DE102011001310A1

DE102011001310A1 - Tanksystem für ein Kraftfahrzeug

Info

Publication number: DE102011001310A1
Application number: DE102011001310A
Authority: DE
Inventors: Andreas Menke
Original assignee: Dr Ing HCF Porsche AG
Current assignee: Dr Ing HCF Porsche AG
Priority date: 2011-03-16
Filing date: 2011-03-16
Publication date: 2012-09-20
Also published as: US20120234300A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Tanksystem (1) für ein Kraftfahrzeug mit einem Verbrennungsmotor, der aus einem Tank (2) mit Kraftstoff versorgt wird, wobei dem Tank (2), in einem Entlüftungspfad zur Atmosphäre (7), eine spülbare Filtereinrichtung (6, 6) zugeordnet ist, zur Beladung mit Kohlenwasserstoffdämpfen des Kraftstoffs, wobei die Filtereinrichtung (6, 6) mehrere voneinander getrennte Aktivkohlefilter (6) aufweist. Bei einem solchen Tanksystem ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass alle Aktivkohlefilter (6) ständig parallel geschaltet sind. Hierdurch kann der Entlüftungswiderstand vom Tank in Richtung Atmosphäre gering gehalten werden.

Description

Die Erfindung betrifft ein Tanksystem für ein Kraftfahrzeug mit einem Verbrennungsmotor, der aus einem Tank mit Kraftstoff versorgt wird, wobei dem Tank, in einem Entlüftungspfad zur Atmosphäre, eine spülbare Filtereinrichtung zugeordnet ist, zur Beladung mit Kohlenwasserstoffdämpfen des Kraftstoffs, wobei die Filtereinrichtung mehrere voneinander getrennte Aktivkohlefilter aufweist.
Beim Betanken von Kraftfahrzeugen und auch während der Fahrt sammeln sich innerhalb des Kraftstofftanks Kohlenwasserstoffdämpfe. Hierbei ist es Ziel, dass diese Kohlenwasserstoffdämpfe nicht in die Atmosphäre gelangen. Deshalb ist dem Tank in einem Entlüftungspfad zur Atmosphäre eine spülbare Filtereinrichtung zugeordnet, zur Beladung mit Kohlenwasserstoffdämpfen des Kraftstoffs. Diese Filtereinrichtung wird von Zeit zu Zeit gespült, indem die dort gebundenen Kohlenwasserstoffdämpfe dem Verbrennungsmotor zugeleitet werden, um dort verbrannt zu werden, womit die Filtereinrichtung geleert wird.
Ein Tanksystem das gemäß den Merkmalen der eingangs genannten Art ausgebildet ist, ist aus der DE 197 56 606 A1 bekannt. Bei diesem Tanksystem sind zwei Aktivkohlefilter vorgesehen, die in einer ersten Betriebsstellung hintereinandergeschaltet sind und in einer zweiten Betriebsstellung, bei Hintereinanderschaltung, ein Teilstrom unmittelbar dem hinteren Aktivkohlefilter zugeleitet werden kann. Demzufolge weist dieses Tanksystem einen Bypass auf.
In der US 3,352,294 ist eine Anordnung eines mit einem Vergaser versehenen Verbrennungsmotors und eines Tanksystems beschrieben, die zwei Aktivkohlefilter aufweist. Einer der Aktivkohlefilter ist im Entlüftungspfad des Tanks zur Atmosphäre angeordnet. Der andere Aktivkohlefilter ist einer Schwimmerkammer des Vergasers zugeordnet.
In der US 2007/0199547 A1 ist ein modular aufgebauter Aktivkohlefilter beschrieben.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Tanksystem der eingangs genannten Art so weiterzubilden, dass der Entlüftungswiderstand vom Tank in Richtung Atmosphäre gering ist.
Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass alle Aktivkohlefilter ständig parallel geschaltet sind.
Insbesondere sind zwei Aktivkohlefilter vorgesehen, oder aber vier Aktivkohlefilter vorgesehen. Bei Verwendung von vier Aktivkohlefiltern bilden jeweils zwei Aktivkohlefilter ein Filterpaar.
Da die Filtereinrichtung in Form von voneinander getrennten, parallel geschalteten Aktivkohlefiltern ausgeführt ist, wird der Strömungswiderstand der Filtereinrichtung abgesenkt. Dies ist besonders vorteilhaft bei Tanksystemen, die als Drucktanksysteme ausgebildet sind und bei denen der Betankungs-Entlüftungspfad über die Filtereinrichtung geleitet ist. Hier ergibt sich nämlich das Problem, dass sich der Widerstand eines Druckhalteventils des Drucktanksystems bei einer Betankung zum Widerstand der Filtereinrichtung hinzuaddiert. Beim Überschreiten eines Grenz-Widerstands ist eine Betankung dann gar nicht mehr oder nur mit Einschränkungen möglich.
Grundsätzlich kann das Tanksystem ausgelegt sein als Normal- bzw. Drucktanksystem. Bei dem Drucktanksystem ist ein gegenüber dem Umgebungsdruck erhöhter Druck vorgesehen, der durch das Druckhalteventil abgesichert ist.
Bei Verwendung von zwei Filterpaaren ist insbesondere vorgesehen, dass das eine Filterpaar einem Entlüftungspfad zur Atmosphäre beim Betanken des Fahrzeugs und das andere Filterpaar einem Entlüftungspfad zur Atmosphäre im Betrieb des Fahrzeugs zugeordnet ist.
Vorzugsweise werden zwei gleiche Aktivkohlefilter bzw. beim jeweiligen Filterpaar zwei gleiche Aktivkohlefilter eingesetzt, die entsprechend der Volumenstromverteilung beladen und gespült werden. Aufgrund Bauteilabweichungen der Aktivkohlefilter sollte die Gesamtaufnahmekapazität der beiden einzelnen Aktivkohlefilter so bemessen sein, dass diese etwas größer ist als die Aufnahmekapazität eines einzigen großen Aktivkohlefilters.
Bei dem Fahrzeug handelt es sich insbesondere um ein Hybridfahrzeug, ein Plug-In-Hybridfahrzeug oder ein Kraftfahrzeug mit einer Start-Stopp-Einrichtung. Bei solchen Fahrzeugtypen ist es besonders wichtig, die Dampfentstehung im Tank und damit Beladung des Aktivkohlefilters gering zu halten. Grundsätzlich ist die Ausbildung des erfindungsgemäßen Tanksystems von der Kraftfahrzeugart unabhängig.
Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, der beigefügten Zeichnung und der Beschreibung der in der Zeichnung wiedergegebenen, bevorzugten Ausführungsbeispiele, ohne auf diese beschränkt zu sein.
Es zeigt in einem Schaubild:
1 ein erstes Ausführungsbeispiel der Parallelanordnung von Aktivkohlefiltern bei dem Tanksystem für das Kraftfahrzeug,
2 ein zweites Ausführungsbeispiel der Parallelanordnung von Aktivkohlefiltern bei dem Tanksystem für das Kraftfahrzeug.
Die in den 1 und 2 veranschaulichten Tanksysteme 1 finden Verwendung bei einem Hybridfahrzeug, einen Plug-In-Hybridfahrzeug oder einem Kraftfahrzeug mit Start-Stopp-Einrichtung.
Für das Tanksystem 1 gemäß der Ausführungsform nach 1 ist ein Tank 2 mit verschließbarem Einfüllstutzen 3 für den Kraftstoff veranschaulicht. Nicht gezeigt sind Kraftstoffleitungen vom Tank 2 zu einem Verbrennungsmotor des Kraftfahrzeuges. Beim Betanken des Tanks und im Betrieb des Fahrzeuges, somit des Verbrennungsmotors, sammeln sich im Tank 2 Kohlenwasserstoffdämpfe des Kraftstoffs, die über einen Entlüftungspfad 12 zur Atmosphäre geleitet werden. Dieser Entlüftungspfad 12 ist gebildet durch eine mit dem Tank 2 verbundene Entlüftungsleitung 4, die, vom Tank 2 ausgehend, sich in zwei Leitungsabschnitte 5 aufteilt und jeder Leitungsabschnitt 5 mit einem Aktivkohlefilter 6 verbunden ist. Diese beiden Aktivkohlefilter 6 sind voneinander getrennt und ständig parallel geschaltet. Die durch die beiden Aktivkohlefilter 6 gebildete Filtereinrichtung ist spülbar. Sie wird von Zeit zu Zeit gespült, indem die dort gebundenen Kohlenwasserstoffdämpfe dem Verbrennungsmotor zugeleitet werden, um dort verbrannt zu werden, womit die Filtereinrichtung geleert wird. Die Zuführleitung bzw. Zuführleitungen zum Verbrennungsmotor sind nicht veranschaulicht. Mit der Bezugsziffer 7 ist die Atmosphäre bezeichnet, zu der der Entlüftungspfad 12 vom Tank 2 und den Aktivkohlefiltern 6 verläuft. Die beiden Aktivkohlefilter 6 sind beispielsweise über Leitungsabschnitte 8 und eine sich anschließende, gemeinsame Leitung 9 mit der Atmosphäre 7 verbunden.
Das Tanksystem 1 ist so gestaltet, dass der Tank 2 unter Druck gesetzt ist, um die Dampfentstehung im Tank im Betriebs- und Betankungsfall zu reduzieren. Im Idealfall ist der Tank 2 vollständig verschlossen. Deshalb ist der Tank 2 zum einen mit einem Druckhalteventil vorgespannt und gegen Unterdruck mit einem Unterdruckschutzventil geschützt. Da die Vorspannung mit dem Haltedruck gewünscht ist, zur Minimierung der Verdunstemissionen, muss der Widerstand im Entlüftungspfad 12 des Aktivkohlefilters abgesenkt werden. Aus diesem Grund sind die beiden ständig parallel geschalteten Aktivkohlefilter 6 im Entlüftungspfad 12 angeordnet. Es handelt sich vorzugsweise um zwei gleiche Aktivkohlefilter 6. Diese werden entsprechend der Volumenstromverteilung beladen, aber ebenso gespült. Da kleine Abweichungen der Bauteile zueinander unausweichlich sind, können nicht exakt gleiche Beladungen und Regeneration erzielt werden. Dieser Tatsache wird dadurch Rechnung getragen, dass die Gesamtaufnahmekapazität der beiden Aktivkohlefilter 6 etwas größer ist als die Aufnahmekapazität eines einzigen, großen Aktivkohlefilters.
Die Ausführungsform nach der 2 unterscheidet sich von derjenigen nach der 1 nur dadurch, dass vom Tank 2 zwei Entlüftungspfade 10, 11 zur Atmosphäre verlaufen. Jedem Entlüftungspfad ist ein Paar von Aktivkohlefiltern 6 zugeordnet, womit vier Aktivkohlefilter 6 vorgesehen sind, die natürlich auch unterschiedlich sein können. Der eine Entlüftungspfad 10 betrifft die Funktion des Betankens und der andere Entlüftungspfad 11 die Funktion der Entlüftung im Betrieb des Kraftfahrzeugs bzw. des Verbrennungsmotors. Dies ermöglicht eine wahlweise oder gleichzeitige Beladung der Aktivkohlefilter 6 während der Funktion ”Betanken” und ”Im Betrieb”.
Die Bauelemente, die sich bei beiden Ausführungsformen entsprechen, sind in den 1 und 2 mit denselben Bezugsziffern bezeichnet.
Der Widerstand bei der Tankentlüftung setzt sich aus unterschiedlichen Komponenten zusammen. So ergibt sich ein Widerstand der Tankentlüftung zum Beispiel durch Leitungen, Ventile und dergleichen, ferner durch den Widerstand der Aktivkohlefilter 6. Weitere Widerstände der Tankentlüftung ergeben sich aufgrund der Leitungsverhältnisse und dergleichen zwischen den Aktivkohlefiltern 6 und der Atmosphäre 7.
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 19756606 A1 [0003]
US 3352294 [0004]
US 2007/0199547 A1 [0005]

Claims

Tanksystem (1) für ein Kraftfahrzeug mit einem Verbrennungsmotor, der aus einem Tank (2) mit Kraftstoff versorgt wird, wobei dem Tank (2), in einem Entlüftungspfad (10, 11, 12) zur Atmosphäre (7), eine spülbare Filtereinrichtung (6, 6) zugeordnet ist, zur Beladung mit Kohlenwasserstoffdämpfen des Kraftstoffs, wobei die Filtereinrichtung (6, 6) mehrere voneinander getrennte Aktivkohlefilter (6) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass alle Aktivkohlefilter (6) ständig parallel geschaltet sind.
Tanksystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zwei Aktivkohlefilter (6) vorgesehen sind.
Tanksystem nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass es als Normal- oder Drucktanksystem ausgelegt ist.
Tanksystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass ein Betankungs-Entlüftungspfad (10, 12) über die Filtereinrichtung (6, 6) geleitet ist.
Tanksystem nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass alle Aktivkohlefilter (6) gleich sind.
Tanksystem nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Gesamtaufnahmekapazität der Aktivkohlefilter (6) etwas größer ist als die Aufnahmekapazität eines einzigen, großen Aktivkohlefilters.
Tanksystem nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass vier Aktivkohlefilter (6) vorgesehen sind, wobei jeweils zwei Aktivkohlefilter (6) ein Filterpaar bilden.
Tanksystem nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das eine Filterpaar einem Entlüftungspfad (10) zur Atmosphäre beim Betanken des Fahrzeugs und das andere Filterpaar einem Entlüftungspfad (11) zur Atmosphäre im Betrieb des Fahrzeugs zugeordnet ist.
Tanksystem nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass es ein Tanksystem eines Hybridfahrzeugs, eines Plug-In-Hybridfahrzeugs oder eines Kraftfahrzeugs mit Start-Stopp-Einrichtung ist.