DE102016225512A1 - Fuel tank system and method of testing the tightness of such a fuel tank system - Google Patents
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Abstract
Ein Kraftstofftanksystem mit- einem Kraftstofftank (10),- einem Kraftstoffdampffilter (14), der in fluidleitender Verbindung mit einer Umgebungsmündung (62) steht,- einer von dem Kraftstofftank (10) zu dem Kraftstoffdampffilter (14) führenden Entlüftungsleitung (12),- einer von dem Kraftstoffdampffilter (14) zu einem Frischgasstrang (18) der Brennkraftmaschine führenden Spülluftleitung (16),- einem in die Spülluftleitung (16) integrierten Verdichter (64) und- einem in die Spülluftleitung (16) integrierten Absperrventil (60), das zwischen einer Mündung (50) der Spülluftleitung (16) in den Frischgasstrang (18) und dem Verdichter (64) angeordnet ist, ist dadurch gekennzeichnet, dass für den Verdichter (64) in dessen Nichtbetrieb eine definierte Gasdurchlässigkeit realisiert ist. Ein solches Kraftstofftanksystem ermöglicht eine vorteilhafte Prüfung der Dichtheit des Kraftstofftanksystems, indem in zumindest einem den Verdichter (64) zentral umfassenden Abschnitt der Spülluftleitung (16), der gegen ein Ab- und Zuströmen eines Gases definiert verschlossen ist, ein definierter pneumatischer Druck erzeugt wird und anschließend anhand einer Veränderung dieses Drucks zwischen einer ausreichenden und einer nicht ausreichenden Dichtheit dieses Abschnitts unterschieden wird.A fuel tank system having a fuel tank (10), a fuel vapor filter (14) in fluid communication with an environmental port (62), a vent line (12) leading from the fuel tank (10) to the fuel vapor filter (14), one of the fuel vapor filter (14) leading to a fresh gas line (18) of the internal combustion engine scavenging air line (16), - one in the scavenging air line (16) integrated compressor (64) and one in the scavenging air line (16) integrated shut-off valve (60) between a mouth (50) of the scavenging air line (16) in the fresh gas line (18) and the compressor (64) is arranged, characterized in that for the compressor (64) in its non-operation, a defined gas permeability is realized. Such a fuel tank system allows an advantageous test of the tightness of the fuel tank system by a defined pneumatic pressure is generated in at least one of the compressor (64) centrally comprehensive portion of the scavenging air line (16), which is closed against a gas flow and flows closed, and then, by means of a change in this pressure, a distinction is made between a sufficient and an insufficient tightness of this section.
Description
Die Erfindung betrifft ein Kraftstofftanksystem für eine Brennkraftmaschine sowie ein Verfahren zur Prüfung der Dichtheit eines solchen Kraftstofftanksystems.The invention relates to a fuel tank system for an internal combustion engine and a method for testing the tightness of such a fuel tank system.
Kraftstofftanksysteme für Brennkraftmaschinen von Kraftfahrzeugen weisen regelmäßig eine Entlüftungsleitung auf, die es ermöglicht, einen ansteigenden Druck in dem Kraftstofftank des Tanksystems infolge von beispielsweise bei hohen Umgebungstemperaturen verdampfendem Kraftstoff an die Umgebung zu entlasten. Dabei dürfen aufgrund von Emissionsvorschriften möglichst keine Kraftstoffdämpfe in die Umgebung gelangen. Dies wird verhindert, indem in die Entlüftungsleitung ein Kraftstoffdampffilter, regelmäßig in Form eines Aktivkohlefilters, integriert ist, der die Kraftstoffdämpfe absorbiert.Fuel tank systems for internal combustion engines of motor vehicles regularly have a vent line, which makes it possible to relieve an increasing pressure in the fuel tank of the tank system due to, for example, at high ambient temperatures evaporating fuel to the environment. Due to emission regulations, no fuel vapors should enter the environment as far as possible. This is prevented by integrating into the vent line a fuel vapor filter, usually in the form of an activated carbon filter, which absorbs the fuel vapors.
Zur Regeneration der Kraftstoffdampffilter sind solche Tanksysteme zusätzlich mit einer Spülluftleitung versehen, die einerseits mit dem Kraftstoffdampffilter und andererseits mit dem Frischgasstrang der Brennkraftmaschine verbunden ist. Im Betrieb der Brennkraftmaschine kann zeitweise mittels des im Bereich der Mündung der Spülluftleitung in dem Frischgasstrang herrschenden Unterdrucks Umgebungsluft über eine Umgebungsmündung des Kraftstoffdampffilters angesaugt werden, die den Kraftstoffdampffilter in Gegenrichtung zu derjenigen Strömungsrichtung, in der die Kraftstoffdämpfe aus dem Kraftstofftank in den Kraftstoffdampffilter strömen, durchströmt und diesen dadurch spült. Die Kraftstoffdämpfe aus dem Kraftstoffdampffilter werden so über den Frischgasstrang den Brennräumen des Verbrennungsmotors der Brennkraftmaschine zugeführt.For regeneration of the fuel vapor filter, such tank systems are additionally provided with a scavenging air line, which is connected on the one hand to the fuel vapor filter and on the other hand to the fresh gas train of the internal combustion engine. During operation of the internal combustion engine, ambient air can be temporarily drawn in via an ambient orifice of the fuel vapor filter by means of the negative pressure prevailing in the region of the mouth of the scavenging air line, which flows through the fuel vapor filter in the opposite direction to that direction of flow in which the fuel vapors flow from the fuel tank into the fuel vapor filter and this flushes it. The fuel vapors from the fuel vapor filter are thus supplied via the fresh gas train to the combustion chambers of the internal combustion engine of the internal combustion engine.
Ein solches Tanksystem einer Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeugs ist aus der
Eine mangelnde Dichtheit eines Kraftstofftanksystems würde zu einem unkontrollierten Entweichen von Kraftstoffdämpfen in die Umgebung führen, was zu vermeiden ist.A lack of tightness of a fuel tank system would lead to an uncontrolled escape of fuel vapors into the environment, which should be avoided.
Aus der
Die
Die
Die
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein vorteilhaft hinsichtlich der Dichtheit zu prüfendes Kraftstofftanksystem für eine Brennkraftmaschine anzugeben.The invention has for its object to provide an advantageous in terms of tightness to be tested fuel tank system for an internal combustion engine.
Diese Aufgabe wird mittels eines Kraftstofftanksystems gemäß dem Patentanspruch 1 gelöst. Ein Verfahren zur Prüfung der Dichtheit eines solchen Kraftstofftanksystems ist Gegenstand des Patentanspruchs 13. Vorteilhafte Ausgestaltungsformen des erfindungsgemäßen Kraftstofftanksystems und vorteilhafte Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Verfahrens sind Gegenstände der weiteren Patentansprüche und/oder ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung der Erfindung.This object is achieved by means of a fuel tank system according to the patent claim 1. A method for testing the tightness of such a fuel tank system is the subject of claim 13. Advantageous embodiments of the fuel tank system according to the invention and advantageous embodiments of the method according to the invention are objects of the other claims and / or will become apparent from the following description of the invention.
Erfindungsgemäß ist ein Kraftstofftanksystem für eine Brennkraftmaschine, insbesondere für eine Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeugs, vorgesehen. Dieses umfasst zumindest einen Kraftstofftank, einen Kraftstoffdampffilter (vorzugsweise ein Sorptionsfilter, insbesondere ein Aktivkohlefilter), der in fluidleitender Verbindung mit einer Umgebungsmündung steht, eine von dem Kraftstofftank zu dem Kraftstoffdampffilter führende Entlüftungsleitung, eine von dem Kraftstoffdampffilter zu einem Frischgasstrang der Brennkraftmaschine führende Spülluftleitung, einen in die Spülluftleitung integrierten, vorzugsweise elektromotorisch angetriebenen Verdichter (d.h. eine Vorrichtung zur Förderung von Gasen) und ein in die Spülluftleitung integriertes Absperrventil, das zwischen einer Mündung der Spülluftleitung in den Frischgasstrang und dem Verdichter angeordnet ist. Ein solches Kraftstofftanksystem ist dadurch gekennzeichnet, dass für den Verdichter in dessen Nichtbetrieb eine definierte (d.h. bewusst vorgesehene und vorzugsweise auch hinsichtlich der (druckabhängigen) Höhe bekannte) Gasdurchlässigkeit realisiert ist.According to the invention, a fuel tank system for an internal combustion engine, in particular for an internal combustion engine of a motor vehicle, is provided. This comprises at least one fuel tank, a fuel vapor filter (preferably a sorption filter, in particular an activated carbon filter) in fluid communication with an environmental orifice, a vent line leading from the fuel tank to the fuel vapor filter, a scavenge air line leading from the fuel vapor filter to a fresh gas line of the internal combustion engine integrated in the scavenging air, preferably electric motor driven compressor (ie, a device for conveying gases) and an integrated in the scavenging air shut-off valve which is disposed between an opening of the scavenging air line in the fresh gas line and the compressor. Such a fuel tank system is characterized in that for the compressor in its non-operation a defined (i.e., deliberately provided and preferably also with respect to the (pressure-dependent) height known) gas permeability is realized.
Ein erfindungsgemäßes Verfahren zur Prüfung der Dichtheit (zumindest eines Abschnitts) eines solchen Kraftstofftanksystems sieht vor, dass in zumindest einem den Verdichter zentral umfassenden Abschnitt der Spülluftleitung, der gegen ein Ab- und Zuströmen eines Gases definiert verschlossen ist, ein definierter pneumatischer Druck (beispielsweise mittels einer aktiven Druckerhöhung oder Druckabsenkung) erzeugt wird und anschließend anhand einer Ermittlung einer Veränderung dieses Drucks zwischen einer ausreichender und einer nicht ausreichender Dichtheit zumindest dieses Abschnitts unterschieden wird. Dabei wird unter einer „zentralen“ Anordnung des Verdichters in dem Abschnitt der Spülluftleitung verstanden, dass beidseitig des Verdichters jeweils ein Teilabschnitt dieses Abschnitts vorgesehen ist. „Definiert“ gegen ein Zu- oder Abströmen eines Gases „verschlossen“ ist der zu prüfenden Abschnitt, wenn ein Zu-/Abströmen soweit wie möglich verhindert ist oder in einem (gegenüber einem Öffnungszustand) reduzierten Maße und in bekannter (ggf. druckabhängiger) Höhe möglich ist. Eine Unterscheidung zwischen einer ausreichenden und einer nicht ausreichenden Dichtheit kann durch einen Vergleich mit einem definierten Grenzwert oder Grenzwertbereich (beispielsweise für den Gradienten der Druckänderung), durch den eine ausreichende Dichtheit definiert ist, erfolgen, wobei durch ein Überschreiten oder ein Unterschreiten des definierten Grenzwerts oder Grenzwertbereichs eine nicht ausreichende Dichtheit signalisiert wird.A method according to the invention for testing the tightness (of at least one section) of such a fuel tank system provides that in at least one section of the scavenging air line which is centrally closed to the compressor and which is closed in a defined manner against a gas flow, a defined pneumatic pressure (for example by means of an active pressure increase or pressure reduction) is generated and is then distinguished on the basis of a determination of a change in this pressure between a sufficient and an insufficient tightness of at least this section. In this case, a "central" arrangement of the compressor in the section of the scavenging air line means that a subsection of this section is provided on each side of the compressor. "Defined" against an influx or outflow of a gas "closed" is the section to be tested when an inflow / outflow is prevented as far as possible or in a (compared to an open state) reduced dimensions and in known (possibly pressure-dependent) height is possible. A distinction between a sufficient and an insufficient tightness can be made by a comparison with a defined limit or limit range (for example for the gradient of the pressure change), by which a sufficient tightness is defined, by exceeding or falling below the defined limit or Limit value is signaled an insufficient tightness.
Durch die definierte Gasdurchlässigkeit für den Verdichter kann bei der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens eine Druckerzeugung und/oder eine Druckermittlung (jeweils) in einem der Teilabschnitte des den Verdichter zentral umfassenden Abschnitts ausreichend sein, weil über den Verdichter ein definierter Druckausgleich zwischen den beiden Teilabschnitten stattfinden kann, der in die Auswertung hinsichtlich einer ausreichenden oder nicht ausreichenden Dichtheit einbezogen werden kann. Um dabei einen ausreichend schnellen Druckausgleich über dem Verdichter zu realisieren, kann vorzugsweise vorgesehen sein, dass die definierte Gasdurchlässigkeit mindestens 10 Liter pro Minute beträgt.Due to the defined gas permeability for the compressor, pressure generation and / or pressure determination (in each case) may be sufficient in one of the sections of the section comprising the compressor centrally, because a defined pressure equalization between the two sections can take place via the compressor which may be included in the evaluation for sufficient or insufficient tightness. In order to realize a sufficiently rapid pressure equalization over the compressor, it can preferably be provided that the defined gas permeability is at least 10 liters per minute.
Um im Rahmen der Durchführung eines erfindungsgemäßen Verfahrens auch relativ kleine Undichtheiten ermitteln zu können, sollte vorzugsweise vorgesehen sein, dass eine Veränderung des Drucks in zumindest dem zu prüfenden Abschnitt der Spülluftleitung ausschließlich über gegebenenfalls vorhandene Leckageöffnungen möglich ist. Somit sollte vorzugsweise vorgesehen sein, dass den zu prüfenden Abschnitt begrenzende Absperrventile bei der Durchführung eines erfindungsgemäßen Verfahrens möglichst vollständig geschlossen sind.In order to be able to determine relatively small leaks within the scope of carrying out a method according to the invention, it should preferably be provided that a change in the pressure in at least the section of the scavenging air line to be tested is possible exclusively via possibly existing leakage openings. Thus, it should preferably be provided that the shut-off valves delimiting the section to be tested are as completely closed as possible when carrying out a method according to the invention.
Neben dem in die Spülluftleitung zwischen der Mündung in den Frischgasstrang und dem Verdichter angeordneten Absperrventil kann ein erfindungsgemäßes Kraftstofftanksystem vorzugsweise zumindest auch noch ein zwischen dem Kraftstoffdampffilter und der Umgebungsmündung angeordnetes (in eine Umgebungsluftleitung integriertes) Absperrventil umfassen. Dadurch wird ermöglicht, im Wesentlichen das gesamte Kraftstofftanksystem bedarfsweise mittels der Absperrventile bezüglich eines Zu- oder Abströmens von Gas aus der oder in die Umgebung zu separieren, so dass eine Prüfung im Wesentlichen des gesamten Kraftstofftanksystems auf ausreichende oder nicht ausreichende Dichtheit im Rahmen eines erfindungsgemäßen Verfahrens möglich ist. Über den Kraftstoffdampffilter kann dabei eine fluidleitende Verbindung zwischen der Spülluftleitung einerseits und der Entlüftungsleitung und damit auch dem Kraftstofftank andererseits gegeben sein.In addition to the shut-off valve arranged in the scavenging air line between the opening in the fresh gas line and the compressor, a fuel tank system according to the invention may preferably also comprise at least one shut-off valve (integrated into an ambient air line) between the fuel vapor filter and the surrounding mouth. This allows substantially the entire fuel tank system, if necessary, by means of the shut-off valves with respect to a supply or effluent of gas from or into the Separate environment so that a test substantially the entire fuel tank system for sufficient or insufficient tightness in the context of a method according to the invention is possible. About the fuel vapor filter can be given a fluid-conducting connection between the scavenging air on the one hand and the vent line and thus also the fuel tank on the other hand.
Eine zusätzliche oder sogar primäre Funktion des Verdichters kann darin liegen, ein Spülen des Kraftstoffdampffilters zu gewährleisten, wenn kein oder ein zu geringes Druckgefälle zwischen dem Umgebungsdruck zu dem Druck im Frischgasstrang im Bereich der Mündung der Spülluftleitung gegeben ist, so dass vorzugsweise eine entsprechend leistungsfähige Auslegung des Verdichters vorgesehen ist.An additional or even primary function of the compressor may be to ensure purging of the fuel vapor filter when there is no or too little pressure gradient between the ambient pressure and the pressure in the fresh gas line in the region of the mouth of the scavenging air line, so that preferably a correspondingly high-performance design the compressor is provided.
Eine Möglichkeit zur Realisierung einer definierten Gasdurchlässigkeit des Verdichters im Nichtbetrieb liegt darin, diesen als Strömungsverdichter (Gebläse) auszubilden, da ein solcher grundsätzlich aufgrund der strukturellen Ausgestaltung keine relevante Abdichtung zwischen den beiden durch diesen verbundenen Teilabschnitten der Spülluftleitung bewirkt.One possibility for realizing a defined gas permeability of the compressor in non-operation is to form this as a flow compressor (blower), since such basically causes no relevant seal between the two connected by these sections of the scavenging air due to the structural design.
Alternativ dazu kann vorgesehen sein, dass der Verdichter ein Kolbenverdichter (d.h. ein nach dem Verdrängerprinzip arbeitender Verdichter, bei dem zyklisch Gas zur Förderung in einem Volumen gekapselt, verdichtet und wieder ausgestoßen wird) ist, weil ein solcher Kolbenverdichter Vorteile hinsichtlich der Realisierung einer vorzugsweise vorgesehenen Spülungsfunktionalität des Kraftstofftanksystem für den Kraftstoffdampffilter aufweisen kann.Alternatively, it may be provided that the compressor is a reciprocating compressor (ie, a compressor operating on the displacement principle in which gas is cyclically encapsulated in a volume, compressed and ejected again), because such a reciprocating compressor has advantages with regard to the realization of a preferably provided Flushing functionality of the fuel tank system for the fuel vapor filter may have.
Ein solcher Kolbenverdichter ist typischerweise derart ausgebildet, dass dieser keine relevante Gasdurchlässigkeit in seinem Nichtbetrieb aufweist. Um eine solche erfindungsgemäß vorgesehene definierte Gasdurchlässigkeit auch für einen als Kolbenverdichter ausgebildeten Verdichter zu realisieren kann beispielsweise ein Verdichterbypass, der vorzugsweise mittels eines Absperrventils bedarfsweise verschließbar ist, vorgesehen sein. Als „Verdichterbypass“ wird dabei eine in den Verdichter integrierte oder extern von diesem angeordnete Umgebungsleitung verstanden, über die ein Gas (bei geöffnetem Absperrventil) unter Umgehung eines Druckraums an, indem ein Gas im Betrieb des Verdichters verdichtet wird, strömen kann.Such a reciprocating compressor is typically designed so that it has no relevant gas permeability in its non-operation. In order to realize such a defined gas permeability provided according to the invention also for a compressor designed as a piston compressor, it is possible, for example, to provide a compressor bypass, which is preferably closed by means of a shut-off valve as required. A "compressor bypass" is understood to be an integrated in the compressor or externally arranged therefrom environmental line through which a gas (with open shut-off valve), bypassing a pressure chamber on by a gas is compressed during operation of the compressor can flow.
Grundsätzlich besteht die Möglichkeit, einen Verdichterbypass auch bei einem als Strömungsverdichter ausgebildeten Verdichter einzusetzen, um eine (zusätzliche) definierte Gasdurchlässigkeit für den Verdichter zu realisieren.In principle, it is possible to use a compressor bypass even with a compressor designed as a flow compressor in order to realize an (additional) defined gas permeability for the compressor.
Alternativ oder ergänzend zu der Realisierung einer definierten Gasdurchlässigkeit für einen Kolbenverdichter mittels eines Verdichterbypasses kann vorgesehen sein, dass dieser konstruktiv derart ausgelegt und/oder in das Kraftstofftanksystem integriert (bzw. in diesem angeordnet) ist, dass dieser im Nichtbetrieb eine definierte Gasdurchlässigkeit über den Druckraum aufweist. Beispielsweise kann vorgesehen sein, dass der Verdichter ein Flügelzellenverdichter ist, dessen Flügel im Betrieb (ggf. ausschließlich) fliehkraftbelastet gegen eine Innenwandung eines Gehäuses des Flügelzellenverdichters gedrückt werden, wobei die Ausgestaltung und/oder Anordnung des Flügelzellenverdichters derart vorgesehen ist, dass zumindest einer der Flügel im Nichtbetrieb beabstandet von der Innenwandung des Gehäuses angeordnet ist, um die definierte Gasdurchlässigkeit des Flügelzellenverdichters zu bewirken. Dabei kann die von der Innenwandung beabstandete Anordnung des zumindest einen Flügels im Nichtbetrieb des Flügelzellenverdichters ausschließlich schwerkraftbelastet realisiert sein. Alternativ besteht auch die Möglichkeit, einen, mehrere oder sämtliche der Flügel mittels eines oder mehrerer Federelemente in Richtung einer von der Innenwandung beabstandeten Anordnung zu beaufschlagen, wobei diese Belastung durch das oder die Federelemente im Betrieb des Flügelzellen Verdichters infolge der Fliehkraft überkompensiert wird, so dass diese dann gegen die Innenwandung des Gehäuses gedrückt werden, um eine ausreichend dichte Separierung einzelner Druckkammern des Druckraums des Flügelzellenverdichters zu gewährleisten.Alternatively or in addition to the realization of a defined gas permeability for a reciprocating compressor by means of a compressor bypass can be provided that this constructively designed and / or integrated into the fuel tank system (or arranged in this) is that this in non-operating a defined gas permeability over the pressure chamber having. For example, it may be provided that the compressor is a vane compressor, the wings of which are pressed during operation (possibly exclusively) centrifugally loaded against an inner wall of a housing of the vane compressor, wherein the configuration and / or arrangement of the vane compressor is provided such that at least one of the wings spaced apart from the inner wall of the housing in non-operation to effect the defined gas permeability of the vane compressor. In this case, the spaced apart from the inner wall arrangement of the at least one wing in the non-operation of the vane compressor can be realized exclusively gravity loaded. Alternatively, it is also possible to apply one, several or all of the wings by means of one or more spring elements in the direction of an arrangement spaced from the inner wall, wherein this load is overcompensated by the one or more spring elements during operation of the vane compressor due to centrifugal force, so that these are then pressed against the inner wall of the housing to ensure a sufficiently dense separation of individual pressure chambers of the pressure chamber of the vane compressor.
Eine Ermittlung des pneumatischen Drucks in dem hinsichtlich ausreichender Dichtheit zu prüfenden (Abschnitt des) Kraftstofftanksystem(s) kann vorzugsweise mittels eines oder mehrerer Drucksensoren erfolgen, die beispielsweise in dem Kraftstofftank und/oder in der Entlüftungsleitung und/oder in der Spülluftleitung angeordnet sein können. Bei einer Anordnung mehrerer Drucksensoren in der Spülluftleitung kann vorzugsweise vorgesehen sein, dass jeweils mindestens ein Drucksensor in den beiden Teilabschnitten des den Verdichter zentral umfassenden Abschnitts angeordnet ist.A determination of the pneumatic pressure in the fuel tank system (s) to be tested for sufficient tightness can preferably be carried out by means of one or more pressure sensors, which can be arranged, for example, in the fuel tank and / or in the ventilation line and / or in the scavenging air line. In the case of an arrangement of a plurality of pressure sensors in the scavenging air line, it can preferably be provided that in each case at least one pressure sensor is arranged in the two subsections of the section comprising the compressor centrally.
Die Erzeugung des definierten pneumatischen Drucks in zumindest dem den Verdichter zentral umfassenden Abschnitt der Spülluftleitung kann einerseits durch einen Betrieb des Verdichters selbst erfolgen. Hierzu kann beispielsweise vorgesehen sein, dass in einem ersten Schritt mittels des Verdichters eine Druckerhöhung oder eine Druckabsenkung in einem auf der Druckseite oder Saugseite des Verdichters angeschlossenen Abschnitt der Spülluftleitung (und gegebenenfalls in an diesen Abschnitt zu diesem Zeitpunkt gasleitend angeschlossenen, anderen Abschnitten des Kraftstofftanksystems) erzeugt wird, indem über einen Anschluss an die Umgebung, beispielsweise über die Mündung der Spülluftleitung in den Frischgasstrang oder über die mit dem Kraftstoffdampffilter im gasleitender Verbindung stehende Umgebungsmündung, (zur Druckerhöhung) Umgebungsluft in das Kraftstofftanksystem angesaugt wird oder (zur Druckabsenkung) ein in dem Kraftstofftanksystem enthaltendes Gas an die Umgebung abgeführt wird. In einem zweiten Schritt kann dann durch das Schließen eines entsprechend angeordneten Absperrventils eine gasleitende Verbindung des Kraftstofftanksystems beziehungsweise des zu prüfenden Abschnitts davon mit dem zuvor genutzten Anschluss an die Umgebung (teilweise oder ganz) unterbrochen werden, wobei sich dann infolge der definierten Gasdurchlässigkeit, die für den Verdichter erfindungsgemäß realisiert ist, ein Druckausgleich zwischen den auf den beiden Seiten des Verdichters liegenden Teilabschnitten des zu prüfenden Abschnitts (oder des Tanksystems insgesamt) einstellen kann. Anschließend kann anhand einer Veränderung des Drucks in dem zu prüfenden Abschnitt zwischen einer ausreichenden und einer nicht ausreichenden Dichtheit unterschieden werden.The generation of the defined pneumatic pressure in at least the section of the scavenging air line which surrounds the compressor can on the one hand be effected by an operation of the compressor itself. For this purpose, it may be provided, for example, that in a first step by means of the compressor an increase in pressure or a pressure reduction in a section of the scavenging air line connected to the pressure side or suction side of the compressor (and optionally in other sections of the fuel tank system gas-connected to this section at this time) is generated by connecting via a port the environment, for example, via the mouth of the scavenging air line in the fresh gas line or via the standing with the fuel vapor filter in the gas-conducting environment mouth, (to increase the pressure) ambient air is sucked into the fuel tank system or (for pressure reduction) containing in the fuel tank system gas is discharged to the environment , In a second step, then by closing a correspondingly arranged shut-off valve, a gas-conducting connection of the fuel tank system or the portion to be tested thereof with the previously used connection to the environment (partially or completely) are interrupted, in which case due to the defined gas permeability for the compressor is realized according to the invention, can set a pressure equalization between lying on the two sides of the compressor sections of the section to be tested (or the tank system as a whole). Subsequently, it can be distinguished by a change in the pressure in the section to be tested between a sufficient and an insufficient tightness.
Die Erzeugung eines definierten pneumatischen Drucks in zumindest dem zu prüfenden, den Verdichter zentral umfassenden Abschnitt der Spülluftleitung kann weiterhin auch mittels eines Tankleckdiagnosemoduls, beispielsweise mittels eines Tankleckdiagnosemoduls, wie es in der
In einer bevorzugten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Tanksystems kann vorgesehen sein, dass die Spülluftleitung verzweigt ist, wobei eine erste Mündung in den Frischgasstrang stromauf eines in den Frischgasstrang integrierten Frischgasverdichters und eine zweite Mündung der Spülluftleitung in den Frischgasstrang stromab des Frischgasverdichters angeordnet ist. Dabei kann der Verdichter zwischen der Verzweigung einerseits und der ersten Mündung oder der zweiten Mündung andererseits in die Spülluftleitung integriert sein. Weiterhin bevorzugt kann dann noch vorgesehen sein, dass auch in den Zweig der Spülluftleitung, in den der Verdichter nicht integriert ist, ein Absperrventil integriert ist. Eine solche Ausgestaltung des Kraftstofftanksystems kann sich insbesondere vorteilhaft hinsichtlich eines Spülens des Kraftstoffdampffilters, die auf einem Druckgefälle in der Spülluftleitung zwischen dem Kraftstoffdampffilter und einer der Mündungen in den Frischgasstrang (und somit gegebenenfalls auch ohne einen Betrieb des in die Spülluftleitung integrierten Verdichters) durchgeführt wird, auswirken.In a preferred embodiment of a tank system according to the invention it can be provided that the scavenging air line is branched, wherein a first opening in the fresh gas line upstream of a fresh gas compressor integrated in the fresh gas line and a second mouth of the scavenging air line is arranged in the fresh gas line downstream of the fresh gas compressor. In this case, the compressor between the branch on the one hand and the first mouth or the second mouth on the other hand be integrated into the scavenging air line. Further preferably, it can then be provided that a shut-off valve is integrated into the branch of the scavenging air line into which the compressor is not integrated. Such an embodiment of the fuel tank system can be particularly advantageous in terms of purging of the fuel vapor filter, which is carried out on a pressure gradient in the scavenging air line between the fuel vapor filter and one of the mouths in the fresh gas line (and thus possibly without an operation of the integrated compressor in the scavenge air line) impact.
Das, mehrere oder jedes der Absperrventile eines erfindungsgemäßen Kraftstofftanksystems können aktiv (ansteuerbar) oder passiv (d.h. selbständig betätigend, beispielsweise in Form eines Rückschlagventils) ausgebildet sein.The, several or each of the shut-off valves of a fuel tank system according to the invention may be actively (controllably) or passively (i.e., self-actuating, for example in the form of a check valve).
Durch die Möglichkeit, einen Abschnitt und insbesondere auch im Wesentlichen das gesamte Kraftstofftanksystem hinsichtlich einer ausreichenden Dichtheit zu prüfen, wird ermöglicht, Verbindungen der einzelnen gasführenden Komponenten des Kraftstofftanksystems, beispielsweise zwischen dem Verdichter und/oder dem zwischen diesem und der Mündung in den Frischgasstrang integrierten Absperrventil einerseits und dem diese beiden Komponenten verbinden Leitungsabschnitt der Spülluftleitung lösbar, beispielsweise mittels entsprechender Schnellkupplungen, auszubilden, obwohl derartige lösbare Verbindungen eine typische Ursache für Undichtheiten darstellen, die dann jedoch erfindungsgemäß vorteilhaft detektiert werden können. Die lösbare Ausgestaltung dieser Verbindungen können sich vorteilhaft hinsichtlich einer Montage und Wartung des Kraftstofftanksystems auswirken.The possibility of testing a section and in particular also essentially the entire fuel tank system with regard to sufficient tightness makes it possible to connect the individual gas-carrying components of the fuel tank system, for example between the compressor and / or the shut-off valve integrated between it and the mouth into the fresh gas line on the one hand and the two components connect the line section of the scavenging air line releasably, for example by means of corresponding quick couplings form, although such releasable connections represent a typical cause of leaks, but then can be advantageously detected according to the invention. The detachable design of these compounds can be advantageous in terms of assembly and maintenance of the fuel tank system.
Die Erfindung betrifft weiterhin eine Brennkraftmaschine mit einem erfindungsgemäßen Kraftstofftanksystem, wobei die Brennkraftmaschine vorzugsweise einen nach dem Otto-Prinzip betriebenen Verbrennungsmotor umfasst, weil die für den Betrieb solcher Verbrennungsmotoren genutzten Kraftstoffe relativ (insbesondere im Vergleich zu DieselKraftstoff) leicht flüchtig sind, wodurch nicht nur die besondere Notwendigkeit einer Tankentlüftung sondern auch einer Prüfung der Dichtheit des Kraftstofftanksystems begründet ist.The invention further relates to an internal combustion engine having a fuel tank system according to the invention, wherein the internal combustion engine preferably comprises an internal combustion engine operated according to the Otto principle, because the used for the operation of such internal combustion engines fuels (especially in comparison to diesel fuel) are relatively volatile, which not only the special need for a tank ventilation but also a test of the tightness of the fuel tank system is justified.
Die Bezeichnung „Kraftstoffdampffilter“ bedingt erfindungsgemäß nicht, dass dieser den flüchtigen Kraftstoff in gasförmiger Form filtern muss. Vielmehr kann der Kraftstoff bei der Filterung auch schon wieder (teilweise) auskondensiert sein.According to the invention, the term "fuel vapor filter" does not require that it must filter the volatile fuel in gaseous form. Rather, the fuel in the filtering again (partially) be condensed out.
Die unbestimmten Artikel („ein“, „eine“, „einer“ und „eines“), insbesondere in den Patentansprüchen und in der die Patentansprüche allgemein erläuternden Beschreibung, sind als solche und nicht als Zahlwörter zu verstehen. Entsprechend damit konkretisierte Komponenten sind somit so zu verstehen, dass diese mindestens einmal vorhanden sind und mehrfach vorhanden sein können.The indefinite articles ("a", "an", "an" and "an"), in particular in the patent claims and in the description generally describing the claims, are to be understood as such and not as numerical words. Corresponding to this concretized components are thus to be understood that they are present at least once and may be present more than once.
Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend anhand eines in den Zeichnungen dargestellten Ausgestaltungsbeispiels näher erläutert. In den Zeichnungen zeigt, jeweils in schematischer Darstellung:
-
1 : eine Brennkraftmaschine mit einem erfindungsgemäßen Kraftstofftanksystem; -
2 : einen Flügelzellenverdichter für ein erfindungsgemäßes Kraftstofftanksystem im Betrieb; und -
3 : den Flügelzellenverdichter gemäß2 im Nichtbetrieb.
-
1 an internal combustion engine with a fuel tank system according to the invention; -
2 a vane compressor for a fuel tank system according to the invention in operation; and -
3 : the vane compressor according to2 in non-operation.
Die
Im Betrieb der Brennkraftmaschine werden in bekannter Weise in definierter Reihenfolge in Brennräumen
Der Kraftstoffdampffilter
Der Kraftstofftank
Ein solches Entlüften des Kraftstofftanks
Für ein Spülen des Kraftstoffdampffilters
Der erste Zweig der Spülluftleitung
Zur Vermeidung der Einwirkung entweichender Kraftstoffdämpfe auf die Umgebung, ist es sinnvoll und teilweise auch gesetzlich vorgeschrieben, das Kraftstofftanksystem regelmäßig hinsichtlich einer ausreichenden Dichtheit zu prüfen. Dies soll erfindungsgemäß für zumindest einen Abschnitt des Kraftstofftanksystems insbesondere für im Wesentlichen das gesamte Kraftstofftanksystem und gegebenenfalls unter Verwendung des auch als „Spülpumpe“ genutzten Verdichters
Hierzu kann beispielsweise vorgesehen sein, dass im Rahmen eines erfindungsgemäßen Verfahrens mittels des Verdichters
Alternativ oder ergänzend zur Erzeugung eines definierten Überdrucks in dem Kraftstofftanksystem mittels des Verdichters
Alternativ zur Erzeugung eines Überdrucks in dem Kraftstofftanksystem mittels des Verdichters 64 und/oder mittels des Verdichters
Alternativ zur Erzeugung eines Überdrucks oder eines Unterdrucks in dem Kraftstofftanksystem mittels des Verdichters
Alternativ oder ergänzend zur Bereitstellung des Verdichterbypasses
Der Verdichter
Die Flügel
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 1010
- KraftstofftankFuel tank
- 1212
- Entlüftungsleitungvent line
- 1414
- KraftstoffdampffilterFuel vapor filter
- 1616
- Spülluftleitungflushing air
- 1818
- FrischgasstrangFresh gas line
- 2020
- Verzweigung der SpülluftleitungBranching of the scavenging air line
- 2222
- erster Zweig der Spülluftleitungfirst branch of the scavenging air line
- 2424
- zweiter Zweig der Spülluftleitungsecond branch of the scavenging air line
- 2626
- Verbrennungsmotorinternal combustion engine
- 2828
- FrischgasverdichterFresh gas compressor
- 3030
- Abgasturbineexhaust turbine
- 3232
- Abgasstrangexhaust gas line
- 3434
- Brennraum des VerbrennungsmotorsCombustion chamber of the internal combustion engine
- 3636
- Zylinder des VerbrennungsmotorsCylinder of the internal combustion engine
- 3838
- Kolben des VerbrennungsmotorsPiston of the internal combustion engine
- 4040
- Wellewave
- 4242
- UmgebungsluftleitungAmbient air duct
- 4444
- (erstes) Absperrventil(first) shut-off valve
- 4646
- TankleckdiagnosemodulTank leak diagnostic module
- 4848
- Steuervorrichtungcontrol device
- 5050
- erste Mündung der Spülluftleitungfirst mouth of the scavenging air line
- 5252
- zweite Mündung der Spülluftleitungsecond mouth of the scavenging air line
- 5454
- Drosselklappethrottle
- 5656
- Rückschlagventilcheck valve
- 5858
- (zweites) Absperrventil(second) shut-off valve
- 6060
- (drittes) Absperrventil(third) shut-off valve
- 6262
- Umgebungsmündungaround the mouth
- 6464
- Verdichtercompressor
- 6666
- Drucksensorpressure sensor
- 6868
- Verdichterbypasscompressor bypass
- 7070
- (viertes) Absperrventil(fourth) shut-off valve
- 7272
- Verdichter des TankleckdiagnosemodulsCompressor of tank leak diagnostic module
- 7474
- Gehäuse des VerdichtersHousing of the compressor
- 7676
- Druckraum des VerdichtersPressure chamber of the compressor
- 7878
- Gaseinlass des VerdichtersGas inlet of the compressor
- 8080
- Gasauslass des VerdichtersGas outlet of the compressor
- 8282
- Rotor des VerdichtersRotor of the compressor
- 8484
- Grundkörper des RotorsBasic body of the rotor
- 8686
- Flügel des RotorsWing of the rotor
- 8888
- Federelement des RotorsSpring element of the rotor
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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