DE102009040680A1 - Tank system for storing e.g. diesel for internal-combustion engine of hybrid vehicle, has flushing lines connecting memories with intake section of engine, and construction unit connecting shut-off valve with another valve and memories - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Tanksystem, insbesondere ein Tanksystem eines Kraftfahrzeugs nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to a tank system, in particular a tank system of a motor vehicle according to the preamble of
Beim Betrieb von Kraftfahrzeugen, bei denen flüchtige Kraftstoffe zum Betreiben ihrer Brennkraftmaschinen eingesetzt werden, ist es zukünftig erforderlich, die Verdunstungs- und die Betankungsemissionen je nach den gegebenen Marktanforderungen und gesetzlichen Vorschriften zuverlässig zu regeln.In the operation of automobiles using volatile fuels to power their internal combustion engines, it will be necessary in the future to reliably control the evaporative and refueling emissions according to the given market requirements and legal requirements.
In einer Ausführungsform, welche ein verbessertes Testverfahren des Systems erlaubt, ist zum Beispiel eine Trennung der Speicher für die Betankungsemissionen und für die Verdunstungsemissionen vorgesehen. Ein solches Tanksystem ist beispielhaft in der
Beim Betrieb von Kraftfahrzeugen, bei denen flüchtige Kraftstoffe zum Betreiben ihrer Brennkraftmaschinen eingesetzt werden, ist es ferner zukünftig erforderlich, das Tanksystem des Kraftfahrzeugs regelmäßig mit Bordmitteln auf Leckagen zu prüfen (Onboard-Diagnose, OBD). Dabei müssen die Kontrolleinrichtungen in der Lage sein, selbst Leckagen in einer Größenordnung von 0,5 mm Durchmesser zuverlässig zu erkennen. Dabei wird in neuen gesetzlichen Bestimmungen, insbesondere in den U.S.A., zumindest bei speziellen Kraftfahrzeugtypen wie beispielsweise Hybridfahrzeugen eine getrennte Dichtheitsprüfung in verschiedenen Teilräumen des Tanksystems gefordert.In the operation of motor vehicles, in which volatile fuels are used to operate their internal combustion engines, it is also necessary in future to regularly check the tank system of the motor vehicle with on-board means for leaks (onboard diagnostics, OBD). The control devices must be able to reliably detect even leaks in the order of 0.5 mm in diameter. At the same time, new legislation, in particular the U.S.A., calls for a separate leak test in different sub-compartments of the tank system, at least in the case of special motor vehicle types such as hybrid vehicles.
Die noch nicht veröffentlichte
Im Bereich der Kraftfahrzeugtechnik besteht ferner prinzipiell der Wunsch bzw. die Notwendigkeit, möglichst kompakte und bauraumsparende Konstruktionen einzusetzen. Dies gilt natürlich auch für das Tanksystem eines Kraftfahrzeugs.In the field of automotive engineering also exists in principle the desire or the need to use the most compact and space-saving constructions. Of course, this also applies to the tank system of a motor vehicle.
Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein verbessertes Tanksystem für ein Kraftfahrzeug mit zwei separaten Speichern für Verdunstungsemissionen und für Betankungsemissionen zu schaffen. Vorzugsweise soll dieses verbesserte Tanksystem sehr kompakt und bauraumsparend ausgebildet sein.It is therefore an object of the present invention to provide an improved tank system for a motor vehicle having two separate evaporative emissions storage and refueling emissions storage systems. Preferably, this improved tank system should be designed to be very compact and space-saving.
Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Tanksystem mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterentwicklungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.This object is achieved by a tank system with the features of
Das Tanksystem der Erfindung umfasst einen Tank zum Aufnehmen eines Kraftstoffes für eine Brennkraftmaschine; einen ersten Speicher mit einem Speichermedium zum zumindest zeitweisen Binden von Emissionen flüchtiger Kraftstoffdämpfe aus dem Tank, zum Beispiel von Verdunstungsemissionen (Evaporative Emission, EVAP); einen zweiten Speicher mit einem Speichermedium zum zumindest zeitweisen Binden von Emissionen flüchtiger Kraftstoffdämpfe aus dem Tank, zum Beispiel von Betankungsemissionen (Onboard Refueling Vapor Recovery System, ORVR); eine den ersten Speicher mit dem Tank verbindende erste Tankentlüftungsleitung; eine den zweiten Speicher mit dem Tank verbindende zweite Tankentlüftungsleitung; ein in der ersten Tankentlüftungsleitung angeordnetes erstes Tankabsperrventil; ein in der zweiten Tankentlüftungsleitung angeordnetes zweites Tankabsperrventil; eine den ersten Speicher mit einem Ansaugtrakt der Brennkraftmaschine verbindende erste Spülleitung; und eine den zweiten Speicher mit dem Ansaugtrakt der Brennkraftmaschine verbindende zweite Spülleitung.The tank system of the invention comprises a tank for receiving a fuel for an internal combustion engine; a first storage having a storage medium for at least temporarily binding volatile fuel vapor emissions from the tank, for example evaporative emissions (EVAP); a second storage having a storage medium for at least temporarily binding volatile fuel vapor emissions from the tank, for example on-board refueling vapor recovery (ORVR); a first tank vent line connecting the first reservoir to the tank; a second tank vent line connecting the second reservoir to the tank; a first tank shutoff valve disposed in the first tank vent line; a second tank shutoff valve disposed in the second tank vent line; a first purge line connecting the first accumulator to an intake tract of the internal combustion engine; and a second purge line connecting the second accumulator to the intake tract of the internal combustion engine.
Das erfindungsgemäße Tanksystem ist dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eines des ersten Tankabsperrventils und des zweiten Tankabsperrventils mit dem jeweils anderen Tankabsperrventil, dem ersten Speicher und/oder dem zweiten Speicher eine Baueinheit bildet. Beispielsweise können das erste und das zweite Tankabsperrventil in einen gemeinsamen Ventilblock integriert sein, das erste Tankabsperrventil in einen Ventildeckel des ersten Speichers integriert sein oder das zweite Tankabsperrventil in einen Ventildeckel des zweiten Speichers integriert sein.The tank system according to the invention is characterized in that at least one of the first Tankabsperrventils and the second Tankabsperrventils forms a structural unit with the respective other Tankabsperrventil, the first memory and / or the second memory. For example, the first and the second Tankabsperrventil may be integrated into a common valve block, the first Tankabsperrventil integrated into a valve cover of the first memory or the second Tankabsperrventil be integrated into a valve cover of the second memory.
Aufgrund des Bildens von Baueinheiten, in denen mehrere Komponenten (insbesondere Speicher und Ventile) des Tanksystems integriert sein, kann das Tanksystem kompakter und bauraumsparender konzipiert werden. Außerdem können Verbindungsleitungen zwischen den einzelnen Komponenten verkürzt, minimiert oder sogar eingespart werden. Durch das Bilden von Baueinheiten wird zudem die Anzahl der im Kraftfahrzeug zu montierenden Bauteile reduziert, wodurch der Montageaufwand für das Tanksystem reduziert werden kann.Due to the formation of building units, in which several components (in particular storage tanks and valves) of the tank system are integrated, the tank system can be designed to be more compact and space-saving. In addition, connection lines between the individual components can be shortened, minimized or even saved. By forming building units, moreover, the number of components to be mounted in the motor vehicle is reduced, as a result of which the assembly work for the tank system can be reduced.
Das Tanksystem kann in besonders vorteilhafter Weise zum Einsatz kommen, wenn eine Trennung der Speicher für die Verdunstungsemissionen und die Betankungsemissionen gefordert wird (wie zum Beispiel in den USA) und andererseits nur geringe Spülvolumina für die Speicher zur Verfügung stehen (wie zum Beispiel bei Hybridfahrzeugen und bei Fahrzeugen mit Start/Stopp-Automatik).The tank system can be used to particular advantage when separation of the reservoirs for the evaporative emissions and the refueling emissions is required (as for example in the USA) and, on the other hand, only small flushing volumes are available for the reservoirs (as for example in hybrid vehicles and vehicles) for vehicles with automatic start / stop).
Mit diesem Tanksystem ist außerdem eine vorteilhafte Dichtheitsprüfung möglich, bei welcher mit Hilfe der im Tanksystem vorhandenen Ventile während des Betriebs der Brennkraftmaschine ein bestimmter Druck in wenigstens einem Teilraum des Tanksystems eingestellt wird und dieser Druck dann nach einem Betriebsstart erfasst und ausgewertet wird. Die ohnehin benötigte Regelstrategie für Entlüftungsvorgänge des Tanks und Spülvorgänge der Speicher wird hier in vorteilhafter Weise auch für die Dichtheitsprüfung des Tanksystems eingesetzt, indem im Tanksystem bzw. in wenigstens einem Teilraum des Tanksystems ein bestimmter Druck eingestellt und beim nächsten Betriebsstart der Brennkraftmaschine erfasst und ausgewertet wird. Zur Auswertung kann der erfasst Druck mit dem zuvor eingestellten Druck verglichen und/oder eine zeitliche Änderung des erfassten Drucks beurteilt werden. Bei einer zu starken Abweichung zwischen dem tatsächlich erfassten Druckwert und dem aufgrund der Voreinstellungen erwarteten Druckwert oder einem zu starken Druckabfall in kurzer Zeit kann auf ein Leck in dem jeweiligen Tankraum geschlossen werden.With this tank system also an advantageous leak test is possible, in which with the help of existing in the tank system valves during operation of the internal combustion engine, a certain pressure in at least one subspace of the tank system is set and this pressure is then detected and evaluated after a start of operation. The already required control strategy for venting operations of the tank and rinsing the memory is used here advantageously for the leak test of the tank system by set in the tank system or in at least a subspace of the tank system, a certain pressure and recorded and evaluated at the next start of operation of the engine , For evaluation, the detected pressure can be compared with the previously set pressure and / or a time change of the detected pressure can be assessed. If there is too much deviation between the pressure value actually recorded and the pressure value expected due to the presettings or too great a pressure drop in a short time, it can be concluded that there is a leak in the respective tank space.
Dieses Konzept der Dichtheitsprüfung ist zum Beispiel in der noch nicht veröffentlichten
Unter dem Begriff des „Speichers” werden im Rahmen dieser Erfindung sowohl einzelne Speicherbehälter als auch Anordnungen aus mehreren Speicherbehältern verstanden. Bei den Speichern handelt es sich zum Beispiel um Aktivkohlebehälter. Aktivkohlebehälter eignen sich in vorteilhafter Weise zum Binden von Kohlenwasserstoffen, wie sie in den flüchtigen Kraftstoffdämpfen enthalten sind.The term "memory" in the context of this invention means both individual storage containers and arrangements of a plurality of storage containers. The stores are, for example, charcoal canisters. Activated charcoal canisters are advantageously suitable for binding hydrocarbons as contained in the volatile fuel vapors.
Der Begriff des „Ventils” umfasst im Rahmen dieser Erfindung Ventile, die aus einem oder aus mehreren Ventilelementen aufgebaut sein können.The term "valve" in the context of this invention comprises valves which may be constructed from one or more valve elements.
Wenn eine erste Komponente A mit einer zweiten Komponente B „eine Baueinheit bildet”, bedeutet dies im Rahmen der vorliegenden Erfindung zum Beispiel, dass die Komponente A in die Komponente B integriert ist, dass die Komponente A in die Komponente B integrierbar bzw. einsetzbar ist, dass die Komponente A in einem Bauteil integriert/integrierbar ist, welches mit der Komponente B zu einer Baueinheit kombinierbar ist, dass die Komponente A in einem ersten Bauteil integriert/integrierbar ist, welches mit einem zweiten Bauteil, in dem die Komponente B integriert/integrierbar ist, zu einer Baueinheit kombinierbar ist, und dergleichen. Die „Baueinheiten” sind vorzugsweise vormontierbar und können damit die Montage des Tanksystems im Kraftfahrzeug vereinfachen.If a first component A with a second component B "forms a structural unit", this means in the context of the present invention, for example, that the component A is integrated into the component B, that the component A can be integrated or used in the component B. in that the component A can be integrated / integrated in a component which can be combined with the component B to form a structural unit such that the component A is integrated / integrated in a first component which is integrated with a second component in which the component B is integrated / is integrable, can be combined into a structural unit, and the like. The "building units" are preferably preassembled and can thus simplify the installation of the tank system in the motor vehicle.
In einer Ausgestaltung der Erfindung ist ferner der erste Speicher über eine erste Belüftungsleitung mit der Atmosphäre verbunden und ist in der ersten Belüftungsleitung ein erstes Belüftungsventil angeordnet. Dieses erste Belüftungsventil kann in vorteilhafter Weise mit dem ersten Tankabsperrventil und/oder dem ersten Speicher eine Baueinheit bilden.In one embodiment of the invention, furthermore, the first reservoir is connected to the atmosphere via a first ventilation line and a first ventilation valve is arranged in the first ventilation line. This first vent valve may advantageously form a structural unit with the first tank shut-off valve and / or the first reservoir.
Ebenso kann ferner der zweite Speicher über eine zweite Belüftungsleitung mit der Atmosphäre verbunden sein und kann in der zweiten Belüftungsleitung ein zweites Belüftungsventil angeordnet. Auch dieses zweite Belüftungsventil kann in vorteilhafter Weise mit dem zweiten Tankabsperrventil und/oder dem zweiten Speicher eine Baueinheit bilden.Likewise, furthermore, the second accumulator can be connected to the atmosphere via a second ventilating line and a second ventilating valve can be arranged in the second ventilating line. Also, this second vent valve can advantageously form a structural unit with the second Tankabsperrventil and / or the second memory.
In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist in der ersten Spülleitung ein erstes Regenerierventil angeordnet, das in vorteilhafter Weise mit dem ersten Speicher eine Baueinheit bildet. Ebenso kann in der zweiten Spülleitung ein zweites Regenerierventil angeordnet sein, das in vorteilhafter Weise mit dem zweiten Speicher eine Baueinheit bildet.In a further embodiment of the invention, a first regeneration valve is arranged in the first purge line, which advantageously forms a structural unit with the first accumulator. Likewise, a second regeneration valve can be arranged in the second purge line, which advantageously forms a structural unit with the second accumulator.
In einer noch weiteren Ausgestaltung der Erfindung können auch der erste Speicher und der zweite Speicher eine Baueinheit bilden.In a still further embodiment of the invention, the first memory and the second memory can also form a structural unit.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung können die oben genannten Baueinheiten aus erstem Speicher, zweitem Speicher, erstem Tankabsperrventil, zweitem Tankabsperrventil, erstem Belüftungsventil, zweitem Belüftungsventil, erstem Regenerierventil und/oder zweiten Regenerierventil modular konzipiert sein. Durch eine entsprechende Ausgestaltung der Schnittstellen zwischen den einzelnen Komponenten der Baueinheiten können die einen Komponenten mit den anderen Komponenten für zum Beispiel verschiedene Fahrzeugtypen in einer Modulstrategie kombiniert werden. Beispielsweise kann ein Ventildeckel, in dem ein oder mehrere Ventile integriert sind, mit unterschiedlichen Behältergrößen und -formen eines Speichers kombiniert werden. Auf diese Weise kann mit einer minimierten Bauteilanzahl eine Vielzahl unterschiedlicher Fahrzeugtypen abgedeckt werden.In an advantageous embodiment of the invention, the above-mentioned units of first memory, second memory, first Tankabsperrventil, second Tankabsperrventil, first vent valve, second vent valve, first Regenerierventil and / or second Regenerierventil be modular. By a corresponding configuration of the interfaces between the individual components of the units, the one components can be combined with the other components for, for example, different vehicle types in a modular strategy. For example, a valve cap in which one or more valves are integrated may be combined with different reservoir sizes and shapes of a reservoir. This way, with a minimized Component count a variety of different vehicle types are covered.
In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung können die mehrere Ventile umfassenden Baueinheiten jeweils einen gemeinsamen elektronischen Anschluss zum Versorgen und/oder Ansteuern aller Ventile der jeweiligen Baueinheit aufweisen.In a further embodiment of the invention, the units comprising several valves can each have a common electronic connection for supplying and / or controlling all valves of the respective unit.
In einer Ausführungsform der Erfindung können die Ventile jeweils in die Baueinheiten einsteckbar bzw. eindrehbar sein. Zu diesem Zweck können die Ventile zum Beispiel jeweils einen Bajonettanschluss zum lösbaren Einstecken in die jeweiligen Baueinheiten aufweisen. In einer anderen Ausführungsform der Erfindung können die Ventile jeweils direkt in den Baueinheiten mit eingespritzt sein.In one embodiment of the invention, the valves can each be inserted or screwed into the assemblies. For this purpose, the valves may for example each have a bayonet connection for releasable insertion into the respective units. In another embodiment of the invention, the valves can each be injected directly into the units with.
Obige sowie weitere Merkmale, Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der Erfindung werden aus der nachfolgenden Beschreibung von bevorzugten, nicht einschränkenden Ausführungsbeispielen unter Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen besser verständlich. Darin zeigen:The above and other features, advantages and applications of the invention will become more apparent from the following description of preferred, non-limiting embodiments thereof with reference to the accompanying drawings. Show:
Bezug nehmend auf
Das Tanksystem des Kraftfahrzeugs enthält einen Tank
Der Kraftstoff wird aus dem Tank
Der Tank
Die erste Entlüftungsleitung
In der ersten Entlüftungszweigleitung
Der erste Speicher
Weiter ist der erste Speicher
In analoger Weise führt die zweite Entlüftungsleitung
In der zweiten Entlüftungszweigleitung
Zusätzlich existiert eine dritte Entlüftungszweigleitung
Ferner ist der zweite Speicher
Außerdem ist der zweite Speicher
Das in
Der erste Drucksensor
Das Tanksystem von
Die vorliegende Erfindung ist nicht auf das in
So kann zum Beispiel in Abwandlung des Tanksystems von
Weiter besteht auch die Möglichkeit, dass die erste und die zweite Spülzweigleitung
Bezug nehmend auf
In dem ersten Ausführungsbeispiel von
Der Ventilblock
In diesem Ausführungsbeispiel sind die Ventilelemente jeweils mit einem Bajonettanschluss
Das beispielhafte Ventilelement
Wie in
Der Aufbau des Ventilelements und seine Integration sind in analoger Weise auch auf die nachfolgend beschriebenen Ausführungsbeispiele bzw. deren Baueinheiten übertragbar.The structure of the valve element and its integration can be transferred in an analogous manner to the embodiments described below or their structural units.
Ein derart integrierbares Ventilelement ist außerdem zum Beispiel aus der
Zurück zu
In diesem Ausführungsbeispiel sind die Ventilelemente
Die Ventilelemente
Die Integration von Ventilelementen in einen Ventildeckel, der mit einem Aktivkohlebehälter kombiniert wird, ist grundsätzlich bereits aus
Im dritten Ausführungsbeispiel der Erfindung, das in
Bezug nehmend auf
In diesem Ausführungsbeispiel sind der erste Speicher
Der erste Speicher
Wie in
Die oben beschriebenen Baueinheiten aus Speichern und Ventildeckeln sind in einer bevorzugten Variante der Erfindung in einer modularen Weise miteinander kombinierbar.The above-described assemblies of storage and valve covers are combinable with each other in a preferred embodiment of the invention in a modular manner.
Zu diesem Zweck verfügen die Speicher und die Ventildeckel über entsprechend genormte Schnittstellen, über welche diese Komponenten miteinander verbunden werden können. Wie in
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung können die Ventilblöcke
Diese Trennung der Ventilblöcke bzw. Ventildeckel in wenigstens zwei Teile ermöglicht eine vereinfachte Herstellung mit einfacheren Fertigungswerkzeugen.This separation of the valve blocks or valve cover in at least two parts allows a simplified production with simpler production tools.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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- US 2007/0256670 A1 [0067] US 2007/0256670 A1 [0067]
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