DE102012217112A1 - Tankentlüftungsvorrichtung für eine Brennkraftmaschine und zugehöriges Steuerverfahren - Google Patents

Tankentlüftungsvorrichtung für eine Brennkraftmaschine und zugehöriges Steuerverfahren Download PDF

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Abstract

Die erfindungsgemäße Tankentlüftungsvorrichtung für eine zumindest teilweise mit Entdrosselung betriebene Brennkraftmaschine zeichnet sich aus durch einen Kraftstofftank zum Bevorraten von für die Verbrennung in Brennräumen der Brennkraftmaschine benötigten Kraftstoff, einem Kraftstoffdämpfe-speicher, welcher über eine Verbindungsleitung mit dem Kraftstofftank und über eine Entlüftungsleitung mit einem Unterdruckspeicher verbunden ist, einem elektrisch steuerbaren Tankentlüftungsventil, welches in der Entlüftungsleitung angeordnet ist und einer der Zylinderzahl der Brennkraftmaschine entsprechenden Anzahl von mechanischen Druckventilen, deren Ventilöffnungen mit den jeweiligen Brennräumen der Zylinder in Verbindung stehen und über Unterdruckleitungen mit dem Unterdruckspeicher verbunden sind. Damit kann zur Regenerierung des Kraftstoffdämpfespeichers bei geöffnetem Tankentlüftungsventil während der Ansaugtakte der Zylinder Kraftstoffdampf in die Brennräume der Zylinder angesaugt werden.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Tankentlüftungsvorrichtung für eine Brennkraftmaschine, sowie ein Steuerverfahren für diese Tankentlüftungsvorrichtung.
  • Zur Begrenzung der Schadstoffemissionen sind moderne Kraftfahrzeuge mit einem Kraftstoffverdunstungsrückhaltesystem, meist als Tankentlüftungsvorrichtung bezeichnet, ausgestattet. Der Zweck solcher Anlagen besteht darin, das Ausdampfen von Kohlenwasserstoffen aus dem Kraftstofftank an die Atmosphäre zu vermeiden. Hierzu weisen bekannte Tankentlüftungsanlagen für mit Saugrohreinspritzung ausgestattete Otto-Brennkraftmaschinen einen Kraftstofftank auf, der über eine Leitung mit einem Kraftstoffdämpfespeicher verbunden ist. Der Kraftstoffdämpfespeicher ist in der Regel als Aktivkohlebehälter ausgebildet. Die durch die Erwärmung des Kraftstoffes verdampfenden Kohlenwasserstoffe werden in diesem Behälter adsorbiert. Ist die Beladungsgrenze des Kraftstoffdämpfe-speichers erreicht, muss dieser regeneriert werden.
  • In bestimmten Betriebsbereichen der Brennkraftmaschine wird ein normalerweise geschlossenes Tankentlüftungsventil in einer Regenerierungsleitung zwischen Aktivkohlebehälter und Ansaugtrakt der Brennkraftmaschine mittels Signalen einer elektronischen Steuerungseinrichtung geöffnet. Durch den im Saugrohr herrschenden Unterdruck gelangen die Kraftstoffdämpfe aus dem Aktivkohlebehälter in den Ansaugtrakt stromabwärts der Drosselklappe und vermischen sich dort mit der Ansaugluft und mit dem in das Saugrohr eingespritzten Kraftstoff. Dieses Gemisch strömt dann bei geöffnetem Einlassventil in den Zylinder, wo es mittels einer Zündeinrichtung gezündet und anschließend verbrannt wird. Während des Spülvorganges ist ein am Aktivkohlebehälter angeordnetes Belüftungsventil offen, so dass aufgrund des Saugrohrunterdruckes Spülluft durch den Aktivkohlebehälter strömen und die Aktivkohle regeneriert werden kann. Ein Regenerierungsvorgang ist demnach nur dann möglich, wenn im Saugrohr gegenüber der Tankentlüftungsvorrichtung ein Unterdruck herrscht.
  • Neue Fahrzeugkonzepte mit Hybridantrieb und Start/Stopp-Funktionalität sind ein Mittel, um die vom Gesetzgeber geforderten Emissionswerte einzuhalten und den Kraftstoffverbrauch zu senken. Diese führen aber gleichzeitig zu einer signifikanten Verringerung der Spülraten zur Regeneration des Aktivkohlebehälters, da sich durch das Abschalten der Brennkraftmaschine die effektive Zeit in der gespült werden kann, verringert.
  • Weiterhin führt die Entdrosselung der Brennkraftmaschinen durch Downsizing, Wegfall der Drosselklappe und Steuerung der einströmenden Luftmasse mit Hilfe der Einlassventile (VVT, variabler Ventiltrieb)und/oder Abgasturboaufladung dazu, dass der für die Spülung des Aktivkohlefilters benötigte Unterdruck im Saugrohr nicht mehr ausreichend vorhanden ist.
  • Bei aufgeladenen Brennkraftmaschinen herrscht im aufgeladenen Betriebszustand im Saugrohr ein höherer Druck als in der Tankentlüftungsvorrichtung. Außerdem kann bei Brennkraftmaschinen, die mit Kraftstoff-Direkteinspritzung betrieben werden, in bestimmten Betriebsbereichen der Brennkraftmaschine, insbesondere während des Betriebes mit Zylinderladungsschichtung keine Spülung des Aktivkohlebehälters durchgeführt werden, da die Spülgase welche in den Ansaugtrakt der Brennkraftmaschine eingeleitet werden, nicht vollständig verbrennen können. Die Spülgase werden nämlich über den gesamten Brennraum homogen verteilt. Im Brennraum verbrennt jedoch nur das Gemisch, das in der Nähe der Zündkerze geschichtet ist und eine Luftzahl besitzt, bei der kein Erlöschen der Flammenfront bei der Ausbreitung auftritt. Im Rest des Brennraumes erlischt die Flammenfront, weil das Gemisch nicht innerhalb der Zündgrenzen liegt, da abhängig vom Betriebsbereich der Brennkraftmaschine sehr stark abgemagertes Gemisch bis zu reiner Luft und/oder rückgeführtes Abgas vorliegt.
  • Aus der EP 0 488 254 A1 ist eine Brennkraftmaschine mit Kraftstoff-Direkteinspritzung und einem Tankentlüftungssystem bekannt, bei der Kraftstoffdampf in einem Kraftstoffauffangbehälter mit einer Aktivkohle gespeichert wird. Bei bestimmten Betriebszuständen wird der gespeicherte Kraftstoffdampf über eine Regenerierungsleitung und ein Tankentlüftungsventil dem Saugrohr zugeführt. Eine Spülung des Aktivkohlefilters wird unterbunden, wenn die Last der Brennkraftmaschine kleiner als ein vorgegebener Grenzwert und die Temperatur des Katalysators unterhalb eines Schwellenwertes liegt. Eine Spülung wird durchgeführt, wenn die Last höher ist als der Grenzwert und zwar unabhängig von der dabei gerade herrschenden aktuellen Katalysatortemperatur. An der Anschlussleitung des Aktivkohlefilters, die mit der Atmosphäre verbunden ist, ist eine elektrisch angetriebene Pumpe vorgesehen, die im Spülbetrieb Luft durch den Aktivkohlefilter pumpt und das Tankentlüftungsgemisch über das offene Tankentlüftungsventil in das Saugrohr drückt.
  • Aus der DE 43 16 728 A1 ist eine Vorrichtung zum Sammeln und gezielten Zudosieren von flüchtigen Kraftstoffkomponenten (Fraktionen) an einem Ottomotor mit einem Sammelbehälter für die flüchtigen Kraftstoffkomponenten bekannt, die einen Kanal zur Verbindung des Speichers mit dem Saugkanal des Ottomotors und ein Dosierventil in dem Anschlusskanal aufweist. Diese Vorrichtung dient zur gezielten Zuführung des Tankentlüftungsgemisches, um den Motorbetrieb zu optimieren. Hierzu wird das Dosierventil zwischen Aktivkohlefilter und Saugrohr von einem Steuergerät entsprechend der an dem jeweiligen Betriebszustand gewünschten Zumischung der flüchtigen Kraftstoffkomponenten angesteuert. Eine elektrische Pumpe in der Regenerierungsleitung zwischen Aktivkohlefilter und Saugrohr wird über Signale des Steuergerätes angesteuert und ermöglicht so auch eine Regenerierung z. B. bei Vollastbetrieb, wenn der herrschende Saugrohrunterdruck hierzu nicht ausreicht.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Tankentlüftungsvorrichtung und ein zugehöriges Steuerverfahren für eine zumindest teilweise mit Entdrosselung betriebene Brennkraftmaschine anzugeben.
  • Diese Aufgabe wird durch die Gegenstände der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
  • Die erfindungsgemäße Tankentlüftungsvorrichtung für eine zumindest teilweise mit Entdrosselung betriebene Brennkraftmaschine zeichnet sich aus durch einen Kraftstofftank zum Bevorraten von für die Verbrennung in Brennräumen der Brennkraftmaschine benötigten Kraftstoff, einem Kraftstoffdämpfespeicher, welcher über eine Verbindungsleitung mit dem Kraftstofftank und über eine Entlüftungsleitung mit einem Unterdruckspeicher verbunden ist, einem elektrisch steuerbaren Tankentlüftungsventil, welches in der Entlüftungsleitung angeordnet ist und einer der Zylinderzahl der Brennkraftmaschine entsprechenden Anzahl von mechanischen Druckventilen, deren Ventilöffnungen mit den jeweiligen Brennräumen der Zylinder in Verbindung stehen und über Unterdruckleitungen mit dem Unterdruckspeicher verbunden sind.
  • Durch die Verwendung einfacher mechanischer Druckventile, deren Öffnung direkt in die Brennräume der Brennkraftmaschine münden, kann auf einfache Weise während der Kolbenabwärtsbewegung im Ansaugtakt Unterdruck in einem Unterdruckspeicher erzeugt werden, welcher in Regenerationsphasen des Kraftstoffdämpfespeichers zum Ansaugen der Kraftstoffdämpfe herangezogen wird. Auf diese Weise lassen sich Spülraten auch bei entdrosselten Brennkraftmaschinen erreichen, bei denen der Saugrohrunterdruck hierzu nicht ausreichen würde.
  • Eine besonders einfache konstruktive Anordnung ergibt sich, wenn die mechanischen Druckventile an den Zylinderwänden befestigt sind.
  • Werden die mechanischen Druckventile am Zylinderkopf in der Nähe der Zündkerze und des Einspritzventils angeordnet, so ergibt sich der Vorteil, dass diese sehr leicht zugänglich sind und bei Bedarf leicht gewechselt werden können.
  • Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung werden die mechanischen Druckventile als federbelastete Rückschlagventile ausgestaltet, welche bei Ansaugtakten der Zylinder in die Brennräume hinein öffnen und durch Einwirkung einer Feder und der Gaskräfte in den Brennräumen der Zylinder schließen. Dies trägt zu einer robusten und kostengünstigen Realisierung der Tankentlüftungsvorrichtung bei.
  • Als Unterdruckspeicher kann in vorteilhafter Weise ein druckfester, herkömmlicher Behälter dienen, der an geeigneter Stelle, vorzugsweise in räumlicher Nähe der Zylinder angeordnet ist.
  • Eine besonders platzsparende Anordnung ergibt sich, wenn als Unterdruckspeicher ein Leitungszweig stromabwärts des Entlüftungsventils mit gegenüber der Entlüftungsleitung vergrößertem Querschnitt herangezogen wird.
  • Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist im Folgenden anhand der schematischen Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigen:
  • 1 eine Brennkraftmaschine mit Hochdruckkraftstoff-Speichereinspritzung und einer Tankentlüftungsvorrichtung und
  • 2 ein mechanisches Druckventil, wie es innerhalb der Tankentlüftungsvorrichtung nach 1 verwendet wird.
  • Die 1 zeigt in grob schematischer Darstellung eine Brennkraftmaschine mit Hochdruckkraftstoff-Speichereinspritzung (Common Rail), die abhängig vom Betriebsbereich sowohl mit homogenem Gemisch als auch mit geschichteter Ladung mit sehr stark abgemagertem Gemisch betreibbar ist. Sie weist eine Tankentlüftungsvorrichtung und eine Aufladeeinrichtung auf. Aus Gründen der Übersichtlichkeit sind dabei nur diejenigen Teile gezeichnet, die für das Verständnis der Erfindung notwendig sind. Insbesondere ist nur ein Zylinder einer mehrzylindrigen Brennkraftmaschine dargestellt.
  • Die Brennkraftmaschine 100 umfasst einen Ansaugtrakt 1, einen Motorblock 2, einen Zylinderkopf 3 und einen Abgastrakt 4.
  • Der Ansaugtrakt 1 umfasst in Strömungsrichtung der angesaugten Luft ausgehend von einer Ansaugöffnung 10 nacheinander vorzugsweise einen Luftfilter 11, einen Luftmassenmesser 12 als Lastsensor, einen Verdichter 13 eines Abgasturboladers, einen Ladeluftkühler 14, eine Drosselklappe 15 und ein Saugrohr 16, das hin zu einem Zylinder Z1 über einen Einlasskanal in den Motorblock 2 geführt ist. Bei der Drosselklappe 15 handelt es sich vorzugsweise um ein elektromotorisch angesteuertes Drosselorgan (E-Gas), dessen Öffnungsquerschnitt neben der Betätigung durch den Fahrer (Fahrerwunsch) abhängig vom Betriebsbereich der Brennkraftmaschine 100 über Signale einer elektronischen Steuerungseinrichtung 7 einstellbar ist. Zugleich wird zur Überwachung und Überprüfung ein Signal für die Stellung der Drosselklappe 15 an die Steuerungseinrichtung 7 abgegeben.
  • Der Motorblock 2 umfasst eine Kurbelwelle 21, welche über eine Pleuelstange 25 mit einem Kolben 24 des Zylinders Z1 gekoppelt ist. Die durch die Verbrennung erzeugte Antriebsenergie wird über die Kurbelwelle 21 an den Antriebsstrang eines Kraftfahrzeuges (nicht dargestellt) übertragen. Der Kolben 24 und der Zylinder 25 begrenzen einen Verbrennungsraum 26.
  • Der Zylinderkopf 3 umfasst einen Ventiltrieb mit einem Gaseinlassventil 31, einem Gasauslassventil 30 und nicht näher dargestellte Antriebsvorrichtungen für diese Ventile. Dabei handelt es sich insbesondere um einen sogenannten variablen Ventilantrieb, bei dem die Betätigung des Einlassventils 31 und des Auslassventils 30 weitgehend oder sogar völlig von der Bewegung der Kurbelwelle 21 entkoppelt ist. Der Zylinderkopf 3 umfasst ferner ein Kraftstoffeinspritzventil (Injektor) 34 und eine Zündkerze 35.
  • Gesteuert durch das Auslassventil 30 zweigt vom Verbrennungsraum 26 der Abgastrakt 4 ab, in dessen weiterer Verlauf eine Turbine 41 des Abgasturboladers, ein Sauerstoffsensor in Form einer Lambdasonde 42 und ein NOx-Speicherkatalysator 43 angeordnet ist. Der NOx-Speicherkatalysator 43 dient dazu, in Betriebsbereichen mit magerer Verbrennung die geforderten Ahgasgrenzwerte einhalten zu können. Er adsorbiert aufgrund seiner Beschichtung die bei magerer Verbrennung erzeugten NOx-Verbindungen im Abgas.
  • Parallel zu der Turbine 41 des Abgasturboladers ist ein sogenanntes Wastegate 44 als Bypass zur Turbine 41 vorgesehen, das den Luftstrom durch die Turbine 41 steuert.
  • Der Brennkraftmaschine 100 ist ferner eine Kraftstoffversorgungseinrichtung 5 zugeordnet. Die Förderung und Bereitstellung des Kraftstoffes erfolgt mittels eines bekannten Hochdruck-Common-Rail Systems.
  • Der Kraftstoff wird dabei aus einem Kraftstofftank 51 von einer, in der Regel innerhalb des Kraftstofftanks 51 angeordneten, einen Vorfilter aufweisenden Elektrokraftstoffpumpe 52 (Intank-Pumpe) unter geringem Druck (typisch 1 bar) gefördert und anschließend über eine, ein Kraftstofffilter 53 enthaltende Niederdruck-Kraftstoffleitung 54 zu einem Eingang einer Hochdruck-Kraftstoffpumpe 55 geleitet. Diese Hochdruck-Kraftstoffpumpe 55 wird entweder mechanisch durch eine Kopplung mit der Kurbelwelle 21 der Brennkraftmaschine 100 oder elektrisch angetrieben. Sie erhöht den Kraftstoffdruck bei einer mit Otto-Kraftstoff betriebenen Brennkraftmaschine 100 auf einen Wert von typisch 200 bar und pumpt den Kraftstoff über eine Hochdruck-Kraftstoffleitung 56 in einen Hochdruckkraftstoffspeicher 57 (Common Rail), an dem Zuführleitungen 58 aller Einspritzventile 34 der einzelnen Zylinder Z1–Z4 angeschlossen sind und der somit die Einspritzventile 35 mit druckbeaufschlagtem Kraftstoff versorgt, so dass Kraftstoff in den Verbrennungsraum 26 eingespritzt werden kann.
  • Der Druck im Hochdruckkraftstoffspeicher 57 wird durch einen Drucksensor 59 erfasst. Abhängig von dem Signal dieses Drucksensors 59 wird der Druck im Hochdruckkraftstoffspeicher 57 entweder auf einen konstanten oder einen variablen Wert mittels eines Druckreglers eingestellt. Überflüssiger Kraftstoff wird entweder in den Kraftstofftank 51 oder an die Eingangsleitung der Hochdruckkraftstoffpumpe 55 geleitet (nicht dargestellt).
  • Der Brennkraftmaschine 100 ist ferner ein Kraftstoffverdunstungsrückhaltesystem 6, meist vereinfacht als Tankentlüftungsvorrichtung bezeichnet, zugeordnet. Zu der Tankentlüftungsvorrichtung 6 gehört ein Kraftstoffdämpfespeicher 61, welcher beispielsweise als Aktivkohlebehälter ausgebildet ist und über eine Verbindungsleitung 62 mit dem Kraftstofftank 51 verbunden ist. Die in dem Kraftstofftank 51 entstehenden Kraftstoffdämpfe, insbesondere die leichtflüchtigen Kohlenwasserstoffe werden somit in den Kraftstoffdämpfespeicher 61 geleitet und dort von einer Aktivkohle 64 adsorbiert.
  • Vom Kraftstoffdämpfespeicher 61 führt eine Entlüftungsleitung 63 zu einem Unterdruckspeicher 65. In die Entlüftungsleitung 63 ist stromaufwärts des Unterdruckspeichers 65 ein mittels elektrischer Signale der Steuerungseinrichtung 7 betätigbares Tankentlüftungsventil 66 eingefügt, so dass die Entlüftungsleitung 63 abgesperrt und ein Fluss der Kraftstoffdämpfe in den Unterdruckspeicher 65 unterbunden werden kann. Ferner kann dem Kraftstoffdämpfespeicher 61 über eine Belüftungsleitung 69 Frischluft zugeführt werden.
  • Vom Unterdruckspeicher 65 führt eine Unterdruckleitung 67 zu dem Zylinder Z1 der Brennkraftmaschine 100. An der Unterdruckleitung 67 ist am Zylinder Z1 im Bereich des Verbrennungsraumes 26 ein mechanisches Druckventil 68 angeordnet, so dass bei Bedarf die im Kraftstoffdämpfespeicher 61 enthaltenen Kraftstoffdämpfe direkt in den Verbrennungsraum 26 eingeleitet und der Verbrennung zugeführt werden können.
  • Gemäß dem in der 1 gezeigten Ausführungsbeispiel ist das mechanische Druckventil 68 an einer Seitenwand des Zylinders Z1 dergestalt angeordnet, dass die Ventilöffnung des Druckventils 68 an einer Stelle oberhalb des Oberen Totpunktes des Kolbens 24 liegt. Es ist aber auch möglich, das mechanische Druckventil 68 nicht an der Seitenwand des Zylinders Z1, sondern im Zylinderkopf 3 anzuordnen. Es kommt nur darauf an, die Kraftstoffdämpfe direkt in den Verbrennungsraum 26 des Zylinders Z1 einzuleiten.
  • In der 2 ist ein solches mechanisches Druckventil 68 näher dargestellt. In diesem Ausführungsbeispiel ist es als federbelastetes Rückschlagventil ausgebildet. Es weist als Verschlussteil oder Schließelement eine Kugel 68a auf, die unter der Vorspannung einer Feder 68b an einen Sitz 68c gedrückt wird. Als Schließelement kann auch ein Kegel, eine Klappe, ein Teller oder eine Membran in den jeweiligen Sitz gedrückt werden. Das mechanische Druckventil 68 ist derart ausgestaltet, dass es in den Verbrennungsraum 26 öffnet und über die Feder 58b und die Gaskraft im Verbrennungsraum 26 wieder schließt.
  • Der Unterdruckspeicher 65 weist eine der Zylinderzahl Z1–Z4 der Brennkraftmaschine 100 entsprechende Anzahl von Ausgängen auf, an denen jeweils eine Unterdruckleitung 67 angeschlossen ist. Jede Unterdruckleitung 67 weist an seinem freien Ende ein mechanisches Druckventil 68 auf, das dem jeweiligen Verbrennungsraum 26 des einzelnen Zylinders Z1–Z4 zugeordnet ist, so dass die gespeicherten Kraftstoffdämpfe allen Zylindern Z1–Z4 der Brennkraftmaschine 100 zugeführt werden können. Um eine Gleichverteilung der Kraftstoffdämpfe zu den einzelnen Zylindern Z1–Z4 zu erreichen weisen die Unterdruckleitungen 67 identische Längen und Querschnitte auf.
  • Anstelle des separaten Unterdruckspeichers 65 kann auch als Speichervolumen für den Unterdruck eine stromabwärts des Tankentlüftungsventils 66 liegende Leitung mit relativ großem Querschnitt dienen, von der in der Nähe der Zylinder Z1–Z4 einzelne Stichleitungen zu den Druckventilen 68 abzweigen.
  • Eine elektronische Steuerungseinrichtung 7 ist vorgesehen, der Sensoren zugeordnet sind, die verschiedene Messgrößen erfassen und die Messwerte der Messgröße ermitteln. Betriebsgrößen umfassen neben den Messgrößen auch von diesen abgeleitete Größen. Die Steuervorrichtung 7 steuert abhängig von mindestens einer der Betriebsgrößen die Stellglieder, die der Brennkraftmaschine zugeordnet sind, und denen jeweils entsprechende Stellantriebe zugeordnet sind, durch das Erzeugen von Stellsignalen für die Stellantriebe an.
  • Die Sensoren sind beispielsweise der Luftmassenmesser 12, welcher einen Luftmassenstrom stromaufwärts der Drosselklappe 15 erfasst, ein Temperatursensor, welcher eine Ansauglufttemperatur erfasst, ein Drucksensor, welcher den Saugrohrdruck erfasst, ein Kurbelwellenwinkelsensor, welcher einen Kurbelwellenwinkel erfasst, dem dann eine Drehzahl zugeordnet wird, ein Drehmomentsensor, welcher ein Drehmoment der Kurbelwelle 21 erfasst, ein Nockenwellenwinkelsensor, welcher einen Nockenwellenwinkel erfasst und die Lambdasonde 42, welche einen Restsauerstoffgehalt des Abgases erfasst und deren Messsignal charakteristisch ist für das Luft/Kraftstoff-Verhältnis in dem Zylinder Z1 bei der Verbrennung des Luft/Kraftstoff-Gemisches. Signale von weiteren Sensoren, die zur Steuerung und/oder Regelung der Brennkraftmaschine 100 und deren Nebenaggregate nötig sind, sind in der Figur allgemein mit dem Bezugszeichen ES gekennzeichnet.
  • Je nach Ausgestaltung kann eine beliebige Untermenge der genannten Sensoren vorhanden sein oder es können auch zusätzliche Sensoren vorhanden sein.
  • Die Stellglieder sind beispielsweise die Drosselklappe 15, die Gaseinlass- und Gasauslassventile 31, 30, das Einspritzventil 34, die Zündkerze 35, eine Klappe im Wastegate 44, das Tankentlüftungsventil 66. Stellsignale für weitere Stellglieder der Brennkraftmaschine 100 und deren Nebenaggregate sind in der Figur allgemein mit dem Bezugszeichen AS gekennzeichnet.
  • Neben dem Zylinder Z1 sind auch noch weitere Zylinder Z2 bis Z4 vorgesehen, denen auch entsprechende Stellglieder zugeordnet sind.
  • Die elektronische Steuerungseinrichtung 7 entspricht einer Vorrichtung zum Steuern der Brennkraftmaschine 100 und kann auch als Motorsteuergerät bezeichnet werden. Solche Steuerungseinrichtungen 7, die in der Regel einen oder mehrere Mikroprozessoren beinhalten, sind an sich bekannt, sodass im Folgenden nur auf den im Zusammenhang mit der Erfindung relevanten Aufbau und dessen Funktionsweise eingegangen wird.
  • Die Steuerungseinrichtung 7 umfasst bevorzugt eine Recheneinheit (Prozessor) 71, die mit einem Programmspeicher 72 und einem Wertespeicher (Datenspeicher) 73 gekoppelt ist. In dem Programmspeicher 71 und dem Wertespeicher 73 sind Programme bzw. Werte gespeichert, die für den Betrieb der Brennkraftmaschine 100 nötig sind. Unter anderem ist in dem Programmspeicher 72 softwaremäßig eine Funktion FKT_TEV zum Durchführen einer Regeneration des Kraftstoffdämpfespeichers 61 implementiert, wie es nachfolgend erläutert wird.
  • Während eines Ansaugtaktes eines Zylinders Z1–Z4 bewegt sich der Kolben 24 nach unten, wodurch im Verbrennungsraum 26 ein Unterdruck erzeugt wird und das mechanische Druckventil 68 öffnet, wenn ein entsprechendes Druckgefälle zwischen Verbrennungsraum 26 des Zylinders und Unterdruckspeicher 65 besteht.
  • Ist die Aufnahmefähigkeit des Kraftstoffdämpfespeichers 61 erschöpft, so wird bei Vorliegen bestimmter Betriebsbereiche der Brennkraftmaschine 1 eine Regenerierungsphase eingeleitet. Hierzu wird mittels elektrischer Signale der Steuerungseinrichtung 7 das Tankentlüftungsventil 66 geöffnet und durch den im Unterdruckspeicher 65 herrschenden Unterdruck wird über die Belüftungsleitung 69 und den Kraftstoffdämpfe-speicher 61 Frischluft angesaugt und dabei die in der Aktivkohle 64 gespeicherten Kohlenwasserstoffe gelöst. Beim Ansaugtakt des Zylinders Z1 öffnet das mechanische Druckventil und das Kohlenwasserstoffgas wird in den Verbrennungsraum 26 gesaugt und trägt dann zusammen mit dem über das Einspritzventil 34 zugemessenen Kraftstoff zur Bildung des Verbrennungsgemisches bei. Da jedem der Zylinder Z1–Z4 ein solches mechanisches Druckventil 68 zugeordnet ist, wird jedem Verbrennungsraum 26 Kraftstoffdampf zugeführt, nur zeitlich versetzt entsprechend der
  • Ansaugtakte der einzelnen Zylinder. Es erfolgt somit ein gepulstes Spülen des Kraftstoffdämpfe-speichers 61.
  • Der auf diese Weise zusätzlich eingebrachte Kraftstoffeintrag in den Verbrennungsraum 26 muss bei der Berechnung der für die Verbrennung benötigten Gesamtmasse an Kraftstoff berücksichtigt werden, um eine ungewollte Anfettung des Gemisches zu vermeiden. Dies kann beispielsweis durch einen Korrekturfaktor bei einem sogenannten Saugrohrmodell in herkömmlicher Weise erfolgen.
  • 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
    • EP 0488254 A1 [0007]
    • DE 4316728 A1 [0008]

Claims (7)

  1. Tankentlüftungsvorrichtung (6) für eine zumindest teilweise mit Entdrosselung betriebene Brennkraftmaschine (100), mit: – einem Kraftstofftank (51) zum Bevorraten von für die Verbrennung in Brennräumen (26) der Brennkraftmaschine (100) benötigten Kraftstoff, – einem Kraftstoffdämpfespeicher (61), welcher über eine Verbindungsleitung (62) mit dem Kraftstofftank (51) und über eine Entlüftungsleitung (63) mit einem Unterdruckspeicher (65) verbunden ist, – einem elektrisch steuerbaren Tankentlüftungsventil (66), welches in der Entlüftungsleitung (63) angeordnet ist, – einer der Zylinderzahl (Z1–Z4) der Brennkraftmaschine (100) entsprechenden Anzahl von mechanischen Druckventilen (68), deren Ventilöffnungen mit den jeweiligen Brennräumen (26) der Zylinder (Z1–Z4) in Verbindung stehen und über Unterdruckleitungen (67) mit dem Unterdruckspeicher (65) verbunden sind.
  2. Tankentlüftungsvorrichtung (6) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die mechanischen Druckventile (68) an den Seitenwänden der Zylinder (Z1–Z4) angeordnet sind.
  3. Tankentlüftungsvorrichtung (6) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die mechanischen Druckventile (68) am Zylinderkopf der Zylinder (Z1–Z4) angeordnet sind.
  4. Tankentlüftungsvorrichtung (6) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die mechanischen Druckventile (68) als federbelastete Rückschlagventile ausgestaltet sind, welche bei Ansaugtakten der Zylinder (Z1–Z4) in die Brennräume (26) hinein öffnen und durch Einwirkung einer Feder (68b) und der Gaskräfte in den Brennräumen (26) der Zylinder (Z1–Z4) schließen.
  5. Tankentlüftungsvorrichtung (6) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Unterdruckspeicher (65) als Behälter ausgebildet ist.
  6. Tankentlüftungsvorrichtung (6) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als Unterdruckspeicher (65) ein Leitungszweig stromabwärts des Entlüftungsventils (66) mit gegenüber der Entlüftungsleitung (63) vergrößertem Querschnitt herangezogen wird.
  7. Verfahren zum Steuern einer zumindest teilweise mit Entdrosselung betriebenen Brennkraftmaschine (100) mit einer Tankentlüftungsvorrichtung (6) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zum Aufbau eines Unterdruckes in dem Unterdruckspeicher (65) außerhalb einer Regenerationsphase für den Kraftstoffdämpfespeicher (61) das Tankentlüftungsventil (63) geschlossen gehalten wird und zum Regenieren des Kraftstoffdämpfespeichers (61) geöffnet wird, so dass bei Ansaugtakten der Zylinder (Z1–Z4) die Kraftstoffdämpfe mittels des aufgebauten Unterdruckes in dem Unterdruckspeicher (65) aus dem Kraftstoffdämpfespeicher (61) angesaugt werden.
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