DE102010061429A1

DE102010061429A1 - Kraftfahrzeug

Info

Publication number: DE102010061429A1
Application number: DE201010061429
Authority: DE
Inventors: Andreas Menke
Original assignee: Dr Ing HCF Porsche AG
Current assignee: Dr Ing HCF Porsche AG
Priority date: 2010-12-21
Filing date: 2010-12-21
Publication date: 2012-06-21
Also published as: US8863729B2; US20120152209A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Kraftfahrzeug mit einer Brennkraftmaschine (1), die aus einem Kraftstofftank (4) mit Kraftstoff versorgt wird, und mit einer dem Kraftstofftank (4) zugeordneten regenerierbaren Filtereinrichtung (6), die zum Spülen der Filtereinrichtung (6) mit einer Unterdruckspeichereinrichtung (20) verbindbar ist.Um die Regenerierung der Filtereinrichtung in dem Kraftfahrzeug zu vereinfachen und/oder zu verbessern, ist die Unterdruckspeichereinrichtung (20) außerhalb eines Ansaugtrakts der Brennkraftmaschine (1) angeordnet und dem Kraftstofftank (4) zugeordnet.

Description

Die Erfindung betrifft ein Kraftfahrzeug mit einer Brennkraftmaschine, die aus einem Kraftstofftank mit Kraftstoff versorgt wird, und mit einer dem Kraftstofftank zugeordneten regenerierbaren Filtereinrichtung, die zum Spülen der Filtereinrichtung mit einer Unterdruckspeichereinrichtung verbindbar ist. Die Erfindung betrifft des Weiteren ein Verfahren zum Betreiben eines derartigen Kraftfahrzeugs, insbesondere eines Hybridfahrzeugs.
Aus der deutschen Offenlegungsschrift DE 10 2007 002 188 A1 ist ein Hybridfahrzeug mit einem Tankentlüftungssystem bekannt, das eine Filtereinrichtung umfasst, die zum Regenerieren mit Frischluft gespült werden kann. Das bekannte Hybridfahrzeug umfasst einen Verbrennungsmotor mit einem Ansaugtrakt, in welchem ein Unterdruckspeicher vorgesehen ist, der bei geöffneten Ventileinrichtungen ein Spülen der Filtereinrichtung auch bei abgeschaltetem Verbrennungsmotor ermöglicht.
Aufgabe der Erfindung ist es, die Regenerierung der Filtereinrichtung in einem Kraftfahrzeug, insbesondere einem Hybridfahrzeug, zu vereinfachen und/oder zu verbessern.
Die Aufgabe ist bei einem Kraftfahrzeug mit einer Brennkraftmaschine, die aus einem Kraftstofftank mit Kraftstoff versorgt wird, und mit einer dem Kraftstofftank zugeordneten regenerierbaren Filtereinrichtung, die zum Spülen der Filtereinrichtung mit einer Unterdruckspeichereinrichtung verbindbar ist, dadurch gelöst, dass die Unterdruckspeichereinrichtung außerhalb eines Ansaugtrakts der Brennkraftmaschine angeordnet und dem Kraftstofftank zugeordnet ist. Die Unterdruckspeichereinrichtung ist gemäß einem wesentlichen Aspekt der Erfindung unabhängig vom Ansaugtrakt der Brennkraftmaschine. Die Unterdruckspeichereinrichtung ist vorzugsweise in der Nähe des Kraftstofftanks angeordnet. Die Unterdruckspeichereinrichtung umfasst zum Beispiel mindestens einen Unterdruckspeicher, der in der Nähe des Kraftstofftanks, an dem Kraftstofftank oder in dem Kraftstofftank angeordnet ist. Die Unterdruckspeichereinrichtung kann auch mehrere Unterdruckspeicher umfassen. Der Unterdruck in dem Unterdruckspeicher kann auf unterschiedliche Arten erzeugt werden. Die Unterdruckspeichereinrichtung dient dazu, zum Spülen Umgebungsluft durch die Filtereinrichtung in den Unterdruckspeicher einzusaugen.
Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Kraftfahrzeugs ist dadurch gekennzeichnet, dass die Filtereinrichtung zwischen die Unterdruckspeichereinrichtung und ein Tankentlüftungsventil geschaltet ist. Dabei kann besonders vorteilhaft ein herkömmliches Tankentlüftungsventil verwendet werden.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Kraftfahrzeugs ist dadurch gekennzeichnet, dass die Unterdruckspeichereinrichtung zwischen die Filtereinrichtung und ein Tankentlüftungsventil geschaltet ist. Dadurch kann besonders vorteilhaft ein herkömmliches Tankentlüftungsventil verwendet werden, um die Unterdruckspeichereinrichtung zu spülen.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Kraftfahrzeugs ist dadurch gekennzeichnet, dass die Unterdruckspeichereinrichtung an eine der Brennkraftmaschinen zugeordnete Anschlussseite der Filtereinrichtung angeschlossen ist.
Die andere Seite der Filtereinrichtung ist, direkt oder unter Zwischenschaltung weiterer Einrichtungen, mit der Umgebung verbindbar, um zu Spülzwecken Umgebungsluft durch die Filtereinrichtung zu leiten.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Kraftfahrzeugs ist dadurch gekennzeichnet, dass die Unterdruckspeichereinrichtung mit der Brennkraftmaschine verbindbar ist, um die Unterdruckspeichereinrichtung zu spülen. Zum Spülen der Unterdruckspeichereinrichtung wird, vorzugsweise über die Filtereinrichtung, Umgebungsluft durch die Unterdruckspeichereinrichtung geleitet. Die durch die Unterdruckspeichereinrichtung geleitete Umgebungsluft nimmt in der Unterdruckspeichereinrichtung gesammelte Kraftstoffdämpfe, insbesondere Kohlenwasserstoffdämpfe, auf, die dann zusammen mit der Umgebungsluft in der Brennkraftmaschine verbrannt werden.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Kraftfahrzeugs ist dadurch gekennzeichnet, dass eine Unterdruckpumpe an die Unterdruckspeichereinrichtung angeschlossen ist, um einen Unterdruck in der Unterdruckspeichereinrichtung zu erzeugen. Die Unterdruckpumpe kann elektrisch angetrieben sein. Die Unterdruckpumpe kann aber auch antriebsmäßig mit der Brennkraftmaschine verbunden sein.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Kraftfahrzeugs ist dadurch gekennzeichnet, dass die Unterdruckspeichereinrichtung zum Erzeugen von Unterdruck mit der Brennkraftmaschine verbunden ist. Die laufende Brennkraftmaschine kann als Unterdruckpumpe verwendet werden.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Kraftfahrzeugs ist dadurch gekennzeichnet, dass das Kraftfahrzeug als Hybridfahrzeug mit einer Elektromaschine ausgeführt ist. Das Hybridfahrzeug ist vorzugsweise als Plug-h-Hybridfahrzeug ausgeführt, das an einer Steckdose aufgeladen werden kann.
Bei einem Verfahren zum Betreiben eines vorab beschriebenen Kraftfahrzeugs, insbesondere eines vorab beschriebenen Hybridfahrzeugs, ist die oben angegebene Aufgabe dadurch gelöst, dass die Unterdruckspeichereinrichtung über die Filtereinrichtung mit der Umgebung verbunden wird, um die Filtereinrichtung zu regenerieren. Die Unterdruckspeichereinrichtung wird besonders bevorzugt nach einem Betankungsvorgang des Kraftfahrzeugs verwendet, um die Filtereinrichtung zu spülen. Dadurch kann es auf einfache Art und Weise ermöglicht werden, nach dem Betanken die vollständige oder eine relativ große Arbeitskapazität der Filtereinrichtung bereitzustellen, und zwar unabhängig von der Art der Fortbewegung des Kraftfahrzeugs, insbesondere unabhängig davon, ob die Brennkraftmaschine läuft oder nicht.
Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, dass in der Unterdruckspeichereinrichtung angesammelte Kraftstoffdämpfe der Brennkraftmaschine zugeführt werden. Die angesammelten Kraftstoffdämpfe werden in der Brennkraftmaschine verbrannt.
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. Es zeigen:
1 eine stark vereinfachte Darstellung eines Kraftfahrzeugs mit einer Brennkraftmaschine, einem Kraftstofftank und einem Tankentlüftungssystem gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel;
2 eine ähnliche Darstellung wie in 1 gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel und
3 eine ähnliche Darstellung wie in den 1 und 2 mit einer Steuereinrichtung und zusätzlichen Einrichtungen, die über die Steuereinrichtung angesteuert werden können.
In den 1 bis 3 ist ein vorzugsweise als Hybridfahrzeug ausgeführtes Kraftfahrzeug jeweils stark vereinfacht gemäß verschiedenen Ausführungsbeispielen dargestellt. Das Kraftfahrzeug umfasst eine Brennkraftmaschine 1, die aus einem Kraftstofftank 4 mit Kraftstoff versorgt wird. Der Kraftstofftank 4 weist einen Einfüllstützen 5 auf, über den beim Betanken Kraftstoff in den Kraftstofftank 4 eingefüllt wird.
Dem Kraftstofftank 4 ist eine Filtereinrichtung 6 mit einem Aktivkohlefiltermaterial zugeordnet. Das Aktivkohlefiltermaterial nimmt Kraftstoffdämpfe, insbesondere Kohlenwasserstoffe, aus dem Kraftstofftank 4 auf, damit diese nicht in die Umgebung gelangen.
Zum Spülen der Filtereinrichtung 6 wird Umgebungsluft durch das Aktivkohlefiltermaterial geleitet. Dabei lösen sich die Kohlenwasserstoffe, die dann zusammen mit der Umgebungsluft zur Brennkraftmaschine 1 geleitet werden, wo sie in Form eines mit Kohlenwasserstoffen beladenen Luftstroms in der Brennkraftmaschine der Verbrennungsluft zugemischt und verbrannt werden.
Die Filtereinrichtung 6 ist über eine Leitung 8 an den Kraftstofftank 4 angeschlossen. Von der Leitung 8 ist eine Leitung 9 zum Einfüllstutzen 5 abgezweigt. Durch einen Pfeil 10 ist angedeutet, dass Kraftstoffdämpfe aus dem Kraftstofftank in die Filtereinrichtung 6 gelangen. Die Filtereinrichtung 6 ist über eine Leitung 12 an die Brennkraftmaschine 1 angeschlossen.
In der Leitung 12 ist ein Tankentlüftungsventil 15 angeordnet. Durch einen Pfeil 16 ist angedeutet, dass bei geöffnetem Tankentlüftungsventil 15 Kraftstoffdämpfe in die Brennkraftmaschine 1 geleitet werden. Über eine Leitung 18 ist die Filtereinrichtung 6 mit der Umgebung verbindbar, um Umgebungsluft zu Spülzwecken durch die Filtereinrichtung 6 zu leiten.
Über eine Leitung 19 ist eine Unterdruckspeichereinrichtung 20 an die Filtereinrichtung 6 angeschlossen. In der Unterdruckspeichereinrichtung 20 kann ein Unterdruck erzeugt werden, der dazu verwendet wird, über die Leitungen 18, 19 Umgebungsluft zum Spülen durch die Filtereinrichtung 6 zu leiten und in die Unterdruckspeichereinrichtung 20 einzusaugen.
Mit Hilfe der Unterdruckspeichereinrichtung 20 kann auf einfache Art und Weise eine zusätzliche Spülung der Filtereinrichtung 6 durchgeführt werden, wenn die Brennkraftmaschine 1 ausgeschaltet ist. Eine Regeneration der Unterdruckspeichereinrichtung 20 kann in gleicher oder ähnlicher Weise durchgeführt werden, wie bei einer Aktivkohlefilterspülung.
Zum Regenerieren der Unterdruckspeichereinrichtung 20 wird zum Spülen Umgebungsluft durch die Unterdruckspeichereinrichtung 20 geleitet. Die Umgebungsluft wird dann zusammen mit den in der Unterdruckspeichereinrichtung 20 enthaltenen. Kraftstoffdämpfen der Brennkraftmaschine 1 zugeführt und verbrannt.
Nach dem Regenerieren kann die Unterdruckspeichereinrichtung 20 erneut mit Unterdruck beaufschlagt werden. Zum Erzeugen des Unterdrucks kann besonders vorteilhaft die Brennkraftmaschine 1 verwendet werden, indem diese sozusagen als Unterdruckpumpe betrieben wird.
Bei dem in 1 dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Unterdruckspeichereinrichtung 20 über eine Leitung 22 mit der Brennkraftmaschine 1 verbindbar. Durch einen Pfeil 23 ist angedeutet, dass der Unterdruck in der Unterdruckspeichereinrichtung 20 mit Hilfe der Brennkraftmaschine 1 erzeugt werden kann. Zugehörige Ventileinrichtungen sind in den 1 und 2 nicht dargestellt, werden aber im Folgenden unter Bezugnahme auf 3 beschrieben.
In 2 ist die Unterdruckspeichereinrichtung 20 über eine Leitung 25 an das Tankentlüftungsventil 15 angeschlossen. Durch einen Pfeil 26 ist angedeutet, dass die Unterdruckspeichereinrichtung 20 über das Tankentlüftungsventil 15 in die Brennkraftmaschine 1 geleert werden kann, wenn sie mit Kraftstoffdämpfen gefüllt ist. Das Tankentlüftungsventil 15 kann alternativ oder zusätzlich verwendet werden, um nach einem Spülen der Unterdruckspeichereinrichtung 20 wieder Unterdruck in der Unterdruckspeichereinrichtung 20 zu erzeugen.
3 dient dazu, unterschiedliche Spülstrategien für ein Plug-In-Hybridfahrzeug zu veranschaulichen. Darüber hinaus sind in 3 Steuerleitungen gestrichelt beziehungsweise punktiert eingezeichnet. Der Unterdruck in dem Unterdruckspeicher 20 wird mit einer Unterdruckpumpe 30 erzeugt. Durch einen Pfeil 31 ist angedeutet, dass ein mit Hilfe der Unterdruckpumpe 30 aus dem Unterdruckspeicher 20 angesaugtes Medium, vorzugsweise mit Kohlenwasserstoffdämpfen beladene Frischluft, der Brennkraftmaschine 1 zugeführt werden kann.
Eine Ventileinrichtung 32 ist zwischen die Unterdruckpumpe 30 und die Unterdruckspeichereinrichtung 20 geschaltet. Eine weitere Ventileinrichtung 34 ist zwischen die Unterdruckspeichereinrichtung 20 und die Filtereinrichtung 6 geschaltet. Die Ventileinrichtungen 32, 34 werden, wie durch punktierte Steuerleitungen angedeutet ist, ebenso wie die Unterdruckpumpe 30 selbst, mit Hilfe einer Steuereinrichtung 40 angesteuert. Die Steuereinrichtung 40 ist über weitere Steuerleitungen und/oder Signalleitungen 42, 43 mit der Unterdruckspeichereinrichtung 20 und der Filtereinrichtung 6 verbunden.
In 3 ist jeweils durch Rechtecke angedeutet, dass der Filtereinrichtung 6 eine Heizeinrichtung 45 und/oder eine Diagnoseeinrichtung 46 vorgeschaltet werden kann. Die beiden zusätzlichen Einrichtungen 45, 46 werden auch durch die Steuereinrichtung 40 angesteuert.
Die Heizeinrichtung 45 umfasst vorzugsweise mindestens ein PTC-Element. PTC steht für einen positiven Temperaturkoeffizienten. Die Heizeinrichtung 45 dient dazu, die beim Spülen zugeführte Umgebungsluft zu beheizen.
Die Diagnoseeinrichtung 46 ermöglicht es zum Beispiel, ein Leck im Kraftstofftank 4 zu diagnostizieren. Zu diesem Zweck kann mit Hilfe der Unterdruckspeichereinrichtung 20 Unterdruck an den Kraftstofftank 4 angelegt werden. Die Diagnoseeinrichtung 46 kann mit Druck- und/oder Temperatursensoren verbunden sein, die zum Beispiel dazu dienen, den Druck und/oder die Temperatur in der Unterdruckspeichereinrichtung 20 beziehungsweise im Kraftstofftank 4 zu erfassen.
Die Unterdruckspeichereinrichtung 20 kann in Kombination mit herkömmlichen, belüfteten Kraftstoffsystemen verwendet werden. Die Unterdruckspeichereinrichtung 20 kann aber auch in Verbindung mit Drucktanksystemen verwendet werden.
Eine Ventileinrichtung 50 ist zwischen den Kraftstofftank 4 und die Filtereinrichtung 6 geschaltet. Die Ventileinrichtung 50 verbindet den Kraftstofftank 4 beziehungsweise den Einfüllstutzen 5 bedarfsabhängig mit der Filtereinrichtung 6. Die Ventileinrichtung 50 wird über die Steuereinrichtung 40 angesteuert. Weitere Signalleitungen 52, 53, 54 und/oder Steuerleitungen verbinden die Steuereinrichtung 40 mit dem Kraftstofftank 4, dem Tankentlüftungsventil 15 und der Brennkraftmaschine 1.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102007002188 A1 [0002]

Claims

Kraftfahrzeug mit einer Brennkraftmaschine (1), die aus einem Kraftstofftank (4) mit Kraftstoff versorgt wird, und mit einer dem Kraftstofftank (4) zugeordneten regenerierbaren Filtereinrichtung (6), die zum Spülen der Filtereinrichtung (6) mit einer Unterdruckspeichereinrichtung (20) verbindbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Unterdruckspeichereinrichtung (20) außerhalb eines Ansaugtrakts der Brennkraftmaschine (1) angeordnet und dem Kraftstofftank (4) zugeordnet ist
Kraftfahrzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Filtereinrichtung (6) zwischen die Unterdruckspeichereinrichtung (20) und ein Tankentlüftungsventil (15) geschaltet ist.
Kraftfahrzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Unterdruckspeichereinrichtung (20) zwischen die Filtereinrichtung (6) und ein Tankentlüftungsventil (15) geschaltet ist.
Kraftfahrzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Unterdruckspeichereinrichtung (20) an eine der Brennkraftmaschine (1) zugeordnete Anschlussseite der Filtereinrichtung (6) angeschlossen ist.
Kraftfahrzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Unterdruckspeichereinrichtung (20) mit der Brennkraftmaschine (1) verbindbar ist, um die Unterdruckspeichereinrichtung (20) zu spülen.
Kraftfahrzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Unterdruckpumpe (30) an die Unterdruckspeichereinrichtung (20) angeschlossen ist, um einen Unterdruck in der Unterdruckspeichereinrichtung (20) zu erzeugen.
Kraftfahrzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Unterdruckspeichereinrichtung (20) zum Erzeugen von Unterdruck mit der Brennkraftmaschine (1) verbunden ist.
Kraftfahrzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Kraftfahrzeug als Hybridfahrzeug mit einer Elektromaschine ausgeführt ist.
Verfahren zum Betreiben eines Kraftfahrzeugs nach einem der vorhergehenden Ansprüche, insbesondere eines Hybridfahrzeugs, dadurch gekennzeichnet, dass die Unterdruckspeichereinrichtung (20) über die Filtereinrichtung (6) mit der Umgebung verbunden wird, um die Filtereinrichtung (6) zu regenerieren.
Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass in der Unterdruckspeichereinrichtung (20) angesammelte Kraftstoffdämpfe der Brennkraftmaschine (1) zugeführt werden.