DE102007031347A1

DE102007031347A1 - Betriebsverfahren für ein wahlweise von einer Brennkraftmaschine und/oder von einem weiteren Motor antreibbares Kraftfahrzeug

Info

Publication number: DE102007031347A1
Application number: DE200710031347
Authority: DE
Inventors: Stefan Demmer; Marc-Tell Lammich
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 2007-07-05
Filing date: 2007-07-05
Publication date: 2009-01-15

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Betriebsverfahren für ein Kraftfahrzeug, das wahlweise von einer Brennkraftmaschine, die aus einem Kraftstofftank des Fahrzeugs mit Kraftstoff versorgt wird, und/oder von einem weiteren Motor, der nicht mit Kraftstoff aus dem Kraftstofftank betrieben wird, angetrieben werden kann, wobei vom Kraftstofftank eine absperrbare Entlüftungsleitung abzweigt, die letztlich im Ansaugtrakt der Brennkraftmaschine mündet. In Betriebszuständen, in denen die Brennkraftmaschine nicht zum Antrieb des Fahrzeugs verwendet wird und in denen sich im Kraftstofftank ein nicht tolerierbarer Überdruck aufbaut oder mit gewisser Wahrscheinlichkeit aufbauen könnte, wird dieser Aufbau von Überdruck durch Öffnen der genannten Entlüftungsleitung und Verbrennen der dabei aus dem Kraftstofftank abgeführten gasförmigen Kraftstoffbestandteile in der Brennkraftmaschine und/oder in deren Abgasanlage verhindert. Vorzugsweise wird die Brennkraftmaschine zum Verbrennen der aus dem Kraftstofftank abgeführten gasförmigen Kraftstoffbestandteile über den Antriebsstrang des Kraftfahrzeugs angeschleppt, jedoch unterhalb ihrer Startdrehzahl gehalten.

Description

Die Erfindung betrifft ein Betriebsverfahren für ein Kraftfahrzeug, das wahlweise von einer Brennkraftmaschine, die aus einem Kraftstofftank des Fahrzeugs mit Kraftstoff versorgt wird und/oder von einem weiteren Motor, der nicht mit Kraftstoff aus dem Kraftstofftank betrieben wird, angetrieben werden kann, wobei vom Kraftstofftank eine absperrbare Entlüftungsleitung abzweigt, die letztlich im Ansaugtrakt der Brennkraftmaschine mündet. Zum technischen Umfeld wird beispielshalber auf die nicht vorveröffentlichte deutsche Patentanmeldung 10 2007 001 545 verwiesen.
Die derzeit in Serie befindlichen Kraftstofftanks von lediglich von einer Brennkraftmaschine angetriebenen Personenkraftwagen werden praktisch kontinuierlich belüftet, um ein Entstehen von Überdruck im Kraftstofftank, hervorgerufen durch wärmebedingte Verdunstung des Kraftstoffs, zu verhindern. Solange die Brennkraftmaschine in Betrieb ist, könnten die sich im Kraftstofftank sammelnden gasförmigen Kraftstoffbestandteile direkt der Brennkraftmaschine zur Verbrennung zugeführt werden, ansonsten bzw. üblicherweise werden diese – um ein unkontrolliertes Entweichen in die Umgebung zu vermeiden – ggf. in einem sog. Aktivkohlefilter oder dgl. zwischen gespeichert, welcher dann bei Betrieb der Brennkraftmaschine gespült und somit regeneriert wird.
Bei sog. Hybrid-Fahrzeugen, die sowohl von einer Brennkraftmaschine als auch von einem Elektromotor jeweils alleine über eine längere Strecke angetrieben werden können, können während des Fahrzeug-Antriebs alleine durch den Elektromotor in der dann still gesetzten Brennkraftmaschine keine gasförmigen, aus dem Kraftstofftank abgeführten gasförmigen Kraftstoffbe standteile verbrannt werden. Daher kann dann jedenfalls bei vollständig beladenem Aktivkohlefilter keine Entlüftung des Kraftstoffbehälters erfolgen, weswegen bspw. an einem Hybridfahrzeug der Firma Toyota ein sog. Drucktank verbaut ist, d. h. ein Kraftstofftank, der ebenso wie ggf. betroffene Bauelemente der zugehörigen Kraftstoffversorgungsanlage einem Überdruck im Tank bzw. im System bis zu einer gewissen Höhe sicher Stand halten kann.
Ein Drucktank bzw. ein entsprechend angepasstes System ist jedoch relativ aufwändig, weshalb hiermit eine einfachere Maßnahme zur Lösung der geschilderten Problematik aufgezeigt werden soll (= Aufgabe der vorliegenden Erfindung).
Die Lösung dieser Aufgabe ist für ein Betriebsverfahren nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 dadurch gekennzeichnet, dass in Betriebszuständen, in denen die Brennkraftmaschine nicht zum Antrieb des Fahrzeugs verwendet wird und in denen sich im Kraftstofftank ein nicht tolerierbarer Überdruck aufbaut oder mit gewisser Wahrscheinlichkeit aufbauen könnte, dieser Aufbau von Überdruck durch Öffnen der genannten Entlüftungsleitung und Verbrennen der dabei aus dem Kraftstofftank abgeführten gasförmigen Kraftstoffbestandteile in der Brennkraftmaschine und/oder in deren Abgasanlage verhindert wird. Vorteilhafte Weiterbildungen sind Inhalt der Unteransprüche.
Vorgeschlagen wird somit, auch bei einem sog. Hybrid-Fahrzeug, also bei einem Kraftfahrzeug, das anstelle von einer weiterhin vorhandenen Antriebs-Brennkraftmaschine von einem anderem Motor, beispielsweise einem Elektromotor, antreibbar ist, im Fahrbetrieb dampfförmige Kraftstoffbestandteile aus dem Kraftstofftank in der Brennkraftmaschine und/oder in deren Abgasanlage zu verbrennen, indem die Brennkraftmaschine nur zu diesem Zweck (und somit nicht zwangsweise vollständig funktionsfähig) in Betrieb genommen wird, wenn dies zum Verhindern bzw. zum Abbau von ansonsten im Kraftstofftank entstehendem Überdruck bzw. möglicherweise entstehenden Druckspitzen erforderlich ist. Wenn also festgestellt wird, dass sich im nach außen hermetisch abgeschlossenen Kraftstofftank ein Überdruck – hervorgerufen durch Verdunstungsprozesse – aufbaut oder zumindest mit einer gewissen Wahrscheinlichkeit aufbauen könnte, so wird ein Entlüften des Kraftstofftanks zugelassen, jedoch nicht direkt in die Umgebung, sondern über die Brennkraftmaschine, in welcher oder anschließend daran in deren Abgasanlage, die mit einer bspw. bzw. vorzugsweise katalytischen Abgasnachbehandlungsvorrichtung ausgerüstet ist, die aus dem Kraftstofftank abgeführten gasförmigen Kraftstoffbestandteile verbrannt werden. Eine Belastung der Umwelt mit unverbrannten Kraftstoffbestandteilen ist somit ausgeschlossen und gleichzeitig wird hiermit auf einfachste Weise verhindert, dass sich im Kraftstofftank ein Überdruck aufbaut, weshalb keine spezielle Auslegung und Gestaltung eines Drucktanks sowie einer bis zu einem gewissen Überdruck einsatzfähigen Kraftstoffversorgungsanlage erforderlich ist.
Was dabei die genannte Wahrscheinlichkeit betrifft, dass sich im Kraftstofftank ein Überdruck aufbauen könnte, so lassen sich zur Ermittlung dieser Wahrscheinlichkeit unter Berücksichtigung der aktuellen Einsatz- und Randbedingungen einfache Rechenmodelle finden, d. h. es ist durchaus möglich, die Wahrscheinlichkeit für einen Druckaufbau im Kraftstofftank anhand insbesondere des Tankinhalts sowie der Temperatur(en) in der Umgebung des Kraftstofftanks zu berechnen, wobei weitere Randbedingungen, wie Betriebszeiten etc. ebenfalls in diese Berechnung mit einfließen können. Alternativ oder auch parallel hierzu kann die Überwachung, ob sich im Kraftstofftank ein Überdruck bilden könnte, in einfacher Weise mittels eines im Kraftstofftank vorgesehenen Druckfühlers erfolgen.
Vorzugsweise wird die Brennkraftmaschine zum Verbrennen der aus dem Kraftstofftank abgeführten gasförmigen Kraftstoffbestandteile über den Antriebsstrang des Kraftfahrzeugs angeschleppt, jedoch unterhalb ihrer Startdrehzahl gehalten, denn ein eigenständiger Betrieb der Brennkraftmaschine, in dem diese sich selbst auf Leerlaufdrehzahl oder noch höherer Drehzahl am Laufen hält, ist nur zum Zwecke des Verbrennens von Kraftstoff nicht erforderlich. Neben der Zufuhr der gasförmigen Kraftstoffbestandteile sowie einer zu deren Verbrennung benötigten Luftmasse sollte jedoch eine geeignete Zündung dieses Gemischs in den Brennräumen der Brennkraftmaschine erfolgen. Gesteuert wird all dies von einer elektronischen Steuereinheit, die insbesondere auch ein Ventil oder dergleichen in der genannten vom Kraftstofftank letztlich in den Ansaugtrakt der Brennkraftmaschine führenden Entlüftungsleitung auf Durchgang schaltet, wenn dies zum Abbau bzw. zum Verhindern von Druckspitzen bzw. Überdruck im Kraftstofftank erforderlich ist. Vorzugsweise erfolgt das Verbrennen von gasförmigen Kraftstoffbestandteilen aus dem Kraftstofftank im Falle eines drohenden Aufbaus von Überdruck im Tank durch Anschleppen der Brennkraftmaschine über den Antriebsstrang des Fahrzeugs ins solchen Betriebsphasen, in denen das Fahrzeug für seine Fortbewegung nicht angetrieben wird (also im sog. Schubbetrieb) oder wenn das Fahrzeug abgebremst werden soll. Die zum Anschleppen der Brennkraftmaschine benötigte Energie ist in diesen Betriebsphasen quasi als überschüssige Energie, die andernfalls nur noch (ggf. nach Energieumwandlung) in einem Speicher gespeichert werden könnte, vorhanden. Der Energieverbrauch des Fahrzeugs wird somit (mit Ausnahme des Verbrennens der gasförmigen Kraftstoffbestandteile, wobei hierbei in der Brennkraftmaschine ggf. freigesetzte mechanische Energie zu berücksichtigen ist) nicht in nennenswertem Umfang erhöht. Das besagte Anschleppen der Brennkraftmaschine über den Antriebsstrang kann dabei über das Schließen einer entsprechenden Kupplung erfolgen, jedoch kann dies sowie eine Vielzahl weiterer Details durchaus abweichend von obigen Erläuterungen gestaltet sein, ohne den Inhalt der Patentansprüche zu verlassen.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

- DE 102007001545 [0001]

Claims

Betriebsverfahren für ein Kraftfahrzeug, das wahlweise von einer Brennkraftmaschine, die aus einem Kraftstofftank des Fahrzeugs mit Kraftstoff versorgt wird und/oder von einem weiteren Motor, der nicht mit Kraftstoff aus dem Kraftstofftank betrieben wird, angetrieben werden kann, wobei vom Kraftstofftank eine absperrbare Entlüftungsleitung abzweigt, die letztlich im Ansaugtrakt der Brennkraftmaschine mündet, dadurch gekennzeichnet, dass in Betriebszuständen, in denen die Brennkraftmaschine nicht zum Antrieb des Fahrzeugs verwendet wird und in denen sich im Kraftstofftank ein nicht tolerierbarer Überdruck aufbaut oder mit gewisser Wahrscheinlichkeit aufbauen könnte, dieser Aufbau von Überdruck durch Öffnen der genannten Entlüftungsleitung und Verbrennen der dabei aus dem Kraftstofftank abgeführten gasförmigen Kraftstoffbestandteile in der Brennkraftmaschine und/oder in deren Abgasanlage verhindert wird.
Betriebsverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Brennkraftmaschine zum Verbrennen der aus dem Kraftstofftank abgeführten gasförmigen Kraftstoffbestandteile über den Antriebsstrang des Kraftfahrzeugs angeschleppt, jedoch unterhalb ihrer Startdrehzahl gehalten wird.
Betriebsverfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der im Kraftstofftank herrschende Druck mittels eines Druckfühlers oder rechnerisch überwacht wird.