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Die Erfindung betrifft eine Kraftstoffversorgungsvorrichtung
für einen
Kraftstoff mit niedrigem Siedepunkt, der bei üblichen Temperaturen und atmosphärischem
Druck verdampft, und insbesondere die Verhinderung des Verdampfens
und Austretens des Kraftstoffs.
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Angesichts weltweiter Umweltprobleme,
die in einer globalen Erwärmung
sowie in Energieproblemen zum Ausdruck kommen, werden Kraftstoffe
mit niedrigem Kohlenstoffgehalt, wie etwa Erdgas (komprimiertes
Erdgas (engl. CNG), verflüssigtes
Erdgas (engl. LNG)), verflüssigtes
Erdölgas
(engl. LPG) und Dimethylether (DME) für Kraftmaschinen, wie etwa Kraftfahrzeug-Brennkraftmaschinen,
nutzbar gemacht. Auch wenn die Anzahl der Kohlenstoffatome in einem
einzelnen Molekül
eines solchen Kraftstoffs geringer als bei Benzin und Mineralöl ist, verringert sich
bei diesen Kraftstoffen die Anzahl von Kohlenstoffatomen, die erforderlich
sind, um die gleiche Wärme
zu entwickeln, da der Wärmefreisetzungsbetrag
pro einzelnem Kohlenstoffatom höher
als bei Benzin und Erdöl
ist. Dies bedeutet, dass die Menge an von der Kraftmaschine ausgestoßenem gasförmigem CO2 verringert werden kann, was in vorteilhafter Weise
zur Vermeidung der globalen Erwärmung
und zur Energieeinsparung beiträgt.
Es ist gezeigt worden, dass Dimethylether (DME) als ein alternativer Kraftstoff
für Dieselkraftmaschinen
verwendet werden kann, da er nachweislich keinen Ruß erzeugt. Jedoch
haben diese Kraftstoffe mit niedrigem Kohlenstoffgehalt einen niedrigen
Siedepunkt und liegen bei den üblichen
Temperaturen und atmosphärischem
Druck in der Gasphase vor. Beispielsweise ist es in dem Fall, in
dem diese Kraftstoffe in Dieselkraftmaschinen verwendet werden,
erforderlich, durch Druckbeaufschlagung oder Kühlen des Kraftstoffs diesen
in seiner Flüssigphase
zu halten und den Kraftstoff unter Verwendung einer Hochdruckpumpe in
die Brennkammer einzuspritzen. Weil der Kraftstoff einen niedrigen
Siedepunkt hat, treten bei diesem Vorgang Probleme wie eine Fehlfunktion
bei der Kraftstofförderung
und ein Austreten von Kraftstoff aus dem Kraftstoffversorgungssystem
aufgrund des Verdampfens von Kraftstoff in der Kraftstoffleitung, die
sich vom Kraftstoffbehälter
aus erstreckt, auf. Ein Verfahren des Standes der Technik, das diese
Probleme löst,
ist aus JP 2001-115916-A bekannt, bei dem der Förderdruck in der in den Kraftstoffbehälter angeordneten
Förderpumpe
anhand eines zuvor festgelegten Plans, der auf der Dampfdruckkurve
von Dimethylether und dem erfaßten
Wert des Kraftstoffdrucks beruht, gesteuert wird.
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Im Stand der Technik treten noch
weitere Probleme auf, wie weiter unten beschrieben ist.
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Da die Dampfdruckkurve des Kraftstoffs
nur durch die Temperatur des Kraftstoffs bestimmt ist, wird der
Förderdruck
der Kraftstoffpumpe über
die Kraftstofftemperatur am Erfassungspunkt des Temperatursensors
beherrscht. Das bedeutet, dass dieses Verfahren das Problem des
Verdampfens oder Austretens von Kraftstoff nicht lösen kann,
falls in der Kraftstoffleitung lokal eine wärmere Stelle vorhanden ist.
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Folglich besteht eine Aufgabe der
vorliegenden Erfindung darin, eine Kraftstoffversorgungsvorrichtung
und ein Verfahren zu ihrer Steuerung zu schaffen, die ermöglichen,
das Verdampfen und Austreten von Kraftstoff dadurch zu verringern
oder zu vermindern, dass der Zustand des Kraftstoffs in dem Kraftstoffbehälter und
in der Kraftstoffleitung (beispielsweise die Orte, an denen Kraftstoff
verdampft und austritt, sowie die Menge) richtig erfaßt werden, falls
Kraftstoffe mit niedrigem Siedepunkt verwendet werden, die bei üblichen
Temperaturen und atmosphärischen
Drücken
eine Dampfphase besitzen, wobei der Zustand des Kraftstoffs auf
der Grundlage dieser erfassten Werte gesteuert wird.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch
eine Kraftstoffversorgungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1, 3
und 6. Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
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Um die obengenannte Aufgabe zu lösen, ist gemäß den Ansprüchen 1 und
2 der vorliegenden Erfindung ein zusätzlicher elastischer Behälter, der
aus einem Elastomer-Material hergestellt ist, im Inneren des Kraftstoff-Aufbewahrungsbehälters angebracht, wobei
der Kraftstoff mit niedrigem Siedepunkt in diesem zusätzlichen
Behälter
aufbewahrt wird.
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Gemäß Anspruch 3 der Erfindung
ist ein Temperaturstellglied für
das Erwärmen
oder Kühlen der
Kraftstoffleitung, die der Kraftmaschine den Kraftstoff mit niedrigem
Siedepunkt zuführt,
der in dem Kraftstoff-Aufbewahrungsbehälter aufbewahrt wird, vorgesehen.
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Gemäß Anspruch 6 der Erfindung
ist eine Durchflußmengensteuereinrichtung
für die
Regulierung des Kraftstoffstroms in der Kraftstoffleitung, die der
Kraftmaschine den Kraftstoff mit niedrigem Siedepunkt zuführt, der
in dem Kraftstoff-Aufbewahrungsbehälter aufbewahrt wird, vorgesehen.
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Gemäß einem weiteren Merkmal der
Erfindung ist ein Stellglied vorgesehen, das wenigstens entweder
den Kraftstoffdruck oder die Kraftstofftemperatur in Reaktion auf
das Ausgangssignal von der Überwachungseinrichtung,
die ein elektrisches Signal in Reaktion wenigstens auf das Volumen
austretenden Kraftstoffs oder den Verdampfungszustand des Kraftstoffs
erzeugt, steuert.
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Gemäß einem weiteren Merkmal der
Erfindung ist eine die Kraftstoffdurchflußmenge regulierende Vorrichtung
vorgesehen, die die Kraftstoffdurchflußmenge in der Kraftstoffleitung
nur dann reguliert, wenn das Verhältnis des Kraftstoffdrucks
im Inneren der Kraftstoffleitung, die den Kraftstoff vom Kraftstoff-Aufbewahrungsbehälter der
Kraftmaschine zuführt,
und der Kraftstofftemperatur im Inneren der Kraftstoffleitung, die
den Kraftstoff vom Kraftstoff-Aufbewahrungsbehälter der Kraftmaschine zuführt, eine
festgelegte Bedingung erfüllt.
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Weitere Merkmale und Vorteile der
vorliegenden Erfindung werden deutlich beim Lesen der folgenden
Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen,
die auf die Zeichnung Bezug nimmt; es zeigen
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1 eine
Ausführung
einer Kraftstoffversorgungsvorrichtung und ihres Steuerschemas in
einer ersten Ausführungsform
der Erfindung;
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2 ein
Ablaufdiagramm für
die Steuerung des Kraftstoffzustands bei Betrieb der Kraftmaschine in
der ersten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung;
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3 eine
Beziehung zwischen dem Sollwert des Förderdrucks und dem von dem
Kraftstoffdrucksensor ausgegebenen Wert in der ersten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung;
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4 eine
Beziehung zwischen dem Sollwert des Förderdrucks und dem von dem
Kraftstoffdrucksensor ausgegebenen Wert in der Anlaufphase der Kraftmaschine
in der ersten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung;
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5 ein
Ablaufdiagramm für
die Steuerung der Anlaufphase in der ersten Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung;
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6A–6C Beispiele
für den
Aufbau der Kühlstruktur
der Kraftstoffleitung und des Temperaturstellglied in der Kraftstoffversorgungsvorrichtung der
vorliegenden Erfindung;
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7 eine
Ausführung
einer Kraftstoffversorgungsvorrichtung und ihres Regelungsschemas in
einer zweiten Ausführungsform
der Erfindung;
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8 ein
Ablaufdiagramm für
die Steuerung des Kraftstoffzustands bei Betrieb der Kraftmaschine in
der zweiten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung;
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9 eine
Beziehung zwischen dem Sollwert des Kraftstoffdrucks und dem von
dem Kraftstoffdrucksensor ausgegebenen Wert in der zweiten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung;
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10 eine
Beziehung zwischen dem Sollwert des Kraftstoffdrucks und dem von
dem Kraftstoffdrucksensor ausgegebenen Wert in der Anlaufphase der
Kraftmaschine in der zweiten Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung; und
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11 ein
Ablaufdiagramm für
die Steuerung der Anlaufphase in der zweiten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung.
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Im Folgenden wird die Grundkonfiguration der
Ausführungsformen
zur Umsetzung der vorliegenden Erfindung beschrieben.
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In der Kraftstoffversorgungsvorrichtung
für die
Zuführung
eines Kraftstoffs mit niedrigem Siedepunkt, der bei üblichen
Temperaturen und atmosphärischen
Drücken
eine Dampfphase besitzt, sind Kraftstoff-Aufbewahrungsmittel zum
Aufbewahren des Kraftstoffs mit niedrigem Siedepunkt; Kraftstoffördermittel
zum Fördern
des Kraftstoffs mit niedrigem Siedepunkt aus den Kraftstoff-Aufbewahrungsmitteln; eine
Kraftstoffleitung zur Leitung des zu fördernden Kraftstoffs mit niedrigem
Siedepunkt aus den Kraftstoff-Aufbewahrungsmitteln; Kraftstoffaustritts-Verhinderungsmittel
zur Verhinderung des Austritts von Kraftstoff mit niedrigem Siedepunkt
in den Kraftstoff-Aufbewahrungsmitteln oder in der Kraftstoffleitung;
Kraftstoffaustritts-Erfassungsmittel zur Erfassung des Kraftstoffaustritts
in den Kraftstoff-Aufbewahrungsmittel oder in der Kraftstoffleitung;
Kraftstoffzustands-Erfassungsmittel zur Erfassung des Kraftstoffzustands
in den Kraftstoff-Aufbewahrungsmitteln oder in der Kraftstoffleitung
und eine Kraftstoffzustands-Steuereinrichtung zur Steuerung des Kraftstoffzustands
in den Kraftstoff-Aufbewahrungsmitteln oder in der Kraftstoffleitung
vorgesehen, wobei wenigstens einer der Zustände in den Kraftstoff-Aufbewahrungsmitteln,
den Kraftstoffördermitteln,
der Kraftstoffleitung und den Kraftstoffaustritts-Verhinderungsmitteln
durch die Kraftstoffzustands-Steuereinrichtung in Reaktion auf das
Erfassungsergebnis von den Kraftstoffzustands-Erfassungsmitteln
und den Kraftstoffaustritts-Erfassungsmitteln gesteuert wird.
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Insbesondere und bevorzugt steuert
in der oben beschriebenen Kraftstoffversorgungsvorrichtung die Kraftstoffzustands-Steuereinrichtung
wenigstens die Temperatur, den Druck oder den Zustand in den Kraftstoff-Aufbewahrungsmitteln,
der Kraftstoffleitung und den Kraftstoffaustritts-Verhinderungsmitteln
in Reaktion auf das Erfassungsergebnis von den Mitteln zur Erfassung
des Kraftstoffzustands und des Kraftstoffaustritts.
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Außerdem sind vorzugsweise die
folgenden Konfigurationen vorgesehen:
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In der Kraftstoffversorgungsvorrichtung
steuert die oben beschriebene Kraftstoffzustands-Steuereinrichtung
vorzugsweise die Spannung der Kraftstoffördermittel in Reaktion auf
das Erfassungsergebnis der Mittel zur Erfassung des Kraftstoffzustands und
des Kraftstoffaustritts.
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In der oben beschriebenen Kraftstoffversorgungsvorrichtung
sind im Inneren der Kraftstoff-Aufbewahrungsmittel Mittel zur Verhinderung
eines Kraftstoffaustritts vorgesehen, die aus einem Elastomer-Material
hergestellt sind, dessen mechanische Eigenschaften eine Dehnung
erlauben, wobei der Kraftstoff mit niedrigem Siedepunkt im Inneren
dieses elastischen Behälters
aufbewahrt wird.
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Die oben beschriebenen Mittel zur
Verhinderung eines Kraftstoffaustritts passen vorzugsweise das Innenvolumen
des elastischen Behälters
in Reaktion auf das Erfassungsergebnis von den Kraftstoffzustands-Erfassungsmitteln
und den Kraftstoffaustritts-Erfassungsmitteln an.
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Die oben beschriebene Kraftstoffversorgungsvorrichtung
besitzt vorzugsweise eine Kraftstoffzustands-Steuereinrichtung,
die außerhalb
der Kraftstoffleitung angeordnet ist.
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Die Kraftstoffzustands-Steuereinrichtung weist
vorzugsweise eine Stellvorrichtung auf, die an der Kraftstoffleitung
angebracht ist.
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Die Kraftstoffzustands-Steuereinrichtung umfasst
ein Kältemittel,
das die an der Kraftstoffleitung angebrachte Leitung durchströmt und dessen Temperatur
durch das Temperaturstellglied gesteuert wird.
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Das Kältemittel ist bevorzugt Wasser,
das durch die an der Kraftstoffleitung angebrachte Leitung in den
Kühler
für das
Kühlwasser
strömt.
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Die Kraftstoffaustritts-Erfassungsmittel,
die vorzugsweise aus wenigstens einem Kraftstoffdrucksensor, der
in der Kraftstoffleitung vorgesehen ist, einem Drucksensor, der
in den Kraftstoff-Aufbewahrungsmittel vorgesehen ist, einem Kraftstoff-Temperatursensor,
der an der Kraftstoffleitung oder den Kraftstoff-Aufbewahrungsmitteln
vorgesehen ist, einem Kraftstoffrest-Sensor für die Erfassung des noch in
den Kraftstoff-Aufbewahrungsmitteln verbleibenden Kraftstoffs mit
niedrigem Siedepunkt, einem Volumen-Erfassungssensor für die Erfassung
des Volumens des elastischen Behälters,
der in den Kraftstoff-Aufbewahrungsmittel und einem Fördermittel vorgesehen
ist, gebildet sind, schätzen
die Kraftstoffaustrittsmenge anhand der Signale und berechneten Ergebnisse
von den einzelnen Sensoren und Mitteln ab.
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Ferner schätzen die Kraftstoffaustritts-Erfassungsmittel,
die vorzugsweise aus wenigstens einem Kraftstoffdrucksensor, der
in der Kraftstoffleitung vorgesehen ist, einem Drucksensor, der
in den Kraftstoff-Aufbewahrungsmittel vorgesehen ist, einem Kraftstoff-Temperatursensor,
der an der Kraftstoffleitung oder den Kraftstoff-Aufbewahrungsmitteln vorgesehen ist,
einem Kraftstoffrest-Sensor für
die Erfassung des noch in den Kraftstoff-Aufbewahrungsmitteln verbleibenden
Kraftstoffs mit niedrigem Siedepunkt, einem Volumen-Erfassungssensor
für die Erfassung
des Volumens des elastischen Behälters, der
in den Kraftstoff-Aufbewahrungsmittel und einem Fördermittel
vorgesehen ist, gebildet sind, den Ort des Kraftstoffaustritts anhand
der Signale und berechneten Ergebnisse von den einzelnen Sensoren und
Mitteln ab.
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Der Betrieb der Brennkraftmaschine
wird vorzugsweise beendet, falls der Schätzwert für die Menge von austretendem
Kraftstoff einen bestimmten Wert erreicht oder überschreitet.
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Vorzugsweise sind Kraftstoffaustritts-Alarmmittel
vorgesehen, die wenigstens ein akustisches Alarmsignal oder ein
optisches Alarmsignal abgeben, falls der Schätzwert für die Menge von austretendem Kraftstoff
einen bestimmten Wert erreicht oder überschreitet.
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Die Kraftstoffaustrittsort-Alarmmittel
sind vorzugsweise so beschaffen, dass sie das geschätzte Ergebnis
für den
Ort des Kraftstoffaustritts melden.
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Vorzugsweise wird in dem Fall, in
dem wenigstens eines der nachfolgend genannten Mittel, nämlich die
Kraftstoff-Aufbewahrungsmittel für
die Aufbewahrung des Kraftstoffs mit niedrigem Siedepunkt; die Kraftstoffördermittel,
die den Kraftstoff mit niedrigem Siedepunkt aus den Kraftstoff-Aufbewahrungsmitteln
zur Kraftmaschine fördern;
die Kraftstoffleitung, die den zu fördernden Kraftstoff mit niedrigem
Siedepunkt von den Kraftstoff-Aufbewahrungsmitteln zur Brennkraftmaschine
leitet; die Kraftstoffaustritts-Verhinderungsmittel, die den Austritt
des Kraftstoffs mit niedrigem Siedepunkt in den Kraftstoff-Aufbewahrungsmitteln
oder in der Kraftstoffleitung verhindern; die Kraftstoffaustritts-Erfassungsmittel,
die einen Kraftstoffaustritt in den Kraftstoff-Aufbewahrungsmitteln
oder in der Kraftstoffleitung erfassen; die Kraftstoffzustands-Erfassungsmittel, die
den Kraftstoffzustand in den Kraftstoff-Aufbewahrungsmitteln oder
in der Kraftstoffleitung erfassen; und die Kraftstoffzustands-Steuereinrichtung, die
den Kraftstoffzustand in den Kraftstoff-Aufbewahrungsmitteln oder in der Kraftstoffleitung
steuert, defekt ist, der Betrieb der Brennkraftmaschine beendet.
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Vorzugsweise sorgen in dem Fall,
in dem wenigstens eines der nachfolgend genannten Mittel, nämlich die
Kraftstoff-Aufbewahrungsmittel für
die Aufbewahrung des Kraftstoffs mit niedrigem Siedepunkt; die Kraftstoffördermittel,
die den Kraftstoff mit niedrigem Siedepunkt aus den Kraftstoff-Aufbewahrungsmitteln
zur Kraftmaschine fördern;
die Kraftstoffleitung, die den zu fördernden Kraftstoff mit niedrigem
Siedepunkt von den Kraftstoff-Aufbewahrungsmitteln zur Brennkraftmaschine
leitet; die Kraftstoffaustritts-Verhinderungsmittel, die den Austritt
des Kraftstoffs mit niedrigem Siedepunkt in den Kraftstoff-Aufbewahrungsmitteln
oder in der Kraftstoffleitung verhindern; die Kraftstoffaustritts-Erfassungsmittel,
die einen Kraftstoffaustritt in den Kraftstoff-Aufbewahrungsmitteln
oder in der Kraftstoffleitung erfassen; die Kraftstoffzustands-Erfassungsmittel,
die den Kraftstoffzustand in den Kraftstoff-Aufbewahrungsmitteln
oder in der Kraftstoffleitung erfassen; und die Kraftstoffzustands-Steuereinrichtung, die
den Kraftstoffzustand in den Kraftstoff-Aufbewahrungsmitteln oder
in der Kraftstoffleitung steuert, defekt ist, die Kraftstoffaustritts-Alarmmittel
dafür,
dass wenigstens ein Alarm, ein akustischer Alarm oder eine Alarmleuchte,
Signal gibt.
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Vorzugsweise sorgen in dem Fall,
in dem wenigstens eines der nachfolgend genannten Mittel, nämlich die
Kraftstoff-Aufbewahrungsmittel für
die Aufbewahrung des Kraftstoffs mit niedrigem Siedepunkt; die Kraftstoffördermittel,
die den Kraftstoff mit niedrigem Siedepunkt aus den Kraftstoff-Aufbewahrungsmitteln
zur Brennkraftmaschine fördern;
die Kraftstoffleitung, die den zu fördernden Kraftstoff mit niedrigem
Siedepunkt von den Kraftstoff-Aufbewahrungsmitteln zur Brennkraftmaschine
leitet; die Kraftstoffaustritts-Verhinderungsmittel, die den Austritt des
Kraftstoffs mit niedrigem Siedepunkt in den Kraftstoff-Aufbewahrungsmitteln
oder in der Kraftstoffleitung verhindern; die Kraftstoffaustritts-Erfassungsmittel,
die einen Kraftstoffaustritt in den Kraftstoff-Aufbewahrungsmitteln
oder in der Kraftstoffleitung erfassen; die Kraftstoffzustands-Erfassungsmittel,
die den Kraftstoffzustand in den Kraftstoff-Aufbewahrungsmitteln
oder in der Kraftstoffleitung erfassen; und die Kraftstoffzustands-Steuereinrichtung, die
den Kraftstoffzustand in den Kraftstoff-Aufbewahrungsmitteln oder
in der Kraftstoffleitung steuert, defekt ist, die Kraftstoffsystem-Fehlerlokalisierungs-Alarmmittel
dafür,
dass gemeldet wird, welches Mittel defekt ist.
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Im Folgenden werden Ausführungsformen der
Erfindung mit Bezug auf die Figuren ausführlich beschrieben.
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1 veranschaulicht
in schematischer Weise die Konfiguration der Kraftstoffversorgungsvorrichtung
sowie ihr Regelungsschema in einer ersten Ausführungsform der Erfindung. Die
Konfiguration dieser Ausführungsform
zeichnet sich dadurch aus, dass als Kraftstoffördermittel die Kraftstofförderpumpe 6 verwendet
wird und die Temperatur der Kraftstoffleitung 15 mittels
des wärmeisolierenden
Materials 16 und des Temperaturstellglieds 12 gesteuert werden
kann. Die Komponente 3 von 1 ist
ein Kraftstoffbehälter
der als Mittel für
die Aufbewahrung des Kraftstoffs 5 verwendet wird. Der Kraftstoff 5 ist ein
Kraftstoff mit niedrigem Siedepunkt, der bei üblichen Temperaturen und atmosphärischen
Drücken im
Gasphasenzustand vorliegt, beispielsweise verflüssigtes Erdgas (engl. LNG),
verflüssigtes
Erdölgas (engl.
LPG) und Dimethylether (DME). Im Innenraum des Kraftstoffbehälters 3 befindet
sich eine dünne, elastomere
Folie 4. Die Materialeigenschaften der dünnen, elastomere
Folie 4 des Behälters
sind derart, das die Folie dehnbar ist, wodurch es möglich ist, eine
Undichtigkeit des Kraftstoffbehälters 3 dadurch zu
verhindern, dass der Innendruck des Kraftstoffbehälters 3 durch
die elastomeren Eigenschaften der Folie ausgeglichen werden kann,
wobei der Kraftstoff 5 mit niedrigem Siedepunkt auch dann
innerhalb der Folie 4 aufbewahrt wird, wenn sein Volumen
zunimmt und sich der Binnendruck erhöht, wenn der Kraftstoff 5 mit
niedrigem Siedepunkt verdampft. Außerdem umfasst der Kraftstoffbehälter 3 die
Kraftstoffzufuhröffnung 2,
die Förderpumpe 6,
die den Kraftstoff fördert,
den Kraftstoff-Restvolumensensor 7, der das verbleibende
Kraftstoffvolumen erfaßt,
den Drucksensor 8, der den Druck im Inneren des Kraftstoffbehälters 3 erfaßt, und
den Sensor 10, der die Expansion und Kontraktion der elastomeren
Folie 4 erfaßt. Der
Sensor 10 ist vorzugsweise als ein Verformungsmessfühler ausgebildet,
der die Expansion und Kontraktion der elastomeren Folie 4 als Änderungen
seines elektrischen Widerstands erfassen kann. Die Komponente 22 ist
ein Magnetventil, das die Kraftstoffdurchflußmenge zwischen dem Kraftstoffbehälter 3 und
der Kraftstoffleitung 15 unter Verwendung einer Magnetventilsteuerung 11 reguliert
und den Kraftstoffstrom zwischen diesen unterbrechen kann, wenn
Kraftstoff austritt oder wenn die Kraftstofförderung ausfällt. Das
Verfahren zur Steuerung diese Komponenten wird später beschrieben.
Die Komponente 16 ist ein wärmeisolierendes Material, das
die Kraftstoffleitung 15 vor in der Umgebung erzeugter Wärme schützt und
verhindert, dass der Kraftstoff in der Kraftstoffleitung 15 verdampft.
Falls die Kraftstoffleitung 15 selbst als wärmeisolierendes
Element ausgebildet ist, ist das wärmeisolierende Material 16 nicht
erforderlich. Die Komponente 12 ist ein Temperaturstellglied
für die
Steuerung der Temperatur der Kraftstoffleitung 15. Die
Komponente 13 ist ein Kraftstoffdrucksensor, der den Druck
des Kraftstoffs erfaßt,
der die Kraftstoffleitung 15 durchströmt, und die Komponente 14 ist
ein Kraftstofftemperatursensor, der die Temperatur des Kraftstoffs
erfaßt,
der die Kraftstoffleitung 15 durchströmt. Die Anbringungsorte für den Kraftstoffdrucksensor 13 und
den Kraftstofftemperatursensor 14 sind nicht genauer benannt,
wobei jedoch eine Anordnung des Kraftstoffdrucksensors 13 und
des Kraftstofftemperatursensor 14 in einem verhältnismäßig geringen
Abstand zueinander zu bevorzugen ist. Die Komponente 19 ist
eine Kraftmaschine, die vorzugsweise als Kraftmaschine mit innerer
Verbrennung konfiguriert ist, in welcher die Pumpe 17 vorgesehen
ist und der Kraftstoff 5 mit seinem Druck, der durch die
Pumpe 17 erhöht
worden ist, durch die Einspritzeinrichtung 20 direkt in
die Brennkammer 18 eingespritzt wird. Da diese Ausführungsform
als Kraftstoffversorgungsvorrichtung, die den Kraftstoff 5 mit
niedrigem Siedepunkt von dem Kraftstoffbehälter 3 zur Kraftmaschine 19 fördert, ausgelegt
ist, ist die Betriebsart der Kraftmaschine (d. h. ob sie als Kraftmaschine
mit innerer Verbrennung, als Kraftmaschine mit äußerer Verbrennung oder als Kraftstoff-Element
ausgeführt
ist) oder die Konfiguration (d. h. ob die Pumpe 17 verwendet
wird oder nicht) nicht genauer definiert. Weiter unten ist diese Ausführungsform
unter der Annahme beschrieben, dass die Kraftmaschine 19 eine
Kraftmaschine mit innerer Verbrennung ist.
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Die Komponente 1 ist eine
Kraftmaschinensteuereinheit, die den Betriebszustand der Kraftmaschine 19 steuert.
In dieser Ausführungsform
werden der Zustand des Kraftstoffs (d. h. ob sich der Kraftstoff
in einer Dampfphase oder in einer Flüssigphase befindet), das austretende
Kraftstoffvolumen und der Ort des Kraftstoffaustritts in dem Kraftstoffbehälter 3 und
in der Kraftstoffleitung 15 erfaßt oder aus den Werten, die
von den weiter oben beschriebenen Sensoren erhalten worden sind,
geschätzt,
und die Anweisungen für
die Steuerung des Kraftstoffzustands werden berechnet und bestimmt.
Auf der Grundlage dieser rechnerischen Ergebnisse wird der Kraftstoffzustand
in dem Kraftstoffbehälter 3 und
in der Kraftstoffleitung 15 unter Verwendung der Förderpumpe 6,
der Magnetventilsteuerung 11 und des Temperaturstellglieds 12 gesteuert.
Das Verfahren für
die Steuerung des Kraftstoffzustands in dieser Ausführungsform
ist weiter unten mit Bezug auf die 2 bis 6 beschrieben.
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2 zeigt
ein Ablaufdiagramm für
die Steuerung des Kraftstoffzustands in der ersten Ausführungsform
der Erfindung, in welcher die Kraftmaschine 19 (eine Kraftmaschine
mit innerer Verbrennung) betrieben wird. Wenn die Kraftmaschine 19 in
Betrieb ist, wird, wie in 2 gezeigt
ist, der Kraftstoff 5 mittels der Förderpumpe 6 mit einem
bestimmten Druck zugeführt
(Block 1001). Dieser Förderdruck
wird aus den Förderdruck-Sollwerten,
die zuvor in der Kraftmaschinensteuereinheit 1 definiert
worden sind, in Reaktion auf die Betriebsanforderungen, die Beschaffenheit
der umgebenden Luft und den vom Kraftstofftemperatursensor 14 ausgegebenen
Wert gewählt.
Dann werden der Druck und die Temperatur des Kraftstoffs in der
Kraftstoffleitung 15 durch den Kraftstoffdrucksensor 13 und den
Kraftstofftemperatursensor 14 erfaßt, und die von dem Kraftstoff-Restvolumensensor 7,
dem Drucksensor 8, dem die Expansion des elastomeren Folie
erfassenden Sensor 10 ausgegebenen Werte werden als Informationen, die
den Zustand im Inneren des Kraftstoffbehälters 3 beschreiben,
eingelesen (Block 1002). Bei diesem Schritt wird, nachdem
der Förderdruck-Sollwert
mit dem Wert verglichen worden ist, der von dem Kraftstoffdrucksensor 13 in
der Kraftstoffleitung ausgegeben wird, die Rückkopplung so durchgeführt, dass der
von der Förderpumpe
ausgegebene Wert den Förderdruck-Sollwert
erreichen müßte. Als
nächstes wird
der Kraftstoffzustand beurteilt (Block 1003) und anschließend der
Sollförderdruck
erhöht,
wenn verdampfter Kraftstoff vorliegt (Block 1004). Falls
noch immer verdampfter Kraftstoff vorhanden ist, nachdem der Sollförderdruck
erhöht
worden ist, wird die Kraftstoffleitung 15 durch den Betrieb
des Temperaturstellglieds 12 gekühlt (Block 1005).
Falls das Ergebnis des Blocks 1003 bedeutet, dass Kraftstoff
austritt, wird der Druck der Förderpumpe
gesenkt (Block 1006); wobei in dem Fall, in dem die Kraftmaschine 19 in
einem Kraftfahrzeug, einem stationären Generator oder einer stationären Kompressionskühlvorrichtung
verwendet wird, für
den Nutzer, beispielsweise des Kraftfahrzeugs, ein akustisches Warnsignal
oder ein Lichtsignal ausgegeben wird. Falls das Volumen des austretenden
Kraftstoffs groß ist
oder auch nach Absenken des Drucks der Förderpumpe einen bestimmten
Wert erreicht oder überschreitet, wird
der Betrieb der Kraftmaschine durch Unterbrechen der Kraftstoffzufuhr
durch Schließen
des elektromagnetischen Ventils 22 nach der Ausgabe eines Warnsignals
an den Nutzer beendet (Block 1008). Falls die Kraftmaschine 19 in
einem Fahrzeug verwendet wird, dessen System wie ein Hybridfahrzeug konfiguriert ist,
dessen Antriebssystem sowohl durch den Motor als auch die Kraftmaschine 19 angetrieben werden
kann, ist es möglich,
das Antriebssystem mit dem Motor zu betreiben, während die Kraftstoffzufuhr zur
Kraftmaschine 19 ausgesetzt ist. Die Volumina der Gasphase
und der Flüssigphase
in dem Kraftstoffbehälter 3 werden
wie der Kraftstoffzustand im Kraftstoffbehälter 3 anhand der
von dem Kraftstoff-Restvolumensensor 7 und dem Sensor 10 zur Erfassung
der Expansion der elastomeren Folie ausgegebenen Werte, die im Block 1002 eingelesen
werden, geschätzt
(Block 1009), und es wird der Drucksollwert Pft für den Kraftstoffbehälter 3 berechnet (Block 1010).
Aus einem Vergleich dieses Wertes Pft mit dem vom Drucksensor 8 ausgegebenen
Wert Pfr (Block 1011) wird abgleitet, wenn die Differenz
zwischen den beiden Werten Pfr – Pft
einen vorgegebenen Wert erreicht oder überschreitet, dass das tatsächliche
Volumen der Gasphase kleiner als das geschätzte Volumen der Gasphase ist,
d. h. dass Kraftstoff austreten könnte (Block 1012),
woraufhin als nächstes
der Block 1007 ausgewählt
wird und weitere Steuerungsvorgänge
folgen. Im Block 1007 werden die Orte, an denen Kraftstoff
austritt, denen Lagebezeichnungen im Inneren des Kraftstoffbehälters 3 bzw.
im Inneren der Kraftstoffleitung 15 zugeordnet sind, gemeldet.
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3 zeigt
die Beziehung, die zwischen dem Förderdruck-Sollwert und dem
von dem Kraftstoffdrucksensor 13 ausgegebenen Wert besteht. Wie
aus 3 ersichtlich ist,
zeigt das Verhältnis
zwischen dem vom Kraftstoffdrucksensor 13 ausgegebenen
Wert und dem Förderdruck-Sollwert
in den folgenden Fällen
einen jeweils unterschiedlichen zeitlichen Verlauf: (a) bei normalem
Betrieb (ohne Besonderheiten), (b) wenn in der Leitung verdampfter
Kraftstoff vorhanden ist und (c), wenn Kraftstoff austritt. In dem
Fall (a) des normalen Betriebs, wenn kein anormaler Zustand in dem
Kraftstoffversorgungssystem festgestellt wird, ist der tatsächliche
Wert des erfaßten
Kraftstoffdrucks ungefähr
dem Förderdruck-Sollwert
gleich, wohingegen in dem Fall (b), in dem verdampfte Kraftstoffe
vorhanden sind, sich der tatsächliche
Wert des Kraftstoffdrucks über
die Zeit ändert und
in dem Fall (c) des Kraftstoffaustritts der tatsächliche Wert den Förderdruck-Sollwert
nicht übersteigt. Es
ist nachzuvollziehen, dass anhand dieser Beziehung der Kraftstoffzustand
genau beurteilt werden kann und dass die Beeinflussung durch Verdampfen und
Austreten von Kraftstoff in der Kraftstoffleitung 15 vermindert
oder beseitigt werden kann.
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4 zeigt
die Beziehung, die zwischen dem Förderdruck-Sollwert und dem
von dem Kraftstoffdrucksensor 13 ausgegebenen Wert besteht, wenn
die Kraftmaschine anläuft.
Wenn der Schlüssel auf "ein" gedreht worden ist,
um die Kraftmaschine 19 zu starten, wird die Förderpumpe
in Gang gesetzt und der Kraftstoffdruck steigt an. Wie in dieser
Figur gezeigt ist, wurde nachgewiesen, dass sich die Übergangscharakteristik
bei Anstieg des Kraftstoffdrucks in Abhängigkeit vom Vorhandensein
von Bereichen mit verdampftem Kraftstoff in der Kraftstoffleitung 15 verändert.
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5 zeigt
ein Ablaufdiagramm für
die Steuerung der Anlaufphase der Kraftmaschine 19. Wenn aus
der Übergangscharakteristik
während
des Anstiegs des Kraftstoffdrucks, die in 4 gezeigt ist, geschlossen wird, dass
in der Kraftstoffleitung 15 Bereiche mit verdampftem Kraftstoff
vorliegen (Block 1014), wird der Sollförderdruck erhöht (Block 1015). Falls
noch immer verdampfter Kraftstoff vor handen ist, nachdem der Sollförderdruck
erhöht
worden ist, wird die Kraftstoffleitung 15 durch Betreiben
des Temperaturstellglieds 12 gekühlt (Block 1016).
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Die 6A, 6B und 6C zeigen Beispiele für die Konfiguration der Kühlstruktur,
einschließlich
der Kraftstoffleitung 15 und des Temperaturstellglieds 12 in
der Kraftstoffversorgungsvorrichtung. In der in 6A gezeigten Konfiguration wird ein Kühler 24 als
Temperaturstellglied verwendet, wobei die Leitung für das gekühlte Wasser
mit der Kraftstoffleitung 15 zusammengefaßt ist.
Obwohl es möglich
ist, den Kühler 24,
der für
das Kühlwasser
in der Kraftmaschine 19 verwendet wird, abzuleiten, ist
die Kühlleitung für die Kraftstoffleitung 15 bevorzugt
so beschaffen, dass sie von der Kühlleitung für die Kraftmaschine unabhängig ist,
da die Temperatur des Kühlwassers für die Kraftmaschine
gewöhnlich
bis zu 80°C
ansteigt. In der in 6B gezeigten
Konfiguration ist eine Kühleinrichtung
als Temperaturstellglied 12 vorgesehen, und die Leitung 25 für das von
der Kühleinrichtung
gekühlte
Kältemittel
sowie die Kraftstoffleitung 15 sind zu einer einzigen Struktur
zusammengefaßt.
Diese Struktur weist den Vorteil auf, dass die Temperatursteuerung
der Kraftstoffleitung 15 präzise erfolgen kann. In der
in 6c gezeigten Konfiguration ist
eine Kühleinrichtung
als Temperaturstellglied 12 vorgesehen, wobei als Kältemittel
Luft verwendet wird, die zwischen das wärmeisolierende Material 16 und
die Kraftstoffleitung 15 geleitet wird. Da der Wärmeinhalt
von Luft kleiner als derjenige eines flüssigen Kältemittels ist und folglich
der Wärmeaustausch
an der erhitzten Leitung 15 und dem Temperaturstellglied 12 mit
hohem Wirkungsgrad erfolgen kann, besteht ein Vorteil dieser Konfiguration darin,
dass sie für
eine präziseres
und schnelleres Ansprechen als diejenige der 6A und 6B sorgt.
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Es wird geschätzt, dass gemäß der ersten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung in dem Fall, in dem Kraftstoff mit niedrigem
Siedepunkt verwendet wird, das Verdampfen und Austreten von Kraftstoff
in dem Kraftstoffbehälter 3 und
der Kraftstoffleitung 15 präzise erfaßt werden können und die Auswirkungen davon
gemindert oder beseitigt werden können. Aus der oben gegebenen
Beschreibung ist offensichtlich, dass in dieser Ausführungsform
die Kraftstoffversorgungsvorrichtung auch durch Steuerung nur der
Förderpumpe 6 in
dem Kraftstoffbehälter 3 ohne
die konfigurierten Komponenten wie das Temperaturstellglied 12,
den Kühler 24 und
das wärmeisolierende
Material 16 betrieben werden kann, wobei gegebenenfalls
die Regelungsgenauigkeit und der Anwendungsbereich eingeschränkt sein
können.
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7 veranschaulicht
in schematischer Weise die Konfiguration der Kraftstoffversorgungsvorrichtung
sowie ihres Regelungsschemas in einer zweiten Ausführungsform
der Erfindung. Die Konfiguration dieser Ausführungsform zeichnet sich dadurch
aus, dass in dem Kraftstoffbehälter 3 anstelle der
Förderpumpe,
die in der ersten Ausführungsform dargestellt
worden ist, der Druckregler 9 als Mittel zur Kraftstofförderung
verwendet wird. Dieser Druckregler 9 hält den inneren Druck des Kraftstoffbehälters 3 über dem
Atmosphärendruck
(vorzugsweise 490,5 kPa oder höher)
und ermöglicht
außerdem
die Förderung
des Kraftstoffs, wodurch ein preiswertes System entsteht. Der grundsätzliche
Aufbau ist mit Ausnahme dieses Merkmals dem Aufbau der ersten Ausführungsform
gleich.
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Das Verfahren für die Steuerung des Kraftstoffzustands
in dieser Ausführungsform
ist nachfolgend mit Bezug auf die 8 bis 11 beschrieben.
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8 zeigt
ein Ablaufdiagramm für
die Steuerung des Kraftstoffzustands in der zweiten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung, in welcher die Kraftmaschine 19 (eine
Kraftmaschine mit innerer Verbrennung) betrieben wird. Wie in 8 gezeigt ist, wird, wenn
die Kraftmaschine in Betrieb ist, der Kraftstoff 5 unter
Verwendung des Druckreglers 9 mit einem bestimmten Druck
(vorzugsweise 490,5 kPa oder höher)
zugeführt
(Block 1101). Dieser Förderdruck
wird aus den Förderdruck-Sollwerten,
die zuvor in der Kraftmaschinensteuereinheit 1 definiert worden
sind, in Reaktion auf die Betriebsanforderung, die Beschaffenheit
der umgebenden Luft und den vom Kraftstofftemperatursensor 14 ausgegebenen
Wert gewählt.
Dann werden der Druck und die Temperatur des Kraftstoffs in der
Kraftstoffleitung 15 durch den Kraftstoffdrucksensor 13 und
den Kraftstofftemperatursensor 14 erfaßt, und die von dem Kraftstoff-Restvolumensensor 7,
dem Drucksensor 8, dem die Expansion der elastomeren Folie
erfassenden Sensor 10 ausgegebenen Werte werden als Informationen,
die den Zustand im Inneren des Kraftstoffbehälters 3 beschreiben,
eingelesen (Block 1102). Bei diesem Schritt wird, nachdem
der Drucksollwert des Druckreglers 9 mit dem Wert verglichen worden
ist, der von dem Kraftstoffdrucksensor 13 in der Kraftstoffleitung 15 ausgegeben
wird, die Rückkopplung
so durchgeführt,
dass der von dem Druckregler 9 ausgegebene Wert den Drucksollwert
erreichen müßte. Als
nächstes
wird der Kraftstoffzustand beurteilt (Block 1103) und anschließend der
Drucksollwert erhöht,
wenn verdampfter Kraftstoff vorliegt (Block 1104).
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Falls noch immer verdampfter Kraftstoff
vorhanden ist, nachdem der Solldruck erhöht worden ist, wird die Kraftstoffleitung 15 durch
den Betrieb des Temperaturstellglieds 12 gekühlt (Block 1005).
Falls das Ergebnis des Blocks 1103 bedeutet, dass Kraftstoff
austritt, wird der Druck des Druckreglers 9 gemindert (Block 1106);
wobei in dem Fall, in dem die Kraftmaschine 19 in einem
Kraftfahrzeug, einem stationären
Generator oder einer stationären
Kompressionskühlvorrichtung
verwendet wird, für
den Nutzer, beispielsweise des Kraftfahrzeugs, ein akustisches Warnsignal
oder ein Lichtsignal ausgegeben wird (Block 1107). Falls
das Volumen des austretenden Kraftstoffs groß ist oder auch nach Absenken
des Förderdrucks
einen bestimmten Wert erreicht oder überschreitet, wird der Betrieb
der Kraftmaschine durch Unterbrechen der Kraftstoffzufuhr durch Schließen des
elektromagnetischen Ventils 22 nach der Ausgabe eines Warnsignals
an den Nutzer beendet (Block 1108). Falls die Kraftmaschine 19 in
einem Fahrzeug verwendet wird, dessen System wie ein Hybridfahrzeug
konfiguriert ist, dessen Antriebssystem sowohl durch den Motor als
auch die Kraftmaschine 19 angetrieben werden kann, ist
es möglich, das
Antriebssystem mit dem Motor zu betreiben, während die Kraftstoffzufuhr
zur Kraftmaschine 19 ausgesetzt ist. Wie für den Kraftstoffzustand
im Kraftstoffbehälter 3 wird
durch Vergleichen des von dem Druckregler 9 ausgegebenen
Wertes Pft (dem Sollwert Pft) mit dem vom Drucksensor 8 ausgegebenen Wert
Pfr (Block 1109) abgeleitet, dass, wenn die Differenz zwischen
den beiden Werte Pft – Pfr
einen vorgegebenen Wert erreicht oder überschreitet, das tatsächliche
Volumen der Gasphase kleiner als das geschätzte Volumen der Gasphase ist,
was bedeutet, dass Kraftstoff austreten könnte (Block 1112),
woraufhin als nächstes
der Block 1107 ausgewählt
wird und weitere Steue rungsvorgänge
folgen. Im Block 100? werden die Orte, an denen Kraftstoff
austritt, denen Lagebezeichnungen im Inneren des Kraftstoffbehälters 3 bzw.
im Inneren der Kraftstoffleitung 15 zugeordnet sind, gemeldet.
Um die elastomere Folie 4 zu schützen, wird der Bereich des
von dem Druckregler 9 aufgebrachten Drucks so gesteuert,
dass der ausgegebene Wert des Expansionssensors unterhalb eines
vorgegebenen Wertes bleibt.
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9 zeigt
die Beziehung, die zwischen dem Drucksollwert und dem von dem Kraftstoffdrucksensor 13 ausgegebenen
Wert besteht. Wie aus 9 ersichtlich
ist, zeigt das Verhältnis
zwischen dem vom Kraftstoffdrucksensor 13 ausgegebenen Wert
und dem Drucksollwert in den folgenden Fällen einen jeweils unterschiedlichen
zeitlichen Verlauf: (a) bei normalem Betrieb (ohne Besonderheiten),
(b) wenn sich in der Leitung verdampfter Kraftstoff vorhanden ist
und (c), wenn Kraftstoff austritt. In dem Fall (a) des normalen
Betriebs, wenn kein anormaler Zustand in dem Kraftstoffversorgungssystem
festgestellt wird, ist der tatsächliche
Wert des erfaßten Kraftstoffdrucks
ungefähr
dem Drucksollwert gleich, wohingegen in dem Fall (b), in dem verdampfte
Kraftstoffe vorhanden sind, sich der tatsächliche Wert des Kraftstoffdrucks über die
Zeit ändert
und in dem Fall (c) des Kraftstoffaustritts der tatsächliche
Wert des Kraftstoffdrucks den Drucksollwert nicht übersteigt. Es
ist nachzuvollziehen, dass anhand dieser Beziehung der Kraftstoffzustand
genau beurteilt werden kann und dass die Beeinflussung durch Verdampfen und
Austreten von Kraftstoff in der Kraftstoffleitung 15 vermindert
oder beseitigt werden kann.
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10 zeigt
die Beziehung, die zwischen dem Drucksollwert und dem von dem Kraftstoffdrucksensor 13 ausgegebenen
Wert besteht, wenn die Kraftmaschine anläuft. Wenn der Schlüssel auf "ein" gedreht worden ist,
um die Kraftmaschine 19 zu starten, wird die Förderung
in Gang gesetzt und der Kraftstoffdruck steigt an. Wie in dieser
Figur gezeigt ist, wurde nachgewiesen, dass sich die Übergangscharakteristik
bei Anstieg des Kraftstoffdrucks in Abhängigkeit vom Vorhandensein
von Bereichen mit verdampftem Kraftstoff in der Kraftstoffleitung 15 verändert.
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11 zeigt
ein Ablaufdiagramm für
die Steuerung der Anlaufphase der Kraftmaschine 19. Wenn
aus der Übergangscharakteristik
während
des Anstiegs des Kraftstoffdrucks, die in 10 gezeigt ist, geschlossen wird, dass
Bereiche mit verdampftem Kraftstoff vorliegen (Block 1114),
wird der Solldruck des Druckreglers 9 erhöht (Block 1115).
Falls noch immer verdampfter Kraftstoff vorhanden ist, nachdem der
Solldruck erhöht
worden ist, wird die Kraftstoffleitung 15 durch Betreiben
des Temperaturstellglieds 12 gekühlt (Block 1116).
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Es wird eingeschätzt, dass gemäß der zweiten
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung in dem Fall, in dem Kraftstoff mit einem
niedrigem Siedepunkt verwendet wird, das Verdampfen und Austreten
von Kraftstoff in dem Kraftstoffbehälter 3 und in der
Kraftstoffleitung 15 präzise
erfaßt
und die Auswirkungen davon gemindert oder beseitigt werden können. In
dieser Ausführungsform
kann die Kraftstoffversorgungsvorrichtung auch durch Steuerung nur der
Förderpumpe 6 in
dem Kraftstoffbehälter 3 ohne die
konfigurierten Komponenten wie das Temperaturstellglied 12,
den Kühler 24 und das
wärmeisolierende
Material 16 betrieben werden kann, wobei gegebenenfalls
die Regelungsgenauigkeit und der Einsatzbereich eingeschränkt sein
könnten.
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Die Vorrichtung kann mit einer Brennkraftmaschine
u. a. in einem Kraftfahrzeug, einem stationären Generator oder einer stationären Kühlvorrichtung
verwendet werden.
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Sie ist noch leistungsfähiger, wenn
sie mit baulichen Verbesserungen des Kraftstoffbehälters und
der Kraftstoffleitung kombiniert wird, um das Verdampfen und Austreten
von Kraftstoff zu verhindern.
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Die Ausführungsformen der vorliegenden
Erfindung können
wie folgt zusammengefaßt
werden:
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Ausführungsform 1
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In der ersten Ausführungsform
steuert die Kraftstoffzustands-Steuereinrichtung
die Spannung der Kraftstoffördermittel
in Reaktion auf die Erfassungsergebnisse der Kraftstoffzustands-Erfassungsmittel
und der Kraftstoffaustritts-Erfassungsmittel.
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Ausführungsform 2
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Ausführungsform 1, wobei im Inneren
der Kraftstoff-Aufbewahrungsmittel Mittel zur Verhinderung des Austritts
von Kraftstoff vorgesehen sind.
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Ausführungsform 3
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Ausführungsform 2, wobei die Mittel
zur Verhinderung des Austritts von Kraftstoff aus einem elastomeren
Material hergestellt sind, dessen mechanische Eigenschaften eine
Dehnung erlauben, wobei der Kraftstoff mit niedrigem Siedepunkt
im Inneren des elastomeren Behälters
aufbewahrt wird.
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Ausführungsform 4
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Ausführungsform 2 oder 3, wobei
die Mittel zur Verhinderung des Austritts von Kraftstoff aus einem
elastomeren Material hergestellt sind, dessen mechanische Eigenschaften
eine Dehnung erlauben, wobei das Volumen im Inneren des elastomeren
Behälters
in Reaktion auf die Erfassungsergebnisse der Kraftstoffzustands-Erfassungsmittel
und der Kraftstoffaustritts-Erfassungsmittel verändert wird.
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Ausführungsform 5
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Ausführungsformen 1 bis 4, wobei
die Kraftstoffzustands-Steuereinrichtung außerhalb der Kraftstoffleitung
angeordnet ist.
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Ausführungsform 6
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Ausführungsform 5, wobei die Kraftstoffzustands-Steuereinrichtung
ein Temperaturstellglied, das an der Kraftstoffleitung angebracht
ist, umfasst.
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Ausführungsform 7
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Ausführungsform 6, wobei die Kraftstoffzustands-Steuereinrichtung
ein Kältemittel,
dass durch die Kraftstoffleitung strömt, umfasst.
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Ausführungsform 8
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Ausführungsform 7, wobei die Temperatur des
Kältemittels
durch das Temperaturstellglied gesteuert wird.
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Ausführungsform 9
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Ausführungsform 7 oder 8, wobei
das Kältemittel
Wasser ist, das durch die Leitung, die an der Kraftstoffleitung
angebracht ist, in den Kühler
für das Kühlwasser
der Brennkraftmaschine strömt.
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Ausführungsform 10
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Ausführungsformen 1 bis 9, wobei
die Kraftstoffaustritts-Erfassungsmittel vorzugsweise aus wenigstens
einem Kraftstoffdrucksensor, der in der Kraftstoffleitung vorgesehen
ist, einem Drucksensor, der in den Kraftstoff-Aufbewahrungsmittel
vorgesehen ist, einem Kraftstoff-Temperatursensor, der an der Kraftstoffleitung
oder in den Kraftstoff-Aufbewahrungsmitteln vorgesehen ist, einem
Kraftstoff-Restvolumensensor
für die
Erfassung des noch in den Kraftstoff-Aufbewahrungsmitteln verbleibenden Kraftstoffs
mit niedrigem Siedepunkt, einem Volumen-Erfassungssensor für die Erfassung
des Volumens des elastischen Behälters,
der in den Kraftstoff-Aufbewahrungsmittel vorgesehen ist, gebildet sind
und die Menge des ausgetretenen Kraftstoffs anhand der ausgegebenen
Signale und berechneten Ergebnisse von den einzelnen Sensoren und
Mitteln abschätzen.
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Ausführungsform 11
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Ausführungsformen 1 bis 10, wobei
die Kraftstoffaustritts-Erfassungsmittel vorzugsweise aus wenigstens
einem Kraftstoffdrucksensor, der in der Kraftstoffleitung vorgesehen
ist, einem Drucksensor, der in den Kraftstoff-Aufbewahrungsmittel
vorgesehen ist, einem Kraftstoff-Temperatursensor, der an der Kraftstoffleitung
oder in den Kraftstoff-Aufbewahrungsmitteln vorgesehen ist, einem
Kraftstoff-Restvolumensensor
für die
Erfassung des noch in den Kraftstoff-Aufbewahrungsmitteln verbleibenden Kraftstoffs
mit niedrigem Siedepunkt, einem Volumen-Erfassungssensor für die Erfassung
des Volumens des elastischen Behälters,
der in den Kraftstoff-Aufbewahrungsmittel vorgesehen ist, gebildet sind
und den Ort des Kraftstoffaustritts anhand der ausgegebenen Signale
und berechneten Ergebnisse von den einzelnen Sensoren und Mitteln
abschätzen.
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Ausführungsform 12
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Ausführungsform 11, wobei in dem
Fall, in dem der Schätzwert
für das
Kraftstoffaustrittsvolumen einen vorgegebenen Wert erreicht oder überschreitet,
der Betrieb der Brennkraftmaschine beendet wird.
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Ausführungsform 13
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Ausführung 11, wobei Kraftstoffaustritts-Warnmittel
vorgesehen sind, die dem Anwender, der die Vorrichtung zusammen
mit der Brennkraftmaschine nutzt, wenigstens ein akustisches Alarmsignal oder
ein optisches Alarmsignal gegeben wird, falls der Schätzwert für die Menge
des austretenden Kraftstoffs einen bestimmten Wert erreicht oder überschreitet.
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Ausführungsform 14
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Ausführungsformen 1 bis 11, wobei
eine Kraftstoffversorgungsvorrichtung, wie sie in den Ansprüchen beschrieben
ist, mit Alarmmitteln, die den Ort des Kraftstoffaustritts angeben,
versehen ist.
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Ausführungsform 15
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Anspruch 2, wobei in dem Fall, in
dem wenigstens eines der nachfolgend genannten Mittel, nämlich die
Kraftstoff-Aufbewahrungsmittel für
die Aufbewahrung des Kraftstoffs mit niedrigem Siedepunkt; die Kraftstoffördermittel
die den Kraftstoff mit niedrigem Siedepunkt aus den Kraftstoff-Aufbewahrungsmitteln
zur Kraftmaschine fördern;
die Kraftstoffleitung, die den zu fördernden Kraftstoff mit niedrigem
Siedepunkt von den Kraftstoff-Aufbewahrungsmitteln zur Brennkraftmaschine
leitet; die Kraftstoffaustritts-Verhinderungsmittel, die den Austritt
des Kraftstoffs mit niedrigem Siedepunkt in den Kraftstoff-Aufbewahrungsmitteln
oder in der Kraftstoffleitung verhindern; die Kraftstoffaustritts-Erfassungsmittel,
die einen Kraftstoffaustritt in den Kraftstoff-Aufbewahrungsmitteln
oder in der Kraftstoffleitung erfassen; die Kraftstoffzustands-Erfassungsmittel,
die den Kraftstoffzustand in den Kraftstoff-Aufbewahrungsmitteln
oder in der Kraftstoffleitung erfassen; und die Kraftstoffzustands-Steuereinrichtung, die
den Kraftstoffzustand in den Kraftstoff-Aufbewahrungsmitteln oder
in der Kraftstoffleitung steuert, defekt ist, der Betrieb der Brennkraftmaschine
beendet.
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Ausführungsform 16
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Anspruch 2, wobei in dem Fall, in
dem wenigstens eines der nachfolgend genannten Mittel, nämlich die
Kraftstoff-Aufbewahrungsmittel für
die Aufbewahrung des Kraftstoffs mit niedrigem Siedepunkt; die Kraftstoffördermittel
die den Kraftstoff mit niedrigem Siedepunkt aus den Kraftstoff-Aufbewahrungsmittel
zur Kraftmaschine fördern;
die Kraftstoffleitung, die den zu fördernden Kraftstoff mit niedrigem
Siedepunkt von den Kraftstoff-Aufbewahrungsmitteln zur Brennkraftmaschine
leitet; die Kraftstoffaustritts- Verhinderungsmittel,
die den Austritt des Kraftstoffs mit niedrigem Siedepunkt in den
Kraftstoff-Aufbewahrungsmitteln oder in der Kraftstoffleitung verhindern;
die Kraftstoffaustritts-Erfassungsmittel, die einen Kraftstoffaustritt
in den Kraftstoff-Aufbewahrungsmitteln oder in der Kraftstoffleitung
erfassen; die Kraftstoffzustands-Erfassungsmittel, die den Kraftstoffzustand
in den Kraftstoff-Aufbewahrungsmitteln oder in der Kraftstoffleitung
erfassen; und die Kraftstoffzustands-Steuereinrichtung, die den
Kraftstoffzustand in den Kraftstoff-Aufbewahrungsmitteln oder in
der Kraftstoffleitung steuert, defekt ist, die Kraftstoffaustritts-Alarmmittel
dafür,
dass wenigstens ein Alarm, ein akustischer Alarm oder eine Alarmleuchte,
Signal gibt.
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Ausführungsform 17
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Anspruch 2, wobei in dem Fall, in
dem wenigstens eines der nachfolgend genannten Mittel, nämlich die
Kraftstoff-Aufbewahrungsmittel für
die Aufbewahrung des Kraftstoffs mit niedrigem Siedepunkt; die Kraftstoffördermittel
die den Kraftstoff mit niedrigem Siedepunkt aus den Kraftstoff-Aufbewahrungsmitteln
zur Brennkraftmaschine fördern;
die Kraftstoffleitung, die den zu fördernden Kraftstoff mit niedrigem
Siedepunkt von den Kraftstoff-Aufbewahrungsmitteln
zur Brennkraftmaschine leitet; die Kraftstoffaustritts-Verhinderungsmittel,
die den Austritt des Kraftstoffs mit niedrigem Siedepunkt in den
Kraftstoff-Aufbewahrungsmitteln oder in der Kraftstoffleitung verhindern;
die Kraftstoffaustritts-Erfassungsmittel, die einen Kraftstoffaustritt
in den Kraftstoff-Aufbewahrungsmitteln oder in der Kraftstoffleitung
erfassen; die Kraftstoffzustands-Erfassungsmittel, die den Kraftstoffzustand
in den Kraftstoff-Aufbewahrungsmitteln oder in der Kraftstoffleitung erfassen;
und die Kraftstoffzustands-Steuereinrichtung, die den Kraftstoffzustand
in den Kraftstoff-Aufbewahrungsmitteln oder in der Kraftstoffleitung
steuert, defekt ist, die Kraftstoffsystem-Fehlerlokalisierungs-Alarmmittel
dafür,
dass abgeschätzt
wird, welches Mittel defekt ist und dieses geschätzte Ergebnis an den Anwender
gemeldet wird, der die Vorrichtung mit der Brennkraftmaschine verwendet.
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Gemäß den oben beschriebenen Ausführungsformen
können
die folgenden Strukturen geschaffen werden:
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Eine Kraftstoffversorgungsvorrichtung,
die einen Kraftstoff mit niedrigem Siedepunkt verwendet, umfassend:
eine Überwachungseinrichtung,
die ein elektrisches Signal in Reaktion auf wenigstens das Kraftstoffaustrittsvolumen
oder den Kraftstoff-Verdampfungszustand erzeugt; und
ein Stellglied
für die
Regelung wenigstens des Kraftstoffdrucks oder der Kraftstofftemperatur
in Reaktion auf das von der Überwachungseinrichtung
abgegebene Signal.
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Eine Kraftstoffversorgungsvorrichtung,
die einen Kraftstoff mit niedrigem Siedepunkt verwendet, umfassend:
einen
ersten Kraftstoffdrucksensor der den Kraftstoffdruck in dem Kraftstoff-Aufbewahrungsbehälter erfasst;
einen
zweiten Kraftstoffdrucksensor, der den Kraftstoffdruck in der Kraftstoffleitung,
die den Kraftstoff von dem Kraftstoff-Aufbewahrungsbehälter zu
der Kraftmaschine leitet;
eine Kraftstoff-Durchflußmengensteuereinrichtung, um
wenigstens entweder den Kraftstoffdruck oder die Kraftstofftemperatur
zu regu lieren, wenn die von beiden Drucksensoren ausgegebenen Signale
eine festgelegte Bedingung erfüllen.
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Eine Kraftstoffversorgungsvorrichtung,
die einen Kraftstoff mit niedrigem Siedepunkt verwendet, umfassend:
einen
Drucksensor, der den Kraftstoffdruck in der Kraftstoffleitung erfasst,
die den Kraftstoff von dem Kraftstoff-Aufbewahrungsbehälter zu
der Kraftmaschine leitet;
einem Temperatursensor, der die Kraftstofftemperatur
in der Kraftstoffleitung erfasst, die den Kraftstoff von dem Kraftstoff-Aufbewahrungsbehälter zu
der Kraftmaschine leitet;
eine Kraftstoff-Durchflussmengensteuereinrichtung für die Regulierung
der Kraftstoffdurchflußmenge
in der Kraftstoffleitung, wenn die von beiden Sensoren ausgegebenen
Signale eine festgelegte Bedingung erfüllen.
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Ein Verfahren für die Steuerung einer Kraftstoffversorgungsvorrichtung,
die einen Kraftstoff mit niedrigem Siedepunkt zuführt, der
bei üblichen
Temperaturen und atmosphärischen
Drücken
eine Dampfphase besitzt, wobei die Kraftstoffversorgungsvorrichtung
umfasst: Kraftstoff-Aufbewahrungsmittel für die Aufbewahrung des Kraftstoffs
mit niedrigem Siedepunkt;
Kraftstoffördermittel die den Kraftstoff
mit niedrigem Siedepunkt aus den Kraftstoff-Aufbewahrungsmitteln fördern;
eine
Kraftstoffleitung, die den Kraftstoff mit niedrigem Siedepunkt aus
den Kraftstoff-Aufbewahrungsmitteln transportiert;
Kraftstoffaustritts-Verhinderungsmittel,
die das Austreten des Kraftstoffs mit niedrigem Siedepunkt in den
Aufbewahrungsmitteln oder in der Kraftstoffleitung verhindern;
Kraftstoffaustritts-Erfassungsmittel,
die den Kraftstoffaustritt in den Kraftstoff-Aufbewahrungsmitteln oder
in der Kraftstoffleitung erfassen;
Kraftstoffzustands-Erfassungsmittel,
die den Kraftstoffzustand in den Kraftstoff-Aufbewahrungsmitteln oder
in der Kraftstoffleitung erfassen; und
eine Kraftstoffzustands-Steuerungseinrichtung,
um den Kraftstoffzustand in den Kraftstoff-Aufbewahrungsmittel oder
in der Kraftstoffleitung zu steuern, wobei wenigstens einer der
Zustände
in den Kraftstoff-Aufbewahrungsmitteln, den Kraftstofffördermitteln
und, wenigstens ein Zustand in dem Kraftstoff-Aufbewahrungsmittel,
dem Kraftstofffördermittel der
Kraftstoffleitung und den Mittel zur Kraftstoffaustrittsverhinderung
unter Verwendung der Kraftstoffzustands-Steuereinrichtung in Reaktion
auf das Erfassungsergebnis von den Mitteln zur Erfassung des Kraftstoffzustands
und des Kraftstoffaustritts gesteuert wird.
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Insbesondere und bevorzugt steuert
in der oben beschriebenen Kraftstoffversorgungsvorrichtung die Kraftstoffzustands-Steuereinrichtung
wenigstens die Temperatur, den Druck und den Zustand in den Kraftstoff-Aufbewahrungsmitteln,
der Kraftstoffleitung und den Kraftstoffaustritts-Verhinderungsmitteln
in Reaktion auf das Erfassungsergebnis von den Mitteln zur Erfassung
des Kraftstoffzustands und des Kraftstoffaustritts.
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Aus der gegebenen Beschreibung ist
offensichtlich, dass die Kraftstoffversorgungsvorrichtung der vorliegenden
Erfindung ermöglicht,
das Verdampfen und Entweichen des Kraftstoffs zu vermindern, indem
der Kraftstoffzustand in Reaktion auf die Kraftstoffverdamp fung
und den Kraftstoffaustrittszustand in dem Kraftstoff-Aufbewahrungsbehälter und in
der Kraftstoffleitung gesteuert wird, falls ein Kraftstoff mit niedrigem
Siedepunkt verwendet wird, der bei üblichen Temperaturen und atmosphärischen Drücken eine
Dampfphase hat.