DE102010061048A1 - Method for ventilating fuel tank of tank system in combustion engine of motor car, involves utilizing energy generated by exhausting and burning of fuel storing components for charging vehicle battery - Google Patents

Method for ventilating fuel tank of tank system in combustion engine of motor car, involves utilizing energy generated by exhausting and burning of fuel storing components for charging vehicle battery Download PDF

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Abstract

The method involves exhausting and burning gaseous fuel storing components of an absorption element (2) i.e. activated carbon filter, using a small combustion engine (3) during prolonged downtime, where the engine is provided in drive connection with a generator (5). Energy generated by exhausting and burning of the components is utilized for charging of a vehicle battery (4), where a charging interface (6) is formed between the generator and the battery, and a sucking-in-connection (7) is formed between the engine and the absorption element. An independent claim is also included for a device for ventilating a fuel tank of a combustion engine of a motor car.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf Verfahren zur Kraftstofftank-Entlüftung nach Anspruch 1 sowie auf eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Patentanspruch 3.The invention relates to methods for fuel tank venting according to claim 1 and to an apparatus for carrying out the method according to claim 3.

Gattungsgemäße Verfahren und/oder Vorrichtungen sind aus dem Stand der Technik bekannt.Generic methods and / or devices are known from the prior art.

Die DE 102 48 193 A1 betrifft ein Verfahren zum Beseitigen unverbrannten Kraftstoffs aus einer Brennkraftmaschine nach ihrem Abstellen. Vorgesehen ist u. a. ein zeitbezogen zum Abschalten der Einspritzung vorhandener, mit der Brennkraftmaschine gekoppelter oder koppelbarer Elektromotor, zum Fortsetzen der Drehtätigkeit, der über eine für das Beseitigen des unverbrannten Kraftstoffs aus einer Ansaugrohranordnung und/oder einem zugeordneten Brennraum geeignete Zeit oder Anzahl von Umdrehungen aktiviert werden kann.The DE 102 48 193 A1 relates to a method for removing unburned fuel from an internal combustion engine after it has been shut down. Provided inter alia, a time related to switching off the injection existing, coupled to the internal combustion engine or coupled electric motor to continue the rotary activity, which are activated via a suitable for removing the unburned fuel from an intake manifold and / or an associated combustion chamber time or number of revolutions can.

Die DE 10 2004 013 232 A1 betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine mit Abgasturboaufladung, bei dem die Abgasturbine zumindest bei einer positiven Laständerung der Brennkraftmaschine durch eine zusätzliche Kraftstoff- und/oder Luftzufuhr mit einem erhöhten Abgasmassenstrom und durch Umsetzen des Abgasmassenstromes in einem Katalysator mit einer zusätzlich erhöhten Abgasenergie beaufschlagt wird, so dass der Abgasturbolader beschleunigt auf eine höhere Turboladerdrehzahl und einen höheren Ladedruck hochgefahren wird.The DE 10 2004 013 232 A1 relates to a method for operating an internal combustion engine with turbocharging, in which the exhaust gas turbine is subjected to an increased exhaust gas mass flow and by converting the exhaust gas mass flow in a catalytic converter with an additionally increased exhaust gas energy, at least during a positive load change of the internal combustion engine, so that the exhaust gas turbocharger accelerates up to a higher turbocharger speed and a higher boost pressure.

Die DE 10 2008 052 759 A1 betrifft ein Betriebsverfahren für ein Tankentlüftungssystem eines zumindest von einer Brennkraftmaschine antreibbaren Kraftfahrzeugs. Eine von dem Kraftstoff für die Brennkraftmaschine speichernden Kraftstofftank abgehende Tankentlüftungsleitung ist durch ein Adsorptionsspeicherelement geführt, in welchem gasförmige Kraftstoffbestandteile zwischengespeichert werden können und welches gelegentlich mit Frischluft aus der Umgebung gespült wird, indem Umgebungsluft durch das Adsorptionsspeicherelement hindurch der Brennkraftmaschine zur Verbrennung zugeführt wird.The DE 10 2008 052 759 A1 relates to an operating method for a tank ventilation system of a motor vehicle that can be driven by at least one internal combustion engine. A tank vent line outgoing from the fuel tank for the internal combustion engine is guided through an adsorptive storage element in which gaseous fuel components can be temporarily stored and which is occasionally purged with fresh air from the environment by supplying ambient air through the adsorption storage element to the internal combustion engine for combustion.

Gattungsgemäße Vorrichtungen umfassen zumeist ein Tanksystem mit einer Brennkraftmaschine, umfassend einen Kraftstofftank zur Befüllung mit Kraftstoff. Dem Kraftstofftank ist dabei ein Filterelement zugeordnet, um die Kraftstoffdämpfe aufzunehmen, die beim Ausdampfen des Kraftstoffs – auch im Stillstand des Kraftfahrzeuges – auftreten. Jedoch kann das Filterelement nur eine bestimmte Menge an Kraftstoffdämpfen aufnehmen. Um zu verhindern, dass das Filterelement „durchbricht” und so Kraftstoffdämpfe in die Umgebung gelangen, muss das Filterelement regelmäßig „gespült” werden. Dazu werden die im Filterelement aufgenommenen Kraftstoffdämpfe von der laufenden Brennkraftmaschine angesaugt und verbrannt. Dies ist jedoch nicht möglich, wenn das Kraftfahrzeug längere Zeit abgestellt ist, die Brennkraftmaschine also stillsteht.Generic devices usually comprise a tank system with an internal combustion engine, comprising a fuel tank for filling with fuel. The fuel tank is assigned a filter element in order to absorb the fuel vapors which occur during the evaporation of the fuel - even when the motor vehicle is at a standstill. However, the filter element can only absorb a certain amount of fuel vapors. In order to prevent the filter element "breaks through" and so fuel vapors escape into the environment, the filter element must be "flushed" regularly. For this purpose, the fuel vapors contained in the filter element are sucked by the running internal combustion engine and burned. However, this is not possible if the motor vehicle is parked for a long time, so the engine is stationary.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein hinsichtlich des Standes der Technik verbessertes Verfahren sowie eine Vorrichtung zur Kraftstofftank-Entlüftung bereitzustellen, welche(s) eine zuverlässige Reduzierung und/oder Beseitigung aufgenommener Kraftstoffdämpfe ermöglicht.The object of the invention is to provide a prior art improved method and apparatus for fuel tank venting which enables reliable reduction and / or elimination of ingested fuel vapors.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 sowie mit einer Vorrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 3 gelöst.This object is achieved by a method with the features of claim 1 and with a device having the features of claim 3.

Weitere vorteilhafte Merkmale beinhalten die Unteransprüche.Further advantageous features include the subclaims.

Erfindungsgemäß wird ein Verfahren zur Kraftstofftank-Entlüftung, insbesondere in einem durch eine Brennkraftmaschine angetriebenen Kraftfahrzeug, über ein gasförmige Kraftstoffbestandteile speicherndes Absorptionselement, wobei während längerer Stillstandszeiten zweitweise die gespeicherten Kraftstoffbestandteile mit Hilfe eines zusätzlichen Servoaggregates abgesaugt und verbrannt werden und die dabei gewonnene Energie zur Absaugung und Verbrennung der jeweils gespeicherten Kraftstoffbestandteile und/oder zur Nachladung der Fahrzeugbatterie benutzt wird, vorgeschlagen. Vorgesehen ist, dass bei längeren Stillstandszeiten des Kraftfahrzeuges das zusätzliche Servoaggregat gestartet werden kann, um die im Absorptionselement aufgenommenen Kraftstoffdämpfe anzusaugen und zu verbrennen. Das Absorptionselement kann somit während längerer Stillstandszeiten durch Starten des zusätzlichen Servoaggregats gereinigt bzw. gespült werden.According to the invention, a method for fuel tank venting, in particular in a driven by an internal combustion engine motor vehicle, via a gaseous fuel constituents storing absorption element, wherein during prolonged downtime, the stored fuel components are secondarily sucked with the aid of an additional servo unit and burned and the energy thereby obtained for suction and Combustion of the respectively stored fuel components and / or used for recharging the vehicle battery is proposed. It is envisaged that during longer downtimes of the motor vehicle, the additional servo unit can be started to absorb the fuel vapors contained in the absorption element and burn. The absorption element can thus be cleaned or rinsed during prolonged downtime by starting the additional servo unit.

Beispielsweise kann vorgesehen sein, dass bei längeren Stillstandszeiten eine Absaugung und Verbrennung der gespeicherten Kraftstoffbestandteile nur in gewissen Zeitabständen als Teil der Gesamt-Stillstandzeit im Sinne eines Mindestladezustandes der Fahrzeugbatterie und/oder einer Vermeidung eines „Durchbruchs” des Absorptionselements erfolgt.For example, it may be provided that for longer downtime extraction and combustion of the stored fuel components takes place only at certain intervals as part of the total downtime in terms of a minimum state of charge of the vehicle battery and / or avoiding a "breakthrough" of the absorption element.

Die Erfindung betrifft ferner eine Vorrichtung zur Durchführung der beschriebenen Verfahrensschritte, welche eine zusätzliche, die von dem Absorptionselement gespeicherten Kraftstoffbestandteile absaugenden und verbrennenden, Klein-Brennkraftmaschine vorsieht. Die Klein-Brennkraftmaschine fungiert hierbei als zusätzliches Servoaggregat, mit dessen Hilfe die im Absorptionselement gespeicherten Kraftstoffbestandteile abgesaugt und verbrannt werden können. Der Begriff Klein-Brennkraftmaschine bedeutet hierbei, dass es sich betreffend der Leistung und/oder Dimensionierung der Klein-Brennkraftmaschine, um eine im Vergleich zur Antriebs-Brennkraftmaschine wesentlich kleiner dimensionierte Brennkraftmaschine handelt.The invention further relates to a device for carrying out the described method steps, which provides an additional, the internal combustion engine stored by the absorption element stored fuel components and burning, small. The small internal combustion engine acts as an additional servo unit, with the help of which the fuel components stored in the absorption element are sucked off and can be burned. The term "small internal combustion engine" means in this case that, with regard to the power and / or dimensioning of the small internal combustion engine, it is a considerably smaller internal combustion engine compared to the internal combustion engine.

Eine Ausführungsform der Erfindung sieht einen mit der Klein-Brennkraftmaschine in Antriebsverbindung bringbaren Generator vor. Über den an die zusätzliche Klein-Brennkraftmaschine mechanisch gekoppelten Generator kann dann, bei Betrieb der Klein-Brennkraftmaschine, Strom erzeugt werden, um die Fahrzeugbatterie aufzuladen, welche sich im Stillstand des Kraftfahrzeuges langsam entlädt. Denn auch bei Nichtbenutzung entlädt sich die Batterie ständig in geringem Maß selbst. Ist sie in ein Fahrzeug eingebaut, steht fast die gesamte Elektroanlage des Fahrzeuges unter Spannung, wobei es immer kleinere Verbraucher (Uhr, Alarmanlage) oder Kriechströme geben kann, die zusätzlich zur Entladung führen. Insbesondere kann der Generator ausgelegt sein, um eine Ladespannung zwischen 12 Volt und 14 Volt für die Fahrzeugbatterie zu generieren. Der Generator befindet sich bevorzugt, jedoch keinesfalls zwingend, in räumlicher Nähe zur Klein-Brennkraftmaschine und/oder Fahrzeugbatterie, um einen einfacheren Anschluss an die entsprechenden Bauteile zu gewährleisten.An embodiment of the invention provides a generator which can be brought into driving connection with the small internal combustion engine. When the small internal combustion engine is operating, power can be generated via the generator mechanically coupled to the additional small internal combustion engine in order to charge the vehicle battery, which discharges slowly when the motor vehicle is at a standstill. Even when not in use, the battery is constantly discharging itself to a small extent. If it is installed in a vehicle, almost the entire electrical system of the vehicle is under voltage, and there may be smaller and smaller consumers (clock, alarm) or creepage currents, in addition to the discharge to lead. In particular, the generator may be configured to generate a charging voltage between 12 volts and 14 volts for the vehicle battery. The generator is preferably, but by no means compulsorily, in close proximity to the small internal combustion engine and / or vehicle battery in order to ensure a simpler connection to the corresponding components.

Eine weitere Ausführungsform der Erfindung sieht eine Ansaugverbindung zwischen der Klein-Brennkraftmaschine und dem Absorptionselement vor. Mittels der Ansaugverbindung kann das Absorptionselement von den gespeicherten Kraftstoffdämpfen gereinigt bzw. gespült werden, um einen „Durchbruch” des befrachteten Absorptionselements zu verhindern.Another embodiment of the invention provides a suction connection between the small internal combustion engine and the absorption element. By means of the suction connection, the absorption element can be cleaned or rinsed from the stored fuel vapors in order to prevent a "breakthrough" of the loaded absorption element.

Beispielsweise kann als Absorptionselement ein Aktivkohlefilter zum Einsatz kommen. Als Aktivkohlefilter werden Filter bezeichnet, die Aktivkohle enthalten. Zweck ist das Filtern von unerwünschten Stoffen wie Staub, Schwermetallen oder giftigen Chemikalien aus Flüssigkeiten oder Gasen.For example, an activated carbon filter can be used as the absorption element. Activated carbon filters are filters that contain activated carbon. The purpose is to filter unwanted substances such as dust, heavy metals or toxic chemicals from liquids or gases.

Das vorgeschlagene Verfahren bzw. die vorgeschlagene Vorrichtung sorgt somit zum einen dafür, dass das Absorptionselement nicht durchbricht, und zum anderen dafür, dass die Fahrzeugbatterie stets ausreichend geladen ist.The proposed method or the proposed device thus ensures on the one hand that the absorption element does not break through, and on the other hand ensures that the vehicle battery is always sufficiently charged.

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der unter Bezugnahme auf die einzige Zeichnung ein Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben ist. Dabei können die in den Ansprüchen und in der Beschreibung erwähnten Merkmale jeweils einzeln für sich oder in beliebiger Kombination erfindungswesentlich sein.Further advantages, features and details of the invention will become apparent from the following description in which with reference to the single drawing an embodiment of the invention is described. The features mentioned in the claims and in the description may each be essential to the invention individually or in any desired combination.

Die Erfindung wird nachfolgend mit Bezug auf die einzige Figur näher erläutert.The invention will be explained in more detail with reference to the single figure.

Es zeigt:It shows:

Fig. eine schematisch dargestellte Vorrichtung zur Kraftstofftank-Entlüftung.Fig. A schematically illustrated device for fuel tank venting.

Die einzige Figur zeigt eine Vorrichtung V zur Kraftstofftank-Entlüftung.The single figure shows a device V for fuel tank venting.

Die Vorrichtung V umfasst eine Brennkraftmaschine 1, ein Absorptionselement 2, ein zusätzliches Servoaggregat in der Art einer Klein-Brennkraftmaschine 3, eine Fahrzeugbatterie 4, einen Generator 5 sowie ein zum Tanksystem des Kraftfahrzeugs gehörender Kraftstofftank 9.The device V comprises an internal combustion engine 1 , an absorption element 2 , an additional servo unit in the manner of a small combustion engine 3 , a vehicle battery 4 , a generator 5 and a fuel tank associated with the tank system of the motor vehicle 9 ,

Der Generator 5 ist über ein Verbindungselement 8 mechanisch mit der Klein-Brennkraftmaschine 3 gekoppelt. Mittels des gekoppelten Generators 5 kann Strom erzeugt werden, welcher über die Ladeanschlussverbindung 6 in die Fahrzeugbatterie 4 gespeist werden kann.The generator 5 is about a connecting element 8th mechanically with the small internal combustion engine 3 coupled. By means of the coupled generator 5 Electricity can be generated via the charging connection 6 in the vehicle battery 4 can be fed.

Die Klein-Brennkraftmaschine 3 ist ebenfalls über eine Ansaugverbindung 7 mit dem Absorptionselement 2 verbunden. Das Absorptionselement 2 ist hierbei ein Aktivkohlefilter. Innerhalb des Absorptionselements 2 werden die beim Fahrbetrieb entstehenden Kraftstoffbestandteile gespeichert bzw. aufgenommen.The small engine 3 is also via a suction connection 7 with the absorption element 2 connected. The absorption element 2 Here is an activated carbon filter. Within the absorption element 2 The fuel components produced during driving are stored or recorded.

Das Absorptionselement 2 gehört zu einem den Kraftstofftank 9 umfassenden Tanksystem. Jedoch kann das Absorptionselement 2 nur eine bestimmte Menge an Kraftstoffdämpfen aufnehmen, die beim Ausdampfen des Kraftstoffs, auch im Stillstand des Kraftfahrzeugs, auftreten. Um zu verhindern, dass das Absorptionselement 2 „durchbricht” und so Kraftstoffdämpfe in die Umgebung gelangen, muss das Absorptionselement 2 regelmäßig „gespült” werden.The absorption element 2 belongs to a fuel tank 9 comprehensive tank system. However, the absorption element 2 absorb only a certain amount of fuel vapors that occur during evaporation of the fuel, even at standstill of the motor vehicle. To prevent the absorption element 2 "Breaks through" and so get fuel vapors into the environment, the absorption element 2 be regularly "flushed".

Diese Funktion übernimmt die mit dem Absorptionselement 2 verbundene Klein-Brennkraftmaschine 3.This function takes over with the absorption element 2 connected small-combustion engine 3 ,

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

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  • DE 102004013232 A1 [0004] DE 102004013232 A1 [0004]
  • DE 102008052759 A1 [0005] DE 102008052759 A1 [0005]

Claims (7)

Verfahren zur Kraftstofftank-Entlüftung, insbesondere in einem durch eine Brennkraftmaschine (1) angetriebenen Kraftfahrzeug, über ein gasförmige Kraftstoffbestandteile speicherndes Absorptionselement (2), wobei während längerer Stillstandszeiten zweitweise die gespeicherten Kraftstoffbestandteile mit Hilfe eines zusätzlichen Servoaggregates (3) abgesaugt und verbrannt werden und die dabei gewonnene Energie zur Absaugung und Verbrennung der jeweils gespeicherten Kraftstoffbestandteile und/oder zur Nachladung der Fahrzeugbatterie (4) benutzt wird.Method for fuel tank ventilation, in particular in an engine ( 1 ) driven motor vehicle, via a gaseous fuel constituents storing absorption element ( 2 ), wherein during longer periods of downtime, the stored fuel components are stored with the aid of an additional servo unit ( 3 ) are sucked off and burned and the energy obtained for the extraction and combustion of the respectively stored fuel components and / or recharging the vehicle battery ( 4 ) is used. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass bei längeren Stillstandszeiten eine Absaugung und Verbrennung der gespeicherten Kraftstoffbestandteile nur in gewissen Zeitabständen als Teil der Gesamt-Stillstandzeit im Sinne eines Mindestladezustandes der Fahrzeugbatterie (4) und/oder einer Vermeidung eines „Durchbruchs” des Absorptionselements (2) erfolgt.A method according to claim 1, characterized in that at longer downtime extraction and combustion of the stored fuel components only at certain intervals as part of the total downtime in terms of a minimum state of charge of the vehicle battery ( 4 ) and / or an avoidance of a "breakthrough" of the absorption element ( 2 ) he follows. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach zumindest einem der Ansprüche 1 und/oder 2, gekennzeichnet durch eine zusätzliche, die von dem Absorptionselement (2) gespeicherten Kraftstoffbestandteile absaugenden und verbrennenden, Klein-Brennkraftmaschine (3).Device for carrying out the method according to at least one of Claims 1 and / or 2, characterized by an additional element coming from the absorption element ( 2 ) stored fuel components sucking and burning, small internal combustion engine ( 3 ). Vorrichtung nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch einen mit der Klein-Brennkraftmaschine (3) in Antriebsverbindung bringbaren Generator (5).Apparatus according to claim 3, characterized by a with the small internal combustion engine ( 3 ) can be brought into drive connection generator ( 5 ). Vorrichtung nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch eine Ladeanschlussverbindung (6) zwischen dem Generator (5) und der Fahrzeugbatterie (4).Device according to claim 4, characterized by a charging connection ( 6 ) between the generator ( 5 ) and the vehicle battery ( 4 ). Vorrichtung nach zumindest einem der Ansprüche 3 bis 5, gekennzeichnet durch eine Ansaugverbindung (7) zwischen der Klein-Brennkraftmaschine (3) und dem Absorptionselement (2).Device according to at least one of claims 3 to 5, characterized by a suction connection ( 7 ) between the small internal combustion engine ( 3 ) and the absorption element ( 2 ). Vorrichtung nach zumindest einem der Ansprüche 3 bis 6, gekennzeichnet durch einen Aktivkohlefilter als Absorptionselement (2).Device according to at least one of claims 3 to 6, characterized by an activated carbon filter as absorption element ( 2 ).
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