-
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Tankentlüftung eines Kraftstofftanks eines Fahrzeugs sowie eine Vorrichtung zur Tankentlüftung eines Kraftstofftanks eines Fahrzeugs.
-
Zum Betreiben von Verbrennungsmotoren wird ein Kraftstoff eingesetzt, welcher beispielsweise vor dem eigentlichen Einsatz in einem Kraftstofftank gelagert wird. Während der Lagerung in dem Kraftstofftank kommt es in unterschiedlichen Ausmaßen und abhängig etwa von einer Außentemperatur und einer freien Flüssigkeitsoberfläche des Kraftstoffs zu einer Verdunstung des Kraftstoffs, insbesondere von niedermolekularen Kohlenwasserstoffen. Diese Verdunstungsprodukte, allgemein auch als Kraftstoffdämpfe bezeichnet, werden üblicherweise in einem Aktivkohlefilter adsorbiert, welcher in einer Entlüftungsleitung des Kraftstofftanks angeordnet ist. Da die Beladungskapazität von Aktivkohlefiltern begrenzt ist, müssen diese von Zeit zu Zeit mit einem Luftstrom gespült werden. Die dabei mit Kraftstoffdämpfen beladenen und von dem Filter desorbierten Spülluftströme dürfen aufgrund von Gesetzesanforderungen nicht unbehandelt in die Umwelt geleitet werden. Als bereits bekannte Technik ist deswegen eine Zuleitung von diesen Spülluftströmen in den Verbrennungsmotor im Einsatz, um so eine motorische Verbrennung der in den Spülluftströmen enthaltenen Kohlenwasserstoffen zu erzielen.
-
Mit steigenden gesetzlichen Anforderungen an die Verdunstungsemissionen nehmen auch die Anforderungen an das Tankentlüftungssystem zu, was beispielsweise auch höhere Spülluftraten erforderlich machen kann. Gleichzeitig wächst die Anspannung in Bezug auf das darzustellende Verbrauchsziel. Eine weitere Entwicklung im Sinne von der Erfüllung eines niedrigen Verbrauchsziels sieht vor, das Miller-Brennverfahren in kleinvolumigen turboaufgeladenen Verbrennungskraftmaschinen einzusetzen. Diese Kombination reduziert allerdings die darstellbare Spülluftmenge erheblich. Eine öffentlich bekannte Lösung sind deswegen in diesem Zusammenhang Tankentlüftungssysteme mit zwei Einleitstellen, wobei die erste Einleitstelle hinter einer Drosselklappe ins Saugrohr mündet, wohingegen die zweite Einleitstelle vor einem Abgasturbolader endet. Dabei ist das Unterdruckniveau im Saugrohr im Vergleich zu dem angebotenen Unterdruckniveau vor dem Abgasturbolader sehr groß. Um die vor dem Abgasturbolader eingeleitete Spülluftmenge steigern zu können, wird dort gemäß bekannten Konzepten eine Venturidüse eingesetzt. Als nachteilig kann bei diesem vorgestellten Konzept bewertet werden, dass die in das Saugrohr eingeleitete Spülluftmenge von dem vorhandenen Unterdruckniveau abhängig ist. Zudem ergibt sich das eingeleitete Spülluftgas vor dem Abgasturbolader in Kombination mit der Venturidüse lediglich aus dem Druckdelta über eben diese verwendete Venturidüse. Dabei ist der Arbeitspunkt der passiv wirkenden Venturidüse nur in einem Betriebspunkt optimal, das heißt, dass sich ein maximaler Volumenstrom nur bei einem bestimmten Druckdelta einstellt. Des Weiteren bedingt der Einsatz einer Venturidüse ein künstliches „Leck“ in der Ladeluftstrecke, da der Treibstrom permanent ungeregelt anliegt. Die Höhenreserve des Abgasturboladers sinkt dabei. Um diese zuvor genannten Nachteile zu umgehen, wird eine möglichst passive Applikation des Tankentlüftungssystems gewählt, sodass sämtliche Betriebspunkte abgedeckt sind. Die Kompromissbedatung führt jedoch zu Verlusten in der maximal darstellbaren Spülluftmenge, sodass das System nicht optimal im Sinne der richtigen Spülluftmenge betrieben wird. In diesem Zusammenhang sind bereits erste Ansätze aus dem Stand der Technik hervorgebracht worden, um diesen Nachteilen zumindest teilweise zu begegnen.
-
So ist aus der Druckschrift
DE 10 2016 225 870 A1 eine Brennkraftmaschine mit einer Ansaugleitung, einem Kraftstofftank sowie einer von dem Kraftstofftank in die Ansaugleitung führenden Tankentlüftungsleitung als bekannt zu entnehmen. Zudem ist ein Verfahren zum Betreiben einer solchen Brennkraftmaschine zu entnehmen. Die Brennkraftmaschine umfasst dabei mindestens eine durch einen Verdichter eines Abgasturboladers zu einem Brennraum führende Ansaugleitung, mindestens einen Kraftstofftank sowie eine Tankentlüftungsleitung. Die Tankentlüftungsleitung führt von dem Kraftstofftank zu dem Verdichter. In der Tankentlüftungsleitung ist zwischen dem Kraftstofftank und dem Verdichter ein Adsorptionsfilter angeordnet, insbesondere ein Aktivkohlebehälter. In der Tankentlüftungsleitung ist ferner eine elektrisch angetriebene Spülluftpumpe zur Förderung von Spülluft angeordnet. Die Spülluftpumpe ist dabei insbesondere stromabwärts des Adsorptionsfilters angeordnet. Die Spülluftpumpe ist derart angeordnet, dass mit der Spülluftpumpe Spülluft zumindest teilweise in Richtung eines Verdichterrades des Verdichters förderbar ist. Somit ist in dieser Druckschrift nicht offenbart, dass eine Regelvorrichtung betrieben wird, welche ausgelegt ist, zumindest einen ersten Spülluftstrom und/oder einen zweiten Spülluftstrom zumindest teilweise zu regeln und dass anschließend eine Kraftstoffdampfauffangvorrichtung über die zumindest eine erste Spülluftleitung und/oder über die zweite Spülluftleitung entlüftet wird, wobei mittels der Regelvorrichtung und einer aktiven Steuerung einer Spülvorrichtung eine Mengenaufteilung eines gesamten Spülluftstroms, welcher sich aus dem zumindest einen ersten und dem zweiten Spülluftstrom zusammensetzt, auf die erste und zweite Spülluftleitung gesteuert wird.
-
Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Tankentlüftung eines Kraftstofftanks eines Fahrzeugs bereitzustellen, mit welchem eine optimale Betriebsführung im Sinne einer bedarfsgerechten Entlüftung gewährleistet wird.
-
In bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass ein Verfahren zur Tankentlüftung eines Kraftstofftanks eines Fahrzeugs bereitgestellt wird. Ein solches Verfahren umfasst dabei die folgenden Schritte: Verbinden einer stromabwärts eines Kraftstofftanks angeordneten Kraftstoffdampfauffangvorrichtung mit einem Saugrohr von einem Verbrennungsmotor mittels zumindest einer ersten Spülluftleitung, sodass zumindest ein erster Spülluftstrom stromabwärts der Kraftstoffdampfauffangvorrichtung in Richtung des Verbrennungsmotors lenkbar ist, Verbinden der stromabwärts eines Kraftstofftanks angeordneten Kraftstoffdampfauffangvorrichtung mit einem Luftversorgungssystem von einer Aufladeeinheit mittels einer zweiten Spülluftleitung, sodass ein zweiter Spülluftstrom stromabwärts der Kraftstoffdampfauffangvorrichtung in Richtung der Aufladeeinheit und anschließend in den Verbrennungsmotor lenkbar ist, wobei in der zweiten Spülluftleitung eine Spülvorrichtung vorgesehen ist, wobei das Verfahren zudem folgende weitere Schritte aufweist: Betreiben einer Regelvorrichtung, welche ausgelegt ist, den zumindest einen ersten Spülluftstrom und/oder den zweiten Spülluftstrom zumindest teilweise zu regeln; Entlüften der Kraftstoffdampfauffangvorrichtung über die zumindest eine erste Spülluftleitung und/oder über die zweite Spülluftleitung, wobei mittels der Regelvorrichtung und einer aktiven Steuerung der Spülvorrichtung eine Mengenaufteilung eines gesamten Spülluftstroms, welcher sich aus dem zumindest einen ersten und dem zweiten Spülluftstrom zusammensetzt, auf die erste und zweite Spülluftleitung gesteuert wird.
-
Auf diese Weise ist es möglich, eine optimale Betriebsführung im Sinne einer bedarfsgerechten Entlüftung bereitzustellen. Die vollvariable Ansteuerbarkeit der aktiven Spülvorrichtung und der Regelvorrichtung ermöglicht eine sehr genaue Dosierung der zugeführten Tankentlüftungsgase und bewirkt somit eine geringe Beeinflussung der Gemischbildung beziehungsweise eine Reduzierung der Rohemissionen. Statt einer Einstellung, welche für verschiedenste Betriebszustände dann statisch vorgesehen ist, kann also mittels des vorgestellten Verfahrens eine bedarfsgerechte Steuerung vorgenommen werden. Die Regelvorrichtung kann zudem für die vorgeschlagene Kombination der Spülvorrichtung und den Bestandteilen der Regelvorrichtung über alle dafür nötigen Schnittstellen und übergeordneten Steuerelemente, beispielsweise eine Steuereinheit, verfügen, welche entsprechend die Umsetzung der vorgeschlagenen Verfahrensschritte unterstützt. Eine motorbetriebspunktunabhängige Zuführung von Tankentlüftungsgasen und infolgedessen eine Steigerung der maximal möglichen Spülluftmenge ist somit möglich. Beispielsweise ist zudem somit eine hohe Dosierbarkeit der Tankentlüftungsgase während der Erstaufsteuerungsphase möglich, sodass sich eine geringe Gemischbildungsbeeinflussung einstellt. Insbesondere ist das vorgestellte Verfahren für den Einsatz in allen Ottomotoren von Fahrzeugen vorgesehen. Die Aufladeeinheit kann beispielsweise ein Abgasturbolader und insbesondere ein Verdichter eines solchen Abgasturboladers sein.
-
In weiterer bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass eine Vorrichtung zur Tankentlüftung eines Kraftstofftanks eines Fahrzeugs bereitgestellt wird. Eine solche Vorrichtung umfasst dabei zumindest eine erste Spülluftleitung, welche ausgelegt ist, zwischen einer stromabwärts eines Kraftstofftanks angeordneten Kraftstoffdampfauffangvorrichtung und einem Saugrohr von einem Verbrennungsmotor angeordnet zu werden, sodass zumindest ein erster Spülluftstrom stromabwärts der Kraftstoffdampfauffangvorrichtung in Richtung eines Verbrennungsmotors lenkbar ist, und eine zweite Spülluftleitung, welche ausgelegt ist, zwischen einer stromabwärts eines Kraftstofftanks angeordneten Kraftstoffdampfauffangvorrichtung und einem Luftversorgungssystem von einer Aufladeeinheit angeordnet zu werden, sodass ein zweiter Spülluftstrom stromabwärts der Kraftstoffdampfauffangvorrichtung in Richtung der Aufladeeinheit und anschließend in den Verbrennungsmotor lenkbar ist, wobei in der zweiten Spülluftleitung eine Spülvorrichtung angeordnet ist, wobei zudem eine Regelvorrichtung vorgesehen ist, welche ausgelegt ist, den zumindest einen ersten Spülluftstrom und/oder den zweiten Spülluftstrom zumindest teilweise zu regeln, sodass mittels der Regelvorrichtung und einer aktiven Steuerung der Spülvorrichtung ein Entlüften der Kraftstoffdampfauffangvorrichtung über die zumindest eine erste Spülluftleitung und/oder über die zweite Spülluftleitung steuerbar ist, wobei eine Mengenaufteilung eines gesamten Spülluftstroms, welcher sich aus dem zumindest einen ersten und dem zweiten Spülluftstrom zusammensetzt, auf die erste und zweite Spülluftleitung steuerbar ist. Die zuvor genannten Vorteile gelten soweit übertragbar in gleicher Weise für die vorgestellte Vorrichtung. Die Aufladeeinheit kann beispielsweise ein Abgasturbolader und insbesondere ein Verdichter eines solchen Abgasturboladers sein.
-
Weitere bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den übrigen, in den Unteransprüchen genannten Merkmalen.
-
So ist in einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass die Regelvorrichtung zumindest ein Regelventil umfasst. Somit kann eine gezielte Dosierung des Spülluftstroms noch besser erzielt und in Kombination mit der Spülvorrichtung noch besser gesteuert werden. Solch ein Regelventil kann dabei sowohl analog als auch digital schaltbar vorliegen. Auch eine Mischform ist denkbar. Beispielsweise kann unter einem Regelventil in diesem Sinne eine Schaltvorrichtung verstanden werden, über welche sich sowohl diskrete Zustände realisieren lassen (etwa auf und zu) oder eine kontinuierliche Konfiguration eines Ventils vorgenommen werden kann. Eine Ventilöffnung kann dann beispielsweise zwischen 0 - 100 % frei einstellbar sein.
-
Zudem ist in einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass die Regelvorrichtung zumindest zwei Regelventile umfasst, wobei ein erstes Regelventil zwischen Spülvorrichtung und Abgasturbolader angeordnet ist und zumindest ein zweites Regelventil zwischen Kraftstoffdampfauffangvorrichtung und Saugrohr angeordnet ist. Die verschiedenen Spülluftleitungen können auch als jeweilige Spülpfade bezeichnet werden. Die vorgeschlagene Positionierung der Regelventile als jeweilige Bestandteile einer übergeordneten Regelvorrichtung erlaubt eine optimierte Betriebsführung der Tankentlüftung. Es kann somit beispielsweise eine bedarfsgerechte Ansteuerung der Tankentlüftung mit mindestens zwei Pfaden und einer aktiven Spülvorrichtung ermöglicht werden. Insbesondere kann also mittels des vorgestellten Verfahrens eine jeweilige optimale Spülluftmenge angelegt werden, wobei zudem eine für den jeweiligen Betriebszustand optimale Aufteilung auf die vorgesehenen Spülpfade ermöglicht wird. Auch diese zwei Regelventile können dabei sowohl analog als auch digital schaltbar vorliegen. Auch eine Mischform ist denkbar. Insbesondere kann dabei eine Einleitstelle unmittelbar vor einer Aufladeeinheit, insbesondere vor dem Verdichter eines Abgasturboladers vorgesehen sein. Statt des Verdichters in seiner Basisvariante könnte auch ein anderes Verdichter-/Kompressionselement einer beliebigen Aufladeeinheit vorgesehen sein. So eine Aufladeeinheit könnte zudem beispielsweise das Verdichterrad eines Abgasturboladers oder eines elektrisch angetriebenen Verdichters oder ein Kompressor sowie jegliche Mischform der zuvor genannten Komponenten sein. Ein Abgasturbolader kann im Sinne des vorgestellten Verfahrens ein konventioneller Abgasturbolader sein oder eine andere beliebige Aufladeeinheit sein.
-
Auch ist in einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass die Spülvorrichtung zumindest eine Spülluftpumpe umfasst. Eine Pumpe kann in Kombination mit der Regelvorrichtung besonders gezielt und somit bedarfsgerecht angesteuert werden, sodass die zuvor genannten Vorteile noch besser umsetzbar sind.
-
Ferner ist in einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass die zumindest eine Spülluftpumpe elektrisch betreibbar ist. Eine elektrische Betriebsweise ermöglicht nicht nur die besonders gezielte Ansteuerung im Sinne einer optimalen Erreichung der zuvor genannten Vorteile, sondern ermöglicht auch eine besonders einfache und zuverlässige Kombination mit der vorgesehen Regelvorrichtung.
-
Des Weiteren ist in einer anderen bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass die Regelvorrichtung zumindest einen Druck - und Temperatursensor umfasst, welcher zwischen Spülvorrichtung und Luftversorgungssystem angeordnet ist oder zumindest zwei Druck- und Temperatursensoren umfasst, wobei jeweils ein Druck- und Temperatursensor in einer Verbindungsleitung zwischen Kraftstofftank und Kraftstoffdampfauffangvorrichtung angeordnet und jeweils ein Druck- und Temperatursensor zwischen Spülvorrichtung und Luftversorgungssystem angeordnet ist. Auf diese Weise können die somit zusätzlich zu erhaltenen Informationen, welche entsprechende Rückschlüsse auf einen jeweiligen Betriebszustand ermöglichen, dazu dienen, eine noch zuverlässigere und noch optimalere Entlüftung des Kraftstofftanks beziehungsweise der stromabwärts des Tanks angeordneten Kraftstoffdampfauffangvorrichtung zu gewährleisten. Die Regelvorrichtung als übergeordnete Instanz ist entsprechend ausgelegt über vorgesehene Schnittstellen und Arbeitsroutinen, beispielsweise in Form von benutzerdefinierten Anweisungsprotokollen beziehungsweise generell in Form von zumindest teilweise vorprogrammierten Steuermodulen, die vorgeschlagene Kombination und Verarbeitung der damit einhergehenden unterschiedlichen Informationsquellen für eine optimale Entlüftungsstrategie zu jedem Zeitpunkt umzusetzen. An Stelle der jeweiligen Druck- und Temperatursensoren könnten auch jeweilig allein für sich stehende Drucksensoren beziehungsweise Temperatursensoren vorgesehen sein. Mit anderen Worten könnte zudem eine mögliche Ausführungsvariante vorsehen, dass alleinstehende Drucksensoren oder zwei Einzelsensoren für je Druck und Temperatur vorgesehen werden. Jegliche technische Baueinheit, welche ebenfalls Messergebnisse in vergleichbarer Dimension zu den zuvor genannten Sensoren liefern, kann in Varianten ebenfalls vorgesehen sein.
-
Auch ist in einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass die Regelvorrichtung ein drittes Regelventil umfasst, wobei dieses dritte Regelventil in der Verbindungsleitung zwischen Kraftstofftank und Kraftstoffdampfauffangvorrichtung angeordnet ist. Auch dieses dritte Regelventil ist somit ein weiterer Bestandteil einer übergeordneten Regelvorrichtung, sodass die zuvor genannten Vorteile noch besser umsetzbar sind.
-
Es ist zudem in einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass die Mengenaufteilung eines gesamten Spülluftstroms in Abhängigkeit einer Beladungsermittlung erfolgt. Somit kann in Abhängigkeit eines Zustands des Gesamtsystems eine entsprechende Aufteilung der Spülluftmengen auf die verschiedenen Pfade vorgenommen werden, sodass eine optimale Betriebsführung ermöglicht wird. Eine Beladungsermittlung ist dabei als Teil eines Prozesses anzusehen, in welchem ein Beladungszustand der Kraftstoffdampfauffangvorrichtung beziehungsweise eine gemittelte Kohlenwasserstoffkonzentration des Spülgases / Spülluft ermittelt wird.
-
Auch ist in einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass die Mengenaufteilung des gesamten Spülluftstroms in Abhängigkeit einer Beladungsermittlung und eines Druckzustandes im Saugrohr und/oder eines Druckzustandes an vor der Einleitstelle der Aufladeeinheit, insbesondere einer Einleitstelle an einem Verdichter eines Abgasturboladers erfolgt. Beispielsweise kann nach erfolgtem Motorstart zunächst eine ausschließliche Tankentlüftung über die zweite Spülluftleitung betrieben werden. Das Spülen der Tankentlüftungsgase erfolgt somit durch die aktive Spülvorrichtung. Anschließend kann eine Beladung ermittelt werden. Auf Basis dieser Information und des anliegenden Druckzustandes im Saugrohr sowie eines Druckzustandes an der Einleitstelle vor einer Aufladeeinheit (zum Beispiel Verdichter) sowie gegebenenfalls vorhandener weiterer Signale (beispielsweise von den zuvor erwähnten Sensoren oder weiterer Umgebungsinformationen) kann dann eine Aufteilung der zu fördernden Spülluftmengen auf die beiden Spülluftpfade vorgenommen werden, sodass eine optimale Betriebsführung ermöglicht wird. Insofern ist auch eine vollvariable Aufteilung der Mengenanteile auf die jeweiligen Pfade vorstellbar.
-
Ferner ist in einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass vor der Mengenaufteilung des gesamten Spülluftstroms stets ein zumindest teilweiser Entlüftungsvorgang der Kraftstoffdampfauffangvorrichtung ausschließlich über die zweite Spülluftleitung gesteuert wird. Die zuvor genannten Vorteile sind somit noch besser erreichbar. Zudem ist in einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass die Kraftstoffdampfauffangvorrichtung zumindest ein Aktivkohlefilterelement umfasst. Beispielsweise kann die Kraftstoffdampfauffangvorrichtung in Form eines Behälters vorgesehen sein, in welchem die Aktivkohlefilterelemente entsprechend vorgehalten werden. Die auftretenden Kraftstoffdämpfe, welche stromabwärts von dem Kraftstofftank aus in Richtung der Aktivkohlefilterelemente strömen, können somit zumindest teilweise gebunden werden, sodass eine überschüssige Menge an Dämpfen gering gehalten werden kann. Auf diese Weise kann zusätzlich eine optimale Betriebsführung gewährleistet werden, da die auftretenden Mengen der Dämpfe eine kritische Masse nicht überschreiten. Der Begriff der kritischen Masse kann hier im Zusammenhang mit der Menge an gasförmigen Kohlenwasserstoffen verstanden werden, welche für den aktuellen Motorbetrieb noch verträglich sind. Die Entlüftung des Kraftstofftanks ist in diesem Zusammenhang gleichzusetzen mit der Entlüftung der Kraftstoffdampfauffangvorrichtung, da hier eine kausale Wirkungskette der auftretenden Dämpfe vorliegt.
-
Des Weiteren ist in einer anderen bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass die in der vorgestellten Vorrichtung vorgesehene Spülvorrichtung zumindest eine Spülluftpumpe umfasst. Die zuvor genannten Vorteile für das Verfahren gelten soweit übertragbar auch für diese Variante der vorgeschlagenen Vorrichtung.
-
Schlussendlich ist in einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass die Regelvorrichtung zumindest zwei Regelventile aufweist, wobei ein erstes Regelventil zwischen Spülvorrichtung und Luftversorgungssystem angeordnet ist und zumindest ein zweites Regelventil zwischen Kraftstoffdampfauffangvorrichtung und Saugrohr angeordnet ist und wobei die Regelvorrichtung zumindest einen Druck - und Temperatursensor umfasst, welcher zwischen Spülvorrichtung und Luftversorgungssystem angeordnet ist oder zumindest zwei Druck- und Temperatursensoren umfasst, wobei ein Druck- und Temperatursensor zwischen Spülvorrichtung und Luftversorgungssystem angeordnet ist und ein zweiter Druck-/Temperatursensor vom Tank aus stromabwärts angeordnet ist, wobei dieser entweder vor oder hinter der Kraftstoffdampfauffangvorrichtung angeordnet ist. Die zuvor genannten Vorteile für das Verfahren gelten soweit übertragbar auch für diese Variante der vorgeschlagenen Vorrichtung.
-
An Stelle eines Druck- und Temperatursensors können auch jeweilige einzelne Drucksensoren und Temperatursensoren vorgesehen sein. Generell können anstelle von Sensoren auch vergleichbare technische Komponenten vorgesehen sein, welche zu diesem Zwecke ebenfalls die gewünschten Messergebnisse liefern können.
-
Die verschiedenen in dieser Anmeldung genannten Ausführungsformen der Erfindung sind, sofern im Einzelfall nicht anders ausgeführt, mit Vorteil miteinander kombinierbar.
-
Die Erfindung wird nachfolgend in Ausführungsbeispielen anhand der zugehörigen Zeichnungen erläutert. Es zeigen:
- 1 ein Blockschaltbild einer Vorrichtung zur Tankentlüftung eines Kraftstofftanks eines Fahrzeugs;
- 2 ein Fließdiagramm zum Ablauf des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Tankentlüftung eines Kraftstofftanks eines Fahrzeugs; und
- 3 ein weiteres Fließdiagramm zum Ablauf des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Tankentlüftung eines Kraftstofftanks eines Fahrzeugs.
-
1 zeigt ein Blockschaltbild einer Vorrichtung 10 zur Tankentlüftung eines Kraftstofftanks 12 eines nicht näher dargestellten Fahrzeugs in einem eingebauten Zustand. Mit anderen Worten sind somit ausgewählte Komponenten des Fahrzeugs zu erkennen, sodass die Vorrichtung 10 entsprechend mit diesen Komponenten gekoppelt beziehungsweise angeschlossen schematisch dargestellt ist. Als weitere Komponente des Fahrzeugs ist ein Verbrennungsmotor 14 zu erkennen, welcher mit Kraftstoff, beispielsweise Benzin, aus dem Kraftstofftank 12 betreibbar ist. Der Kraftstoff ist wie gesagt in dem Kraftstofftank 12 gelagert, wobei der Kraftstofftank 12 etwa über einen nicht näher dargestellten Einfüllstutzen betankt werden kann. Im Betrieb wird der Kraftstoff dann aus dem Kraftstofftank 12 über eine ebenfalls nicht näher dargestellte Kraftstoffleitung mittels einer Kraftstoffpumpe dem Verbrennungsmotor 14 zugeführt, wo er mittels eines ebenfalls nicht näher dargestellten Einspritzsystems auf die Zylinder 16 des Motors 14 verteilt wird. Nicht im Einzelnen dargestellte Einspritzventile des Einspritzsystems spritzen den Kraftstoff in eine Verbrennungsluft vor ihrer Zufuhr zu den Zylindern 16 oder - im Falle von direkteinspritzenden Motoren - direkt in die Zylinder 16 ein.
-
Der Verbrennungsmotor 14 umfasst also zumindest einen, hier beispielsweise vier Zylinder 16 und kann ein (selbstzündender) Dieselmotor oder ein (fremdgezündeter) Ottomotor sein. Im vorliegenden Beispiel ist er ein mittels Zündkerzen gezündeter Ottomotor.
-
Die Verbrennungsluft 18 wird dem Motor 14 durch ein Luftversorgungssystem 20 als weitere Komponente des Fahrzeugs zugeführt, welches die Luft 18 aus der Umgebung ansaugt und in den Motor 14 über eine Frischluftleitung 21 , einen Luftfilter 24 und einen Luftkrümmer 26, welcher die Luft auf die Zylinder 16 verteilt, einspeist. Im gezeigten Beispiel wird die Verbrennungsluft 18 durch einen Verdichter 28 eines Abgasturboladers 30 verdichtet, um den Motor 14 mit einem erhöhten Ladedruck und damit einer höheren Leistung betreiben zu können. Der Verdichter 28 wird durch eine in einem Abgassystem 32 angeordnete Turbine 34 über eine Welle angetrieben. In dem Druckrohr 22 stromab des Verdichters 28 ist eine stellbare Drosselklappe 36 angeordnet, mittels welcher die Zylinderfüllung steuerbar oder regelbar ist. Abgas 38 von dem Motor 14 wird über einen Abgaskrümmer 39 des Abgassystems 32 und dann weiter in einen im Abgassystem 32 vorgesehenen Abgaskanal 40 letztlich in Richtung einer Umgebung abgeführt. Hinter der Turbine 34 ist zudem in dem Abgaskanal 40 eine Lambdasonde 43 angeordnet, welche allgemein zusätzlich zu Steuerungszwecken eingesetzt werden kann. Der Abgaskanal 40 kann letztendlich in eine nicht näher dargestellte Abgasanlage münden, wo die Abgase 38 vor der Emission in die Umwelt entsprechend aufbereitet werden können. In dem Abgaskanal 40 ist die bereits erwähnte Turbine 34 des Abgasturboladers 30 angeordnet, sodass das Abgas 38 unter Entzug von kinetischer Energie die Turbine 34 und damit den Verdichter 28 antreibt.
-
Von dem gezeigten Kraftstofftank 12 gelangen Kraftstoffdämpfe über eine Verbindungsleitung 42 in eine Kraftstoffdampfauffangvorrichtung 44, welche beispielsweise ein oder mehrere Aktivkohleelemente umfassen kann. Ausgehend von dieser Kraftstoffdampfauffangvorrichtung 44 sind zwei Spülluftleitungen 46, 48 dargestellt, wobei diese Spülluftleitungen 46, 48 direkt an der Kraftstoffdampfauffangvorrichtung 44 noch über eine Strecke gemeinsam geführt sind. Beispielsweise könnte ein Verbauort der Kraftstoffdampfauffangvorrichtung zumindest teilweise im Hinterwagen realisiert werden. Die erste Spülluftleitung 46 verbindet die Kraftstoffdampfauffangvorrichtung 44 mit einem Saugrohr 49 und darüber letztlich über den Luftkrümmer 26 mit dem Motor 14, sodass zumindest ein erster Spülluftstrom stromabwärts der Kraftstoffdampfauffangvorrichtung 44 in Richtung des Verbrennungsmotors 14 lenkbar ist. Die zweite Spülluftleitung 48 verbindet demnach die Kraftstoffdampfauffangvorrichtung 44 mit dem Luftversorgungssystem 20, sodass ein zweiter Spülluftstrom stromabwärts der Kraftstoffdampfauffangvorrichtung 44 in Richtung des Abgasturboladers 30 und anschließend in den Verbrennungsmotor 14 lenkbar ist. In der zweiten Spülluftleitung 46 ist dabei eine Spülvorrichtung 50 vorgesehen, welche beispielsweise eine elektrisch betreibbare Spülluftpumpe sein kann. Mit anderen Worten handelt es sich um eine aktive Spülvorrichtung 50 im Sinne einer benutzerdefiniert aktivierbaren Spülvorrichtung 50. Diese Spülvorrichtung 50 kann beispielsweise entweder im Vorderwagen beziehungsweise vorderen Teil des Fahrzeugs oder im Hinterwagen beziehungsweise hinteren Teil des Fahrzeugs angeordnet sein. Des Weiteren ist kurz vor der Einleitstelle 52 in das Luftversorgungssystem 20 ein erstes Regelventil 54 dargestellt, welches Teil einer übergeordneten Regelvorrichtung 56 ist. Zwischen der Spülvorrichtung 50 und dem ersten Regelventil 54 ist zudem ein Druck- und Temperatursensor 58 angeordnet. Zwischen der Spülvorrichtung 50 und der Kraftstoffdampfauffangvorrichtung 44 ist zudem ein Rückschlagventil 60 dargestellt. Auch in der ersten Spülluftleitung 46 ist ein Rückschlagventil 60 angeordnet. Zwischen dem Saugrohr 49 und der Kraftstoffdampfauffangvorrichtung 44 ist zudem ein zweites Regelventil 62 angeordnet, welches ebenfalls Teil der Regelvorrichtung 56 ist. Zu der Regelvorrichtung 56 kann optional noch ein drittes Regelventil 64 gezählt werden. Dieses dritte Regelventil 64 ist in der Verbindungsleitung 42 angeordnet. Zudem ist auch in der Verbindungsleitung 42 ein Druck- und Temperatursensor 58 angeordnet, wobei dieser Druck- und Temperatursensor 58 zwischen dem Regelventil 64 und der Kraftstoffdampfauffangvorrichtung 44, beispielsweise stromabwärts hinter der Kraftstoffdampfauffangvorrichtung 44, angeordnet ist. Dieser Druck- und Temperatursensor 58 kann zwar das vorgestellte Verfahren hinsichtlich einer effizienten Anwendung weiter unterstützen, ist aber für eine Basisvariante des Verfahrens lediglich als optional aufzufassen. Auch die gezeigten Druck- und Temperatursensoren 58, sowohl in der Verbindungsleitung 42 als auch in der zweiten Spülluftleitung 48, zählen zu der Regelvorrichtung 56.
-
2 zeigt ein Fließdiagramm 100 zum Ablauf des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Tankentlüftung eines Kraftstofftanks 12 eines Fahrzeugs. In einem ersten Schritt 110 wird eine stromabwärts eines Kraftstofftanks 12 angeordnete Kraftstoffdampfauffangvorrichtung 44 mit einem Saugrohr 49 von einem Verbrennungsmotor 14 mittels zumindest einer ersten Spülluftleitung 46 verbunden, sodass zumindest ein erster Spülluftstrom stromabwärts der Kraftstoffdampfauffangvorrichtung 44 in Richtung des Verbrennungsmotors 14 lenkbar ist. In einem zweiten Schritt 120 wird die stromabwärts eines Kraftstofftanks 12 angeordnete Kraftstoffdampfauffangvorrichtung 44 mit einem Luftversorgungssystem 20 von einem Abgasturbolader 30 mittels einer zweiten Spülluftleitung 48 verbunden, sodass ein zweiter Spülluftstrom stromabwärts der Kraftstoffdampfauffangvorrichtung 44 in Richtung des Abgasturboladers 30 und anschließend in den Verbrennungsmotor14 lenkbar ist, wobei in der zweiten Spülluftleitung 48 eine Spülvorrichtung 50 vorgesehen ist. In einem dritten Schritt 130 wird eine Regelvorrichtung 56 betrieben, welche ausgelegt ist, den zumindest einen ersten Spülluftstrom und/oder den zweiten Spülluftstrom zumindest teilweise zu regeln. Betreiben kann in diesem Zusammenhang weit ausgelegt werden und beinhaltet somit auch eine erste Inbetriebnahme beziehungsweise eine allgemeine Startroutine, sodass die Regelvorrichtung 56 in einen betriebsbereiten Modus geschaltet beziehungsweise gebracht wird. In einem vierten Schritt 140 wird die Kraftstoffdampfauffangvorrichtung 44 über die zumindest eine erste Spülluftleitung 46 und/oder über die zweite Spülluftleitung 48 entlüftet, wobei mittels der Regelvorrichtung 56 und einer aktiven Steuerung der Spülvorrichtung 50 eine Mengenaufteilung eines gesamten Spülluftstroms, welcher sich aus dem zumindest einen ersten und dem zweiten Spülluftstrom zusammensetzt, auf die erste und zweite Spülluftleitung 46, 48 gesteuert wird.
-
3 zeigt ein weiteres Fließdiagramm 200 zum Ablauf des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Tankentlüftung eines Kraftstofftanks 12 eines Fahrzeugs. Dieses Fließdiagramm 200 ist dabei lediglich eine sehr grobe Darstellung einer möglichen Ausführungsvariante und beinhaltet beispielsweise nicht das gleichzeitige Spülen über beide Pfade, wenngleich dies in nicht näher dargestellter Weise und in einem anderen Ausführungsbeispiel durchaus möglich wäre. Nach einer erfolgten Freigabe Tankentlüftung 210 während des Motorbetriebs kann in einer ersten Verfahrensanweisung 220 (Aktivieren von Pfad II) ein Spülen über die zweite Spülluftleitung 48 vorbereitet werden. In einer zweiten Verfahrensanweisung 230 wird eine Beladungsermittlung durchgeführt. Es folgt eine erste Entscheidungsabfrage 240, wobei hier der aktuelle Druckzustand in dem Saugrohr 49 ermittelt und ausgewertet wird. Ist der Unterdruck im Saugrohr 49 hinsichtlich der Einstellung eines gewünschten Spülluftmassenstroms ausreichend, folgt entsprechend die dritte Verfahrensanweisung 250, welche ein Spülen über die erste Spülluftleitung 46, vorsieht. Wenn hingegen auf Basis des vorherrschenden Druckniveuas im Saugrohr 49 der darstellbare Spülluftmassenstrom über die erste Spülluftleitung als nicht ausreichend betrachtet wird, folgt automatisch und direkt die vierte Verfahrensanweisung 260, welche ein Spülen über die zweite Spülluftleitung 48 vorsieht. Beide Verfahrensanweisungen 250, 260 führen jeweils zu einer ersten Kontrollroutine 270, in welcher die entsprechenden vorgelagerten Spülungen hinsichtlich ihrer Durchführung kontrolliert werden. Anschließend wird in der fünften Verfahrensanweisung 280 der Beladungszustand nach erfolgtem Spülen noch einmal plausibilisiert und in Verbindung mit einer zweiten Entscheidungsabfrage 290 ermittelt, inwiefern ein weiterer Spülbetrieb erforderlich ist. Falls ja, werden in dem vorliegenden Aktivitätsdiagramm die Schritte ab der ersten Entscheidungsabfrage 240 entsprechend wiederholt. Falls nein, erfolgt ein Stopp Spülbetrieb 300 und das Verfahren gilt als beendet.
-
Bezugszeichenliste
-
- 10
- Vorrichtung
- 12
- Kraftstofftank
- 14
- Verbrennungsmotor
- 16
- Zylinder
- 18
- Verbrennungsluft
- 20
- Luftversorgungssystem
- 21
- Frischluftleitung
- 22
- Druckrohr24 Luftfilter
- 26
- Luftkrümmer
- 28
- Verdichter
- 30
- Aufladeeinheit
- 32
- Abgassystem
- 34
- Turbine
- 36
- Drosselklappe
- 38
- Abgas
- 40
- Abgaskanal
- 42
- Verbindungsleitung
- 43
- Lambdasonde
- 44
- Kraftstoffdampfauffangvorrichtung
- 46
- erste Spülluftleitung
- 48
- zweite Spülluftleitung
- 49
- Saugrohr
- 50
- Spülvorrichtung
- 52
- Einleitstelle
- 54
- erstes Regelventil
- 56
- Regelvorrichtung
- 58
- Druck- und Temperatursensor
- 60
- Rückschlagventil
- 62
- zweites Regelventil
- 64
- drittes Regelventil
- 100
- Fließdiagramm
- 110
- erster Schritt
- 120
- zweiter Schritt
- 130
- dritter Schritt
- 140
- vierter Schritt
- 200
- weiteres Fließdiagramm
- 210
- Freigabe Tankentlüftung
- 220
- erste Verfahrensanweisung
- 230
- zweite Verfahrensanweisung
- 240
- erste Entscheidungsabfrage
- 250
- dritte Verfahrensanweisung
- 260
- vierte Verfahrensanweisung
- 270
- erste Kontrollroutine
- 280
- fünfte Verfahrensanweisung
- 290
- zweite Entscheidungsabfrage
- 300
- Stopp Spülbetrieb
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
-
Zitierte Patentliteratur
-
- DE 102016225870 A1 [0004]
