DE4335126A1 - Vorrichtung zur Dichtheitsprüfung eines Tankentlüftungssystems - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Dichtheits­ prüfung eines der Entlüftung eines Kraftstofftanks eines eine Brennkraftmaschine mit einem Saugrohr auf­ weisenden Kraftfahrzeuges dienenden Tankentlüftungs­ systems gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Stand der Technik

Es ist bekannt, zur Dichtheitsprüfung eines Tankent­ lüftungssystems mit einem Überdruck oder einem Unter­ druck zu arbeiten, wobei diese Drücke gemäß der DE 40 03 751 A1 in Abhängigkeit von den Betriebsbe­ dingungen auftreten. Es ist ferner bekannt, zur Dicht­ heitsprüfung in dem Tanksystem mit Hilfe eines elektrische betätigten Hubkolbens oder mittels einer besonderen Luftpumpe einen Überdruck zu erzeugen.

Bei den Systemen, bei denen ein Unterdruck oder ein Überdruck in Abhängigkeit von den Betriebsbedingungen der mit dem zu prüfenden Tank verbundenen Brennkraft­ maschine auftritt, ist es, zumindest was die Erzeugung eines Überdrucks anbelangt, häufig nicht möglich, ohne weiteres die betreffenden Betriebsbedingungen zum Ent­ stehen eines Überdrucks herzustellen. Bei den mit einem Hubkolben oder einer Luftpumpe arbeitenden Prüfsystemen ist dagegen ein zusätzlicher technischer Aufwand er­ forderlich, der erhöhte Kosten und/oder eine erhöhte Störanfälligkeit der gesamten Anlage zur Folge hat.

Ausgehend vom Stand der Technik und der vorstehend angegebenen Problematik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine gattungsgemäße Vorrichtung zur Dicht­ heitsprüfung von Tankentlüftungssystemen dahingehend zu verbessern, daß unter Verzicht auf separate, aktive Betätigungs- bzw. Druckerzeugungseinrichtungen, d. h., unter Verzicht auf einen speziellen Antriebsmotor, wie er beispielsweise für eine Pumpe erforderlich ist und unter Verzicht auf elektromechanische Betätigungsein­ richtungen wie bei dem erwähnten Hubkolben eine Dichtheitsprüfung in Abhängigkeit von einem in dem Kraftstofftank erzeugten Überdruck durchgeführt werden kann.

Diese Aufgabe wird bei einer gattungsgemäßen Vorrichtung durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.

Es ist ein besonderer Vorteil der Vorrichtung gemäß der Erfindung, daß beim Betreiben einer Brennkraft­ maschine üblicherweise problemlos zu jeder Zeit ein Unterdruck zur Verfügung steht und damit die Voraus­ setzung für die Erzeugung des gewünschten Überdrucks zur gezielten Überdruckprüfung eines Tankentlüftungs­ systems vorliegt.

Dabei hat es sich in Ausgestaltung der Erfindung als vorteilhaft erwiesen, wenn die Druckerzeugungsein­ richtungen ein bei laufender Brennkraftmaschine durch einen Unterdruck im Saugrohr entgegen einer Rückstell­ kraft aus einer Ausgangsstellung auslenkbares Element umfassen, welches bei Unterbrechung des Unterdrucks durch die Rückstellkraft zur Erzeugung eines Überdrucks in dem Kraftstofftank bei geschlossenem Absperrventil in Richtung auf seine Ausgangslage zurückführbar ist, wobei das auslenkbare Element, beispielsweise ein Kolben sein kann, vorzugsweise jedoch als auslenkbare Membran ausgebildet ist, welche in einem druckdichten Gehäuse als Trennelement zwischen einer mit dem Tank verbundenen Kammer und einer mit dem Saugrohr ver­ bundenen Kammer montiert ist.

Zeichnung

Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung werden nachstehend anhand einer Zeichnung noch näher erläutert.

Beschreibung eines Ausführungsbeispiels

Die einzige Figur der Zeichnung zeigt schematisch eine Ausführungsform einer Vorrichtung zur Dichtheitsprüfung eines Tankentlüftungssystems durch Erzeugung eines Überdrucks in demselben.

Im einzelnen zeigt die Zeichnung ein Saugrohr 10 mit einer Drosselklappe 12, über welches einer Brennkraft­ maschine (nicht gezeigt) in der durch einen Pfeil ange­ deuteten Strömungsrichtung Verbrennungsluft zugeführt wird. Stromabwärts von der Drosselklappe 12 zweigt von dem Saugrohr 10 eine Leitung 14 ab, in der vorzugs­ weise eine Restriktionsdüse 16 angeordnet ist. Hinter der Restriktionsdüse 16 ist die Leitung 14 mit einem Umschaltventil in Form eines Dreiwegeventils 18 ver­ bunden, welches mit Hilfe eines Steuergerätes 20 be­ tätigbar ist. Hinter dem Ventil 18 befindet sich eine Membrandose 22, die ein druckdichtes Gehäuse aufweist, in dem als Trennelement eine Membran 24 angeordnet ist, die mittels einer Druckfeder 26 in Richtung auf einen auslaßseitigen Anschluß 28 der Membrandose vorgespannt ist. Der Anschluß 28 ist einerseits mit einem Ad­ sorptionsfilter 30, insbesondere einem Aktivkohlefilter verbunden und andererseits über ein Regenerierventil 32 mit dem Saugrohr 10. Ein zweiter Anschluß 34 des Ad­ sorptionsfilters 30 führt zu einem Tank 36, an dem ein Drucksensor 38 angeschlossen ist. Ein dritter An­ schluß 40 des Adsorptionsfilters 30 steht über ein weiteres Absperrventil 42 mit der Atmosphäre oder gegebenenfalls einer anderen geeigneten Spülluftquelle in Verbindung, damit zur Regeneration des Filters 30 in diesem eine Spülluftströmung erzeugt werden kann, die Kraftstoffdämpfe aus dem Filtermaterial aufnimmt und bei geöffnetem Regenerierventil 32 in das Saugrohr 10 über eine Entlüftungsleitung 43 einleitet.

Die in der Zeichnung gezeigte Vorrichtung arbeitet in der Weise, daß das Dreiwegeventil 18 während des Fahr­ betriebes bzw. bei laufender Brennkraftmaschine die gezeigte Position einnimmt, in der die Verbindung a die Leitung 14 mit der Membrandose 22 verbindet. Hier­ durch wird der in dem Saugrohr 10 herrschende Unterdruck im Inneren der Membrandose 22 auf der dem Ventil 18 zugewandten Seite der Membran 24 wirksam, so daß diese entgegen der Kraft der Druckfeder 26 ausgelenkt wird - in der Zeichnung nach links. Wenn nunmehr bezüglich des Tanks 36 eine Dichtheitsprüfung durchgeführt werden soll, dann werden die Ventile 32 und 42 geschlossen. Gleichzeitig wird mit Hilfe des Steuergerätes 20 das Ventilelement des Umschaltventils 18 derart verstellt, daß über die Verbindung b des Ventils 18 Umgebungsluft von einem Anschluß 44 des Ventils 18 auf die linke Seite der Membran 24 gelangt, so daß der dort zunächst herr­ schende Unterdruck auf Atmosphärendruck abgebaut wird. Dies hat unter dem Einfluß der Druckfeder 26 eine Aus­ lenkung der Membran 24 in Richtung auf den ausgangs­ seitigen Anschluß 28 der Membrandose 22 zur Folge. Diese Auslenkung der Membran 24 hat in dem geschlossenen System mit dem Adsorptionsfilter 30 und dem Tank 36 einen Druckanstieg zur Folge, so daß nunmehr in dem Tank 36 ein Überdruck herrscht, der mit Hilfe des Drucksensors 38 erfaßt und in seinem zeitlichen Verlauf geprüft werden kann.

Wie aus der vorstehenden Beschreibung der in der Zeichnung dargestellten Vorrichtung gemäß der Erfindung deutlich wird, ist es ein besonderer Vorteil dieser Vor­ richtung, daß der für eine Dichtheitsprüfung erforder­ liche Überdruck ohne den Einsatz besonderer elektro­ mechanischer Antriebseinrichtungen erzeugt werden kann. Statt dessen genügt der Einsatz eines Umschaltventils 18 in Verbindung mit einer Membrandose 22.

Wie aus der vorstehenden Beschreibung der Vorrichtung gemäß der Erfindung ferner deutlich wird, ist der im Tank entstehenden Überdruck bei einem Prüfvorgang bei vollem Tank größer als bei leerem Tank. Diese Tatsache ist bei dichtem System unkritisch, da sich der zunächst erzeugte Überdruck bei dichtem System nicht abbaut. Andererseits kann bei Vorhandensein eines Lecks die Größe des Lecks in Abhängigkeit von dem Überdruckabbau­ gradienten bestimmt werden. Dieser Überdruckabbaugra­ dient ist jedoch vom Absolutwert des zunächst erreichten Überdrucks und damit vom Füllstand des Tanks abhängig. Daher kann zur Absicherung der bei der Dichtheitsprüfung erhaltenen Werte die Höhe des Absolutwerts des zunächst erreichten Überdrucks berücksichtigt werden.

Da bei völlig leerem Tank ferner der Fall eintreten kann, daß der Hub der Membran bzw. die Größe des von der Membran verdrängten Volumens nicht ausreicht, um einen verwertbaren Überdruck zu erzeugen, kann es ferner vorteilhaft sein, vor einer Dichtheitsprüfung zunächst den Füllstand des Tanks zu ermitteln und in Abhängigkeit vom Ausgangssignal eines entsprechenden Tankfüllstandsensors eine Dichtheitsprüfung erst ober­ halb einer vorgegebenen Füllhöhe des Tanks zuzulassen. Da weiterhin durch ausgasenden Kraftstoff in dem Tank ein Überdruck entstehen bzw. ein Abbau des in der be­ schriebenen Weise erzeugten Überdrucks verhindert werden kann, kann es ferner vorteilhaft sein, die Dichtheits­ prüfung nicht zu einem Zeitpunkt durchzuführen, zu dem die Gefahr eines Ausgasens des Kraftstoffs besteht. Dabei kann als Maß für das Risiko des Vorliegens einer solchen Bedingung, beispielsweise die Motortemperatur oder der Tankentlüftungs-Adaptionsfaktor herangezogen werden.

Schließlich können bei undichter Membran 24 aus dem Tanksystem in unkontrollierter Weise Kohlenwasserstoff­ dämpfe in das Saugrohr 10 gelangen. Um dies zu ver­ meiden, ist beim Ausführungsbeispiel die Restriktions­ düse 16 vorgesehen, deren Öffnung sehr eng ausgelegt werden kann, da zum Erzeugen des Unterdrucks auf der in der Zeichnung linken Seite der Membran viel Zeit zur Verfügung steht und daher pro Zeiteinheit keine große Luftmenge fließen muß.

Die Leitung 14 kann auch anstelle mit dem Saugrohr 10 mit einem als Unterdruckquelle dienenden Unterdruck­ speicher verbunden sein, so daß in der Membrandose 22 der Unterdruck dieser Unterdruckquelle wirksam ist. Derartige Unterdruckspeicher dienen im Kraftfahrzeug der Lenkhilfe und ähnlichem. Dabei wird der Unterdruck im Unterdruckspeicher durch eine von der Brennkraft­ maschine angetriebene Pumpe oder den Unterdruck im Saugrohr erzeugt.

Abschließend sei noch darauf hingewiesen, daß ein wichtiger Vorteil der Vorrichtung gemäß der Erfindung auch darin besteht, daß die Explosionsgefahr gegenüber der Explosionsgefahr beim Einsatz elektromotorischer Antriebe erheblich verringert werden kann.

Claims (7)

1. Vorrichtung zur Dichtheitsprüfung eines der Ent­ lüftung eines Kraftstofftanks eines eine Brennkraft­ maschine mit einem Saugrohr aufweisenden Kraftfahrzeugs dienenden Tankentlüftungssystems mit einem, mit einer durch ein Absperrventil sperrbaren Belüftungsleitung verbundenen Absorptionsfilter, mit einer durch ein Regenerierventil sperrbaren Entlüftungsleitung und mit Druckerzeugungseinrichtungen zum Erzeugen eines Über­ drucks in dem Kraftstofftank, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckerzeugungseinrichtungen als durch einen Unterdruck aus einer Unterdruckquelle (10) betätigbare Druckerzeugungseinrichtungen (18, 22) ausgebildet sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Unterdruckquelle durch das Saugrohr (10) der Brennkraftmaschine gebildet ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Druckerzeugungseinrichtungen ein durch den Unterdruck der Unterdruckquelle (10) ent­ gegen einer Rückstellkraft aus einer Ausgangsstellung auslenkbares Element (24) umfassen, welches bei Unterbrechung des Unterdrucks durch die Rückstellkraft zur Erzeugung eines Überdrucks in dem Kraftstofftank (36) bei geschlossenem Regenerierventil (32) und bei geschlossenem Absperrventil (48) in Richtung auf seine Ausgangslage zurückführbar ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das auslenkbare Element als Membran (24) ausge­ bildet ist, welche in einem druckdichten Gehäuse als Trennelement zwischen einer mit dem Tank verbundenen Kammer und einer mit der Unterdruckquelle (10) ver­ bundenen Kammer montiert ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Membran (24) eine Rückstellfeder (26) zuge­ ordnet ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch ge­ kennzeichnet, daß ein Umschaltventil (18) vorgesehen ist, durch welches die mit der Unterdruckquelle (10) verbindbare Kammer selektiv mit der Unterdruckquelle (10) und mit Umgebungsluft (Anschluß 44) verbindbar ist.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, da­ durch gekennzeichnet, daß zwischen den Druckerzeugungs­ einrichtungen (18, 22) und der Unterdruckquelle (10) eine Restriktionsdüse (16) vorgesehen ist.