SE523229C2 - Förfarande och anordning för miljövänlig täthetskontroll av en behållare - Google Patents

Description

n v ø n v : ~ ~ nu n ø . n nu e 523 229 2 Genom JP-6-173 837 och US-A 5 347 971' framgår ytterligare förfaranden för kon- troll av funktionsdugligheten hos en tankavluftningsanordning, mot vilken en refe- rensläcka inkopplas till tankavluftningsanordningen och hos vilken genom jämfö- relse av mätningarna med och utan referensläcka är det möjligt att säga om en läcka 5 föreligger.

Dessutom är det genom DE-A1 196 36 431.0 känt att mellan en pump och en refe- rensläcka bildas ett dynamiskt tryck genom vilket pumpens varvtal minskar och strömförbrukningen hos pumpen ökar. Den stationära ström som ställer in sig lagras 10 och därpå pumpas den utmatade luftströmmen från pumpen via en omkopplingsven- til förbi referensläckan in i tanken. Om tanken är tät, byggs ett högre tryck upp än vid pumpning mot referensläckan. Pumpens strömförbrukning blir därmed högre.

Vid en läcka som är mindre än referensläckan däremot, ligger det tryck som ställer in sig under referenstrycket och strömförbrukningen blir därmed lägre. 15 Hos dessa förfaranden och anordningar kan det förekomma att vid uppträdande läckor i tanksystemet kan under diagnosförloppet på grund av det alstrade över- trycket små mängder av kolvätehaltiga ångor genom läckan avges till omgivningen.

Mätningar och beräkningar har visat att dessa mängder endast är försumbara om 20 man följer mycket stränga emissionsbestämmelser. Likväl vore det mer fördelaktigt om inte heller sådana småskaliga emissioner förekommer överhuvudtaget.

Sammanfattning av uppfinningen f i 25 Det är därför en uppgift för föreliggande uppfinning att förbättra det inledningsvis nämnda förfarandet eller anordningen på så sätt, att förut nämnda småskaliga emis- sioner kan undvikas helt och hållet. iiu-p »ll-u v ø ø n « v s 1 v: a o n | .u o :S23 229 3 Särskilt skall vid det inledningsvis nämnda förfarandet och anordningen under en funktions- eller täthetstest av behållaren så lite skadliga ämnen som möjligt komma ut till omgivningen. 5 Uppgiften löses genom särdragen hos de oberoende patentkraven. Fördelaktiga utföringsforrner anges i de osj älvständiga patentkraven.

Det säregna hos det enligt uppfinningen föreslagna förfarandet ligger däri att me- delst tryckkällan, och närmare bestämt via adsorptionsfiltret, alstras ett undertryck i 10 behållaren och av tryckförloppet och/eller det utmatade flödet är det möjligt att sluta sig till om en läcka föreligger. Genom omkastning av tryckkällans matarriktning i jämförelse med det kända förfarandet pumpas ej längre någon luft in i behållaren utan eventuella uppträdande gaser eller ångor sugs ut ur behållaren. Genom det föreslagna undertrycksförfarandet undviks därmed effektivt förhöjda kolväteemis- 15 sioner på grund av en eventuellt föreliggande läcka. Genom det mellan behållaren och tryckkällan inkopplade filtret med aktivt kol befrias särskilt de av tryckkällan insugna gaserna eller ångorna fullständigt från kolväteämnen och kan därigenom utan vidare matas ut till omgivningen. 20 Företrädesvis är det hos förfarandet enligt uppfinningen så anordnat att omväxlande behållaren och en relativt behållaren parallellkopplad referensläcka påverkas med undertryck och att under det rådande undertrycket i behållaren såväl som i referens- läckan registreras tryckförloppet eller det från tryckkällan utmatade flödet och jäm- förs med varandra och härav är det möjligt att sluta sig till om en läcka föreligger.

Dj 25 Härigenom är det endast en exakt utsugning som kan ha något avseende på en even- tuellt föreliggande läcka. Den genom referensläckan insugna luftströmmen är redan fri från skadeämnen och kan följaktligen likaså utan vidare matas ut till omgivning- C11. 1-1,: 10 15 20 Üffi -r-a; 141,» 30 rn oo a ø n n n n n :S23 229 4 Enligt ett utförande av förfarandet enligt uppfinningen är det så anordnat att för be- stämning av tryckförloppet och/eller det utmatade flödet bör registreras åtminstone en driftsparameter för tryckkällan vid alstrandet av undertrycket, varur det är möjligt att sluta sig till om en läcka föreligger. Detta möjliggör en särskilt enkel registrering av de för bestämning av en läcka erforderliga värdena.

Särskilt kan det därvid vara så anordnat-att som grund för drifisparametrar kan den elektriska strömförbrukningen hos tryckkällan och/eller den över tryckkällan anlig- gande elektriska spänningen och/eller tryckkällans varvtal.

För att ännu effektivare undvika avgivning av skadeämnen till omgivningen, kan matarflödet från tryckkällan ledas in i en insugningsdel hos en förbränningsmotor till motorfordonet.

Hos den likaså enligt uppfinningen föreslagna anordningen är särskilt så anordnat, att tryckkällans matarriktning är så inställd, att medelst tryckkällan alstras ett under- tryck i behållaren och att en elektrisk kopplingsenhet för registrering och utvärde- ring av åtminstone en driftsparameter hos tryckkällan under rådande undertryck i behållaren är anordnad.

Företrädesvis uppvisar anordningen en parallellt med behållaren anordnad referens- läcka, som via ett kopplingsmedel, exempelvis en omkopplingsventil, är förbindbar med tryckkällan som alternativ till behållaren.

Enligt en utföringsform är det vidare så anordnat att tryckkällans matarutlopp via en returledning är anslutbar till en anslutningsdel av en förbränningsmotor till motor- fordonet.

Själva tryckkällan är företrädesvis utförd som en pump, särskilt en vingpump.

- I . ~ n . nu a o . . | u n :S23 229 Kort beskrivning av ritningarna Uppfinningen beskrivs närmare i det följande med hänvisning till bifogade ritningar, varvid lika hänvisningstecken hänför sig till lika eller funktionellt lika eller liknande 5 kännetecken.

Fig. 1 visar en tankavluftningsanordning, hos vilken förfarandet enligt uppfinningen kommer till användning, och fig. 2 visar det karakteristiska tidsforloppet for motorströmmen hos undertrycks- 10 pumpen till den i fig. 1 visade tankavluftningsanordningen.

Beskrivning av utforingsexemplen Den i fig. 1 schematiskt visade tankavluftningsanordningen innehåller ett filter 20 15 med aktivt kol, som via en tankanslutningsledning 12 är förbunden med en tank 10.

Ett insugningsrör 40 till en (ej visad) forbränningsmotor är via en ledning 42 fór- bunden med en tankavluftningsventil 30. Pilen 41 anger därvid strömningsrikt- ningen hos den insugna luften. 20 Filtret 20 lagrar i tanken 10 eventuellt avdunstande bränsle. Vid medelst en (ej visad) styrenhet till öppet läge reglerad tankavluftningsventil 30 sugs omgivnings- luft genom filtret 20, som därvid avger det lagrade bränslet till den insugna luften.

Vidare innehåller tankavluftningsanordningen ett (ej visat) passivt filter, som for- binder anordningen eller en till det aktiva kolfiltret ansluten ledning 22 med omgiv- 25 ningsluft från fordonets omgivning.

Under drift av det (ej visade) fordonet eller dess (likaså ej visade) forbrännings- motor eller vid påfyllning av tanken 10 bildas i densamma flyktiga ångor av kol- 7"; väteämnen, som via ledningen 12 kommer in i filtret 20 och till vilket ångoma på i so kan: san får en fevefsibei bindning. a - u » | . .u ø v n | aa 523 229 Tankavluftningsventilen 30 är normalt stängd. På regelbundna tidsavstånd regleras tankavluftningsventilen 30 medelst styrenheten på så sätt, att ett bestämt deltryck av det i insugningsröret 40 rådande undertrycket matas till filtret 20 via ledningen 24, 5 vilket leder till att de lagrade ångoma av kolväteämnen sugs in i insugningsröret 40 från filtret 20 via ledningen 24 och via tankavluftningsventilen 30, för att slutligen matas till den (ej visade) förbränningsmotorn för förbränning och därmed slutgiltigt omhändertagande. Under detta förlopp med generering av filtret 20 sugs via led- ningen 22 och det (ej visade) passiva filtret, renspolningsluft in i filtret 20, varige- 10 nom den egentliga renspolningseffekten uppstår.

För att kunna diagnostisera funktionsdugligheten eller tätheten hos tankavluftnings- anläggningen, är en läckdiagnosenhet 60 anordnad. Denna enhet uppvisar en pump 50, som är förbunden med den (ej visade) styrenheten. Till pumpen 50 är en om- 15 kopplingsventil 70 förkopplad, exempelvis en 3/2-vägsventil. Parallellt med om- kopplingsventilen 70 är, i en separat förgrening 80, en referensläcka 81 anordnad.

Värdet hos referensläckan 81 är så valt, att det motsvarar värdet för den läcka som skall registreras. Omkopplingsventilen 70 uppvisar två kopplingslägen "I" och "II".

I läget "I" är pumpen 50 trycköverförande förbunden med ledningen 80 och pumpar 20 då ytterluft genom referensläckan 81 in i ledningen 80. Referensläckan är på utsidan försedd med ett finfilter 82, för att förhindra att referensläckan sätts igen med even- tuellt insugna partiklar.

Det i utloppet 51 av pumpen 50 föreliggande flödet levererar i läget "I" hos om- 'I 25 kopplingsventilen 70 ren ytterluft och i läget "II" hos omkopplingsventilen 70 me- delst filtret 20 renad luft. Flödet kan därför via en ledning 52 direkt avges till for- donets omgivning. För att nu säkerställa att inte ens de minsta föroreningar hos det från filtret 20 utströmmande flödet inte förs ut till omgivningen, kan det (åskådlig- gjort med streckade linjer) då fordonets förbränningsmotor är igång vara så anord- -u .u - f H . u .- p o o» n. . u n | ø . . . ~ u t _ u -f u. .s s u v n u e s u -. :n . . y v. - a a. u. o.. v u ' I ~ I v u ~ u av I c .n . fl v - s n .u u. u n .- 7 nat, att flödet i pumpens 50 utlopp 51 via en returledning matas till insugningsrör 40 och närmare bestämt nedströms i detsamma (se pilriktningen 41).

Täthetskontroll av tankavluftningsanordningar är utförligt beskriven i DE-A1 5 196 36 43 1.0 till vars fullständiga innehåll föreliggande ansökan härmed hänvisar.

För registrering av den till pumpmotorn frammatade strömmen har härvid fastställts, om det medelst pumpen 50 till tankavluftningsanordningen inrnatade flödet avviker från det flöde, som föreligger vid inmatning av ett övertryck via referensläckan. Den väsentliga skillnaden i förhållande till föreliggande uppfinning består framförallt i 10 att enligt uppfinningen alstras ett undertryck.

Tidsförloppet för den elektriska ström, d.v.s. pumpmotorströmmen, som ställer in sig då en spänning läggs över pumpen 50, visas i fig. 2. Den med a) betecknade strömkurvan motsvarar tidsförloppet hos pumpmotorflödet hos en funktionsduglig 15 tankavluftningsanordning utan läckage.

I det med "I" betecknade tidsavsnittet befinner sig omkopplingsventilen 70 i det i fig. l visade, med "I" betecknade läget. I detta läge hos omkopplingsventilen 70 inmatas ett flöde via referensläckan 81 till pumpen 50. Därvid inställer sig en över 20 tiden väsentligen konstant ström imol, vilket i fig. 2 är schematiskt visat i tidsavsnit- tet I.

Så snart omkopplingsventilen 70 omställes från läget "I" till läget "II", påverkar pumpen 50 tankavluftningsanordningen med ett undertryck, varvid flödet uteslutan- ÄI 25 de genomströmmar filtret 20 och följaktligen filtreras samtliga i flödet befintliga , kolväteämnen medelst filtret 20 ut från flödet. Vid omställning avtar först motor- strömmens imo, hastighet och ökar därpå med tilltagande tid kontinuerligt, tills den uppnår ett värde som är större eller lika med motorströmmen imo, i läget "I" hos :p-»g omkopplingsventilen 70. I ett tidsavsnitt III föreligger följaktligen ett stabiliserings- - ~ > . .- = 523 229 8 värde. Denna med a) i fig. 2 visade tidskurva är karakteristisk för en funktionsduglig tankavluftningsanordning.

Då en läcka föreligger i tankavluftningsanordningen avviker nu kurvans sträckning 5 i tidsavsnittet II från sträckningen a) i så måtto, att ökningen i tidsavsnittet II är mindre än i fallet a) och att det i tidsavsnittet III föreliggande stabiliseringsvärdet följaktligen likaså är mindre eller lika med det i fallet a) uppmätta värdet. Avvikel- sen hos kurvans sträckning beror på att då en läcka föreligger ökar flödet genom pumpen 50 varigenom pumpmotorn endast behöver pumpa mot ett lägre undertryck 10 än i fallet a), varigenom motorströmmen imo, också blir lägre. »i-»v *lill

Claims (9)

* 523 229 fffif. un oo 9 ' Patentkrav

1. F örfarande för kontroll av funktionsdugligheten hos en behållare, särskilt en tank- avluftningsanordning för motorfordon, omfattande en tank (10), ett adsorptionsfilter (20) som är förbundet med tanken (10) via en anslutningsledning (12) och som uppvisar en ventilationsledning (22), samt en till densamma inkopplad tryckkälla (50), varvid medelst tryckkällan (50) alstras ett undertryck i behållaren och att det med ledning av tryckförloppet och/eller det från tryckkällan (50) avgivna flödet är möjligt att sluta sig till om en läcka föreligger, kännetecknat av att flödet från tryckkällan (50) leds till en insugningsdel (40) av motorfordonets förbränningsmotor.

2. Förfarande enligt krav 1, kännetecknat av att behållaren och en relativt densamma parallellkopplad referensläcka (81) växelvis påverkas av undertryck och att såväl vid undertryck i behållaren som i referensläckan (81) registreras tryckförloppet eller det från tryckkällan (50) avgivna flödet och värdena jämförs med varandra, varigenom det är möjligt att sluta sig till om en läcka föreligger.

3. Förfarande enligt krav 1 eller 2, kännetecknat av att för bestämning av tryckförloppet och/eller det avgivna flödet registreras åtminstone en driftsparameter hos tryckkällan (50) vid alstrandet av undertrycket, varigenom det är möjligt att sluta sig till om en läcka föreligger.

4. Förfarande enligt krav 3, kännetecknat av att den elektriska strömförbrukningen hos tryckkällan (50) och/eller den pålagda elektriska spänningen över tryckkällan (50) och/eller varvtalet hos densamma läggs till grund för driftsparametrama.

5. Förfarande enligt något av krav 2-4, kännetecknat av att referensläckan (81) är anordnad att vara inkopplingsbar parallellt med behållaren eller tankavluftningsanordningen.

6. Anordning för kontroll av funktionsdugligheten hos en behållare, särskilt en tank- avluftningsanordning för motorfordon, omfattande en tank (10), ett adsorptionsfilter (20) som är förbundet med tanken (10) via en anslutningsledning (12) och som uppvisar en /O : : : .: ..... ' ' ' ventilationsledning (22), samt en till densamma inkopplad tryckkälla (50), varvid tryckkällans (50) matarriktning är inställd på så sätt, att ett undertryck alstras i behållaren medelst tryckkällan (50) och att en elektrisk kopplingskrets är anordnad för registrering och utvärdering av åtminstone en driftsparameter hos tryckkällan (50) när det råder undertryck i behållaren, kännetecknad av att utloppet från tryckkällan (50) via en returledning (53) är anslutbart till en insugningsdel (40) av motorfordonets förbränningsmotor.

7. Anordning enligt krav 6, kännetecknad av att en referensläcka (81) är anordnad parallellt med behållaren, vilken, som alternativ till behållaren, medelst ett kopplingsmedel (70) är förbindbar med tryckkällan (50).

8. Anordning enligt något av krav 6 eller 7, kännetecknad av att de driftsparametrar som är kännetecknande fór tryckkällans (50) matarflöde är dess elektriska strömförbrukning och/eller den pålagda elektriska spänningen och/eller dess varvtal.

9. Anordning enligt något av krav 6-8, kännetecknad av att tryckkällan (50) är en pump, särskilt en vingpump.