DE102010060455A1

DE102010060455A1 - Verfahren zum Betreiben eines Kraftfahrzeugs

Info

Publication number: DE102010060455A1
Application number: DE102010060455A
Authority: DE
Inventors: Andreas Menke
Original assignee: Dr Ing HCF Porsche AG
Current assignee: Dr Ing HCF Porsche AG
Priority date: 2010-11-09
Filing date: 2010-11-09
Publication date: 2012-05-10
Also published as: US20120116652A1; US8991361B2; JP2012102727A

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Kraftfahrzeugs mit einem Verbrennungsmotor (2), der aus einem Kraftstofftank (7) mit Kraftstoff versorgt wird, und mit einer regenerierbaren Filtereinrichtung (6) zur Aufnahme von Kraftstoffdämpfen aus dem Kraftstofftank (7). Um die Eigenschaften von Kraftstoffverdunstungs-Rückhaltesystemen im Betrieb von Kraftfahrzeugen weiter zu verbessern, wird zeitnah nach einem Betankungsvorgang ein Zwangsstart des Verbrennungsmotors (2) durchgeführt, um die Filtereinrichtung (6) zu regenerieren.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Kraftfahrzeugs mit einem Verbrennungsmotor, der aus einem Kraftstofftank mit Kraftstoff versorgt wird, und mit einer regenerierbaren Filtereinrichtung zur Aufnahme von Kraftstoffdämpfen aus dem Kraftstofftank.
Aus der deutschen Offenlegungsschrift DE 10 2007 002 188 A1 sind vielfältige Maßnahmen bekannt, um die Eigenschaften von Kraftstoffverdunstungs-Rückhaltesystemen im Betrieb eines Hybrid-Fahrzeugs mit einem Verbrennungsmotor und einer Filtereinrichtung zur Aufnahme von Kraftstoffdämpfen zu verbessern, wie zum Beispiel den Verbrennungsmotor in Abhängigkeit eines Beladungszustandes der Filtereinrichtung zuzuschalten.
Aufgabe der Erfindung ist es, die Eigenschaften von Kraftstoffverdunstungs-Rückhaltesystemen im Betrieb von Kraftfahrzeugen, insbesondere im Betrieb von Hybrid-Fahrzeugen oder Fahrzeugen mit einer Start-Stoppeinrichtung, weiter zu verbessern.
Die Aufgabe ist bei einem Verfahren zum Betreiben eines Kraftfahrzeugs mit einem Verbrennungsmotor, der aus einem Kraftstofftank mit Kraftstoff versorgt wird, und mit einer regenerierbaren Filtereinrichtung zur Aufnahme von Kraftstoffdämpfen aus dem Kraftstofftank, dadurch gelöst, dass zeitnah nach einem Betankungsvorgang ein Zwangsstart des Verbrennungsmotors durchgeführt wird, um die Filtereinrichtung zu regenerieren. Die Filtereinrichtung umfasst zum Beispiel einen Aktivkohlefilter, der in einer Beladungsphase Kohlenwasserstoffdämpfe adsorbiert, die in einer Regenerationsphase durch Spülen mit Frischluft desorbiert werden. Dabei werden die in dem Aktivkohlefilter gebundenen Kraftstoffdämpfe dem Verbrennungsmotor zugeleitet, um sie dort zu verbrennen und den Aktivkohlefilter somit zu leeren. Gemäß einem wesentlichen Aspekt der Erfindung wird der Verbrennungsmotor auch dann gestartet, wenn an sich ein Starten des Verbrennungsmotors nicht nötig wäre. Durch den Zwangsstart des Verbrennungsmotors wird nach einem Betankungsvorgang sichergestellt, dass die Filtereinrichtung gespült wird.
Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, dass der Zwangsstart des Verbrennungsmotors auch dann durchgeführt wird, wenn das Kraftfahrzeug ohne den Verbrennungsmotor anderweitig, zum Beispiel rein elektrisch, angetrieben wird. Bei dem Kraftfahrzeug handelt es sich vorzugsweise um ein Hybrid-Fahrzeug, das neben dem Verbrennungsmotor noch einen weiteren Antriebsmotor, zum Beispiel einen Elektromotor, umfasst, mit dem das Kraftfahrzeug allein betrieben werden kann.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, dass der Zwangsstart des Verbrennungsmotors auch dann durchgeführt wird, wenn der Kraftstofftank beim Betanken nicht vollständig, sondern nur teilweise mit Kraftstoff befüllt wird. Dadurch wird sichergestellt, dass die Filtereinrichtung auch dann gespült wird, wenn sie noch nicht voll ist.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, dass der Zwangsstart des Verbrennungsmotors durchgeführt wird, nachdem ein Betankungsvorgang erkannt wurde. Der Zwangsstart wird direkt nach dem Betankungsvorgang oder kurz danach eingeleitet.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, dass ein Tankverschluss des Kraftstofftanks überwacht wird, um einen Betankungsvorgang zu erkennen und den Zwangsstart des Verbrennungsmotors auszulösen. Der Tankverschluss kann eine Tankklappe umfassen, deren Öffnungszustand überwacht wird.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, dass ein Füllstandgebersignal überwacht wird, um einen Betankungsvorgang zu erkennen und den Zwangsstart des Verbrennungsmotors auszulösen. Der Füllstand des Kraftstofftanks kann mit einem Füllstandgeber überwacht werden, der ein Füllstandgebersignal abgibt.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, dass in festen Zeitintervallen und/oder in Abhängigkeit vom Zustand der Filtereinrichtung ein zusätzlicher Zwangsstart des Verbrennungsmotors durchgeführt wird, um die Filtereinrichtung zu regenerieren. Der Zustand der Filtereinrichtung kann mit Hilfe einer Sensoreinrichtung überwacht werden, die zum Beispiel eine Kohlenwasserstoffkonzentration und/oder einen Druck im Kraftstofftank detektieren kann.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, dass beim Zwangsstart des Verbrennungsmotors eine Spülpumpe und/oder eine Venturidüse zugeschaltet werden/wird, um die Spülwirkung zu verbessern. Dadurch kann der Spülvorgang beschleunigt werden.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, dass das Kraftfahrzeug ein Hybrid-Fahrzeug, ein Plugin-Hybrid-Fahrzeug und/oder ein Kraftfahrzeug mit einer Start-Stoppeinrichtung ist. Das Hybridfahrzeug umfasst vorzugsweise eine Brennkraftmaschine und eine Elektromaschine. Als Plugin-Hybrid-Fahrzeug wird ein Hybrid-Fahrzeug bezeichnet, das mit Hilfe einer elektrischen Steckverbindung an einem elektrischen Versorgungsnetz aufgeladen werden kann. Die Start-Stoppeinrichtung dient dazu, das Kraftfahrzeug, zum Beispiel nach einem Ampelstart, automatisch zu starten, wenn zum Beispiel eine Kupplung des Kraftfahrzeugs betätigt wird.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, dass der Kraftstofftank als Drucktank ausgeführt ist. Als Drucktank wird zum Beispiel ein Kraftstofftank bezeichnet, der im Betrieb des Kraftfahrzeugs druckdicht beziehungsweise dampfdicht abgesperrt wird.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der unter Bezugnahme auf die Zeichnung verschiedene Ausführungsbeispiele im Einzelnen beschrieben sind.
In der einzigen beiliegenden Figur ist ein Tankentlüftungssystem eines Kraftfahrzeugs dargestellt, das gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren betrieben werden kann.
In 1 weist ein Hybrid-Antrieb 1 für ein im Übrigen nicht dargestelltes Hybrid-Fahrzeug einen Verbrennungsmotor 2 sowie einen ebenfalls nicht dargestellten Elektromotor auf. Das Hybrid-Fahrzeug ist dabei vorzugsweise als Full-Hybrid-Fahrzeug ausgebildet, das sowohl rein verbrennungsmotorisch als auch rein elektromotorisch betrieben werden kann.
Der Verbrennungsmotor 2 weist einen Ansaugtrakt 3 auf und ist mit einer Abgasanlage 4 verbunden. Der Ansaugtrakt 3 führt dem Verbrennungsmotor 2 ein Kraftstoff-Luft-Gemisch zu, welches im Verbrennungsmotor 2 verbrannt wird. Danach verlassen die Verbrennungsprodukte den Verbrennungsmotor 2 und gelangen über die Abgasanlage 4 in die Umgebung.
In den Ansaugtrakt 3 mündet eine Saugleitung 5, die anderenends mit einer Filtereinrichtung 6 verbunden ist. Die Saugleitung 5 und die Filtereinrichtung 6 sind Bestandteil eines Tankentlüftungssystems, welches darüber hinaus einen Kraftstofftank 7 umfasst. Die Filtereinrichtung 6 weist ein regenerierbares beziehungsweise spülbares Filtermaterial 8 auf und ist in einer vom Kraftstofftank 7 in die Umgebung führende und mittels einer Ventileinrichtung 9 absperrbaren Tankentlüftungsleitung 10 angeordnet. Eine weitere Ventileinrichtung 9 ist in der Saugleitung 5 zwischen dem Ansaugtrakt 3 des Verbrennungsmotors 2 und der Filtereinrichtung 6 angeordnet.
Die aus dem Kraftstoff ausdampfenden Kohlenwasserstoffe gelangen über die Tankentlüftungsleitung 10 in die Filtereinrichtung 6 und werden dort vom Filtermaterial 8, beispielsweise einem Aktivkohlefilter, an einem Austreten in die Umgebung gehindert. Ist das Filtermaterial 8 mit Kohlenwasserstoffen gesättigt, so wird ein Spülen beziehungsweise Regenerieren desselben erforderlich, wozu eine Steuereinrichtung 11 vorgesehen ist, die die Ventileinrichtung 9, 9' im Bedarfsfall betätigt, das heißt öffnet und dadurch Umgebungsluft durch das Filtermaterial 8 und die Saugleitung 5 dem Ansaugtrakt 3 zuführt. Durch das Durchspülen von Umgebungsluft durch die Tankentlüftungsleitung 10 und das Filtermaterial 8 wird letzteres regeneriert und für die erneute Aufnahme von aus dem Kraftstoff ausgedampften Kohlenwasserstoffen vorbereitet.
Bei einem Hybrid-Antrieb 1 kommt es jedoch zu Betriebszuständen, in welchen der Verbrennungsmotor 2 abgeschaltet ist und das Kraftfahrzeug lediglich rein elektromotorisch angetrieben wird. In diesem Betriebszustand kann ein Spülen der Filtereinrichtung 6 aufgrund des nicht vorhandenen Druckgefälles vom Ansaugtrakt 3 zur Filtereinrichtung 6 nicht erfolgen, so dass die Gefahr besteht, sofern das Filtermaterial 8 vollständig mit Kohlenwasserstoffen gesättigt ist, dass letztere über die Tankentlüftungsleitung 10 in die Umgebung gelangen. Dies soll jedoch unter allen Umständen verhindert werden. Deshalb ist die Steuereinrichtung 11 so ausgebildet, dass sie bei einem Elektrobetrieb des Hybrid-Fahrzeugs den Verbrennungsmotor 2 in Abhängigkeit eines Beladungszustandes der Filtereinrichtung 6 zuschaltet und dadurch die in den Ansaugtrakt 3 gespülten Kohlenwasserstoffe aus dem Filtermaterial 8 der Verbrennung zugeführt werden können.
Gemäß einem wesentlichen Aspekt der Erfindung wird eine Betriebsstrategie vorgeschlagen, bei der die Betankungsemissionen zeitnah nach einem Betankungsvorgang durch einen erzwungenen Start des Verbrennungsmotors 2 aus der Filtereinrichtung 6 gespült werden. Der Zwangsstart des Verbrennungsmotors 2 wird auch dann durchgeführt, wenn das Hybridfahrzeug rein elektrisch gefahren wird beziehungsweise gefahren werden könnte. Der Zwangsstart des Verbrennungsmotors 2 wird auch dann durchgeführt, wenn der Kraftstofftank 7 nicht vollständig, sondern nur teilweise mit Kraftstoff gefüllt wird.
Ein Betankungsvorgang wird durch eine Änderung eines Füllstandgebersignals erkannt. Bei Drucktankfahrzeugen kann ein Betankungsvorgang auch durch eine Freigabe einer Tankklappe erkannt werden. Wenn ein Betankungsvorgang erkannt wird, dann wird ein entsprechendes Signal an ein für die erfindungsgemäße Betriebsstrategie verwendetes Steuergerät übermittelt.
Die erfindungsgemäße Betriebsstrategie hat, insbesondere bei Kraftfahrzeugen, die in den Vereinigten Staaten von Amerika betrieben werden, und bei denen die Betankungsgase in die Filtereinrichtung 6 geleitet werden, den Vorteil, dass die Kapazität beziehungsweise das Aufnahmevermögen an Kohlenwasserstoffen der Filtereinrichtung 6 baldmöglichst wieder voll zur Verfügung steht. Damit wird ein unerwünschtes Austreten von Kohlenwasserstoffen in die Umwelt beziehungsweise Umgebung sicher vermieden. Dabei wird ein kleiner Nachteil in Form eines geringfügig erhöhten Kraftstoffverbrauchs durch den Zwangsstart des Verbrennungsmotors 2 bewusst in Kauf genommen.
Durch die erfindungsgemäße Betriebsstrategie kann die Beladung der Filtereinrichtung 6, insbesondere eines Aktivkohlefilters in der Filtereinrichtung 6, gering gehalten werden. Dadurch wird die Einhaltung von gesetzlichen Regelungen, insbesondere in den Vereinigten Staaten von Amerika, vereinfacht. Darüber hinaus kann das Auftreten eines unerwünschten Kraftstoffgeruchs im Kraftfahrzeug verhindert werden.
Die erfindungsgemäße Betriebsstrategie kann zum Beispiel dadurch erweitert werden, dass der beziehungsweise ein zusätzlicher Zwangsstart des Verbrennungsmotors 2 nach festen Zeitintervallen, zum Beispiel nach einer Woche, oder in Abhängigkeit des Füllstands der Filtereinrichtung 6, insbesondere bei Erkennen eines kurz bevorstehenden Aktivkohlefilterdurchbruchs durchgeführt wird.
Zusätzlich kann die Spülwirkung zur Regeneration des Aktivkohlefilters der Filtereinrichtung 6 beim verbrennungsmotorischen Fahren durch den Einsatz einer Spülpumpe, oder bei Turbomotoren durch den Einsatz einer Venturidüse verbessert werden. Die erfindungsgemäße Betriebsstrategie ermöglicht es einerseits, vereinfachte Drucktanksysteme einzusetzen. Darüber hinaus kann gegebenenfalls auch ganz auf Drucktanksysteme verzichtet werden.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102007002188 A1 [0002]

Claims

Verfahren zum Betreiben eines Kraftfahrzeugs mit einem Verbrennungsmotor (2), der aus einem Kraftstofftank (7) mit Kraftstoff versorgt wird, und mit einer regenerierbaren Filtereinrichtung (6) zur Aufnahme von Kraftstoffdämpfen aus dem Kraftstofftank (7), dadurch gekennzeichnet, dass zeitnah nach einem Betankungsvorgang ein Zwangsstart des Verbrennungsmotors (2) durchgeführt wird, um die Filtereinrichtung (6) zu regenerieren.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Zwangsstart des Verbrennungsmotors (2) auch dann durchgeführt wird, wenn das Kraftfahrzeug ohne den Verbrennungsmotor (2) anderweitig, zum Beispiel rein elektrisch, angetrieben wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Zwangsstart des Verbrennungsmotors (2) auch dann durchgeführt wird, wenn der Kraftstofftank (7) beim Betanken nicht vollständig, sondern nur teilweise mit Kraftstoff befüllt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Zwangsstart des Verbrennungsmotors (2) durchgeführt wird, nachdem ein Betankungsvorgang erkannt wurde.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Tankverschluss des Kraftstofftanks (7) überwacht wird, um einen Betankungsvorgang zu erkennen und den Zwangsstart des Verbrennungsmotors (2) auszulösen.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Füllstandgebersignal überwacht wird, um einen Betankungsvorgang zu erkennen und den Zwangsstart des Verbrennungsmotors (2) auszulösen.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in festen Zeitintervallen und/oder in Abhängigkeit vom Zustand der Filtereinrichtung (6) ein zusätzlicher Zwangsstart des Verbrennungsmotors (2) durchgeführt wird, um die Filtereinrichtung zu regenerieren.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass beim Zwangsstart des Verbrennungsmotors (2) eine Spülpumpe und/oder eine Venturidüse zugeschaltet werden/wird, um die Spülwirkung zu verbessern.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Kraftfahrzeug ein Hybrid-Fahrzeug, ein Plugin-Hybrid-Fahrzeug und/oder ein Kraftfahrzeug mit einer Start-Stoppeinrichtung ist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Kraftstofftank (7) als Drucktank ausgeführt ist.