DE102011080506A1

DE102011080506A1 - Venting of a fuel tank by means of a diaphragm pump

Info

Publication number: DE102011080506A1
Application number: DE201110080506
Authority: DE
Inventors: Andreas Gutscher; Andreas Posselt; Marko Lorenz
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2011-08-05
Filing date: 2011-08-05
Publication date: 2013-02-07
Also published as: WO2013020816A1

Abstract

Es wird ein System (1) zum Entlüften eines Kraftstofftanks (3) vorgestellt. Das System (1) weist einen Filter (5) auf, der mit dem Kraftstofftank (3) in Verbindung steht und ausgeführt ist, Kraftstoffdampf (9) aufzunehmen. Das System (1) weist ferner eine Entlüftungsleitung (11) auf, die den Filter (5) mit einer Motorluftzuleitung (13) verbindet und ausgeführt ist, Kraftstoffdampf (9) vom Filter (5) zur Motorluftzuleitung (13) zu leiten. An der Entlüftungsleitung (11) ist eine Membranpumpe (23) vorgesehen, die ausgeführt ist, einen Druck des in der Entlüftungsleitung (11) befindlichen Kraftstoffdampfes (9) zu variieren.A system (1) for venting a fuel tank (3) is presented. The system (1) has a filter (5) which communicates with the fuel tank (3) and is adapted to receive fuel vapor (9). The system (1) further comprises a vent line (11) which connects the filter (5) to an engine air supply line (13) and is arranged to direct fuel vapor (9) from the filter (5) to the engine air supply line (13). At the vent line (11) a diaphragm pump (23) is provided, which is designed to vary a pressure of the in the vent line (11) located fuel vapor (9).

Description

Stand der TechnikState of the art

Abgasreduzierung und -Überwachung sind wichtige Anliegen von modernen Industriezweigen. In der Fahrzeugindustrie muss der Austritt von Kraftstoffdämpfen z.B. aus dem Kraftstofftank an die Umwelt verhindert werden. Dies geschieht zum Beispiel mittels eines Aktivkohlefilters (AKF), der leicht flüchtige Kohlenwasserstoffe aufnehmen kann.Exhaust gas reduction and monitoring are important concerns of modern industries. In the automotive industry, the escape of fuel vapors must be e.g. be prevented from the fuel tank to the environment. This is done, for example, by means of an activated carbon filter (AKF), which can absorb volatile hydrocarbons.

Der Aktivkohlefilter kann durch Spülungen mit Frischluft regeneriert werden, so dass seine Aufnahmekapazität erhalten bleibt. Die Regeneration kann zum Beispiel durch Saugen von Frischluft aus der Umwelt durch den Kohlefilter geschehen. Hierzu muss zum Beispiel ein Unterdruck in einer Motorluftzuleitung, auch als Saugrohr bezeichnet, herrschen und ein Tankentlüftungsventil (TEV) muss geöffnet sein. Ein Unterdruck in der Motorluftzuleitung kann in der Regel lediglich bei laufendem Verbrennungsmotor erzeugt werden, so dass eine Regeneration des Aktivkohlefilters bei Stillstand des Motors nicht möglich ist. Ferner ist der Unterdruck bzw. die Anzahl der Unterdruckphasen in der Motorluftzuleitung z.B. bei kleineren Motoren mit Turboaufladung (Downsizing) nicht mehr ausreichend für die ausreichende Regeneration des Aktivkohlefilters. Auch bei Hybridfahrzeugen mit einem Verbrennungsmotor als Range Extender oder bei Plug-in Hybriden ist der Verbrennungsmotor über längere Zeiträume inaktiv, so dass eine Regeneration des Aktivkohlefilters nicht möglich ist.The activated carbon filter can be regenerated by flushing with fresh air, so that its capacity is maintained. The regeneration can be done, for example, by sucking fresh air from the environment through the carbon filter. For this purpose, for example, a negative pressure in an engine air supply line, also referred to as intake manifold, prevail and a tank vent valve (TEV) must be open. A negative pressure in the engine air supply can usually be generated only when the internal combustion engine, so that a regeneration of the activated carbon filter is not possible when the engine is stopped. Further, the negative pressure or the number of negative pressure phases in the engine air supply line is e.g. for smaller engines with turbocharging (downsizing) no longer sufficient for the sufficient regeneration of the activated carbon filter. Even in hybrid vehicles with an internal combustion engine as a range extender or plug-in hybrids of the internal combustion engine is inactive for longer periods, so that a regeneration of the activated carbon filter is not possible.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Es kann daher ein Bedarf an einer Verbesserung der Tankentlüftung bestehen, die auch bei einem geringen Druckgefälle zwischen Aktivkohlefilter bzw. Frischluft und Motorluftzuleitung funktionsfähig ist. There may therefore be a need for an improvement of the tank ventilation, which is functional even at a low pressure gradient between activated carbon filter or fresh air and engine air supply.

Diese Aufgabe kann durch den Gegenstand der vorliegenden Erfindung gemäß den unabhängigen Ansprüchen gelöst werden. Vorteilhafte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen beschrieben. This object can be achieved by the subject matter of the present invention according to the independent claims. Advantageous embodiments of the present invention are described in the dependent claims.

Im Folgenden werden Merkmale, Einzelheiten und mögliche Vorteile einer Vorrichtung gemäß Ausführungsformen der Erfindung im Detail diskutiert.In the following, features, details and possible advantages of a device according to embodiments of the invention will be discussed in detail.

Gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung wird ein System zum Entlüften eines Kraftstofftanks vorgestellt. Das System weist einen Filter, z.B. einen Aktivkohlefilter auf, der einerseits mit einem Kraftstofftank verbunden ist und andererseits über eine Entlüftungsleitung mit einer Motorluftzuleitung verbunden ist. Der Filter ist dabei ausgeführt, Kraftstoffdampf aus dem Kraftstofftank aufzunehmen und ggf. zu speichern. Die Entlüftungsleitung ist ausgeführt, Kraftstoffdampf vom Filter zur Motorluftzuleitung zu leiten. An der Entlüftungsleitung ist eine Membranpumpe angeordnet, die ausgeführt ist, den Druck des in der Entlüftungsleitung befindlichen Kraftstoffdampfes zu variieren.According to a first aspect of the invention, a system for venting a fuel tank is presented. The system has a filter, e.g. an activated carbon filter, which is on the one hand connected to a fuel tank and on the other hand connected via a vent line with an engine air supply line. The filter is designed to receive fuel vapor from the fuel tank and save if necessary. The vent line is designed to direct fuel vapor from the filter to the engine air supply line. At the vent line a diaphragm pump is arranged, which is designed to vary the pressure of the fuel vapor located in the vent line.

Anders ausgedrückt basiert die Idee der vorliegenden Erfindung darauf, in Phasen, in denen kein ausreichender Druckunterschied zwischen dem Kraftstofftank und einem Saugrohr vorhanden ist, eine Druckregulation in der Entlüftungsleitung mit Hilfe einer Membranpumpe bereitzustellen. Zum Betreiben der Membranpumpe kann dabei zum Beispiel ein kleiner Teil der Pumpleistung einer im System bereits vorhandenen Elektrokraftstoffpumpe (EKP) verwendet werden. Alternativ kann die Membranpumpe mittels einer unabhängigen Elektropumpe betrieben werden. Der Druck in der Entlüftungsleitung kann dabei z.B. durch Durchbiegen einer Membran zum Inneren der Entlüftungsleitung hin bzw. vom Inneren der Entlüftungsleitung weg erhöht bzw. verringert werden.In other words, the idea of the present invention is to provide pressure regulation in the vent line by means of a diaphragm pump in phases where there is insufficient pressure differential between the fuel tank and a draft tube. To operate the diaphragm pump, for example, a small part of the pumping power of an existing in the system electric fuel pump (EKP) can be used. Alternatively, the diaphragm pump can be operated by means of an independent electric pump. The pressure in the vent line may be e.g. be increased or decreased by bending a membrane towards the inside of the vent line and away from the interior of the vent line away.

Dank des erfindungsgemäßen Systems kann der Filter effizienter aktiv regeneriert werden. Die aktive Regenerierung des Filters ermöglicht auch bei Systemen mit eingeschränkten Frischluftspülphasen des Filters eine ausreichende Regeneration. Beispielsweise kann das erfindungsgemäße System zur sicheren und erfolgreichen Filterregeneration bei Systemen mit kleineren Motoren (Downsizing) und bei Hybridsystemen, z.B. Elektrofahrzeugen mit Rangeextender, zu einer zuverlässigen Regeneration des Filters beitragen.Thanks to the system according to the invention, the filter can be actively regenerated more efficiently. The active regeneration of the filter allows sufficient regeneration even in systems with limited fresh air purge phases of the filter. For example, the system of the present invention may be used for safe and successful filter regeneration in systems with smaller engines (downsizing) and in hybrid systems, e.g. Electric vehicles with range extender, contribute to a reliable regeneration of the filter.

Das System zur Entlüftung des Kraftstofftanks kann z.B. in Fahrzeugen insbesondere in Kraftfahrzeugen und bevorzugt in Hybridfahrzeugen zum Einsatz kommen. Der Kraftstofftank kann mit einem Kraftstoff wie beispielsweise Benzin befüllt sein. Der Kraftstoff kann Kraftstoffdämpfe bzw. Kraftstoffgase absondern. Die Kraftstoffdämpfe können zum Beispiel leicht siedende Kohlenwasserstoffe sein.The system for venting the fuel tank may e.g. in vehicles, in particular in motor vehicles and preferably in hybrid vehicles are used. The fuel tank may be filled with a fuel such as gasoline. The fuel can secrete fuel vapors or fuel gases. The fuel vapors may be, for example, low boiling hydrocarbons.

Die Kraftstoffdämpfe werden aus dem Kraftstofftank zu einem Filter, z.B. einem Aktivkohlefilter, über eine Kraftstoffdampfleitung geführt und im Filter gespeichert. Vom Filter können die Kraftstoffdämpfe über eine Entlüftungsleitung zu einer Motorluftzuleitung gelangen. Die Motorluftzuleitung kann aus einem Leitungssystem bestehen, das mit der Außen- bzw. Frischluft in Verbindung steht. Die Motorluftzuleitung kann auch als Luftpfad bzw. Saugrohr bezeichnet werden. Die Motorluftzuleitung ist ausgeführt, einem Verbrennungsmotor Luft zuzuführen. In der Motorluftzuleitung kann ein Turbolader angeordnet sein, der zum Beispiel einen Verdichter umfasst und ausgeführt ist, einem Verbrennungsmotor verdichtete Luft zuzuführen.The fuel vapors are led from the fuel tank to a filter, eg an activated carbon filter, via a fuel vapor line and stored in the filter. From the filter, the fuel vapors can pass through a vent line to an engine air supply line. The engine air supply may consist of a piping system which communicates with the outside or fresh air. The engine air supply can also be referred to as air path or intake manifold. The engine air supply line is designed to supply air to an internal combustion engine. In the engine air supply line, a turbocharger may be arranged, which includes, for example, a compressor and configured to supply compressed air to an internal combustion engine.

Zwischen dem Filter und der Motorluftzuleitung ist an der Entlüftungsleitung eine Membranpumpe angeordnet. Die Membranpumpe kann dabei direkt in die Entlüftungsleitung integriert sein oder alternativ mit der Entlüftungsleitung über eine weitere Leitung verbunden sein.Between the filter and the engine air supply line a diaphragm pump is arranged on the vent line. The diaphragm pump can be integrated directly into the vent line or alternatively be connected to the vent line via another line.

Die Membranpumpe weist eine Membran auf, die zum Beispiel hydraulisch, pneumatisch oder mechanisch ausgelenkt werden kann. Im entspannten Zustand kann sich die Membran in einer Ebene befinden. Auf einer ersten Seite der Membran kann sich ein Arbeitsmedium befinden, welches die Membran aus der Ebene auslenken kann. Wird zum Beispiel der Druck auf das Arbeitsmedium erhöht, so drückt das Arbeitsmedium gegen die Membran und lenkt diese aus. Wird der Druck auf das Arbeitsmedium verringert, so kann die Membran in Richtung des Arbeitsmediums ausgelenkt werden. Die andere Seite der Membran, auch als zweite Seite bezeichnet, steht mit der Entlüftungsleitung in Kontakt. The membrane pump has a membrane, which can be deflected hydraulically, pneumatically or mechanically, for example. In the relaxed state, the membrane can be in one plane. On a first side of the membrane may be a working medium, which can deflect the membrane out of the plane. If, for example, the pressure on the working medium is increased, the working medium presses against the membrane and deflects it. If the pressure on the working medium is reduced, the membrane can be deflected in the direction of the working medium. The other side of the membrane, also referred to as the second side, is in contact with the vent line.

Wird die Membran nun durch das Arbeitsmedium in Richtung Entlüftungsleitung ausgelenkt, so wird das Volumen der Entlüftungsleitung verringert. Beispielsweise können in der Entlüftungsleitung befindliche Kraftstoffdämpfe auf diese Weise in Richtung der Motorluftzuleitung gedrückt werden. Aus der Motorluftzuleitung können die Kraftstoffdämpfe zusammen mit Frischluft dem Verbrennungsmotor zugeführt werden.If the membrane is now deflected by the working medium in the direction of the vent line, the volume of the vent line is reduced. For example, located in the vent line fuel vapors are pressed in this way in the direction of the engine air supply. From the engine air supply, the fuel vapors can be supplied together with fresh air to the engine.

Wird der Druck auf das Arbeitsmedium verringert, so bewegt sich die Membran in ihren Normalzustand bzw. darüber hinaus in Richtung Arbeitsmedium. Dadurch wird das Volumen in der Entlüftungsleitung vergrößert, und es entsteht ein Unterdruck auf Seiten der Entlüftungsleitung. Dies führt dazu, dass Kraftstoffdampf aus dem Filter in die Entlüftungsleitung gesaugt wird.If the pressure on the working medium is reduced, the membrane moves in its normal state or beyond in the direction of the working medium. As a result, the volume in the vent line is increased, and there is a negative pressure on the side of the vent line. This causes fuel vapor to be sucked out of the filter into the vent line.

Insgesamt kann auf diese Weise der Druck des Kraftstoffdampfes bzw. der Druck des in der Entlüftungsleitung befindlichen Kraftstoffdampf-Luft-Gemisches variiert bzw. reguliert.Altogether, the pressure of the fuel vapor or the pressure of the fuel vapor-air mixture in the vent line can be varied or regulated in this way.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung weist die Membranpumpe eine Membran auf, die auf einer ersten Seite mit einem Arbeitsmedium und auf einer zweiten Seite mit einem Fördermedium in Kontakt steht. Das Fördermedium ist dabei ein in der Entlüftungsleitung befindlicher Kraftstoffdampf.According to one exemplary embodiment of the invention, the membrane pump has a membrane which is in contact with a working medium on a first side and with a conveying medium on a second side. The pumped medium is a fuel vapor located in the vent line.

Die Membran kann dabei zum Beispiel als Folie oder Haut ausgeführt sein und als Trennschicht zwischen Arbeits- und Fördermedium fungieren. Die Membran kann dabei undurchlässig bzw. unpermeabel sowohl für das Arbeitsmedium als auch für das Fördermedium sein. Z.B. kann die Membran die erste Seite der Membranpumpe luftdicht bzw. hermetisch von der zweiten Seite der Membranpumpe trennen. The membrane can be designed, for example, as a film or skin and act as a separating layer between working and conveying medium. The membrane can be impermeable or impermeable both for the working medium and for the pumped medium. For example, The membrane may airtight or hermetically separate the first side of the diaphragm pump from the second side of the diaphragm pump.

Das Arbeitsmedium kann z.B. Kraftstoff sein, der zum Beispiel über eine Kraftstoffleitung aus dem Kraftstofftank an die erste Seite der Membran geführt werden kann. Alternativ kann das Arbeitsmedium beispielsweise Wasser, insbesondere Kühlwasser aus einem Kühlsystem bzw. Kühlkreislauf sein. Ferner kann das Arbeitsmedium z.B. eine beliebige Flüssigkeit sein, die z.B. in einem Kraftfahrzeug eingesetzt wird. In dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Membranpumpe hydraulisch betrieben. In alternativen Ausführungsbeispielen kann die Membran auch pneumatisch oder mechanisch auslenkbar sein.The working medium may e.g. Fuel may be, for example, via a fuel line from the fuel tank to the first side of the membrane can be performed. Alternatively, the working fluid may be, for example, water, in particular cooling water from a cooling system or cooling circuit. Furthermore, the working medium may be e.g. be any liquid, e.g. used in a motor vehicle. In the embodiment shown here, the diaphragm pump is operated hydraulically. In alternative embodiments, the membrane may also be pneumatically or mechanically deflectable.

Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung weist das System ferner eine Pumpe, insbesondere eine Kraftstoffpumpe, z.B. eine Elektrokraftstoffpumpe (EKP), auf. Diese ist ausgeführt, das Arbeitsmedium, aus einem Arbeitsmediumbehältnis zu pumpen. Z.B. kann die Pumpe Kraftstoff aus einem Kraftstofftank zu einem Verbrennungsmotor befördern. Die Pumpe ist dabei über eine Leitung, z.B. über eine Kraftstoffleitung mit der Membranpumpe verbunden. Insbesondere kann die Kraftstoffleitung den Kraftstofftank mit der zweiten Seite der Membran verbinden. Dabei kann die Kraftstoffpumpe in der Kraftstoffleitung angeordnet sein. Die Kraftstoffpumpe kann dabei ausgeführt sein, die Membranpumpe über die Kraftstoffleitung anzutreiben. Das Arbeitsmediumbehältnis kann dabei z.B. ein Kraftstofftankt oder ein Kühlwasservorratstankt sein.According to a further embodiment of the invention, the system further comprises a pump, in particular a fuel pump, e.g. an electric fuel pump (EKP), on. This is designed to pump the working fluid from a working medium container. For example, For example, the pump may deliver fuel from a fuel tank to an internal combustion engine. The pump is connected via a line, e.g. connected via a fuel line to the diaphragm pump. In particular, the fuel line may connect the fuel tank to the second side of the membrane. In this case, the fuel pump can be arranged in the fuel line. The fuel pump may be designed to drive the diaphragm pump via the fuel line. The working medium container may be e.g. be a fuel tank or a cooling water supply.

Auf diese Weise kann ein geringer Teil der Pumpenleistung der im System vorhandenen Elektrokraftstoffpumpe dazu verwendet werden, die Membranpumpe zu betreiben.In this way, a small part of the pump power of the existing in the system electric fuel pump can be used to operate the diaphragm pump.

Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung ist an der Leitung zwischen der Membranpumpe und der Pumpe ein Umschaltventil angeordnet. Das Umschaltventil ist dabei ausgeführt, in einer ersten Position das Arbeitsmedium aus dem Arbeitsmediumbehältnis zur Membranpumpe durchzulassen. Ferner ist das Umschaltventil ausgeführt, das Arbeitsmedium in einer zweiten Position von der Membranpumpe zum Arbeitsmediumbehältnis durchzulassen.According to a further embodiment of the invention, a changeover valve is arranged on the line between the diaphragm pump and the pump. The switching valve is designed to pass in a first position the working fluid from the working medium container to the diaphragm pump. Further, the switching valve is designed to pass the working fluid in a second position from the diaphragm pump to the working medium container.

Das Umschaltventil kann beispielsweise als 3-2-Wegeventil ausgeführt sein. Das Umschaltventil kann dabei beispielsweise durch eine Steuereinheit angesteuert bzw. geschaltet werden. Ist das Umschaltventil in seiner ersten Position, d.h. in Richtung der Membran geöffnet, so wird diese ausgelenkt bzw. verbogen und der in der Entlüftungsleitung befindliche Kraftstoffdampf wird in Richtung Motorluftzuleitung gedrückt. Ist das Umschaltventil in seiner zweiten Position, d.h. in Richtung Arbeitsmediumbehältnis geöffnet, so bewegt sich die Membran der Membranpumpe auf ihren Neutralzustand zu. Am Beispiel eines Kraftstoffs als Arbeitsmedium findet hierbei ein Kraftstoffrücklauf in den Kraftstofftank statt. Die Bewegung der Membran auf ihren Neutralzustand zu bzw. darüber hinaus führt zu einer Bildung eines entlüftungsleitungsseitigen Unterdrucks. Dies führt wiederum dazu, dass Kraftstoffdampf aus dem Filter in das Volumen auf der ersten Seite der Membran strömt.The switching valve can be designed for example as a 3-2-way valve. The switching valve can be controlled or switched, for example, by a control unit. If the changeover valve is open in its first position, ie in the direction of the diaphragm, then this is deflected or bent and the fuel vapor located in the ventilation line becomes in direction Engine air supply line pressed. If the changeover valve is open in its second position, ie in the direction of the working medium container, then the diaphragm of the diaphragm pump moves toward its neutral state. Using the example of a fuel as a working fluid in this case a fuel return takes place in the fuel tank. The movement of the membrane to its neutral state to or beyond leads to the formation of a vent line side negative pressure. This, in turn, causes fuel vapor to flow from the filter into the volume on the first side of the membrane.

Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung weist das System ferner eine Steuereinheit auf, die z.B. an einem Motorsteurgerät angeordnet bzw. darin integriert ist. Die Steuereinheit ist mit dem Umschaltventil z.B. bidirektional verbunden. D.h. die Steuereinheit kann sowohl Signale vom Umschaltventil empfangen, als auch Signale an das Umschaltventil senden. Die Steuereinheit ist zur betriebspunktabhängigen Ansteuerung des Umschaltventils ausgeführt. Ferner können auch die weiteren elektrischen Schaltventile, wie ein erstes und zweites Rückschlagventil und ein Tankentlüftungsventil von der Steuereinheit abhängig von einem Betriebspunkt des Verbrennungsmotors und damit ggf. abhängig von einem Unterdruck in der Motorluftzuleitung angesteuert werden.According to a further embodiment of the invention, the system further comprises a control unit, e.g. is arranged on a motor controller or integrated therein. The control unit is connected to the switching valve e.g. connected bidirectionally. That the control unit can both receive signals from the changeover valve and send signals to the changeover valve. The control unit is designed for operating point-dependent control of the switching valve. Further, the other electrical switching valves, such as a first and second check valve and a tank vent valve can be controlled by the control unit depending on an operating point of the internal combustion engine and thus possibly depending on a negative pressure in the engine air supply.

Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung ist ein Zylinder, beispielsweise ein Stößel, zwischen der Membranpumpe und der Kraftstoffpumpe in der Kraftstoffleitung angeordnet. Der Zylinder ist dabei ausgeführt, einen Druck des Treibstoffs in der Kraftstoffleitung auf die Membran zu übertragen. According to a further embodiment of the invention, a cylinder, for example a plunger, is arranged between the diaphragm pump and the fuel pump in the fuel line. The cylinder is designed to transmit a pressure of the fuel in the fuel line to the membrane.

Der Zylinder kann einer hydraulischen Übersetzung der Elektrokraftstoffpumpe entsprechen und die Pumpleistung der Membranpumpe erhöhen. Die hydraulische Übersetzung kann dabei bewirken, dass z.B. „ein großer Druck und eine geringe Fördermenge“ in „einen geringen Druck und eine hohe Fördermenge“ umgewandelt werden. Beispielsweise könnte der Zylinder auf der Kraftstoffseite eine (Kreis-)Fläche mit einem kleinen Durchmesser aufweisen, die mit hohem Druck, z.B. etwa 3,5 bar, beaufschlagt wird. Auf der der Membran zugewandten Seite, auch als Spülseite bezeichnet, könnte der Zylinder eine Fläche mit einem größeren Durchmesser aufweisen, die mit geringerem Druck, z.B. etwa max. 2 bar, beaufschlagt wird. Da ein Hub des Zylinders gleich bleibt, ist auf der Spülseite somit ein höherer Durchfluss gewährleistet. Bei einer derartigen Ausgestaltung des Zylinders ist eine Spülung des Filters auch in aufgeladenem Zustand möglich. The cylinder may correspond to a hydraulic ratio of the electric fuel pump and increase the pumping power of the diaphragm pump. The hydraulic ratio may cause e.g. "A high pressure and a low flow rate" are converted into "a low pressure and a high flow rate". For example, the cylinder on the fuel side could have a (circular) area with a small diameter which can be compressed at high pressure, e.g. about 3.5 bar, is applied. On the side facing the membrane, also referred to as the purge side, the cylinder could have an area of larger diameter which could be reduced in pressure, e.g. about max. 2 bar, is applied. Since a stroke of the cylinder remains the same, a higher flow is ensured on the purge side. In such an embodiment of the cylinder flushing of the filter is also possible in the charged state.

Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung ist an der Entlüftungsleitung zwischen dem Filter und der Membranpumpe ein erstes Ventil angeordnet. Das erste Ventil ist dabei ausgeführt, einen Fluss des Kraftstoffdampfes von der Membranpumpe in Richtung des Filters zu verhindern. According to a further embodiment of the invention, a first valve is arranged on the vent line between the filter and the diaphragm pump. The first valve is designed to prevent a flow of fuel vapor from the diaphragm pump in the direction of the filter.

Das erste Ventil kann vorzugsweise als Rückschlagventil insbesondere als Wegventil ausgeführt sein, welches eine Rückströmung von Kraftstoffdämpfen zum Filter sperrt. Dabei kann das erste Ventil beispielsweise als federbelastetes Rückschlagventil, insbesondere als Kugelrückschlagventil ausgeführt sein. Eine Strömung von Kraftstoffdämpfen vom Filter zur Membranpumpe bzw. in Richtung der Motorluftzuleitung wird durch das erste Ventil nicht unterbunden.The first valve may preferably be designed as a check valve, in particular as a directional valve, which blocks a return flow of fuel vapors to the filter. In this case, the first valve may be designed, for example, as a spring-loaded check valve, in particular as a ball check valve. A flow of fuel vapors from the filter to the diaphragm pump or in the direction of the engine air supply line is not prevented by the first valve.

Das erste Ventil kann zum Beispiel wichtig sein, wenn die Membran in Richtung der Entlüftungsleitung ausgelenkt ist, so dass der Druck in der Entlüftungsleitung erhöht wird und der Kraftstoffdampf in Richtung der Motorluftzuleitung gedrückt wird. In dieser Situation verhindert das erste Ventil eine Rückströmung des unter erhöhtem Druck stehenden Kraftstoffdampfes zurück zum Filter.The first valve may be important, for example, when the diaphragm is deflected in the direction of the vent line, so that the pressure in the vent line is increased and the fuel vapor is pressed in the direction of the engine air supply line. In this situation, the first valve prevents backflow of the fuel vapor under increased pressure back to the filter.

Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung ist ein Tankentlüftungsventil (TEV) an der Entlüftungsleitung zwischen dem Filter und der Membranpumpe angeordnet. Das erste Ventil ist zwischen dem Tankentlüftungsventil und der Membranpumpe angeordnet.According to a further embodiment of the invention, a tank vent valve (TEV) is arranged on the vent line between the filter and the diaphragm pump. The first valve is disposed between the tank vent valve and the diaphragm pump.

Das Tankentlüftungsventil ist dabei ausgeführt, die Menge bzw. das Volumen des Kraftstoffdampfes, der vom Filter in die Entlüftungsleitung abgeführt werden kann, einzustellen. Dies kann beispielsweise dadurch geschehen, dass der Öffnungsquerschnitt des Tankentlüftungsventils über eine Steuereinheit geregelt wird. Das Tankentlüftungsventil kann also als regelbares Absperrventil ausgeführt sein, welches angesteuert durch die Steuereinheit die Durchflussmenge der Kraftstoffdämpfe regeln kann. Bei Bedarf kann das Tankentlüftungsventil dicht verschlossen werden.The tank vent valve is designed to adjust the amount or volume of fuel vapor that can be removed from the filter into the vent line. This can be done, for example, that the opening cross section of the tank venting valve is controlled by a control unit. The tank ventilation valve can thus be designed as a controllable shut-off valve, which controlled by the control unit can regulate the flow rate of the fuel vapors. If necessary, the tank breather valve can be tightly closed.

Durch die Anordnung des ersten Ventils zwischen dem Tankentlüftungsventil und der Membranpumpe kann verhindert werden, dass eine Rückströmung der Kraftstoffdämpfe in Richtung des Tankentlüftungsventils stattfindet.The arrangement of the first valve between the tank-venting valve and the diaphragm pump can prevent a backflow of the fuel vapors in the direction of the tank-venting valve.

Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung ist an der Entlüftungsleitung zwischen der Membranpumpe und der Motorluftzuleitung ein zweites Ventil vorgesehen. Das zweite Ventil ist dabei ausgeführt, einen Fluss des Kraftstoffdampfes von der Motorluftzuleitung in Richtung der Membranpumpe zu verhindern.According to a further embodiment of the invention, a second valve is provided on the vent line between the diaphragm pump and the engine air supply line. The second valve is designed to prevent a flow of fuel vapor from the engine air supply line in the direction of the diaphragm pump.

Das zweite Ventil ist vorzugsweise als Rückschlagventil ausgeführt und kann ähnlich zum ersten Ventil gestaltet sein. Das zweite Ventil kann vorteilhaft zum Einsatz kommen, wenn sich die Membran der Membranpumpe auf ihren Neutralzustand zu bewegt und einen Unterdruck in der Entlüftungsleitung erzeugt, so dass Kraftstoffdampf über den Filter und gegebenenfalls über ein Tankentlüftungsventil in das Volumen auf der zweiten Seite der Membran strömt. Ein Rückströmen von Kraftstoffdämpfen, die sich bereits in der Motorluftzuleitung bzw. im Saugrohr befinden, wird durch das zweite Ventil unterbunden. The second valve is preferably designed as a check valve and may be designed similar to the first valve. The second valve can be advantageously used when the membrane of the diaphragm pump moves to its neutral state and generates a negative pressure in the vent line, so that fuel vapor flows through the filter and optionally via a tank vent valve into the volume on the second side of the membrane. A backflow of fuel vapors, which are already in the engine air supply line or in the intake manifold, is prevented by the second valve.

Weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden dem Fachmann aus der nachfolgenden Beschreibung beispielhafter Ausführungsformen, die jedoch nicht als die Erfindung beschränkend auszulegen sind, unter Bezugnahme auf die beigelegten Zeichnungen ersichtlich.Other features and advantages of the present invention will become apparent to those skilled in the art from the following description of exemplary embodiments, which are not to be construed as limiting the invention with reference to the accompanying drawings.

1 zeigt einen Querschnitt durch ein Tankentlüftungssystem mit einer Absaugung der Kraftstoffdämpfe mittels eines vorhandenen Druckgefälles 1 shows a cross section through a tank ventilation system with a suction of the fuel vapors by means of an existing pressure gradient

2 zeigt einen Querschnitt durch ein erfindungsgemäßes Tankentlüftungssystem mit einer Absaugung der Kraftstoffdämpfe mittels einer Membranpumpe 2 shows a cross section through an inventive tank ventilation system with a suction of the fuel vapors by means of a diaphragm pump

Alle Figuren sind lediglich schematische Darstellungen erfindungsgemäßer Vorrichtungen bzw. ihrer Bestandteile gemäß Ausführungsbeispielen der Erfindung. Insbesondere Abstände und Größenrelationen sind in den Figuren nicht maßstabsgetreu wiedergegeben. In den verschiedenen Figuren sind sich entsprechende Elemente mit den gleichen Referenznummern versehen. All figures are merely schematic representations of devices according to the invention or of their components according to embodiments of the invention. In particular, distances and size relationships are not shown to scale in the figures. In the various figures, corresponding elements are provided with the same reference numbers.

In 1 ist ein Querschnitt durch ein bekanntes Tankentlüftungssystem dargestellt. Dabei befinden sich in einem Kraftstofftank 3 ein Kraftstoff 7 und Kraftstoffdampf 9 bzw. Kraftstoffgase. Der Kraftstofftank 3 ist über eine Leitung mit einem Filter 5, nämlich einem Aktivkohlefilter verbunden. In dem Filter 5 werden die Kraftstoffdämpfe 9 gespeichert. Die Aufnahmefähigkeit des Filters 5 ist jedoch begrenzt, so dass dieser regeneriert werden muss. Hierzu ist der Filter 5 über eine Entlüftungsleitung 11 mit einer Motorluftzuleitung 13, die auch als Luftpfad, Luftweg bzw. Saugrohr bezeichnet wird, verbunden. In der Entlüftungsleitung 11 kann ein Tankentlüftungsventil 17 vorgesehen sein, das beispielsweise über eine Steuereinheit angesteuert werden kann. Auf diese Weise kann das Tankentlüftungsventil 17 die Menge der Kraftstoffdämpfe 9 regeln, die die Entlüftungsleitung 11 passieren.In 1 is a cross section through a known tank ventilation system shown. They are in a fuel tank 3 a fuel 7 and fuel vapor 9 or fuel gases. The fuel tank 3 is via a line with a filter 5 , namely an activated carbon filter connected. In the filter 5 become the fuel vapors 9 saved. The absorption capacity of the filter 5 However, it is limited so that it must be regenerated. This is the filter 5 via a vent line 11 with an engine air supply 13 , which is also referred to as air path, airway or suction tube connected. In the vent line 11 can be a tank vent valve 17 be provided, which can be controlled for example via a control unit. In this way, the tank vent valve 17 the amount of fuel vapor 9 Regulate the vent line 11 happen.

Die Motorluftzuleitung 13 kann beispielsweise mit Frischluft 15, beispielsweise Luft außerhalb des Fahrzeugs, in Verbindung stehen. Die Frischluft 15 wird über eine Luftmassenmesser 16 geführt. Auf dem Weg zum Verbrennungsmotor 19 kann die Luft einen Ladeluftkühler 21 passieren. Durch ein Druckgefälle zwischen Aktivkohlefilter 5 und der Motorluftzuleitung 13 kann Frischluft 15` durch den Filter 5 gesogen werden. Durch diese Spülung werden die im Filter 5 gespeicherten Kraftstoffdämpfe 9 gelöst und über die Entlüftungsleitung 11 und das Tankentlüftungsventil 17 der Motorluftzuleitung 13 zugeführt. Dabei kann eine Motorsteuerung die Kraftstoffmenge, die dem Verbrennungsmotor 19 aus dem Tankentlüftungssystem zugeführt wird, bei der Zumessung der Kraftstoffmenge abziehen. The engine air supply 13 For example, with fresh air 15 , For example, air outside the vehicle, communicate. The fresh air 15 is about an air mass meter 16 guided. On the way to the combustion engine 19 the air can be a charge air cooler 21 happen. Due to a pressure gradient between activated carbon filter 5 and the engine air supply 13 can fresh air 15` through the filter 5 be sucked. By this flushing are in the filter 5 stored fuel vapors 9 solved and via the vent line 11 and the tank vent valve 17 the engine air supply 13 fed. In this case, an engine controller, the amount of fuel that the internal combustion engine 19 is supplied from the tank ventilation system, subtract at the metering of the amount of fuel.

Bei dem in 1 dargestellten Ausführungsbeispiel ist ein ausreichendes Druckgefälle zwischen dem Aktivkohlefilter und der Motorluftzuleitung 13 notwendig. Bei vielen Systemen wie beispielsweise Systemen mit kleineren Motoren und Turboaufladung (Downsizing) kann kein ausreichendes Druckgefälle erzeugt werden bzw. ist der Anteil der zur Verfügung stehenden Zeit mit Druckgefälle zu gering um eine ausreichende Regeneration des Aktivkohlefilters zu ermöglichen.At the in 1 illustrated embodiment is a sufficient pressure gradient between the activated carbon filter and the engine air supply line 13 necessary. In many systems, such as systems with smaller engines and turbocharging (downsizing) can not be generated sufficient pressure drop or the proportion of available time with pressure gradient is too low to allow sufficient regeneration of the activated carbon filter.

Bei dem in 2 dargestellten erfindungsgemäßen System 1 zum Entlüften des Kraftstofftanks 3 ist eine Regeneration des Filters 5 bzw. eine Entlüftung des Kraftstofftanks 3 auch bei eingeschränkten Spülphasen bzw. bei geringem oder nicht vorhandenem Druckgefälle zwischen Kraftstofftank 3 und Motorluftzuleitung 13 sichergestellt.At the in 2 illustrated system according to the invention 1 for bleeding the fuel tank 3 is a regeneration of the filter 5 or a vent of the fuel tank 3 even with limited rinsing phases or with low or no pressure gradient between the fuel tank 3 and engine air supply 13 ensured.

Hierzu ist an der Entlüftungsleitung 11 eine Membranpumpe 23 vorgesehen, die den Druck des in der Entlüftungsleitung 11 befindlichen Kraftstoffdampfes 9 variieren kann. Die Membranpumpe 23 weist eine Membran 25 mit einer ersten Seite 27 und einer zweiten Seite 29 auf. Auf der ersten Seite 27 steht die Membran 25 mit einem Arbeitsmedium 31 in Kontakt. Auf der zweiten Seite 29 steht die Membran 25 mit einem Fördermedium 33 in Kontakt. Das Arbeitsmedium 31 ist dabei Kraftstoff 7 und das Fördermedium 33 ist Kraftstoffdampf 9.This is at the vent line 11 a diaphragm pump 23 provided the pressure of the in the vent line 11 located fuel vapor 9 can vary. The diaphragm pump 23 has a membrane 25 with a first page 27 and a second page 29 on. On the first page 27 stands the membrane 25 with a working medium 31 in contact. On the second page 29 stands the membrane 25 with a pumped medium 33 in contact. The working medium 31 is fuel 7 and the pumped medium 33 is fuel vapor 9 ,

Das System 1 weist ferner eine Kraftstoffpumpe 35 auf, die beispielsweise als Elektrokraftstoffpumpe ausgeführt ist und mit Hilfe eines Elektromotors 37 angetrieben wird. Die Kraftstoffpumpe 35 ist ausgeführt, Kraftstoff 7 aus dem Kraftstofftank 3 zum Verbrennungsmotor 19 zu pumpen. Hierzu ist die Kraftstoffpumpe 35 in einer Leitung zwischen dem Kraftstofftank 3 und dem Verbrennungsmotor 19 angeordnet. Möglich ist auch eine Anordnung der Elektrokraftstoffpumpe 35 im Kraftstofftank 3.The system 1 also has a fuel pump 35 on, which is designed for example as an electric fuel pump and with the help of an electric motor 37 is driven. The fuel pump 35 is running, fuel 7 from the fuel tank 3 to the internal combustion engine 19 to pump. This is the fuel pump 35 in a line between the fuel tank 3 and the internal combustion engine 19 arranged. Also possible is an arrangement of the electric fuel pump 35 in the fuel tank 3 ,

Zum Antreiben der Membranpumpe 23 wird ein kleiner Teil der Pumpenleistung der Kraftstoffpumpe 35 verwendet. Zu diesem Zweck ist eine Kraftstoffleitung 39 vorgesehen, die beispielsweise von der Leitung zwischen Kraftstofftank 3 und Verbrennungsmotor 19 abzweigt. Die Kraftstoffleitung 39 verbindet die Kraftstoffpumpe 35 mit der Membranpumpe 23. Ferner ist in der Kraftstoffleitung 39 ein Umschaltventil 43 vorgesehen. Das Umschaltventil 43 kann zwischen zwei Stellungen bzw. Positionen geschaltet werden. Einer ersten Position ist ein Kraftstofffluss vom Kraftstofftank 3 zur Membranpumpe 23 möglich. In der zweiten Position ist ein Kraftstoffrücklauf von der Membranpumpe 23 zum Kraftstofftank 3 über eine Rücklaufleitung 41 möglich.To drive the diaphragm pump 23 becomes a small part of the pump capacity of the fuel pump 35 used. For this purpose is a fuel line 39 provided, for example, by the line between the fuel tank 3 and internal combustion engine 19 branches. The fuel line 39 connects the fuel pump 35 with the diaphragm pump 23 , Further, in the fuel line 39 a changeover valve 43 intended. The changeover valve 43 can be switched between two positions or positions. A first position is a fuel flow from the fuel tank 3 to the diaphragm pump 23 possible. In the second position is a fuel return from the diaphragm pump 23 to the fuel tank 3 via a return line 41 possible.

Ist das Umschaltventil 43 in seiner ersten Position, das heißt in Richtung Membran 25 geöffnet, so wird diese in Richtung der Entlüftungsleitung 11 verbogen, und der darin befindliche Kraftstoffdampf 9 wird in Richtung Motorluftzuleitung 13 gedrückt. Eine Strömung des Kraftstoffdampfs 9 in Richtung des Tankentlüftungsventils 17 bzw. des Filters 5 wird mittels eines ersten Ventils 45 verhindert. Das erste Ventil 45 ist als Rückschlagventil ausgeführt.Is the changeover valve 43 in its first position, that is towards the membrane 25 opened, this is in the direction of the vent line 11 bent, and the fuel vapor contained therein 9 goes in the direction of engine air supply 13 pressed. A flow of fuel vapor 9 in the direction of the tank ventilation valve 17 or the filter 5 is by means of a first valve 45 prevented. The first valve 45 is designed as a check valve.

Wird das Umschaltventil 43 in Richtung der Rücklaufleitung 41 geöffnet, d.h., das Umschaltventil 43 befindet sich in der zweiten Position (in 2 nicht dargestellt), so bewegt sich die Membran 25 auf ihren Neutralzustand zu. Dies ist mit einer Bildung eines kraftstoffdampfseitigen Unterdrucks verbunden. In dieser zweiten Position des Umschaltventils 43 strömt Kraftstoffdampf 9 über das Tankentlüftungsventil 17 aus dem Filter 5 in das Volumen oberhalb der Membran 25, d.h. auf die zweite Seite 29 der Membran. Ein Rückströmen aus der Motorluftzuleitung 13 bzw. aus dem Saugrohr wird mittels eines zweiten Ventils 47 verhindert. Das zweite Ventil 47 ist dabei als Rückschlagventil ausgeführt.Will the changeover valve 43 in the direction of the return line 41 opened, ie, the switching valve 43 is in the second position (in 2 not shown), the membrane moves 25 to their neutral state. This is associated with formation of a fuel vapor side vacuum. In this second position of the changeover valve 43 flows fuel vapor 9 via the tank ventilation valve 17 from the filter 5 in the volume above the membrane 25 ie on the second page 29 the membrane. A return flow from the engine air supply line 13 or from the suction pipe is by means of a second valve 47 prevented. The second valve 47 is designed as a check valve.

Optional kann an der Motorluftzuleitung 13 ein Turbolader 49 angeordnet sein. Dieser kann die Luft verdichten, bevor sie dem Verbrennungsmotor 19 zugeführt wird.Optionally, on the engine air supply 13 a turbocharger 49 be arranged. This can compress the air before it reaches the internal combustion engine 19 is supplied.

In dem Ausführungsbeispiel in 2 wird als Arbeitsmedium 31 Kraftstoff 7 eingesetzt. Alternativ können beliebige Medien, die in einem Kraftfahrzeug eingesetzt werden als Arbeitsmedium 31 verwendet werden. Z.B. kann Kühlwasser als Arbeitsmedium und Kühlwasserleitungen und Behältnisse in dem System 1 verwendet werden.In the embodiment in 2 becomes as working medium 31 fuel 7 used. Alternatively, any media that can be used in a motor vehicle as a working medium 31 be used. For example, cooling water can be used as the working medium and cooling water pipes and containers in the system 1 be used.

Abschließend wird angemerkt, dass Ausdrücke wie „aufweisend“ oder ähnliche nicht ausschließen sollen, dass weitere Elemente oder Schritte vorgesehen sein können. Des Weiteren sei darauf hingewiesen, dass „eine“ oder „ein“ keine Vielzahl ausschließen. Außerdem können in Verbindung mit den verschiedenen Ausführungsformen beschriebene Merkmale beliebig miteinander kombiniert werden. Es wird ferner angemerkt, dass die Bezugszeichen in den Ansprüchen nicht als den Umfang der Ansprüche beschränkend ausgelegt werden sollen.Finally, it should be noted that terms such as "having" or the like are not intended to exclude that other elements or steps may be provided. It should also be noted that "a" or "an" does not exclude a multitude. In addition, features described in connection with the various embodiments may be combined with each other as desired. It is further noted that the reference signs in the claims should not be construed as limiting the scope of the claims.

Claims

System ( 1 ) for venting a fuel tank ( 3 ), the system ( 1 ) comprising a filter ( 5 ) connected to the fuel tank ( 3 ) and is carried out, fuel vapor ( 9 ); a vent line ( 11 ), which filters ( 5 ) with an engine air supply line ( 13 ) connects and runs fuel vapor ( 9 ) from the filter ( 5 ) to the engine air supply line ( 13 ) to direct; characterized in that at the vent line ( 11 ) a diaphragm pump ( 23 ) is provided, which is carried out a pressure of the in the vent line ( 11 ) located fuel vapor ( 9 ) to vary.

System ( 1 ) according to claim 1, wherein the membrane pump ( 23 ) a membrane ( 25 ) having; the membrane ( 25 ) on a first page ( 27 ) with a working medium ( 31 ) and on a second page ( 29 ) with a pumped medium ( 33 ) is in contact; where the fluid ( 33 ) in the vent line ( 11 ) located fuel vapor ( 9 ).

System ( 1 ) according to one of claims 2 and 3, further comprising a pump ( 35 ), which is the working medium ( 31 ) from a working medium container ( 3 ) to pump; the pump ( 35 ) via a line ( 39 ) with the diaphragm pump ( 23 ) connected is; the pump ( 35 ), the diaphragm pump ( 23 ) over the line ( 39 ) to drive.

System ( 1 ) according to claim 4, wherein on the line ( 39 ) between the diaphragm pump ( 23 ) and the pump ( 35 ) a switching valve ( 43 ) is arranged; wherein the switching valve ( 43 ) is executed in a first position, the working medium ( 31 ) from the working medium container ( 3 ) to the membrane pump ( 23 ) to pass; wherein the switching valve ( 43 ) is executed in a second position, the working medium ( 31 ) from the diaphragm pump ( 23 ) to the working medium container ( 3 ).

System ( 1 ) according to claim 4, wherein the working medium ( 31 ) Fuel ( 7 ); the pump ( 35 ) a fuel pump ( 35 ) that is running fuel ( 7 ) from a fuel tank ( 3 ) to pump; where the line ( 39 ) as a fuel line ( 39 ) is executed.

System ( 1 ) according to claim 5, further comprising a control unit connected to the switching valve ( 43 ) connected is; wherein the control unit is executed, the switching valve ( 43 ) depending on an operating point of an internal combustion engine to control.

System ( 1 ) according to any one of claims 3 to 6, further comprising a cylinder connected between the diaphragm pump ( 23 ) and the pump ( 35 ) in the line ( 39 ) is arranged; the cylinder running a pressure of the working medium ( 31 ) in the line ( 39 ) on the membrane ( 25 ) transferred to.

System ( 1 ) according to one of claims 1 to 7, wherein at the vent line ( 11 ) between the filter ( 5 ) and the diaphragm pump ( 23 ) a first valve ( 45 ) is provided; the first valve ( 45 ) is executed, a flow of fuel vapor ( 9 ) from the diaphragm pump ( 23 ) towards the filter ( 5 ) to prevent.

System ( 1 ) according to claim 8, further comprising a tank venting valve ( 17 ), which at the vent line ( 11 ) between the filter ( 5 ) and the diaphragm pump ( 23 ) is arranged; the tank venting valve ( 17 ), the amount of fuel vapor ( 9 ), from the filter ( 5 ) in the vent line ( 11 ) is set; the first valve ( 45 ) between the tank venting valve ( 17 ) and the diaphragm pump ( 23 ) is arranged.

System ( 1 ) according to one of claims 1 to 9, wherein at the vent line ( 11 ) between the diaphragm pump ( 23 ) and the engine air supply ( 13 ) a second valve ( 47 ) is provided; the second valve ( 47 ) is executed, a flow of fuel vapor ( 9 ) from the engine air supply line ( 13 ) in the direction of the diaphragm pump ( 23 ) to prevent.