DE102007058197B4 - Hybridfahrzeug - Google Patents

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Abstract

Hybridfahrzeug, zum wahlweisen Antrieb durch eine Elektromaschine, die aus einer galvanischen Zelle (2) mit Strom versorgbar ist bzw. die beim Generatorbetrieb die galvanische Zelle mit Strom versorgt, und einem Verbrennungsmotor, der aus einem Tank mit einer brennbaren Flüssigkeit versorgbar ist, wobei dem Tank ein Aktivkohlefilter (1) zugeordnet ist, zum Auffangen von Dämpfen der brennbaren Flüssigkeit, wobei das Aktivkohlefilter zur Durchführung einer Spülung bedarfsweise mit dem Ansaugsystem des Verbrennungsmotors verbindbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Aktivkohlefilter im Bereich der galvanischen Zelle positioniert ist, wobei der Aktivkohlefilter an einer seitlichen Abdeckung (5) der galvanischen Zelle befestigt ist.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Hybridfahrzeug nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Auch bei derartigen Hybridfahrzeugen ist zwischen dem Kraftstofftank und der Umgebung ein Aktivkohlefilter, als Zwischenspeicher für Kohlenwasserstoffe, in der Tankentlüftung verbaut. Dieser Zwischenspeicher wird üblicherweise, gesteuert über die Motorelektronik, durch einen Luftstrom regeneriert. Dabei wird Luft über die mit Kohlenwasserstoff besetzten Kohlepartikel des Aktivkohlefilters geleitet, wodurch diese Kohlenwasserstoffe gelöst und über den Luftstrom zum Verbrennungsmotor transportiert werden. Dieser mit Kohlenwasserstoff beladene Luftstrom aus dem Aktivkohlefilter wird der Verbrennungsluft zugemischt und verbrannt.
  • Die US 7114492 B2 beschreibt ein Kraftfahrzeug, bei dem im Tankentlüftungssystem ein dem Aktivkohlefilter nachgeschalteter Wäscher für kurzkettige Kohlenwasserstoffe in der Nähe des Abgassystems des Fahrzeuges vorgesehen ist, um den Wäscher zu erwärmen.
  • Die WO 2006/008301 A1 betrifft die Erwärmung des Spülluftstromes für einen Aktivkohlefilter eines Tankentlüftungssystems mittels eines Wärmetauschers an der Abgasanlage des Kraftfahrzeuges. Dabei sind Abgasanlage und Tank benachbart angeordnet, aber thermisch voneinander isoliert.
  • Die DE 4140090 A1 betrifft einen Aktivkohlefilter für die Tankentlüftung eines Kraftfahrzeuges, der zwischen der Abgasanlage und dem Kraftstofftank des Kraftfahrzeuges angeordnet ist.
  • Als weiterer Stand der Technik sei noch verwiesen auf JP 2007-297957 A sowie DE 11 2005 000 060 T5 .
  • Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, das gattungsgemäße Hybridfahrzeug weiterzuentwickeln und insbesondere dessen Tankentlüftungssystem zu verbessern.
  • Die Aufgabe wird gelöst durch die Merkmale des Anspruchs 1. Die Unteransprüche betreffen vorteilhafte Aus- und Weiterbildungen der Erfindung.
  • Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass ein dem Kraftstofftank des Verbrennungsmotors zugeordnetes Aktivkohlefilter, zum Auffangen von Kraftstoffdämpfen, im Bereich der galvanischen Zelle positioniert ist, aus der die Elektromaschine des Hybridfahrzeuges mit Strom versorgbar ist um diese als Elektromotor zu betreiben bzw. die beim Generatorbetrieb der Elektromaschine mit Strom versorgt wird. Durch die erfindungsgemäße Positionierung des Aktivkohlefilters wird die an der galvanischen Zelle anfallende Abwärme zur Erwärmung des Aktivkohlefilters nutzbar. Dabei macht sich die Erfindung die Erkenntnis zunutze, dass bei einem Hybridfahrzeug ein geringerer Wärmeintrag bzw. eine niedrigere Dampferzeugung im Kraftstofftank vorhanden ist. Dies resultiert daraus, dass der Verbrennungsmotor zumindest zeitweise außer Betrieb ist. Dadurch ist auch die elektrische Fördereinrichtung (Kraftstoffpumpe), welche einen Wärmeeintrag in den Kraftstoff bewirkt, bei einem Hybridfahrzeug seltener in Betrieb. Zudem wird bei vorhandenem Rücklauf auch seltener heißer Kraftstoff in den Kraftstofftank zurückgeführt. Durch die dementsprechend geringere Kraftstoff-Dampfmenge bei einem Hybridfahrzeug, verglichen mit einem konventionellen Kraftfahrzeug, ist auch die vom zugeordneten Aktivkohlefilter zu absorbierende Menge an Kraftstoffdampf geringer. Hierbei ist jedoch zu berücksichtigen, dass aufgrund des nur zeitweise betriebenen Verbrennungsmotors auch die Spülphasen des Aktivkohlefilters seltener ausfallen. Zusammengefasst muss der Aktivkohlefilter in einem Hybridfahrzeug, verglichen mit einem konventionellen Fahrzeug, zwar weniger Kraftstoffdämpfe aufnehmen, wird jedoch auch seltener gespült. Damit ist die benötigte Adsorbtion bei dem Aktivkohlefilter eines Hybridfahrzeuges geringer als bei einem konventionellen Fahrzeug. Somit führt die vorgesehene Erwärmung des Aktivkohlefilters, durch die erfindungsgemäß vorgesehene Platzierung im Bereich der galvanischen Zelle, gerade nicht zu einer verminderten Leistungsfähigkeit der Tankentlüftung. Vielmehr ergibt sich durch die erhöhte Temperatur eine verbesserte Regenerierung der adsorbierten Kohlenwasserstoffe bei einem Spülvorgang, womit dieser dann nicht mehr so häufig durchgeführt werden muss. Anders ausgedrückt wird gemäß der Erfindung das Gleichgewicht zwischen Adsorbtion und Regenerierung des Aktivkohlefilters dadurch verschoben, dass die Temperatur des Aktivkohlefilters erhöht wird. Durch eine entsprechende Platzierung des Aktivkohlefilters wird dabei ein gewünschter Gleichgewichtszustand, entsprechend einer bestimmten (mittleren) Temperatur, eingestellt.
  • Eine günstige Befestigungsmöglichkeit des Aktivkohlefilters ergibt sich erfindungsgemäß, weil dieses an einer Abdeckung der galvanischen Zelle befestigt wird. Indem derartige Abdeckungen bzw. Befestigungen genutzt werden, entfällt die Notwendigkeit, zusätzliche Befestigungsmöglichkeiten für das Aktivkohlefilter vorzusehen. Dies ermöglicht eine besonders materialsparende Konstruktion.
  • Mit Vorteil wird vorgeschlagen, die galvanische Zelle als Hochvoltakkumulator, insbesondere vom Typ Nickel-Metallhydrid oder Lithium-Ionen, vorzusehen. Dies sind zum einen bewährte und leistungsfähige Stromlieferanten für eine Elektromaschine des Hybridfahrzeuges. Zum anderen fällt bei ihnen eine entsprechende Abwärme an, womit der entsprechend positionierte Aktivkohlefilter erwärmt und somit dessen Regenerierung verbessert wird. Natürlich können auch andere Arten von galvanischen Zellen vorgesehen sein, beispielsweise Brennstoffzellen oder Bleiakkumulatoren. Des Weiteren kann, bei einer Verwendung mehrerer galvanischer Zellen im Hybridfahrzeug, eine Positionierung des Aktivkohlefilters an einer z. B. unter Bauraumgesichtspunkten günstigen galvanischen Zelle vorgesehen sein.
  • Bevorzugt sind die galvanische Zelle und das Aktivkohlefilter im Bereich der Kofferraummulde des Hybridfahrzeuges vorgesehen. Durch das entsprechende Gewicht der galvanischen Zelle ergibt sich hiermit ein niedriger Fahrzeugschwerpunkt. Zudem ist in diesem Bereich üblicherweise ein ausreichender Bauraum verfügbar. Bei einer derartigen Konfiguration ergibt sich durch die erfindungsgemäße Anordnung ein weiterer Vorteil. Indem das relativ voluminöse Aktivkohlefilter entsprechend positioniert wird, kann es als mechanischer Schutzschild für die relativ empfindliche galvanische Zelle benutzt werden. Durch entsprechende Platzierung kann das Aktivkohlefilter etwa Energien im Crashfall des Hybridfahrzeuges aufnehmen und/oder als Schutz vor Steinschlag dienen.
  • Besonders vorteilhaft ist es, die Abgasanlage des Verbrennungsmotors des Hybridfahrzeuges derart zu konfigurieren, dass der Aktivkohlefilter zwischen der galvanischen Zelle und einem Teil der Abgasanlage positioniert ist. Beispielsweise können ein Katalysator, Schalldämpfer und/oder Rohr der Abgasanlage in der Nähe des Aktivkohlefilters geführt werden. Dies ergibt durch die zusätzliche Abwärme der Abgasanlage eine weitere Temperaturerhöhung und damit entsprechend verbesserte Regeneration im Aktivkohlefilter.
  • Die Erfindung wird nun anhand einer Zeichnung näher beschrieben. Dabei zeigt die Figur eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung.
  • Dargestellt ist ein Teil einer Anordnung in einem Hybridfahrzeug, mit einem Aktivkohlefilter 1, einer galvanischen Zelle 2 zur Versorgung einer – nicht dargestellten – Elektromaschine des Hybridfahrzeuges, sowie mit Rohren 3, 3a und einem Endtopf 4 der Abgasanlage des – nicht dargestellten – Verbrennungsmotors des Hybridfahrzeuges. Dabei ist der Aktivkohlefilter 1 der Tankentlüftung eines – nicht dargestellten – Kraftstofftanks zugeordnet. Des Weiteren ist der Aktivkohlefilter 1 an einer seitlichen Abdeckung 5 der galvanischen Zelle 2 befestigt. Zudem ist die Abgasanlage so konfiguriert, dass der Endtopf 4 in der Nähe des Aktivkohlefilters 1 positioniert ist.
  • Die entsprechende Konstruktion, d. h. Anordnung von Aktivkohlefilter, Abgasanlage und galvanische Zelle, wird so gewählt, dass sich im üblichen Betrieb des Hybridfahrzeuges eine gewünschte Temperaturerhöhung im Aktivkohlefilter, verglichen mit einem konventionellen Kraftfahrzeug, und damit eine Verschiebung hin zu einer erhöhten Regenerierung sowie einer verminderten Adsorbtion des Aktivkohlefilters ergibt. Dazu wird die Temperatur durch entsprechende Abstände der einzelnen Komponenten untereinander wie gewünscht eingestellt. Durch eine derartige Neuplatzierung des Aktivkohlefilters ist es insbesondere möglich, ein Aktivkohlefilter aus einem konventionellen Kraftfahrzeug in das entsprechende Hybridfahrzeug zu übernehmen, ohne eine aufwendige Neukonstruktion durchzuführen. Vielmehr wird die benötigte Regenerierung des Aktivkohlefilters durch eine entsprechende Temperaturerhöhung des Aktivkohlefilters eingestellt. Diese wird erzielt durch die beschriebene Platzierung des Aktivkohlefilters an den dieses erwärmenden Komponenten. So wird bei einer Hybridversion eines Kraftfahrzeuges die Verwendung des gleichen Aktivkohlefilters wie im entsprechenden herkömmlichen Kraftfahrzeug möglich, und damit eine entsprechende Einsparung von Entwicklungskosten.

Claims (4)

  1. Hybridfahrzeug, zum wahlweisen Antrieb durch eine Elektromaschine, die aus einer galvanischen Zelle (2) mit Strom versorgbar ist bzw. die beim Generatorbetrieb die galvanische Zelle mit Strom versorgt, und einem Verbrennungsmotor, der aus einem Tank mit einer brennbaren Flüssigkeit versorgbar ist, wobei dem Tank ein Aktivkohlefilter (1) zugeordnet ist, zum Auffangen von Dämpfen der brennbaren Flüssigkeit, wobei das Aktivkohlefilter zur Durchführung einer Spülung bedarfsweise mit dem Ansaugsystem des Verbrennungsmotors verbindbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Aktivkohlefilter im Bereich der galvanischen Zelle positioniert ist, wobei der Aktivkohlefilter an einer seitlichen Abdeckung (5) der galvanischen Zelle befestigt ist.
  2. Hybridfahrzeug nach Anspruch 1, wobei die galvanische Zelle als Hochvoltakkumulator, insbesondere vom Nickel-Metallhydrid- bzw. Lithion-Ionen-Typ ausgeführt ist.
  3. Hybridfahrzeug nach Anspruch 1 oder 2, wobei die galvanische Zelle und das Aktivkohlefilter im Bereich der Kofferraummulde des Hybridfahrzeuges vorgesehen sind.
  4. Hybridfahrzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Aktivkohlefilter zwischen der galvanischen Zelle und einem Teil der Abgasanlage (4) des Verbrennungsmotors angeordnet ist.
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