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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Schützen eines Systems, und ein System, das einen Tank zum Bevorraten von Kraftstoff aufweist.
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Bei einem Kraftfahrzeug mit Verbrennungsmotor, wie bspw. einem Ottomotor, ist der Verbrennungsmotor mit einem Tank, in dem Kraftstoff für den Verbrennungsmotor bevorratet wird, verbunden. In dem Tank entstehen abhängig von einer Temperatur des Kraftstoffs und eines externen Drucks beim Verdunsten bzw. Ausgasen des Kraftstoffs in der Regel leichtflüchtige Gase, insbesondere HC-Gase, die in einem Aktivkohlebehälter gespeichert werden. Der Aktivkohlebehälter und der Tank sind dabei über eine Leitung miteinander verbunden. Zur Regeneration eines mit den HC-Gasen versetzten Aktivkohlebehälters werden die HC-Gase mittels eines getakteten Tankentlüftungsventils, das sich in einer den Aktivkohlebehälter mit dem Verbrennungsmotor verbindenden Leitung befindet, einer Verbrennung in dem Verbrennungsmotor zugeführt. Der Aktivkohlebehälter ist dabei einerseits über die genannte Leitung mit dem Verbrennungsmotor verbunden und besitzt andererseits einen Atmosphäreeingang. Dabei wird eine Druckdifferenz zwischen einem in oder an dem Verbrennungsmotor angeordneten Saugrohr herrschenden Unterdruck und dem Atmosphärendruck genutzt, die eine entsprechende Luftströmung in der Leitung zwischen dem Aktivkohlebehälter und dem Verbrennungsmotor definiert. Der Tank, der Aktivkohlebehälter und der Verbrennungsmotor stehen über die genannten Leitungen in hydraulischer Verbindung. Wird nun unbeabsichtigt der Atmosphäreneingang des Aktivkohlebehälters geschlossen, bspw. aufgrund einer Verstopfung, so ist es möglich, dass der im Saugrohr herrschende Unterdruck am Tank anliegt und diesen durch ein Zusammenziehen mechanisch beschädigt. Derzeit werden Tankschutzventile in der Leitung zwischen Tank und Aktivkohlebehälter und/oder am bzw. im Aktivkohlebehälter eingesetzt, um bei einem zu hohen an dem Tank anliegenden Unterdruck die Verbindung zwischen Aktivkohlebehälter und Tank mechanisch zu schließen.
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Ein System zum Verhindern eines Ausdunstens von Kraftstoff aus einem Tank ist aus der Druckschrift
DE 42 10 850 A1 bekannt. Hier ist zwischen einem Tankentlüftungsventil und einem Behälter eines Aktivkohlebehälters kein Drucksensor vorgesehen. Ferner ist hier keine Umsetzung einer Tankschutzfunktion ersichtlich.
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Die Druckschrift
DE 10 2006 016 339 A1 beschreibt ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Diagnose einer Tankentlüftungsanlage. Mit dem Verfahren wird eine herkömmliche Funktion zur Umsetzung einer On-Board-Diagnose (OBD) durchgeführt, wobei überprüft wird, ob die Tankentlüftungsanlage funktioniert. Hier ist zwar ein Drucksensor zum Erfassen eines Drucks in der Tankentlüftungsanlage vorgesehen. Allerdings wird dadurch keine Tankschutzfunktion realisiert.
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Ein Entlüftungssystem für einen Motor mit einem Turbolader ist aus der Druckschrift
DE 10 2011 086 946 A1 bekannt. Allerdings wird hierbei keine Funktion zum Schützen eines Tanks beschrieben.
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Vor diesem Hintergrund war es eine Aufgabe, einen Tank eines Verbrennungsmotors möglichst unter Verwendung von vorhandenen Bauteilen und einfach, ggf. bauraumsparend vor Druckeinflüssen zu schützen.
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Diese Aufgabe wird mit einem Verfahren und einem System mit den Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Ausführungsformen des Verfahrens und des Systems gehen aus den abhängigen Patentansprüchen und der Beschreibung hervor.
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Das erfindungsgemäße Verfahren ist zum Schützen eines Systems vorgesehen, das einen Tank, in dem Kraftstoff für einen Verbrennungsmotor bevorratet wird, einen Aktivkohlebehälter und ein Saugrohr des Verbrennungsmotors aufweist, die über mindestens eine Leitung miteinander hydraulisch verbunden sind. Der Aktivkohlebehälter ist über eine Ventilationsöffnung mit der Atmosphäre und über die mindestens eine Leitung einerseits mit dem Saugrohr und andererseits mit dem Tank verbunden. Zwischen dem Tank und dem Saugrohr ist mindestens ein Tankentlüftungsventil angeordnet. Das System weist mindestens eine Druckmessstelle auf, an der ein Wert eines Drucks oder einer Druckdifferenz gemessen wird. Falls ein an der mindestens einen Druckmessstelle gemessener Wert des Drucks oder der Druckdifferenz bspw. zumindest um einen vorgegebenen Toleranzwert von einem Sollwert abweicht, wird das mindestens eine Tankentlüftungsventil automatisch geschlossen.
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Mit dem Verfahren ist es möglich, sämtliche Komponenten des Systems und somit insbesondere den Tank vor unzulässigen Werten des Drucks, insbesondere vor einem zu geringen Druck relativ zu einem Umgebungsdruck, in der Regel zum Atmosphärendruck, zu schützen.
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Der Tank, der Aktivkohlebehälter, das Saugrohr, die mindestens eine Druckmessstelle und/oder mindestens ein Drucksensor, der dazu ausgebildet ist, den Druck an der mindestens einen Druckmessstelle zu messen, sowie das Tankentlüftungsventil sind üblicherweise als Komponenten des Systems, das wiederum Teil einer Kraftstoffanlage darstellen kann, ausgebildet. Der mindestens eine Drucksensor oder ein entsprechendes Druckmessgerät ist an der mindestens einen Druckmessstelle innerhalb des Systems angeordnet oder über mindestens eine Druckmessleitung mit der mindestens einen Druckmessstelle verbunden, wobei es demnach möglich ist, dass der mindestens eine Drucksensor außerhalb des Systems angeordnet ist.
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Beim Betrieb des Tanks ergibt sich, dass darin bevorrateter Kraftstoff ausgast, wodurch ein Druck innerhalb des Tanks erhöht wird. Dies ist unter anderem dann der Fall, wenn der Tank einer erhöhten Temperatur bzw. einem zu geringen Druck in der Umgebung bzw. der Atmosphäre ausgesetzt ist. Um eine Erhöhung des Drucks innerhalb des Tanks zu vermeiden bzw. abzuschwächen, ist dieser mit dem Aktivkohlebehälter verbunden. Somit ist es möglich, dass ein Gemisch aus Gas, das Luft sowie gasförmigen Kraftstoff, der innerhalb des Tanks ausgast, d. h. verdampft und/oder verdunstet, aufweist, durch den Aktivkohlebehälter aus dem Tank herausgeführt wird. Innerhalb des Aktivkohlebehälters wird der gasförmige Anteil des Kraftstoffs, insbesondere HC-Gas, von darin befindlicher Aktivkohle absorbiert und somit zurückgehalten.
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Weiterhin ist vorgesehen, dass der Aktivkohlebehälter regelmäßig regeneriert wird. Hierzu wird das Tankentlüftungsventil zwischen dem Aktivkohlebehälter und dem Saugrohr geöffnet, wodurch innerhalb des Aktivkohlebehälters absorbierter gasförmiger Kraftstoff von dem Saugrohr, in dem ein Unterdruck und somit ein geringerer Druck als in der Atmosphäre herrscht, angesaugt wird. Dieser angesaugte gasförmige Kraftstoff wird über das Saugrohr weiterhin dem Verbrennungsmotor zugeführt und von diesem neben Kraftstoff, der dem Verbrennungsmotor über eine separate Kraftstoffleitung von dem Tank direkt zugeführt wird, verbrannt. Wann eine derartige Regeneration durchgeführt wird, ist bspw. in einem Kennfeld hinterlegt.
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Dabei wird berücksichtigt, welchen Lambda-Wert ein Gemisch aus Kraftstoff und Luft aufweist. Um eine optimale Verbrennung des Kraftstoffs durch den Verbrennungsmotor zu gewährleisten, ist für den Lambda-Wert ein Sollwert vorgesehen, der einzuhalten ist, wobei ein jeweils aktueller, durch eine Lambda-Sonde gemessener Istwert des Lambda-Werts maximal um einen Toleranzwert von dem hierfür vorgesehenen Sollwert abweichen darf. Unter Berücksichtigung dessen wird das Tankentlüftungsventil über ein Kennfeld, das einen Lastbereich eines Fahrzeugs mit dem Verbrennungsmotor beschreibt, über ein dafür vorgesehenes Steuergerät entweder geöffnet oder geschlossen.
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Falls während der Regeneration des Aktivkohlebehälters von mindestens einem Drucksensor, der in Ausgestaltung mit dem Steuergerät verbunden ist, an der mindestens einen Druckmessstelle gemessen wird, dass der Wert des Drucks innerhalb des Systems, bspw. zwischen dem Saugrohr und dem Aktivkohlebehälter, geringer als der hierfür vorgesehene Sollwert ist, wird das Tankentlüftungsventil geschlossen. Außerdem wird ein Signal erzeugt, das einen Nutzer des Verbrennungsmotors und des Tanks darauf hinweist, dass die Regeneration des Aktivkohlebehälters zu beenden ist, da der Tank ansonsten aufgrund des zu geringen Werts des Drucks beschädigt werden könnte. Somit ergibt sich dem Nutzer die Möglichkeit, eine Werkstatt aufzusuchen und Gegenmaßnahmen zu ergreifen.
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In Ausgestaltung sind der Verbrennungsmotor und der Tank als Komponenten eines Fahrzeugs, bspw. eines Kraftfahrzeugs, ausgebildet. Dabei wird das Fahrzeug durch den Verbrennungsmotor angetrieben. Das vorgestellte Verfahren ist zum Schützen des Tanks des Fahrzeugs geeignet. Falls hierbei erkannt wird, dass der Wert des gemessenen Drucks im System, bspw. zwischen dem Aktivkohlebehälter und dem Saugrohr, von einem Sollwert abweicht und bspw. geringer als ein vorgegebener zulässiger Unterdruck ist, wird das Tankentlüftungsventil geschlossen. Einem Fahrer als Nutzer des Fahrzeugs wird weiterhin ebenfalls das Signal bereitgestellt, wonach die Regenerierung des Aktivkohlebehälters nicht fortsetzbar ist. Infolgedessen besteht für den Fahrer die Möglichkeit, mit seinem Fahrzeug eine Werkstatt anzufahren, in der Gegenmaßnahmen ergriffen werden.
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Das mindestens eine Tankentlüftungsventil innerhalb des Systems wird geschlossen, wenn der gemessene Wert des Drucks in der Regel um einen definierbaren Toleranzwert geringer als der Sollwert ist. Alternativ oder ergänzend wird das mindestens eine Tankentlüftungsventil geschlossen, wenn der Wert des Drucks bspw. um einen definierbaren Toleranzwert größer als der Sollwert ist. Somit wird ein unzulässiger Wert des Drucks innerhalb des Systems über eine Abweichung von dem vorgesehenen Sollwert detektiert. Diesbezüglich wird in Ausgestaltung auch berücksichtigt, wie schnell sich der gemessene Wert des Drucks ändert. Hierbei wird in Ausgestaltung der absolute Wert des gemessenen Drucks überwacht und mit dem Sollwert verglichen. Hierbei ist es ebenfalls möglich, eine zeitliche Änderung des Werts des Drucks zu überwachen und zu erfassen, wie schnell sich der Wert relativ zu dem Sollwert verändert. Falls die zeitliche Änderung einen hierfür vorgesehenen Toleranzwert überschreitet, ist es ebenfalls möglich, das Tankentlüftungsventil zu schließen. Weiterhin ist es möglich, auch Fehler des mindestens einen Drucksensors zu erfassen, der mit der mindestens einen Druckmessstelle verbunden ist. Falls der mindestens eine Drucksensor ausfällt und keinen Wert des Drucks ermittelt, bedeutet dies, dass ebenfalls eine Abweichung des Werts von dem Sollwert vorliegt.
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In Ausgestaltung wird an der mindestens einen Druckmessstelle die Differenz eines Drucks zwischen der mindestens einen Druckmessstelle und der Atmosphäre und somit der Umgebung des Systems gemessen.
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Der Sollwert des Drucks entspricht in der Regel einem Wert für einen Unterdruck im Vergleich zu einem Druck in der Umgebung, in der Regel in der Atmosphäre.
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Der Druck an der mindestens einen Druckmessstelle des Systems wird durch mindestens einen Drucksensor gemessen. Dabei ist es möglich, dass der mindestens eine Drucksensor an der mindestens einen Druckmessstelle angeordnet und/oder mit dieser verbunden ist.
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Mit dem mindestens einen Drucksensor wird an der mindestens einen Druckmessstelle in Ausgestaltung der Druck mittelbar über eine Druckdifferenz gemessen, wobei diese Druckdifferenz einer Differenz eines Drucks an der mindestens einen Druckmessstelle im System, bspw. im und/oder am Aktivkohlebehälter, im und/oder am Saugrohr, im und/oder am Tank oder in der mindestens einen Leitung, und der Atmosphäre entspricht. In diesem Fall weicht der Wert des gemessenen Drucks von dem Sollwert ab, falls die Druckdifferenz bzw. der Druckgradient von einem entsprechend für die Druckdifferenz vorgegebenen Sollwert abweicht. Dabei sind der für die Druckdifferenz vorgegebene Sollwert und der für den Druck vorgegebene Sollwert korreliert.
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In Ausgestaltung wird das Tankentlüftungsventil von dem Steuergerät, das mit dem mindestens einen Drucksensor verbunden ist, beaufschlagt und geschlossen. Es ist hierbei möglich, dass dem Steuergerät von dem mindestens einen Drucksensor Informationen zu jeweils aktuellen Werten des Drucks an der mindestens einen Druckmessstelle bereitgestellt und von dem Steuergerät mit dem Sollwert verglichen werden, wobei das Steuergerät dazu ausgelegt ist, das Tankentlüftungsventil in Abhängigkeit von dem Vergleich des aktuell gemessenen Drucks mit dem Sollwert zu schließen.
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Das erfindungsgemäße System weist als Komponenten einen Tank, in dem Kraftstoff für einen Verbrennungsmotor bevorratet wird, einen Aktivkohlebehälter, ein Saugrohr des Verbrennungsmotors und mindestens eine Leitung aufweist, die die anderen Komponenten miteinander hydraulisch verbindet. Der Aktivkohlebehälter ist über eine Ventilationsöffnung mit der Atmosphäre, einerseits über die mindestens eine Leitung mit dem Tank und andererseits über die mindestens eine Leitung mit dem Saugrohr verbunden. Zwischen dem Tank und dem Saugrohr ist mindestens ein Tankentlüftungsventil angeordnet. Das System weist mindestens eine Druckmessstelle auf. Falls ein an der mindestens einen Druckmessstelle gemessener Wert des Drucks zumindest um einen definierbaren Toleranzwert von einem definierbaren Sollwert abweicht, ist das System dazu ausgebildet, das mindestens eine Tankentlüftungsventil automatisch zu schließen.
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Die mindestens eine Druckmessstelle ist innerhalb mindestens einer Komponente des Systems, d. h. insbesondere innerhalb des Aktivkohlebehälters, insbesondere innerhalb des Tanks, ggf. innerhalb des Saugrohrs, insbesondere innerhalb des Tankentlüftungsventils und/oder insbesondere innerhalb der mindestens einen Leitung angeordnet.
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Zumindest der mindestens eine Drucksensor, das Tankentlüftungsventil und ggf. das Steuergerät zum Steuern des erfindungsgemäßen Verfahrens bzw. des Tankentlüftungsventils sind als Komponenten des erfindungsgemäßen Systems ausgebildet. Es ist jedoch je nach Definition auch möglich, dass neben dem mindestens einen Drucksensor und dem Tankentlüftungsventil mindestens eine weitere Komponente, bspw. das Saugrohr, der Verbrennungsmotor und/oder der Tank als Komponente des erfindungsgemäßen Systems ausgebildet ist. Das Tankentlüftungsventil ist in Ausgestaltung durch das Steuergerät schließbar. Weiterhin ist mit dem Steuergerät unter Berücksichtigung des Kennfelds eine Regeneration des Aktivkohlebehälters auszulösen, wobei hierzu das Tankentlüftungsventil von dem Steuergerät geöffnet wird. In dem Steuergerät ist auch eine Steuersoftware implementiert, mit der mindestens ein Schritt des vorgestellten Verfahrens gesteuert wird, wobei das mindestens eine Tankentlüftungsventil zur Durchführung der Regeneration sowie abhängig vom Druck geöffnet bzw. geschlossen wird.
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Der Aktivkohlebehälter ist mit einer als Lüftungsleitung ausgebildeten Leitung, d. h. einer Belüftungs- und/oder Entlüftungsleitung, verbunden, wobei ein dem Aktivkohlebehälter abgewandtes Ende der Lüftungsleitung die Ventilationsöffnung zur Atmosphäre aufweist.
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Der Aktivkohlebehälter ist zum Bevorraten von Aktivkohle ausgebildet, mit der gasförmiger Kraftstoff, der in dem Tank verdampft, und Luft, die ebenfalls aus dem Tank strömt, voneinander getrennt werden. Somit ist es möglich, dass lediglich Luft durch die Ventilationsöffnung mit der Atmosphäre ausgetauscht wird, wobei auch zur Regeneration des Aktivkohlebehälters Luft in diesen aus der Atmosphäre eintritt. Dahingegen wird der gasförmige Kraftstoff von dem Aktivkohlebehälter zurückgehalten und darin gespeichert bzw. gelagert.
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Der Tank ist über eine Leitung direkt mit dem Aktivkohlebehälter verbunden. Dabei ist entlang dieser Leitung kein Tankschutzventil angeordnet, wie es ansonsten beim Stand der Technik der Fall ist. Mit Hilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens ist es möglich, auf ein derartiges Tankschutzventil zu verzichten. Im Rahmen des Verfahrens werden Komponenten des Systems, d. h. mindestens ein Drucksensor und/oder Tankentlüftungsventil, der und/oder das ohnehin vorhanden ist bzw. sind und auch für andere Anwendungen benutzt wird bzw. werden, eingesetzt.
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Das System weist das mindestens eine Steuergerät auf, das dazu ausgebildet ist, ein Signal für den Wert des Drucks, der an der mindestens einen Druckmessstelle gemessen wird, zu verarbeiten, in der Regel mit dem Sollwert zu vergleichen, und das mindestens eine Tankentlüftungsventil ggf. automatisch zu schließen.
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Mit dem Verfahren sowie dem System ist es möglich, für das System, d. h. zumindest für den Tank, eine Schutzfunktion umzusetzen.
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Bei einem Betrieb des Tanks entstehen durch Verdampfen des Kraftstoffs, der HC- bzw. Kohlenwasserstoffverbindungen umfasst, leicht flüchtige Gase, insbesondere HC-Gase. Derartige Gase, die aus dem verdampfenden gasförmigen Kraftstoff entstehen, werden mit dem Aktivkohlebehälter zurückgehalten und darin gespeichert. Weiterhin ist vorgesehen, dass Aktivkohle im Aktivkohlebehälter durch Ansaugen von Luft aus der Atmosphäre, die sodann durch den Aktivkohlebehälter zu dem Saugrohr in vorgebbaren zeitlichen Abständen strömt, regeneriert wird.
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Bei einer derartigen Regeneration wird das Tankentlüftungsventil geöffnet und der gasförmige Kraftstoff von dem Saugrohr aus dem Aktivkohlebehälter zusammen mit Luft, die durch die Ventilationsöffnung in den Aktivkohlebehälter eintritt, angesaugt und zu dem Verbrennungsmotor gefördert.
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Bei einem Betrieb des erfindungsgemäßen Systems liegt an dem Saugrohr ein Unterdruck an, durch den die HC-Gase bzw. die HC-Moleküle des gasförmigen Kraftstoffs, die in dem Aktivkohlebehälter gespeichert sind, aus diesem gesaugt und einer Verbrennung in dem Verbrennungsmotor zugeführt werden. Hierbei ist zu berücksichtigen, dass zwischen der Atmosphäre und dem Verbrennungsmotor und/oder dem Saugrohr ein Druckunterschied herrscht, wodurch sich zwischen der Atmosphäre und dem Verbrennungsmotor und/oder dem Saugrohr ein definierter Gasstrom bzw. Luftstrom ergibt, durch den der gasförmige Kraftstoff, wie bspw. die HC-Gase, aus dem Aktivkohlebehälter durch das Saugrohr und weiter zu dem Verbrennungsmotor gefördert, bspw. gesaugt wird. Eine jeweils in den Verbrennungsmotor zu fördernde Menge an HC-Gasen wird zur Durchführung der Regeneration des Aktivkohlebehälters mit dem bspw. getakteten Tankentlüftungsventil geregelt, das wiederum über eine Software bzw. Steuersoftware des Steuergeräts gesteuert wird. Üblicherweise sind der Tank, der Aktivkohlebehälter und das Saugrohr des Verbrennungsmotors über die mindestens eine Leitung in hydraulischer Verbindung. Für gasförmigen Kraftstoff, der von dem Saugrohr aus dem Aktivkohlebehälter gesaugt wird, wird auch ein Lambda-Wert eines Gemischs aus dem Kraftstoff und Luft ermittelt.
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Falls die Ventilationsöffnung des Aktivkohlebehälters zu der Umgebung bzw. Atmosphäre unbeabsichtigt geschlossen werden und/oder verstopft sein sollte, besteht die Gefahr, dass der im Saugrohr herrschende Unterdruck am Tank anliegt und diesen, bspw. dessen Wand, zusammenziehen und somit mechanisch beschädigen könnte.
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Dies wird jedoch bei Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens vermieden, da, sobald mittels der bspw. in der Leitung zwischen Saugrohr und Aktivkohlebehälter angeordneten mindestens einen Druckmessstelle ein einen Sollwert unterschreitender Wert des Drucks oder Unterdrucks in der Leitung gemessen wird, erfindungsgemäß automatisch der Tank durch Schließen des Tankentlüftungsventils von dem Saugrohr getrennt wird. Bei Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist es möglich, auf ein mechanisches Tankschutzventil für den Tank, das üblicherweise zwischen dem Tank und dem Aktivkohlebehälter angeordnet ist und das bei einem Auftreten eines zu hohen Unterdrucks eine Verbindung zwischen dem Tank und dem Verbrennungsmotor und/oder dem Saugrohr mechanisch verschließen soll, zu verzichten.
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Wie voranstehend beschrieben, ist die mindestens eine Druckmessstelle innerhalb des Systems, üblicherweise in der Leitung bzw. Verbindungsleitung zwischen dem Saugrohr und dem Behälter des Aktivkohlebehälters, angeordnet und der damit verbundene mindestens eine Drucksensor dazu ausgebildet, Unregelmäßigkeiten des in der Leitung herrschenden Drucks nachzuweisen. Falls der Druck Unregelmäßigkeiten aufweisen sollte, d. h. falls der Wert des Drucks bzw. Unterdrucks im Saugrohr zu gering oder zu hoch wird oder sich zu schnell ändert, wird das Tankentlüftungsventil zwischen dem Saugrohr und dem Tank geschlossen und somit die hydraulische Verbindung zwischen dem Tank und dem Saugrohr getrennt.
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Üblicherweise wird mit dem mindestens einen Drucksensor an der mindestens einen Druckmessstelle ein Durchsatz detektiert, wodurch es möglich wird, mit dem mindestens einen Drucksensor auch im Rahmen einer On-Board-Diagnose (OBD) eine Funktion zum Regenerieren des Aktivkohlebehälters zu überwachen. In Ausgestaltung ist es möglich, mindestens einen ohnehin vorhandenen Drucksensor neben diesen genannten Einsatzmöglichkeiten ferner bei Umsetzung einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens zu nutzen, wobei in dem das Tankentlüftungsventil ansteuernden Steuergerät eine zur Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens konfigurierte Steuersoftware ausgeführt wird, um somit die Funktion zum Schutz des Tanks zu realisieren. Somit ist es möglich, eine Funktion und/oder eine Nutzung des ohnehin vorhandenen Drucksensors zu erweitern. Außerdem ist es möglich, auf das mechanische Tankschutzventil zu verzichten und etwaige Bauraumprobleme zu vermeiden, die sich durch Einsatz des Tankschutzventils ergeben würden.
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Wird im Rahmen des Verfahrens an der mindestens einen Druckmessstelle innerhalb mindestens einer Leitung des Systems und/oder innerhalb des Aktivkohlebehälters und/oder innerhalb des Tanks und/oder innerhalb des Saugrohrs ein unzulässig niedriger Wert des Drucks bzw. ein unzulässig hoher Unterdruck bzw. eine zu hohe Druckdifferenz bzw. ein zu hoher Druckgradient zwischen dem Saugrohr und dem Aktivkohlebehälter bzw. dem Tank gemessen, wird die mindestens eine Leitung und somit die Verbindung zwischen dem Saugrohr und dem Tank über das Tankentlüftungsventil geschlossen. Dabei ist es möglich, dass das Tankentlüftungsventil automatisch mittels einer entsprechend konfigurierten Steuersoftware, die in der Regel in dem das Tankentlüftungsventil steuernden Steuergerät implementiert ist, geschaltet wird. Weiterhin ist es möglich, dass ausgehend von dem mindestens einen Drucksensor für einen Nutzer, wie bspw. einen Fahrer eines den Tank umfassenden Fahrzeugs, ein optisches und/oder akustisches Signal erzeugt wird, das dem Nutzer bzw. dem Fahrer bspw. über ein Anzeigegerät mit einem Display optisch und/oder akustisch auf einen Fehler im System hinweist und ihn zum Aufsuchen einer Werkstatt auffordert.
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Falls eine Verbindung des Aktivkohlebehälters zu der Umgebung und somit zu der Luft in der Atmosphäre unterbrochen sein sollte, besteht die Gefahr, dass ein Unterdruck in dem Saugrohr, der beim Regenerieren des Aktivkohlebehälters entsteht, an dem Tank anliegt, so dass sich dieser eventuell zusammenziehen und dadurch beschädigt werden könnte. Ein derartiger Zustand wird nunmehr mit dem mindestens einen Drucksensor an der mindestens einen Druckmessstelle detektiert. Von dem mindestens einen Drucksensor wird ein Signal über den aktuell erfassten Wert des Drucks, der Druckdifferenz und/oder einer zeitlichen Änderung des Drucks erzeugt und dem Steuergerät übermittelt. Das Signal wird von dem Steuergerät unter Ausführung einer darin implementierten Steuersoftware ausgewertet. Im Fall der Abweichung des Werts des Drucks von dem Sollwert wird das Tankentlüftungsventil von dem Steuergerät bei Ausführung der darin implementierten Steuersoftware beaufschlagt und automatisch geschlossen, wodurch die Verbindung zwischen dem Tank und dem Saugrohr getrennt wird. Somit kann auf ein separates Tankschutzventil verzichtet werden. Dabei ist es möglich, dass Werte des Drucks, die von dem mindestens einen Drucksensor erfasst werden, von dem Steuergerät zunächst ausgewertet und mit einem in dem Steuergerät bzw. in einem damit in Verbindung stehenden Speicher hinterlegten Sollwert abgeglichen werden, wobei das Steuergerät das Tankentlüftungsventil schließt, falls ein von dem mindestens einen Drucksensor erfasster Wert des Drucks von dem hierfür vorgesehenen Sollwert, in der Regel zumindest um einen Toleranzwert, abweicht.
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Es versteht sich, dass die voranstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
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Die Erfindung ist anhand einer Ausführungsform in der Zeichnung schematisch dargestellt und wird unter Bezugnahme auf die Zeichnung schematisch und ausführlich beschrieben.
- 1 zeigt in schematischer Darstellung eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Systems.
- 2 zeigt ein Detail aus 1.
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Die in 1 schematisch dargestellte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Systems 2 umfasst einen Verbrennungsmotor 4 zum Verbrennen von Kraftstoff, der in einem Tank 6 gelagert wird. Dabei ist dem Verbrennungsmotor 4 ein Saugrohr 8 zugeordnet bzw. ist das Saugrohr 8 dem Verbrennungsmotor 4 vorgeschaltet. Das Saugrohr 8 ist als Komponente des Verbrennungsmotors 4 ausgebildet. Das Saugrohr 8 ist weiterhin über eine Leitung 10 mit einem Tankentlüftungsventil 12 und weiter mit einem Aktivkohlebehälter 16 verbunden. Das System 2 umfasst mindestens eine Druckmessstelle 18, die mit mindestens einem Drucksensor 19 verbunden ist, wobei der mindestens eine Drucksensor 19 in Ausgestaltung an der mindestens einen Druckmessstelle 18 angeordnet ist. Alternativ dazu kann der mindestens eine Drucksensor 19 auch beabstandet zu der mindestens einen Druckmessstelle 18 angeordnet sein.
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Die mindestens eine Druckmessstelle 18 ist hier im Saugrohr 8, im Tankentlüftungsventil 12, in einem Leitungsabschnitt der Leitung 10 zwischen dem Saugrohr 8 und dem Tankentlüftungsventil 12, im Aktivkohlebehälter 16, in einem Leitungsabschnitt der Leitung 10 zwischen dem Tankentlüftungsventil 12 und dem Aktivkohlebehälter 16, in dem Tank 6 und/oder in einer Leitung 24 zwischen dem Tank 6 und dem Aktivkohlebehälter 16 vorgesehen. Der mindestens eine Drucksensor 19 ist über eine Verbindungsleitung oder eine Funkverbindung, d. h. drahtlos, mit der mindestens einen Druckmessstelle 18 verbunden.
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Der Aktivkohlebehälter 16 ist einerseits über eine Lüftungsleitung 20 mit einer Umgebung des Systems 2 verbunden, wobei ein dem Aktivkohlebehälter 16 abgewandtes Ende der Lüftungsleitung 20 eine Ventilationsöffnung 22 aufweist. Andererseits ist der Aktivkohlebehälter 16 über die Leitung 24 auch mit dem Tank 6 verbunden. Wie 1 zeigt, ist es möglich, dass das System 2 mehrere Druckmessstellen 18 an und/oder in unterschiedlichen Komponenten des Systems 2 aufweist. Um anzudeuten, dass das System 2 nicht all die gezeigten Druckmessstellen 18 aufweisen muss, sondern nur mindestens eine Druckmessstelle 18, sind die möglichen Druckmessstellen hier durch gestrichelte Linien kenntlich gemacht. Mit dem mindestens einen Drucksensor 19, der mit den jeweiligen Druckmessstellen 18, wie durch jeweilige gestrichelte Linien angedeutet, in Verbindung steht, wird an mindestens einer Druckmessstelle 18 ein Druck eines Gases, das hier gasförmigen Kraftstoff, bspw. HC-Moleküle, und Luft aufweist, gemessen. Der Druck dieses Gases liegt an und/oder in mindestens einer Leitung 10, 24 des Systems 2 an und wirkt über diese auf den Tank 6. Als weitere Komponente weist das System 2 ein Steuergerät 28 auf, das lediglich in 2 gezeigt ist.
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Zum Betreiben des Verbrennungsmotors 4 ist vorgesehen, dass Kraftstoff aus dem Tank 6 über eine weitere hier nicht dargestellte Kraftstoffzuleitung zu dem Verbrennungsmotor 4 gefördert wird.
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Weiterhin ist vorgesehen, dass Luft sowie gasförmiger Kraftstoff, der innerhalb des Tanks 6 bspw. in Abhängigkeit einer herrschenden Temperatur sowie eines herrschenden Drucks verdampft, durch die Leitung 24 aus dem Tank 6 dem Aktivkohlebehälter 16 zugeführt wird, wobei der gasförmige Kraftstoff von Aktivkohle in dem Aktivkohlebehälter 16 absorbiert, d. h. gefiltert und somit darin abgelagert wird.
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Daraus ergibt sich jedoch, dass innerhalb des Aktivkohlebehälters 16 im Laufe der Zeit eine sich vergrößernde Menge an gasförmigem Kraftstoff abgelagert wird. Dieser gasförmige Kraftstoff wird im Rahmen einer Regeneration des Aktivkohlebehälters 16 aus diesem wieder entfernt. Hierzu wird das Tankentlüftungsventil 12 zwischen dem Saugrohr 8 und dem Aktivkohlebehälter 16 geöffnet. Da in dem Saugrohr 8 ein Druck bzw. Unterdruck herrscht, der geringer als der Druck in der Atmosphäre ist, wird Luft aus der Atmosphäre durch die Ventilationsöffnung 22 und die Lüftungsleitung 20 durch den Aktivkohlebehälter 16 hindurch gesaugt, wobei mit dieser angesaugten Luft weiterhin auch gasförmiger Kraftstoff, der in dem Aktivkohlebehälter 16 abgelagert ist, zu dem Saugrohr 8 gesaugt und weiterhin dem Verbrennungsmotor 4 zugeführt wird.
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Dabei wird, bspw. an der mindestens einen Druckmessstelle 18, der Druck des von dem Saugrohr 8 angesaugten Gasstroms, d. h. des gasförmigen Kraftstoffs sowie der Luft ermittelt.
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In dem Saugrohr 8 wird bei Betrieb des Verbrennungsmotor 4 der Unterdruck und somit Druck mit einem Wert erzeugt, der geringer als ein Druck von Gas, üblicherweise von Luft, in der Atmosphäre ist. Falls eine Verbindung des Aktivkohlebehälters 16 zu der Umgebung, d. h. in der Regel zu der Atmosphäre, unterbrochen werden sollte, bspw. wenn die Ventilationsöffnung 22 verstopft ist, besteht die Gefahr, dass der Wert des Drucks in dem System 2 zu gering wird.
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Bei einer Umsetzung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird der Druck innerhalb des Systems 2, bspw. zwischen dem Saugrohr 8 und dem Aktivkohlebehälter 16 bzw. eine Differenz des Drucks zwischen dem Saugrohr 8 und dem Aktivkohlebehälter 16 gemessen. Falls der Wert des Drucks in dem Saugrohr 8 geringer als ein hierfür vorgesehener Sollwert ist, wird das Tankentlüftungsventil 12 zwischen dem Saugrohr 8 und dem Aktivkohlebehälter 16 geschlossen, wodurch der Tank 6 von dem Saugrohr 8 und dem darin herrschenden zu geringen Druck getrennt wird. Somit ist es möglich, den Tank 6 vor Auswirkungen des zu geringen Drucks zu schützen.
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Um einen derartigen Tankschutz zu erreichen, wurde bislang ein sogenanntes Tankschutzventil 30 verwendet, das in 1 zwischen dem Tank 6 und dem Aktivkohlebehälter 16 gestrichelt dargestellt ist. Dieses ist nun nicht mehr erforderlich. Somit ist es nun möglich, dass der Tank 6 hier über die Leitung 24 direkt mit dem Aktivkohlebehälter 16 verbunden ist.
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Wie 2 schematisch zeigt, wird mit dem Steuergerät 28 in Ausgestaltung auch eine On-Board-Diagnose und somit auch die Regeneration des Aktivkohlebehälters 16 gesteuert und somit bei Bedarf das Tankentlüftungssystem 12 geöffnet. Außerdem werden Werte des Drucks an der mindestens einen Druckmessstelle 18 von dem mindestens einen Drucksensor 19 gemessen und Informationen zu diesen Werten zu dem Steuergerät 28 übermittelt, das die Werte auswertet und mit dem Sollwert vergleicht. Falls die Werte unregelmäßig sein sollten und von dem Sollwert abweichen, wird das Tankentlüftungsventil 12 von dem Steuergerät 28 automatisch geschlossen. Außerdem wird von dem Steuergerät 28 ein Signal erzeugt und zu einem Anzeigegerät 30 übermittelt, das einem Fahrer des Fahrzeugs optisch und/oder akustisch anzeigt, dass ein Fehler vorliegt und eine Werkstatt aufzusuchen ist.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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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.
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 4210850 A1 [0003]
- DE 102006016339 A1 [0004]
- DE 102011086946 A1 [0005]
