DE19956582C1 - Entlüftungsanlage für den Kraftstoffbehälter eines Kraftfahrzeuges - Google Patents

Abstract

Eine Entlüftungsanlage für den Kraftstoffbehälter eines Kraftfahrzeuges enthält folgende Merkmale: eine Entlüftungsleitung mit einem Adsorptionsfilter, eine in dem Kraftstoffbehälter angeordnete Betriebsentlüftungseinrichtung, ein in dem Kraftstoffbehälter angeordnetes Betankungsbegrenzungsventil, und ein Umschaltventil, das in dem Kraftstoffbehälter angeordnet ist. Das Umschaltventil ist einerseits mit der Entlüftungsleitung verbunden und andererseits mit der Betriebsentlüftungseinrichtung oder dem Betankungsbegrenzungsventil verbindbar.

Description

Die Erfindung betrifft eine Entlüftungsanlage für den Kraftstoffbehälter eines Kraftfahrzeuges nach Anspruch 1.

Kraftstoffbehälter mit niedriger Bauhöhe und großer Grundfläche werden häufig unter dem Kofferraum, unter den Fondsitzen oder in Zwischenböden eines Kraftfahr­ zeuges eingebaut. Allgemein bekannt ist es, bei derar­ tigen Kraftstoffbehältern einen zusätzlichen kleinen Behälter als sogenanntes Ausgleichsgefäß vorzusehen, das räumlich oberhalb des Kraftstoffbehälters, bevor­ zugt in der Nähe der Einfüllöffnung, angeordnet ist. Der Ausgleichsbehälter enthält ein sogenanntes Roll- Over-Ventil, das verhindert, daß bei extremen Fahrbe­ dingungen oder bei einem Unfall Kraftstoff über die Entlüftungsleitung in die Umwelt gelangen kann. Außer­ dem verhindert das Roll-Over-Ventil die Schädigung eines Aktivkohlefilters als Adsorptionsfilter, der in der Entlüftungsleitung angeordnet ist, durch übertretendem bzw. austretendem Kraftstoff.

Nachteilig bei dieser allgemein bekannten Anordnung ist, daß für den Ausgleichsbehälter ein entsprechender Bauraum vorgehalten werden muß und daß je nach Konzept zwei Entlüftungs- bzw. Belüftungsleitungen, nämlich einmal eine Betriebsbelüftung und einmal eine Betan­ kungsentlüftungsleitung, zu dem Kraftstoffbehälter geführt werden müssen. Durch die Betriebsbelüftungs­ leitung, die häufig auch als Betriebs­ entlüftungsleitung bezeichnet wird, kann während des Betriebes des Kraftfahrzeuges Luft für den verbrauch­ ten Kraftstoff in den Kraftstoffbehälter nachgesaugt werden. Die Betankungsentlüftungsleitung sorgt dafür, daß während des Tankvorganges der Tank entlüftet wer­ den kann, damit die entsprechende Menge Kraftstoff eingefüllt werden kann.

Bei Verwendung von getrennten Leitungen für die Be­ triebsentlüftung und die Betankungsentlüftung sind entsprechend mehr Trennstellen notwendig, die ebenso wie die Leitungen selbst HC-Emissionen verursachen können. Darüber hinaus wird eine Vormontage der kom­ pletten Kraftstoffanlage dadurch erschwert.

Ein weiterer Nachteil dieser allgemein bekannten Ent­ lüftungsanlagen besteht darin, daß bei sogenannten Satteltanks ein sicheres Abschalten der Zapfpistole bei Erreichen des maximalen Füllstandes im Kraftstoff­ behälter beim Betanken Probleme bereitet. So können z. B. Schwimmerklappen im Einfüllstutzen konstruktiv bedingt meist nicht verwendet werden, da diese schon abschalten, wenn eine Seite des Satteltankes gefüllt ist. Auch ein Schwimmerventil für die Betankungsentlüftungsleitung auf der vom Einfüllstutzen abgewandten Seite kann das Problem nicht vollständig lösen, da dann immer noch Gase über die Betriebsentlüftung ent­ weichen können und so der Tank überfüllt werden kann.

Aus der DE 43 12 720 A1 ist eine Tankentlüftungsanlage für ein Kraftfahrzeug sowie ein Verfahren zu deren Betreiben bekannt, in der ein elektromagnetisch betä­ tigbares 3/2-Wegeventil angeordnet ist, das zwischen einem Adsorptionsfilter und dem Ansaugrohr des Ver­ brennungsmotores des Kraftfahrzeuges vorgesehen ist.

Die DE 42 25 993 C1 zeigt eine Vorrichtung zum vor­ übergehenden Speichern und dosiertem Einspeisen der im Freiraum einer Tankanlage befindlichen flüchtigen Kraftstoffbestandteile in das Ansaugrohr der Brenn­ kraftmaschine des Kraftfahrzeuges.

Die DE 42 41 274 C1 betrifft eine Vorrichtung zum Ein­ speisen der im Freiraum eines Kraftstoffbehälters be­ findlichen Dämpfe in das Ansaugrohr einer Brennkraft­ maschine.

In der EP 0 882 617 A2 ist eine Vorrichtung zum Steu­ ern der Gasströme und Flüssigkeitsniveaus in einem "Onboard Refuelling Vapor Recovery"-Betankungssystem mit einem durch eine Zapfpistole mechanisch gesteuer­ tem Ventil, welches zwischen einem Tankeinfüllstutzen und dem Kraftstoffbehälter angeordnet ist, bekannt.

Die FR 2 674 192 A1 betrifft die Anordnung eines 3/2- Wegeventiles zwischen einem Aktivkohlebehälter und der Auspuffleitung des Kraftfahrzeuges.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Entlüftungsanlage für den Kraftstoffbehälter ei­ nes Kraftfahrzeuges zu schaffen, welche bei geringem Bauraum und wenigen Verbindungsstellen eine sichere Entlüftung eines Kraftstoffbehälters gewährleistet, insbesondere bei Kraftstoffbehältern mit niedriger Bauhöhe.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die Kombina­ tion der in Anspruch 1 genannten Merkmale gelöst.

Erfindungsgemäß sind nunmehr praktisch alle wesentli­ chen Bauteile der Entlüftungsanlage innerhalb des Kraftstoffbehälters angeordnet und es ist nur noch eine einzige externe Entlüftungsleitung, welche ins Freie führt, mit einem Adsorptionsfilter erforderlich. Gegebenenfalls kann auch noch der Adsorptionsfilter in Form eines Aktivkohlefilters zusätzlich in dem Kraft­ stoffbehälter angeordnet sein.

Durch das erfindungsgemäße Umschaltventil, das z. B. als elektromagnetisches 3/2-Wegeventil ausgebildet sein kann, kann die Entlüftungsleitung entweder mit der Betriebsentlüftungseinrichtung oder dem Tankbe­ grenzungsventil verbunden werden, so daß Leitungen und damit mögliche Leckstellen eingespart werden. Zusätz­ lich werden auf diese Weise eine Montagevereinfachung durch weniger Arbeitsschritte und eine Bauraumreduzie­ rung erreicht.

Mit der erfindungsgemäßen Entlüftungseinrichtung ist auch ein sicheres und genaues Abschalten der Zapfpi­ stole beim Betanken des Kraftfahrzeuges möglich, wobei gleichzeitig ein Übertanken unterbunden ist.

Dadurch, daß praktisch alle Teile für die Entlüftungs­ anlage in dem Kraftstoffbehälter angeordnet sind, kann auch eine Vormontage der Kraftstoffanlage vorgenommen werden, was wiederum zu einer Rationalisierung bei­ trägt.

Durch die Anordnung der Bauteile der Entlüftungsanlage im Kraftstoffbehälter sind weiterhin wenige Verbin­ dungsstellen und wenige freie Oberflächen außerhalb des Tankes vorhanden, so daß auf diese Weise geringe HC-Emissionen auftreten und damit auch zukünftige Emissionsgesetze leichter erfüllt werden können.

Durch die Umschaltung der Leitungsführung über das Umschaltventil wird verhindert, daß insbesondere bei einem vollen Kraftstoffbehälter flüssiger Kraftstoff über ein Schwimmerventil, das als Betankungsbegren­ zungsventil wirkt, in die Entlüftungsleitung mitgeris­ sen wird und auf diese Weise den Adsorptionsfilter, z. B. einen Aktivkohlefilter, schädigt.

Da durch die Umschaltung auf die Betriebsentlüftungs­ einrichtung über ein Schwimmerventil (als Betankungs­ begrenzungsventil) auch während der Fahrt kein Kraft­ stoff in die Entlüftungsleitung gelangen kann, kann diese auch z. B. zuerst fallend und anschließend stei­ gend verlegt werden, womit man eine Syphonbildung er­ reicht, falls dies konstruktiv erforderlich ist.

Bei der erfindungsgemäßen Entlüftungsanlage ist im Prinzip auch ein sonst erforderlicher Roll-Over-Schutz nicht mehr unbedingt nötig.

Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den üb­ rigen Unteransprüchen und aus dem nachfolgend anhand der Zeichnung prinzipmäßig beschriebenen Ausführungs­ beispiel.

Es zeigt:

Fig. 1 einen Schnitt durch einen Kraftstoffbehälter eines (nicht dargestellten) Kraftfahrzeuges mit der erfindungsgemäßen Entlüftungsanlage; und

Fig. 2 Darstellung eines 3/2-Wegeventiles als Um­ schaltventil.

In einem Kraftstoffbehälter 1, bei dem mit "2" (gestrichelte Linie) der maximale Kraftstoffspiegel in dem Kraftstoffbehälter 1 eingezeichnet ist, sind ein Umschaltventil in Form eines 3/2-Wegeventiles 3, ein Betankungsbegrenzungsventil, z. B. ein Schwimmerventil 4, und eine Betriebsentlüftungseinrichtung 5 angeord­ net.

Von dem 3/2-Wegeventil 3 führt eine Betriebsentlüf­ tungsleitung 6 zu der Betriebsentlüftungseinrichtung 5. Über eine Betankungsentlüftungsleitung 7 ist das Betankungsbegrenzungsventil 4 ebenfalls mit dem 3/2- Wegeventil 3 verbindbar. Eine Entlüftungsleitung 8 führt von dem 3/2-Wegeventil 3 über einen darin ange­ ordneten Adsorptionsfilter, z. B. einem Aktivkohlefil­ ter 9, in die Atmosphäre.

Als Schwimmerventil für das Betankungsbegrenzungsven­ til 4 kann ein einfaches und kostengünstiges Bauteil herkömmlicher Technik benutzt werden, das nur bei ei­ nem langsamen Aufschwimmen dicht schließen muß. Im Bedarfsfalle ist es zusätzlich möglich die Betriebs­ entlüftungseinrichtung 5 auch noch mit einer Roll- Over-Schutzfunktion als Schutz bei einem Crash bzw. bei einem Überschlag des Kraftfahrzeuges zu versehen.

Wie ersichtlich, kann durch die Umschaltfunktion des 3/2-Wegeventiles 3 zwischen der Betankungsbegrenzungs­ leitung 7 und der Betriebsentlüftungsleitung 6 sicher verhindert werden, daß Kraftstoff in die Entlüftungs­ leitung 8 gerät. Dies bedeutet, daß man in vorteilhaf­ ter Weise auch den Adsorptionsfilter 9 im Inneren des Kraftstoffbehälters 1 anordnen und diesen ebenfalls zusammen mit den anderen Bauteilen der Entlüftungsan­ lage vorfertigen und zusammen mit dem Kraftstoffbehäl­ ter 1 in das Kraftfahrzeug einbauen kann.

Das in der Fig. 2 dargestellte Umschaltventil in Form eines 3/2-Wegeventiles 3 ist mit einer Federrückstel­ lung durch eine Rückstellfeder 10 und einem Umschalt­ magneten 11 versehen. In der Ruhestellung des Ventiles 3 (Stellung b) fließt kein Strom und es ist eine Ver­ bindung zwischen der Entlüftungsleitung 8 und der Be­ triebsentlüftungseinrichtung 5 über die Betriebsent­ lüftungsleitung 6 hergestellt.

In einer durch den Magneten 11 betätigten Stellung a fließt Strom und die Verbindung zwischen der Entlüf­ tungsleitung 8 und dem Betankungsbegrenzungsventil 4 ist über die Betankungsentlüftungsleitung 7 herge­ stellt. Im Vergleich zu der Betriebsentlüftungsleitung 6 sollte die Betankungsentlüftungsleitung 7 einen deutlich größeren Durchmesser, z. B. den doppelten Durchmesser, aufweisen, um während des Tankvorganges eine schnelle und sichere Entlüftung des Kraftstoffbe­ hälters 1 zu erreichen.

Das 3/2-Wegeventil 3 wird bei der Betankung geschal­ tet, wozu mit einer entsprechenden Information bzw. Sensorik auf geeignete Weise "Fahrzeug wird betankt" erfaßt wird. Dies kann z. B. durch eine Ansteuerung des 3/2-Wegeventiles 3 über elektromechanische Schalter oder einen Reedkontakt durch eine Erfassung der Tank­ klappenstellung oder durch die Zapfpistole erfolgen. Der Vorteil dieser Ausgestaltung besteht darin, daß die Betankungsentlüftungsleitung 7 zuverlässig nur mit der Entlüftungsleitung 8 während der Betankung verbun­ den wird, wobei die Ansteuerung des 3/2-Wegeventils hierzu ohne großen Kostenaufwand möglich ist.

Zur weiteren Einsparung von Teilen und zur Montageer­ leichterung können das 3/2-Wegeventil 3 und das Betan­ kungsbegrenzungsventil 4 auch in einem gemeinsamen Gehäuse als ein Bauteil integriert sein.

Bei der beschriebenen Entlüftungsanlage ist der anson­ sten getrennt angeordnete Ausgleichsbehälter in Form eines Luftausgleichsvolumens direkt in den Kraftstoff­ behälter 1 integriert bzw. entfällt damit eigentlich.

Im Bedarfsfalle kann man die Entlüftungsanlage auch mit einem "Crashsignal" koppeln, womit man auf einen gesonderten Roll-Over-Schutz verzichten kann. In die­ sem Falle würde dann das 3/2-Wegeventil durch ein 3/3- Wegeventil ersetzt werden, wobei dann bei einem Crashsignal alle Leitungen abgesperrt werden würden.

Anstelle eines 3/2-Wegeventiles 3 gemäß Fig. 2 mit einer Rückstellfeder 10 kann auch neben dem Schaltma­ gneten 11 auf der diesem gegenüberliegenden Seite ein zweiter Schaltmagnet 12 (gestrichelt dargestellt) vor­ gesehen werden, wodurch das 3/2-Wegeventil 3 jeweils in den Endstellungen arretiert ist und wodurch jeweils nur Schaltimpulse erforderlich sind.

Eine weitere Möglichkeit wäre eine Betätigung des 3/2- Wegeventils 3 durch einen Stellmotor 13, der als Al­ ternative ebenfalls in der Fig. 2 gestrichelt darge­ stellt ist.

Claims (9)

1. Entlüftungsanlage für den Kraftstoffbehälter ei­ nes Kraftfahrzeuges mit folgenden Merkmalen:

• 1. 1.1 einer Entlüftungsleitung (8) mit einem Ad­ sorptionsfilter (9),
• 2. 1.2 einer in dem Kraftstoffbehälter (1) angeord­ neten Betriebsentlüftungseinrichtung (5),
• 3. 1.3 einem in dem Kraftstoffbehälter (1) angeord­ neten Betankungsbegrenzungsventil (4),
• 4. 1.4 einem Umschaltventil (3), das in dem Kraft­ stoffbehälter (1) angeordnet ist, wobei
• 5. 1.5 das Umschaltventil (3) einerseits mit der Entlüftungsleitung (8) verbunden ist und an­ dererseits mit der Betriebsentlüftungsein­ richtung (5) oder dem Betankungsbegrenzungs­ ventil (4) verbindbar ist.

2. Entlüftungsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Umschaltventil als 3/2-Wegeventil (3) ausge­ bildet ist.

3. Entlüftungsanlage nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das 3/2-Wegeventil (3) mit einer Federrückstel­ lung durch eine Feder (10) versehen ist.

4. Entlüftungsanlage nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das 3/2-Wegeventil (3) mit zwei Elektromagneten (11, 12) versehen ist.

5. Entlüftungsanlage nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das 3/2-Wegeventil (3) mit einem Stellmotor (13) versehen ist.

6. Entlüftungsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Umschaltventil als 3/3-Wegeventil (3) ausge­ bildet ist, das mit einem Crashsignal verbindbar ist.

7. Entlüftungsanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Umschaltventil (3) und das als Schwimmerven­ til ausgebildete Betankungsbegrenzungsventil (4) in einem gemeinsamen Gehäuse als Baueinheit aus­ gebildet sind.

8. Entlüftungsanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Adsorptionsfilter als in dem Kraftstoffbehäl­ ter (1) angeordneter Aktivkohlefilter (9) ausge­ bildet ist.

9. Entlüftungsanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Umschaltventil (3) durch eine Einrichtung, die die Stellung einer Tankklappe erfaßt, ansteu­ erbar ist.