LIQUIDS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B67D7/00—Apparatus or devices for transferring liquids from bulk storage containers or reservoirs into vehicles or into portable containers, e.g. for retail sale purposes
    • B67D7/04—Apparatus or devices for transferring liquids from bulk storage containers or reservoirs into vehicles or into portable containers, e.g. for retail sale purposes for transferring fuels, lubricants or mixed fuels and lubricants
    • B67D7/0476—Vapour recovery systems
    • B67D7/0478—Vapour recovery systems constructional features or components
    • B67D7/048—Vapour flow control means, e.g. valves, pumps
    • B67D7/0482—Vapour flow control means, e.g. valves, pumps using pumps driven at different flow rates
    • B67D7/0486—Pumps driven in response to electric signals indicative of pressure, temperature or liquid flow

Definitions

  • the invention relates to a method for determining the gas recirculation rate at dispensers with two dispensing points (each for carburetor fuels), wherein each dispensing point (one or more) fuel flow meter and two dispensing points is assigned a common gas flow meter.
  • Gas recirculation systems at service stations have been mandatory in some European countries since the early 1990s.
  • a gas recirculation system With a gas recirculation system, the fuel vapors displaced during filling of the fuel in the tank of the motor vehicle are sucked by a gas pump and returned to the storage tank of the gas station when refueling a motor vehicle.
  • the fuel flow rate (fuel flow rate) and the gas flow rate (gas flow rate), i. the volumes of fuel or gas (vapors) delivered per unit of time are the same.
  • the terms gas recirculation rate, gas flow rate and gas volume flow are used synonymously here.
  • the gas flow rate which a gas pump delivers is adjusted either by a speed control of the drive motor of the gas pump or by a throttle valve.
  • the parameters of how to adjust this gas volume flow for the different fuel flow rates are stored in the operating electronics of the vapor recovery system (calibration data). To determine these parameters is a calibration process the gas recirculation is performed so that the gas suction of a dispensing valve, a flow meter (usually a bellows counter) is connected, the flow measurements can be assigned to the setting parameters respectively. This assignment is stored in the operating electronics of the gas recirculation system and makes it possible, in the subsequent tank operation - after the removal of the bellows counter - to adjust the gas recirculation so that the gas volume flow corresponds to the fuel volume flow.
  • the prior art monitors the gas recirculation for each bleed point with a gas flow meter (flow sensor) so that any discrepancies between the readings from the gas flow meter and readings from the bleed point fuel flow meter may indicate a gas recirculation malfunction affected Zapf Vietnamese is detected. Such a malfunction must then be signaled. This is done by transmitting a signal to a higher level system, e.g. the dispenser computer, which transmits this information to the cash register of the gas station, where it is made visible to the operator. In the event that the fault has not been resolved over a defined period of time, a shutdown signal is generated by the gas recirculation monitoring, which shuts off the dispensing point concerned so that it can no longer be refueled there.
  • a gas flow meter flow sensor
  • a petrol pump at a petrol station has two fueling points, so that two gas flowmeters are used in the petrol pump.
  • Fuel dispensers with two dispensers can be refueled on both sides at the same time.
  • simultaneous refueling operations are not very common.
  • Such a procedure is described in US 6,622,757 .
  • all fuel volumes conveyed during refueling operations are registered in a specific period of time, the gas flows of which are assigned to the one flow sensor, and the total recirculated gas volume is determined. This process is repeated as many times as there are taps on a gas flow sensor. Then, a clearly solvable linear system of equations results, so that each return point can be assigned a return ratio of the volumes (gas volume / fuel volume).
  • the return ratio may be different. This is relatively common in practice. Hereby only an average for the Zapf Vietnamese be determined, and the actual cause of error in case of deviations can not be detected.
  • gas recirculation rate / fuel delivery rate i.e. volume of gas recirculated per unit time / volume of fuel delivered per unit time.
  • the object of the invention is therefore to provide a method for determining the gas recirculation rate at filling stations that manages with a reduced number of gas flow meters (especially with only one gas flow meter per dispenser), and this still allows each refueling operation in a timely manner and to determine the gas recirculation rate and thus the recirculation rate, even if these refueling operations are overlapping in time.
  • the inventive method is designed to determine the gas recirculation rate at two dispensers (a first bleed point and a second bleed point), each bleed point having its own fuel flow meter (or even multiple fuel flow meters if multiple carburetor fuel grades are available at the bleed point) and two fueling points a common gas flow meter is assigned.
  • This gas flow meter is arranged behind a combination of the gas flows of the two fueling points. In this case, the measured values obtained by the fuel flow meters of the two fueling points and by the gas flow meter are recorded (in the form of measuring signals or after electronic processing) at short predetermined time intervals associated with each other.
  • time intervals By short time intervals is meant here time intervals that are small in comparison to the duration of a typical refueling operation, so that the measured values for the refueling operations, e.g. graphically as a function of time with sufficient temporal resolution.
  • simultaneous refueling operations at both fueling points ie at time overlapping refueling operations determined from the measured values of the fuel flow meter information about the time course of the two refueling operations for disassembling the measured sum of the gas flow of both fueling points in the first dispensing point Gas flow and a second bleed point associated gas flow.
  • the time course of the fuel flow and the associated gas flow in a refueling operation on a tapping point is generally box-shaped (eg box-shaped with steep start-up and Abschaltflanken, as in normal refueling operations, the rule), this evaluation is particularly simple. This will be explained below with reference to exemplary embodiments. However, the examples also illustrate to the person skilled in the art that an evaluation is also possible with other time profiles.
  • the method according to the invention has its limits only when the simultaneous refueling operations at the two fueling points start practically simultaneously and stop practically simultaneously, which is extremely rare in practice. If, in fact, such a case does occur, these two refueling operations could exceptionally be assigned no gas flow.
  • a method analogous to the method according to the invention can in principle also be applied to dispensers which have more than two dispensing points and in which only one gas flow meter is available for more than two dispensing points.
  • the measured fuel flow may be compared to the associated gas flow, e.g. in the form of the quotient gas recirculation rate / fuel delivery rate (return rate ratio). Or, for a given refueling operation, one compares the measured fuel volume with the associated gas volume determined by integrating the associated gas flow over time. The further evaluation or utilization of the values can thus be carried out as if the gas flow rate had been measured directly for each dispensing point.
  • each pump point can be assigned its own gas pump, or two pump points are assigned a common gas pump, which is arranged behind the junction of the gas flows of the two pump points.
  • the inventive method thus makes it possible to operate the two gas recirculation of the fueling points with a single gas flow meter in a gas pump.
  • the savings in the cost of a gas flow meter may be higher than the additional expense of evaluating the measurements, which typically can be performed in a control and monitoring device (e.g., a computer, optionally with extra electronics) already present in the dispenser.
  • the method is suitable for retrofitting petrol pumps, which have only one gas flow meter.
  • the gas recirculation rates as well as the recirculated gas volumes can be detected separately for each bleed point and thus, e.g. meet the requirements of authorities and environmental protection.
  • the condition that a certain number of refueling operations in sequence must be outside of specified tolerance limits can only be checked if this sequence can actually be evaluated.
  • the inventive method allows such a timely evaluation for each refueling operation. With the known technique explained above, this was not possible.
  • the gas flow meter is designed as a thermal flow sensor.
  • the gas flow is used to cool a heated probe. Since heat dissipation from the sensor is via the gas mass flow, ie, the mass of gas passing the sensor per unit of time, a thermal flow sensor, strictly speaking, does not measure a gas volumetric flow but a gas mass flow. However, this is exactly what is desired in the monitoring of a gas recirculation system: The gas volume flow at the inlet of the dispensing valve is to be detected. Frictional losses in the gas pump and adiabatic compression increase the gas temperature, so that changes according to the gas equation, the gas flow rate on the gas flow path.
  • the pressure increases, which likewise influences the gas volume flow.
  • a flow sensor responding to the gas flow would give incorrect readings.
  • the gas mass flow is not changed by the effects mentioned (continuity) and can be calculated back to the gas volume flow at the inlet of the dispensing valve.
  • a pulsation damper for example, configured as a muffler / condenser
  • thermal conductivity sensors in the gas flow path information about the composition of the recirculated gas can be obtained, in particular via the proportion of air in a hydrocarbon mixture (see, for example DE 199 13 968 A ).
  • ORVR vehicle coal canister vehicle
  • the measured values obtained from the fuel flowmeters are recorded, their long-term history can be used as information about the condition of fuel filters of the fuel piping. If the fuel flow over time decreases, this is a sign of deterioration of the fuel filter.
  • FIG. 1 schematically illustrated a dispenser 1 at a gas station with the most important arranged therein or the dispenser 1 associated parts, including the components of a vapor recovery system.
  • the dispenser 1 has two dispensing points, a first dispensing point 2 and a second dispensing point 2 ', so that two motor vehicles can be refueled at the same time.
  • the reference numerals of corresponding components for the bleed point 2 and the bleed point 2 ' are the same except for the bar code.
  • At the fueling points 2 and 2 'gasoline fuel is fueled in the embodiment.
  • For other types of fuel can be provided at the pump 1 and other dispensing hoses.
  • fuel passes from an underground storage tank 3 via a fuel line 4 branching to the two dispensing points 2 and 2 'and conveyed by a fuel pump 6 or 6' through a fuel flow meter 8 or 8 for measuring the fuel volume flow 8 '(which emits counting pulses, the total number of counting pulses emitted in a refueling operation being a measure of the quantity of fuel injected) and a dispensing hose 10 or 10' to a dispensing valve 12 or 12 ', from which the fuel flows into the tank a motor vehicle is filled, as indicated by the large arrows.
  • the fuel pumps 6 and 6 ' are omitted.
  • the fuel vapors (gas) above the liquid fuel in the tank of the motor vehicle are sucked off, which is indicated by the two small arrows on the respective nozzles 12 and 12'. of the first dispensing point 2 and the second dispensing point 2 'is displayed.
  • gases are sucked in by a gas pump 14 or 14 'via a separate line guided inside the dispensing hose 10 or 10' and pass back into the storage tank 3 through a gas line 15 or 15 '.
  • the gas pump 14 or 14' is closed by a drive motor 16 or 16 'driven.
  • the drive motors 16 and 16 ' are operated via an electronic control unit 18, since in the exemplary embodiment the gas flow is controlled via the rotational speed of the drive motor 16 or 16'.
  • a pulsation damper 21 is arranged, which is designed in the form of a muffler / Kondensatabscheiders to reduce the pulsation of the gas flow.
  • the gas flow rate must be adjusted to the fuel flow rate.
  • the volume delivery rate of the gas pump 14 or 14 '(gas recirculation rate) is monitored.
  • a monitoring unit 22 is provided in the dispenser 1, which is connected to the dispenser computer 24.
  • the dispenser computer 24 receives the signals from the fuel flow meter 8 or 8 'and forwards them to the monitoring unit 22, which is connected to the control electronics 18.
  • the monitoring unit 22 returns a signal to the dispenser computer 24, which characterizes the state of the gas recirculation. In particular, this signal contains the alarm signals and the shutdown commands in case of failure of the gas recirculation.
  • a separate gas flow meter is provided for each dispensing point whose signals or measured values are applied to the monitoring unit in order to obtain the signals of the respective fuel flow meter and the respective gas flow meter in the control and monitoring device to compare, evaluate and use to assess the gas recirculation.
  • the dispenser 1 has only one common gas flow meter 20, whose signals or measured values are fed to the monitoring unit 22 and thus are available for the monitoring device 22.
  • the measured from the gas flow meter 20 sum of the gas flow rate of both nozzles 2, 2 'in the first Zapftician 2 associated gas flow and the second Zapftician 2' associated gas Flow decomposed (evaluation). These associated gas flow rates can then be used to control gas recirculation in a conventional manner for each bleed point 2; 2 'to monitor individually.
  • FIG. 2 which also shows a dispensing pump with two dispensing points and a gas flow meter, but unlike the execution according to FIG. 1 the gas recirculation is additionally provided with a corrective control.
  • the principle of corrective control is in DE 103 37 800 A1 described. Because of the great similarity of the arrangements according to FIG. 1 and FIG. 2 are in FIG. 1 and FIG. 2 the same reference numerals used.
  • FIG. 2 the flow of data for controlling the gas recirculation through arrowheads is clarified.
  • the integration of the gas flow meter 20, which serves to monitor the gas return for both nozzles 2 and 2 ' exists between the arrangements according to FIG. 1 and FIG. 2 no difference.
  • the evaluation is easy because the gas flows can be clearly assigned to the fuel flows.
  • the recirculation rate ratio can be determined as quotient of gas volumetric flow / fuel volumetric flow rate (ie, gas flow rate / fuel flow rate) for side A refueling.
  • the refueling process on page B starts later and continues beyond the end of refueling on side A.
  • the gas flow for the side B and thus the return rate ratio for the side B can be determined.
  • the sum of the gas flows of side A and side B is measured. This value can also be evaluated with and can serve the control.
  • the in FIG. 4 shown temporal courses are available.
  • the measured values obtained from the two fuel flow meters 8, 8 'and from the gas flow meter 20 are recorded at short predetermined time intervals, the recording times being assigned to one another.
  • Short means here that the time intervals have to be short of the typical duration of a refueling operation in order to obtain quasi-continuous and meaningful curves as in FIG. 4 to obtain.
  • the measured values can also be recorded or stored as signals or in coded form.
  • the data storage and the evaluation are carried out in the monitoring device 22. So that the described method can be performed on an existing system, a new program usually suffices for conversion, if necessary supplemented by firmware or even hardware components.
  • FIG. 5 Another case is in the FIG. 5 shown.
  • a refueling process starts on page A, and the gas flow for this side can be determined. While this refueling process is still in progress, refueling on side B begins.
  • the measured gas flow increases by the additional gas flow from the side B gas recycle.
  • side B refueling is completed earlier, and gas flow decreases again to the previous value of page A.
  • the gas flow of side B can be determined by subtracting the previously determined gas flow of side A from the measured gas flow in the overlap region.
  • the return rate ratio for the two sides A and B can be determined.
  • the absolute reclaimed Gas volumes may in accordance with the example FIG. 4 be calculated analogously.

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Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Bestimmen der Gasrückführrate an Zapfsäulen mit zwei Zapfpunkten (jeweils für Vergaserkraftstoffe), wobei jedem Zapfpunkt ein (oder mehrere) Kraftstoff-Durchflussmesser und beiden Zapfpunkten ein gemeinsamer Gas-Durchflussmesser zugeordnet ist.The invention relates to a method for determining the gas recirculation rate at dispensers with two dispensing points (each for carburetor fuels), wherein each dispensing point (one or more) fuel flow meter and two dispensing points is assigned a common gas flow meter.

Gasrückführungssysteme an Tankstellen sind seit Anfang der 90er Jahre in einigen europäischen Ländern vorgeschrieben. Mit einem Gasrückführungssystem werden beim Betanken eines Kraftfahrzeugs die beim Einfüllen des Kraftstoffs in den Tank des Kraftfahrzeugs verdrängten Kraftstoffdämpfe mittels einer Gaspumpe abgesaugt und in den Lagertank der Tankstelle rückgeführt. Dabei sollten der Kraftstoff-Volumenstrom (Kraftstoff-Durchfluss) und der Gas-Volumenstrom (Gas-Durchfluss), d.h. die pro Zeiteinheit geförderten Volumina an Kraftstoff bzw. Gas (Dämpfe) gleich groß sein. Die Begriffe Gasrückführrate, Gas-Durchfluss und Gas-Volumenstrom werden hier synonym gebraucht.Gas recirculation systems at service stations have been mandatory in some European countries since the early 1990s. With a gas recirculation system, the fuel vapors displaced during filling of the fuel in the tank of the motor vehicle are sucked by a gas pump and returned to the storage tank of the gas station when refueling a motor vehicle. At this time, the fuel flow rate (fuel flow rate) and the gas flow rate (gas flow rate), i. the volumes of fuel or gas (vapors) delivered per unit of time are the same. The terms gas recirculation rate, gas flow rate and gas volume flow are used synonymously here.

Bei der herkömmlichen Technik der Gasrückführung wird der Gas-Volumenstrom, den eine Gaspumpe fördert, entweder durch eine Drehzahlsteuerung des Antriebsmotors der Gaspumpe oder durch ein Drosselventil eingestellt. Die Parameter, wie diese Einstellung des Gas-Volumentstroms für die unterschiedlichen Kraftstoff-Volumenströme zu erfolgen hat, sind in der Betriebselektronik des Gasrückführungssystems gespeichert (Kalibrierungsdaten). Zur Bestimmung dieser Parameter wird ein Abgleichvorgang der Gasrückführung so durchgeführt, dass am Gassauger eines Zapfventils ein Durchflussmessgerät (in der Regel ein Balgenzähler) angeschlossen wird, dessen Durchflussmesswerte dem Einstellparameter jeweils zugeordnet werden können. Diese Zuordnung wird in der Betriebselektronik des Gasrückführungssystems abgelegt und ermöglicht es, im nachfolgenden Tankbetrieb - nach der Entfernung des Balgenzählers - die Gasrückführung so einzustellen, dass der Gas-Volumenstrom dem Kraftstoff-Volumenstrom entspricht.In the conventional technique of gas recirculation, the gas flow rate which a gas pump delivers is adjusted either by a speed control of the drive motor of the gas pump or by a throttle valve. The parameters of how to adjust this gas volume flow for the different fuel flow rates are stored in the operating electronics of the vapor recovery system (calibration data). To determine these parameters is a calibration process the gas recirculation is performed so that the gas suction of a dispensing valve, a flow meter (usually a bellows counter) is connected, the flow measurements can be assigned to the setting parameters respectively. This assignment is stored in the operating electronics of the gas recirculation system and makes it possible, in the subsequent tank operation - after the removal of the bellows counter - to adjust the gas recirculation so that the gas volume flow corresponds to the fuel volume flow.

Wegen der aufgetretenen Fehler in der Gasrückführung, die in der Regel unentdeckt blieben, wurden zusätzliche Gasrückführungs-Überwachungssysteme vorgeschrieben. Diese sind seit 2003 in größerem Umfang im Einsatz und haben eine deutliche Verbesserung des Zustandes der Gasrückführung gebracht.Because of the errors in the gas recirculation that usually went undetected, additional vapor recirculation monitoring systems were required. These have been in use on a large scale since 2003 and have brought a significant improvement in the state of gas recirculation.

Die bisherige Technik überwacht die Gasrückführung für jeden Zapfpunkt mit je einem Gas-Durchflussmesser (Durchflusssensor), so dass bei Abweichungen zwischen den von dem Gas-Durchflussmesser erhaltenen Messwerten und den von dem Kraftstoff-Durchflussmesser des Zapfpunkts erhaltenen Messwerten eine eventuelle Fehlfunktion der Gasrückführung für den betroffenen Zapfpunkt erkannt wird. Eine solche Fehlfunktion muss dann signalisiert werden. Dies erfolgt durch die Übertragung eines Signals an ein übergeordnetes System, z.B. den Zapfsäulenrechner, der diese Information an den Kassenrechner der Tankstelle überträgt, wo sie dem Bedienungspersonal sichtbar gemacht wird. In dem Fall, dass die Störung über einen definierten Zeitraum nicht behoben wurde, wird von der Gasrückführungsüberwachung ein Abschaltsignal erzeugt, was den betroffenen Zapfpunkt abschaltet, so dass dort nicht mehr getankt werden kann.The prior art monitors the gas recirculation for each bleed point with a gas flow meter (flow sensor) so that any discrepancies between the readings from the gas flow meter and readings from the bleed point fuel flow meter may indicate a gas recirculation malfunction affected Zapfpunkt is detected. Such a malfunction must then be signaled. This is done by transmitting a signal to a higher level system, e.g. the dispenser computer, which transmits this information to the cash register of the gas station, where it is made visible to the operator. In the event that the fault has not been resolved over a defined period of time, a shutdown signal is generated by the gas recirculation monitoring, which shuts off the dispensing point concerned so that it can no longer be refueled there.

Eine Erweiterung dieser Konfiguration kann die Betriebssicherheit der Gasrückführung erheblich erhöhen. Dies wird erreicht durch eine korrektive Steuerung ( DE 103 37 800 A1 ), bei der durch eine Modifikation der Kraftstoff-Volumenstromsignale die Gasrückführung in gewissen Grenzen so nachgeführt werden kann, dass Degradationen ausgeglichen werden. Dies vermeidet eine unnötige Alarmauslösung und verlängert die Serviceintervalle.An extension of this configuration can significantly increase the reliability of the gas recirculation. This is achieved through a corrective control ( DE 103 37 800 A1 ), in which by a modification of the fuel volume flow signals, the gas recirculation can be tracked within certain limits so that degradations are compensated. This avoids unnecessary alarm triggering and extends the service intervals.

In der Regel hat eine Zapfsäule einer Tankstelle zwei Zapfpunkte, so dass in der Zapfsäule zwei Gas-Durchflussmesser eingesetzt werden.As a rule, a petrol pump at a petrol station has two fueling points, so that two gas flowmeters are used in the petrol pump.

Bei Zapfsäulen mit zwei Zapfpunkten kann an beiden Seiten gleichzeitig getankt werden. Gleichzeitige Betankungsvorgänge kommen jedoch nicht sehr häufig vor. Insofern ist es attraktiv, die Anzahl der Durchflusssensoren zu reduzieren und die Gasrückführung in der Zapfsäule nur mit einem einzigen Durchflusssensor zu kontrollieren. Ein solches Verfahren wird in US 6,622,757 , US 6,880,585 und US 6,968,868 beschrieben, wobei sogar eine Reduzierung bis auf nur einen Durchflussensor für eine ganze Tankstelle offenbart ist. Dabei werden alle bei Betankungsvorgängen geförderten Kraftstoffvolumina in einem bestimmten Zeitraum, deren Gas-Durchflüsse dem einen Durchflusssensor zugeordnet sind, registriert und das gesamte rückgeführte Gasvolumen bestimmt. Dieser Vorgang wird so oft wiederholt, wie Zapfpunkte auf einen Gas-Durchflusssensor kommen. Dann ergibt sich ein eindeutig lösbares lineares Gleichungssystem, so dass jedem Zapfpunkt ein Rückführverhältnis der Volumina (Gasvolumen/Kraftstoffvolumen) zugeordnet werden kann.Fuel dispensers with two dispensers can be refueled on both sides at the same time. However, simultaneous refueling operations are not very common. In this respect, it is attractive to reduce the number of flow sensors and to control the gas recirculation in the pump only with a single flow sensor. Such a procedure is described in US 6,622,757 . US 6,880,585 and US 6,968,868 even a reduction is disclosed to only one flow sensor for an entire gas station. In this case, all fuel volumes conveyed during refueling operations are registered in a specific period of time, the gas flows of which are assigned to the one flow sensor, and the total recirculated gas volume is determined. This process is repeated as many times as there are taps on a gas flow sensor. Then, a clearly solvable linear system of equations results, so that each return point can be assigned a return ratio of the volumes (gas volume / fuel volume).

Diese Methode ist jedoch mit Nachteilen behaftet.However, this method has disadvantages.

Denn bei Tankvorgängen mit unterschiedlichen Durchflüssen (d.h. pro Zeiteinheit geförderten Mengen) kann das Rückführverhältnis unterschiedlich sein. Dies kommt in der Praxis relativ häufig vor. Hierbei würde nur ein Mittelwert für den Zapfpunkt bestimmt werden, und die eigentliche Fehlerursache bei Abweichungen kann nicht erkannt werden.Because during refueling operations with different flow rates (ie quantities delivered per unit time), the return ratio may be different. This is relatively common in practice. Hereby only an average for the Zapfpunkt be determined, and the actual cause of error in case of deviations can not be detected.

Weiterhin besagen die Vorschriften von mehreren europäischen Ländern, dass die Gasrückführung mit Hilfe des Rückführraten-Verhältnisses (Gasrückführrate/Kraftstoffförderrate, d.h. pro Zeiteinheit rückgefördertes Volumen an Gas/pro Zeiteinheit gefördertes Kraftstoffvolumen) überprüft wird. Dies ist mit der bekannten Technik mit einer reduzierten Zahl von Durchflusssensoren nicht möglich, da nur Volumina und nicht Volumenraten (Volumina pro Zeiteinheit) verglichen werden können.Furthermore, the regulations of several European countries state that the gas recirculation is checked by means of the recycle rate ratio (gas recirculation rate / fuel delivery rate, i.e. volume of gas recirculated per unit time / volume of fuel delivered per unit time). This is not possible with the known technique with a reduced number of flow sensors, since only volumes and not volume rates (volumes per unit time) can be compared.

Die Vorschriften von mehreren europäischen Ländern schreiben ferner vor, dass bei Tankvorgängen, die bestimmten Kriterien bezüglich eines Kraftstoff-Mindestdurchflusses und einer bestimmten Mindesttankdauer genügen, die Gasrückführraten einzeln bewertet werden müssen. Bei diesen zu bewertenden Tankvorgängen muss dann kontrolliert werden, ob sie sich in einem bestimmten vorgegebenen Toleranzband befinden. Ist das für eine Folge von Tankvorgängen nicht der Fall, so muss ein Alarm ausgelöst werden. Dies ist ebenfalls mit der bekannten Technik bei reduzierter Anzahl von Durchflusssensoren nicht möglich, da erst eine längere Folge von Tankvorgängen abgewartet werden muss, um eine Lösung des Gleichungssystems zu erreichen.The rules of several European countries also require that, for refueling operations that meet certain minimum fuel flow and minimum fueling criteria, gas recirculation rates must be assessed individually. For these refueling processes to be evaluated, it must then be checked whether they are within a certain specified tolerance range. If this is not the case for a sequence of refueling operations, an alarm must be triggered. This is also not possible with the known technique with a reduced number of flow sensors, since only a longer sequence of refueling operations must be awaited in order to achieve a solution of the equation system.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Verfahren zum Bestimmen der Gasrückführrate an Tankstellen zu schaffen, dass mit einer reduzierten Anzahl von Gas-Durchflussmessern auskommt (insbesondere mit nur einem Gas-Durchflussmesser pro Zapfsäule), und das es trotzdem ermöglicht, jeden einzelnen Betankungsvorgang zeitnah zu bewerten und die Gasrückführrate und damit das Rückführraten-Verhältnis zu bestimmen, auch wenn diese Tankvorgänge zeitlich überlappend erfolgen.The object of the invention is therefore to provide a method for determining the gas recirculation rate at filling stations that manages with a reduced number of gas flow meters (especially with only one gas flow meter per dispenser), and this still allows each refueling operation in a timely manner and to determine the gas recirculation rate and thus the recirculation rate, even if these refueling operations are overlapping in time.

Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen. Der Anspruch 13 betrifft eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.This object is achieved by a method having the features of claim 1. Advantageous embodiments of the invention will become apparent from the dependent claims. The claim 13 relates to a device for carrying out the method.

Das erfindungsgemäße Verfahren ist zum Bestimmen der Gasrückführrate an Zapfsäulen mit zwei Zapfpunkten (einem ersten Zapfpunkt und einem zweiten Zapfpunkt) konzipiert, wobei jedem Zapfpunkt ein eigener Kraftstoff-Durchflussmesser (oder auch mehrere Kraftstoff-Durchflussmesser, wenn an dem Zapfpunkt mehrere Vergaserkraftstoffsorten erhältlich sind) und beiden Zapfpunkten ein gemeinsamer Gas-Durchflussmesser zugeordnet ist. Dieser Gas-Durchflussmesser ist hinter einer Zusammenführung der Gasströme der beiden Zapfpunkte angeordnet. Dabei werden die von den Kraftstoff-Durchflussmessern der beiden Zapfpunkte und von dem Gas-Durchflussmesser erhaltenen Messwerte (in Form von Messsignalen oder nach elektronischer Aufbereitung) in kurzen vorgegebenen Zeitabständen einander zugeordnet aufgezeichnet. Unter kurzen Zeitabständen sind hier Zeitabstände zu verstehen, die klein sind im Vergleich zu der Dauer eines typischen Betankungsvorgangs, so dass sich die Messwerte für die Betankungsvorgänge z.B. graphisch als Funktion der Zeit mit hinreichender zeitlicher Auflösung darstellen lassen. Bei zumindest teilweise gleichzeitigen Betankungsvorgängen an beiden Zapfpunkten (d.h. bei zeitlich überlappenden Betankungsvorgängen) wird die aus den Messwerten der Kraftstoff-Durchflussmesser bestimmte Information über den zeitlichen Verlauf der beiden Betankungsvorgänge zum Zerlegen der gemessenen Summe des Gas-Durchflusses beider Zapfpunkte in einen dem ersten Zapfpunkt zugeordneten Gas-Durchfluss und einen dem zweiten Zapfpunkt zugeordneten Gas-Durchfluss verwendet.The inventive method is designed to determine the gas recirculation rate at two dispensers (a first bleed point and a second bleed point), each bleed point having its own fuel flow meter (or even multiple fuel flow meters if multiple carburetor fuel grades are available at the bleed point) and two fueling points a common gas flow meter is assigned. This gas flow meter is arranged behind a combination of the gas flows of the two fueling points. In this case, the measured values obtained by the fuel flow meters of the two fueling points and by the gas flow meter are recorded (in the form of measuring signals or after electronic processing) at short predetermined time intervals associated with each other. By short time intervals is meant here time intervals that are small in comparison to the duration of a typical refueling operation, so that the measured values for the refueling operations, e.g. graphically as a function of time with sufficient temporal resolution. In at least partially simultaneous refueling operations at both fueling points (ie at time overlapping refueling operations) determined from the measured values of the fuel flow meter information about the time course of the two refueling operations for disassembling the measured sum of the gas flow of both fueling points in the first dispensing point Gas flow and a second bleed point associated gas flow.

Wenn der zeitliche Verlauf des Kraftstoff-Durchflusses und des zugeordneten Gas-Durchflusses bei einem Betankungsvorgang an einem Zapfpunkt allgemein kastenförmig ist (z.B. kastenförmig mit steilen Anlauf- und Abschaltflanken, wie bei normalen Betankungsvorgängen die Regel), ist diese Auswertung besonders einfach. Dies wird weiter unten anhand von Ausführungsbeispielen erläutert. Die Beispiele veranschaulichen dem Fachmann aber auch, dass bei anderen zeitlichen Verläufen eine Auswertung ebenfalls möglich ist. Das erfindungsgemäße Verfahren hat erst dann seine Grenzen, wenn die gleichzeitigen Betankungsvorgänge an den beiden Zapfpunkten praktisch gleichzeitig beginnen und praktisch gleichzeitig aufhören, was in der Praxis extrem selten ist. Sollte tatsächlich einmal ein derartiger Fall auftreten, könnte diesen beiden Betankungsvorgängen ausnahmsweise kein Gas-Durchfluss zugeordnet werden.If the time course of the fuel flow and the associated gas flow in a refueling operation on a tapping point is generally box-shaped (eg box-shaped with steep start-up and Abschaltflanken, as in normal refueling operations, the rule), this evaluation is particularly simple. This will be explained below with reference to exemplary embodiments. However, the examples also illustrate to the person skilled in the art that an evaluation is also possible with other time profiles. The method according to the invention has its limits only when the simultaneous refueling operations at the two fueling points start practically simultaneously and stop practically simultaneously, which is extremely rare in practice. If, in fact, such a case does occur, these two refueling operations could exceptionally be assigned no gas flow.

Ein dem erfindungsgemäßen Verfahren analoges Verfahren lässt sich grundsätzlich auch bei Zapfsäulen anwenden, die mehr als zwei Zapfpunkte aufweisen und bei denen für mehr als zwei Zapfpunkte nur ein Gas-Durchflussmesser zur Verfügung steht.A method analogous to the method according to the invention can in principle also be applied to dispensers which have more than two dispensing points and in which only one gas flow meter is available for more than two dispensing points.

Für einen gegebenen Betankungsvorgang kann der gemessene Kraftstoff-Durchfluss mit dem zugeordneten Gas-Durchfluss verglichen werden, z.B. in Form des Quotienten Gasrückführrate/Kraftstoffförderrate (Rückführraten-Verhältnis). Oder man vergleicht für einen gegebenen Betankungsvorgang das gemessene Kraftstoff-Volumen mit dem zugeordneten Gas-Volumen, das durch Integration des zugeordneten Gas-Durchflusses über die Zeit bestimmt wird. Die weitere Auswertung oder Nutzung der Werte kann also so erfolgen, als ob der Gas-Durchfluss für jeden Zapfpunkt direkt gemessen worden wäre.For a given fueling operation, the measured fuel flow may be compared to the associated gas flow, e.g. in the form of the quotient gas recirculation rate / fuel delivery rate (return rate ratio). Or, for a given refueling operation, one compares the measured fuel volume with the associated gas volume determined by integrating the associated gas flow over time. The further evaluation or utilization of the values can thus be carried out as if the gas flow rate had been measured directly for each dispensing point.

Zur Durchführung des Verfahrens kann jedem Zapfpunkt eine eigene Gaspumpe zugeordnet sein, oder beiden Zapfpunkten ist eine gemeinsame Gaspumpe zugeordnet, die hinter der Zusammenführung der Gasströme der beiden Zapfpunkte angeordnet ist.For carrying out the method, each pump point can be assigned its own gas pump, or two pump points are assigned a common gas pump, which is arranged behind the junction of the gas flows of the two pump points.

Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht es also, die beiden Gasrückführungen der Zapfpunkte mit einem einzigen Gas-Durchflussmesser in einer Zapfsäule zu betreiben. Die Einsparung der Kosten für einen Gas-Durchflussmesser kann höher sein als der zusätzliche Aufwand für die Auswertung der Messwerte, die in der Regel in einer in der Zapfsäule ohnehin vorhandenen Steuer- und Überwachungsvorrichtung (z.B. einem Rechner, gegebenenfalls mit Zusatzelektronik) durchgeführt werden kann. Ferner ist das Verfahren zur Nachrüstung von Zapfsäulen geeignet, die nur einen Gas-Durchflussmesser besitzen.The inventive method thus makes it possible to operate the two gas recirculation of the fueling points with a single gas flow meter in a gas pump. The savings in the cost of a gas flow meter may be higher than the additional expense of evaluating the measurements, which typically can be performed in a control and monitoring device (e.g., a computer, optionally with extra electronics) already present in the dispenser. Furthermore, the method is suitable for retrofitting petrol pumps, which have only one gas flow meter.

Bei überlappenden Tankvorgängen lassen sich die Gasrückführraten und auch die rückgeförderten Gasvolumina getrennt für jeden Zapfpunkt erfassen und damit z.B. die Anforderungen von Behörden und des Umweltschutzes erfüllen. Die Bedingung, dass eine bestimmte Anzahl von Tankvorgängen in Folge außerhalb von festgelegten Toleranzgrenzen liegen muss, kann nur geprüft werden, wenn diese Folge auch tatsächlich ausgewertet werden kann. Das erfindungsgemäße Verfahren erlaubt eine solche zeitnahe Auswertung für jeden Betankungsvorgang. Mit der oben erläuterten bekannten Technik war dies nicht möglich.In overlapping refueling operations, the gas recirculation rates as well as the recirculated gas volumes can be detected separately for each bleed point and thus, e.g. meet the requirements of authorities and environmental protection. The condition that a certain number of refueling operations in sequence must be outside of specified tolerance limits can only be checked if this sequence can actually be evaluated. The inventive method allows such a timely evaluation for each refueling operation. With the known technique explained above, this was not possible.

Bei einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist der Gas-Durchflussmesser als thermischer Durchflusssensor gestaltet. Bei einem thermischen Durchflusssensor, wie z.B. in DE 199 13 968 A beschrieben, wird die Gasströmung zur Kühlung eines beheizten Messfühlers benutzt. Da die Wärmeabführung von dem Messfühler über den Gas-Massestrom erfolgt, d.h. die pro Zeiteinheit an dem Messfühler vorbeistreichende Masse an Gas, misst ein thermischer Durchflusssensor streng genommen nicht einen Gas-Volumenstrom, sondern einen Gas-Massestrom. Genau dies ist aber bei der Überwachung eines Gasrückführungssystems erwünscht: Erfasst werden soll der Gas-Volumenstrom am Eingang des Zapfventils. Durch Reibungsverluste in der Gaspumpe und durch adiabatische Kompression erhöht sich die Gastemperatur, so dass sich entsprechend der Gasgleichung der Gas-Volumenstrom auf dem Gasströmungsweg ändert. Ferner steigt je nach Strömungswiderstand im Rückleitungssystem der Druck an, was ebenfalls den Gas-Volumenstrom beeinflusst. Folglich würde ein auf den Gas-Volumenstrom reagierender Durchflusssensor falsche Messwerte liefern. Der Gas-Massestrom wird dagegen durch die genannten Effekte nicht verändert (Kontinuität) und kann auf den Gas-Volumenstrom am Eingang des Zapfventils zurückgerechnet werden.In a preferred embodiment of the invention, the gas flow meter is designed as a thermal flow sensor. For a thermal flow sensor, such as in DE 199 13 968 A described, the gas flow is used to cool a heated probe. Since heat dissipation from the sensor is via the gas mass flow, ie, the mass of gas passing the sensor per unit of time, a thermal flow sensor, strictly speaking, does not measure a gas volumetric flow but a gas mass flow. However, this is exactly what is desired in the monitoring of a gas recirculation system: The gas volume flow at the inlet of the dispensing valve is to be detected. Frictional losses in the gas pump and adiabatic compression increase the gas temperature, so that changes according to the gas equation, the gas flow rate on the gas flow path. Furthermore, depending on the flow resistance in the return system, the pressure increases, which likewise influences the gas volume flow. As a result, a flow sensor responding to the gas flow would give incorrect readings. By contrast, the gas mass flow is not changed by the effects mentioned (continuity) and can be calculated back to the gas volume flow at the inlet of the dispensing valve.

Es hat sich gezeigt, dass eine Anordnung eines Gas-Durchflussmessers hinter den Gaspumpen einer starken Beeinflussung durch die Pulsation der Gaspumpen ausgesetzt ist. Daher ist vorzugsweise im Gasströmungsweg zwischen der Gaspumpe bzw. den Gaspumpen und dem Gas-Durchflussmesser ein Pulsationsdämpfer (z.B. als Schalldämpfer/Kondensatabscheider ausgestaltet) angeordnet, um die Pulsation der Gasströmung zu vermindern.It has been found that an arrangement of a gas flow meter behind the gas pump is subjected to a strong influence by the pulsation of the gas pump. Therefore, in the gas flow path between the gas pump (s) and the gas flow meter, preferably, a pulsation damper (for example, configured as a muffler / condenser) is arranged to reduce the pulsation of gas flow.

Mittels eines oder mehrerer Wärmeleitfähigkeitssensoren im Gasströmungsweg lässt sich Information über die Zusammensetzung des rückgeführten Gases erhalten, insbesondere über den Anteil an Luft in einem Kohlenwasserstoffgemisch (siehe z.B. DE 199 13 968 A ). Dies eröffnet die Möglichkeit, beim Betanken eines ORVR-Fahrzeugs (Kohlekanister-Fahrzeug) anhand der Zusammensetzung des rückgeführten Gases zu erkennen, dass es sich um ein ORVR-Fahrzeug handelt, aus dem im wesentlichen kein Kohlenwasserstoffgas, sondern nur Luft in das Gasrückführsystem gelangt. Daraufhin kann die Gasrückführung für diesen Betankungsvorgang gestoppt werden.By means of one or more thermal conductivity sensors in the gas flow path information about the composition of the recirculated gas can be obtained, in particular via the proportion of air in a hydrocarbon mixture (see, for example DE 199 13 968 A ). This opens up the possibility of recognizing when refueling an ORVR vehicle (coal canister vehicle) based on the composition of the recirculated gas that it is an ORVR vehicle from which substantially no hydrocarbon gas, but only air enters the gas recirculation system. Thereafter, the gas recirculation for this refueling process can be stopped.

Da bei dem erfindungsgemäßen Verfahren die von den Kraftstoff-Durchflussmessern erhaltenen Messwerte aufgezeichnet werden, kann deren Langzeitverlauf als Information über den Zustand von Kraftstofffiltern des Kraftstoff-Leitungssystems verwendet werden. Wenn der Kraftstoff-Durchfluss im Laufe der Zeit sinkt, ist dies ein Anzeichen für eine Verschlechterung der Kraftstofffilter.In the method of the present invention, since the measured values obtained from the fuel flowmeters are recorded, their long-term history can be used as information about the condition of fuel filters of the fuel piping. If the fuel flow over time decreases, this is a sign of deterioration of the fuel filter.

Im folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen weiter beschrieben. Die Zeichnungen zeigen in

Figur 1:
eine schematische Ansicht einer erfindungsgemäß ausgerüsteten Zapfsäule mit zwei Zapfpunkten,
Figur 2:
eine schematische Ansicht einer erfindungsgemäß ausgerüsteten Zapfsäule mit zwei Zapfpunkten, bei der die Gasrückführung zusätzlich mit einer korrektiven Steuerung versehen ist,
Figur 3:
einen typischen zeitlichen Verlauf des KraftstoffVolumenstroms an einem Zapfpunkt für eine Anzahl von Betankungsvorgängen, wobei die Pausen zwischen den einzelnen Betankungsvorgängen nicht dargestellt sind,
Figur 4:
ein Beispiel für den zeitlichen Verlauf der Kraftstoff-Volumenströme an den beiden Zapfpunkten der Zapfsäule und den gemeinsamen Gas-Volumenstrom bei teilweise überlappenden Betankungsvorgängen und
Figur 5:
ein Beispiel für den zeitlichen Verlauf der Kraftstoff-Volumenströme an den beiden Zapfpunkten der Zapfsäule und den gemeinsamen Gas-Volumenstrom bei vollständig überlappenden Betankungsvorgängen.
In the following the invention will be further described by means of embodiments. The drawings show in
FIG. 1:
a schematic view of an inventive equipped dispenser with two nozzles,
FIG. 2:
a schematic view of an inventive equipped dispenser with two nozzles, in which the gas recirculation is additionally provided with a corrective control,
FIG. 3:
a typical time course of the fuel volume flow at a bleed point for a number of refueling operations, wherein the breaks between the individual refueling operations are not shown,
FIG. 4:
an example of the time course of the fuel volume flows at the two dispensing points of the dispenser and the common gas flow rate in partially overlapping refueling operations and
FIG. 5:
an example of the time course of the fuel volume flows at the two dispensing points of the dispenser and the common gas flow rate in completely overlapping refueling operations.

In Figur 1 ist in schematischer Weise eine Zapfsäule 1 auf einer Tankstelle mit den wichtigsten darin angeordneten oder der Zapfsäule 1 zugeordneten Teilen dargestellt, einschließlich der Komponenten eines Gasrückführungssystems.In FIG. 1 schematically illustrated a dispenser 1 at a gas station with the most important arranged therein or the dispenser 1 associated parts, including the components of a vapor recovery system.

Die Zapfsäule 1 hat zwei Zapfpunkte, einen ersten Zapfpunkt 2 und einen zweiten Zapfpunkt 2', so dass zwei Kraftfahrzeuge gleichzeitig betankt werden können. Die Bezugszeichen korrespondierender Bauteile für den Zapfpunkt 2 und den Zapfpunkt 2' sind bis auf die Strichkennzeichnung gleich. An den Zapfpunkten 2 und 2' wird im Ausführungsbeispiel Vergaserkraftstoff getankt. Für weitere Kraftstoffsorten können an der Zapfsäule 1 auch weitere Zapfschläuche vorgesehen sein.The dispenser 1 has two dispensing points, a first dispensing point 2 and a second dispensing point 2 ', so that two motor vehicles can be refueled at the same time. The reference numerals of corresponding components for the bleed point 2 and the bleed point 2 'are the same except for the bar code. At the fueling points 2 and 2 'gasoline fuel is fueled in the embodiment. For other types of fuel can be provided at the pump 1 and other dispensing hoses.

Beim Betrieb der Zapfsäule 1 gelangt Kraftstoff aus einem unterirdischen Lagertank 3 über eine sich zu den beiden Zapfpunkten 2 und 2' verzweigende Kraftstoffleitung 4 und gefördert von einer Kraftstoffpumpe 6 bzw. 6' durch einen zum Messen des Kraftstoff-Volumenstroms dienenden Kraftstoff-Durchflussmesser 8 bzw. 8' (der Zählpulse abgibt, wobei die Gesamtzahl der bei einem Betankungsvorgang abgegebenen Zählpulse ein Maß für die eingetankte Kraftstoffmenge ist) und einen Zapfschlauch 10 bzw. 10' zu einem Zapfventil 12 bzw. 12', von dem aus der Kraftstoff in den Tank eines Kraftfahrzeugs abgefüllt wird, wie durch die großen Pfeile angedeutet. (Wenn die Zapfsäule für Druckbetankung ausgelegt ist, entfallen die Kraftstoffpumpen 6 und 6'.) Gleichzeitig werden die über dem flüssigen Kraftstoff im Tank des Kraftfahrzeugs stehenden Kraftstoffdämpfe (Gas) abgesaugt, was durch die beiden kleinen Pfeile an den jeweiligen Zapfventilen 12 und 12' des ersten Zapfpunkts 2 bzw. des zweiten Zapfpunkts 2' angezeigt ist. Diese Gase werden über eine innerhalb des Zapfschlauchs 10 bzw. 10' geführte getrennte Leitung von einer Gaspumpe 14 bzw. 14' angesaugt und gelangen durch eine Gasleitung 15 bzw. 15' zurück in den Lagertank 3. Die Gaspumpe 14 bzw. 14' wird von einem Antriebsmotor 16 bzw. 16' angetrieben. Die Antriebsmotoren 16 und 16' werden über eine Ansteuerelektronik 18 betrieben, da im Ausführungsbeispiel der Gas-Durchfluss über die Drehzahl des Antriebsmotors 16 bzw. 16' gesteuert wird.During operation of the dispenser 1, fuel passes from an underground storage tank 3 via a fuel line 4 branching to the two dispensing points 2 and 2 'and conveyed by a fuel pump 6 or 6' through a fuel flow meter 8 or 8 for measuring the fuel volume flow 8 '(which emits counting pulses, the total number of counting pulses emitted in a refueling operation being a measure of the quantity of fuel injected) and a dispensing hose 10 or 10' to a dispensing valve 12 or 12 ', from which the fuel flows into the tank a motor vehicle is filled, as indicated by the large arrows. (When the pump is designed for pressurized refueling, the fuel pumps 6 and 6 'are omitted.) At the same time, the fuel vapors (gas) above the liquid fuel in the tank of the motor vehicle are sucked off, which is indicated by the two small arrows on the respective nozzles 12 and 12'. of the first dispensing point 2 and the second dispensing point 2 'is displayed. These gases are sucked in by a gas pump 14 or 14 'via a separate line guided inside the dispensing hose 10 or 10' and pass back into the storage tank 3 through a gas line 15 or 15 '. The gas pump 14 or 14' is closed by a drive motor 16 or 16 'driven. The drive motors 16 and 16 'are operated via an electronic control unit 18, since in the exemplary embodiment the gas flow is controlled via the rotational speed of the drive motor 16 or 16'.

An der Stelle 19 vereinigen sich die Gasleitungen 15 und 15', so dass dort die Gasströme der beiden Zapfpunkte 2 und 2' zusammengeführt werden. Zum Bestimmen des gesamten Gas-Volumenstroms beider Zapfpunkte 2 und 2' dient ein einziger Gas-Durchflussmesser 20.At the point 19, the gas lines 15 and 15 'unite, so that there the gas streams of the two nozzles 2 and 2' are merged. To determine the total gas volume flow of both fuel nozzles 2 and 2 ', a single gas flow meter 20 is used.

Vor dem Gas-Durchflussmesser 20 ist ein Pulsationsdämpfer 21 angeordnet, der in Form eines Schalldämpfers/Kondensatabscheiders ausgestaltet ist, um die Pulsation der Gasströmung zu vermindern.In front of the gas flow meter 20, a pulsation damper 21 is arranged, which is designed in the form of a muffler / Kondensatabscheiders to reduce the pulsation of the gas flow.

Bei Gasrückführungssystemen der erläuterten Art muss der Gas-Volumenstrom dem Kraftstoff-Volumenstrom angepasst werden. Dazu werden die Signale (Zählimpulse) des Kraftstoff-Durchflussmessers 8 bzw. 8' einer Steuer- und Überwachungsvorrichtung zugeführt, um die Ansteuerelektronik 18 so anzusteuern, dass die Volumenförderrate (Volumenstrom) der Gaspumpe 14 bzw. 14' möglichst mit der der Kraftstoffpumpe 6 bzw. 6' übereinstimmt.For vapor recovery systems of the type described, the gas flow rate must be adjusted to the fuel flow rate. For this purpose, the signals (counts) of the fuel flow meter 8 and 8 'of a control and monitoring device supplied to the control electronics 18 to control so that the volume flow rate (volume flow) of the gas pump 14 or 14' as possible with the fuel pump 6 and 6 'matches.

Damit das Überwachungssystem auf Fehler in der Gasförderung reagieren kann, wird die Volumenförderrate der Gaspumpe 14 bzw. 14' (Gasrückführrate) überwacht. Dazu ist in der Zapfsäule 1 eine Überwachungseinheit 22 vorgesehen, die mit dem Zapfsäulenrechner 24 verbunden ist. Der Zapfsäulenrechner 24 empfängt die Signale von dem Kraftstoff-Durchflussmesser 8 bzw. 8' und gibt sie an die Überwachungseinheit 22 weiter, die mit der Ansteuerelektronik 18 verbunden ist. Die Überwachungseinheit 22 gibt ein Signal an den Zapfsäulenrechner 24 zurück, das den Zustand der Gasrückführung charakterisiert. Insbesondere enthält dieses Signal im Fehlerfall der Gasrückführung die Alarmsignale und die Abschaltbefehle.In order for the monitoring system to be able to react to errors in the gas delivery, the volume delivery rate of the gas pump 14 or 14 '(gas recirculation rate) is monitored. For this purpose, a monitoring unit 22 is provided in the dispenser 1, which is connected to the dispenser computer 24. The dispenser computer 24 receives the signals from the fuel flow meter 8 or 8 'and forwards them to the monitoring unit 22, which is connected to the control electronics 18. The monitoring unit 22 returns a signal to the dispenser computer 24, which characterizes the state of the gas recirculation. In particular, this signal contains the alarm signals and the shutdown commands in case of failure of the gas recirculation.

Bei herkömmlichen Systemen ist für jeden Zapfpunkt ein eigener Gas-Durchflussmesser vorgesehen, dessen Signale oder Messwerte an die Überwachungseinheit gelegt werden, um die Signale des jeweiligen Kraftstoff-Durchflussmessers und des jeweiligen Gas-Durchflussmessers in der Steuer- und Überwachungsvorrichtung zu vergleichen, auszuwerten und zur Bewertung der Gasrückführung zu benutzen.In conventional systems, a separate gas flow meter is provided for each dispensing point whose signals or measured values are applied to the monitoring unit in order to obtain the signals of the respective fuel flow meter and the respective gas flow meter in the control and monitoring device to compare, evaluate and use to assess the gas recirculation.

Gemäß Figur 1 hat die Zapfsäule 1 jedoch nur einen gemeinsamen Gas-Durchflussmesser 20, dessen Signale oder Messwerte zu der Überwachungseinheit 22 geführt werden und damit für die Überwachungsvorrichtung 22 verfügbar sind. In der Überwachungsvorrichtung 22 wird, wie im folgenden erläutert, die von dem Gas-Durchflussmesser 20 gemessene Summe des Gas-Durchflusses beider Zapfpunkte 2, 2' in einen dem ersten Zapfpunkt 2 zugeordneten Gas-Durchfluss und einen dem zweiten Zapfpunkt 2' zugeordneten Gas-Durchfluss zerlegt (Auswertung). Diese zugeordneten Gas-Durchflüsse können dann benutzt werden, um die Gasrückführung in herkömmlicher Weise für jeden Zapfpunkt 2; 2' individuell zu überwachen.According to FIG. 1 However, the dispenser 1 has only one common gas flow meter 20, whose signals or measured values are fed to the monitoring unit 22 and thus are available for the monitoring device 22. In the monitoring device 22, as explained in the following, the measured from the gas flow meter 20 sum of the gas flow rate of both nozzles 2, 2 'in the first Zapfpunkt 2 associated gas flow and the second Zapfpunkt 2' associated gas Flow decomposed (evaluation). These associated gas flow rates can then be used to control gas recirculation in a conventional manner for each bleed point 2; 2 'to monitor individually.

Zuvor sei aber noch auf die Figur 2 hingewiesen, die ebenfalls eine Zapfsäule mit zwei Zapfpunkten und einem Gasdurchflussmesser zeigt, wobei jedoch im Unterschied zu der Ausführung gemäß Figur 1 die Gasrückführung zusätzlich mit einer korrektiven Steuerung versehen ist. Das Prinzip der korrektiven Steuerung ist in DE 103 37 800 A1 beschrieben. Wegen der großen Ähnlichkeit der Anordnungen gemäß Figur 1 und Figur 2 sind in Figur 1 und Figur 2 dieselben Bezugszeichen benutzt. In Figur 2 ist der Datenfluss zur Steuerung der Gasrückführung durch Pfeilspitzen verdeutlicht. Was die Einbindung des Gas-Durchflussmessers 20 anbelangt, der zur Überwachung der Gasrückführung für beide Zapfpunkte 2 und 2' dient, besteht zwischen den Anordnungen gemäß Figur 1 und Figur 2 kein Unterschied. Wenn das Rückführraten-Verhältnis (so ermittelt, wie weiter unten beschrieben) von seinem Sollwert abweicht, werden bei der korrektiven Steuerung die Signale (Zählimpulse) des Kraftstoff-Durchflussmessers 8 bzw. 8' modifiziert, um der Ansteuerelektronik 18 einen anderen Kraftstoff-Volumenstrom vorzutäuschen. Aufgrund der (mittlerweile fehlerhaften) Kalibrierungsdaten und den entsprechend modifizierten Kraftstoff-Volumenstromsignalen ergibt sich dann eine korrekte Ansteuerung der Gaspumpen 14 und 14', so dass die Volumenförderrate (Volumenstrom) der Gaspumpe 14 bzw. 14' wieder möglichst gut mit der der Kraftstoffpumpe 6 bzw. 6' übereinstimmt.But before that is still on the FIG. 2 which also shows a dispensing pump with two dispensing points and a gas flow meter, but unlike the execution according to FIG. 1 the gas recirculation is additionally provided with a corrective control. The principle of corrective control is in DE 103 37 800 A1 described. Because of the great similarity of the arrangements according to FIG. 1 and FIG. 2 are in FIG. 1 and FIG. 2 the same reference numerals used. In FIG. 2 the flow of data for controlling the gas recirculation through arrowheads is clarified. As regards the integration of the gas flow meter 20, which serves to monitor the gas return for both nozzles 2 and 2 ', exists between the arrangements according to FIG. 1 and FIG. 2 no difference. If the feedback rate ratio (determined as described below) deviates from its nominal value, the signals (counts) of the fuel flow meter 8 or 8 'are modified in the corrective control to the control electronics 18 simulate another fuel flow. Due to the (meanwhile erroneous) calibration data and the correspondingly modified fuel volume flow signals, a correct control of the gas pumps 14 and 14 'results, so that the volume flow rate (volume flow) of the gas pump 14 or 14' again as good as with the fuel pump 6 and 6 'matches.

Nun wird anhand der Figuren 3 bis 5 erläutert, wie mit Hilfe des einen Gas-Durchflussmessers 20 die Gasrückführung beider Zapfpunkte 2, 2' überwacht werden kann.Now, based on the FIGS. 3 to 5 explains how with the help of a gas flow meter 20, the gas recirculation of both nozzles 2, 2 'can be monitored.

Für Tankvorgänge, die von unterschiedlichen Zapfpunkten 2, 2' der Zapfsäule 1 getätigt werden und die keine zeitliche Überlappung haben, ist die Auswertung problemlos, da die Gasflüsse den Kraftstoffflüssen eindeutig zugeordnet werden können.For refueling operations that are carried out by different fueling points 2, 2 'of the dispenser 1 and that have no temporal overlap, the evaluation is easy because the gas flows can be clearly assigned to the fuel flows.

Bei der Auswertung von überlappenden Betankungsvorgängen kann die Tatsache ausgenutzt werden, dass Betankungen beinahe ausschließlich so erfolgen, dass nach Einführen des Zapfventils in den Tankstutzen das Zapfventil betätigt wird und die Betankung mit nahezu gleichförmigem Kraftstoff-Volumenstrom (Kraftstoff-Durchfluss) erfolgt. Ein Beispiel einer solchen Tankfolge eines Zapfpunktes ist in der Figur 3 dargestellt. Es sind jeweils die Momentanwerte des Kraftstoff-Durchflusses gezeigt. Die Pausen zwischen den Tankvorgängen sind nicht dargestellt. Es ist erkennbar, dass der Kraftstoff-Durchfluss etwa bei 40 1/min liegt. Der zeitliche Verlauf des Kraftstoff-Durchflusses ist weitgehend kastenförmig mit sehr steilen Flanken. Wenn ein Zapfpunkt mit mehreren Zapfschläuchen (für verschiedene Vergaserkraftstoffe) ausgerüstet ist, sind die Kraftstoff-Durchflüsse bei den verschiedenen Zapfschläuchen meist unterschiedlich, z.B. wegen unterschiedlicher Strömungswiderstände der Kraftstofffilter, die sich mit der Zeit zusetzen.When evaluating overlapping refueling operations, it is possible to exploit the fact that refueling takes place almost exclusively in such a way that, after inserting the dispensing valve into the filler neck, the dispensing valve is actuated and the refueling takes place with an almost uniform fuel volume flow (fuel flow). An example of such a tank sequence of a Zapfpunktes is in the FIG. 3 shown. The instantaneous values of the fuel flow are shown in each case. The breaks between refueling operations are not shown. It can be seen that the fuel flow is about 40 1 / min. The time course of the fuel flow is largely box-shaped with very steep flanks. If a dispensing point is equipped with several dispensing hoses (for different carburettor fuels), the fuel flows in the various dispensing hoses are usually different, for example because of different flow resistance of the fuel filter, which accumulates over time.

Wird nun für eine gewisse Zeit auf beiden Zapfsäulenseiten, d.h. an beiden Zapfpunkten 2 und 2' (gemäß Figur 4 auf Seite A und auf Seite B), gleichzeitig getankt, dann addiert sich für diese Zeit der Gas-Durchfluss für die Gasrückführung. Ein Beispiel für eine solche zeitliche Überlappung ist in Figur 3 gezeigt. Die Überlappung ist so gut wie niemals 100%, da die Tankvorgänge nicht zu genau dem gleichen Zeitpunkt anfangen oder aufhören. In dem gezeigten Beispiel ist erkennbar, dass zunächst der Tankvorgang auf Seite A beginnt und der dazugehörige Gas-Durchfluss ohne Beeinflussung durch die Seite B direkt mittels des einen Gas-Durchflussmessers 20 bestimmt werden kann. Damit kann das Rückführraten-Verhältnis als Quotient Gas-Volumenstrom/Kraftstoff-Volumenstrom (d.h. Gas-Durchfluss/Kraftstoff-Durchfluss) für den Tankvorgang auf Seite A bestimmt werden. Der Tankvorgang auf Seite B beginnt später und dauert über das Ende des Tankvorganges auf Seite A hinaus an. In dem zeitlichen Bereich nach Beendigung des Betankungsvorgangs auf Seite A lässt sich der Gas-Durchfluss für die Seite B und damit das Rückführraten-Verhältnis für die Seite B bestimmen. Im direkten Überlappungsbereich wird die Summe aus den Gas-Durchflüssen der Seite A und der Seite B gemessen. Dieser Wert kann ebenfalls mit ausgewertet werden und kann der Kontrolle dienen.Will now for a certain time on both fuel pump sides, ie at both nozzles 2 and 2 '(according to FIG. 4 On page A and on page B), fueled at the same time, then added for this time the gas flow for the gas recirculation. An example of such a temporal overlap is in FIG. 3 shown. The overlap is almost never 100% as refueling does not start or stop at exactly the same time. In the example shown, it can be seen that first the refueling operation begins on side A and the associated gas flow can be determined directly by means of the one gas flow meter 20 without being influenced by the side B. Thus, the recirculation rate ratio can be determined as quotient of gas volumetric flow / fuel volumetric flow rate (ie, gas flow rate / fuel flow rate) for side A refueling. The refueling process on page B starts later and continues beyond the end of refueling on side A. In the time period after completion of the fueling operation on page A, the gas flow for the side B and thus the return rate ratio for the side B can be determined. In the direct overlap area, the sum of the gas flows of side A and side B is measured. This value can also be evaluated with and can serve the control.

Nach Beendigung beider überlappender Tankvorgänge sind sofort auch die vertankten Kraftstoffvolumina für beide Zapfsäulenseiten bekannt. Aus den Gas-Durchflüssen im Nichtüberlappungsbereich und den durch die zeitlichen Verläufe der Kraftstoff-Durchflüsse auf den Seiten A und B gegebenen Zeitmarken können die rückgeförderten Gasvolumina an den Seiten A und B mittels der Beziehung Gasvolumen = Gas-Durchfluss * Zeit berechnet werden. Für den Überlappbereich wird dabei von einer Nahezukonstanz der Gas-Durchflüsse ausgegangen, was in der Praxis nahezu immer gegeben ist. Damit kann das Rückführungsverhältnis als Gasvolumen/Kraftstoffvolumen des jeweiligen Tankvorganges bestimmt werden, falls dies vorgeschrieben wird.After completion of both overlapping refueling operations, the spilled fuel volumes for both dispenser sides are immediately known. From the gas flow rates in the non-overlap area and the timestamps given by the timings of the fuel flows on pages A and B, the recirculated gas volumes at sides A and B can be calculated by means of the relationship gas volume = gas flow * time . For the overlap area, it is assumed that the gas flows are almost constant, which is almost always the case in practice. This can be the return ratio be determined as the gas volume / fuel volume of the respective refueling process, if so prescribed.

Um die erläuterte Auswertung durchführen zu können, müssen also die in Figur 4 gezeigten zeitlichen Verläufe zur Verfügung stehen. Dazu werden die von den beiden Kraftstoff-Durchflussmessern 8, 8' und von dem Gas-Durchflussmesser 20 erhaltenen Messwerte in kurzen vorgegebenen Zeitabständen aufgezeichnet, wobei die Aufzeichnungszeitpunkte einander zugeordnet werden. "Kurz" heißt hier, dass die Zeitabstände kurz gegen die typische Dauer eines Betankungsvorgangs sein müssen, um quasikontinuierliche und aussagekräftige Kurven wie in Figur 4 zu erhalten. Die Messwerte können auch als Signale oder in kodierter Form aufgezeichnet oder gespeichert werde. Die Datenspeicherung und die Auswertung erfolgen in der Überwachungsvorrichtung 22. Damit das beschriebene Verfahren auf einem bestehenden System durchgeführt werden kann, genügt zur Umrüstung meist bereits ein neues Programm, gegebenfalls ergänzt durch Firmware oder auch Hardwarekomponenten.In order to be able to carry out the explained evaluation, the in FIG. 4 shown temporal courses are available. For this purpose, the measured values obtained from the two fuel flow meters 8, 8 'and from the gas flow meter 20 are recorded at short predetermined time intervals, the recording times being assigned to one another. "Short" means here that the time intervals have to be short of the typical duration of a refueling operation in order to obtain quasi-continuous and meaningful curves as in FIG. 4 to obtain. The measured values can also be recorded or stored as signals or in coded form. The data storage and the evaluation are carried out in the monitoring device 22. So that the described method can be performed on an existing system, a new program usually suffices for conversion, if necessary supplemented by firmware or even hardware components.

Ein weiterer Fall ist in der Figur 5 dargestellt. Hier beginnt ebenfalls zunächst ein Tankvorgang auf Seite A, und es kann der Gas-Durchfluss für diese Seite bestimmt werden. Während dieser Tankvorgang noch läuft, beginnt ein Tankvorgang auf Seite B. Damit erhöht sich der gemessene Gas-Durchfluss um den zusätzlichen Gas-Durchfluss von der Gasrückführung der Seite B. Der Tankvorgang von der Seite B ist jedoch früher beendet, und der Gas-Durchfluss sinkt wieder auf den vorigen Wert der Seite A ab. Wie aus dem Kurvenverlauf in dem Diagramm ersichtlich, lässt sich der Gas-Durchfluss der Seite B durch Subtraktion des zuvor ermittelten Gas-Durchflusses der Seite A von dem gemessenen Gas-Durchfluss im Überlappungsbereich bestimmen. Somit kann auch das Rückführraten-Verhältnis für die beiden Seiten A und B ermittelt werden. Die absoluten rückgeförderten Gasvolumina können in zu dem Beispiel gemäß Figur 4 analoger Weise berechnet werden.Another case is in the FIG. 5 shown. Here, too, a refueling process starts on page A, and the gas flow for this side can be determined. While this refueling process is still in progress, refueling on side B begins. Thus, the measured gas flow increases by the additional gas flow from the side B gas recycle. However, side B refueling is completed earlier, and gas flow decreases again to the previous value of page A. As can be seen from the graph in the diagram, the gas flow of side B can be determined by subtracting the previously determined gas flow of side A from the measured gas flow in the overlap region. Thus, also the return rate ratio for the two sides A and B can be determined. The absolute reclaimed Gas volumes may in accordance with the example FIG. 4 be calculated analogously.

Claims (13)

  1. Method for determining the gas return rate at petrol pumps (1) comprising two fuelling points (2, 2'), a first fuelling point (2) and a second fuelling point (2'), wherein at least one separate fuel flow meter (8, 8') is assigned to each fuelling point (2, 2') and a common gas flow meter (20) is assigned to both fuelling points (2, 2'), which gas flow meter is arranged downstream of a joining point (19) of the gas flows of the two fuelling points (2, 2'), characterised in that the measurement values received by the fuel flow meters (8, 8') and the gas flow meter (20) are recorded in association at short predefined time intervals, which are short compared to the duration of a typical fuelling process, and in that with at least partly simultaneous fuelling processes at both fuelling points (2, 2') the information about the time path of the two fuelling processes determined from the measurement values of the fuel flow meters (8, 8') is used to split the measured sum of the gas flow of both fuelling points (2, 2') into a gas flow assigned to the first fuelling point (2) and a gas flow assigned to the second fuelling point (2').
  2. Method according to claim 1, characterised in that for a given fuelling process the measured fuel flow is compared to the assigned gas flow.
  3. Method according to claim 1 or 2, characterised in that for a given fuelling process the measured fuel volume is compared to the assigned gas volume which is determined by integrating the assigned gas flow.
  4. Method according to any one of claims 1 to 3, characterised in that the time path of the fuel flow and the assigned gas flow during a fuelling processing at a fuelling point (2, 2') is generally box-shaped.
  5. Method according to any one of claims 1 to 4, characterised in that a separate gas pump (14, 14') is assigned to each fuelling point (2, 2').
  6. Method according to any one of claims 1 to 4, characterised in that a common gas pump is assigned to both fuelling points, which gas pump is arranged downstream of the joining point of the gas flows of the two fuelling points.
  7. Method according to any one of claims 1 to 6, characterised in that the gas flow meter (20) is configured as a thermal flow sensor.
  8. Method according to any one of claims 1 to 7, characterised in that by means of at least one thermal conductivity sensor information is received about the composition of the returned gas.
  9. Method according to claim 8, characterised in that when fuelling an ORVR vehicle it is identified by way of the composition of the returned gas that it is a ORVR vehicle and preferably the gas return for said fuelling process is then stopped.
  10. Method according to any one of claims 1 to 9, characterised in that the pulsation of the gas flow is damped by at least one pulsation damper (21), which is arranged in the gas flow path between the gas pump or gas pumps (14, 14') and the gas flow meter (20).
  11. Method according to any one of claims 1 to 10, characterised in that in addition the long-term path of the measurement values received from the fuel flow meters (8, 8') is used as information about the status of the fuel filters.
  12. Method according to any one of claims 1 to 11, characterised in that a change in the recirculation rate ratio is offset by a corrective control.
  13. Device for performing the method according to any one of claims 1 to 12, comprising a monitoring device (22) which is set up to record in association measurement values received from the two fuel flow meters (8, 8') and from the gas flow meter (20) at short predetermined intervals, which are short compared to the duration of a typical fuelling process, and in the case of at least partly simultaneous fuelling processes at both fuelling points (2, 2') to use the information about the time path of the two fuelling processes determined from the measurement values of the fuel flow meters (8, 8') for splitting the measured sum of the gas flow of both fuelling points (2, 2') into a gas flow assigned to the first fuelling point (2) and a gas flow assigned to the second fuelling point (2') and optionally a gas flow meter (20) configured as a thermal flow sensor.
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