DE102015004716A1 - Device for checking the tightness of a tank and modular system for several construction variants of such a device - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung (10) zum Überprüfen der Dichtheit eines Tanks (12) zum Speichern eines Kraftstoffs (14) für eine Verbrennungskraftmaschine, mit wenigstens einem Drucksensor (34) zum Erfassen eines Drucks in dem Tank (12), mit wenigstens einem Spülkanal (30) zum Führen von Spülluft zu einem Adsorptionsfilter (22) zum Filtern von Kraftstoffbestandteilen aus Gas aus dem Tank (12), mit wenigstens einem Ventil (36) zum fluidischen Versperren des Spülkanals (30) und mit einer Pumpe (38) zum Fördern von Luft in den Tank (12), wobei ein zumindest mittelbar mit dem Adsorptionsfilter (22) fluidisch verbindbares und den Drucksensor (34), den Spülkanal (30) und das Ventil (36) umfassendes erstes Modulbauteil (46) und ein die Pumpe (38) umfassendes, zweites Modulbauteil (50) vorgesehen sind, welches reversibel lösbar mit dem ersten Modulbauteil (46) verbindbar ist.The invention relates to a device (10) for checking the tightness of a tank (12) for storing a fuel (14) for an internal combustion engine, comprising at least one pressure sensor (34) for detecting a pressure in the tank (12), with at least one flushing channel (30) for carrying purge air to an adsorption filter (22) for filtering fuel components from gas from the tank (12), including at least one valve (36) for fluidically blocking the purge passage (30) and a pump (38) for delivery of air into the tank (12), wherein a first module component (46) comprising at least at least indirectly the adsorption filter (22) and the pressure sensor (34), the flushing channel (30) and the valve (36) and a pump ( 38) comprehensive, second module component (50) are provided, which is reversibly releasably connectable to the first module component (46).
Description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Überprüfen der Dichtheit eines Tanks gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1 sowie ein Baukastensystem für eine Mehrzahl von Bauvarianten einer solchen Vorrichtung.The invention relates to a device for checking the tightness of a tank according to the preamble of claim 1 and a modular system for a plurality of construction variants of such a device.
Eine solche Vorrichtung zum Überprüfen der Dichtheit eines Tanks zum Speichern eines Kraftstoffs, insbesondere eines flüssigen Kraftstoffs, einer Verbrennungskraftmaschine ist beispielsweise bereits der
Um die Verbrennungskraftmaschine in einem gefeuerten Betrieb zu betreiben, wird diese mit dem Kraftstoff aus dem Tank versorgt. Ist die Verbrennungskraftmaschine über einen langen Zeitraum deaktiviert und befindet sich noch Kraftstoff, insbesondere flüssiger Kraftstoff, in dem Tank, so kann der Kraftstoff ausgasen. Darunter ist zu verstehen, dass sich ein Gas aus dem Kraftstoff in dem Tank sammelt, wobei dieses Gas flüchtige Kraftstoffbestandteile und somit Kraftstoffdämpfe umfasst. Um einen aus dem Ausgasen resultierenden, übermäßigen Druckanstieg in dem Tank zu vermeiden, wird das aus dem Ausgasen resultierende Gas über eine Entlüftungsleitung aus dem Tank an die Umgebung abgeführt. Um zu vermeiden, dass hierbei eine übermäßige Menge an unverbrannten Kohlenwasserstoffen aus den Kraftstoffbestandteilen an die Umgebung gelangt, wird das Gas üblicherweise durch den Absorptionsfilter, insbesondere einen Aktivkohlefilter, hindurch geleitet, bevor das Gas schließlich an die Umgebung entlassen wird. Mittels des Adsorptionsfilters werden unverbrannte Kohlenwasserstoffe aus dem Gas gefiltert. Dadurch können die Emissionen von unverbrannten Kohlenwasserstoffen, so genannte HC-Emissionen, gering gehalten werden.To operate the internal combustion engine in a fired operation, it is supplied with the fuel from the tank. If the internal combustion engine is deactivated over a long period of time and there is still fuel, in particular liquid fuel, in the tank, the fuel can outgas. By this is meant that a gas from the fuel collects in the tank, which gas comprises volatile fuel components and thus fuel vapors. In order to avoid excessive pressure rise in the tank resulting from the outgassing, the gas resulting from the outgassing is discharged from the tank to the environment via a vent line. In order to avoid that an excessive amount of unburned hydrocarbons from the fuel components reaches the environment, the gas is usually passed through the absorption filter, in particular an activated carbon filter, before the gas is finally discharged to the environment. By means of the adsorption filter unburned hydrocarbons are filtered from the gas. As a result, the emissions of unburned hydrocarbons, so-called HC emissions, can be kept low.
Weist der Tank beispielsweise ein Leck auf, so können das Gas und somit die Kraftstoffbestandteile beziehungsweise unverbrannten Kohlenwasserstoffe über dieses Leck an die Umgebung gelangen, ohne dass das Gas durch den Adsorptionsfilter geführt wird. Die Vorrichtung dient nun dazu, ein solches Leck oder eine solche Leckage frühzeitig zu erkennen, so dass besonders früh entsprechende Gegenmaßnahmen getroffen werden können, um übermäßige HC-Emissionen zu vermeiden.If the tank has, for example, a leak, then the gas and thus the fuel constituents or unburned hydrocarbons can reach the environment via this leak, without the gas being passed through the adsorption filter. The device is now used to detect such a leak or leakage early, so that particularly early countermeasures can be taken to avoid excessive HC emissions.
Um die Dichtheit des Tanks zu überprüfen, das heißt den Tank auf Leckagen zu überprüfen, wird Luft in den Tank gefördert, wobei die Luft mittels der Pumpe in den Tank gefördert wird. Dann ist es beispielsweise mittels des Drucksensors anhand des durch diesen ermittelten, in dem Tank herrschenden Druck möglich, etwaige Leckagen des Tanks zu ermitteln. Durch Filtern der Kraftstoffbestandteile setzt sich der Adsorptionsfilter mit den Kraftstoffbestandteilen zu. Die Spülluft dient nun dazu, die Kraftstoffbestandteile aus dem Adsorptionsfilter aufzunehmen und zu spülen und in einen Ansaugtrakt der Verbrennungskraftmaschine zu führen.In order to check the tightness of the tank, that is, to check the tank for leaks, air is conveyed into the tank, the air being pumped into the tank by means of the pump. Then, for example, it is possible by means of the pressure sensor on the basis of the determined by this, prevailing in the tank pressure to detect any leaks in the tank. By filtering the fuel constituents, the adsorption filter increases with the fuel constituents. The purge air now serves to receive and purge the fuel components from the adsorption filter and to lead into an intake tract of the internal combustion engine.
Ferner offenbart die
Herkömmliche Vorrichtungen zum Überprüfen der Dichtheit eines Tanks weisen eine Vielzahl von einzelnen Bauteilen wie beispielsweise den Drucksensor, den Spülkanal, das Ventil und die Pumpe auf, woraus eine hohe Komplexität der Vorrichtung resultiert. Die Vorrichtung ist somit üblicherweise nur sehr zeit- und kostenaufwändig zu montieren.Conventional devices for checking the tightness of a tank have a plurality of individual components such as the pressure sensor, the flushing channel, the valve and the pump, resulting in a high complexity of the device. The device is thus usually very time consuming and costly to assemble.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art sowie ein Baukastensystem zu schaffen, durch welche sich eine zeit- und kostengünstige Montage der Vorrichtung realisieren lässt.Object of the present invention is therefore to provide a device of the type mentioned above and a modular system by which a time-consuming and cost-effective installation of the device can be realized.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 sowie durch ein Baukastensystem mit den Merkmalen des Patentanspruchs 4 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen Weiterbildungen der Erfindung sind in den übrigen Ansprüchen angegeben.This object is achieved by a device with the features of claim 1 and by a modular system having the features of claim 4. Advantageous embodiments with expedient developments of the invention are specified in the remaining claims.
Um eine Vorrichtung der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Art derart weiter zu entwickeln, dass sich eine besonders einfache Montage der Vorrichtung realisieren lässt, ist ein zumindest mittelbar, insbesondere reversibel lösbar, mit dem Tank verbindbares erstes Modulbauteil vorgesehen, welches den Drucksensor, den Spülkanal und das Ventil umfasst. Ferner ist ein zweites Modulbauteil vorgesehen, welches die Pumpe umfasst und reversibel lösbar mit dem ersten Modulbauteil verbindbar ist. Das jeweilige Modulbauteil ist eine Bauteileinheit beziehungsweise ein Zusammenbau die beziehungsweise der unabhängig vom jeweils anderen Modulbauteil beziehungsweise Zusammenbau zusammengebaut, das heißt hergestellt und montiert werden kann. Insbesondere ist es möglich, das jeweilige Modulbauteil unabhängig vom Tank herzustellen, so dass das jeweilige Modulbauteil an sich zeit- und kostengünstig hergestellt beziehungsweise montiert werden kann. Nach der Herstellung des jeweiligen Modulbauteils ist es möglich, das Modulbauteil und somit dessen Komponenten, das heißt im Falle des ersten Modulbauteils den Drucksensor, den Spülkanal und das Ventil und im Fall des zweiten Modulbauteils die Pumpe als Gesamtheit handzuhaben, so dass die jeweiligen Komponenten nicht einzeln gehandhabt und montiert werden müssen.In order to further develop a device of the kind specified in the preamble of patent claim 1 in such a way that a particularly simple assembly of the device can be realized, a first module component which can be connected at least indirectly, in particular reversibly detachably, is provided which connects the pressure sensor to the flushing channel and the valve comprises. Furthermore, a second module component is provided, which comprises the pump and is reversibly releasably connectable to the first module component. The respective module component is a component unit or an assembly which is assembled or independent of the respective other module component or assembly, that is, can be manufactured and assembled. In particular, it is possible that produce respective module component independently of the tank, so that the respective module component can be produced in time and inexpensively or mounted. After the production of the respective module component, it is possible to handle the module component and thus its components, ie in the case of the first module component, the pressure sensor, the flushing channel and the valve and in the case of the second module component, the pump as a whole, so that the respective components not must be handled and assembled individually.
Das erste Modulbauteil ist dabei ein Grundmodul und umfasst beispielsweise ein Gehäuse, in dem der Drucksensor und das als Abschaltventil fungierende Ventil verbaut sowie der Spülkanal angeordnet sind beziehungsweise ist. Das zweite Modulbauteil ist ein Pumpenmodul beziehungsweise Luftpumpenmodul, welches reversibel lösbar, das heißt zerstörungsfrei lösbar mit dem ersten Modulbauteil beziehungsweise dem Grundmodul verbunden und von diesem gelöst werden kann. Dadurch ist ein modularer Aufbau der Vorrichtung geschaffen, wodurch das Luftpumpenmodul beispielsweise durch einfaches Einstecken in und fixieren am Grundmodul an dieses adaptiert werden kann. Dabei ist es denkbar, die Pumpe innerhalb des Gehäuses oder außerhalb dieses anzuordnen.In this case, the first module component is a basic module and comprises, for example, a housing in which the pressure sensor and the valve acting as shut-off valve are installed, and the flushing channel is or is arranged. The second module component is a pump module or air pump module, which can be reversibly detachably connected, that is to say connected to the first module component or the basic module so as to be non-destructively releasable, and detached therefrom. As a result, a modular construction of the device is provided, whereby the air pump module can be adapted to the base module, for example, by simply plugging in and fixing. It is conceivable to arrange the pump within the housing or outside of this.
Dadurch, dass das Luftpumpenmodul reversibel lösbar mit dem Grundmodul verbindbar ist, kann das Grundmodul bedarfsgerecht mit dem Luftpumpenmodul ausgestattet werden. Dadurch ist es beispielsweise möglich, für eine erste Bauvariante der Verbrennungskraftmaschine lediglich das Grundmodul ohne das Luftpumpenmodul zu verwenden, wobei für eine zweite Bauvariante der Verbrennungskraftmaschine das Grundmodul zusammen mit dem Luftpumpenmodul verwendet werden kann. Mit anderen Worten ist es aufgrund des modularen Aufbaus möglich, unterschiedliche Bauvarianten der Vorrichtung auf besonders einfache und kostengünstige Weise zu schaffen.Because the air pump module can be reversibly detachably connected to the basic module, the basic module can be equipped as required with the air pump module. This makes it possible, for example, for a first construction variant of the internal combustion engine to use only the basic module without the air pump module, wherein for a second construction variant of the internal combustion engine, the basic module can be used together with the air pump module. In other words, it is possible due to the modular structure to create different construction variants of the device in a particularly simple and cost-effective manner.
Durch Verbinden des Luftpumpenmoduls mit dem Grundmodul kann ein Diagnosemodul zur Überprüfung der Dichtheit des Tanks geschaffen werden, da mittels der Pumpe Luft in den Tank gefördert werden kann. Dann ist es möglich, anhand des mittels des Drucksensors erfassten Drucks im Tank zu ermitteln, ob der Tank eine Leckage aufweist oder nicht. Insbesondere ist es somit möglich, die Vorrichtung auf besonders kostengünstige Weise sowohl für konventionelle Tanks als auch für Hybridtanks zu verwenden. Im Falle des Hybridtanks und des konventionellen Tanks sind stets der gleiche Drucksensor, das gleiche Ventil und der gleiche Spülkanal verbaut, das heißt der Absicherungsaufwand für diese Bauteile muss nur einmalig erfolgen. Da sich durch den modularen Aufbau die Stückzahl für die gleichen Bauteile erheblich erhöht, können die Kosten für die unterschiedlichen Bauvarianten der Vorrichtung besonders gering gehalten werden.By connecting the air pump module to the base module, a diagnostic module for checking the tightness of the tank can be created because the pump can be used to convey air into the tank. Then it is possible to determine from the pressure detected by the pressure sensor in the tank, whether the tank has a leak or not. In particular, it is thus possible to use the device in a particularly cost-effective manner both for conventional tanks and for hybrid tanks. In the case of the hybrid tank and the conventional tank always the same pressure sensor, the same valve and the same flushing channel are installed, that is, the hedging effort for these components must be made only once. Since the number of units for the same components increases considerably due to the modular construction, the costs for the different construction variants of the apparatus can be kept particularly low.
Hintergrund der Erfindung ist, dass herkömmliche Vorrichtungen zum Überprüfen der Dichtheit von Tanks einen nicht-modularen Aufbau aufweisen, so dass für unterschiedliche Bauvarianten stets unterschiedliche Bauteile wie Ventile und Drucksensoren verbaut werden müssen. Daraus resultieren hohe Kosten, welche insbesondere durch einen erhöhten Applikationsaufwand für jeweilige Fahrzeug-Baureihen bedingt sind. Diese Probleme können durch die erfindungsgemäße Vorrichtung vermieden werden.Background of the invention is that conventional devices for checking the tightness of tanks have a non-modular structure, so that for different construction variants always different components such as valves and pressure sensors must be installed. This results in high costs, which are particularly due to increased application costs for each vehicle series. These problems can be avoided by the device according to the invention.
Zur Erfindung gehört auch ein Baukastensystem für mehrere Bauvarianten einer Vorrichtung zum Überprüfen der Dichtheit eines Tanks zum Speichern eines Kraftstoffs für eine Verbrennungskraftmaschine, insbesondere eines Kraftwagens, mit einem zumindest mittelbar mit einem Adsorptionsfilter verbindbaren, insbesondere reversibel lösbar verbindbaren, und eine erste der Bauvarianten bildenden ersten Modulbauteil, welches einen Drucksensor zum Erfassen eines Drucks in dem Tank, wenigstens einen Spülkanal zum Führen von Spülluft zu dem Adsorptionsfilter und wenigstens ein Ventil zum fluidischen Versperren des Spülkanals umfasst. Das Baukastensystem weist ferner ein zweites Modulbauteil auf, welches eine Pumpe zum Fördern von Luft in den Tank umfasst und unter Bildung einer zweiten der Bauvarianten reversibel lösbar mit dem ersten Modulbauteil verbindbar ist. Vorteilhafte Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind als vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Baukastensystems anzusehen und umgekehrt.The invention also includes a modular system for a plurality of construction variants of a device for checking the tightness of a tank for storing a fuel for an internal combustion engine, in particular a motor vehicle, with a connectable at least indirectly with an adsorption filter, in particular reversibly detachable connectable, and a first of the construction variants forming first Modular component, which comprises a pressure sensor for detecting a pressure in the tank, at least one flushing channel for guiding flushing air to the adsorption filter and at least one valve for fluidically blocking the flushing channel. The modular system further comprises a second module component, which comprises a pump for conveying air into the tank and can be reversibly detachably connected to the first module component to form a second of the construction variants. Advantageous embodiments of the device according to the invention are to be regarded as advantageous embodiments of the modular system according to the invention and vice versa.
Bei dem erfindungsgemäßen Baukastensystem bildet das erste Modulbauteil die erste Bauvariante der Vorrichtung, so dass die erste Bauvariante beispielsweise für eine erste Bauvariante der Verbrennungskraftmaschine verwendet werden kann. Bei dieser ersten Bauvariante der Verbrennungskraftmaschine ist demzufolge keine Pumpe zum Fördern von Luft in den Tank vorgesehen und erforderlich, da für die erste Bauvariante der Verbrennungskraftmaschine lediglich das erste Modulbauteil, nicht jedoch das zweite Modulbauteil verwendet wird.In the modular system according to the invention, the first module component forms the first construction variant of the device, so that the first construction variant can be used, for example, for a first construction variant of the internal combustion engine. In this first construction variant of the internal combustion engine, therefore, no pump is provided and required for conveying air into the tank, since only the first module component, but not the second module component, is used for the first construction variant of the internal combustion engine.
Zur Realisierung der zweiten Bauvariante der Vorrichtung wird das zweite Modulbauteil mit dem ersten Modulbauteil verbunden, so dass das erste Modulbauteil das zweite Modulbauteil die zweite Bauvariante bilden. Die zweite Bauvariante der Vorrichtung kann für eine zweite Bauvariante der Verbrennungskraftmaschine verwendet werden, wobei die zweite Bauvariante der Verbrennungskraftmaschine mit der Luftpumpe ausgestattet wird. Dies kann insbesondere für Länder erfolgen, in denen im Rahme einer An-Bord-Diagnose (OBD – On Board Diagnostic) die Überprüfung der Dichtheit des Tanks mittels der Pumpe erfolgen soll. Durch den Einsatz der Modulbauteile kann ein modularer Aufbau geschaffen werden, wodurch die unterschiedlichen Varianten der Vorrichtung auf einfache und kostengünstige Weise geschaffen, das heißt hergestellt und montiert werden können. Dabei ist es möglich, die Bauvarianten der Vorrichtung mit dem gleichen Tank zu verwenden, so dass eine Variantenbildung des Tanks beziehungsweise der Verbrennungskraftmaschine insgesamt lediglich durch Weglassen oder Hinzufügen des zweiten Modulbauteils realisiert werden kann.To realize the second construction variant of the device, the second module component is connected to the first module component, so that the first module component, the second module component form the second construction variant. The second construction variant of the device can be used for a second construction variant of the internal combustion engine, wherein the second construction variant of the internal combustion engine is equipped with the air pump. This can be done in particular for countries where, in the context of an on-board diagnosis (OBD - On Board Diagnostic) to check the tightness of the tank by means of the pump. Through the use of modular components, a modular structure can be created, whereby the different variants of the device can be created in a simple and cost-effective manner, that is manufactured and assembled. It is possible to use the construction variants of the device with the same tank, so that a variant of the tank or the internal combustion engine can be realized in total only by omitting or adding the second module component.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels sowie anhand der Zeichnung. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.Further advantages, features and details of the invention will become apparent from the following description of a preferred embodiment and from the drawing. The features and feature combinations mentioned above in the description as well as the features and feature combinations mentioned below in the description of the figures and / or shown alone in the figures can be used not only in the respectively specified combination but also in other combinations or in isolation, without the scope of To leave invention.
Die Zeichnung zeigt in:The drawing shows in:
In den Figuren sind gleiche oder funktionsgleiche Elemente mit gleichen Bezugszeichen versehen.In the figures, identical or functionally identical elements are provided with the same reference numerals.
Der Tank
Der Aktivkohlefilter
Durch das Herausfiltern der Kraftstoffbestandteile wird der Aktivkohlefilter
Dieses Ansaugen und Strömen der Frischluft durch den Spülkanal
Die Vorrichtung
Um nun eine besonders einfache, zeit- und kostengünstige Montage der Vorrichtung
Aus
Darüber hinaus ist ein zweites Modulbauteil in Form eines Pumpenmoduls
Ist es beispielsweise vorgesehen, die Verbrennungskraftmaschine beziehungsweise das zugehörige Fahrzeug gemäß einer ersten Bauvariante des Kraftwagens beziehungsweise der Verbrennungskraftmaschine lediglich mit dem Grundmodul
Ist es jedoch bei einer zweiten Bauvariante der Verbrennungskraftmaschine beziehungsweise des Kraftwagens vorgesehen, den Kraftwagen beziehungsweise die Verbrennungskraftmaschine sowohl mit dem Grundmodul
Bei der ersten Bauvariante und bei der zweiten Bauvariante ist der Drucksensor
Bei der zweiten Bauvariante ist die Saugleitung
Insbesondere ist es so möglich, Grobleckagen und Löcher mit 0,5 mm und 1,0 mm Durchmesser sicher zu erkennen. Da der Spülkanal
Beispielsweise ist es vorgesehen, dass die Pumpe
Durch die direkte Druckmessung mit Hilfe des Drucksensors
Aus
Das Grundmodul
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 1010
- Vorrichtungcontraption
- 1212
- Tanktank
- 1414
- flüssiger Kraftstoffliquid fuel
- 1616
- Aufnahmeraumaccommodation space
- 1818
- TankstutzenTankstutzen
- 2020
- Entlüftungsleitungvent line
- 2222
- AktivkohlefilterActivated carbon filter
- 2424
- UmgebungSurroundings
- 2626
- Spülleitungflushing line
- 2828
- VentilValve
- 3030
- Spülkanalirrigation channel
- 3232
- Richtungspfeilarrow
- 3434
- Drucksensorpressure sensor
- 3636
- VentilValve
- 3838
- Pumpepump
- 4040
- Pumpenelementpump element
- 4242
- Saugleitungsuction
- 4444
- Druckleitungpressure line
- 4545
- Rückschlagventilcheck valve
- 4646
- Grundmodulbasic module
- 4848
- Filterfilter
- 5050
- Pumpenmodulpump module
- 5252
- Diagnosemoduldiagnostic module
- MM
- Motorengine
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
- DE 19709903 A1 [0002] DE 19709903 A1 [0002]
- DE 102013216998 A1 [0006] DE 102013216998 A1 [0006]
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