-
Gebiet der Erfindung
-
Die Erfindung betrifft ein System zum Entlüften eines Kraftstofftanks.
-
Stand der Technik
-
Aus dem Stand der Technik sind Systeme zum Entlüften eines Kraftstofftanks einer Brennkraftmaschine, z.B. eines Verbrennungsmotors, bekannt.
-
Aus der
DE 41 40 255 A1 ist ein System zum Entlüften eines Kraftstofftanks bekannt, wobei das System einen Kraftstofftank aufweist sowie einen Filter, der mit dem Kraftstofftank in Verbindung steht und ausgeführt ist, Kraftstoffdampf aufzunehmen, wobei das System weiterhin eine Entlüftungsleitung aufweist, die den Filter mit einer Motorluftzuleitung verbindet und ausgeführt ist, Kraftstoffdampf vom Filter zur Motorluftzuleitung zu leiten. Zwischen Filter und Motorzuluftleitung ist hierbei ein Ventil angeordnet. Weiterhin weist das System eine Brennkraftmaschine bzw. einen Motor auf.
-
Aus der
DE 10 2011 080 521 A1 ist ein weiteres System zum Entlüften eines Kraftstofftanks bekannt, welches neben einem Motor und einer Motorabluftleitung auch noch einen Turbolader aufweist.
-
Dabei wird je nach Betriebszustand des Motors das Ventil (ein sogenanntes Tankentlüftungsventil) geöffnet oder geschlossen. Im geöffneten Zustand wird somit in die Motorzuluftleitung ein Anteil von Kraftstoffdampf dem Motor zugeführt. Durch das gesteuerte Öffnen und Schließen des Ventils in Abhängigkeit des Betriebszustands des Motors wird bewirkt, dass der Motor nicht mit zu viel Kraftstoff beaufschlagt wird.
-
Das Absaugen des im Filter gespeicherten Kraftstoffdampfs in die Motorzuluftleitung ist dabei unter anderem davon abhängig, welcher Unterdruck an der Entlüftungsleitung angelegt werden kann.
-
Offenbarung der Erfindung
-
Die Erfindung geht aus von der Erkenntnis, dass über die Lebensdauer z.B. eines Kraftfahrzeugs mit Verbrennungsmotor, das Ventil bis zu 300 Millionen Öffnungs- und Schließ-Zyklen durchführen muss. Dies erfordert eine sehr robuste Ausführung des Ventils, welches im geschlossenen Zustand auch nach dieser hohen Anzahl von Öffnungs- und Schließ-Zyklen dicht sein soll. Für zukünftige Anwendungen sind sogar noch häufigere Öffnungs- und Schließ-Zyklen zu erwarten. Weiterhin ist zukünftig zu erwarten, dass der Unterdruck, der an der Entlüftungsleitung anliegt immer geringer wird und z.B. weniger als 50mBar betragen wird, was ein Absaugen des Kraftstoffdampfes erschwert. Gleichzeitig kann die Gasmenge steigen, die durch die Entlüftungsleitung gesaugt wird. Mit herkömmlichen Systemen zur Entlüftung besteht daher das Risiko, dass nicht genau feststellbar ist, welche Menge an Kraftstoffdampf in die Motorzuluftleitung gelangt oder dass eine kostenintensive Pumpe in der Entlüftungsleitung vorgesehen werden muss, um den Kraftstoffdampf aktiv in die Motorzuluftleitung zu befördern, indem auf der Seite des Filters ein stärkerer Unterdruck erzeugt wird.
-
Es kann daher ein Bedarf bestehen, ein System zum Entlüften eines Kraftstofftanks bereitzustellen, welches auch bei geringem Unterdruck in der Entlüftungsleitung, hohen Flussraten und der steigenden Anforderung moderner Motoren geeignet ist, die Dosierung von Kraftstoff (als Summe des Kraftstoffdampfs aus der Entlüftungsleitung und dem von einer Kraftstoffdosiereinrichtung am Motor bereitgestellten Kraftstoffmenge pro Motorzyklus) in den Motor zu optimieren. Gleichzeitig soll das System eine gute Entlüftung des Kraftstofftanks bewirken, verhindern, dass Kraftstoffdampf in die Umwelt gelangt und dabei kostengünstig und einfach aufgebaut sein bzw. einfache und kostengünstige Komponenten verwenden können.
-
Vorteile der Erfindung
-
Dieser Bedarf kann durch den Gegenstand der vorliegenden Erfindung gemäß dem unabhängigen Anspruch gedeckt werden. Vorteilhafte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen beschrieben.
-
Gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung wird ein System zum Entlüften eines Kraftstofftanks vorgeschlagen. Das System weist auf:
- -- einen Filter, der mit dem Kraftstofftank in Verbindung steht und ausgeführt ist, Kraftstoffdampf aufzunehmen;
- -- eine Entlüftungsleitung, die den Filter mit einer Motorluftzuleitung verbindet und ausgeführt ist, Kraftstoffdampf vom Filter zur Motorluftzuleitung zu leiten.
Dabei ist vorgesehen, dass im System ein erster Sensor zur Bestimmung einer ersten Kraftstoffmenge oder zur Bestimmung eines ersten Kraftstoff/Luft-Verhältnisses vorgesehen ist, wobei der erste Sensor in der Entlüftungsleitung angeordnet ist oder wobei der erste Sensor zwischen dem Filter und einem Verbindungspunkt der Entlüftungsleitung mit der Motorzuluftleitung in der Entlüftungsleitung angeordnet ist.
-
Dadurch wird vorteilhaft bewirkt, dass eine direkte, unmittelbare Erfassung bzw. Messung der Kraftstoffmenge bzw. des Kraftstoff/Luft-Verhältnisses in der Entlüftungsleitung vor Eintritt in die Motorzuluftleitung erfolgen kann. Insbesondere kann bei Verwendung des ersten Kraftstoff/Luft-Verhältnisses durch den ersten Sensor auch auf die absolute Menge des Kraftstoffs rückgeschlossen werden, die in die Motorzuluftleitung abgegeben wird. Dies ermöglicht eine besonders präzise Steuerung der Kraftstoffzufuhr zum Motor. Wird die Kraftstoffzufuhr zu dem Zylinder oder den Zylindern des Motors durch Kraftstoff-Injektoren gesteuert, so kann durch den ersten Sensor und die Erfassung des ersten Kraftstoff/Luft-Verhältnisses bzw. der ersten Kraftstoffmenge diejenige Menge an Kraftstoff, die durch den oder die Injektoren in den oder die Zylinder eingespritzt wird gezielt reduziert oder erhöht werden, so dass in dem Zylinder oder den Zylindern stets die optimale Menge an Kraftstoff bereitgestellt wird.
-
Weiterhin vorteilhaft kann der erste Sensor zur Plausibilisierung von Daten genutzt werden, die z.B. von anderen Sensoren erfasst werden, z.B. in der Motorzuluftleitung bzw. Ansaugtrakt (z.B. Luftmassensensor, Temperatur, etc.) oder in der Motorabluftleitung bzw. im Abgastrakt.
-
Außerdem kann selbst bei geringen Unterdrücken bzw. Differenzdrücken durch das Vorsehen des ersten Sensors auf eine Pumpe in der Entlüftungsleitung verzichtet werden. Damit kann das System vorteilhaft kostengünstig gebaut werden und es kann auf potenziell wartungsintensive bewegliche Teile verzichtet werden.
-
Besonders bevorzugt wird der erste Sensor nahe am Verbindungspunkt bzw. Eintrittspunkt bzw. Einmündungspunkt der Entlüftungsleitung in die Motorzuluftleitung vorgesehen. Beispielsweise höchstens 5cm vom Verbindungspunkt entfernt, bevorzugt höchstens 2cm und ganz besonders bevorzugt höchstens 1cm vom Verbindungspunkt bzw. Eintrittspunkt entfernt. Auf diese Weise kann die zeitliche Differenz zwischen Erfassung des ersten Kraftstoff/Luft-Verhältnisses bzw. der ersten Kraftstoffmenge und dem Eintritt der sensierten Gasmasse in die Motorzuluftleitung und dann in den Motor möglichst gering gehalten werden.
-
Es versteht sich, dass das System einen Kraftstofftank aufweisen kann. Weiterhin kann in der Motorzuluftleitung eine Drosselklappe angeordnet sein und - stromaufwärts der Drosselklappe - ein Luftfilter.
-
Der Filter kann eine zur Atmosphäre führenden Belüftungsleitung aufweisen. Diese Belüftungsleitung kann durch ein Absperrventil mit einem Ventilsitz und einem Ventilschließglied absperrbar sein.
-
Das System kann einen Motor, insbesondere einen Verbrennungsmotor, aufweisen. Der Motor kann mit dem Kraftstoff aus dem Kraftstofftank betreibbar sein. Der Motor kann wenigstens einen Zylinder aufweisen. Ein solcher Zylinder kann ein Kraftstoffdosierelement aufweisen, mit dem Kraftstoff in den Zylinder dosiert wird z.B. einen Kraftstoff-Injektor. Eine derartige Dosierung kann hochgenau erfolgen und auf sehr kurzer Zeitskala erfolgen, z.B. mit einer Reaktionszeit von höchstens 5ms, bevorzugt von höchstens 1ms. Die Dosiermenge an Kraftstoff kann in Abhängigkeit vom Betriebszustand des Motors gewählt werden. Die Dosiermenge, die durch das Kraftstoffdosierelement, z.B. einen Injektor, in den Zylinder dosiert wird kann beispielsweise auch abhängig gemacht werden von der zu erwartenden Menge an Kraftstoffdampf, der aus der Entlüftungsleitung in die Motorzuluftleitung und mit dieser in den Motor bzw. den Zylinder gelangt.
-
Dadurch, dass das System ein Ventil aufweist, welches in der Entlüftungsleitung zwischen dem Filter und dem ersten Sensor angeordnet ist wird vorteilhaft bewirkt, dass der Zustrom von Kraftstoffdampf aus dem Filter in die Motorzuluftleitung bei Bedarf unterbrochen werden kann.
-
Das Ventil kann verschiedene Öffnungszustände aufweisen, z.B. einen ersten Zustand der dem Zustand „vollkommen geöffnet“ entspricht oder einen zweiten Zustand, der dem Zustand „vollkommen geschlossen“ entspricht. Es ist auch möglich, dass das Ventil - nicht nur temporär - weitere Zustände aufweisen kann, die zwischen diesen beiden Extremwerten liegen.
-
Dadurch, dass ein Öffnungszustand des Ventils in Abhängigkeit von einem durch den ersten Sensor erfassten ersten Kraftstoff/Luft-Verhältnis oder einer durch den ersten Sensor (6) erfassten ersten Kraftstoffmenge einstellbar ist wird vorteilhaft bewirkt, dass weniger Schaltvorgänge nötig sind als in herkömmlichen Systemen.
-
Vorteilhaft kann durch die präzise Messung bzw. Erfassung des ersten Kraftstoff/Luft-Verhältnisses bzw. der ersten Kraftstoffmenge auf besonders schnell und häufig schaltende Ventile verzichtet werden - denn die Menge des in den Motor dosierten Kraftstoffs kann z.B. durch sehr schnell reagierende Injektoren auf die aus der Entlüftungsleitung zugeführte Kraftstoffmenge angepasst werden. Somit können Ventile zwischen Filter und Motorzuluftleitung verwendet werden, die auf die in modernen Systemen geforderten Parameter optimiert sind, also z.B. auf die Parameter
- ■ hohe Flussrate bei geringen Differenzdrücken;
- ■ geringe Leckrate.
-
Mit dem vorgeschlagenen System können diese Parameter erreicht werden mit Ventilen, die kostengünstig und robust sind. Derartige Ventile können z.B. auch geringere elektrische Leistungen benötigen, z.B. deutlich weniger als 20W, z.B. höchstens 10W, was zur Kraftstoffeinsparung vorteilhaft beiträgt. Außerdem kann durch die Reduzierung der Schaltvorgänge der Geräuschpegel vorteilhaft reduziert werden.
-
Dadurch, dass das Ventil ein Schaltventil oder ein Proportionalventil oder ein Kugelventil oder ein Nadelventil ist wird vorteilhaft erreicht, dass die Dichtheit besonders lange sichergestellt ist und/oder dass der Geräuschpegel sinkt.
-
Die Verwendung eines Proportionalventils, z.B. eines Nadelventils, ermöglicht einen besonders geräuscharmen Betrieb. Durch die Erfassung der Menge des Kraftstoffs bzw. des Kraftstoffdampfes in der Entlüftungsleitung und die Möglichkeit, die Menge des in den Motor gelangenden Kraftstoffs z.B. mittels Injektoren an die Menge des in die Motorzuluftleitung abgegebene Kraftstoffmenge anzupassen ist es nicht mehr erforderlich, eine hohe Anzahl von Schaltvorgängen (Öffnen/Schließen) durchzuführen. Grundsätzlich kann das Proportionalventil bei Beginn des Motorbetriebs geöffnet werden und ggf. je nach Betriebszustand des Motors und/oder des ersten Kraftstoff/Luft-Verhältnisses bzw. der ersten Kraftstoffmenge bezüglich seines Öffnungszustandes angepasst werden.
-
Besonders einfach ist die Verwendung eines Schaltventils, z.B. eines Kugelventils. Hierbei sind aus den vorgehend beschriebenen Gründen auch nicht mehr so viele Schaltvorgänge notwendig wie in herkömmlichen Systemen. Grundsätzlich kann das Schaltventil bei Betriebsbeginn des Motors geöffnet werden und am Ende des Betriebs geschlossen werden. Je nach Betriebszustand kann es auch während des Betriebs geschlossen werden.
-
Durch die Verwendung des ersten Sensors kann die Anzahl der Schaltvorgänge bei dem Ventil, gleich welcher Ausführungsart, gegenüber herkömmlichen Systemen z.B. um wenigstens den Faktor 100 reduziert werden, bevorzugt um wenigstens den Faktor 1000 und ganz besonders bevorzugt um wenigstens den Faktor 10000. Dadurch können erheblich kostengünstigere Ventile verwendet werden und es kann die Leistungsaufnahme erheblich reduziert werden.
-
Dadurch, dass das System eine elektronische Schaltung oder ein Steuergerät aufweist, wobei der erste Sensor mit der elektronischen Schaltung oder dem Steuergerät verbunden ist, wobei der Öffnungszustand des Ventils durch die elektronische Schaltung oder das Steuergerät eingestellt wird, lässt sich die Steuerung der Kraftstoffmenge besonders gut und optimiert einstellen. Weiterhin ist so besonders einfach eine Plausibilisierung von Daten anderer Sensoren oder des ersten Sensors mit Daten anderer Sensoren möglich, die ebenfalls von der elektronischen Schaltung oder dem Steuergerät verarbeitet werden.
-
In einer Weiterbildung ist vorgesehen, dass das System weiterhin aufweist:
- -- einen Motor, insbesondere einen Verbrennungsmotor, mit wenigstens einem Zylinder, wobei der Zylinder bevorzugt ein Kraftstoffdosierelement, insbesondere einen Krafstoffinjektor aufweist;
- -- eine Motorabluftleitung;
- -- einen zweiten Sensor zur Bestimmung einer zweiten Kraftstoffmenge oder zur Bestimmung eines zweiten Kraftstoff/Luft-Verhältnisses;
wobei der zweite Sensor in der Motorabluftleitung angeordnet ist.
-
Durch das Vorsehen des zweiten Sensors in der Motorabluftleitung kann die Dosierung der Kraftstoffmenge durch das Kraftstoffdosierelement oder den Kraftstoffinjektor vorteilhaft besonders genau gesteuert werden. Es ist sogar möglich, bei einem Motor mit mehr als einem Zylinder, die Dosierung von Kraftstoff in einzelne Zylinder gezielt anzupassen. Durch die Kombination von erstem Sensor und zweitem Sensor kann somit eine besonders genaue Anpassung erfolgen, so dass der Motor in einem optimalen Zustand betrieben werden kann.
-
Dadurch, dass der Öffnungszustand des Ventils einstellbar ist in Abhängigkeit von einem durch den ersten Sensor erfassten Kraftstoff/Luft-Verhältnis bzw. der ersten Kraftstoffmenge und von einem durch den zweiten Sensor erfassten zweiten Kraftstoff/Luft-Verhältnisses bzw. der zweiten Kraftstoffmenge kann vorteilhaft die Dosierung von Kraftstoff in den Motor besonders genau eingestellt werden. Liegt z.B. der Anteil von (unverbranntem) Kraftstoff im Abgas höher als erwartet, d.h. höher als nach Betriebszustand es Motors und den Daten aus dem ersten Sensor erwartet, so kann beispielsweise die Menge der Kraftstoffmenge etwas nach unten angepasst werden, die durch das oder die Kraftstoffdosierelement(e) in den Motor bzw. den Zylinder dosiert wird.
-
Dadurch, dass der zweite Sensor mit der elektronischen Schaltung oder dem Steuergerät verbunden ist wobei ein Öffnungszustand des Ventils durch die elektronische Schaltung oder das Steuergerät eingestellt wird kann die Menge des Kraftstoffdampfes, die in die Motorzuluftleitung gelangt besonders genau eingestellt werden. Besonders vorteilhaft werden die Daten des ersten Sensors und die des zweiten Sensors dafür kombiniert.
-
Dadurch, dass das System einen Turbolader aufweist, wobei die Entlüftungsleitung an einer Gabelung in einen ersten Zweig und einen zweiten Zweig aufgeteilt ist, wobei der erste Zweig stromaufwärts des Turboladers mit der Motorzuluftleitung verbunden ist, wobei der zweite Zweig stromabwärts des Turboladers mit der Motorzuluftleitung verbunden ist, wobei der erste Sensor stromaufwärts der Gabelung angeordnet ist oder wobei der erste Sensor im ersten Zweig angeordnet ist wird vorteilhaft bewirkt, dass der erste Sensor das erste Kraftstoff/Luft-Verhältnis bzw. die erste Kraftstoffmenge in demjenigen Teil der Entlüftungsleitung erfasst, in der ein Unterdruck gegenüber der Motorzuluftleitung herrscht.
-
Im Falle, dass der Sensor stromaufwärts der Gabelung angeordnet ist ist er bevorzugt nahe an der Gabelung, z.B. höchstens 5cm, bevorzugt höchstens 2cm und ganz besonders bevorzugt höchstens 1cm von der Gabelung entfernt angeordnet.
-
In dem Fall, dass der erste Sensor im ersten Zweig angeordnet ist ist er bevorzugt nahe an einem Eintrittspunkt bzw. einem Verbindungspunkt des ersten Zweigs in die Motorzuluftleitung angeordnet, z.B. höchstens 5cm, bevorzugt höchstens 2cm und ganz besonders bevorzugt höchstens 1cm von dem Eintrittspunkt bzw. von dem Verbindungspunkt entfernt.
-
Auf diese Weise wird eine möglichst geringe Zeitdifferenz bewirkt zwischen Erfassung des ersten Kraftstoff/Luft-Verhältnisses bzw. der ersten Kraftstoffmenge und dem Eintritt der sensierten Gasmasse in die Motorzuluftleitung bzw. nachfolgend in den Motor. Dadurch kann die Zumischung von Kraftstoff z.B. durch ein Kraftstoffdosierelement, z.B. einen Injektor noch präziser erfolgen und der Betrieb des Motors kann optimiert werden.
-
Dadurch, dass der erste Sensor ein Sauerstoffsensor, ein Kohlenwasserstoffsensor oder eine Lambdasonde ist kann der erste Sensor besonders präzise die erste Kraftstoffmenge und/oder das erste Kraftstoff/Luft-Verhältnis erfassen. Weiterhin kann dadurch der erste Sensor besonders kostengünstig ausgebildet sein.
-
Dadurch, dass der zweite Sensor ein Sauerstoffsensor, ein Kohlenwasserstoffsensor oder eine Lambdasonde ist kann der zweite Sensor besonders präzise die zweite Kraftstoffmenge und/oder das zweite Kraftstoff/Luft-Verhältnis erfassen. Weiterhin kann dadurch der zweite Sensor besonders kostengünstig ausgebildet sein. Außerdem ist der zweite Sensor auf diese Weise besonders robust und dauerhaft gegen die im Abgas herrschenden hohen Temperaturen und die dort auftretenden chemischen Verbindungen, Partikel und evtl. kondensierenden Wassertropfen ausgebildet.
-
Zeichnungen
-
Weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden dem Fachmann aus der nachfolgenden Beschreibung beispielhafter Ausführungsformen, die jedoch nicht als die Erfindung beschränkend auszulegen sind, unter Bezugnahme auf die beigelegten Zeichnungen ersichtlich.
-
Es zeigen
- 1a: eine schematische Darstellung eines Systems zum Entlüften eines Kraftstofftanks aus dem Stand der Technik;
- 1b: eine schematische Darstellung eines weiteren Systems zum Entlüften eines Kraftstofftanks aus dem Stand der Technik, wobei das weitere System einen Turbolader aufweist;
- 2a: eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Systems zum Entlüften eines Kraftstofftanks;
- 2b: eine schematische Darstellung eines weiteren erfindungsgemäßen Systems zum Entlüften eines Kraftstofftanks, wobei das weitere System einen Turbolader aufweist;
-
1a zeigt eine schematische Darstellung eines Systems 1 zum Entlüften eines Kraftstofftanks 2 aus dem Stand der Technik. Das System 1 weist auf:
- -- einen Filter 3, der mit dem Kraftstofftank 2 in Verbindung steht und ausgeführt ist, Kraftstoffdampf aufzunehmen;
- -- eine Entlüftungsleitung 4, die den Filter 3 mit einer Motorluftzuleitung 5 verbindet und ausgeführt ist, Kraftstoffdampf vom Filter 3 zur Motorluftzuleitung 5 zu leiten.
-
Die Entlüftungsleitung 4 mündet an einem Verbindungspunkt 7 bzw.an einem Eintrittspunkt bzw. einem Mündungspunkt in die Motorzuluftleitung 5. Eine Strömungsrichtung S zeigt die Strömung des Kraftstoffdampfs in der Entlüftungsleitung 4 an und die Strömungsrichtung der Motorzuluft in der Motorzuluftleitung 5.
-
In der Motorzuluftleitung 5 ist stromaufwärts des Verbindungspunktes 7 eine Drosselklappe 30 angeordnet. Außerdem kann stromaufwärts der Drosselklappe 30 ein hier nicht dargestellter Luftfilter an der oder in der Motorzuluftleitung 5 angeordnet sein.
-
Der Filter 3 weist hier beispielhaft eine zur Atmosphäre führenden Belüftungsleitung 3a auf. Diese Belüftungsleitung 3a kann durch ein Absperrventil (nicht dargestellt) mit einem Ventilsitz und einem Ventilschließglied absperrbar sein.
-
Das System 1 weist hier beispielhaft einen Motor 10 auf, insbesondere einen Verbrennungsmotor. Der Motor 10 kann mit dem Kraftstoff aus dem Kraftstofftank 2 betreibbar sein. Stromabwärts des Motors 10 ist eine Motorabluftleitung 11 vorgesehen.
-
In der Entlüftungsleitung 4 ist hier ein Ventil 8, das als Tankentlüftungsventil bezeichnet werden kann, vorgesehen. Es führt eine Vielzahl von Schaltvorgängen (öffnen/schließen) während des Betriebs des Motors 10 aus, um einerseits eine ausreichende Entlüftung des Kraftstofftanks zu gewährleisten und zu verhindern, dass Kraftstoffdampf aus dem Filter 3 in die Umwelt gelangt. Gleichzeitig soll verhindert werden, dass zuviel Kraftstoffdampf in die Motorzuluftleitung 5 und von dort in den Motor 10 gelangt.
-
Die genaue Dosierung bzw. Vorhersage der Dosierung von Kraftstoffdampf aus dem Filter 3 in den Motor 10 ist schwierig, da nur geschätzt werden kann, wieviel Kraftstoffdampf pro Zeiteinheit in die Motorzuluftleitung 5 gelangt - dies ist u.a. von der Temperatur, dem am Verbindungspunkt 7 anliegenden Unterdruck, der Sättigung des Filters 3 mit Kraftstoffdampf, der Strömungsgeschwindigkeit und dem Luftfluss (Menge Luft pro Zeit) in der Motorzuluftleitung 5 abhängig.
-
1b zeigt ein System 1 analog zu dem aus 1a. Jedoch ist hier stromaufwärts der Drosselklappe 30 ein Turbolader 20 vorgesehen. Die Entlüftungsleitung 4 weist stromabwärts des Ventils 8 eine Gabelung 40 auf. Die Entlüftungsleitung 4 ist stromabwärts der Gabelung 40 in einen ersten Zweig 41 und einen zweiten Zweig 42 aufgeteilt, wobei der erste Zweig 41 stromaufwärts des Turboladers 20 mit der Motorzuluftleitung 5 verbunden ist und vor einem ersten Eintrittspunkt 43 in die Motorzuluftleitung 5 ein erstes Absperrventil 21 aufweist. Der zweite Zweig 42 ist stromabwärts des Turboladers 20 mit der Motorzuluftleitung 5 verbunden und weist vor einem zweiten Eintrittspunkt 44 (stromabwärts der Drosselklappe 30) in die Motorzuluftleitung 5 ein zweites Absperrventil 22 auf. Die beiden Absperrventile 21, 22 können z.B. als Rückschlagventile ausgebildet sein.
-
Auch im System 1 der 1b ist es schwierig, die genaue Dosierung von Kraftstoff in den Motor 10 zu bewirken, da unklar ist, wieviel Kraftstoffdampf aus dem Filter 3 in die Motorzulaufleitung 5 und von dort in den Motor 10 gelangt.
-
2a zeigt ein erfindungsgemäßes System 1, welches sich von dem System aus 1a dadurch unterscheidet, dass es einen ersten Sensor 6 aufweist, der in der Entlüftungsleitung 4 angeordnet ist und ein erstes Kraftstoff/Luft-Verhältnis R1 bestimmen kann (alternativ oder zusätzlich: eine erste Kraftstoffmenge). Dadurch kann auf die absolute Menge an Kraftstoff geschlossen werden, die von der Entlüftungsleitung 4 in die Motorzuluftleitung 5 eingeleitet wird und von dort zum Motor 10 gelangt. Weiterhin weist das System 1 aus 2a - lediglich optional - in der Motorzuluftleitung 5 stromaufwärts der Drosselklappe 30 einen Luftmassensensor 50 auf.
-
Der Motor 10 kann wenigstens einen Zylinder (nicht dargestellt) aufweisen. Ein solcher Zylinder kann z.B. ein Kraftstoffdosierelement (nicht dargestellt) aufweisen, z.B. einen Kraftstoff-Injektor (nicht dargestellt), mit dem Kraftstoff in den Zylinder dosiert wird. Eine derartige Dosierung kann hochgenau erfolgen und auf sehr kurzer Zeitskala, z.B. mit einer Reaktionszeit von höchstens 5ms, bevorzugt von höchstens 1ms. Die Dosiermenge an Kraftstoff kann in Abhängigkeit vom Betriebszustand des Motors 10 gewählt werden. Die Dosiermenge, die durch ein derartiges Kraftstoffdosierelement, z.B. einen Injektor, in den Zylinder dosiert wird, kann beispielsweise auch abhängig gemacht werden durch die zu erwartende Menge an Kraftstoffdampf, die aus der Entlüftungsleitung 4 in die Motorzuluftleitung 5 gelangt und von dort in den Motor bzw. den Zylinder. Diese Menge wiederum lässt sich präzise durch den ersten Sensor 6 bestimmen.
-
Der erste Sensor 6 ist bevorzugt nahe am Verbindungspunkt 7 angeordnet, bevorzugt höchstens 5cm vom Verbindungspunkt 7 entfernt, besonders bevorzugt höchstens 2cm und ganz besonders bevorzugt höchstens 1cm.
-
Grundsätzlich könnte in dem vorgestellten System 1 durch die genaue Bestimmung der Menge des Kraftstoffdampfes in der Entlüftungsleitung 4 sogar auf das Ventil 8 verzichtet werden, dieses ist somit lediglich optional in dem System 1 vorgesehen. Falls - wie dargestellt - ein Ventil 8 im System 1 angeordnet ist, so kann dieses z.B. als Proportionalventil, z.B. als Nadelventil ausgebildet sein. Es ist auch möglich, es als Schaltventil, z.B. als Kugelventil, auszubilden. Im Unterschied zu dem System aus 1a sind durch das Vorsehen des ersten Sensors 6 nur wenige Schaltvorgänge des Ventils 8 nötig. Die Anzahl der Schaltvorgänge kann z.B. gegenüber dem Ventil 8 aus 1a wenigstens um den Faktor 100 oder wenigstens um den Faktor 1000 oder sogar um wenigstens den Faktor 10000 reduziert sein.
-
Das System 1 weist im vorliegenden Ausführungsbeispiel - lediglich optional - weiterhin einen zweiten Sensor 12 auf, der in der Motorabluftleitung 11 angeordnet ist und ein zweites Kraftstoff/Luft-Verhältnis R2 oder eine zweite Kraftstoffmenge bestimmen kann. Dadurch kann die Menge an unverbranntem Kraftstoff bestimmt werden und damit auf die absolute Menge an Kraftstoff geschlossen werden, die von der Entlüftungsleitung 4 in die Motorzuluftleitung 5 eingeleitet worden ist und von dort zum Motor 10 gelangte - denn die Menge des von dem Kraftstoffdosierelement in den Motor 10 dosierten Kraftstoffs ist ebenso bekannt wie der Betriebszustand des Motors 10 und Daten anderer Sensoren. Der zweite Sensor 12 ist eine Weiterbildung der Erfindung.
-
Erster Sensor 6 und zweiter Sensor 12 können mit einer elektronischen Schaltung oder mit einem Steuergerät 9 verbunden sein. Die vom ersten Sensor 6 oder von beiden Sensoren 12 an das Steuergerät gelieferten Daten über das erste Kraftstoff/LuftVerhältnis bzw. die erste Kraftstoffmenge und - optional - das zweite Kraftstoff/LuftVerhältnis bzw. die zweite Kraftstoffmenge können vom Steuergerät 9 dazu verwendet werden, die Menge an Kraftstoff, die z.B. durch den oder die Injektoren in den oder die Zylinder des Motors 10 eingespritzt wird genau zu steuern, um so die Gesamtmenge des dem Zylinder zugeführten Kraftstoffs zu optimieren. Das Steuergerät 9 bzw. die elektronische Schaltung kann dementsprechend das Verhalten des Motors 10 bzw. des Kraftstoffdosierelements, z.B. eines Kraftstoff-Injektors, und ggf. des Ventils 8 in Abhängigkeit der von dem ersten Sensor 6 gelieferten Daten und ggf. der von dem zweiten Sensor 12 gelieferten Daten steuern.
-
Zur weiteren Verbesserung der Kraftstoffmengendosierung und zur Plausibilisierung von Sensordaten und Betriebszustand des Motors 10 können weitere Sensoren im System 1 bzw. deren Daten herangezogen werden, z.B. der Luftmassensensor 50 in der Motorzuluftleitung 5, ein Temperatursensor (nicht dargestellt) in der Motorzuluftleitung 5, ein Differenzdrucksensor (nicht dargestellt) in der Motorzuluftleitung 5 sowie Daten über den Öffnungszustand bzw. den Öffnungsgrad des Ventils 8 oder andere hier nicht genannte Sensoren.
-
Der erste Sensor 6 kann z.B. als Sauerstoffsensor oder als Kohlenwasserstoffsensor zur Erfassung von Quantität und/oder Qualität (Art) von Kohlenwasserstoffen ausgebildet sein oder als Lambdasonde, z.B. als Breitbandlambdasonde. In gleicher Weise kann der optionale zweite Sensor 12 kann z.B. als Sauerstoffsensor oder als Kohlenwasserstoffsensor ausgebildet sein oder als Lambdasonde, z.B. als Breitbandlambdasonde.
-
Mit dem vorgeschlagenen System 1 kann die Kraftstoffdosierung in einzelne Zylinder individuell optimiert werden.
-
2b zeigt ein System 1, welches sich von dem System aus 1b dadurch unterscheidet, dass es in gleicher Weise wie das System 1 aus 2a einen ersten Sensor 6 in der Entlüftungsleitung 4 aufweist und - optional - einen zweiten Sensor 12 in der Motorabluftleitung 11. Außerdem weist es eine elektronische Schaltung bzw. ein Steuergerät 9 auf, mit welchem der erste Sensor 6 und der - optionale - zweite Sensor 12 verbunden sind. Weiterhin weist das System 1 aus 2b - lediglich optional - in der Motorzuluftleitung 5 stromaufwärts der Drosselklappe 30 einen Luftmassensensor 50 auf.
-
Die zum System aus 2a dargelegten Vorteile gegenüber den Systemen aus dem Stand der Technik gelten in analoger Weise für das System aus 2b.
-
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 4140255 A1 [0003]
- DE 102011080521 A1 [0004]
