DE102012212109A1 - Tank ventilation system installed in engine of motor vehicle, has bypass line that is provided with shut-off valve that is opened and closed during flushing of buffer while parking vehicle so that ambient air is passed into engine - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine Tankentlüftungsanlage eines mit einer Brennkraftmaschine ausgerüsteten Kraftfahrzeugs, die eine NVLD-Einheit („Natural Vacuum Leak Detection”-Einheit) mit einer Membran-Ventileinheit umfasst, mit welcher das Tanksystem, das einen über eine im Ansaugtrakt der Brennkraftmaschine mündende Spülleitung spülbaren Zwischenspeicher für aus dem Tank entweichende flüchtige Kohlenwasserstoffe enthält, nach dem Abstellen des Fahrzeugs auf ausreichende Dichtheit überprüft wird, indem eine Bildung von Unterdruck im geeignet gegenüber der Umgebung abgesperrtem Tanksystem überwacht wird. Zum Stand der Technik wird beispielshalber auf die
Bekanntlich existieren gesetzliche Vorschriften zur Überwachung der Dichtheit des Tanksystems von Kraftfahrzeugen. Die für eine solche Überwachung zum Einsatz kommenden Systeme bzw. Bauelemente sind auch wegen der gesetzlichen Vorschriften größtenteils einheitlich für die unterschiedlichsten Tanksysteme verschiedener Fahrzeug-Hersteller. Für Fahrzeug-Tanks, die üblicherweise nicht unter Überdruck stehen, d. h. in denen kein höherer Druck als der jeweilige Umgebungsluftdruck herrscht, hat sich das sog. NVLD-System durchgesetzt. Dieses System basiert auf der Tatsache, dass ein Fahrzeug-Tank nach Abstellen des Fahrzeugs abkühlt, wodurch sich naturgemäß dann, wenn das Tanksystem in seiner Gesamtheit geeignet gegenüber der Umgebung abgedichtet ist, im Tanksystem ein Unterdruck einstellt („Natural Vacuum”). Dieser Unterdruck kann von einer sog. NVLD-Einheit, bei welcher es sich um ein standarisiertes Bauelement handelt, detektiert werden. Hierfür weist diese NVLD-Einheit neben Rückschlagventilen zur Verhinderung von Überdruck und von unzulässig hohem Unterdruck nicht nur ein geeignet gestaltetes Membranventil, sondern auch eine elektronische Steuer- und Recheneinheit einschließlich eines Zeitmessers auf, welche bei Erreichen eines geforderten Unterdruckwertes binnen einer vorgegebenen Zeitspanne ein Signal abgibt, das für eine ausreichende Dichtheit des Tanksystems steht.As is known, there are legal regulations for monitoring the tightness of the tank system of motor vehicles. The systems or components used for such monitoring are also largely uniform for the most diverse tank systems of different vehicle manufacturers because of the legal regulations. For vehicle tanks, which are usually not under pressure, d. H. In which there is no higher pressure than the respective ambient air pressure, the so-called. NVLD system has prevailed. This system is based on the fact that a vehicle tank cools down after the vehicle is parked, which of course, when the tank system in its entirety is suitably sealed from the environment, sets a negative pressure in the tank system ("natural vacuum"). This negative pressure can be detected by a so-called NVLD unit, which is a standardized component. For this purpose, this NVLD unit in addition to check valves to prevent overpressure and impermissibly high negative pressure not only a suitably designed diaphragm valve, but also an electronic control and processing unit including a timer, which emits a signal within a predetermined period of time upon reaching a required vacuum value , which stands for a sufficient tightness of the tank system.
Vorliegend ist unter dem Begriff des Tanksystems neben einem üblichen Kraftstofftank von Kraftfahrzeugen, beispielsweise Personenkraftwagen, die mit diesem verbundenen kraftstoffführenden Leitungen einschließlich darin vorgesehener Ventile, Pumpen, usw. sowie eines Zwischenspeichers für aus dem Tank entweichende flüchtige Kohlenwasserstoffe, üblicherweise in Form eines Aktivkohlefilters, zu verstehen. Grundsätzlich bekannt ist, dass solche Zwischenspeicher/Aktivkohlefilter gespült werden, indem Luft aus der Umgebung durch diesen Zwischenspeicher nach Öffnen eines sog. Spülventils von der Brennkraftmaschine angesaugt und die damit aus dem Zwischenspeicher entnommenen Kohlenwasserstoffe in der Brennkraftmaschine verbrannt werden.In the present case, the term tank system is used in addition to a conventional fuel tank of motor vehicles, such as passenger cars, with associated fuel-carrying lines, including valves, pumps, etc., and a buffer for volatile hydrocarbons escaping from the tank, usually in the form of an activated carbon filter understand. In principle, it is known that such intermediate storage / activated carbon filters are purged by air from the environment being sucked in by the internal combustion engine after opening a so-called flushing valve, and the hydrocarbons thus removed from the temporary storage tank are burned in the internal combustion engine.
Bei einem solchen Spülen des Zwischenspeichers ist an diversen Tankentlüftungsanlagen mit den Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Merkmalen, d. h. insbesondere mit einer handelsüblichen NVLD-Einheit, ein Problem aufgetreten, welches zu beheben sich die vorliegende Erfindung zur Aufgabe gestellt hat. Dieses Problem ist eine Störung des gewünschten gleichmäßigen Verbrennungsverlaufs in der Brennkraftmaschine im Falle eines Spülens des besagten Zwischenspeichers/Aktivkohlefilters. Dabei wurde erkannt, dass die Störung auf einen gesamthaft zu geringen Spülluft-Massenstrom zurückzuführen ist, welcher seinerseits aus Druckverlusten in der NVLD-Einheit resultieren könnte.In such a rinse of the buffer is at various tank ventilation systems with the preamble of
Die Lösung dieser Aufgabe, d. h. die Beseitigung des geschilderten Problems ist für eine Tankentlüftungsanlage nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 dadurch gekennzeichnet, dass eine die NVLD-Einheit überbrückende oder umgehende Bypassleitung mit darin vorgesehenem Sperrventil zwischen dem Tanksystem und der Umgebung vorgesehen ist, über die bei geöffnetem Sperrventil, welches geeignet angesteuert bei Abstellen des Fahrzeugs geschlossen wird und zumindest bei einem Spülvorgang des Zwischenspeichers geöffnet ist, Umgebungsluft (als Spülluft) zum Zwischenspeicher gelangen kann.The solution to this problem, d. H. the elimination of the problem described is for a tank ventilation system according to the preamble of
Es wurde vorliegend erkannt, dass ein Spülvorgang des Zwischenspeichers, bei dem von der Brennkraftmaschine Luft aus der Umgebung durch bzw. über das NVLD-System und danach durch den Zwischenspeicher hindurch angesaugt wird, ein Schwingungsverhalten zeigt, welches vom Membranventil des NVLD-Systems verursacht wird. Beim Ansaugen von Umgebungsluft über bzw. durch dieses Membranventil kann letzteres in Schwingung geraten, woraufhin ein in seiner Intensität unregelmäßiger Umgebungsluftstrom als Spülluftstrom für den besagten Zwischenspeicher von der Brennkraftmaschine angesaugt wird und in diese gelangt. Eine ungleichmäßige Verbrennung mit entsprechend schlechtem Rotationsverhalten der Brennkraftmaschinen-Kurbelwelle (oder dgl.) ist die Folge hiervon. Erfindungsgemäß wird dieses Problem dadurch behoben, dass die Brennkraftmaschine zum Spülen des Zwischenspeichers/Aktivkohlefilters als Spülluft Umgebungsluft an der NVLD-Einheit vorbei ansaugen kann, d. h. über eine Bypassleitung zur NVLD-Einheit. Selbstverständlich muss diese Bypassleitung für die Durchführung des Leckage-Tests, d. h. dann wenn die NVLD-Einheit mit einem Abstellen des Fahrzeugs aktiv wird, sicher abgesperrt sein, weshalb ein einfaches Rückschlagventil in dieser Bypassleitung nicht ausreichend ist, sondern ein Sperrventil in dieser Bypassleitung vorgeschlagen wird, welches von einer elektronischen Steuereinheit geeignet angesteuert wird. Demnach soll dieses Sperrventil in der erfindungsgemäßen Bypassleitung zumindest während eines Spülvorgangs, der ebenfalls von einer elektronischen Steuereinheit initiiert durch Öffnen eines in der genannten Spülleitung vorgesehenen Spülventils ermöglicht wird, geöffnet sein, kann jedoch grundsätzlich bei Betrieb der Brennkraftmaschine geöffnet sein. Wesentlich ist, dass dieses Sperrventil mit Abstellen des Fahrzeugs geschlossen ist oder geschlossen wird.In the present case, it has been recognized that a flushing process of the buffer, in which air from the surroundings is sucked in by the internal combustion engine through or via the NVLD system and then through the buffer, shows a vibration behavior which is caused by the diaphragm valve of the NVLD system , When sucking in ambient air over or through this membrane valve, the latter can get into vibration, whereupon an irregular in its intensity ambient air flow is sucked as scavenging air flow for the said buffer of the internal combustion engine and passes into this. Uneven combustion with correspondingly poor rotational behavior of the engine crankshaft (or the like) is the result. According to the invention, this problem is solved by the fact that the internal combustion engine for purging the intermediate storage / activated carbon filter as purge air can suck in ambient air past the NVLD unit, ie via a bypass line to the NVLD unit. Of course, this bypass line for performing the leakage test, ie when the NVLD unit is active when the vehicle is turned off, must be securely shut off, why a simple check valve in this bypass line is not sufficient, but a check valve is proposed in this bypass line, which is suitably controlled by an electronic control unit. Accordingly, this check valve in the bypass line according to the invention, at least during a purge operation, which is also initiated by an electronic control unit by opening a provided in said purge line flushing valve is allowed to be opened, but may in principle be opened during operation of the internal combustion engine. It is essential that this check valve is closed when the vehicle is turned off or closed.
Nach einer vorteilhaften Weiterbildung kann neben dem bereits genannten Zwischenspeicher für aus dem Tank entweichende flüchtige Kohlenwasserstoffe, welcher nunmehr als Haupt-Zwischenspeicher bezeichnet wird, in der Spülleitung ein weiteres Puffervolumen, d. h. ein weiteres Speichervolumen für flüchtige Kohlenwasserstoffe vorgesehen sein. Dieses Puffervolumen, welches in der beigefügten Prinzipskizze eines Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung nicht dargestellt ist, ist in der Lage, weiterhin möglicherweise noch auftretende minimale Änderungen in der Zusammensetzung der der Brennkraftmaschine zugeführten Spülluft, welche auf möglicherweise weiterhin erfolgende Schwingungen des Membranventils des NVLD-Systems zurückzuführen sind, bestmöglich zu glätten, so dass überhaupt keine Störung des Brennkraftmaschinen-Laufs während eines Spülens des Haupt-Zwischenspeichers zu befürchten ist.According to an advantageous development, in addition to the aforementioned intermediate storage for escaping from the tank volatile hydrocarbons, which is now referred to as the main buffer, in the purge line another buffer volume, d. H. another storage volume for volatile hydrocarbons may be provided. This buffer volume, which is not shown in the accompanying schematic diagram of an embodiment of the present invention, is able to further possibly still occurring minimal changes in the composition of the scavenging air supplied to the internal combustion engine, which due to possibly continuing oscillations of the diaphragm valve of the NVLD system are to smooth as best as possible, so that no disturbance of the internal combustion engine run during flushing of the main buffer is to be feared.
Anhand der beigefügten und stark abstrahierten Prinzipskizze wird ein einfaches Ausführungsbeispiel der Erfindung, von welchem nur die für das Verständnis wesentlichen Elemente dargestellt sind, nochmals kurz erläutert.On the basis of the attached and highly abstracted schematic diagram, a simple embodiment of the invention, of which only the elements essential for the understanding are briefly explained again.
Dabei ist mit der Bezugsziffer
Damit bei Betrieb des Kraftfahrzeugs, bei dem sich der Kraftstofftank
Der Zwischenspeicher
Wie eingangs geschildert wurde, führt die Führung des Spülluftstromes durch die NVLD-Einheit
Neben der Vermeidung von Verbrennungs-Problemen an der Brennkraftmaschine
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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