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Die Erfindung betrifft ein Tankentlüftungssystem eines Kraftfahrzeugs mit einem Speicherbehälter für gasförmige Kraftstoffbestandteile nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
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Die Speichertechnologie gasförmiger Kraftstoffbestandteile aus dem Tankentlüftungssystem eines Kraftfahrzeugs insbesondere in einem sog. Aktivkohlefilter ist dem Fachmann grundsätzlich bekannt. Auch das Regenerieren dieses Aktivkohlefilters mit Spülluft aus der Umgebung, die dann zusammen mit den im Aktivkohlefilter zwischengespeicherten Kraftstoffbestandteilen einer als Fahrzeug-Antriebsaggregat fungierenden Brennkraftmaschine, die ansonsten aus dem besagten Tank mit Kraftstoff versorgt wird, zur Verbrennung zugeführt wird, ist dem Fachmann hinreichend bekannt, jedenfalls soweit es sich um eine quantitätsgesteuerte nicht aufgeladene Brennkraftmaschine handelt. Bei letzterer herrscht nämlich regelmäßig ausreichender Unterdruck im Ansaugsystem, der zur Förderung der Spülluft herangezogen werden kann. Die Regelung der Spülung des Aktivkohlefilters erfolgt über ein Tankentlüftungsventil, welches mit einem pulsweitenmodulierten Signal angesteuert wird.
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Aus der
DE 10 2007 040 913 A1 ist ein Tankentlüftungssystem eines Fahrzeugs mit einem Verdichter im Ansaugsystem der Brennkraftmaschine mit einen ersten Spülluftzweig des Speicherbehälters stromab des Verdichters und einen zweiten Spülluftzweig des Speicherbehälters stromauf dieses Verdichters im Ansaugsystem der Brennkraftmaschine bekannt.
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Durch die steigenden Anforderungen an die benötigten Spülluftmengen aufgrund von CO2-Reduzierungsmaßnahmen wie Hybridisierung, Downsizing, Motor-Start-Stopp-Systemen oder Entdrosselungen der Brennkraftmaschine muss der Massenstromdurchsatz des Tankentlüftungsventils wesentlich vergrößert werden. Die Erhöhung des Massenstroms führt jedoch zu einer immer schlechter werdenden Dosierbarkeit des Spülgases im Bereich des Ventilöffnens. Diese Dosierbarkeit der Spülgase ist jedoch bei niedrigen Lasten (z. B. im Leerlauf) zwingend erforderlich.
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Da es gewünscht ist, den Speicherbehälter in möglichst vielen Betriebspunkten der Brennkraftmaschine spülen zu können, soll hiermit die Aufgaben gelöst werden, ein Tankentlüftungssystem bereitzustellen, welches trotz einer notwendigen Erhöhung des Massenstroms durch das Tankentlüftungsventil eine genaue Dosierbarkeit der Spülgase ermöglicht.
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Diese Aufgabe wird durch eine Vorrichtung nach Patentanspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.
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Das erfindungsgemäße Tankentlüftungssystem für ein Kraftfahrzeug umfasst in bekannter Weise einen Speicherbehälter für gasförmige Kraftstoffbestandteile, der zu Spülzwecken mit dem Ansaugsystem einer aufgeladenen Brennkraftmaschine des Kraftfahrzeugs verbindbar ist, wozu in einer vom Speicherbehälter abgehenden Spülleitung eine ansteuerbare Tankentlüftungsventileinheit vorgesehen ist, stromabwärts dessen sich die Spülleitung verzweigt in einem ersten stromab und in einen zweiten stromauf eines Verdichters im Ansaugsystem mündenden Spülzweig.
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Um eine ausreichende Spülung trotz genauer Dosierbarkeit erreichen zu können ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass die Tankentlüftungsventileinheit zumindest zwei parallel angeordnete ansteuerbare Tankentlüftungsventile mit unterschiedlichem Maximaldurchsatz umfasst, wobei vorteilhafterweise den zumindest zwei parallel angeordneten ansteuerbaren Tankentlüftungsventile unterschiedliche Massenstromkennlinien zugeordnet sind.
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Mit dem Einsatz von zwei parallel geschalteten Tankentlüftungsventilen, die unterschiedliche Massenstromkennlinien besitzen, kann der oben genannte Konflikt dadurch ausgeräumt werden, indem das Ventil mit geringerem Maximaldurchsatz im Bereich kleiner Tankentlüftungsmassenströme, also bei Tankentlüftungsmassenströmen, die einen vorgegebenen ersten Schwellwert nicht überschreiten, zur sicheren Dosierung des Spülgases angesteuert wird. Ab Tankentlüftungsmassenströmen, welche den vorgegebenen ersten Schwellwert oder einen vorgegebenen größeren zweiten Schwellwert überschreiten, und eine Dosierbarkeit des Regenerierungsgases nicht mehr im Vordergrund steht, kann das Tankentlüftungsventil mit dem größeren Maximaldurchsatz geöffnet bzw. hinzu geschaltet werden.
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Die beigefügte Prinzipskizze dient der näheren Erläuterung der Erfindung und zeigt ein erfindungsgemäßes Tankentlüftungssystem. Dabei ist mit der Bezugsziffer BKM eine mehrzylindrige Hubkolben-Brennkraftmaschine gekennzeichnet, deren Ansaugsystem in seiner Gesamtheit die Bezugsziffer 2 und deren Abgasanlage in ihrer Gesamtheit die Bezugsziffer 3 trägt. Die Abgasanlage 3 besteht aus einer die Abgase der Brennkraftmaschine BKM durch eine Turbine T eines Turboladers oder über einen parallel geschalteten Bypass B, und anschließend einem Katalysator K zuführenden Abgasluftleitung 3a. Das Ansaugsystem 2 besteht aus einer hier nicht dargestellten, die Verbrennungsluft auf die einzelnen Brennkraftmaschinen-Zylinder aufteilenden Sauganlage, in die eine Verbrennungsluftleitung 2b mündet, in der eine Drosselklappe DK, ein Verdichter V und ein Ladeluftkühler LLK vorgesehen sind. Der Verdichter V erhält saugseitig über ein figürlich nicht dargestelltes Ansaug-Luftfilter sowie über eine sich daran anschließende Ansaugleitung 2c Luft aus der Umgebung.
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Vorgesehen ist weiter ein Tankentlüftungssystem für einen Kraftstofftank T im mit dieser Brennkraftmaschine BKM ausgestatteten Kraftfahrzeug. Dieses Tankentlüftungssystem weist unter anderem einen Speicherbehälter AKF (vorzugsweise in Form eines sog. Aktivkohlefilters) für gasförmige Kraftstoffbestandteile auf, der über eine Leitung 5a mit dem Kraftstofftank T, genauer mit dessen sog. Gasraum in Fluidverbindung steht.
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Zur Regenerierung dieses Speicherbehälters AKF kann dieser mit Umgebungsluft gespült werden, wofür eine eine Tankleckdiagnoseeinheit TLD umfassende Umgebungsluftleitung 5f auf der einen Seite in den Speicherbehälter AKF hineinführt und auf der anderen Seite des Speicherbehälters AKF als Spülleitung 5b aus dem Speicherbehälter AKF hinausführt. In dieser Spülleitung 5b ist ein ansteuerbares Tankentlüftungsventilsystem 5c mit zwei parallel geschalteten Tankentlüftungsventilen 5c1 und 5c2 mit unterschiedlichen Maximaldurchsätzen und unterschiedlichen Massenstromkennlinien vorgesehen, mit dem bestimmbar ist, wann der Speicherbehälter AKF über die Spülleitung 5b mit dem Ansaugsystem 2 zu Spülzwecken verbunden wird, nämlich insbesondere dann, wenn in diesem Ansaugsystem 2 ein ausreichend hoher Unterdruck vorliegt, um ein Druckgefälle zur Förderung von Spülluft durch den Speicherbehälter AKF sowie durch die Spülleitung 5b zu bilden.
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Das Tankentlüftungsventilsystem 5c umfasst wie bereits erwähnt, zwei parallel geschaltete Tankentlüftungsventile 5c1 und 5c2, wobei das eine Tankentlüftungsventil 5c1 derart ausgestaltet ist, dass es einen nur kleinen Maximaldurchsatz hat und im Bereich kleiner Tankentlüftungsmassenströme zu sicheren Dosierung des Spülgases angesteuert bzw. geöffnet wird. Im Gegensatz dazu ist das zu diesem Tankentlüftungsventil 5c1 parallel angeordnete zweite Tankentlüftungsventil 5c2 derart ausgestaltet, dass ein wesentlich größerer Maximaldurchsatz an Spülgas möglich ist. Dieses zweite Tankentlüftungsventil 5c2 wird aufgrund seiner Massenstromkennlinie bei großen Massenströmen, bei denen die Dosierbarkeit des Regenerierungsgases nicht mehr im Vordergrund steht, angesteuert bzw. geöffnet, also dem ersten Tankentlüftungsventil 5c1 hinzu geschaltet, so dass das Spülgas bei großen Massenströmen sowohl durch das erste Tankentlüftungsventil 5c1, als auch durch das zweite Tankentlüftungsventil 5c2 strömen kann.
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Die Spülleitung 5b teilt sich stromab des Tankentlüftungsventilsystems 5c auf in einen ersten Spülzweig 5b1, der stromab des Verdichters V in die Verbrennungsluftleitung 2b mündet, sowie in einen zweiten Spülzweig 5b2, der stromauf des Verdichters V in die Ansaugleitung 2c mündet.
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Solange die Brennkraftmaschine BKM im Saugbetrieb betrieben wird und stromab des Verdichters V somit noch Unterdruck (gegenüber Umgebungsdruck) im Ansaugsystem 2 herrscht, kann ein Spülen des Speicherbehälters AKF bei zumindest einem geöffneten Tankentlüftungsventil 5c1 oder 5c2 über den ersten Spülzweig 5b1 erfolgen. Im sog. Aufladebetrieb der Brennkraftmaschine 1 hingegen, wenn in der Verbrennungsluftleitung 2b Überdruck oder zumindest kein nennenswerter Unterdruck (gegenüber Umgebungsdruck) herrscht, ist dies nicht möglich. Jedoch soll auch in diesen Betriebszuständen ein Spülen des Speicherbehälters AKF und somit ein Öffnen zumindest eines der beiden Tankentlüftungsventile 5c1 oder 5c2 möglich sein, weshalb im ersten Spülzweig 5b1 eine vom Ansaugsystem 2 zum Speicherbehälter AKF hin sperrende Rückschlagventilvorrichtung 5d vorgesehen ist, die verhindert, dass Luft aus dem Ansaugsystem 2 über den Speicherbehälter AKF in die Umgebung gelangt.
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Für das Spülen des Speicherbehälters AKF im sog. Aufladebetrieb der Brennkraftmaschine BKM ist der zweite Spülzweig 5b2 vorgesehen, der stromauf des Verdichters V in der Ansaugleitung 2c mündet. In dieser herrscht jedenfalls kein Überdruck (gegenüber Umgebungsdruck). Damit im Mündungsbereich des zweiten Spülzweigs 5b2 im Ansaugsystem ein ausreichender Unterdruck zum Spülen des Speicherbehälters AKF vorliegt, kann ein solcher mittels einer Pumpe P oder eines hier nicht dargestellten ansteuerbaren Drosselorgans, das stromauf der Mündungsstelle des zweiten Spülzweigs 5b2 in der Ansaugleitung 2c vorgesehen ist, gezielt eingestellt werden. Dabei ist im zweiten Spülzweig 5b2 ebenfalls eine zum Ansaugsystem 2 hin öffnende Rückschlagventilvorrichtung 5f vorgesehen.
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Was die Ansteuerung der Kraftstoffzufuhr zu den Zylindern der Brennkraftmaschine (über nicht dargestellte Kraftstoffeinspritzventile) betrifft, so können für die Berücksichtigung des Spülens des Speicherbehälters AKF für die beiden Spülzweige 5b1, 5b2 unterschiedliche (dem Fachmann grundsätzlich bekannte) Totzeitmodelle vorgesehen sein, die in einer hier nicht dargestellten elektronischen Steuereinheit zur Ansteuerung der Kraftstoffzufuhr sowie der Tankentlüftung entweder permanent laufen oder zur Entlastung der elektronischen Steuereinheit zeitweise einzeln abgeschaltet werden, wobei noch darauf hingewiesen sei, dass durchaus eine Vielzahl von Details abweichend von obigen Erläuterungen gestaltet sein kann, ohne den Inhalt der Patentansprüche zu verlassen.
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Durch ein derart ausgestaltetes Tankentlüftungssystem mit zwei parallel geschalteten Tankentlüftungsventilen mit unterschiedlichen Massenstromkennlinien kann der Zielkonflikt zwischen Dosierbarkeit und maximalem Massenstrom des Spülluftgases auf einfache und kostengünstige Weise aufgelöst werden. Ein weiterer wesentlicher Vorteil der Erfindung ist noch darin zu sehen, dass durch den Einsatz von zwei Tankentlüftungsventilen selbst im Falle eines Defekts eines Tankentlüftungsventils eine Grundspülung des Aktivkohlefilters erhalten bleibt.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102007040913 A1 [0003]
