DE60127367T2

DE60127367T2 - Entlüftungsventil mit einer Diagnosesöffnung

Info

Publication number: DE60127367T2
Application number: DE60127367T
Authority: DE
Inventors: David William Chatham Balsdon; Alfred Blenhiem Schneider
Original assignee: Siemens VDO Automotive Inc
Current assignee: Continental Tire Canada Inc
Priority date: 2000-11-29
Filing date: 2001-11-29
Publication date: 2007-12-06
Anticipated expiration: 2021-11-30
Also published as: US20020096153A1; EP1211408B1; US6568374B2; EP1211408A3; US6672291B2; DE60127367D1; EP1211408A2; US20020104372A1

Description

Hintergrund der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Durchflussdiagnose-Baugruppe sowie spezieller eine Durchflussdiagnose-Baugruppe, welche ein Ventil beinhaltet, das eine zuverlässige Messung des Durchflusses durch das Ventil bereitstellt.
In einem System, das den Antragstellern bekannt ist, wird ein Ventil verwendet, um Kraftstoffdampf in den Ansaugkrümmer eines Motors bereitzustellen für den Einsatz in einem Verbrennungsprozess.
In dem bekannten System steht ein Kraftstofftank in Fluidverbindung mit einem Aktivkohlebehälter, sodass der Aktivkohlebehälter aus dem Kraftstofftank verdampften Kraftstoff aufnimmt. Der gesammelte Kraftstoffdampf wird aus dem Aktivkohlebehälter über einen Kraftstoffdampf-Zuführungskanal bereitgestellt. Das Ventil umfasst einen Einlasskanal und einen Auslasskanal, wobei der Einlasskanal in Fluidverbindung mit dem Kraftstoffdampf-Zuführungskanal steht.
Die Diagnose des Durchflusses durch das bekannte System ist zwischen dem Kraftstoffdampf-Zuführungskanal und dem Einlasskanal des Ventils realisiert. Speziell ist zwischen dem Kraftstoffdampf-Zuführungskanal und dem Ventil ein T-Stutzen angeordnet. Hierdurch wird ein direkter Durchflussweg zwischen dem Kraftstoffdampf-Zuführungskanal und dem Ventil durch den T-Stutzen geteilt, sodass der direkte Durchflussweg ersetzt wird durch drei Durchflusswege, genauer (1) einen Durchflussweg von dem Kraftstoffdampf-Zuführungskanal zu einem ersten Zweig des T-Stutzens, (2) einen von dem zweiten Zweig ausgehenden Durchflussweg, der eine Diagnose des Systems zulässt, und (3) einen Durchflussweg von dem dritten Zweig des T-Stutzens zum Ventil für die Kraftstoffdampf-Bereitstellung.
Diagnose und Prüfung des durch den zweiten Zweig des T-Stutzens abgelenkten Kraftstoffdampfflusses erfolgt mithilfe eines Prüfelements. Die Durchflusswege sind mithilfe von für Kraftstoff geeigneten Schläuchen ausgeführt.
Ein vierter Durchflussweg, der ebenfalls aus einem für Kraftstoff geeigneten Schlauch besteht, dient dazu, Kraftstoffdampf von dem Ventil (d.h. vom Auslasskanal des Ventils) zur Verbrennung in den Motoransaugkrümmer bereitzustellen.
Somit werden von dem Kraftstoffdampf-Zuführungskanal bis zum Auslasskanal des Ventils in dem bekannten System vier Schläuche und sieben Verbindungsstellen benötigt. Diese sieben Verbindungsstellen sind: (1) am Kraftstoffdampf-Zuführungskanal, (2) an dem ersten Zweig des T-Stutzens, (3) an dem zweiten Zweig des T-Stutzens, (4) an dem dritten Zweig des T-Stutzens, (5) an dem Prüfelement, (6) am Einlasskanal des Ventils und (7) am Auslasskanal des Ventils.
Eine Mehrzahl verschiedener Halterungen wird verwendet, um das Ventil und das Prüfelement am Chassis des Kraftfahrzeugs zu montieren.
Das bekannte System weist eine ganze Anzahl von Nachteilen auf, da jeder Schlauch, jede Verbindungsstelle und darüber hinaus jede Einzelkomponente (beispielsweise der T-Stutzen) die Kosten und die Komplexität des Systems erhöht. Ferner stellt jede zusätzliche Verbindungsstelle einen zusätzlichen potenziellen Leckpunkt im System dar. Da zwischen dem Durchflussdiagnosepunkt und dem Ventil Kraftstoffdampf aus dem System entweichen kann, wird eine Prüfung zum Ermitteln des Durchflusses durch das Ventil umso ungenauer, je größer die Anzahl der Leckpunkte zwischen dem Durchflussdiagnosepunkt und dem Ventil wird. Eine Mehrzahl von Halterungen für die Montage des Ventils und des Prüfelements erhöht darüber hinaus die Komplexität und die Kosten für die Montage des bekannten Systems.
Die Patentschrift JP 11082187 beschreibt eine Vorrichtung zur Behandlung von verdampftem Kraftstoff für einen Motor mit einem schaltschützgesteuerten Entlüftungsregelventil zum Öffnen/Schließen eines Entlüftungskanals sowie einem Druckkontrollkanal, der den Entlüftungskanal unmittelbar mit einer Leckprüfungsvorrichtung verbindet. Das schaltschützgesteuerte Entlüftungsregelventil ist mit einem Kern ausgestattet, der ein Ventilelement mithilfe der von einer Magnetspule erzeugten elektromagnetischen Kraft anzieht. Dieser Kern ist in zylindrischer Form ausgeführt, und der Druckkontrollkanal, der an einem Punkt, der näher an einer Seite zum Aktivkohlebehälter hin liegt als zu dem Ventilelement, mit dem Entlüftungskanal verbunden ist, ist innerhalb des Kerns ausgebildet.
Die Patentschrift US 5.890.474 beschreibt ein Verfahren und eine Anordnung zum Prüfen der Betriebsbereitschaft eines Behälters. Druck wird in den Behälter eingeleitet, wozu eine Druckquelle verwendet wird, die Betriebsvariablen aufweist, welche während des Betriebs der Druckquelle variieren. Diese Betriebsvariablen werden erkannt, während der Druck in den Behälter eingeleitet wird, und aus den Betriebsvariablen können Rückschlüsse auf das Vorhandensein eines Lecks in dem Behälter gezogen werden. Durch die Verwendung der Betriebsvariablen wird eine genauestmögliche Information zum Vorhandensein eines Lecks mit der geringstmöglichen zusätzlichen Ausrüstung bereitgestellt.
Die Patentschrift EP 1 158 157 beschreibt ein linearproportionales schaltschützgesteuertes Ventil zum Ablassen von Kraftstoffdämpfen.
Zusammenfassung der Erfindung
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird eine Durchflussdiagnose-Baugruppe bereitgestellt, welche Folgendes umfasst: ein Entlüftungsventil, bestehend aus einem Gehäuse, welches einen innen liegenden Volumenbereich definiert, einem Kraftstoffzumesselement, welches im Innern des Gehäuses angeordnet ist, wobei das Kraftstoffzumesselement den innen liegenden Volumenbereich in eine erste und eine zweite Kammer unterteilt, einem ersten Kanal, der mit der ersten Kammer in Verbindung steht, wobei der erste Kanal Kraftstoffdampf von einem Kraftstoffdampf-Zuführungskanal aufnimmt, einem zweiten Kanal, der mit der ersten Kammer in Verbindung steht, und einem dritten Kanal, der mit der zweiten Kammer in Verbindung steht, wobei der dritte Kanal dazu dient, Kraftstoffdampf in den Motoransaugkrümmer bereitzustellen; einem Diagnoseelement, welches mit dem zweiten Kanal 56 in Verbindung steht, wobei das Diagnoseelement einen ersten Betriebszustand aufweist, der eine Verbindung mit einer äußeren Umgebung des Entlüftungsventils verhindert, und einen zweiten Betriebszustand, welcher eine Verbindung mit der äußeren Umgebung ermöglicht; und eine erste Leitung, welche einen Durchflussweg von dem zweiten Kanal 56 zu dem Diagnoseelement bereitstellt, dadurch gekennzeichnet, dass das Diagnoseelement außerhalb des Gehäuses angeordnet ist.
Die vorliegende Erfindung stellt eine Durchflussdiagnose-Baugruppe, die die Diagnose der Baugruppe ermöglicht, mit einer minimalen Anzahl von Schläuchen und Verbindungsstellen und unter Verzicht auf die Verwendung von zusätzlichen Komponenten bereit.
Das Diagnoseelement bietet die Möglichkeit, den Durchfluss durch das Entlüftungsventil zuverlässig zu messen. Die Baugruppe kann drei (3) Schläuche mit fünf (5) Verbindungsstellen von einem Kraftstoffdampf-Zuführungskanal, der mit dem ersten Kanal verbunden ist, zu dem dritten Kanal, der in Wirkverbindung mit einem Motoransaugkrümmer steht, aufweisen.
Gemäß der Erfindung wird darüber hinaus ein Verfahren bereitgestellt für die Diagnose eines Kraftstoffdampf-Entlüftungssystems, welches Folgendes umfasst: eine Kraftstoffdampf-Auffanganordnung und ein Entlüftungsventil, bestehend aus einem Gehäuse, welches einen innen liegenden Volumenbereich definiert, einem Kraftstoffzumesselement, welches im Innern des Gehäuses angeordnet ist und den innen liegenden Volumenbereich in eine erste und eine zweite Kammer unterteilt, einem ersten Kanal, der mit der ersten Kammer in Verbindung steht, einem zweiten Kanal, der mit der ersten Kammer in Verbindung steht, und einem dritten Kanal, der mit der zweiten Kammer in Verbindung steht; ein Diagnoseelement, welches mit dem zweiten Kanal in Verbindung steht, wobei das Diagnoseelement einen ersten Betriebszustand aufweist, der eine Verbindung mit einer äußeren Umgebung des Entlüftungsventils verhindert, und einen zweiten Betriebszustand, welcher eine Verbindung mit der äußeren Umgebung ermöglicht; und eine Leitung, welche einen Durchflussweg von dem zweiten Kanal zu dem Diagnoseelement bereitstellt, wobei das verfahren Folgendes beinhaltet: Positionieren des Diagnoseelements außerhalb des Gehäuses oberhalb einer obersten Fläche des Entlüftungsventils; Abdichten der ersten Kammer gegen die zweite Kammer durch das Kraftstoffzumesselement und Messen eines Durchflusses durch die erste Kammer des Entlüftungsventils.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Die beigefügten Zeichnungen, die in die vorliegende Patentschrift aufgenommen sind und einen Bestandteil derselben bilden, veranschaulichen gegenwärtig bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung und dienen zusammen mit der vorstehend gegebenen allgemeinen Beschreibung sowie der nachstehenden ausführlichen Beschreibung zur Erläuterung der Merkmale der Erfindung.
1 zeigt eine schematische Darstellung eines Kraftstoffdampf-Entlüftungssystems.
2 zeigt eine isometrische Ansicht eines Entlüftungsventils gemäß der Erfindung.
3 zeigt eine Schnittansicht des Entlüftungsventils aus 2.
4 zeigt eine isometrische Ansicht von der Rückseite des Entlüftungsventils aus 2.
5 zeigt eine vergrößerte Schnittansicht des Diagnoseelements aus 2.
Ausführliche Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform
Die Abbildungen stellen ein Kraftstoffdampf-Entlüftungssystem 100 dar, das die Diagnose des Systems mit einer minimalen Anzahl von Schläuchen und Verbindungsstellen und unter Verzicht auf die Verwendung zusätzlicher Komponenten ermöglicht. Das Kraftstoffdampf-Entlüftungssystem umfasst eine Kraftstofftank-Aktivkohlebehälter-Anordnung 10, ein Entlüftungsventil 50, eine Diagnoseelement 70, einen Motoransaugkrümmer 90 und einen Motor 91, die miteinander in Verbindung stehen, sodass Kraftstoffdampf, der sich in der Kraftstofftank-Aktivkohlebehälter-Anordnung 10 gesammelt hat, zwecks Einsatz in einem Verbrennungsprozess an den Motor 91 bereitgestellt wird. Es versteht sich, dass jede der Komponenten des Kraftstoffdampf-Entlüftungssystems 100 in einer solchen Art und Weise verbunden und abgedichtet sein kann, dass eine Bereitstellung von Kraftstoffdampf aus der Kraftstofftank-Aktivkohlebehälter-Anordnung 10 in den Motoransaugkrümmer 90 sowie eine Prüfung und Diagnose des Kraftstoffdampf-Entlüftungssystems 100 ermöglicht werden.
Die Kraftstofftank-Aktivkohlebehälter-Anordnung 10 stellt verdampften Kraftstoff an das Entlüftungsventil 50 bereit. Ein Kraftstofftank 11 nimmt auf und enthält flüssigen Kraftstoff und umfasst einen oberen Bereich oder Leerraum, in dem sich Kraftstoffdampf sammelt, der von dem flüssigen, in einem unteren Bereich des Kraftstofftanks 11 enthaltenen Kraftstoff freigesetzt wird.
Ein Aktivkohlebehälter 13 nimmt auf und sammelt den Kraftstoffdampf aus dem Kraftstofftank 11 und stellt den verdampften Kraftstoff an das Entlüftungsventil 50 bereit. Eine Kraftstoffdampfleitung, welche vorzugsweise aus einem für Kraftstoff geeigneten Schlauch besteht, ist zwischen dem Kraftstofftank 11 und dem Aktivkohlebehälter 13 angeordnet. Jeder der für Kraftstoff geeigneten Schläuche innerhalb des Kraftstoffdampf-Entlüftungssystems 100 kann mittels Quetschverbindung, Klemmen oder an schlauchtüllenförmigen Elementen der Komponenten angebracht sein.
Die Kraftstofftank-Aktivkohlebehälter-Anordnung 10 beinhaltet einen Kraftstoffdampf-Zuführungskanal 15 zum Bereitstellen des gesammelten Kraftstoffdampfs in eine innen liegende Kammer des Entlüftungsventils 50, wobei die Durchflussmenge durch das Entlüftungsventil 50 unmittelbar in der innen liegenden Kammer bestimmt wird. Hierdurch wird eine zuverlässige Messung des Durchflusses durch das Entlüftungsventil 50 erzielt.
Der Kraftstoffdampf-Zuführungskanal 15 stellt den gesammelten Kraftstoffdampf über eine zweite Kraftstoffdampfleitung in die innen liegende Kammer des Entlüftungsventils 50 bereit. Wie in den Abbildungen dargestellt, kann die zweite Kraftstoffdampfleitung durch den Einsatz eines T-Stutzens hergestellt werden, welcher in Verbindung mit der Kraftstoffdampfleitung angeordnet wird, oder kann alternativ die zweite Kraftstoffdampfleitung von dem Aktivkohlebehälter 13 aus hergestellt werden. Vorzugsweise umfasst die zweite Kraftstoffdampfleitung einen oder mehrere für Kraftstoff geeignete(n) Schlauch/Schläuche. Es versteht sich jedoch von selbst, dass die zweite Kraftstoffdampfleitung eine beliebige Leitung sein kann, solange die Leitung den gesammelten Kraftstoffdampf in den Kraftstoffdampf-Zuführungskanal 15 bereitstellt.
Eine erste Leitung 94 stellt Kraftstoffdampf aus dem Kraftstoffdampf-Zuführungskanal 15 in die innen liegende Kammer des Entlüftungsventils 50 bereit, wobei die Durchflussmenge durch das Entlüftungsventil 50 direkt in der Kammer bestimmt wird. In einer bevorzugten Ausführungsform stellt die erste Leitung 94 Kraftstoffdampf zu Prüfzwecken in eine von zwei innen liegenden Kammern des Entlüftungsventils 50 und, noch stärker bevorzugt, an einen Kanal des Entlüftungsventils 50, welcher in Fluidverbindung mit der einen von zwei innen liegenden Kammern steht, bereit.
Wie vorstehend bereits angesprochen, erlaubt das Entlüftungsventil 50 die Prüfung und Diagnose des Durchflusses direkt in der innen liegenden Kammer. In einer bevorzugten Ausführungsform beinhaltet das Entlüftungsventil 50 ein Gehäuse 51, welches einen innen liegenden Volumenbereich definiert. Ein Kraftstoffzumesselement 52 ist in dem Gehäuse 51 so angeordnet, dass das Kraftstoffzumesselement 52 den innen liegenden Volumenbereich in eine erste und eine zweite Kammer unterteilt. Die funktionalen Eigenschaften des Kraftstoffzumesselements 52, welche für den Durchfluss durch das Entlüftungsventil 50 sorgen, sind in dem US-amerikanischen Patent mit der Nummer 6.247.456 an Everingham et al. beschrieben, das durch diesen Verweis als insgesamt in die vorliegende Patentschrift aufgenommen gilt.
Das Gehäuse 51 umfasst einen oberen Gehäuseteil 51a und einen unteren Gehäuseteil 51b. Das Kraftstoffzumesselement 52 enthält einen Zapfen 53 und einen Sitz 54. Das Kraftstoffzumesselement 52 ist positionierbar, um einen Durchfluss zwischen der ersten und der zweiten Kammer zu ermöglichen bzw. zu verhindern. Obwohl die Abbildungen eine bevorzugte Ausführungsform des Kraftstoffzumesselements 52 darstellen, versteht es sich, dass das Kraftstoffzumesselement jede beliebige geeignete Vorrichtung sein kann, die einen Durchfluss durch das Entlüftungsventil ermöglicht bzw. verhindert und eine Trennung zwischen zwei innen liegenden Kammern aufrechterhält.
Der obere und der untere Gehäuseteil 51a, 51b bestehen vorzugsweise aus einer oberen Kappe bzw. einem Körper, wobei die obere Kappe per Schnappverbindung auf dem Körper befestigt ist, welcher das Kraftstoffzumesselement 52 aufnimmt und eine Wand enthält, die die Ventilkanäle bildet. Vorzugsweise sind die Gehäuseteile aus Kunststoff ausgeformt und sind die Kanäle in dem unteren Gehäuseteil 51b ausgebildet. Es versteht sich jedoch von selbst, dass die Gehäuseteile aus jedem beliebigen Werkstoff hergestellt sein können, sofern der betreffende Werkstoff für den Einsatz in einer Kraftstoffdampf-Entlüftungsumgebung geeignet ist.
In einer speziellen bevorzugten Ausführungsform enthält das Entlüftungsventil 50 einen ersten und einen zweiten Kanal 55, 56, welche in Fluidverbindung mit der ersten innen liegenden Kammer stehen, sowie einen dritten Kanal 57, welcher in Fluidverbindung mit der zweiten innen liegenden Kammer steht. Der zweite Kanal 56 ermöglicht eine zuverlässige Messung der Entlüftungsdurchflussmenge durch das Entlüftungsventil, da der zweite Kanal 56 in Fluidverbindung mit der ersten Kammer steht. Der erste Kanal 55 nimmt Kraftstoffdampf aus dem Kraftstoffdampf-Zuführungskanal 15 auf, wobei der Kraftstoffdampf durch die erste Leitung 94 fließt. Der dritte Kanal 57 stellt Kraftstoffdampf in den Motoransaugkrümmer 90 bereit für den Einsatz im Verbrennungsprozess.
Der zweite Kanal 56 erstreckt sich von dem unteren Gehäuseteil 51b aus und ist in einer bevorzugten Konfiguration in einem Winkel von etwa 180 Grad zu dem ersten Kanal 55 und dem dritten Kanal 57 angeordnet und ist, noch stärker bevorzugt, an einer Erhöhung angeordnet, die in etwa gleich einer Erhöhung des ersten Kanals 55 ist. Der untere Gehäuseteil 51b bildet vorzugsweise den zweiten Kanal 56 und, noch stärker bevorzugt, jeden der ersten, zweiten bzw. dritten Kanäle 55 bis 57 aus.
Die erste Leitung 94 besteht vorzugsweise aus einem für Kraftstoff geeigneten Schlauch, und der Schlauch umfasst, noch stärker bevorzugt, ein erstes und ein zweites Ende, wobei das erste Ende mit dem Kraftstoffdampf-Zuführungskanal 15 verbunden ist und das zweite Ende mit dem ersten Kanal 55 verbunden ist. Auf diese Weise kann das Kraftstoffdampf-Entlüftungssystem 100 einen einzelnen Schlauch mit zwei Verbindungsstellen aufweisen, der sich von dem Kraftstoffdampf-Zuführungskanal 15 zu dem Entlüftungsventil 50 erstreckt. Es versteht sich jedoch von selbst, dass die erste Leitung 94 aus jeder beliebigen Zusammenstellung von Komponenten bestehen kann, solange die erste Leitung 94 Kraftstoffdampf von dem Kraftstoffdampf-Zuführungskanal 15 an das Entlüftungsventil 50 bereitstellt, sodass Betrieb und Prüfung des Kraftstoffdampf-Entlüftungssystems 100 realisiert werden können.
Das Diagnoseelement 70 kann ein beliebiges Element sein, beispielsweise etwa ein abziehbarer Stecker, ein poröses Element oder ein Ventil, und ist vorzugsweise ein Rückschlagventil, das das Prüfen und die Diagnose ermöglicht, indem es einen Durchfluss in die äußere Umgebung des Entlüftungsventils 50 zulässt. Das Diagnoseelement 70 besitzt einen ersten und einen zweiten Betriebszustand, wobei der erste Betriebszustand eine Verbindung zur äußeren Umgebung des Entlüftungsventils verhindert und der zweite Betriebszustand die Verbindung zur äußeren Umgebung ermöglicht. In einer bevorzugten Ausführungsform steht das Diagnoseelement 70 in Fluidverbindung mit dem zweiten Kanal 56 und ist, noch stärker bevorzugt, in Fluidverbindung mit dem zweiten Kanal 56 und von diesem getrennt angeordnet. In einer bevorzugten Ausführungsform ist das Diagnoseelement 70 oberhalb des Entlüftungsventils 50 angeordnet, und enthält, noch stärker bevorzugt, wie in 2 dargestellt, das Diagnoseelement 70 mindestens einen Bereich, der oberhalb des Entlüftungsventils 50 angeordnet ist. Es kann jedoch jeder beliebige Teil des Diagnoseelements 70 oberhalb oder unterhalb der obersten Fläche des Entlüftungsventils 50 angeordnet werden. Es versteht sich, dass das Diagnoseelement 70 jedes beliebige Element sein kann, welches einen Durchfluss von der innen liegenden Kammer in die äußere Umgebung des Entlüftungsventils 50 ermöglicht oder verhindert, und dass es in einer beliebigen Position in Bezug auf das Entlüftungsventil 50 angeordnet sein kann, solange Prüfung und Diagnose des Durchflusses unmittelbar in der innen liegenden Kammer des Entlüftungsventils 50 erfolgen können.
Das Diagnoseelement 70 kann ein Ende aufweisen, welches einen Bereich mit vergrößertem Durchmesser und einem außen darauf ausgebildeten Gewinde bildet. Eine Kappe 60 mit einem wirksam dazu passenden inneren Gewinde kann abschraubbar auf das Diagnoseelement 70 aufgesetzt werden, wobei die Kappe 60 abgeschraubt wird, um die Diagnose des Kraftstoffdampf-Entlüftungssystems 100 durch das Diagnoseelement 70 zuzulassen, und nach Abschluss der Prüfung wieder aufgeschraubt wird, um eine Verschmutzung der innen liegenden Kammern des Entlüftungsventils zu verhindern. Die Kappe 60 umfasst einen Halteteil, der mit dem Diagnoseelement 70 verbunden ist, um zu vermeiden, dass sie verloren geht. Die Kappe 60 weist eine Anzahl von parallel verlaufenden Rillen auf, die die Handhabung erleichtern.
Eine zweite Leitung 96 stellt Kraftstoffdampf von dem Entlüftungsventil 50 (d. h. dem zweiten Kanal 56) an das Diagnoseelement 70 bereit. In einer bevorzugten Ausführungsform handelt es sich bei der zweiten Leitung 96 um einen für Kraftstoff geeigneten Schlauch und weist, noch stärker bevorzugt, der Schlauch ein erstes und ein zweites Ende auf, wobei das erste Ende mit dem Entlüftungsventil 50 verbunden ist und das zweite Ende mit dem Diagnoseelement 70 verbunden ist. Aufgrund dieser Anordnung kann ein Kraftstoffdampf-Entlüftungssystem 100 einen einzelnen Schlauch mit zwei Verbindungsstellen aufweisen, der sich von dem Entlüftungsventil 50 zu dem Diagnoseelement 70 erstreckt.
Die Diagnose der Entlüftungsdurchflussmenge auf der Seite des Aktivkohlebehälters des Kraftstoffdampf-Entlüftungssystems 100 kann realisiert werden, indem die Durchflussmenge mithilfe des Diagnoseelements 70 unmittelbar in der innen liegenden Kammer gemessen wird. In einem bevorzugten Diagnoseverfahren wird die Kappe 60 von dem Diagnoseelement 70 entfernt und ein Durchflusssensor oder Durchflussmessgerät damit verbunden. Die Diagnose des Kraftstoffdampf-Entlüftungssystems 100 erfolgt unter vorab festgelegten Betriebsbedingungen über einen ebenfalls vorab festgelegten Zeitraum. Die gemessenen Durchflussmengen werden mit vorab festgelegten Werten verglichen, um festzustellen, ob ein Leck vorhanden ist. Da das Diagnoseelement 70 in Fluidverbindung mit der ersten Kammer des Entlüftungsventils 50 steht, wird eine zuverlässige Diagnose der Entlüftungsdurchflussmenge durch das Entlüftungsventil 50 erzielt.
Eine dritte Leitung 98 stellt Kraftstoffdampf von dem Auslasskanal des Entlüftungsventils 50 (d. h. dem dritten Kanal 57) für den Einsatz in dem Verbrennungsprozess des Verbrennungsmotors bereit (beispielsweise in einen Motoransaugkrümmer). In einer bevorzugten Ausführungsform handelt es sich bei der dritten Leitung 98 um einen für Kraftstoff geeigneten Schlauch und weist, noch stärker bevorzugt, der Schlauch ein erstes und ein zweites Ende auf, wobei das erste Ende mit dem Entlüftungsventil 50 verbunden ist und das zweite Ende in Wirkverbindung mit dem Motoransaugkrümmer 90 steht. Das zweite Ende kann mit dem Motoransaugkrümmer 90 direkt verbunden sein oder, alternativ, mit dem Motoransaugkrümmer 90 über ein oder mehrere Zwischenelement(e) verbunden sein. Aufgrund dieser Anordnung kann ein Kraftstoffdampf-Entlüftungssystem 100 einen einzelnen Schlauch mit einer einzigen Verbindungsstelle aufweisen, der von dem Entlüftungsventil 50 ausgeht. Es versteht sich jedoch von selbst, dass die dritte Leitung 98 sich aus einer beliebigen Zusammenstellung von Einzelkomponenten zusammensetzen kann, solange die dritte Leitung 98 dafür geeignet ist, Kraftstoffdampf aus dem Kraftstoffdampf-Entlüftungsventil 50 für den Einsatz im Verbrennungsprozess bereitzustellen, sodass Betrieb und Prüfung des Kraftstoffdampf-Entlüftungssystems 100 realisiert werden können.
Der Motoransaugkrümmer 90 nimmt den Kraftstoffdampf aus dem dritten Kanal 57 des Entlüftungsventils 50 auf und stellt den Kraftstoffdampf in den Motor 91 bereit. Der Motor 91 verbraucht den Kraftstoffdampf im Verbrennungsprozess.
Somit umfasst die bevorzugte Ausführungsform des Kraftstoffdampf-Entlüftungssystems 100, welches eine Diagnose der Durchflussmenge ermöglicht, lediglich drei (3) Schläuche und fünf (5) Verbindungsstellen von dem Kraftstoffdampf-Zuführungskanal 15 bis zum Auslasskanal des Entlüftungsventils 50 (d. h. dem dritten Kanal 57). Die bevorzugte Ausführungsform weist somit einen (1) Schlauch und zwei (2) Verbindungsstellen weniger auf als das bekannte System, wie es vorstehend beschrieben wurde und welches ein Prüfelement in Verbindung mit einem T-Stutzen enthält. Die Diagnose der Entlüftungsdurchflussmenge auf der Seite des Aktivkohlebehälters des Kraftstoffdampf-Entlüftungssystems 100 wird zuverlässig realisiert, da die Messung des Durchflusses unmittelbar in der ersten Kammer des Entlüftungsventils 50 erfolgt.
Mithilfe einer Montagehalterung 75 werden das Diagnoseelement 70 und das Entlüftungsventil 50 am Chassis des Kraftfahrzeugs montiert. In einer bevorzugten Ausführungsform umfasst die Montagehalterung einen ersten, zweiten, dritten bzw. vierten Bereich 75a–75d. Der erste, zweite und dritte Bereich 75a–75c erstrecken sich in etwa senkrecht zu einer Längsachse des Entlüftungsventils 50 (d. h. entlang dem Durchmesser des Entlüftungsventils). Diese drei Bereiche sind mit dem vierten Bereich 75d verbunden, welcher sich in einer zweiten Richtung entlang der Längsachse des Entlüftungsventils 50 erstreckt (d. h. in einem Winkel von 90 Grad bezogen auf den ersten Bereich). Der erste Bereich 75a ist an dem Gehäuse 51 des Entlüftungsventils befestigt, und der zweite Bereich ist an dem Diagnoseelement 70 befestigt.
Wie in 4 dargestellt, ist der zweite Bereich 75b in der Nähe einer Oberkante des vierten Bereichs 75d angeordnet, sodass das Diagnoseelement 70 im Motorraum eines Kraftfahrzeugs für die Diagnose des Kraftstoffdampf-Entlüftungssystems 100 leichter zugänglich ist. Speziell positioniert der zweite Bereich 75b das Diagnoseelement 70 oberhalb der obersten Fläche des Entlüftungsventils 50. Die Montagehalterung 75 zum Montieren des Entlüftungsventils 50 und des Diagnoseelements 70 kann eine beliebige Form aufweisen, solange das Diagnoseelement 70 in Bezug auf das Entlüftungsventil 50 in einer bequem zu erreichenden Position gehalten wird. Obwohl eine bevorzugte Ausführungsform eine einzige Montagehalterung 75 zum Montieren sowohl des Entlüftungsventils 50 als auch des Diagnoseelements 70 beinhaltet, versteht es sich von selbst, dass eine Mehrzahl von Halterungen verwendet werden kann, um diese Komponenten am Chassis des Kraftfahrzeugs zu montieren.
Das Gehäuse 51 und das Diagnoseelement 70 weisen vorzugsweise Befestigungsbereiche auf, wobei jeder Befestigungsbereich mindestens teilweise den ersten bzw. den zweiten Bereich 75a, 75b umschließt und dadurch eine Presspassung herstellt. In einer bevorzugten Ausführungsform ist der erste Bereich 75a in einem Winkel von etwa 90 Grad zu dem zweiten Bereich 75b angeordnet, sodass ein Zugang zu dem Diagnoseelement erzielt wird. Die Montagehalterung 75 umfasst ferner vorzugsweise einen Befestigungsbereich 75e, der für die Montage am Chassis eines Kraftfahrzeugs geeignet ist.
Wie in 4 dargestellt, erstrecken sich der erste und der dritte Bereich 75a, 75c vorzugsweise in einer Richtung, die parallel zu dem zweiten Kanal 56 verläuft, und erstreckt sich der zweite Bereich 75b in einer Richtung, die annähernd senkrecht zu dem zweiten Kanal 56 verläuft. Es versteht sich jedoch, dass die Bereiche 75a–75d der Montagehalterung 75 in jeder beliebigen Ausrichtung angeordnet sein können, die eine unkomplizierte Montage des Entlüftungsventils 50 und des Diagnoseelements 70 im Motorraum eines Kraftfahrzeugs und/oder am Chassis ermöglicht.
Obwohl die vorliegende Erfindung in Bezug auf bestimmte bevorzugte Ausführungsformen offenbart wurde, sind zahlreiche Modifikationen, Varianten oder Änderungen der beschriebenen Ausführungsformen möglich, ohne die Aufgabenstellung und den Schutzbereich der vorliegenden Erfindung gemäß der Definition in den beigefügten Ansprüchen zu verlassen. Dementsprechend ist beabsichtigt, dass die vorliegende Erfindung nicht auf die beschriebenen Ausführungsformen beschränkt ist, sondern dass sie sich auf den uneingeschränkten Schutzbereich erstreckt, der durch den Wortlaut der folgenden Ansprüche definiert ist.

Claims

Durchflussdiagnose-Baugruppe, welche Folgendes umfasst: ein Entlüftungsventil (50), bestehend aus einem Gehäuse (51), welches einen innen liegenden Volumenbereich definiert, einem Kraftstoffzumesselement (52), welches im Innern des Gehäuses (51) angeordnet ist, wobei das Kraftstoffzumesselement (52) den innen liegenden Volumenbereich in eine erste und eine zweite Kammer unterteilt, einem ersten Kanal (53), der mit der ersten Kammer in Verbindung steht, wobei der erste Kanal (53) Kraftstoffdampf aus einem Kraftstoffdampf-Zuführungskanal aufnimmt, einem zweiten Kanal (56), der mit der ersten Kammer in Verbindung steht, und einem dritten Kanal (57), der mit der zweiten Kammer in Verbindung steht, wobei der dritte Kanal dazu dient, Kraftstoffdampf in den Motoransaugkrümmer bereitzustellen; ein Diagnoseelement (70), welches mit dem zweiten Kanal (56) in Verbindung steht, wobei das Diagnoseelement (70) einen ersten Betriebszustand aufweist, der eine Verbindung mit einer äußeren Umgebung des Entlüftungsventils verhindert, und einen zweiten Betriebszustand, welcher eine Verbindung mit der äußeren Umgebung ermöglicht; und eine erste Leitung (96), welche einen Durchflussweg von dem zweiten Kanal (56) zu dem Diagnoseelement (70) bereitstellt, wobei das Diagnoseelement (70) außerhalb des Gehäuses (51) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Leitung (96) aus einem Schlauch besteht, welcher ein erstes und ein zweites Ende umfasst, wobei das erste Ende mit dem zweiten Kanal (56) verbunden ist und das zweite Ende mit dem Diagnoseelement (70) verbunden ist.
Baugruppe gemäß Anspruch 1, wobei das Diagnoseelement ein Ventil beinhaltet.
Baugruppe gemäß Anspruch 2, wobei das Ventil (70) ein Rückschlagventil umfasst.
Baugruppe gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, welche ferner eine Kappe (60) umfasst, die an einem Ende des Diagnoseelements (70) angeordnet ist.
Baugruppe gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, wobei das Gehäuse (51) einen oberen (51a) und einen unteren (51b) Gehäuseteil umfasst.
Baugruppe gemäß Anspruch 5, wobei der untere Gehäuseteil (51b) den zweiten Kanal (56) ausbildet.
Baugruppe gemäß Anspruch 6, wobei der untere Gehäuseteil (51b) den ersten (53) und den zweiten (56) Kanal ausbildet.
Baugruppe gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, welche ferner Folgendes umfasst: eine Montagehalterung (75), welche einen ersten (75a) und einen zweiten (75b) Bereich umfasst, wobei der erste Bereich (75a) mit dem Gehäuse (51) verbunden ist und der zweite Bereich (75b) mit dem Diagnoseelement (70) verbunden ist, wobei der zweite Bereich (75b) das Diagnoseelement (70) oberhalb der obersten Fläche des Entlüftungsventils (50) positioniert.
Baugruppe gemäß Anspruch 8, wobei die Montagehalterung (75) ferner einen dritten (75c) und einen vierten (75d) Bereich umfasst, wobei sich der erste (75a), zweite (75b) und dritte (75c) Bereich in einer ersten Richtung annähernd senkrecht zu einer Längsachse des Entlüftungsventils (50) erstrecken und mit dem vierten Bereich (75d) verbunden sind, wobei sich der vierte Bereich (75d) in einer zweiten Richtung entlang der Längsachse erstreckt.
Baugruppe gemäß Anspruch 9, wobei das Gehäuse (51) einen ersten Befestigungsbereich aufweist, wobei der erste Befestigungsbereich den ersten Bereich (75a) der Montagehalterung umschließt.
Baugruppe gemäß Anspruch 10, wobei das Diagnoseelement (70) einen zweiten Befestigungsbereich umfasst, wobei der zweite Befestigungsbereich den zweiten Bereich (75b) der Montagehalterung umschließt.
Baugruppe gemäß Anspruch 11, wobei der erste Befestigungsbereich eine Presspassung mit dem ersten Bereich (75a) der Montagehalterung herstellt.
Baugruppe gemäß Anspruch 12, wobei der zweite Befestigungsbereich eine Presspassung mit dem zweiten Bereich (75b) der Montagehalterung herstellt.
Baugruppe gemäß Anspruch 13, wobei der erste Befestigungsbereich in einem Winkel von etwa 90 Grad zu dem zweiten Befestigungsbereich angeordnet ist.
Baugruppe gemäß Anspruch 14, wobei die Montagehalterung (75) ferner einen Befestigungsbereich umfasst, der für die Montage am Chassis eines Kraftfahrzeugs geeignet ist.
Kraftstoffdampf-Entlüftungssystem, welches eine Durchflussdiagnose-Baugruppe gemäß einem der vorstehenden Ansprüche beinhaltet.
System gemäß Anspruch 16, welches ferner Folgendes umfasst: einen Tank, der zum Lagern von flüssigem Kraftstoff geeignet ist; und einen Behälter, der mit dem Tank und dem Kraftstoffdampf-Zuführungskanal in Verbindung steht, wobei der Behälter geeignet ist, Kraftstoffdampf aus dem Tank aufzunehmen und Kraftstoffdampf an den Kraftstoffdampf-Zuführungskanal bereitzustellen.
System gemäß Anspruch 17, wobei das Gehäuse einen oberen und einen unteren Gehäuseteil umfasst.
System gemäß Anspruch 18, wobei der untere Gehäuseteil den zweiten Kanal definiert.
System gemäß Anspruch 19, wobei der untere Gehäuseteil den ersten, zweiten und dritten Kanal definiert.
System gemäß Anspruch 20, wobei der obere und der untere Gehäuseteil aus einem Kunststoffmaterial bestehen.
Verfahren zum Diagnostizieren eines Kraftstoffdampf-Entlüftungssystems (100), welches Folgendes umfasst: eine Kraftstoffdampf-Auffanganordnung und ein Entlüftungsventil (50), bestehend aus einem Gehäuse (51), welches einen innen liegenden Volumenbereich definiert, einem Kraftstoffzumesselement (52), welches im Innern des Gehäuses (51) angeordnet ist und den innen liegenden Volumenbereich in eine erste und eine zweite Kammer unterteilt, einem ersten Kanal (53), der mit der ersten Kammer in Verbindung steht, einem zweiten Kanal (56), der mit der ersten Kammer in Verbindung steht, und einem dritten Kanal (57), der mit der zweiten Kammer in Verbindung steht; ein Diagnoseelement (70), welches mit dem zweiten Kanal (56) in Verbindung steht, wobei das Diagnoseelement (70) einen ersten Betriebszustand aufweist, der eine Verbindung mit einer äußeren Umgebung des Entlüftungsventils (50) verhindert, und einen zweiten Betriebszustand, welcher eine Verbindung mit der äußeren Umgebung ermöglicht; und eine Leitung (96), welche einen Durchflussweg von dem zweiten Kanal (56) zu dem Diagnoseelement (70) bereitstellt, wobei die erste Leitung (96) aus einem Schlauch besteht, der ein erstes und ein zweites Ende aufweist, wobei das erste Ende mit dem zweiten Kanal (56) verbunden ist und das zweite Ende mit dem Diagnoseelement (70) verbunden ist, und wobei das Verfahren Folgendes beinhaltet: Anordnen des Diagnoseelements (70) außerhalb des Gehäuses (51) oberhalb einer obersten Fläche des Entlüftungsventils (50); Abdichten der ersten Kammer gegen die zweite Kammer durch das Kraftstoffzumesselement (52); und Messen eines Durchflusses durch die erste Kammer des Entlüftungsventils (50).
Verfahren gemäß Anspruch 22, wobei das Messen ein Messen des Durchflusses durch den zweiten Kanal (56) beinhaltet.
Verfahren gemäß Anspruch 23, wobei das Messen ein Messen des Durchflusses durch das Diagnoseelement (70) beinhaltet.
Verfahren gemäß Anspruch 24, wobei das Diagnoseelement (70) ein Rückschlagventil umfasst.
Verfahren gemäß Anspruch 25, welches ferner Folgendes beinhaltet: Vergleichen des gemessenen Durchflusses mit einer vorab festgelegten Durchflussmenge, um das Vorhandensein eines Lecks zu erkennen.