EP0699832A2 - Verfahren und Vorrichtung zur Zufuhr von Kraftstoffdampf in ein Saugrohr einer Brennkraftmaschine in Kraftfahrzeugen - Google Patents

Verfahren und Vorrichtung zur Zufuhr von Kraftstoffdampf in ein Saugrohr einer Brennkraftmaschine in Kraftfahrzeugen Download PDF

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valve
fuel vapor
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M25/00—Engine-pertinent apparatus for adding non-fuel substances or small quantities of secondary fuel to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture
    • F02M25/08—Engine-pertinent apparatus for adding non-fuel substances or small quantities of secondary fuel to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture adding fuel vapours drawn from engine fuel reservoir

Definitions

  • the invention relates to a method for supplying fuel vapor into an intake manifold of an internal combustion engine according to the preamble of claim 1 and to a device for carrying out this method according to the preamble of claim 2.
  • a device for supplying fuel vapor into an intake manifold of an internal combustion engine in motor vehicles is known, for example, from DE-OS 26 12 300.
  • a suction pipe containing a throttle valve for supplying an air flow is connected to the internal combustion engine of a motor vehicle.
  • the known device has a controllable valve with an input, which with a fuel vapor-absorbing buffer, for. B. an activated carbon filter.
  • the controllable valve has an outlet to an intake manifold section in the air flow direction behind the throttle valve.
  • fuel vapor is conducted from the intermediate store to the intake manifold, the amount of fuel vapor passed through the valve being controlled by a vacuum chamber attached to the valve and connected to the intake manifold in the air flow direction in front of the throttle valve.
  • a vacuum chamber attached to the valve and connected to the intake manifold in the air flow direction in front of the throttle valve.
  • the supply of fuel vapor at this point has an effect in some operating states of the internal combustion engine, which generate a strong negative pressure, in particular in the air flow direction behind the throttle valve, for. B. at idle, on the regulation of the fuel-air ratio due to difficult metering of the amount of fuel vapor particularly negative.
  • the result is an increase in exhaust emissions and driving errors such as snapping and jerking.
  • a method for supplying fuel vapor to an internal combustion engine by means of a controllable valve in which the passage opening cross-section of the valve can be continuously changed by electrical clocking depending on the current operating state of the internal combustion engine in order to improve the meterability of the fuel vapor amount.
  • This known method involves a high computing effort in the control device performing the method and a large amount of work in advance in order to create characteristic diagrams.
  • the device for carrying out this known method provides for the supply of fuel vapor in the intake manifold of the internal combustion engine in the air flow direction in front of the throttle valve.
  • this device solves the problem of poor meterability of the fuel vapor quantity in operating states which generate a strong negative pressure behind the throttle valve, it in turn has further problems in other operating states. For example, when the internal combustion engine is operating at full load, large quantities of air are requested, which can only be provided with a small vacuum, in particular in the air flow direction in front of the throttle valve, by means of large hose and valve diameters for the supply of the fuel vapor.
  • a method for supplying fuel vapor to an intake pipe of an internal combustion engine in motor vehicles containing a throttle valve and carrying an air flow is improved by means of a controllable valve such that the fuel vapor is either upstream or downstream depending on the current operating state of the internal combustion engine is supplied to the throttle valve.
  • a controllable valve such that the fuel vapor is either upstream or downstream depending on the current operating state of the internal combustion engine is supplied to the throttle valve.
  • the fuel vapor is fed in the air flow direction behind the throttle valve.
  • the current operating state of the internal combustion engine can, for example, by the measurement of the negative pressure itself or by signals that at least indirectly indicate the prevailing negative pressure can be determined.
  • the signal that represents the position of the accelerator pedal or the throttle valve can be used to distinguish between idle operation and full-load operation.
  • This method according to the invention ensures good meterability of the fuel vapor quantity and thus good exhaust gas emission control regardless of the operating state of the internal combustion engine. In addition, the occurrence of problems elsewhere, such as B. the increase in the amount of leakage air prevented. Furthermore, the saturation of the activated carbon filter usually used as a fuel vapor buffer is avoided.
  • the controllable valve in a particularly advantageous device for carrying out the method according to the invention with an intake manifold of an internal combustion engine containing a throttle valve and a controllable valve with at least one inlet for supplying fuel vapor, has a first outlet to a first intake manifold section in the air flow direction the throttle valve and a second outlet to a second intake manifold section in the air flow direction behind the throttle valve.
  • This device according to the invention enables the fuel vapor to be optionally supplied in front of or behind the throttle valve in a particularly simple manner.
  • FIG. 1 shows an intake pipe guiding an air flow (arrow), which contains a throttle valve 3 which substantially influences the amount of air flow in the intake pipe.
  • the intake manifold consists of a first intake manifold section 1 in the air flow direction in front of the throttle valve 3 and a second intake manifold section 2 in the air flow direction behind the throttle valve 3.
  • the intake manifold is connected to an internal combustion engine 4 at the end of the second intake manifold section 2.
  • a bypass 9 between the first intake manifold section 1 and the second intake manifold section 2 passes into the outlet of a controllable valve 7.
  • the controllable valve 7 is connected to an activated carbon filter 5 via an input line 8.
  • the activated carbon filter 5 has a fresh air inlet 6.
  • the fuel vapor stored in the activated carbon filter 5 becomes volatile again in connection with the fresh air supplied through the fresh air inlet 6 and can be fed to the intake manifold sections 1 and 2 via the inlet line 8 with the valve 7 open via the outlet line and the bypass 9. The fuel vapor is then passed on to the internal combustion engine 4 via the intake manifold section 2.
  • a first outlet 10 of the controllable valve 7 is connected to the intake manifold section 1 and a second outlet 11 of the valve 7 is connected to the intake manifold section 2.
  • the input line 8 is optionally connected to the first output 10 or the second output 11.
  • the controllable valve 7 can be actuated, for example, electromagnetically or by negative pressure arising in the intake manifold. For example, there is negative pressure in the intake manifold section 2 or is triggered by an electrical signal, e.g. B. indicated by the throttle valve position sensor, idle mode, the valve 7 ensures a connection of the input line 8 to the first output 10. However, if the intake manifold is almost free of negative pressure or is recognized by an electrical signal at full load, the valve 7 connects the input line 8 to the second output 11.

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Abstract

Bei einem Verfahren zur Zufuhr von Kraftstoffdampf in ein eine Drosselklappe (3) enthaltendes und einen Luftstrom führendes Saugrohr einer Brennkraftmaschine in Kraftfahrzeugen mittels eines steuerbaren Ventils (7,8) wird der Kraftstoffdampf in Abhängigkeit vom momentanen Betriebszustand der Brennkraftmaschine (4) wahlweise in Luftstromrichtung vor oder hinter der Drosselklappe (3) zugeführt. <IMAGE>

Description

  • Die Erfindung bezieht sich auf ein verfahren zur Zufuhr von Kraftstoffdampf in ein Saugrohr einer Brennkraftmaschine nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 und auf eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 2.
  • Eine Vorrichtung zur Zufuhr von Kraftstoffdampf in ein Saugrohr einer Brennkraftmaschine in Kraftfahrzeugen ist beispielsweise aus der DE-OS 26 12 300 bekannt. Bei dieser bekannten Vorrichtung ist ein eine Drosselklappe enthaltendes Saugrohr zur Zufuhr eines Luftstromes mit der Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeuges verbunden. Die bekannte Vorrichtung weist ein steuerbares Ventil mit einem Eingang auf, der mit einem Kraftstoffdampf aufnehmenden Zwischenspeicher, z. B. einem Aktivkohlefilter, verbunden ist. Weiterhin weist das steuerbare Ventil einen Ausgang zu einem Saugrohrabschnitt in Luftstromrichtung hinter der Drosselklappe auf. Über den Eingang und den Ausgang des Ventils wird Kraftstoffdampf aus dem Zwischenspeicher zum Saugrohr geführt, wobei die Menge des über das Ventil geführten Kraftstoffdampfes durch eine am Ventil angebrachte und mit dem Saugrohr in Luftstromrichtung vor der Drosselklappe verbundenen Unterdruckkammer gesteuert wird. Mit dieser bekannten Vorrichtung kann lediglich Kraftstoffdampf in einen Saugrohrabschnitt in Luftstromrichtung hinter der Drosselklappe zugeführt werden. Die Zufuhr des Kraftstoffdampfes an dieser Stelle wirkt sich jedoch bei manchen Betriebszuständen der Brennkraftmaschine, die insbesondere in Luftstromrichtung hinter der Drosselklappe starken Unterdruck erzeugen, z. B. im Leerlauf, auf die Regelung des Kraftstoff-Luft-Verhältnisses aufgrund schwerer Dosierbarkeit der Menge des Kraftstoffdampfes besonders negativ aus. Die Folge sind eine Erhöhung der Abgasemissionen und Fahrfehler, wie z.B. Abschnappen und Ruckeln.
  • Aus der DE 35 02 573 C2 ist ein Verfahren zur Zufuhr von Kraftstoffdampf zu einer Brennkraftmaschine mittels eines steuerbaren Ventils bekannt, bei dem der Durchlaßöffnungsquerschnitt des Ventils zur Verbesserung der Dosierbarkeit der Kraftstoffdampfmenge durch elektrische Taktung in Abhängigkeit vom momentanen Betriebszustand der Brennkraftmaschine kontinuierlich veränderbar ist. Mit diesem bekannten Verfahren ist ein hoher Rechenaufwand in dem das Verfahren durchführenden Steuergerät und ein großer Arbeitsaufwand im Vorfeld zur Erstellung von Kennfeldern verbunden. Die Vorrichtung zur Durchführung dieses bekannten Verfahrens sieht die Zufuhr von Kraftstoffdampf im Saugrohr der Brennkraftmaschine in Luftstromrichtung vor der Drosselklappe vor. Diese Vorrichtung löst zwar das Problem der schlechten Dosierbarkeit der Kraftstoffdampfmenge bei Betriebszuständen, die einen starken Unterdruck hinter der Drosselklappe erzeugen, weist jedoch wiederum bei anderen Betriebszuständen weitere Probleme auf. Beispielsweise werden im Vollastbetrieb der Brennkraftmaschine große Luftmengen angefordert, die bei geringem Unterdruck, insbesondere in Luftstromrichtung vor der Drosselklappe nur durch große Schlauch- und Ventildurchmesser für die Zufuhr des Kraftstoffdampfes erbracht werden können.
  • Beispielsweise ist es auch bekannt, daß der Ausgang eines steuerbaren Ventils an einen Bypass angeschlossen ist, der die Saugrohrabschnitte in Luftstromrichtung hinter und vor der Drosselklappe verbindet. Der Kraftstoffdampf wird bei dieser Vorrichtung durch den entstehenden Mischunterdruck zugeführt. Dies hat wiederum eine große Leckluftmenge zur Folge, die bei reibleistungsreduzierten Brennkraftmaschinen unerwünscht ist.
  • Es ist Aufgabe der Erfindung, der Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeuges Kraftstoffdampf derart zuzuführen, daß sowohl die Abgasemissionen als auch die Leckluft reduziert werden.
  • Diese Aufgabe wird durch die Merkmale der Patentansprüche 1 und 2 gelöst.
  • Nach den Merkmalen des Patentanspruchs 1 wird ein Verfahren zur Zufuhr von Kraftstoffdampf in ein eine Drosselklappe enthaltendes und einen Luftstrom führendes Saugrohr einer Brennkraftmaschine in Kraftfahrzeugen mittels eines steuerbaren Ventils derart verbessert, daß der Kraftstoffdampf in Abhängigkeit vom momentanen Betriebszustand der Brennkraftmaschine wahlweise in Luftstromrichtung vor oder hinter der Drosselklappe zugeführt wird.
    Vorzugsweise wird erfindungsgemäß bei Betriebszuständen, die insbesondere in Luftstromrichtung hinter der Drosselklappe Unterdruck erzeugen, wie z. B. im Leerlaufbetrieb, der Kraftstoffdampf in Luftstromrichtung vor der Drosselklappe zugeführt. Dagegen wird bei Betriebszuständen, durch die zumindest nur geringer Unterdruck erzeugt wird, wie z. B. im oberen Teillastbetrieb oder im Vollastbetrieb, der Kraftstoffdampf in Luftstromrichtung hinter der Drosselklappe zugeführt. Der momentane Betriebszustand der Brennkraftmaschine kann beispielsweise durch die Messung des Unterdrucks selbst oder durch Signale, die zumindest indirekt auf das Vorherrschen von Unterdruck schließen lassen, ermittelt werden. Beispielsweise kann durch das Signal, das die Stellung des Fahrpedals oder der Drosselklappe wiedergibt, zwischen Leerlaufbetrieb und Vollastbetrieb unterschieden werden.
  • Durch dieses erfindungsgemäße Verfahren wird eine gute Dosierbarkeit der Kraftstoffdampfmenge und somit eine gute Abgasemissionsregelung unabhängig vom Betriebszustand der Brennkraftmaschine gewährleistet. Darüber hinaus wird das Auftreten von Problemen an anderer Stelle, wie z. B. die Erhöhung der Leckluftmenge, verhindert. Weiterhin wird die Sättigung des als Kraftstoffdampf-Zwischenspeicher üblicherweise verwendeten Aktivkohlefilters vermieden.
  • Nach den Merkmalen des Patentanspruchs 2 weist bei einer besonders vorteilhaften Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens mit einem eine Drosselklappe enthaltenden Saugrohr einer Brennkraftmaschine und einem steuerbaren Ventil mit mindenstens einem Eingang zur Zufuhr von Kraftstoffdampf das steuerbare Ventil einen ersten Ausgang zu einem ersten Saugrohrabschnitt in Luftstromrichtung vor der Drosselklappe und einen zweiten Ausgang zu einem zweiten Saugrohrabschnitt in Luftstromrichtung hinter der Drosselklappe auf. Diese erfindungsgemäße Vorrichtung ermöglicht auf besonders einfache Weise die wahlweise Zufuhr des Kraftstoffdampfes vor oder hinter der Drosselklappe.
  • In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Es zeigt
    • Fig. 1
    eine Vorrichtung nach dem Stand der Technik, die den Nachteil einer großen Leckluftmenge aufweist und
    Fig. 2
    die erfindungsgemäße verbesserte Vorrichtung gegenüber einem Stand der Technik nach Fig. 1.
  • In Fig. 1 und Fig. 2 sind gleiche Komponenten mit gleichen Bezugszeichen versehen. In Fig. 1 ist ein einen Luftstrom (Pfeil) führendes Saugrohr dargestellt, das eine die Luftstrommenge im Saugrohr wesentlich beeinflussende Drosselklappe 3 enthält. Das Saugrohr besteht aus einem ersten Saugrohr-Abschnitt 1 in Luftstromrichtung vor der Drosselklappe 3 und aus einem zweiten Saugrohr-Abschnitt 2 in Luftstromrichtung hinter der Drosselklappe 3. Das Saugrohr ist am Ende des zweiten Saugrohr-Abschnitts 2 mit einer Brennkraftmaschine 4 verbunden.
  • Ein Bypass 9 zwischen dem ersten Saugrohr-Abschnitt 1 und dem zweiten Saugrohr-Abschnitt 2 geht in den Ausgang eines steuerbaren Ventils 7 über. Das steuerbare Ventil 7 ist über eine Eingangsleitung 8 mit einem Aktivkohlefilter 5 verbunden. Der Aktivkohlefilter 5 weist einen Frischlufteingang 6 auf.
  • Der in dem Aktivkohlefilter 5 gespeicherte Kraftstoffdampf wird in Verbindung mit der durch den Frischlufteingang 6 zugeführten Frischluft wieder flüchtig und kann über die Eingangsleitung 8 bei geöffnetem Ventil 7 über die Ausgangsleitung und den Bypass 9 den Saugrohr-Abschnitten 1 und 2 zugeführt werden. Über den Saugrohr-Abschnitt 2 wird anschließend der Kraftstoffdampf an die Brennkraftmaschine 4 weitergegeben.
  • Bei dieser Vorrichtung entsteht im Bypass ein Mischunterdruck, der eine Erhöhung der Leckluftmenge zur Folge hat und somit die Leerlaufdrehzahl der Brennkraftmaschine 4 erhöht.
  • In Fig. 2 ist anstelle des Bypasses 9 ein erster Ausgang 10 des steuerbaren Ventils 7 mit dem Saugrohr-Abschnitt 1 und ein zweiter Ausgang 11 des Ventils 7 mit dem Saugrohr-Abschnitt 2 verbunden. Durch das steuerbare Ventil 7 wird die Eingangsleitung 8 wahlweise mit dem ersten Ausgang 10 oder dem zweiten Ausgang 11 verbunden.
  • Das steuerbare Ventil 7 kann beispielsweise elektromagnetisch oder durch im Saugrohr entstehenden Unterdruck betätigt werden. Herrscht beispielsweise im Saugrohr-Abschnitt 2 Unterdruck vor oder wird durch ein elektrisches Signal, z. B. vom Drosselklappenstellungsgeber, Leerlaufbetrieb angezeigt, sorgt das Ventil 7 für eine Verbindung der Eingangsleitung 8 mit dem ersten Ausgang 10. Ist das Saugrohr jedoch nahezu unterdruckfrei oder wird durch ein elektrisches Signal Vollastbetrieb erkannt, verbindet das Ventil 7 die Eingangsleitung 8 mit dem zweiten Ausgang 11.
  • Mit diesem erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel ist eine einfache und kostengünstige Realisierung des erfindungsgemäßen Verfahrens geschaffen, mit dem sowohl eine optimale Abgasemissionsregelung als auch eine Leckluftminimierung erreicht wird.

Claims (2)

  1. Verfahren zur Zufuhr von Kraftstoffdampf in ein eine Drosselklappe enthaltendes und einen Luftstrom führendes Saugrohr einer Brennkraftmaschine in Kraftfahrzeugen mittels eines steuerbaren Ventils , dadurch gekennzeichnet, daß der Kraftstoffdampf in Abhängigkeit vom momentanen Betriebszustand der Brennkraftmaschine (4) wahlweise in Luftstromrichtung vor oder hinter der Drosselklappe (3) zugeführt wird.
  2. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Patentanspruch 1 mit einem eine Drosselklappe enthaltenden Saugrohr einer Brennkraftmaschine und einem steuerbaren Ventil mit einem Eingang zur Zufuhr von Kraftstoffdampf, dadurch gekennzeichnet, daß das steuerbare Ventil (7) einen ersten Ausgang (10) zu einem ersten Saugrohr-Abschnitt (1) in Luftstromrichtung vor der Drosselklappe (3) und einen zweiten Ausgang (11) zu einem zweiten Saugrohr-Abschnitt (2) in Luftstromrichtung hinter der Drosselklappe (3) aufweist.
EP95110182A 1994-08-31 1995-06-29 Verfahren und Vorrichtung zur Zufuhr von Kraftstoffdampf in ein Saugrohr einer Brennkraftmaschine in Kraftfahrzeugen Expired - Lifetime EP0699832B1 (de)

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