DE19930926A1 - Fuel system for motor vehicle has fuel container fluidically connected to active carbon filter for operational and filling venting via single venting line containing valve controlled by controller - Google Patents
Fuel system for motor vehicle has fuel container fluidically connected to active carbon filter for operational and filling venting via single venting line containing valve controlled by controllerInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Tanksystem für Kraftfahrzeuge. Solche Tanksysteme umfassen neben einem Kraftstofftank ein Ent- und Belüftungssystem (im folgen den wird vereinfachend von Entlüftung gesprochen). Dieses Entlüftungssystem umfasst einen Aktivkohlefilter, der mit dem Tank fluidisch verbunden ist. Bei her kömmlichen Tanksystemen sind zwei unterschiedliche Entlüftungsleitungen vor handen, wobei die eine Entlüftungsleitung der Betankungsentlüftung und die an dere der Betriebsentlüftung dient. Während des Fahrzeugbetriebes ist die Menge des aus dem Tank austretenden Kraftstoffdampf-Luft-Gemisches (kurz Entlüf tungsgas) gering, während beim Auftanken des Fahrzeuges wesentlich größere Entlüftungsgasmengen aus dem Tank verdrängt werden müssen.The invention relates to a tank system for motor vehicles. Such tank systems In addition to a fuel tank, they include a ventilation and ventilation system (hereinafter this is simply called ventilation). This vent system comprises an activated carbon filter which is fluidly connected to the tank. At her Conventional tank systems have two different ventilation lines hand, the one ventilation line of the fueling ventilation and the which is used for operational ventilation. The quantity is during vehicle operation of the fuel vapor-air mixture emerging from the tank (shortly vent tion gas) low, while when refueling the vehicle much larger Vent gas quantities must be displaced from the tank.
Beide Entlüftungsleitungen bergen in sich die Gefahr, dass Kraftstoff über sie in den Aktivkohlefilter und unter Umständen in die Umwelt gelangt. Deswegen müs sen in beiden Entlüftungsleitungen Ventile oder Einrichtungen vorhanden sein, die einen Austritt flüssigen Kraftstoffes, etwa im Fall eines Überschlags des Fahrzeu ges verhindern.Both vent lines run the risk of fuel getting in through them the activated carbon filter and possibly into the environment. Therefore Valves or devices must be present in both ventilation lines leakage of liquid fuel, for example in the event of a vehicle rollover prevent.
Davon ausgehend ist die Aufgabe der Erfindung, ein Tanksystem vorzuschlagen, das ohne Funktionseinschränkung eine geringere Anzahl an Ventilen und Schutz einrichtungen erfordert.Proceeding from this, the object of the invention is to propose a tank system, a smaller number of valves and protection without functional restrictions facilities required.
Diese Aufgabe wird durch ein Tanksystem nach Anspruch 1 gelöst. Danach ist der Kraftstofftank mit dem Aktivkohlefilter über eine einzige Entlüftungsleitung verbun den, die sowohl der Betriebs- als auch der Betankungslüftung dient. Der Quer schnitt dieser Entlüftungsleitung ist so gewählt, dass das beim Auftanken aus dem Tank verdrängte Entlüftungsgas ohne nennenswerten Strömungswiderstand ent weichen kann. Dadurch, dass nur eine einzige Entlüftungsleitung vorhanden ist, kann der zur Steuerung des Entlüftungssystems und zur Verhinderung des Über tritts von flüssigem Kraftstoffes notwendige gerätetechnische Aufwand verringert werden.This object is achieved by a tank system according to claim 1. After that is the Connect the fuel tank to the activated carbon filter via a single vent line the one that serves both operational and refueling ventilation. The cross cut of this vent line is selected so that when refueling from the Tank displaced vent gas without significant flow resistance ent can give way. Because there is only a single vent line, can be used to control the ventilation system and to prevent over necessary equipment-related effort is reduced by liquid fuel become.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist in der Entlüftungsleitung nur ein einzi ges, von einer Steuereinrichtung gesteuertes Ventil vorhanden, das eine die Ent lüftungsleitung freigebende Öffnungsstellung und eine die Entlüftungsleitung ab sperrende Schließstellung aufweist. Weiterhin sind Sensoren vorhanden, die In formationen über den momentanen Betriebszustand des Tanks oder des Fahr zeuges in Form von Steuersignalen an die Steuereinrichtung weitergeben. Auf diese Weise können sämtliche für ein Tanksystem relevanten Steuerungsaufga ben mit nur einem Ventil bewerkstelligt werden. Als Steuerungsaufgaben kommen etwa die Verhinderung des Übertritts von flüssigem Kraftstoff beim Betanken und im Falle eines Überschlages, die Verhinderung der Bildung eines Unterdrucks im Tank, das Abschalten einer Zapfpistole bei einem vorgegebenen Kraftstoff- Füllstand und dgl. in Betracht. Die für die Steuerungsaufgaben relevanten Para meter sind in erster Linie der Tankinnendruck sowie das Vorhandensein von Kraftstoff an bestimmten Stellen des Tanksystems. Das Tanksystem umfasst somit wenigstens einen Drucksensor und einen Kraftstoffsensor, wobei letzterer vorzugsweise ein kapazitiv arbeitender Sensor ist. Um die "Roll-Over-Funktion" zu gewährleisten sind Neigungsschalter vorgesehen, die eine extreme Schräglage oder Kopflage des Fahrzeuges detektieren.In a preferred embodiment, only one is in the vent line ges, valve controlled by a control device available, the one Ent ventilation line opening position and a the ventilation line off has locking closed position. Furthermore, sensors are available, the In information about the current operating status of the tank or the vehicle pass on in the form of control signals to the control device. On In this way, all control tasks relevant for a tank system be accomplished with just one valve. Coming as control tasks such as preventing the transfer of liquid fuel when refueling and in the event of a rollover, preventing the formation of a vacuum in the Tank, switching off a fuel nozzle at a given fuel Level and the like. The Para relevant for the control tasks meters are primarily the tank pressure and the presence of Fuel at certain points in the tank system. The tank system includes thus at least one pressure sensor and one fuel sensor, the latter is preferably a capacitively operating sensor. To the "roll-over function" too Tilt switches are provided that ensure an extreme inclined position or detect the head position of the vehicle.
Die Erfindung wird nun anhand eines in der beigefügten Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert.The invention will now be illustrated with reference to one in the accompanying drawing Embodiment explained in more detail.
Die Abbildung zeigt schematisch ein erfindungsgemäßes Tanksystem das als we sentliche Bestandteile einen Tank 1 mit Einfüllrohr 2 und einen Aktivkohlefilter 3 umfasst. Der oberhalb des maximalen Kraftstofffüllstands vorhandene Gasraum 4 des Tanks 1 ist über eine Entlüftungsleitung 5 mit dem Aktivkohlefilter fluidisch verbunden. Diese Entlüftungsleitung 5 dient sowohl der Betriebs- als auch der Betankungsentlüftung. Der Querschnitt der Entlüftungsleitung 5 ist so ausgelegt, dass das beim Betanken aus dem Tank 1 verdrängte Entlüftungsgas ohne nen nenswerten Strömungswiderstand entweichen kann.The figure schematically shows a tank system according to the invention which, as essential components, comprises a tank 1 with filler pipe 2 and an activated carbon filter 3 . The gas space 4 of the tank 1 above the maximum fuel level is fluidly connected to the activated carbon filter via a ventilation line 5 . This vent line 5 serves both the operational and the refueling vent. The cross section of the vent line 5 is designed so that the vent gas displaced from the tank 1 during refueling can escape without any significant flow resistance.
In der Entlüftungsleitung 5 ist ein Ventil 6 angeordnet, das beispielsweise als 2/2- Wegeventil ausgebildet ist. Das vorzugsweise elektromagnetisch betätigte, im Be reich der Tankoberseite angeordnete Ventil sperrt in seiner Schließstellung die Entlüftungsleitung 5 ab und gibt sie in seiner Öffnungsstellung frei. Es ist auch denkbar, anstelle eines 2/2-Wegeventils ein 3/3-Wegeventil einzusetzen, wobei dessen dritter Anschluss mit der Atmosphäre verbunden ist. Mit einem solchen Ventil kann beispielsweise im Falle einer nicht abschaltenden Zapfpistole in den Tank geförderter Kraftstoff an die Atmosphäre abgeleitet und somit der Aufbau eines für das Tanksystem schädlichen Innendrucks vermieden werden. Das als 2/2-Wegeventil ausgestaltete Ventil 6 ist in Schließrichtung federbelastet, so dass bei fehlender Stromversorgung, etwa im Falle eines Unfalles die Entlüftungslei tung 5 geschlossen ist. Im Falle eines 3/3-Wegeventils ist die Abfolge der Schalt stellungen so gewählt, dass es sich im stromlosen Zustand in einer Stellung be findet, in der sowohl die Entlüftungsleitung als auch der in die Atmosphäre füh rende Ventilanschluss abgesperrt sind. Um bei Stromausfall einen schädlichen Druckanstieg zu vermeiden, ist am Tank oder einer anderen geeigneten Stelle ein mechanisch arbeitendes Überdruckventil vorhanden.A valve 6 is arranged in the vent line 5 and is designed, for example, as a 2/2-way valve. The preferably electromagnetically actuated valve arranged in the area of the tank top blocks the vent line 5 in its closed position and releases it in its open position. It is also conceivable to use a 3/3-way valve instead of a 2/2-way valve, the third connection of which is connected to the atmosphere. With such a valve, for example, in the case of a fuel nozzle that does not switch off, fuel conveyed into the tank can be discharged to the atmosphere and thus the build-up of an internal pressure which is harmful to the tank system can be avoided. The designed as a 2/2-way valve 6 is spring-loaded in the closing direction, so that when there is no power supply, for example in the event of an accident, the ventilation line 5 is closed. In the case of a 3/3-way valve, the sequence of switching positions is selected so that it is in a de-energized state in a position in which both the ventilation line and the valve connection leading into the atmosphere are shut off. In order to avoid a harmful increase in pressure in the event of a power failure, a mechanically operating pressure relief valve is available on the tank or another suitable location.
Das Ventil 6 ist über eine Steuerleitung 7 mit einer Steuereinrichtung 8 verbunden. Weiterhin sind unterschiedliche, weiter unten noch näher erläuterte Sensoren vor handen, die Informationen über den jeweiligen Betriebszustand des Tanks 1 oder des Kraftfahrzeuges in Form von Steuersignalen an die Steuereinrichtung 8 wei tergeben. Der Aktivkohlefilter 3 ist über eine Regenerierleitung 9 mit dem Motor eines Kraftfahrzeuges verbunden. In der Regenerierleitung 9 ist ein Taktventil 10 angeordnet, das in vorgegebenen Zeitabständen die Verbindung zwischen dem Motor, genauer der Saugseite des Motors und dem Aktivkohlefilter freigibt. Über eine Spülleitung 11 wird dann Luft aus der Atmosphäre durch den Aktivkohlefilter gesaugt und an dessen Aktivkohleschüttung adsorbierter Kraftstoff desorbiert und zum Motor geleitet, wo er ottomotorisch verbrannt wird. Die Spülleitung 11 ist so wohl während der Regenerierphase als auch während des Fahrzeugbetriebes oder Fahrzeugstillstandes geöffnet, so dass eine Tankentlüftung stets gewährlei stet ist. Sie ist aber durch ein Sperrventil bzw. ein Diagnoseventil 12 verschließ bar, wenn das Tanksystem auf Dichtigkeit überprüft wird. Zu diesem Zwecke ist eine Diagnosepumpe 13 vorhanden, die in die Entlüftungsleitung 5 Luft fördert. Bei ebenfalls geschlossenem Taktventil 10 baut sich im Tanksystem ein Druck auf, der zur Leckageprüfung eine bestimmte Zeitspanne beobachtet wird.The valve 6 is connected to a control device 8 via a control line 7 . Furthermore, there are different sensors, which will be explained in more detail below, which transmit information about the respective operating state of the tank 1 or the motor vehicle in the form of control signals to the control device 8 . The activated carbon filter 3 is connected to the engine of a motor vehicle via a regeneration line 9 . A timing valve 10 is arranged in the regeneration line 9 , which releases the connection between the engine, more precisely the suction side of the engine and the activated carbon filter at predetermined time intervals. Via a purge line 11 , air is then sucked out of the atmosphere through the activated carbon filter and the adsorbed fuel on the activated carbon bed is desorbed and passed to the engine, where it is burned by an otto engine. The rinsing line 11 is open during the regeneration phase as well as during vehicle operation or vehicle standstill, so that tank ventilation is always guaranteed. However, it can be closed by a shut-off valve or a diagnostic valve 12 when the tank system is checked for leaks. For this purpose, there is a diagnostic pump 13 which conveys 5 air into the ventilation line. When the cycle valve 10 is also closed, a pressure builds up in the tank system, which pressure is observed for a certain period of time for the leakage test.
Im folgenden werden einige Steuerungsaufgaben bzw. Betriebssituationen be schrieben, bei dem das Ventil 6 je nach Bedarf geöffnet oder geschlossen wird.In the following, some control tasks or operating situations will be described, in which the valve 6 is opened or closed as required.
Eine für ein Tanksystem kritische Situation ist das Auftanken. Über das Einfüll rohr 2 in den Tank 1 geförderter Kraftstoff steigt darin an und verdrängt Entlüf tungsgas in Richtung des Pfeiles 14 in das Ventil 6 und von dort über die Entlüf tungsleitung 5 zum Aktivkohlefilter. Die beim Auftanken maximal zulässige Füll standshöhe wird durch einen Kraftstoffsensor 15 detektiert. Der Kraftstoffsensor ist vorzugsweise ein kapazitiv arbeitender Sensor. Wenn der Kraftstoff 16 bis in den Bereich des Kraftstoffsensors 15 angestiegen ist, wird über eine (nicht dar gestellte) Signalleitung ein entsprechendes Signal an die Steuereinrichtung wei tergeleitet. Das Ventil 6 wird geschlossen. Es kann nun kein Entlüftungsgas 4 mehr entweichen. Als Folge steigt der Kraftstoff 16 im Einfüllrohr an und gelangt schließlich zur Zapfpistole, die bei Berührung mit Kraftstoff abschaltet. Die Steu ereinrichtung 8 kann mit einer Schaltlogik ausgestattet sein, die ein mehrfaches Nachtanken kleiner Kraftstoffmengen erlaubt, etwa wenn der Tankende einen runden Zahlbetrag erreichen möchte. Auf die geschilderte Weise ist sowohl eine Füllstandsbegrenzung als auch ein Übertankungsschutz gewährleistet. Statt des erwähnten kapazitiven Sensors kann auch ein im Tank ohnehin zu Anzeigezwecken vorhandener Füllstandsgeber dienen, der beispielsweise mit einem schwenk bar gelagerten Arm ausgerüstet ist, dessen Freiende einen Schwimmer trägt und dessen schwenkbar gelagertes Fixierende einen mit einem Dickschichtwiderstand zusammenwirkenden Kontakt trägt. Refueling is a critical situation for a tank system. Via the filler pipe 2 into the tank 1 fuel rises therein and displaces ventilation gas in the direction of arrow 14 in the valve 6 and from there via the ventilation line 5 to the activated carbon filter. The maximum permitted level when refueling is detected by a fuel sensor 15 . The fuel sensor is preferably a capacitively operating sensor. When the fuel 16 has risen to the area of the fuel sensor 15 , a corresponding signal is passed on to the control device via a signal line (not shown). The valve 6 is closed. Vent gas 4 can now no longer escape. As a result, the fuel 16 rises in the filler pipe and finally arrives at the fuel nozzle, which switches off when it comes into contact with fuel. The control device 8 can be equipped with a switching logic that allows multiple refueling of small amounts of fuel, for example if the end of the tank wants to reach a round payment amount. In the manner described, both a fill level limitation and overfuel protection are guaranteed. Instead of the above-mentioned capacitive sensor, a fill level sensor that is already present in the tank for display purposes can also be used, which is equipped, for example, with a swivel-mounted arm, the free end of which carries a float and the swivel-mounted fixer carries a contact interacting with a thick-film resistor.
Eine Situation, bei der unter Umständen Kraftstoff über die Entlüftungsleitung 5 nach außen gelangen kann, tritt auf, wenn der Tankinhalt durch Fahrzeugbewe gungen hin und her schwappt. Auf Grund des sehr niedrigen Dampfdruckes der meisten Kraftstoffe sind die Schwappbewegungen meist mit einem Druckanstieg begleidet, was den Eintritt von Kraftstoff in die Entlüftungsleitung 5 unterstützt. Ein solcher Kraftstoffübertritt wird auf folgende Weise verhindert: Auf der Einlasssei te 17 des Ventils 6 ist ein vorzugsweise kapazitiv arbeitender Kraftstoffsensor 15a angeordnet. Hochschwappende Kraftstoffmengen werden erkannt und ein ent sprechendes Steuersignal an die Steuereinrichtung 8 weitergeleitet, die das Schließen das Ventils 6 veranlasst. Ein Austritt von Kraftstoff ist wirkungsvoll ver hindert.A situation in which fuel can possibly escape to the outside via the ventilation line 5 occurs when the tank contents sloshes back and forth as a result of vehicle movements. Because of the very low vapor pressure of most fuels, the sloshing movements are usually accompanied by an increase in pressure, which supports the entry of fuel into the ventilation line 5 . Such fuel spillage is prevented in the following way: on the inlet side 17 of the valve 6 , a preferably capacitive fuel sensor 15 a is arranged. Lapping fuel quantities are recognized and a corresponding control signal is forwarded to the control device 8 , which causes the valve 6 to close. Leakage of fuel is effectively prevented.
Der einlassseitig am Ventil 6 angeordnete Kraftstoffsensor 15a verhindert auch im Falle eines Überschlages, dass Kraftstoff über die Entlüftungsleitung 5 zum Aktiv kohlefilter 3 und von dort über die normalerweise geöffnete Spülleitung 11 nach außen gelangt.The arranged on the inlet side of the valve 6 fuel sensor 15 a prevents in the event of a rollover that fuel passes through the vent line 5 to the activated carbon filter 3 and from there via the normally open purge line 11 to the outside.
Um den Aufbau eines unzulässig hohen Überdruckes oder Unterdruckes zu ver hindern, ist im oberen Tankbereich, etwa im Bereich des Gasraumes 4 ein Druck sensor 18 angeordnet. Wenn beispielsweise der Aktivkohlefilter 3 bei geöffnetem Taktventil 10 und geöffnetem Diagnoseventil 12 regeneriert wird, pflanzt sich der Unterdruck der Motorsaugseite in den Aktivkohlefilter fort. Um zu verhindern, dass beispielsweise bei nicht ordnungsgemäß geöffnetem Diagnoseventil 12 sich der Unterdruck des Motors in den Tank fortpflanzt, wird das Ventil 6 bei Unterschrei ten eines vorgegebenen Schwellendruckes geschlossen.In order to prevent the build-up of an impermissibly high overpressure or underpressure, a pressure sensor 18 is arranged in the upper tank area, for example in the area of the gas space 4 . If, for example, the activated carbon filter 3 is regenerated with the clock valve 10 open and the diagnostic valve 12 open, the negative pressure of the engine suction side propagates into the activated carbon filter. In order to prevent the negative pressure of the engine from propagating into the tank, for example when the diagnostic valve 12 is not properly opened, the valve 6 is closed when a predetermined threshold pressure is undershot.
Weiterhin ist die Situation denkbar, dass sich im Tank bei etwa aufgrund des Vor handenseins von Kraftstoff am Sensor 15a geschlossenem Ventil 6 ein unzulässig hoher Tankinnendruck aufbaut. Dies wird ebenfalls durch den Drucksensor 18 detektiert. Das Ventil 6 wird dann durch die Steuereinrichtung 8 geöffnet. Ein an derer "Überdruckfall" liegt dann vor, wenn die Zapfpistole trotz des Ansteigens von Kraftstoff im Einfüllrohr 2 nicht abschaltet. Die Zapfpistolen liegen vielfach so dicht in einem Einfüllstutzen 11 des Einfüllrohres 2 ein, dass ein Druckabbau über die Öffnung 20 des Einfüllrohres erst bei Drücken erfolgt, die für den Tank schon schädlich sein können. Für einen solchen Fall ist es zweckmäßig, anstelle eines 2/2-Wegeventils ein 3/3-Wegeventil einzusetzen. Ein solches Ventil kann dann nämlich in die Schaltstellung gebracht werden, in der der Tankinnenraum mit der Atmosphäre verbunden wird. Der von der nicht ordnungsgemäß abschaltenden Zapfpistole in den Tank geförderte Kraftstoff kann dann über den dritten An schluss des Ventiles in die Umgebung ablaufen, wodurch ein unzulässig hoher Tankinnendruck vermieden wird. Furthermore, the situation is conceivable that in the tank at about due to the hand before being a closed valve 6, an inadmissibly high tank internal pressure builds up fuel at the sensor 15 °. This is also detected by the pressure sensor 18 . The valve 6 is then opened by the control device 8 . Another "overpressure case" is present when the nozzle does not switch off despite the increase in fuel in the filler pipe 2 . The nozzles often lie so tightly in a filler neck 11 of the filler pipe 2 that a pressure reduction via the opening 20 of the filler pipe only occurs at pressures which can already be harmful to the tank. In such a case, it is advisable to use a 3/3-way valve instead of a 2/2-way valve. Such a valve can then be brought into the switch position in which the tank interior is connected to the atmosphere. The fuel pumped into the tank by the nozzle, which does not switch off properly, can then drain into the environment via the third connection of the valve, thereby avoiding an inadmissibly high internal tank pressure.
11
Tank
tank
22nd
Einfüllrohr
Filler pipe
33rd
Aktivkohlefilter
Activated carbon filter
44th
Gasraum
Gas space
55
Entlüftungsleitung
Vent line
66
Ventil
Valve
77
Steuerleitung
Control line
88th
Steuereinrichtung
Control device
99
Regenerierleitung
Regeneration line
1010th
Taktventil
Clock valve
1111
Spülleitung
Flush line
1212th
Diagnoseventil
Diagnostic valve
1313
Diagnosepumpe
Diagnostic pump
1414
Pfeil
arrow
1515
Kraftstoffsensor
Fuel sensor
1515
a Kraftstoffsensor
a fuel sensor
1616
Kraftstoff
fuel
1717th
Einlassseite
Inlet side
1818th
Drucksensor
Pressure sensor
1919th
Einfüllstutzen
Filler neck
2020th
Öffnung
opening
Claims (6)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19930926A DE19930926A1 (en) | 1998-07-06 | 1999-07-06 | Fuel system for motor vehicle has fuel container fluidically connected to active carbon filter for operational and filling venting via single venting line containing valve controlled by controller |
Applications Claiming Priority (2)
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|---|---|---|---|
| DE19830110 | 1998-07-06 | ||
| DE19930926A DE19930926A1 (en) | 1998-07-06 | 1999-07-06 | Fuel system for motor vehicle has fuel container fluidically connected to active carbon filter for operational and filling venting via single venting line containing valve controlled by controller |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE19930926A1 true DE19930926A1 (en) | 2000-05-04 |
Family
ID=7873108
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE19930926A Withdrawn DE19930926A1 (en) | 1998-07-06 | 1999-07-06 | Fuel system for motor vehicle has fuel container fluidically connected to active carbon filter for operational and filling venting via single venting line containing valve controlled by controller |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| DE (1) | DE19930926A1 (en) |
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- 1999-07-06 DE DE19930926A patent/DE19930926A1/en not_active Withdrawn
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
| 8130 | Withdrawal |