-
Der
nachfolgende Text ist die deutsche Übersetzung der internationalen
Patentanmeldung PCT/CA2004/000420.
-
Technischer
Hintergrund der Erfindung
-
Die
vorliegende Erfindung bezieht sich allgemein auf On-Board-Emissionsbegrenzungssysteme für Kraftfahrzeuge,
die mit Verbrennungsmotoren betrieben werden, beispielsweise Kraftstoffdampf-Rückhaltesysteme,
und insbesondere auf einen Kraftstoffdampf-Sammelbehälter, beispielsweise einen
Aktivkohlefilter-Behälter,
in einem Kraftstoffdampf-Rückhaltesystem.
-
Hintergrund
der Erfindung
-
Ein
bekanntes On-Board-Kraftstoffdampf-Rückhaltesystem beinhaltet einen
Kraftstoffdampf-Sammelbehälter,
der Kraftstoffdampf auffängt,
der von einem Tank emittiert wird, der einen volatilen Flüssigkraftstoff
für den
Motor enthält.
Während
des Motorbetriebs bedingt das Vakuum von Seiten des Luftansaugkrümmers des
Motors, dass Umgebungsluft durch den Tank strömt, um den gesammelten Kraftstoffdampf
zu desorbieren, und den Kraftstoffdampf zwecks Verbrennung im Verbrennungsprozess
in den Luftansaugkrümmer
des Motors zieht. Ein schaltschützbetätigtes Behälterspülventil
wird von einem Spülsteuersignal
gesteuert, das von einem mikroprozessorbasierten elektronischen Regelkreis
generiert wird, und spült
regelmäßig den gesammelten
Kraftstoffdampf in den Luftansaugkrümmer des Motors.
-
Während der
Kraftstoffdampf-Sammelbehälter
Kraftstoffdampf sammelt, wird der Behälter allmählich mit Kraftstoffdampf gesättigt. Es
wird davon ausgegangen, dass Bedarf für ein Verfahren und eine Vorrichtung
besteht, um den Grad der Sättigung
im Behälter
zu bestimmen.
-
Offenbarung
der Erfindung
-
In
einer Ausführungsform
stellt die Erfindung einen Kraftstoffdampf-Sammelbehälter für ein On-Board-Kraftstoffdampf-Rückhaltesystem
bereit. Der Kraftstoffdampf-Sammelbehälter beinhaltet
ein Gehäuse,
das einen ersten Anschlussstutzen und einen zweiten Anschlussstutzen
definiert. Im Gehäuse ist
ein Absorptionsmaterial angeordnet, und ein Temperaturmessfühler wird
dem Absorptionsmaterial ausgesetzt.
-
Eine
Mehrzahl von Temperaturmessfühlern kann
im Absorptionsmaterial vorgesehen sein. Ein Fließpfad kann zwischen der ersten
Anschlussöffnung
und der zweiten Anschlussöffnung
ausgebildet sein. Ein erster der Mehrzahl von Temperaturmessfühlern kann
nahe am ersten Anschlussstutzen angeordnet sein, ein zweiter der
Mehrzahl von Temperaturmessfühlern
kann nahe am zweiten Anschlussstutzen angeordnet sein, und ein dritter
der Mehrzahl von Temperaturmessfühlern
kann zwischen dem ersten und dem zweiten Anschlussstutzen angeordnet sein.
Das Gehäuse
kann eine erste wand, eine zweite Wand und eine dritte Wand beinhalten,
die sich zwischen der ersten und der zweiten Wand erstreckt. Eine
Trennwand kann ein nahes Ende, ein fernes Ende sowie eine erste
Kante und eine zweite Kante sowie eine erste Stirnseite und eine
zweite Stirnseite beinhalten, die sich zwischen dem nahen und dem fernen
Ende erstrecken. Das nahe Ende kann mit der ersten Gehäusewand
kombiniert sein, und das ferne Ende kann in einem Abstand von der
zweiten Gehäusewand
angeordnet sein, und die erste Kante und die zweite Kante können mit
der dritten Gehäusewand kombiniert
sein. Der erste Anschlussstutzen kann an der ersten Gehäusewand
neben der ersten Stirnseite der Trennwand angeordnet sein, und der
zweite Anschlussstutzen kann an der ersten Gehäusewand neben der zweiten Stirnseite
der Trennwand angeordnet sein. Der Fließweg kann einen ersten Anteil
und einen zweiten Anteil beinhalten, wobei der erste Anteil durch
den ersten Anschlussstutzen, die erste Stirnseite der Trennwand
und die dritte Gehäusewand
definiert wird. Der zweite Anteil kann durch den zweiten Anschlussstutzen,
die zweite Stirnseite der Trennwand und die dritte Gehäusewand
definiert werden.
-
Ein
erster Leiterrahmen kann im ersten Fließweganteil angeordnet sein
und mit der ersten Stirnseite der Trennwand kombiniert werden, und
ein zweiter Leiterrahmen kann im zweiten Fließweganteil angeordnet sein
und mit der zweiten Stirnseite der Trennwand kombiniert werden.
Ein erster von einer Mehrzahl von Temperaturmessfühlern kann
auf dem ersten Leiterrahmen angeordnet sein, und ein zweiter von
einer Mehrzahl von Temperaturmessfühlern kann auf dem zweiten
Leiterrahmen angeordnet sein. Der erste von einer Mehrzahl von Temperaturmessfühlern kann
nahe am ersten Anschlussstutzen angeordnet sein, der zweite von
einer Mehrzahl von Temperaturmessfühlern kann nahe am zweiten
Anschlussstutzen angeordnet sein, und weitere von einer Mehrzahl
von Temperaturmessfühlern
können auf
dem ersten und dem zweiten Leiterrahmen zwischen dem ersten und
dem zweiten Anchlussstutzen längs
des ersten und des zweiten Anteils des Fließweges angeordnet sein.
-
Eine
Mehrzahl von Messfühleranschlussdrähten kann
auf dem ersten und dem zweiten Leiterrahmen vorgesehen und elektrisch
mit je einem der Mehrzahl von Temperaturmessfühlern verbunden sein. Der Behälter kann
eine Anschlussklemme beinhalten, die einen Anschlussklemmen-Spannungsleiter,
einen Anschlussklemmen-Erdungsleiter und einen Anschlussklemmen-Signalleiter sowie
eine gedruckte Schaltplatine beinhaltet. Der Spannungsleiter, der
Erdungsleiter und der Signalleiter der Anschlussklemme können elektrisch
mit der gedruckten Schaltplatine verbunden sein. Jeder der Mehrzahl von
Messfühlerleitern
kann einen Messfühler-Spannungsleiter
und einen Messfühler-Signalleiter
beinhalten, und jeder der Mehrzahl von Messfühlerleitern kann elektrisch
mit der gedruckten Schaltplatine verbunden sein. Ein gemeinsamer
Erdungsleiter kann elektrisch mit jeder der Mehrzahl von Messfühlern verbunden
sein. Die Mehrzahl von Temperaturmessfühlern kann Thermistoren beinhalten.
-
In
einer anderen Ausführungsform
stellt die Erfindung ein On-Board-Kraftstoffdampf-Rückhaltesystem
für Verbrennungsmotoren
bereit. Das System beinhaltet einen Kraftstoffdampf-Sammelbehälter, der
ein Gehäuse
hat, das einen ersten Anschlussstutzen und einen zweiten Anschlussstutzen,
ein Absorptionsmaterial, das im Gehäuse angeordnet ist, und einen
Temperaturmessfühler
beinhaltet, der dem Absorptionsmaterial ausgesetzt ist. Ein erstes
Leitungsrohr stellt eine Fließverbindung
zwischen einem Kraftstofftank-Kopfbereich, dem ersten Anschlussstutzen
des Kraftstoffdampf-Sammelbehälters
und einem Ansaugkrümmer
des Verbrennungsmotors bereit. Ein zweites Leitungsrohr stellt eine
Fließverbindung
zwischen dem zweiten Anschlussstutzen des Kraftstoffdampf-Sammelbehälters und
der Umgebungsluft bereit.
-
Ein
Fließweg
kann zwischen dem ersten und dem zweiten Anschlussstutzen ausgebildet
sein. Der Temperaturmessfühler
kann eine Mehrzahl von Temperaturmessfühlern beinhalten. Ein erster
der Mehrzahl von Temperaturmessfühlern
kann nahe am ersten Anschlussstutzen angeordnet sein, ein zweiter von
einer Mehrzahl von Temperaturmessfühlern kann nahe am zweiten
Anschlussstutzen angeordnet sein, und dritter von einer Mehrzahl
von Temperaturmessfühlern
kann zwischen dem ersten und dem zweiten Temperaturmessfühler angeordnet
sein. Eine Mehrzahl von Messfühlerleitern
kann jeweils einen Messfühler-Spannungsleiter und
einen Messfühler-Signalleiter
beinhalten. Die Mehrzahl von Messfühlerleitern kann elektrisch
mit je einem der Mehrzahl von Temperaturmessfühlern verbunden sein. Das System
kann eine gedruckte Schaltplatine beinhalten. Der Kraftstoffdampf-Sammelbehälter kann eine
Anschlussklemme beinhalten, die einen Anschlussklemmen-Spannungsleiter,
einen Anschlussklemmen-Erdungsleiter und einen Anschlussklemmen-Signalleiter hat.
Der Spannungsleiter, der Erdungsleiter und der Signalleiter der
Anschlussklemme können
elektrisch mit der gedruckten Schaltplatine verbunden sein. Jeder
der Mehrzahl von Messfühlerleitern
kann elektrisch mit der gedruckten Schaltplatine verbunden sein.
Ein gemeinsamer Erdungsleiter kann elektrisch mit jeder der Mehrzahl
von Messfühlern
verbunden sein.
-
Das
erste Leitungsrohr kann ein schaltschutzbetätigtes Spülventil beinhalten. Das zweite Leitungsrohr
kann ein Druckregulierventil zur Regulierung des Drucks im Kraftstoffdampf-Sammelbehälter und
Kraftstofftank-Kopfbereich beinhalten. Die gedruckte Schaltplatine
kann im Druckregulierventil angeordnet sein. Das System kann einen
elektronischen Regelkreis beinhalten. Der elektronische Regelkreis
kann elektrisch mit der gedruckten Schaltplatine verbunden sein,
um ein Steuersignal von einem der Mehrzahl von Temperaturmessfühlern zu empfangen,
und er kann elektrisch mit dem schaltschützbetätigten Spülventil verbunden sein, um
ein Aktivierungssteuersignal an das Spülventil zu senden.
-
In
einer weiteren Ausführungsform
stellt die Erfindung ein Verfahren zur Messung der Sättigung eines
Absorptionsmittels bereit, das in einem Fließweg eines Kraftstoffdampf-Sammelbehälters angeordnet
ist. Das Verfahren beinhaltet die Überwachung einer aktiven Absorptionsschicht
und die Signalisierung des Ortes, an dem sich die aktive Absorptionsschicht
gerade befindet. Die Überwachung
der aktiven Absorptionsschicht kann das Messen einer Temperatur
von mindestens einem Anteil des Absorptionsmittels beinhalten. Die
aktive Absorptionsschicht kann sich an einem Ort befinden, der bei
ca. 25% der Länge
des Fließweges,
ca. 50% der Länge des
Fließweges,
ca. 75% der Länge
des Fließweges und
ca. 100% der Länge
des Fließweges
liegt.
-
Kurze Beschreibung
der Zeichnungen
-
Die
beigefügten
Zeichnungen, die hiermit in dieses Dokument aufgenommen werden und
einen wesentlichen Bestandteil dieser Spezifikation bilden, verdeutlichen
die derzeit bevorzugten Ausführungsformen
der Erfindung und dienen zusammen mit der vorstehenden allgemeinen
Beschreibung und der nachstehenden ausführlichen Beschreibung dazu, die
Merkmale der Erfindung zu erläutern.
-
1 ist
eine schematische Darstellung eines On-Board-Emissionsbegrenzungssystems gemäß einer
Ausführungsform
der Erfindung.
-
2 ist
eine Querschnittansicht eines Kraftstoffdampf-Sammelbehälters gemäß einer Ausführungsform
der Erfindung.
-
3 ist
eine Querschnittansicht des Kraftstoffdampf-Sammelbehälters aus 2 längs der Achse
3-3.
-
4a ist
eine schematische Darstellung eines Kraftstoffdampf-Sammelbehälters in
einem Zustand mit 25% Kraftstoffdampf-Sättigung gemäß einer Ausführungsform
der Erfindung.
-
4b ist
eine schematische Darstellung eines Kraftstoffdampf-Sammelbehälters in
einem Zustand mit 50% Kraftstoffdampf-Sättigung gemäß einer Ausführungsform
der Erfindung.
-
4c ist
eine schematische Darstellung eines Kraftstoffdampf-Sammelbehälters in
einem Zustand mit 75% Kraftstoffdampf-Sättigung gemäß einer Ausführungsform
der Erfindung.
-
4d ist
eine schematische Darstellung eines Kraftstoffdampf-Sammelbehälters in
einem Zustand mit 100% Kraftstoffdampf-Sättigung gemäß einer Ausführungsform
der Erfindung.
-
5 ist
eine grafische Darstellung von Prüfdaten für einen Kraftstoffdampf-Sammelbehälter gemäß einer
Ausführungsform
der Erfindung.
-
6 ist
eine weitere grafische Darstellung von Prüfdaten für einen Kraftstoffdampf-Sammelbehälter gemäß einer
Ausführungsform
der Erfindung.
-
Beispiele
für die
Ausführung
der Erfindung und deren gewerbliche Anwendbarkeit
-
1 stellt
schematisch eine bevorzugte Ausführungsform
eines On-Board-Emissionsbegrenzungssystems 20 dar. In der
bevorzugten Ausführungsform
beinhaltet das System 20 einen Kraftstoffdampf-Sammelbehälter 30,
einen Kraftstofftank 22, eine integrierte Druckregelungsvorrichtung 24,
ein schaltschützbetätigtes Behälter-Spülventil 26 und
einen mikroprozessorbasierten elektronischen Regelkreis 28.
Der Kraftstofftank 22 enthält einen flüchtigen Flüssigkraftstoff 32 zur
Versorgung eines Verbrennungsmotors 34. Der flüchtige Flüssigkraftstoff 32 emittiert
Kraftstoffdampf in einen Kopfbereich 36 im Tank 22.
Die Leitungsrohre 38 und 40 stellen eine Dampfverbindung
zwischen dem Kopfbereich 36, dem Kraftstoffdampf-Sammelbehälter 30 und
einem Ansaugkrümmer 42 des
Verbrennungsmotors 34 bereit. Im Leitungsrohr 38 ist
ein schaltschützbetätigtes Behälterspülventil 26 zwischen
Ansaugkrümmer 42 und
Kraftstoffdampf-Sammelbehälter 30 angeordnet. Die
integrierte Druckregelungsvorrichtung 24 ist vorzugsweise
als integraler Bestandteil auf dem Kraftstoffdampf-Sammelbehälter 30 montiert
und regelt den Innendruck des Kraftstoffdampf-Sammelbehälters 30 und
des Kraftstofftanks 22. Was die weitere Beschreibung einer
integrierten Druckregelungsvorrichtung betrifft, so wird auf US-Patentschrift 6,668,876
verwiesen.
-
Wie
unten noch ausführlicher
beschrieben wird, sammelt der Kraftstoffdampf-Sammelbehälter 30 Kraftstoffdampf,
der vom Kopfbereich 36 emittiert wird. Die Menge des im
Kopfbereich 36 gebildeten Kraftstoffdampfes ist abhängig von
Fahrzeugdynamik, Schwappbewegungen des Kraftstoffs, Temperatur,
Sorte und Oktanzahl des Flüssigkraftstoffs 32 im Tank 22 sowie
dem im Tank 22 herrschenden Druck. Während des Betriebs des Motors 34 wirkt
das Vakuum vom Motoransaugkrümmer 42 auf
das schaltschützbetätigte Behälterspülventil 26 ein.
Das schaltschützbetätigte Behälterspülventil 26 wird
gesteuert durch ein Spülsteuersignal,
das vom mikroprozessorbasierten elektronischen Regelkreis 28 generiert wird,
und spült
regelmäßig den
gesammelten Kraftstoffdampf in den Motoransaugkrümmer. Wenn das schaltschützbetätigte Behälterspülventil 26 in
einer offenen Konfiguration ist, führt das Vakuum einen Umgebungsluftstrom
durch den Kraftstoffdampf-Sammelbehälter 30, um den gesammelten Kraftstoffdampf
vom Behälter 30 zu
desorbieren und in den Motoransaugkrümmer 42 zu saugen,
damit er im Verbrennungsprozess verbraucht wird.
-
2 ist
eine Querschnittansicht des Kraftstoffdampf-Sammelbehälters 30. Der Kraftstoffdampf-Sammelbehälter 30 beinhaltet
ein Gehäuse 44,
das einen ersten Anschlussstutzen 46 und eine zweiten Anschlussstutzen 48 hat.
Das Gehäuse 44 beinhaltet
eine erste Wand 50, eine zweite Wand 52 und eine
dritte Wand 54, die sich zwischen der ersten Wand 50 und
der zweiten Wand 52 erstreckt. Wie in 2 dargestellt,
ist die dritte Wand 54 als integraler Bestandteil der ersten
Wand 50 ausgebildet, und die zweite Wand 52 bildet
eine Verbindung mit der dritten Wand 54 an Punkt 56.
Die erste Wand 50, die zweite Wand 52 und die
dritte Wand 54 können
auch auf andere Weise ausgebildet und zusammengefügt werden,
jedoch stets mit der Maßgabe,
dass das Gehäuse 44 eine
Kammer bildet, die ein Absorptionsmittel 58 aufnimmt. Beispielsweise
kann die zweite wand 52 als integraler Bestandteil der
dritten Wand 54 ausgebildet sein, und die erste Wand 50 kann
eine Verbindung mit der dritten Wand 54 bilden. Beim Absorptionsmittel 58 kann
es sich beispielsweise um Aktivkohle oder Kohlenstoff handeln, und
dieses Absorptionsmittel wird weiter unten ausführlicher beschrieben.
-
Eine
Trennwand 59 beinhaltet ein nahes Ende 60 und
ein fernes Ende 62 und eine erste Kante 64, eine
zweite Kante 66, eine erste Stirnseite 68 und eine
zweite Stirnseite 70, die sich zwischen dem nahen Ende 60 und
dem fernen Ende 62 erstrecken. Das nahe Ende 60 kann
mit der ersten Gehäusewand 50 kombiniert
und als integraler Bestandteil der ersten Gehäusewand 50 ausgebildet
werden. Die Trennwand 59 erstreckt sich entlang einer Längsachse
A-A, so dass das ferne Ende 62 in einem Abstand zur zweiten
Gehäusewand 52 positioniert
ist. Bezugnehmend auf 3 können die erste Kante 64 und die
zweite Kante 66 mit der dritten Gehäusewand 54 kombiniert
und als integraler Bestandteil der dritten Gehäusewand 54 ausgebildet
werden. Ein erster Leiterrahmen 72 erstreckt sich im Wesentlichen über die Länge der
Trennwand 59 und ragt von der ersten Trennwand-Stirnseite 68 in
Richtung zur dritten Gehäusewand 54 vor.
Ein zweiter Leiterrahmen 74 erstreckt sich im Wesentlichen über die
Länge der Trennwand 59 und
ragt von der zweiten Trennwand-Stirnseite 70 in Richtung
zur dritten Gehäusewand 54 vor.
-
Die
Gehäusestruktur,
wie sie oben beschrieben wird, bildet einen Fließweg zwischen dem ersten Anschlussstutzen 46 und
dem zweiten Anschlussstutzen 48, so dass ein erster Anteil 76 des
Fließwegs
durch den ersten Anschlussstutzen 46, die erste Trennwand-Stirnseite 68 und
die dritte Gehäusewand 54 und
ein zweiter Anteil 78 des Fließwegs durch den zweiten Anschlussstutzen 48,
die zweite Trennwand-Stirnseite 70 und die dritte Gehäusewand 54 gebildet
wird. Auf diese Weise wird der Strom durch den Kraftstoffdampf-Sammelbehälter zwischen
dem ersten Anschlussstutzen 46 und dem zweiten Anschlussstutzen 48 um
die Trennwand 59 herum gezwungen, statt direkt den kürzesten
Weg zwischen dem ersten Anschlussstutzen 46 und dem zweiten
Anschlussstutzen 48 zu nehmen.
-
Das
Absorptionsmittel 58 füllt
im Wesentlichen den ersten Anteil 76 und den zweiten Anteil 78 des
Fließweges
im Behälter
aus. Das Absorptionsmittel 58 absorbiert mit Hilfe des
Absorptionsprozesses Kraftstoffdampf, der durch das Absorptionsmittel hindurchfließt. Beispielsweise
besteht die Absorption in der Trennung einer Substanz von einer
Dampfphase auf der Oberfläche
eines Festkörpers.
Der absorbierende Festkörper
ist das Absorptionsmittel, und die auf der Oberfläche dieses
Festkörpers
konzentrierte oder absorbierte Substanz ist das Absorbat. Van der
Waals-Kräfte
und elektrostatische Kräfte
zwischen den Absorbatmolekülen
und den Atomen, die in der aktiven Absorptionsschicht enthalten
sind, verursachen die Absorption. In Folge des Phasenwechsels des
Dampfes wird Energie in Form von Wärme freigesetzt. Diese Energiefreisetzung
ist auch unter der Bezeichnung „Absorptionswärme" bekannt. Wenn im
Fall des Kraftstoffdampf-Sammelbehälters 30 Kraftstoffdampf
durch den ersten Anteil 76 und den zweiten Anteil 78 des
Fließweges
im Behälter strömt, wird
der Kraftstoffdampf durch das Absorptionsmittel 58 absorbiert
und dabei Wärme
erzeugt. Je nach Temperatur und Teildruck des Absorbats wird ein
Zustand erreicht, bei dem ein Anteil des Absorptionsmittels 58 im
Wesentlichen „gefüllt" oder gesättigt ist.
Wenn ein Anteil des Absorptionsmittels 58 gesättigt ist,
absorbiert ein nächster
Anteil des Absorptionsmittels 58 die Kraftstoffdämpfe, und
es wird Wärme
in diesem nächsten
Anteil des Absorptionsmittels gebildet. Auf diese Weise wird eine
aktive Absorptionsschicht gebildet, die den Fließweg entlang stromabwärts wandert,
wenn die stromaufwärts
gelegenen Anteile des Absorptionsmittels 58 gesättigt sind.
-
Die
Absorptionswärme
kann dazu dienen, die Sättigung
im Behälter
zu bestimmen, indem die aktive Absorptionsschicht mit Hilfe von
Mitteln überwacht
wird, mit denen die Temperatur des Absorptionsmittels bestimmt wird,
beispielsweise mit ein oder mehreren Temperaturmessfühlern. Bezugnehmend auf 2 werden
Temperaturmessfühler 80a bis 80c am
ersten Leiterrahmen 72 befestigt und im Absorptionsmittel 58 innerhalb
des ersten Anteils 76 des Fließwegs durch den Behälter angeordnet.
Die Temperaturmessfühler 80d bis 80f werden
am zweiten Leiterrahmen 74 befestigt und im Absorptionsmittel 58 innerhalb
des zweiten Anteils 78 des Fließwegs durch den Behälter angeordnet.
Bei den Temperaturmessfühlern 80a bis 80f kann
es sich beispielsweise um Thermistoren handeln. Eine Anschlussklemme 82 ist
an der ersten Gehäusewand 50 vorgesehen und
ermöglicht
eine elektrische Verbindung mit der gedruckten Schaltplatine 84 mit
Hilfe eines Anschlussklemmenleiters 86. Der Anschlussklemmenleiter 86 beinhaltet
einen Anschlussklemmen-Spannungsleiter, einen Anschlussklemmen-Erdungsleiter und
einen Anschlussklemmen-Signalleiter. Die einzelnen Messfühlerleiter 88a bis 88f ermöglichen
eine elektrische Verbindung zwischen der gedruckten Schaltplatine 84 und
den jeweiligen Temperaturmessfühlern 80a bis 80f.
Jeder der einzelnen Messfühlerleiter 88a bis 88f beinhaltet
einen Messfühler-Spannungsleiter
und einen Messfühler-Signalleiter.
Ein gemeinsamer Erdungsleiter ist an die Messfühler 80a bis 80f angeschlossen.
Die gedruckte Schaltplatine 84 kann in der integrierten
Druckregelungsvorrichtung 24 angeordnet werden und steht
in elektrischer Verbindung mit dem elektronischen Regelkreis 28 des
On-Board-Kraftstoffdampf-Rückhaltesystems 20.
Wie in 2 dargestellt, sind die Temperaturmessfühler 80a bis 80f im
Absorptionsmittel 58 angeordnet. Die Temperaturmessfühler 80a bis 80f können auch
auf andere Weise angeordnet werden; dies gilt jedoch stets mit der
Maßgabe,
dass die Temperaturmessfühler 80a bis 80f die
Temperatur des Absorptionsmittels 58 erfassen können. Die Temperaturmessfühler 80a bis 80f können beispielsweise
in der dritten Gehäusewand 54 ausgeformt werden,
und zwar in enganliegendem Kontakt mit dem Absorptionsmittel 58 oder
nicht.
-
Wenn
Kraftstoffdampf vom Kraftstofftank-Kopfbereich 36 über den
ersten Anschlussstutzen 46 in den Kraftstoffdampf-Sammelbehälter 30 gelangt,
absorbiert das Absorptionsmittel 58 in der Nähe des ersten
Anschlussstutzens 46 den Kraftstoffdampf. Der Temperaturmessfühler 80a zeigt
eine erhöhte
Temperatur an, da die Absorptionswärme in der Nachbarschaft des
Temperaturmessfühlers 80a emittiert
wird. Wenn das Absorptionsmittel 58 in der Nähe des ersten
Anschlussstutzens 46 gesättigt ist, absorbiert das Absorptionsmittel 5R in
der Nähe
des ersten Anschlussstutzens 46 keinen Kraftstoffdampf mehr,
und die aktive Absorptionsschicht wandert längs des Fließwegs stromabwärts. Dies
heißt,
dass der Kraftstoffdampf dann vom Absorptionsmittel 58 in der
Nähe des
Temperaturmessfühlers 80b absorbiert wird.
Der Temperaturmessfühler 80b zeigt
eine erhöhte
Temperatur an, da die Absorptionswärme in der Nachbarschaft des
Temperaturmessfühlers 80b emittiert
wird. Auf diese Weise wird durch die vorliegende Erfindung bekannt,
dass das Absorptionsmittel in der Nähe des ersten Einlasses 46 gesättigt ist, da
die Absorption des Kraftstoffdampfes längs des ersten Anteils 76 des
Fließwegs
in die Nähe
des Temperaturmessfühlers 80b stromabwärts gewandert
ist. In diesem Zustand ist der Behälter zu ungefähr 25% gesättigt. 4a ist
eine schematische Darstellung eines Kraftstoffdampf-Sammelbehälters 30,
die einen Zustand mit 25% Kraftstoffdampf-Sättigung zeigt – d.h.,
25% des Absorptionsmittels 58 sind mit dem Absorbat 90 gesättigt. Wenn
weitere Anteile des Absorptionsmittels 58 gesättigt werden,
wandert die aktive Absorptionsschicht weiter längs des Fließwegs stromabwärts an den
Temperaturmessfühlern 80c bis 80f vorbei. 4b zeigt
den Kraftstoffdampf-Sammelbehälter 30 in
einen Zustand mit 50% Kraftstoffdampf-Sättigung. 4c zeigt
den Kraftstoffdampf-Sammelbehälter 30 in
einen Zustand mit 75% Kraftstoffdampf-Sättigung. Wenn der Temperaturmessfühler 80f das
Vorhandensein der aktiven Absorptionsschicht anzeigt, ist das Absorptionsmittel 58 des
Kraftstoffdampf-Sammelbehälters 30 im
Wesentlichen gesättigt. 4d zeigt
den Kraftstoffdampf-Sammelbehälter 30 in
einem Zustand mit 100% Kraftstoffdampf-Sättigung. Die gedruckte Schaltplatine 84 kann
dem elektronischen Regelkreis 28 ein Signal senden, und
der elektronischen Regelkreis 28 kann dem schaltschützbetätigten Spülventil 26 signalisieren,
dass es sich öffnet
und so dem vom Ansaugkrümmer 42 erzeugten
Vakuum erlaubt, Umgebungsluft in den zweiten Anschlussstutzen 48 über den
Behälterfließweg und
weiter durch den ersten Anschlussstutzen 46 hindurch in
den Ansaugkrümmer 42 zu
saugen. Der Strom der Umgebungsluft über den Behälterfließweg desorbiert das Absorbat aus
dem Absorptionsmittel 58, und das Absorbat wird im Verbrennungsprozess
des Verbrennungsmotors 34 verbraucht. Während Absorbat aus einem Anteil des
Absorptionsmittels 58 gespült wird, fällt die Temperatur des Absorptionsmittels 58 und
definiert so eine aktive Desorptionsschicht. Der Temperaturabfall kann
durch die Temperaturmessfühler 80a bis 80f überwacht
werden. Wenn Umgebungsluft durch den zweiten Anschlussstutzen 48 gesaugt
wird, wird ein Anteil des Absorptionsmittels 58 in der
Nähe des zweiten
Anschlussstutzens 48 gespült. Der Temperaturmessfühler 88f signalisiert
eine gesenkte Temperatur an die gedruckte Schaltplatine 84.
Die aktive Desorptionsschicht wandert weiter an den Temperaturmessfühlern 80e bis 80a vorbei.
Das Absorptionsmittel 58 des Behälters 30 ist im Wesentlichen
gespült,
wenn der Temperaturmessfühler 80a einen Temperaturabfall
signalisiert, was anzeigt, dass die aktive Desorptionsschicht in
der Nähe
des ersten Anschlussstutzens 46 ist. Wenn der Behälter 30 im
Wesentlichen gespült
ist, kann die gedruckte Schaltplatine 84 dem elektronischen
Regelkreis 28 signalisieren, das schaltschützbetätigte Spülventil 26 in
eine geschlossene Konfiguration zu bringen.
-
Die
bevorzugte Ausführungsform
eines Kraftstoffdampf-Sammelbehälters wurde
unter Anwendung von zehn Temperaturmessfühlern, die auf dem gesamten
Fließweg
durch den Behälter
angeordnet waren, Prüfungen
unterzogen. 5 zeigt die während eines
Fahrzeug-Auftankvorgangs erfassten Prüfdaten, bei dem Kraftstoffdampf
von einem Aktivkohlebehälter
absorbiert wird. Während
die aktive Absorptionsschicht jeden der in den Behälter eingebetteten
Temperaturmessfühler
passiert, wird ein Temperaturanstieg aufgezeichnet. 6 zeigt Prüfdaten,
die während
eines Aktivkohlebehälter-Spülvorgangs
erfasst wurden, bei dem Kraftstoffdampf aus dem Aktivkohlebehälter freigesetzt
wird. Während
die aktive Desorptionsschicht jeden der in den Behälter eingebetteten
Temperaturmessfühler passiert,
wird ein Temperaturabfall aufgezeichnet. Die Temperatur beginnt,
wieder auf Umgebungstemperatur zu Steigen, nachdem die aktive Desorptionsschicht
vorbeigezogen ist.
-
Obwohl
die Erfindung unter Bezugnahme auf bestimmte bevorzugte Ausführungsformen
offenbart wurde, sind zahlreiche Modifikationen, Abänderungen
und Änderungen
an den beschriebenen Ausführungsformen
möglich,
ohne dass vom Geltungs- und Schutzbereich der Erfindung abgewichen
wird, wie er in den beigefügten
Patentansprüchen
und ihren Äquivalenten
definiert wird. Dementsprechend soll die Erfindung nicht auf die
beschriebenen Ausführungsformen
beschränkt
werden, sondern vielmehr den vollständigen, durch den Wortlaut
der folgenden Patentansprüche
definierten Schutzbereich haben.
-
Zusammenfassung
-
Ein
Kraftstoffdampf-Sammelbehälter
(30) für ein
On-Board-Kraftstoffdampf-Emissionskontrollsystem
(20) wird offenbart. Der Kraftstoffdampf-Sammelbehälter (30)
umfasst ein Gehäuse
(44), das einen ersten Anschlussstutzen (46) und
einen zweiten Anschlussstutzen (48) aufweist. Ein Absorptionsmittel (58)
ist in dem Gehäuse
angeordnet ist. Ein Temperaturmessfühler (80) ist dem
Absorptionsmittel ausgesetzt.