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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Tankentlüftungssystem für ein Kraftfahrzeug. Das Tankentlüftungssystem weist eine Filtervorrichtung zum Reinigen kohlenwasserstoffhaltiger Luft eines Kraftstofftanks des Kraftfahrzeugs, einen Entlüftungskanal zum Leiten der kohlenwasserstoffhaltigen Luft aus dem Kraftstofftank in die Filtervorrichtung, ein Spülluftkanal zum Leiten von Frischluft in die Filtervorrichtung zum Spülen der Filtervorrichtung und einen Abluftkanal zum Leiten von Abluft aus der Filtervorrichtung in einen Ansaugtrakt eines Verbrennungsmotors des Kraftfahrzeugs auf. Ferner betrifft die Erfindung ein Kraftfahrzeug mit einem gattungsgemäßen Tankentlüftungssystem.
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Moderne Kraftfahrzeuge mit einem Abgasreinigungssystem, insbesondere mit einem Katalysator sowie einer Lambda-Sonde, weisen Tankentlüftungssysteme auf, bei welchen kohlenwasserstoffhaltige Luft aus dem Tank herausführbar und einem Ansaugtrakts eines Verbrennungsmotors des Kraftfahrzeugs zuführbar ist. Da die Lambda-Regelung eine sehr genaue Einstellung des Kraftstoff-Luft-Mischungsverhältnisses erfordert, und um ein Austreten von Kohlenwasserstoffen in die Umgebung zu vermeiden, hat es sich bewährt, eine Filtervorrichtung, insbesondere einen Aktivkohlefilter, in das Tankentlüftungssystem zu integrieren.
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Im Betrieb würde die Filtervorrichtung, insbesondere eine einen Aktivkohlefilter aufweisende Filtervorrichtung, solange die Kohlenwasserstoffe aus der kohlenwasserstoffhaltigen Luft filtern, bis die Filtervorrichtung gesättigt ist. In diesem gesättigten Zustand kann die Filtervorrichtung keine weiteren Kohlenwasserstoffe binden und müsste kohlenwasserstoffhaltige Luft passieren lassen. Um dies zu vermeiden sowie zur Nutzung des im Aktivkohlefilter gebundenen Kohlenwasserstoffs und zur Erfüllung stetig strenger werdender gesetzlicher Vorgaben weisen Tankentlüftungssysteme ein zusätzliches Spülsystem zum, insbesondere zyklischen, Spülen der Filtervorrichtung auf. Das Spülen der Filtervorrichtung wird auch als Regenerieren bezeichnet.
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Mit der Einführung des Miller-Brennverfahrens werden Motoren stark entdrosselt betrieben. Dies führt zu einer Reduzierung eines Anteils des Motorbetriebs, bei welchem im Saugrohr zum Ansaugen von Frischluft für den Verbrennungsprozess ein Unterdruck vorliegt. Hierdurch wird die Spülrate von Frischluft durch die Filtervorrichtung des Tankentlüftungssystems herabgesetzt. Dies kann zur Folge haben, dass die Filtervorrichtung nicht mehr ausreichend gespült wird und sich zunehmend sättigt.
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Zur Vermeidung dieses Problems weisen herkömmliche Spülsysteme beispielsweise eine Spülluftpumpe auf, mittels welcher Frischluft durch die Filtervorrichtung saugbar und in das Saugrohr des Ansaugtrakts pumpbar ist. Die Spülluftpumpe ist unabhängig von einem Betriebszustand des Verbrennungsmotors betreibbar, sodass eine Spülung der Filtervorrichtung auch dann erfolgen kann, wenn im Saugrohr kein ausreichender Unterdruck vorliegt. Ein alternatives Tankentlüftungssystem ist aus der
DE 43 12 720 A1 bekannt. Ein Spüllufteingang eines Aktivkohlefilters ist mit einem Saugrohr zwischen einem Ladeluftausgang eines Turboladers und einer Drosselklappe angeordnet. Ein Spülluftausgang des Aktivkohlefilters mündet in Strömungsrichtung hinter der Drosselklappe in das Saugrohr. Auf diese Weise ist durch Erhöhung der Drosselung mittels der Drosselklappe Ladeluft des Turboladers zum Spülen des Aktivkohlefilters durch diesen leitbar. Die
DE 10 2011 084 539 B3 zeigt ein Tankentlüftungssystem, bei welchem der Spülluftausgang des Aktivkohlefilters über eine Venturidüse mit einem Verdichtereingang eines Turboladers fluidkommunizierend gekoppelt ist.
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Bekannte Tankentlüftungssysteme haben den Nachteil, dass diese sehr kostenintensiv herstellbar sind und/oder eine nicht immer bedarfsgerechte bzw. vom Betriebszustand des Verbrennungsmotors unabhängige Spülung der Filtervorrichtung gewährleisten.
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Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die voranstehend beschriebenen Nachteile bei einem Tankentlüftungssystem für ein Kraftfahrzeug sowie bei einem Kraftfahrzeug mit einem Tankentlüftungssystem zu beheben oder zumindest teilweise zu beheben. Es ist insbesondere die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein Tankentlüftungssystem für ein Kraftfahrzeug und ein Kraftfahrzeug mit einem Tankentlüftungssystem zu schaffen, die auf eine einfache und kostengünstige Art und Weise ein bedarfsgerechtes, insbesondere von einem Betriebszustand des Verbrennungsmotors unabhängiges, Spülen der Filtervorrichtung gewährleisten.
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Voranstehende Aufgabe wird durch die Patentansprüche gelöst. Demnach wird die Aufgabe durch ein Tankentlüftungssystem für ein Kraftfahrzeug mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs 1 sowie durch ein Kraftfahrzeug mit einem erfindungsgemäßen Tankentlüftungssystem mit den Merkmalen des nebengeordneten Anspruchs 10 gelöst. Weitere Merkmale und Details der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen. Dabei gelten Merkmale und Details, die im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Tankentlüftungssystem beschrieben sind, selbstverständlich auch im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Kraftfahrzeug und jeweils umgekehrt, sodass bezüglich der Offenbarung zu den einzelnen Erfindungsaspekten stets wechselseitig Bezug genommen wird beziehungsweise werden kann.
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Gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung wird die Aufgabe durch ein Tankentlüftungssystem für ein Kraftfahrzeug gelöst. Das Tankentlüftungssystem weist eine Filtervorrichtung zum Reinigen kohlenwasserstoffhaltiger Luft eines Kraftstofftanks des Kraftfahrzeugs, einen Entlüftungskanal zum Leiten der kohlenwasserstoffhaltigen Luft aus dem Kraftstofftank in die Filtervorrichtung, ein Spülluftkanal zum Leiten von Frischluft in die Filtervorrichtung zum Spülen der Filtervorrichtung und einen Abluftkanal zum Leiten von Abluft aus der Filtervorrichtung in einen Ansaugtrakt eines Verbrennungsmotors des Kraftfahrzeugs auf. Erfindungsgemäß weist das Tankentlüftungssystem einen Druckluftbehälter zum Zwischenspeichern von Frischluft auf, wobei ein Druckluftauslass des Druckluftbehälters über ein Zwischenventil mit der Filtervorrichtung fluidkommunizierend gekoppelt ist.
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Das Tankentlüftungssystem ist zum Entlüften des Kraftstofftanks des Kraftfahrzeugs ausgebildet. Hierfür ist das Tankentlüftungssystem über den Entlüftungskanal fluidkommunizierend mit dem Kraftstofftank gekoppelt. Ein Entlüftungskanaleingang des Entlüftungskanals ist an einem Tankteilbereich des Kraftstofftanks gekoppelt, wobei der Tankteilbereich im vollständig befüllten Zustand des Kraftstofftanks vorzugsweise oberhalb des flüssigen Kraftstoffs angeordnet ist. Auf diese Weise soll verhindert werden, dass flüssiger Kraftstoff in den Entlüftungskanal fließt und die Filtervorrichtung somit übersättigt. Der Entlüftungskanal ist vorzugsweise ausgebildet, insbesondere gefilterte, Frischluft in den Kraftstofftank einzuleiten. Dies ist insbesondere von Vorteil, wenn das Volumen des flüssigen Kraftstoffs im Kraftstofftank abnimmt, wie beispielsweise aufgrund eines Kraftstoffverbrauchs oder einer Temperaturabnahme des Kraftstoffs aufgrund einer sinkenden Umgebungstemperatur.
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Der Entlüftungskanal erstreckt sich vom Kraftstofftank zur Filtervorrichtung, wobei ein Entlüftungskanalausgang des Entlüftungskanals an die Filtervorrichtung gekoppelt ist. Die Filtervorrichtung weist vorzugsweise einen Aktivkohlefilter oder dergleichen auf. Weiter bevorzugt weist die Filtervorrichtung ein fluiddichtes Filtergehäuse auf, um eine unbeabsichtigte Fluidabgabe an die Umgebung sowie eine Fluidaufnahme aus der Umgebung zu vermeiden. Der Abluftkanal erstreckt sich vorzugsweise von der Filtervorrichtung weg und ist zum fluidkommunizierenden Koppeln mit dem Ansaugtrakt des Verbrennungsmotors, beispielsweise mit einem Saugrohr oder dergleichen, ausgebildet.
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Der Spülluftkanal ist zum Leiten von Frischluft in die Filtervorrichtung ausgebildet. Hierfür kann erfindungsgemäß vorgesehen sein, dass ein Spülluftkanaleingang des Spülluftkanals, insbesondere über einen Luftfilter, zur Umgebung des Kraftfahrzeugs offen ist. Vorzugsweise ist in diesem Kanalabschnitt des Spülluftkanals ein Ventil angeordnet, um ein unkontrolliertes Einströmen von Frischluft in den Spülluftkanal bzw. ein unkontrolliertes Ausströmen von Frischluft, insbesondere komprimierter Frischluft, aus dem Spülluftkanal zu verhindern. Ein Spülluftkanalausgang des Spülluftkanals ist vorzugsweise an einem Frischlufteingang der Filtervorrichtung derart angeordnet, dass der Spülluftkanal in die Filtervorrichtung mündet. In diesem Abschnitt des Spülluftkanals ist vorzugsweise ein Ventil angeordnet, um ein unkontrolliertes Einströmen von Frischluft in die Filtervorrichtung bzw. ein unkontrolliertes Ausströmen gefilterter Luft aus der Filtervorrichtung zu vermeiden. Dies kann beispielsweise das Zwischenventil sein.
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Unter Frischluft wird im Rahmen der Erfindung Umgebungsluft des Kraftfahrzeugs verstanden, welche in das Tankentlüftungssystem einbringbar bzw. eingebracht ist. Die Frischluft ist vorzugsweise über einen Luftfilter in den Spülluftkanal eingeleitet bzw. einleitbar. Zudem ist die Frischluft beispielsweise als komprimierte Luft, insbesondere mittels eines Turboladers und/oder einer Spülluftpumpe komprimierte Luft, bereitstellbar. Die Frischluft ist insbesondere in dem Druckluftbehälter unter Druck zur bedarfsgerechten Abgabe an den Spülluftkanal speicherbar. Vorzugsweise wird unter Frischluft kohlenwasserstofffreie bzw. zumindest im Wesentlichen kohlenwasserstofffreie Luft verstanden.
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Der Druckluftbehälter ist zur Aufnahme von Frischluft sowie zum Zwischenspeichern der aufgenommenen Frischluft unter Überdruck ausgebildet. Unter Überdruck wird ein Druck verstanden, der größer als ein Umgebungsdruck des Kraftfahrzeugs ausgebildet ist. Vorzugsweise ist der Druckbehälter ausgebildet, die Frischluft mit einem derartigen, insbesondere maximalen, Überdruck zu speichern, dass durch Auslassen der Frischluft aus dem Druckluftbehälter die Filtervorrichtung vollständig regenerierbar ist. Das bedeutet, dass der in der gesättigten Filtervorrichtung angeordnete Kohlenwasserstoffe vollständig bzw. im Wesentlichen vollständig entfernt wird. Unter einem maximalen Überdruck wird der maximal bereitstellbare Druck des Druckbehälters verstanden. Vorzugsweise ist der Druckbehälter zumindest ausgebildet, die Frischluft mit einem derartigen maximalen Überdruck zu speichern, dass durch Auslassen der Frischluft aus dem Druckluftbehälter die Filtervorrichtung zumindest zu 50%, insbesondere zumindest zu 75%, regenerierbar ist.
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Der Druckluftauslass des Druckluftbehälters ist vorzugsweise an einer Spülluftkanalöffnung des Spülluftkanals angeordnet und mit dieser fluidkommunizierend gekoppelt. Erfindungsgemäß wird hierunter auch verstanden, dass der Druckluftauslass direkt mit dem Frischlufteinlass der Filtervorrichtung gekoppelt ist. In diesem Fall ist der Spülluftkanal vorzugsweise stark verkürzt, insbesondere ringförmig ausgebildet. Das Zwischenventil ist vorzugsweise derart angeordnet, dass mittels des Zwischenventils ein Fluidstrom vom Druckluftbehälter in den Spülluftkanal und/oder die Filtervorrichtung unterbrechbar bzw. steuerbar ist. Demnach ist es bevorzugt, dass das Zwischenventil zwischen dem Druckluftauslass und dem Frischlufteingang der Filtervorrichtung angeordnet ist.
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Ein erfindungsgemäßes Tankentlüftungssystem hat gegenüber herkömmlichen Tankentlüftungssystemen den Vorteil, dass mit einfachen Mitteln sowie auf eine kostengünstige Art und Weise ein Spülen bzw. Regenerieren der Filtervorrichtung gewährleistet ist. Durch den Druckluftbehälter kann die zum Spülen erforderliche Frischluft über einen längeren Zeitraum gespeichert werden, sodass hierfür erforderliche Mittel, wie beispielsweise eine Spülluftpumpe, eine besonders geringe Leistung aufweisen müssen und daher kleiner als bei herkömmlichen Tankentlüftungssystemen dimensioniert sein können. Zudem hat die Verwendung des Druckluftbehälters den Vorteil, dass die Frischluft zum Spülen der Filtervorrichtung stets bedarfsgerecht sowie unabhängig von einem Betriebszustand des Verbrennungsmotors verfügbar ist, sodass ein Spülen der Filtervorrichtung unabhängig vom Betriebszustand des Verbrennungsmotors, wie beispielsweise beim Starten des Verbrennungsmotors, erfolgen kann. Dies ist insbesondere bei modernen Verbrennungsmotoren ein großer Vorteil, da diese in weiten Teilen des Saugbetriebes entdrosselt und damit ohne Unterdruck im Saugrohr betrieben werden. Dieser Unterdruck wurde bisher zum Spülen der Filtervorrichtung verwendet, sodass eine Erweiterung des Tankentlüftungssystems, wie beispielsweise mittels einer Spülluftpumpe, erforderlich war.
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Gemäß einer bevorzugten Weiterentwicklung der Erfindung kann bei einem Tankentlüftungssystem vorgesehen sein, dass ein Ladelufteinlass des Druckluftbehälters mit einem Ladeluftaustritt eines Turboladers des Kraftfahrzeugs fluidkommunizierend gekoppelt ist. Vorzugsweise ist in diesem Bereich ein Ventil angeordnet, um einen Fluidstrom zwischen Turbolader und Druckluftbehälter zu steuern. Hierbei ist es bevorzugt, dass das Tankentlüftungssystem ausgebildet ist, das Vorhandensein überschüssiger Ladeluft, also für den Verbrennungsprozess des Verbrennungsmotors nicht benötigte Ladeluft, zu erkennen und, insbesondere in Abhängigkeit eines Druckzustands des Druckluftbehälters, in den Druckluftbehälter zu leiten. Hierfür ist das Tankentlüftungssystem vorzugsweise mit einer Motorsteuerungsvorrichtung des Kraftfahrzeugs gekoppelt. Weiter bevorzugt weist das Tankentlüftungssystem hierfür einen Drucksensor zum Messen eines Innendrucks des Druckbehälters auf. Dies hat den Vorteil, dass mit einfachen Mitteln sowie auf eine kostengünstige Art und Weise der Drucklufttank mit Frischluft beladbar ist. Zudem hat dies den Vorteil, dass überschüssige Druckluft nicht über einen Bypass abgeführt werden muss und somit durch die Weiterverwendung der Druckluft im Druckspeicher eine Wirkungsgradsteigerung des Antriebssystems des Kraftfahrzeugs erzielbar ist.
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Es ist erfindungsgemäß bevorzugt, dass am Ladelufteinlass ein Rückschlagventil zum Verhindern des Austretens von Frischluft aus dem Druckluftbehälter in Richtung des Ladeluftaustritts des Turboladers und/oder ein Überdruckventil zum Sperren unterhalb eines minimalen Ladeluftdrucks sowie zum Durchlassen der Ladeluft in den Druckluftbehälter oberhalb des minimalen Ladeluftdrucks angeordnet ist. Ein Rückschlagventil hat den Vorteil, dass ein Fluidstrom nur in eine Richtung, nämlich in Richtung des Druckbehälters möglich ist, sodass keine Druckluft aus dem Druckluftbehälter unbeabsichtigt in das Saugrohr des Verbrennungsmotors entweichen kann. Das Überdruckventil ist ausgebildet, erst ab einem minimalen Ladedruck zu öffnen und einen Fluidstrom vom Turbolader in den Druckbehälter zuzulassen. Es kann erfindungsgemäß auch ein steuerbares Ventil vorgesehen sein, welches insbesondere mit einer Motorsteuerungsvorrichtung gekoppelt und mittels dieser steuerbar ist. Dies hat den Vorteil, dass mit einfachen Mitteln sowie auf eine kostengünstige Art und Weise ein Befüllen des Druckluftbehälters mit Frischluft gewährleistet ist.
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Weiter bevorzugt ist ein Spüllufteinlass des Druckluftbehälters mit einem Frischluftauslass einer Spülluftpumpe des Tankentlüftungssystems fluidkommunizierend gekoppelt. Auf diese Weise ist mittels der Spülluftpumpe Frischluft in den Druckluftbehälter pumpbar. Die Spülluftpumpe kann besonders klein sowie mit einer geringen Leistung dimensioniert sein, da das Beladen des Druckluftbehälters über einen längeren Zeitraum erfolgen kann als ein Spülvorgang der Filtervorrichtung dauert. Überdies ist es bevorzugt, wenn das Tankentlüftungssystem ausgebildet ist, den Druckluftbehälter mittels der Spülluftpumpe und des Turboladers zu befüllen. Dies hat den Vorteil, dass mit einfachen Mitteln sowie auf eine kostengünstige Art und Weise ein Befüllen des Druckluftbehälters mit Frischluft gewährleistet ist.
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In einer besonders bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung kann bei einem Tankentlüftungssystem vorgesehen sein, dass am Spüllufteinlass ein Rückschlagventil zum Verhindern des Austretens von Druckluft aus dem Druckluftbehälter in Richtung der Spülluftpumpe angeordnet ist. Ein Rückschlagventil hat den Vorteil, dass ein Fluidstrom nur in eine Richtung, nämlich in Richtung des Druckbehälters möglich ist, sodass, insbesondere bei inaktiver oder nur unter Teillast betriebener Spülluftpumpe, keine Druckluft aus dem Druckluftbehälter unbeabsichtigt durch die Spülluftpumpe entweichen kann.
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Vorzugsweise ist das Zwischenventil als Proportionalventil ausgebildet. Ein Proportionalventil ist ein Ventil, welches den Druck gezielt und auf den Betriebspunkt des Motors abgestimmt bereitstellen kann. Dabei zeichnen sich Proportionalventile insbesondere durch eine stufenlose, stetige Einstellbarkeit der Ventilöffnung, sodass nicht nur konkrete Ventilstellungen realisiert werden können, aus. Hierdurch kann mit einfachen Mitteln sowie auf eine kostengünstige Art und Weise eine Spülung auch in bislang kritischen Betriebsbereichen des Motors erfolgen, da eine genaue Regelung und damit eine exakte Dosierung der Frischluftmenge zum Spülen der Filtervorrichtung erzielbar sind.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist der Druckluftbehälter durch einen reinen Drucklufttank zur Aufnahme von kohlenstofffreier Frischluft gebildet. Unter einem reinen Drucklufttank wird ein Drucklufttank verstanden, welcher nur für die Speicherung sowie Abgabe von Druckluft vorgesehen ist. Der Drucklufttank ist vorzugsweise separat vom Kraftstofftank ausgebildet und an einer beliebigen Stelle am Kraftfahrzeug, vorzugsweise in der Nähe der Filtervorrichtung und/oder eines Turboladers des Kraftfahrzeugs und/oder einer Spülluftpumpe des Kraftfahrzeugs anordenbar. Durch eine derartige Anordnung sind besonders kurze Fluidleitungen des Tankentlüftungssystems erzielbar. Ein reiner Drucklufttank hat den Vorteil, dass mit einfachen Mitteln sowie auf eine kostengünstige Art und Weise komprimierte, insbesondere besonders reine, Frischluft bereitstellbar ist, welche unabhängig von einem Betriebszustand des Verbrennungsmotors zum Spülen der Filtervorrichtung verfügbar ist.
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Besonders bevorzugt ist der Drucklufttank gegenüber dem Kraftstofftank fluiddicht abgedichtet. Unter einer fluiddichten Abdichtung wird im Rahmen der Erfindung insbesondere verstanden, dass kein unkontrollierter Fluidaustausch zwischen dem Drucklufttank und dem Kraftstofftank stattfinden kann. Gleichwohl kann vorgesehen sein, dass der Drucklufttank am Kraftstofftank angeordnet ist oder der Drucklufttank und der Kraftstofftank eine gemeinsame Trennwand aufweisen, wobei die Trennwand einen Druckluftinnenraum des Drucklufttanks von einem Tankinnenraum des Kraftstofftanks trennt. Eine fluiddichte Abdichtung hat den Vorteil, dass mit einfachen Mitteln sowie auf eine kostengünstige Art und Weise eine Kontamination der im Druckluftspeicher gespeicherten Frischluft mit Kohlenwasserstoffen vermeidbar ist.
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In einer alternativen Ausführungsform der Erfindung kann erfindungsgemäß vorgesehen sein, dass der Druckluftbehälter durch einen als Kraftstoffdrucktank ausgebildeten Kraftstofftank zur Aufnahme von flüssigem Kraftstoff und Frischluft gebildet ist. Vorzugsweise ist der Kraftstoffdrucktank als Kraftstofftank des Kraftfahrzeugs zur Aufnahme von flüssigem Kraftstoff ausgebildet. Überdies ist es bevorzugt, dass der Kraftstoffdrucktank zur Aufnahme von kohlenwasserstoffhaltiger Luft ausgebildet ist. Das Tankentlüftungssystem ist vorzugsweise ausgebildet, Frischluft zum Spülen der Filtervorrichtung insbesondere dann in den Kraftstoffdrucktank einzubringen, wenn ein Spülvorgang unmittelbar bevorsteht, sodass ausreichend Druckluft zum Spülen der Filtervorrichtung rechtzeitig bereitsteht und dabei ein zu langes Zwischenspeichern der Frischluft im Kraftstofftank vermieden wird, um einen Kohlenwasserstoffanteil in der zum Spülen bereitstehenden Druckluft möglichst gering zu halten. Ein Kraftstoffdrucktank hat den Vorteil, dass kein zusätzlicher Druckbehälter bereitgestellt werden muss. Hierdurch können Bauraum, Gewicht und Herstellungskosten des Tankentlüftungssystems und somit des Kraftfahrzeugs reduziert werden.
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Gemäß einem zweiten Aspekt der Erfindung wird die Aufgabe durch ein Kraftfahrzeug gelöst. Das Kraftfahrzeug weist einen Verbrennungsmotor und einen Kraftstofftank auf. Erfindungsgemäß weist das Kraftfahrzeug ein erfindungsgemäßes Tankentlüftungssystem auf. Überdies weist das Kraftfahrzeug vorzugsweise sonstige Merkmale eines herkömmlichen Kraftfahrzeugs, wie beispielsweise Fahrwerk, Karosserie, Räder, Lenkrad, Motorsteuerung, Kraftstoffpumpe, Bordcomputer und dergleichen, auf.
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Bei dem erfindungsgemäßen Kraftfahrzeug ergeben sich sämtliche Vorteile, die bereits zu einem Tankentlüftungssystem gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung beschrieben worden sind. Demnach hat das erfindungsgemäße Kraftfahrzeug gegenüber herkömmlichen Kraftfahrzeugen den Vorteil, dass mit einfachen Mitteln sowie auf eine kostengünstige Art und Weise ein Spülen bzw. Regenerieren der Filtervorrichtung des Tankentlüftungssystems gewährleistet ist. Durch den Druckluftbehälter kann die zum Spülen erforderliche Frischluft über einen längeren Zeitraum gespeichert werden, sodass hierfür erforderliche Mittel, wie beispielsweise eine Spülluftpumpe, eine besonders geringe Leistung aufweisen müssen und daher kleiner als bei herkömmlichen Tankentlüftungssystemen dimensioniert sein können. Zudem hat die Verwendung des Druckluftbehälters den Vorteil, dass die Frischluft zum Spülen der Filtervorrichtung stets bedarfsgerecht sowie unabhängig von einem Betriebszustand des Verbrennungsmotors verfügbar ist, sodass ein Spülen der Filtervorrichtung unabhängig vom Betriebszustand des Verbrennungsmotors, wie beispielsweise beim Starten des Verbrennungsmotors, erfolgen kann. Dies ist insbesondere bei modernen Verbrennungsmotoren ein großer Vorteil, da diese in weiten Teilen des Saugbetriebes entdrosselt und damit ohne Unterdruck im Saugrohr betrieben werden. Dieser Unterdruck wurde bisher zum Spülen der Filtervorrichtung verwendet, sodass eine Erweiterung des Tankentlüftungssystems, wie beispielsweise mittels einer Spülluftpumpe, erforderlich war.
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Ein erfindungsgemäßes Tankentlüftungssystem sowie ein erfindungsgemäßes Kraftfahrzeug werden nachfolgend anhand von Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen jeweils schematisch:
- 1 in einem Schaltplan eine bevorzugte erste Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Tankentlüftungssystems,
- 2 in einem Schaltplan eine bevorzugte zweite Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Tankentlüftungssystems,
- 3 in einem Schaltplan eine bevorzugte dritte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Tankentlüftungssystems, und
- 4 in einer Seitenansicht eine bevorzugte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugs.
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Elemente mit gleicher Funktion und Wirkungsweise sind in den 1 bis 4 jeweils mit denselben Bezugszeichen versehen.
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In 1 ist eine bevorzugte erste Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Tankentlüftungssystems 1 schematisch in einem Schaltplan abgebildet. Das Tankentlüftungssystem 1 weist einen als Kraftstoffdrucktank ausgebildeten Kraftstofftank 4 auf, welcher somit zugleich als Druckluftbehälter 9 des Tankentlüftungssystems 1 zur Aufnahme von Frischluft ausgebildet ist. Ein Ladelufteinlass 12 des Druckluftbehälters ist über ein Rückschlagventil 15 des Tankentlüftungssystems 1 fluidkommunizierend mit einem Ladeluftaustritt 13 eines Turboladers 14 derart fluidkommunizierend gekoppelt, dass ein Fluidstrom vom Ladeluftaustritt 13 zum Ladelufteinlass 12 freigegeben und ein Fluidstrom in die umgekehrte Richtung vom Rückschlagventil 15 blockiert wird. Ein Druckluftauslass 10 des Druckluftbehälters 9 ist über einen Fluidkanal und ein als Proportionalventil ausgebildetes Zwischenventil 11 des Tankentlüftungssystems 1 mit einer einen Aktivkohlefilter aufweisenden Filtervorrichtung 3 des Tankentlüftungssystems 1 fluidkommunizierend gekoppelt. Der Fluidkanal ist als Entlüftungskanal 5 zum Durchleiten kohlenwasserstoffhaltiger Luft zum Entlüften des Kraftstofftanks 4 sowie als Spülluftkanal 6 zum Durchleiten von Druckluft ausgebildet. Ein Abluftkanal 7 des Tankentlüftungssystems 1 ist mit einem Ansaugtrakt eines Verbrennungsmotors 8 fluidkommunizierend gekoppelt. Mittels des Tankentlüftungssystems 1 ist kohlenwasserstoffhaltige Luft aus dem Kraftstofftank 4 in die Filtervorrichtung 3 zum Abscheiden des Kraftstoffs einleitbar und die gefilterte Luft dem Verbrennungsmotor 8 zuführbar. Zum Regenerieren der Filtervorrichtung ist vom Turbolader 14 bereitgestellte Druckluft im Druckluftbehälter 9 zwischenspeicherbar und bedarfsgerecht zum Spülen der Filtervorrichtung 3 in diese leitbar. Die hierbei im Abluftkanal 7 bereitgestellte kohlenwasserstoffhaltige Luft ist dem Verbrennungsmotor 8 zuführbar.
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2 zeigt eine bevorzugte zweite Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Tankentlüftungssystems 1 schematisch in einem Schaltplan. Die bevorzugte zweite Ausführungsform unterscheidet sich von der bevorzugten ersten Ausführungsform in dem Merkmal, dass zum Beladen des Druckluftbehälters 9 mit Frischluft anstelle eines Turboladers 14 eine Spülluftpumpe 18 bereitgestellt ist. Ein Frischluftauslass 17 der Spülluftpumpe 18 ist über das Rückschlagventil 15 fluidkommunizierend mit dem Spüllufteinlass 16 des Druckluftbehälters 9 gekoppelt. In einer alternativen Ausführungsform können zum Beladen des Druckluftbehälters 9 auch ein Turbolader 14 und eine Spülluftpumpe 18 bereitgestellt sein.
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In 3 ist eine bevorzugte dritte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Tankentlüftungssystems 1 schematisch in einem Schaltplan abgebildet. Die bevorzugte dritte Ausführungsform unterscheidet sich von der bevorzugten ersten Ausführungsform in dem Merkmal, dass der Druckluftbehälter 9 als reiner Drucklufttank 19 und der Kraftstofftank 4 separat vom Druckluftbehälter 9 ausgebildet ist. Der Entlüftungskanal 5 des Kraftstofftanks 4 ist in dieser Ausführungsform über ein Tankentlüftungsventil 20 fluidkommunizierend mit einem Eingang der Filtervorrichtung 3 gekoppelt.
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4 zeigt eine bevorzugte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugs 2 schematisch in einer Seitenansicht. Das Kraftfahrzeug 2 weist einen Kraftstofftank 4, einen Verbrennungsmotor 8 sowie ein erfindungsgemäßes Tankentlüftungssystem 1 auf.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Tankentlüftungssystem
- 2
- Kraftfahrzeug
- 3
- Filtervorrichtung
- 4
- Kraftstofftank
- 5
- Entlüftungskanal
- 6
- Spülluftkanal
- 7
- Abluftkanal
- 8
- Verbrennungsmotor
- 9
- Druckluftbehälter
- 10
- Druckluftauslass
- 11
- Zwischenventil
- 12
- Ladelufteinlass
- 13
- Ladeluftaustritt
- 14
- Turbolader
- 15
- Rückschlagventil
- 16
- Spüllufteinlass
- 17
- Frischluftauslass
- 18
- Spülluftpumpe
- 19
- Drucklufttank
- 20
- Tankentlüftungsventil
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 4312720 A1 [0005]
- DE 102011084539 B3 [0005]
