DE102007034824A1

DE102007034824A1 - Betriebsverfahren für ein Tankentlüftungssystem eines Kraftfahrzeugs sowie entsprechendes Tankentlüftungssystem

Info

Publication number: DE102007034824A1
Application number: DE102007034824A
Authority: DE
Inventors: Martin Lauterbach
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 2007-07-26
Filing date: 2007-07-26
Publication date: 2009-01-29

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Betriebsverfahren für ein Tankentlüftungssystem eines Kraftfahrzeugs, insbesondere eines solchen mit Hybridantrieb, welches auch ohne Entnahme von Kraftstoff aus einem Kraftstoff-Tank bewegt werden kann, wobei ein Aufbau von Überdruck gegenüber Umgebungsdruck im Tank zugelassen wird, welcher durch Öffnen eines Ventils abbaubar ist, wobei ein Öffnen des Ventils auch in Abhängigkeit von der Temperatur in der Umgebung des Kraftstoff-Tanks erfolgt. Ein entsprechendes Tankentlüftungssystem weist ein mechanisches Überduckventil auf, dessen Öffnungsdruckwert temperaturabhängig veränderbar ist, vorzugsweise indem auf dessen durch seine Federkraft den Öffnungsdruckwert bestimmendes Federelement ein Bimetall-Element oder dgl. einwirkt.

Description

Die Erfindung betrifft ein Betriebsverfahren für ein Tankentlüftungssystem eines Kraftfahrzeugs, insbesondere eines solchen mit Hybridantrieb, welches auch ohne Entnahme von Kraftstoff aus dem Kraftstoff-Tank bewegt werden kann, wobei ein Aufbau von Überdruck gegenüber Umgebungsdruck im Tank zugelassen wird, welcher durch Öffnen eines Ventils abbaubar ist. Ferner betrifft die Erfindung ein Tankentlüftungssystem, mit dem das erfindungsgemäße Betriebsverfahren in vorteilhafter Weise umsetzbar ist. Zum technischen Umfeld wird beispielshalber auf die DE 40 40 895 A1 verwiesen.
Tankentlüftungssysteme sind dem Fachmann grundsätzlich bekannt. In den heute üblichen Kraftfahrzeugen soll sich im wesentlichen kein Überdruck oder Unterdruck (gegenüber Umgebungsdruck) im Kraftstofftank aufbauen, weshalb eine Belüftung desselben über ein sog. Aktivkohlefilter oder dgl. in die Umgebung vorgesehen ist. In diesem Aktivkohlefilter werden bekanntlich leichtflüchtige Kraftstoffbestandteile, die im Tank verdunsten und damit bei abgestelltem Fahrzeug den Aufbau von Überdruck im Tank bewirken würden, einfangen und zu einem späteren Zeitpunkt durch Spülen dieses Aktivkohlefilters mit Umgebungsluft in der das Kraftfahrzeug antreibenden Brennkraftmaschine, zu deren Versorgung der Kraftstofftank vorgesehen ist, verbrannt. Ebenso können die bei einem Befüllen des Kraftstofftanks verdrängten gasförmigen Kraftstoffbestandteile in diesem Aktivkohlefilter zwischengespeichert werden.
Es kann jedoch durchaus erwünscht sein, einen Aufbau von Überdruck im Kraftstofftank – jedenfalls bis zu einer gewissen Höhe, d. h. bis zu einem gewissen Druckwert – zuzulassen. Dieser Überdruck reduziert zum einen die Verdunstungsneigung des Kraftstoffs im Tank; insbesondere jedoch wird damit ein – gegenüber einem stets belüfteten und somit „drucklosem" Tank – kleineres Aktivkohlefilter (mit geringerer Speicherkapazität) benötigt. Diese Vorteile von Überdruck im Tank gelten dabei für sämtliche mit einem Kraftstofftank ausgestatteten Kraftfahrzeuge, insbesondere jedoch für solche mit Hybridantrieb, die bekanntlich längere Wegstrecken ohne jegliche Entnahme von Kraftstoff aus dem Tank zurücklegen können, wobei sich (beispielsweise) aufgrund von hohem Wärmeeintrag durch eine nahe des Tanks angeordnete und durch vorangegangenen Betrieb noch heiße Brennkraftmaschinen-Abgasanlage relativ große Mengen von verdunstenden Kraftstoff-Bestandteilen im Tank bilden können.
Kraftstofftanks von Kraftfahrzeugen können aus verschiedenen Werkstoffen bestehen, üblich ist die Verwendung von Stahl (vorzugsweise Edelstahl) oder geeigneten Kunststoffen. Ein Stahl-Tank ist im Hinblick auf einen Aufbau von Überdruck im Tank grundsätzlich geeigneter als ein Kunststofftank, weist jedoch Nachteile, u. a. hinsichtlich des Gewichts, auf.
Wie die Anforderungen an einen Kraftstofftank, in dem ein Aufbau von Überdruck gegenüber Umgebungsdruck im Tank zugelassen wird, welcher durch Öffnen eines Ventils abbaubar ist, herabgesetzt werden können, so dass beispielsweise auch Kunststoff als Werkstoff, aus dem der Tank gefertigt ist, zum Einsatz kommen kann, soll hiermit aufgezeigt werden (= Aufgabe der vorliegenden Erfindung).
Die Lösung dieser Aufgabe ist für ein Betriebsverfahren nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 dadurch gekennzeichnet, dass ein Öffnen des Ventils auch in Abhängigkeit von der Temperatur in der Umgebung des Kraftstoff-Tanks erfolgt. Ein entsprechendes vorteilhaftes Tankentlüftungssystem ist dadurch gekennzeichnet, dass das Ventil ein mechanisches Überdruckventil ist, dessen Öffnungsdruckwert temperaturabhängig veränderbar ist. Bevorzugt ist dabei der Öffnungsdruckwert durch ein letztlich auf dessen (ansonsten übliches) Federelement einwirkendes Bimetall-Element oder dgl. veränderbar.
In der Erkenntnis, dass ein gewisser Überdruck insbesondere einen Kunststofftank bei höheren Temperaturen stärker belastet als bei niedrigeren Temperaturen, wird ein Abbau von Überdruck im Tank auch in Abhängigkeit von der Temperatur, und zwar der Temperatur in der Umgebung des Kraftstofftanks, vorgeschlagen. Bei höheren Temperaturen kann sich nämlich ein Kunststofftank unter Einwirkung von Überdruck im Tank geringfügig verformen und somit beschädigt werden, was bei niedrigeren Temperaturen, denen der Tank ausgesetzt ist, nicht der Fall ist. Unter Verwendung heutiger üblicher Kunststoffmaterialien für einen Kraftstofftank liegt eine solche kritische Temperatur, oberhalb derer Verformungen des Tanks bei Überdruckwerten in der Größenordnung von 400 mbar, die bspw. an Hybrid-Fahrzeugen, welche auch ohne Entnahme von Kraftstoff aus dem Kraftstoff-Tank bewegt werden können, zu befürchten sind, in der Größenordnung von 45°C. Wäre also sichergestellt, dass in der Umgebung eines Kraftstoffbehälters nie mit höheren Temperaturen als 45°C zu rechnen ist, so könnte ohne weitere aufwändige Anpassungsmaßnahmen ein im wesentlichen herkömmlicher Kraftstofftank aus Kunststoff auch für die Aufnahme von Überdruck in der genannten Höhe vorgesehen werden. Mit dem erfindungsgemäßen Betriebsverfahren ist dies nun auch dann möglich, wenn höhere Temperaturen auftreten; in diesen seltenen Zuständen wird dann erfindungsgemäß der Überdruck durch Öffnen eines Ventils – selbstverständlich vorzugsweise über ein Aktivkohlefilter oder dgl. – abgebaut.
Grundsätzlich kann ein ansteuerbares Tankentlüftungs-Ventil – bspw. im Form eines Elektromagnet-Ventils, zur Umsetzung dieses geschilderten Betriebsverfahrens von einer elektronischen Steuereinheit (unter Auswertung der Signale eines geeignet installierten Temperatursensors) geeignet angesteuert werden; einfacher und insbesondere im Hinblick auf längere Stillstandsphasen des Kraftfahrzeugs, aufgrund derer ein elektrischer Energiespeicher des Fahrzeugs vermehrt belastet werden kann, vorteilhafter ist die Verwendung eines mechanischen Überdruckventils, dessen Öffnungsdruckwert sich temperaturabhängig in der beschriebenen Weise selbsttätig verändert, derart, dass dieser Öffnungsdruckwert bei höheren Temperaturen geringer ist als bei niedrigeren Umgebungstemperaturen. Zwischen den Werten für den Öffnungsdruck und die Temperatur kann dabei eine im wesentlichen lineare Abhängigkeit bestehen. Konkret und einfach realisierbar ist dies bspw., wenn der Öffnungsdruckwert des mechanischen Überdruckventils durch ein letztlich auf dessen (ansonsten wie üblich vorgesehenes und durch seine Federkraft den Öffnungsdruckwert bestimmendes) Federelement einwirkendes Bimetall-Element oder dgl. veränderbar ist, wobei noch darauf hingewiesen sei, dass durchaus eine Vielzahl von Details abweichend von obigen Erläuterungen gestaltet sein kann, ohne den Inhalt der Patentansprüche zu verlassen.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- DE 4040895 A1 [0001]

Claims

Betriebsverfahren für ein Tankentlüftungssystem eines Kraftfahrzeugs, insbesondere eines solchen mit Hybridantrieb, welches auch ohne Entnahme von Kraftstoff aus dem Kraftstoff-Tank bewegt werden kann, wobei ein Aufbau von Überdruck gegenüber Umgebungsdruck im Tank zugelassen wird, welcher durch Öffnen eines Ventils abbaubar ist, dadurch gekennzeichnet, dass ein Öffnen des Ventils auch in Abhängigkeit von der Temperatur in der Umgebung des Kraftstoff-Tanks erfolgt.
Tankentlüftungssystem eines Kraftfahrzeugs, insbesondere eines solchen mit Hybridantrieb, welches auch ohne Entnahme von Kraftstoff aus dem Kraftstoff-Tank bewegt werden kann, wobei ein Aufbau von Überdruck gegenüber Umgebungsdruck im Tank zugelassen wird, welcher durch Öffnen eines Ventils abbaubar ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Ventil ein mechanisches Überdruckventil ist, dessen Öffnungsdruckwert temperaturabhängig veränderbar ist.
Tankentlüftungssystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Öffnungsdruckwert des mechanischen Überdruckventils durch ein letztlich auf dessen durch seine Federkraft den Öffnungsdruckwert bestimmendes Federelement einwirkendes Bimetall-Element oder dgl. veränderbar ist.