DE102008016079A1 - Entlüftungseinrichtung für einen Kraftstoffbehälter - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Entlüftungseinrichtung für einen Kraftstoffbehälter eines Kraftfahrzeugs. Diese besitzt mindestens eine Entlüftungsleitung zur Betankungs- beziehungsweise Betriebsentlüftung, die über wenigstens zwei Kraftstoffdampfauffangbehälter geführt ist, wobei eine Ventileinrichtung zwischen den Kraftstoffbehälter und die Kraftstoffdampfauffangbehälter geschaltet ist. Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Ventileinrichtung die Entlüftungsleitung des Kraftstoffbehälters zur Betriebsentlüftung mit einem ersten Kraftstoffdampfauffangbehälter und zur Betankungsentlüftung mit einem zweiten Kraftstoffdampfauffangbehälter verbindet.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Entlüftungseinrichtung für einen Kraftstoffbehälter eines Kraftfahrzeugs nach dem Oberbegriff des ersten und/oder des zweiten Anspruchs.
  • Es ist bereits bekannt, einen Kraftfahrzeugkraftstofftank mit einer Entlüftungseinrichtung zu versehen, die aus einer Betankungsentlüftungsleitung und einer Betriebsentlüftungsleitung besteht. Dabei sind Betankungs- und Betriebsentlüftungsleitung über ein gemeinsames Mehrwegventil zu einem Kraftstoffdampfauffangbehälter geführt. Das Mehrwegventil wird durch Einführen einer Zapfpistole in den Einfüllstutzen von einer Betriebsstellung, in welcher die Betriebsentlüftungsleitung geöffnet und die Betankungsentlüftungsleitung geschlossen ist, in eine Betankungsstellung, in welcher die Betankungsentlüftungsleitung geöffnet und die Betriebsentlüftungsleitung geschlossen ist, umgeschaltet.
  • Die EP 0 882 617 A2 beschreibt unter anderem eine solche Entlüftungseinrichtung, bei der das Mehrwegventil in der Verbindung zwischen Kraftstofftank und Aktivkohlebehälter eingebaut ist.
  • Die US 5,697,348 beschreibt ein Kraftstoffdampf-Management-System mit zwei Aktivkohlebehältern, die durch eine Ventileinrichtung beim Beladen in Serie zur besseren Absorption und beim Spülen parallel zur widerstandsärmeren Desorption geschaltet werden.
  • Bisher sind Aktivkohlefilter bei ORVR Betankungssystemen, die die beim Betanken auftretenden Kraftstoffdämpfe im Fahrzeug aufnehmen, in einem relativ großen Aktivkohlebehälter untergebracht. Die Masse der Kraftstoffdämpfe, die beim Betanken entsteht und damit im Aktivkohlefilter aufge nommen werden muss, liegt bei etwa 1,2 bis 1,5 Gramm pro betanktem Liter. Daraus ergibt sich ein Aktivkohlefiltervolumen von 2 bis 3,5 Liter.
  • Dieses große Aktivkohlefiltervolumen ist beim Spülvorgang in einem begrenzten Fahrzyklus nicht einfach leer zu spülen, da dazu sehr viel Spülluft nötig ist. Zusätzlich soll der Aktivkohlefilter noch die Betriebsentlüftungsemissionen, zum Beispiel durch Kraftstofferwärmung bei in der Sonne abgestelltem Kraftfahrzeug, aufnehmen.
  • Aufgabe der Erfindung ist es, eine Entlüftungseinrichtung für einen Kraftstoffbehälter bereitzustellen, die bei einfachem Aufbau preiswert herzustellen ist und mit der der Aktivkohlebehälter auch mit kurzen Spülzeiten und auch mit verhältnismäßig wenig Spülluft zuverlässig leer gespült werden kann.
  • Die Aufgabe wird mit den Merkmalen der Ansprüche 1 und/oder 2 gelöst. Weitere Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
  • Nach der Erfindung ist eine Entlüftungseinrichtung für einen Kraftstoffbehälter eines Kraftfahrzeugs mit mindestens einer Entlüftungsleitung zur Betankungs- beziehungsweise Betriebsentlüftung, die über wenigstens zwei Kraftstoffdampfauffangbehälter geführt ist, wobei eine Ventileinrichtung zwischen den Kraftstoffbehälter und die Kraftstoffdampfauffangbehälter geschaltet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Ventileinrichtung die Entlüftungsleitung des Kraftstoffbehälters zur Betriebsentlüftung mit einem ersten Kraftstoffdampfauffangbehälter und zur Betankungsentlüftung mit einem zweiten Kraftstoffdampfauffangbehälter verbindet.
  • Alternativ oder zusätzlich kann nach der Erfindung die Entlüftungseinrichtung für einen Kraftstoffbehälter eines Kraftfahrzeugs wenigstens eine Spülleitung zur Entleerung mindestens je eines Kraftstoffdampfauffangbehälters der Betankungs- beziehungsweise Betriebsentlüftung aufweisen, wobei eine Ventileinrichtung zwischen der Spülleitung und den Kraftstoffdampfauffangbehältern vorgesehen ist, die dadurch gekennzeichnet ist, dass sie entweder den Kraftstoffdampfauffangbehälter der Betankungsentlüftung oder den Kraftstoffdampfauffangbehälter der Betriebsentlüftung mit der Spülleitung verbindet.
  • Das Aufteilen der Betankungsemissionen und der Betriebsemissionen des Kraftstoffbehälters auf zwei Aktivkohlebehälter hat den Vorteil, dass für diese, steuerbar über die Ventileinrichtung, verschiedene Spülstrategien vorgesehen werden können. Zum Beispiel ist folgende Spülstrategie über zwei separate Spülluftleitungen und ein Tankentlüftungsventil oder über eine Spülluftleitung, ein Umschaltventil und ein Tankentlüftungsventil vorteilhaft:
    Bei Normalbetrieb, das heißt, bei Betrieb des Verbrennungsmotors ohne vorherigen Tankvorgang, wird primär der Kraftstoffdampfauffangbehälter für Betriebsemissionen regeneriert. Der Kraftstoffdampfauffangbehälter für die Betankungsentlüftung wird nur gelegentlich auf eventuelle Beladung, erkennbar über Lambda Abweichung, geprüft. Durch diese Prüfung kann ein defektes Umschaltventil erkannt werden. Der Spülbetrieb des Kraftstoffdampfauffangbehälters für Betankungsentlüftung erfolgt nach einer Tankerkennung. Wurde der Kraftstofftank befüllt, dann wird primär der Kraftstoffdampfauffangbehälter für Betankungsentlüftung regeneriert und zwischendurch der Kraftstoffdampfauffangbehälter für Betriebsentlüftung auf Beladung geprüft.
  • Sobald dem Kraftstoffdampfauffangbehälter für Betankungsentlüftung eine bestimmte Spülluftmenge zur Regeneration zugeführt wurde, wird wieder auf Normalbetrieb umgeschaltet. Da insbesondere bei hoher Beladung der Kraftstoffdampfauffangbehälter die Spülrate reduziert werden muss, um einen ruhigen Leerlauf des Verbrennungsmotors zu gewährleisten, wird ein stark beladener Kraftstoffdampfauffangbehälter mit kurzen Spülzeitraten gespült. Erst wenn die Beladung geringer wird, kann die Spülrate oder die Spülzeit steigen. Wenn ein Kraftstoffdampfauffangbehälter relativ leer und ein Kraftstoffdampfauffangbehälter relativ voll ist, wird der volle Kraftstoffdampfauffangbehälter mit geringer Spülrate bzw. Spülzeit und der relativ leere mit hoher Spülrate bzw. Spülzeit gespült. Dadurch werden die so genannten „bleeding emissions”, die Restemissionen eines leer gespülten Kraftstoffdampfauffangbehälters durch die Öffnung zur Atmosphäre hin, reduziert und die gesamte Spülluftmenge des Systems steigt.
  • Der Wechsel zwischen den Spülpfaden kann direkt am, insbesondere gemeinsamen, Gehäuse der Kraftstoffdampfauffangbehälter über die Ventileinrichtung erfolgen. Dann muss aber ein Tankschutzventil in die Entlüftungsleitung eingefügt werden, das verhindert, dass statt Spülluft das Gas aus dem Kraftfahrzeugtank abgesaugt wird.
  • Die Ventileinrichtung kann aus einem Umschaltventil bestehen, das für die Betankung wahlweise, mechanisch über die Stellung der Tankklappe oder elektrisch über die Erkennung der Tankklappenposition, angesteuert wird. Alternativ kann die Position des Tankdeckels oder eine eingesteckte Zapfpistole erkannt werden.
  • Weitere vorteilhafte Ausführungen der Erfindung sehen vor, dass die Ventileinrichtung durch Öffnen des Tankdeckels oder der Tankdeckelverkleidung oder durch Einführen der Tank-Zapfpistole in den Einfüllstutzen zur Sperrung der Betriebsentlüftungsleitung betätigt wird. Dabei kann die Betätigung mechanisch erfolgen, insbesondere über einen Bowdenzug durch Öffnen des Tankdeckels oder der Tankdeckelverkleidung oder durch Einführen der Tank-Zapfpistole in den Einfüllstutzen. Vorteilhafterweise kann die Ventileinrichtung dadurch an irgendeiner günstigen Stelle platziert werden. Die Bowdenzugbetätigung ermöglicht dies.
  • Des Weiteren ist sowohl beim Spülen der Kraftstoffdampfauffangbehälter, als auch beim Entlüften des Kraftstoffbehälters, der Zugang zum jeweils nicht durch die Ventileinrichtung verbundenen Kraftstoffdampfauffangbehälter, insbesondere durch die Ventileinrichtung, zu schließen.
  • Von besonderem Vorteil ist die Entlüftungseinrichtung bei ihrer Verwendung in einem Hybridfahrzeug. Durch die Fahrtanteile mit nicht verbrennungsmotorischem Antrieb ist hier die Menge der zur Verfügung stehenden Spülluft weiter reduziert und im Fahrzeitanteil eingeschränkt verfügbar, was über die beschriebene Spülstrategie ausgeglichen werden kann.
  • Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung beschreibt die nachfolgende Beschreibung mit der zugehörigen Zeichnung. Die einzige Figur zeigt, als schematische Skizze gezeichnet, eine erfindungsgemäße Entlüftungseinrichtung für einen Kraftstoffbehälter. Weitere zwei von drei möglichen Betriebszuständen sind in die Figur gestrichelt bzw. strichpunktiert eingezeichnet.
  • Ein Kraftstoffbehälter 1, eines nicht gezeichneten Kraftfahrzeugs, ist mit einer Betankungs- und Betriebsentlüftungsleitung 2 mit integriertem Tankschutzventil 7 bestückt, die über ein Umschaltventil 3 vom Kraftstoffbehälter 1 über jeweils einen ersten oder einen zweiten Kraftstoffdampfauffangbehälter 4, 5 und nachfolgend über einen Staubfilter 6 in die Atmosphäre geführt ist. Das Umschaltventil 3 verbindet die Betankungs- und Betriebsentlüftungsleitung 2 entweder mit dem ersten Kraftstoffdampfauffangbehälter 4 zur Betriebsentlüftung oder mit dem zweiten Kraftstoffdampfauffangbehälter 5 zur Betankungsentlüftung, während der jeweils andere Kraftstoffdampfauffangbehälter 5, 4 durch das Umschaltventil 3 geschlossen gehalten wird.
  • Zur Entleerung der beiden Kraftstoffdampfauffangbehälter 4, 5 ist eine Spülleitung 8 (Betriebszustand strichpunktiert gezeichnet) vorgesehen, die von der Betankungs- und Betriebsentlüftungsleitung 2 abzweigt und in Richtung des Pfeils über ein nicht gezeichnetes Tankentlüftungsventil zum nicht gezeichneten Kraftfahrzeugmotor geführt ist. Dabei verbindet das Umschaltventil 3 entweder den ersten Kraftstoffdampfauffangbehälter 4 der Betriebsentlüftung (Umschaltventil 3, Betriebszustand mit durchgezogener Linie eingezeichnet) oder den zweiten Kraftstoffdampfauffangbehälter 5 (Umschaltventil 3, Betriebszustand mit gestrichelter Linie eingezeichnet) der Betankungsentlüftung mit der Spülleitung, während der jeweils andere Kraftstoffdampfauffangbehälter 5, 4 durch das Umschaltventil 3 geschlossen gehalten wird.
  • Beim Betanken des Kraftfahrzeugs kann das Umschaltventil 3 auch zum Beispiel durch das Öffnen einer nicht gezeichneten Tankdeckelverkleidung zur Sperrung der zum ersten Kraftstoffdampfauffangbehälter 4 hin führenden Betriebsentlüftungsleitung 9 und zur Freigabe der zum zweiten Kraftstoffdampfauffangbehälter 5 hin führenden Betankungsentlüftungsleitung 10 veranlasst werden. Genauso ist es möglich, das Umschaltventil 3 durch Öffnen eines nicht gezeichneten Tankdeckels oder durch Einführen einer nicht gezeichneten Tank-Zapfpistole in den Einfüllstutzen zu betätigen. Dazu kann das Umschaltventil 3 über einen nicht gezeichneten Bowdenzug mit der Tankdeckelverkleidung verbunden sein.
  • Der Staubfilter 6, der an der Frischluftseite der Kraftstoffdampfauffangbehälter 4, 5 angeschlossen ist kann mit einer Leckdiagnoseeinrichtung versehen sein.
  • Die Spülstrategie kann unterschiedlich ausgeführt werden. Eine bevorzugte Art des Spülens verwendet zum Beispiel zwei separate Spülluftleitungen und und ein Tankentlüftungsventil. Bei Normalbetrieb wird primär der erste Kraftstoffdampfauffangbehälter 4 regeneriert und nur gelegentlich der zweite Kraftstoffdampfauffangbehälter 5 auf eventuelle Beladung durch Ermittlung der Lambda Abweichung geprüft. Durch diese Prüfung kann ein defektes Schaltventil erkannt werden. Der Spülbetrieb des zweiten Kraftstoffdampfauffangbehälters 5 erfolgt nach einer Nachtankerkennung. Dann wird primär der zweite Kraftstoffdampfauffangbehälter 5 regeneriert und zwischendurch der erste Kraftstoffdampfauffangbehälter 4 auf Beladung geprüft. Sobald der zweite Kraftstoffdampfauffangbehälter 5 eine bestimmte Spülluftmenge zur Regeneration hatte, wird wieder auf Normalbetrieb umgeschaltet. Da insbesondere bei hoher Beladung die Spülrate reduziert werden muss, um einen ruhigen Leerlauf zu haben, wird ein stark beladener Kraftstoffdampfauffangbehälter 4, 5 relativ wenig gespült. Erst wenn die Beladung geringer wird, kann die Spülrate steigen. Wenn ein Kraftstoffdampfauffangbehälter 4, 5 relativ leer und ein Kraftstoffdampfauffangbehälter 4, 5 voll ist wird der volle Kraftstoffdampfauffangbehälter 4, 5 mit geringer Spülrate und der relativ leere Kraftstoffdampfauffangbehälter 4, 5 mit hoher Spülrate gespült. Dadurch werden die so genannten bleeding emissions, die Restemissionen eines leer gespülten Kraftstoffdampfauffangbehälters 4, 5 reduziert und die gesamte Spülluftmenge des Systems steigt. Der Wechsel zwischen den Spülpfaden kann auch, wie gezeichnet, durch das Umschaltventil 3 erfolgen. Für diesen Zweck ist das Tankschutzventil 7 eingefügt, das verhindert, dass statt Spülluft aus dem jeweiligen Kraftstoffdampfauffangbehälter 4, 5, Gas aus dem Kraftfahrzeugtank 1 abgesaugt wird.
  • 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
    • - EP 0882617 A2 [0003]
    • - US 5697348 [0004]

Claims (4)

  1. Entlüftungseinrichtung für einen Kraftstoffbehälter (1) eines Kraftfahrzeugs mit mindestens einer Entlüftungsleitung (2) zur Betankungsbeziehungsweise Betriebsentlüftung, die über wenigstens zwei Kraftstoffdampfauffangbehälter (4, 5) geführt ist, wobei eine Ventileinrichtung zwischen den Kraftstoffbehälter (1) und die Kraftstoffdampfauffangbehälter (4, 5) geschaltet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Ventileinrichtung die Entlüftungsleitung (2) des Kraftstoffbehälters (1) zur Betriebsentlüftung mit einem ersten Kraftstoffdampfauffangbehälter (4) und zur Betankungsentlüftung mit einem zweiten Kraftstoffdampfauffangbehälter (5) verbindet.
  2. Entlüftungseinrichtung für einen Kraftstoffbehälter (1) eines Kraftfahrzeugs mit wenigstens einer Spülleitung (8) zur Entleerung mindestens je eines Kraftstoffdampfauffangbehälters (4, 5) der Betankungs- beziehungsweise Betriebsentlüftung, wobei eine Ventileinrichtung zwischen der Spülleitung (8) und den Kraftstoffdampfauffangbehältern (4, 5) vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Ventileinrichtung entweder den Kraftstoffdampfauffangbehälter (5) der Betankungsentlüftung oder den Kraftstoffdampfauffangbehälter (4) der Betriebsentlüftung mit der Spülleitung (8) verbindet.
  3. Entlüftungseinrichtung für einen Kraftstoffbehälter (1) eines Kraftfahrzeugs nach einem der Ansprüche 1 und/oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Zugang zum jeweils nicht durch die Ventileinrichtung verbundenen Kraftstoffdampfauffangbehälter (4, 5), insbesondere durch die Ventileinrichtung, geschlossen wird.
  4. Entlüftungseinrichtung für einen Kraftstoffbehälter (1) eines Kraftfahrzeugs, nach einem der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet durch die Verwendung in einem Kraftfahrzeug mit anteilig nicht verbrennungsmotorischem Antrieb.
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