DE10014739A1

DE10014739A1 - Tankentlüftungsanlage für ein Kraftfahrzeug und Verfahren zum Betreiben einer solchen

Info

Publication number: DE10014739A1
Application number: DE2000114739
Authority: DE
Inventors: Thorsten Fritz; Dieter Lederer
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2000-03-24
Filing date: 2000-03-24
Publication date: 2001-10-11
Also published as: WO2001073283A1

Abstract

Eine Tankentlüftungsanlage für ein Kraftfahrzeug mit DOLLAR A - einem Kraftstofftank (10), DOLLAR A - einem Adsorptionsfilter (20), das mit dem Kraftstofftank (10) über eine Filterleitung (12) verbunden ist und welches eine Belüftungsleitung (22) aufweist, und DOLLAR A - einem Tankentlüftungsventil (30), das über Ventilleitungen (24, 42) mit dem Saugrohr (40) einer Brennkraftmaschine (44) verbunden ist, DOLLAR A ist dadurch gekennzeichnet, dass in Reihe zu dem Tankentlüftungsventil (30) ein ansteuerbares Absperrmittel (90) angeordnet ist.

Description

Stand der Technik

Die Erfindung betrifft zunächst eine Tankentlüftungsan lage für ein Kraftfahrzeug gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Eine solche Tankentlüftungsanlage geht beispielsweise aus der DE 40 03 751 A1 hervor. Ein Verfahren zur Dichtheitsprüfung einer derartigen Tankentlüftungsanla ge ist beispielsweise aus der DE 196 36 431 A1 oder aus der DE 198 09 384 A1 bekannt.

Aufgrund nationaler und internationaler Vorschriften wird das Einhalten bestimmter Grenzwerte hinsichtlich des Emissionsverhaltens von Fahrzeugen mit Brennkraft maschinen gefordert, insbesondere auch im Hinblick auf die Emission von Kohlenwasserstoffen. In diesem Zusam menhang muss auch der Anteil der über eine Leckage des Tankentlüftungsventils emittierten Kohlenwasserstoffe in Betracht gezogen und möglichst eliminiert werden.

Bei bekannten Tankentlüftungsanlagen wird durch Öffnen des Tankentlüftungsventils (TEV) Kraftstoff, der aus dem Tank ausgegast ist, der Brennkraftmaschine zuge führt, in der er verbrannt wird. Das Tankentlüftungs ventil ist hierzu auf seine Durchflusseigenschaften, nicht jedoch im Hinblick auf seine Dichtheit im ge schlossenen Zustand optimiert. Eine erhebliche Reduzie rung oder gar vollständige Eliminierung einer Leckage des Tankentlüftungsventils kann im Hinblick auf die weitere Optimierung der Durchflusseigenschaften des Tankentlüftungsventils nachteilig sein.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Tankentlüf tungsanlage für ein Kraftfahrzeug dahingehend weiterzu entwickeln, dass Leckagen des Tankentlüftungsventils bei gleichzeitig optimalen Durchflusseigenschaften die ses Ventils vermieden werden können.

Vorteile der Erfindung

Diese Aufgabe wird bei einer Tankentlüftungsanlage für ein Kraftfahrzeug der eingangs beschriebenen Art da durch gelöst, dass in Reihe zu dem Tankentlüftungsven til ein ansteuerbares Absperrmittel angeordnet ist.

Dieses ansteuerbare Absperrmittel verbessert die Ab dichtung des Tanksystems, ganz besonders auch dann, wenn das Tankentlüftungsventil geschlossen ist.

Bei einer vorteilhaften Ausführungsform bildet dieses Absperrmittel mit dem Tankentlüftungsventils eine ein zige Baueinheit.

Bei einer anderen vorteilhaften Ausführungsform ist vorgesehen, dass das Absperrmittel ein separates Ventil ist, das in der Ventilleitung zwischen der Brennkraft maschine und dem Tankentlüftungsventil angeordnet ist.

Das Absperrmittel kann ferner auch ein separates Ventil sein, das in der Ventilleitung zwischen dem Tankentlüf tungsventil und dem Aktivkohlefilter angeordnet ist.

Bei allen Ausführungsformen ist der Maximaldurchfluss des Absperrventils vorteilhafterweise mindestens so groß wie der Maximaldurchfluss des Tankentlüftungsven tils.

Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zur An steuerung eines solchen Absperrventils einer Tankent lüftungsanlage. Diesbezüglich liegt ihr das Problem zu grunde, das Absperrventil in Verbindung mit dem Tank entlüftungsventil so anzusteuern, dass einerseits die Funktion der Tankentlüftungsanlage nicht beeinträchtigt wird, andererseits optimale Dichtheitsprüfungen möglich sind.

Dieses Problem wird dadurch gelöst, dass das Absperr ventil bei folgenden Betriebszuständen:

- bei einer Dichtheitsprüfung

oder

- sowohl bei einer Dichtheitsprüfung als auch bei Stillstand der Brennkraftmaschine

oder

- sowohl bei einer Dichtheitsprüfung als auch bei lau fender Brennkraftmaschine dann, wenn keine Tankent lüftung erfolgt, als auch bei Stillstand der Brenn kraftmaschine

geschlossen und bei allen übrigen Betriebszuständen ge öffnet wird.

Zeichnung

Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung sind Gegen stand der nachfolgenden Beschreibung sowie der zeichne rischen Darstellung eines Ausführungsbeispiels der Er findung.

In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 schematisch eine von der Erfindung Gebrauch machende Tankentlüftungsanlage und

Fig. 2-4 Ablaufdiagramme von Verfahren zur Ansteuerung eines Absperrventils einer erfindungsgemäßen Tankentlüftungsanlage.

Beschreibung eines Ausführungsbeispiels

Ein Ausführungsbeispiel einer Tankentlüftungsanlage ei nes Karftfahrzeugs, dargestellt in Fig. 1, umfasst ei nen Tank 10, ein Adsorptionsfilter 20, beispielsweise ein Aktivkohlefilter, das mit dem Tank 10 über eine Filterleitung 12 verbunden ist und eine mit der Umge bung verbindbare Belüftungsleitung 22 aufweist, sowie ein Tankentlüftungsventil 30, das einerseits mit dem Adsorptionsfilter 20 über eine Ventilleitung 24 und an dererseits mit einem Saugrohr 40 einer Brennkraftma schine 44 über eine Ventilleitung 42 verbindbar ist. In der Ventilleitung 42 ist ein durch eine Schaltungsein heit 60 ansteuerbares Absperrventil 90 angeordnet, auf das weiter unten näher eingegangen wird.

Durch Verdunstung enstehen in dem Tank 10 Kohlenwasser stoffe, die sich in dem Adsorptionsfilter 20 anlagern. Zur Regenerierung des Adsorptionsfilters 20 wird das Tankentlüftungsventil 30 geöffnet, so dass aufgrund des in dem Saugrohr 40 herrschenden Unterdrucks Luft der Atmosphäre durch das Adsorptionsfilter 20 gesaugt wird, wodurch die in dem Adsorptionsfilter 20 angelagerten Kohlenwasserstoffe in das Saugrohr 40 gesaugt und der Brennkraftmaschine 44 zugeführt werden.

Um die Funktionsfähigkeit einer solchen Tankentlüf tungsanlage diagnostizieren zu können, ist eine Pumpe 50 vorgesehen, die beispielsweise von einem Elektromo tor (nicht dargestellt) angetrieben wird. Die Pumpe wird von der Schaltungseinheit 60 angesteuert. Der Pum pe 50 nachgeschaltet ist ein Umschaltventil 70, bei spielsweise in Form eines 3/2-Wegeventils, wie in Fig. 1 dargestellt. Parallel zu diesem Umschaltventil 70 ist in einem separaten Zweig 80 ein Referenzleck 81 ange ordnet. Die Größe des Referenzlecks 81 ist so gewählt, dass sie der Größe eines zu erfassenden Lecks ent spricht. Dieses Referenzleck kann beispielsweise auch Bestandteil des Umschaltventils 70 sein, etwa durch ei ne Kanalverengung oder dergleichen, so dass in diesem Falle ein zusätzlicher Referenzzweig 80 entfallen kann (nicht dargestellt).

Zur Dichtheitsprüfung der Tankentlüftungsanlage wird die Pumpe 50 betätigt und dadurch abwechselnd in die Tankentlüftungsanlage und - durch Umschalten des Ven tils 70 - in das Referenzleck 81 ein Überdruck einge bracht. Hierbei wird beispielsweise der dem Pumpenmotor zuzuführende Strom I_M, der bei einem Spannungsabfall über einen Widerstand R_M fließt, erfasst und der Schal tungseinheit 60 zugeführt. Aufgrund des zeitlichen Ver laufs des so erfassten Stroms I_M kann auf an sich be kannte und beispielsweise in der DE 196 36 431 A1 oder DE 198 09 384 A1, auf die vorliegend Bezug genommen wird, erläuterte Weise auf die Dichtheit der Tankent lüftungsanlage geschlossen werden.

Eine eventuell an dem Tankentlüftungsventil 30 auftre tende Leckage würde nun beispielsweise eine solche Dichtheitsprüfung stören. Eine Leckage des Tankentlüftungsventils 30 würde sich darüber hinaus nachteilig auf die Gesamtemissionen eines Fahrzeugs auswirken.

Um diese Nachteile zu vermeiden, ist das Absperrventil 90 vorgesehen, das durch die Schaltungseinheit 60 an steuerbar ist.

Dieses Absperrventil 90 ist hinsichtlich seiner Ab sperreigenschaften optimiert, wohingegen das Tankent lüftungsventil 30 hinsichtlich seiner Durchflusseigen schaften, nicht jedoch hinsichtlich seiner Absperrei genschaften optimiert ist. Das Absperrventil 90 kann beispielsweise, wie in Fig. 1 dargestellt, zwischen der Brennkraftmaschine 44 und dem Tankentlüftungsventil 30 angeordnet sein, es kann aber auch zwischen dem Tan kentlüftungsventil 30 und dem Aktivkohlefilter 20 ange ordnet sein (nicht dargestellt). Es kann schließlich auch mit dem Tankentlüftungsventil 30 eine Baueinheit bilden.

Das Absperrventil 90 ist so ausgebildet, dass sein Ma ximaldurchfluss im geöffneten Zustand wenigstens dem Maximaldurchfluss des Tankentlüftungsventils 30 in des sen völlig geöffnetem Zustand entspricht.

In Fig. 2-4 sind Verfahren zur Ansteuerung des Absperr ventils 90 in Form von Ablaufdiagrammen dargestellt.

Es existieren mehrere Möglichkeiten, das Absperrventil 90 anzusteuern. Bei einem ersten Ausführungsbeispiel eines Verfahrens zur Ansteuerung des Absperrventils 90, dargestellt in Fig. 2, wird in Schritt 201 geprüft, ob eine Dichtheitsprüfung vorliegt. Trifft dies zu, wird das Absperrventil 90 geschlossen (Schritt 202), trifft dies nicht zu, wird es geöffnet (Schritt 205). Sowohl nach dem Schritt 202 "Schließen" als auch nach dem Schritt 205 "Öffnen" erfolgt die Abfrage, ob eine Dichtheitsprüfung vorliegt (Schritt 201) von neuem. Die Verfahrensschritte werden mit anderen Worten zyklisch durchlaufen, wobei kontinuierlich geprüft wird, ob eine Dichtheitsprüfung vorliegt.

Bei einem anderen Ausführungsbeispiel eines Verfahrens zum Ansteuern des Absperrventils 90, dargestellt in Fig. 3, wird zunächst in Schritt 301 geprüft, ob eine Dichtheitsprüfung vorliegt. Ist dies der Fall, wird das Absperrventil 90 geschlossen (Schritt 302), ist dies nicht der Fall, wird geprüft, ob ein Stillstand der Brennkraftmaschine vorliegt. Trifft dies zu, wird das Absperrventil 90 geschlossen (Schritt 302), ist dies nicht der Fall, wird das Absperrventil 90 geöffnet (Schritt 305). Auch in diesem Falle werden die Abfra gen, ob eine Dichtheitsprüfung oder ein Stillstand der Brennkraftmaschine vorliegt, zyklisch durchlaufen, so dass nach einem Schließen (Schritt 302) und nach einem Öffnen (Schritt 305) des Absperrventils 90 die Schritte 301 (Abfrage, ob eine Dichtheitsprüfung vorliegt) sowie 303 (Abfrage, ob Stillstand der Brennkraftmaschine vor liegt) erneut durchlaufen werden. Bei dieser Ausfüh rungsform wird das Absperrventil 90 daher sowohl bei einer Dichtheitsprüfung als auch bei einem Stillstand der Brennkraftmaschine geschlossen.

Bei einer dritten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens, dargestellt in Fig. 4, wird zunächst in ei nem Schritt 401 überprüft, ob eine Dichtheitsprüfung vorliegt. Wenn dies der Fall ist, wird das Absperrven til 90 in Schritt 402 geschlossen. Ist dies nicht der Fall, wird in einem Schritt 403 überprüft, ob ein Stillstand der Brennkraftmaschine vorliegt. Trifft dies zu, wird das Absperrventil 90 geschlossen, trifft dies nicht zu, wird in einem Schritt 404 geprüft, ob eine Tankentlüftung stattfindet. Ist dies nicht der Fall, wird das Absperrventil 90 wiederum geschlossen, ist dies jedoch der Fall, wird es geöffnet. Auch diese Ver fahrensschritte werden zyklisch durchlaufen.

Das Absperrventil 90 ist daher mit anderen Worten ge schlossen:

- bei einer Dichtheitsprüfung. Dies ermöglicht eine Steigerung der Trennschärfe einer Dichtheitsprüfung, da eventuell auftretende Leckagen des Tankentlüf tungsventils 30 auf diese Weise die Dichtheitprüfung nicht beeinträchtigen

oder

- sowohl bei einer Dichtheitsprüfung als auch bei ei nem Stillstand der Brennkraftmaschine, um so zusätz lich ein Ausgasen des Kraftstoffs bei undichtem Tan kentlüftungsventil 30 in die Umgebung zu verhindern

oder

- sowohl bei einer Dichtheitsprüfung als auch bei lau fender Brennkraftmaschine dann, wenn keine Tankentlüftung erfolgt, als auch bei Stillstand der Brenn kraftmaschine.

Der Vorteil der oben beschriebenen Tankentlüftungsanla ge und des Verfahrens zur Ansteuerung des Absperrven tils 90 dieser Tankentlüftungsanlage liegt in der ein fachen technischen Realisierung. Insbesondere können mit einfachen Baumaßnahmen bestehende Tankentlüftungs anlagen nachgerüstet werden. Die Tankentlüftungsanlage und das Verfahren zur Ansteuerung des zu dem Tankent lüftungsventil 30 in Reihe geschalteten Absperrventils 90 ermöglichen einerseits eine Steigerung der Trenn schärfe der Dichtheitsprüfung, andererseits wird ein Ausgasen schädlicher Kraftstoffdämpfe in die Umgebung bei leckendem Tankentlüftungsventil 30 verhindert.

Claims

1. Tankentlüftungsanlage für ein Kraftfahrzeug mit

- einem Kraftstofftank (10),
- einem Adsorptionsfilter (20), das mit dem Kraft stofftank (10) über eine Filterleitung (12) ver bunden ist und welches eine Belüftungsleitung (22) aufweist, und
- einem Tankentlüftungsventil (30), das über Ven tilleitungen (24, 42) mit dem Saugrohr (40) ei ner Brennkraftmaschine (44) verbunden ist,

dadurch gekennzeichnet, dass in Reihe zu dem Tank entlüftungsventil (30) ein ansteuerbares Absperr mittel (90) angeordnet ist.

2. Tankentlüftungsanlage nach Anspruch 1, dadurch ge kennzeichnet, dass das ansteuerbare Absperrmittel (90) eine Baueinheit mit dem Tankentlüftungsventil (30) bildet.

3. Tankentlüftungsanlage nach Anspruch 1, dadurch ge kennzeichnet, dass das ansteuerbare Absperrmittel (90) ein separates Ventil ist, das in der Ventil leitung (42) zwischen der Brennkraftmaschine (44) und dem Tankentlüftungsventil (30) angeordnet ist.

4. Tankentlüftungsanlage nach Anspruch 1, dadurch ge kennzeichnet, dass das ansteuerbare Absperrmittel (90) ein separates Ventil ist, das in der Ventil leitung (24) zwischen dem Tankentlüftungsventil (30) und dem Aktivkohlefilter (20) angeordnet ist.

5. Tankentlüftungsanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Maximal durchfluss des ansteuerbaren Absperrmittels (90) mindestens so groß ist wie der Maximaldurchfluss des Tankentlüftungsventils (30).

6. Verfahren zur Ansteuerung eines Absperrmittels (90) einer Tankentlüftungsanlage gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Absperrmittel (90) bei folgenden Betriebszu ständen:

- bei einer Dichtheitsprüfung

oder

- sowohl bei einer Dichtheitsprüfung als auch bei einem Stillstand der Brennkraftmaschine (44)

oder

- sowohl bei einer Dichtheitsprüfung als auch bei laufender Brennkraftmaschine dann, wenn keine Tankentlüftung erfolgt, als auch bei einem Stillstand der Brennkraftmaschine

geschlossen und in allen anderen Betriebszuständen geöffnet wird.