DE102008052759B4 - Betriebsverfahren für ein Tankentlüftungssystem eines zumindest von einer Brennkraftmaschine antreibbaren Kraftfahrzeugs - Google Patents

Abstract

Betriebsverfahren für ein Tankentlüftungssystem eines von einer Brennkraftmaschine sowie alternativ von einem Elektromotor antreibbaren Kraftfahrzeugs, wobei eine vom den Kraftstoff für die Brennkraftmaschine speichernden Kraftstofftank abgehende Tankentlüftungsleitung durch ein Adsorptionsspeicherelement geführt ist, in welchem gasförmige Kraftstoffbestandteile zwischengespeichert werden können und welches gelegentlich mit Frischluft aus der Umgebung gespült wird, indem Umgebungsluft durch das Adsorptionsspeicherelement hindurch der Brennkraftmaschine zur Verbrennung zugeführt wird, gekennzeichnet durch die Kombination folgender Merkmale: • bei einem solchen Spülvorgang des Adsorptionsspeicherelements wird die Brennkraftmaschine zumindest zeitweise mit einer höheren Drehzahl betrieben, als für die Bewältigung des aktuellen Betriebszustandes des Kraftfahrzeugs erforderlich ist, indem eine Schaltcharakteristik eines Automatikgetriebes entsprechend geändert wird, und • bei einem solchen Spülvorgang des Adsorptionsspeicherelements wird die Brennkraftmaschine zumindest zeitweise mit einer höheren Last betrieben, als für die Bewältigung des aktuellen Betriebszustandes des Kraftfahrzeugs erforderlich ist, indem ein Generator zur Erzeugung von in einem Energiespeicher speicherbarer elektrischer Energie im Sinne einer höheren Energieerzeugung angesteuert wird, und • es wird während des Spülens des Adsorptionsspeicherelements die Tankentlüftungsleitung gesperrt und somit die Verbindung zwischen dem Innenraum des Kraftstofftanks und dem Adsorptionsspeicherelement unterbrochen.

Description

• Die Erfindung betrifft ein Betriebsverfahren für ein Tankentlüftungssystem eines zumindest von einer Brennkraftmaschine antreibbaren Kraftfahrzeugs, nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Zum bekannten Stand der Technik wird auf die DE 10 2007 002 188 A1 und weiterhin auf die US 5 371 412 A , auf die DE 102 52 826 A1 und die DE 199 52 092 C1 verwiesen.
• Die letztgenannte DE 199 52 092 C1 beschreibt einen möglichen Aufbau eines als sog. Aktivkohlefilter ausgeführten Adsorptionsspeicherelements für im Kraftstofftank eines Kraftfahrzeugs entstehende Kraftstoffdämpfe, während die weiterhin genannte DE 102 52 826 A1 die Kalibrierung eines Tankentlüftungsventils bzw. die Anpassung der Brennkraftmaschinen-Gemischsteuerung im Hinblick auf ein Spülen eines solchen Aktivkohlefilters betrifft.
• Für ausschließlich von einer Brennkraftmaschine angetriebene Kraftfahrzeuge existieren technisch ausgereifte Tankentlüftungssysteme, die insbesondere sämtlichen gesetzlichen Vorschriften auch hinsichtlich der Emission von Schadstoffen, als auch den Gesichtspunkten zum Schutz der Umwelt genügen. Dennoch sind hierbei weitere Verbesserungen möglich. Letzteres gilt jedoch insbesondere für Kraftfahrzeuge, welche alternativ zu einer Brennkraftmaschine auch elektrisch angetrieben werden können, wobei die hierfür benötigte elektrische Energie aus einem elektrischen Energiespeicher entnommen wird. Da nämlich während einer Betriebsphase mit elektrischem Antrieb die Brennkraftmaschine abgeschaltet ist, kann in dieser Zeit das Adsorptionsspeicherelement, bei welchem es sich üblicherweise um ein sog. Aktivkohlefilter handelt, üblicherweise nicht gespült und somit nicht regeneriert werden.
• Im Hinblick hierauf ist in der US 5 371 412 A vorgeschlagen, das Aktivkohlefilter zu wiegen und bei erkannter voller Beladung desselben die Brennkraftmaschine zu starten, falls diese bei bewegtem Fahrzeug noch nicht in Betrieb ist.
• Ebenfalls im Hinblick auf die vorstehend genannte Problematik ist in der DE 10 2007 002 188 A1 vorgeschlagen, die Brennkraftmaschine während eines rein elektrischen Betriebs des Kraftfahrzeugs zur Spülung des Adsorptionsspeicherelementes zeitweise zuzuschalten. Soll letzteres jedoch vermieden werden, was grundsätzlich erwünscht ist, so ist es besonders wichtig, während eventuell kurzer Betriebsperioden der Brennkraftmaschine das Aktivkohlefilter bzw. Adsorptionsspeicherelement wirkungsvoll zu spülen und zu regenerieren, d. h. die darin zunächst enthaltenen, zwischengespeicherten Kraftstoffbestandteile so schnell und so vollständig als möglich aus dem Adsorptionsspeicherelement zu entfernen und der Brennkraftmaschine zur Verbrennung zuzuführen.
• Hierfür eine geeignete Maßnahme aufzuzeigen, ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung. Die Lösung dieser Aufgabe ergibt sich mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und sieht insbesondere vor, dass die Brennkraftmaschine bei einem Spülvorgang des Adsorptionsspeicherelements zumindest zeitweise mit einer höheren Last und Drehzahl betrieben wird, als für die Bewältigung des aktuellen Betriebszustandes des Kraftfahrzeugs erforderlich ist. Auf weitere Merkmale wird an späterer Stelle eingegangen. Zur Erzielung einer höheren Brennkraftmaschinen-Drehzahl wird dabei die Schaltcharakteristik eines Automatikgetriebes geeignet geändert, und es wird der Brennkraftmaschine eine höhere Last aufgeschaltet, und zwar über einen Generator zur Erzeugung elektrischer Energie.
• Grundsätzlich wird somit vorgeschlagen, der das Kraftfahrzeug in einem bestimmten Fahrzustand oder Betriebszustand, so beispielsweise mit einer konstanten Fahrgeschwindigkeit von 40 km/h in der Ebene, antreibenden Brennkraftmaschine eine etwas größere Menge von Verbrennungsluft und Kraftstoff zuzuführen, als für die Sicherstellung (= „Bewältigung”) dieses Betriebszustandes erforderlich ist. Mit dieser etwas größeren Menge von Verbrennungsluft kann der Brennkraftmaschine auch eine etwas größere Menge eines durch das Adsorptionsspeicherelement hindurch geführten Spülluftstromes zugeführt werden. Zwar nimmt bei einer quantitätsgesteuerten Brennkraftmaschine der stromab des Quantitätssteuerorgans (= Drosselklappe) herrschende Unterdruck im Ansaugtrakt der Brennkraftmaschine, welcher den Spülluftstrom durch das Adsorptionsspeicherelement fördert, ab, wenn ein höherer Lastpunkt der Brennkraftmaschine eingestellt wird, jedoch hat sich gezeigt, dass jedenfalls in niedrigeren Lastbereichen einer Brennkraftmaschine dieser theoretisch nachteilige Effekt durch den positiven Einfluss eines größeren Verbrennungsluftstromes der Brennkraftmaschine quasi überkompensiert wird. Da dieser größere Verbrennungsluftstrom durch einen konstanten Querschnitt im Ansaugtrakt der Brennkraftmaschine strömt, an welchem auch die Spülluftleitung des Adsorptionsspeicherelementes mündet, wird nämlich aufgrund der höheren Strömungsgeschwindigkeit des Verbrennungsluftstromes eine größere Menge von Spülluft durch das Adsorptionsspeicherelement gefördert.
• Ein größerer Verbrennungsluftstrom ergibt sich einerseits dadurch, dass die Brennkraftmaschine mit höherer Drehzahl betrieben wird, was einfach dadurch realisierbar ist, dass ein im Antriebsstrang des Kraftfahrzeuges vorgesehenes Getriebe, welches automatisch, d. h. ohne Eingriff durch den Fahrer unterschiedliche Übersetzungsverhältnisse (entweder diskret oder kontinuierlich) ermöglicht, während eines Spülvorganges von einer elektronischen Steuereinheit solchermaßen angesteuert wird, dass sich eine höhere Brennkraftmaschinen-Drehzahl als bei einer üblichen Getriebeauslegung einstellt. Im Falle eines Stufenautomatikgetriebes werden also beim Hochschalten in einen höheren Gang die jeweiligen Schaltpunkte zu höheren Drehzahlen der Brennkraftmaschine hin verschoben, wenn das Adsorptionsspeicherelement gezielt intensiv gespült werden soll. Ein größerer Verbrennungsluftstrom wird auch dadurch hervorgerufen, dass die Brennkraftmaschine zusätzliche über den Antrieb des Kraftfahrzeugs hinausgehende Arbeit verrichtet bzw. Leistung erbringt und somit mit höherer Last betrieben wird, als für die Bewältigung des aktuellen Betriebszustandes des Kraftfahrzeuges erforderlich ist. Es wird also eine zusätzliche Last aufgeschaltet, bei welcher es sich vorzugsweise um einen elektrischen Generator handelt, der elektrische Energie erzeugt, welche in einem geeigneten Energiespeicher gespeichert wird. Beispielsweise kann dann mit dieser gespeicherten Energie zu einem späteren Zeitpunkt, wenn das Kraftfahrzeug mit abgestellter Brennkraftmaschine betrieben werden soll, ein als alternatives Antriebsaggregat fungierender Elektromotor gespeist werden.
• Noch weiter gesteigert wird die Wirksamkeit des Tankentlüftungssystems dadurch, dass während eines Spülvorgangs des Adsorptionsspeicherelements sichergestellt wird, dass tatsächlich nur ein aus der Umgebung angesaugter Spülluftstrom durch das Adsorptionselement geführt werden kann. In diesem Sinne soll die vom Innenraum des Kraftstofftanks zum Adsorptionsspeicherelement führende Tankentlüftungsleitung abgesperrt sein oder werden, was grundsätzlich bereits bekannt ist, so bspw. aus der DE 101 22 056 A1 .
• Noch weiter gesteigert werden kann die Wirksamkeit des Tankentlüftungssystems auch dadurch, dass das Adsorptionsspeicherelement bei einem Spülvorgang direkt oder indirekt, letzteres vorzugsweise über die zugeführte Spülluft, erwärmt wird. Hierdurch wird die Abgabe der zwischengespeicherten Kraftstoffbestandteile an den Spülluftstrom erleichtert bzw. intensiviert, was beispielsweise in der DE 41 40 090 A1 bereits beschrieben ist, jedoch mit einem vergrößerten lediglich aus der Umgebung gewonnenen Luftstrom besonders wirksam ist.

Claims (3)

1. Betriebsverfahren für ein Tankentlüftungssystem eines von einer Brennkraftmaschine sowie alternativ von einem Elektromotor antreibbaren Kraftfahrzeugs, wobei eine vom den Kraftstoff für die Brennkraftmaschine speichernden Kraftstofftank abgehende Tankentlüftungsleitung durch ein Adsorptionsspeicherelement geführt ist, in welchem gasförmige Kraftstoffbestandteile zwischengespeichert werden können und welches gelegentlich mit Frischluft aus der Umgebung gespült wird, indem Umgebungsluft durch das Adsorptionsspeicherelement hindurch der Brennkraftmaschine zur Verbrennung zugeführt wird, gekennzeichnet durch die Kombination folgender Merkmale: • bei einem solchen Spülvorgang des Adsorptionsspeicherelements wird die Brennkraftmaschine zumindest zeitweise mit einer höheren Drehzahl betrieben, als für die Bewältigung des aktuellen Betriebszustandes des Kraftfahrzeugs erforderlich ist, indem eine Schaltcharakteristik eines Automatikgetriebes entsprechend geändert wird, und • bei einem solchen Spülvorgang des Adsorptionsspeicherelements wird die Brennkraftmaschine zumindest zeitweise mit einer höheren Last betrieben, als für die Bewältigung des aktuellen Betriebszustandes des Kraftfahrzeugs erforderlich ist, indem ein Generator zur Erzeugung von in einem Energiespeicher speicherbarer elektrischer Energie im Sinne einer höheren Energieerzeugung angesteuert wird, und • es wird während des Spülens des Adsorptionsspeicherelements die Tankentlüftungsleitung gesperrt und somit die Verbindung zwischen dem Innenraum des Kraftstofftanks und dem Adsorptionsspeicherelement unterbrochen.
2. Betriebsverfahren nach Anspruch 1, wobei das Adsorptionsspeicherelement bei einem Spülvorgang direkt erwärmt wird.
3. Betriebsverfahren nach Anspruch 1, wobei das Adsorptionsspeicherelement bei einem Spülvorgang indirekt über die zugeführte Spülluft erwärmt wird.