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Die Erfindung betrifft ein Drucktanksystem für ein Kraftfahrzeug, mit einem Drucktank, der mit einem gegenüber einem Umgebungsdruck erhöhten Betriebsdruck betrieben wird, der vor einem Betankungsvorgang gegenüber dem Umgebungsdruck ausgeglichen wird. Die Erfindung betrifft des Weiteren ein Verfahren zum Betreiben eines derartigen Drucktanksystems. Die Erfindung betrifft darüber hinaus ein Kraftfahrzeug mit einem derartigen Drucktanksystem.
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Aus der deutschen Offenlegungsschrift
DE 10 2008 047 721 A1 ist eine Entlüftungsvorrichtung für den Kraftstofftank eines Kraftfahrzeugs bekannt, der einen Gasraum umfasst, aus dem über eine Fördereinrichtung Kraftstoffdämpfe in einen Druckspeicher abführbar sind. Aus der deutschen Offenlegungsschrift
DE 10 2011 001 310 A1 ist ein Tanksystem mit einem Entlüftungspfad bekannt, dem eine spülbare Filtereinrichtung zugeordnet ist. Aus der deutschen Offenlegungsschrift
DE 10 2008 045 010 A1 ist eine Entlüftungseinrichtung für einen Kraftstoffbehälter mit mindestens einer Entlüftungsleitung zur Betankungs- beziehungsweise Betriebsentlüftung bekannt. Aus der deutschen Offenlegungsschrift
DE 10 2009 036 262 A1 ist ein Tanksystem mit Tankentlüftung und einer Steuereinrichtung bekannt, die ausgebildet ist, um während eines Betankungsvorgangs des Tanks ein erstes Tankabsperrventil zu schließen und ein zweites Tankabsperrventil und ein zweites Belüftungsventil zu öffnen. Aus der deutschen Offenlegungsschrift
DE 10 2010 064 240 A1 ist eine Vorrichtung zum wahlweisen Regenieren und Durchführen einer Tankleckdiagnose eines Tankentlüftungssystems bekannt.
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Aufgabe der Erfindung ist es, das Betanken eines Drucktanksystems gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 zu verbessern und/oder zu vereinfachen. Die Aufgabe ist bei einem Drucktanksystem für ein Kraftfahrzeug, mit einem Drucktank, der mit einem gegenüber einem Umgebungsdruck erhöhten Betriebsdruck betrieben wird, der vor einem Betankungsvorgang gegenüber dem Umgebungsdruck ausgeglichen wird, dadurch gelöst, dass dem Drucktank mindestens ein zusätzlicher Druckentlastungsquerschnitt zugeordnet ist, der, gegebenenfalls bedarfsabhängig, vor einem Betankungsvorgang freigegeben wird. Bei dem Kraftfahrzeug handelt es sich vorzugsweise um ein Hybridfahrzeug. Der Drucktank wird mittels Ventilen abgesperrt und einem gegenüber dem Umgebungsdruck erhöhten Betriebsdruck ausgesetzt. Dadurch wird die Entstehung von Kohlenwasserstoffdämpfen im Drucktanksystem vermindert, was die Einhaltung auch strenger gesetzlicher Grenzwerte bezüglich dieser Stoffe ermöglicht. Bei einem derartigen Drucktanksystem ist jedoch ein Druckausgleich mit der Umgebung nötig, bevor ein Tankdeckel geöffnet und der Kraftstofftank mit Kraftstoff befüllt werden kann. Hierzu weist das Kraftfahrzeug üblicherweise einen Tankdeckelöffner auf, beispielsweise im Innenraum. Mit Betätigung des Tankdeckelöffners wird ein Druckausgleich zwischen dem Drucktanksystem und der Umgebung eingeleitet. Erst wenn der Druck im Drucktanksystem nahezu Umgebungsdruck erreicht hat, wird der Tankdeckel frei geschaltet. Der Druckabbau kann bei einem Drucktanksystem mittels Öffnen eines zwischen dem Drucktank und einer Filtereinrichtung eingebauten Absperrventils erfolgen. Zur Verkürzung der Wartezeit beim Betanken werden gemäß der vorliegenden Erfindung verschiedene Maßnahmen vorgeschlagen, die eine beschleunigte Angleichung des Drucks im Drucktanksystem an den Umgebungsdruck ermöglichen. Zu diesem Zweck können die nachfolgend beschriebenen Maßnahmen einzeln oder in Kombination angewendet werden. Gemäß einer ersten Maßnahme wird mit Betätigung des Tankdeckelöffners ein zusätzlicher Druckentlastungsquerschnitt im Drucktanksystem frei geschaltet. Der zusätzliche Druckentlastungsquerschnitt stellt einen zusätzlichen Strömungsquerschnitt für ein in dem Drucktank enthaltenes druckbeaufschlagtes Medium dar. Der zusätzliche Druckentlastungsquerschnitt kann zum Beispiel durch eine Druckleitung dargestellt werden, die den Druck mit einem Druckentlastungsraum verbindet. Dabei ist der Druckleitung vorteilhaft ein Sperrventil zugeordnet, das bedarfsabhängig geöffnet wird, um den zusätzlichen Druckentlastungsquerschnitt freizugeben. Gemäß einem Aspekt der Erfindung kann ein zwischen einer Ansauganlage eines Verbrennungsmotors und einer Filtereinrichtung angeordnetes Ventil, das auch als Regenerierventil bezeichnet wird, geöffnet werden. Der zusätzliche Druckentlastungsquerschnitt kann entweder immer bei einer Betätigung des Tankdeckelöffners oder in Abhängigkeit von einem aktuell in dem Drucktanksystem herrschenden Überdruck geöffnet werden.
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Die oben angegebene Aufgabe ist bei einem Drucktanksystem gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1, insbesondere bei einem vorab beschriebenen Drucktanksystem, alternativ oder zusätzlich dadurch gelöst, dass dem Drucktank mindestens ein zusätzliches Volumen zugeordnet ist, das, gegebenenfalls bedarfsabhängig, vor einem Betankungsvorgang freigegeben wird. Das zusätzliche Volumen ermöglicht die Aufnahme von mit Druck beaufschlagtem Medium aus dem Drucktank. Zu diesem Zweck ist das zusätzliche Volumen mit einem Druck beaufschlagt, der deutlich geringer als der normale Betriebsdruck des Drucktanks ist. Das zusätzliche Volumen kann zum Beispiel mit Umgebungsdruck beaufschlagt sein. Das zusätzliche Volumen kann aber auch mit einem Unterdruck beaufschlagt sein. Zur Darstellung eines Unterdrucks in dem zusätzlichen Volumen kann das zusätzliche Volumen zum Beispiel mit einem Ansaugrohr des Verbrennungsmotors in Verbindung stehen oder, zumindest teilweise, durch das Ansaugrohr des Verbrennungsmotors dargestellt werden.
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Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Drucktanksystems ist dadurch gelöst, dass dem Drucktank mindestens ein zusätzlicher Volumenstrom zugeordnet ist, der, gegebenenfalls bedarfsabhängig, vor einem Betankungsvorgang abgeführt wird. Durch das Abführen des zusätzlichen Volumenstroms aus dem Drucktank kann der Betriebsdruck deutlich schneller abgesenkt werden. Der zusätzliche Volumenstrom kann zum Beispiel über eine Filtereinrichtung und/oder in einen speziellen Aufnahmeraum abgeführt werden.
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Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Drucktanksystems ist dadurch gelöst, dass eine Pumpe zum Erzeugen des zusätzlichen Volumenstroms an einem Anschluss einer Filtereinrichtung angeordnet ist. Bei der Filtereinrichtung handelt es sich zum Beispiel um eine Aktivkohlefiltereinrichtung mit einem Tankanschluss, einem Frischluftanschluss und einem Tankentlüftungsanschluss.
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Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Drucktanksystems ist dadurch gelöst, dass eine Pumpe zum Erzeugen des zusätzlichen Volumenstroms in einer Filtereinrichtung angeordnet ist. Bei der Filtereinrichtung handelt es sich zum Beispiel um eine Aktivkohlefiltereinrichtung.
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Bei einem Verfahren zum Betreiben eines vorab beschriebenen Drucktanksystems ist die oben angegebene Aufgabe alternativ oder zusätzlich dadurch gelöst, dass eine Ventileinrichtung geöffnet wird, um den zusätzlichen Druckentlastungsquerschnitt und/oder das zusätzliche Volumen freizugeben. Das Freigeben des zusätzlichen Druckentlastungsquerschnitts und/oder des zusätzlichen Volumens erfolgt gegebenenfalls bedarfsabhängig, insbesondere in Abhängigkeit von dem aktuellen Betriebsdruck des Drucktanks. Wenn der Betriebsdruck relativ hoch ist, dann wird der zusätzliche Druckentlastungsquerschnitt und/oder das zusätzliche Volumen bei einer Betätigung eines Tankdeckelöffners freigegeben.
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Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Verfahrens ist dadurch gelöst, dass ein zwischen einer Filtereinrichtung und einer Ansauganlage angeordnetes Regenerierventil geöffnet wird, um den zusätzlichen Druckentlastungsquerschnitt freizugeben. Bei der Filtereinrichtung handelt es sich vorzugsweise um eine Aktivkohlefiltereinrichtung. Das Regenerierventil ist zum Beispiel als Absperrventil ausgeführt.
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Die oben angegebene Aufgabe ist bei einem Verfahren zum Betreiben eines vorab beschriebenen Drucktanksystems, insbesondere bei einem vorab beschriebenen Verfahren, alternativ oder zusätzlich dadurch gelöst, dass der zusätzliche Volumenstrom mittels einer Pumpe erzeugt und vor einem Betankungsvorgang aus dem Drucktank abgeführt wird. Mit Hilfe der Pumpe kann der Betriebsdruck in dem Drucktank besonders rasch abgebaut werden.
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Die Erfindung betrifft des Weiteren ein Kraftfahrzeug mit einem vorab beschriebenen Drucktanksystem, das insbesondere gemäß einem vorab beschriebenen Verfahren betrieben wird. Bei dem Kraftfahrzeug handelt es sich insbesondere um ein Hybridfahrzeug. Das Hybridfahrzeug umfasst neben einem primären Antrieb, insbesondere einem Verbrennungsmotor, einen sekundären Antrieb, zum Beispiel einen Elektroantrieb. Das Hybridfahrzeug ist vorteilhaft als Plug-in-Hybridfahrzeug ausgeführt, das an einer Steckdose mit elektrischer Energie aufgeladen werden kann.
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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.
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In der einzigen beiliegenden Figur ist ein erfindungsgemäßes Drucktanksystem zur Veranschaulichung des erfindungsgemäßen Verfahrens stark vereinfacht dargestellt. In der beiliegenden Figur ist ein erfindungsgemäßes Drucktanksystem 1 mit einem als Drucktank 4 ausgeführten Kraftstofftank stark vereinfacht dargestellt. Der Kraftstofftank 4 weist einen Einfüllstutzen 5 auf, über den Kraftstoff in den Kraftstofftank eingefüllt wird.
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Dem Kraftstofftank 4 ist eine Tankverschlussfreigabeeinrichtung 10 zugeordnet. Der Tankverschlussfreigabeeinrichtung 10 ist ein Tankverschluss oder Tankdeckel zugeordnet, mit dem der Einfüllstutzen 5 des Kraftstofftanks 4 verschließbar ist. Mit Hilfe der Tankverschlussfreigabeeinrichtung 10 kann der Tankverschluss oder Tankdeckel blockiert oder freigegeben werden.
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Die Tankverschlussfreigabeeinrichtung 10 kann ein Bedienelement in einem Innenraum des Kraftfahrzeugs umfassen. Ein derartiges Bedienelement wird auch als Tankdeckelöffner bezeichnet. Mit einer Betätigung des Tankdeckelöffners wird vorteilhaft ein Druckausgleich zwischen dem Drucktanksystem 1 und der Umgebung eingeleitet.
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Erst wenn der Druck im Drucktanksystem 1 nahezu Umgebungsdruck erreicht hat, wird der Tankdeckel frei geschaltet.
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Der Druck in dem Drucktank 4 muss zum Betanken rasch auf Umgebungsdruck abgebaut werden, damit an herkömmlichen Tankstellen Kraftstoff getankt werden kann. Dazu muss der Betankungsvorgang erkennbar sein und als Folge ein Druckausgleich zum Umgebungsdruck eingeleitet und vollzogen werden.
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Durch die Erfindung werden verschiedene Maßnahmen vorgeschlagen, wie der Druckabbau in dem Drucktank 4 nach Einleitung eines Betankungsvorgangs beschleunigt werden kann. Ein Betankungswunsch wird zum Beispiel durch Betätigen eines Tasters oder Tankdeckelöffners im Innenraum des Kraftfahrzeugs erkannt. Gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung wird bei einer Erkennung des Betankungswunschs zusätzlich zu einem vorhandenen Entlüftungspfad, ein zusätzlicher Druckentlastungsquerschnitt 15 frei geschaltet.
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Der zusätzliche Entlüftungsquerschnitt kann zum Beispiel durch gleichzeitiges Öffnen eines Regenerierventils dargestellt werden. Durch das Regenerierventil kann zusätzlicher Querschnitt einer Spülluftleitung frei geschaltet werden.
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Der zusätzliche Druckentlastungsquerschnitt 15 kann entweder immer bei Erkennung des Betankungswunsches oder druckabhängig erfolgen. Der Betriebsdruck des Drucktanks 4 wird mit einem (nicht dargestellten) Drucksensor erfasst beziehungsweise überwacht.
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Der Drucktank 4 steht über eine Entlüftungsleitung 16 mit einer regenerierbaren Filtereinrichtung 18 in Verbindung. Die Filtereinrichtung 18 umfasst Aktivkohlefiltermaterial, das dazu dient, Kohlenwasserstoff aus Kraftstoffdämpfen im Kraftstofftank 4 aufzunehmen beziehungsweise zu binden. Ein Tankabsperrventil 20 ist in die Entlüftungsleitung 16 zwischen den Kraftstofftank 4 und die Filtereinrichtung 18 geschaltet.
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Über eine Leitung 21 ist die Filtereinrichtung 18 mit der Umgebung verbindbar, um zum Spülen der Filtereinrichtung 18 Umgebungsluft durch die Filtereinrichtung 18 zu leiten. Zum Spülen der Filtereinrichtung 18 ist diese über eine Verbindungsleitung 24, in der ein Tankentlüftungsventil angeordnet sein kann, mit einer (nicht dargestellten) Brennkraftmaschine verbindbar.
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Durch ein Rechteck 30 ist ein zusätzliches Volumen angedeutet, das über eine Verbindungsleitung 32 mit dem Drucktank 4 verbunden ist. In der Verbindungsleitung 32 kann ein Absperrventil angeordnet sein. Das zusätzliche Volumen 30 kann mit Umgebungsdruck oder mit einem Unterdruck beaufschlagt sein. Der Unterdruck kann zum Beispiel über ein Saugrohr der Brennkraftmaschine bereitgestellt werden. Bei Erkennung des Betankungswunschs wird zusätzlich zum Entlüftungspfad das zusätzliche Volumen 30 frei geschaltet.
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Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird bei Erkennung des Betankungswunschs zusätzlich zum Entlüftungspfad ein zusätzlicher Volumenstrom 40 aus dem Drucktank 4 abgeführt. Der nur durch einen Pfeil angedeutete zusätzliche Volumenstrom 40 wird über eine Verbindungsleitung 42 mit Hilfe einer Pumpe 45 aktiv aus dem Drucktank 4 abgesaugt. Dadurch kann der Druck in dem Drucktank 4 besonders schnell abgebaut werden.
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Die Pumpe 45 kann auch zwischen der Aktivkohlefiltereinrichtung 18 und dem Drucktank 4 angeordnet sein. Die Pumpe 45 kann auch zwischen der Aktivkohlefiltereinrichtung 18 und einem Tankentlüftungsventil angeordnet sein. Die Pumpe 45 kann auch an den Frischluftanschluss 21 der Aktivkohlefiltereinrichtung 18 angeschlossen werden. Die Pumpe 45 kann auch in der Aktivkohlefiltereinrichtung 18 angeordnet werden.
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Bei der Pumpe 45 handelt es sich zum Beispiel um eine Spülpumpe. Dabei kann eine herkömmliche Spülpumpe verwendet werden, die zur Verbesserung der Regenerierung der Aktivkohlefiltereinrichtung 18 dient.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102008047721 A1 [0002]
- DE 102011001310 A1 [0002]
- DE 102008045010 A1 [0002]
- DE 102009036262 A1 [0002]
- DE 102010064240 A1 [0002]
