DE102017206645A1 - Tank ventilation device - Google Patents

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft Tankentlüftungsvorrichtung (1) zum Entlüften eines Tanks (6) umfassend eine Vielzahl von Entlüftungsventilen (2), wobei die Entlüftungsventile (2) von zumindest einem Nocken (3) betätigbar sind, und wobei alle Nocken (3) um eine gemeinsame Rotationsachse (100) rotierbar sind.The present invention relates to tank ventilation device (1) for venting a tank (6) comprising a plurality of vent valves (2), wherein the vent valves (2) of at least one cam (3) are actuated, and wherein all the cams (3) about a common Rotation axis (100) are rotatable.

Description

Stand der TechnikState of the art

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Tankentlüftungsvorrichtung zum Entlüften eines Tanks. Außerdem betrifft die Erfindung einen Verbrennungsmotor, umfassend einen Tank sowie eine entsprechende Tankentlüftungsvorrichtung.The present invention relates to a tank ventilation device for venting a tank. Moreover, the invention relates to an internal combustion engine comprising a tank and a corresponding tank ventilation device.

Aus dem Stand der Technik sind Tankentlüftungssysteme bekannt. Diese verfügen über aktiv geschaltete, elektromechanische Tankentlüftungsventile. Um ein Entweichen der Kohlenwasserstoffe aus dem Tank in die Atmosphäre zu verhindern, ist ein Aktivkohlefilter vorgesehen, der die Kraftstoffdämpfe aus dem Tank auffängt. Ein Teilstrom einer Ansaugluft eines Verbrennungsmotors wird durch diesen Filter geleitet, so dass die Kraftstoffdämpfe des Aktivkohlefilters in den Brennraum des Verbrennungsmotors geleitet werden, wo sie als Teil des Luft-Kraftstoff-Gemischs verbrannt werden. Das Tankentlüftungsventil dosiert diesen Luftstrom entsprechend dem Betriebszustand des Motors. Die Ansteuerung von bekannten Tankentlüftungsventilen erfolgt dabei nicht proportional, sondern diskret über PWM-Signale. Für Turbomotoren sind auch zwei parallele Einleitstellen vorgesehen, wobei jeweils ein eigenes Tankentlüftungsventil vorgesehen ist. Ergänzend kann eine Venturidüse zum Einsatz kommen, die mit Luft betrieben wird, die von einem Turbolader komprimiert ist, um den Luftmassestrom beim Spülen des Aktivkohlefilters zu erhöhen.Tank venting systems are known from the prior art. These have actively switched electromechanical tank ventilation valves. To prevent the hydrocarbons from escaping from the tank into the atmosphere, an activated carbon filter is provided which captures the fuel vapors from the tank. A partial flow of an intake air of an internal combustion engine is passed through this filter, so that the fuel vapors of the activated carbon filter are passed into the combustion chamber of the internal combustion engine, where they are burned as part of the air-fuel mixture. The tank vent valve meters this air flow according to the operating condition of the engine. The control of known tank ventilation valves is not proportional, but discrete via PWM signals. For turbo engines also two parallel discharge points are provided, each with its own tank ventilation valve is provided. In addition, a Venturi nozzle can be used, which is operated with air, which is compressed by a turbocharger, to increase the mass flow of air when purging the activated carbon filter.

Mit neuesten Entwicklungen, insbesondere durch Downsizing und Hybridisierung, wird das Druckpotential zum Saugrohr hin und/oder die Dauer, in welcher dieser reduzierte Differenzdruck anliegt, reduziert. Dadurch stoßen konventionelle Tankentlüftungssysteme an ihre Grenzen.With recent developments, in particular by downsizing and hybridization, the pressure potential towards the intake manifold and / or the duration in which this reduced differential pressure is applied is reduced. This pushes conventional tank venting systems to their limits.

Aus dem Stand der Technik sind auch zylinder-individuelle Tankentlüftungsventile bekannt, die einen Ansatz darstellen, um die Zumessung der Kohlenwasserstoffe aus dem Aktivkohlefilter, die in dem Spülmassestrom durch den Aktivkohlefilter enthalten sind, zu präzisieren und/oder zu vergleichsmäßigen. Dadurch wird ein ruhiger Motorlauf erreicht, wobei gleichzeitig die theoretischen Spülmassen optimal ausgenutzt werden.Cylinder-individual tank vent valves are also known from the prior art, which represent an approach for refining and / or comparing the metering of the hydrocarbons from the activated carbon filter contained in the flushing mass flow through the activated carbon filter. As a result, a quiet engine running is achieved, while the theoretical Spülmassen be optimally utilized.

Im Stand der Technik ist bekannt, dass die Tankentlüftungsventile synchron zu Einlassventilen des Motors geöffnet werden, was eine Optimierung der Zumessung der Masseströme zu den Motorzylindern bewirkt. Die Steuerung des Spülmassestroms erfolgt über einen verstellbaren Phasenversatz.It is known in the art that the tank vent valves are opened in synchronism with intake valves of the engine, which optimizes the metering of the mass flows to the engine cylinders. The control of the flushing mass flow takes place via an adjustable phase offset.

Allerdings ist die Anordnung von vielen Tankentlüftungsventilen als Konsequenz aus der anzustrebenden zylinder-individuellen Zumessung örtlich nahe an dem Motoreinlassventil bauraumbedingt nur sehr schwierig möglich. Insbesondere werden durch eine derartige Anordnung die Bestückungskosten vervielfacht und gleichzeitig eine große Vielzahl von Steuergeräte-Pins gefordert.However, the arrangement of many tank ventilation valves as a consequence of the aspired cylinder-individual metering locally close to the engine inlet valve due to space reasons very difficult. In particular, the assembly costs are multiplied by such an arrangement and at the same time a large variety of ECU pins required.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Die Tankentlüftungsvorrichtung gemäß der Erfindung erlaubt ein Flexibilisieren des benötigten Bauraums, wobei gleichzeitig kostenreduziert und durch die Nutzung eines gemeinsamen Antriebs das Steuergerät potentiell von Pins entlastet wird. Insbesondere ermöglicht die Tankentlüftungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung eine Modularisierung mehrerer diskreter, zylinderindividueller Tankentlüftungsventile. Außerdem ermöglicht die Tankentlüftungsvorrichtung einen zentralen Antrieb der Ventilgruppen durch unterschiedliche Antriebsmöglichkeiten.The tank ventilation device according to the invention allows a flexibilization of the required installation space, wherein at the same time cost-reduced and the use of a common drive, the control unit is potentially relieved of pins. In particular, the tank venting device according to the present invention enables modularization of a plurality of discrete, cylinder-individual tank venting valves. In addition, the tank ventilation device allows a central drive of the valve groups by different drive options.

Die erfindungsgemäße Tankentlüftungsvorrichtung zum Entlüften eines Tanks umfasst eine Vielzahl von Entlüftungsventilen. Dabei ist vorgesehen, dass die Entlüftungsventile von zumindest einem Nocken betätigbar sind. Sämtliche Nocken sind um eine gemeinsame Rotationsachse rotierbar. Besonders vorteilhaft entspricht die Anzahl an Entlüftungsventilen einer Anzahl von Zylindern eines Verbrennungsmotors, dessen Tank die Tankentlüftungsvorrichtung aufweist. Durch den zumindest einen Nocken sind die Entlüftungsventile mechanisch betätigbar. Das Betätigen erfolgt entweder direkt über die Nocken und/oder über ein zusätzliches Hebelwerk. Die Rotation der Nocken um die gemeinsame Rotationsachse erfolgt vorteilhafterweise synchron zu einer Rotation einer Nockenwelle eines zugeordneten Verbrennungsmotors, wobei mit besagter Nockenwelle Einlassventile des Verbrennungsmotors antreibbar sind.The tank venting device according to the invention for venting a tank comprises a plurality of venting valves. It is provided that the vent valves of at least one cam can be actuated. All cams are rotatable about a common axis of rotation. Particularly advantageously, the number of vent valves corresponds to a number of cylinders of an internal combustion engine whose tank has the tank venting device. By the at least one cam, the vent valves are mechanically actuated. The actuation takes place either directly via the cams and / or via an additional lever mechanism. The rotation of the cams about the common axis of rotation advantageously takes place synchronously with a rotation of a camshaft of an associated internal combustion engine, it being possible for intake valves of the internal combustion engine to be driven with said camshaft.

Die Unteransprüche haben bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung zum Inhalt.The dependent claims have preferred developments of the invention to the content.

Bevorzugt ist vorgesehen, dass der zumindest eine Nocken sich radial auf einer Welle und/oder axial auf einer Scheibe erstreckt. Durch das axiale Anordnen auf einer Scheibe wird ein Bauraumbedarf minimiert. Dies ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn maximal vier Zylinder vorhanden sind, wodurch maximal vier Entlüftungsventile von dem zumindest einen Nocken angesteuert werden müssen. In diesem Fall ist vorgesehen, dass stets nur ein Motoreinlassventil geöffnet ist, wodurch auch stets nur ein Entlüftungsventil zu öffnen ist. Somit reicht das Vorhandensein eines einzigen Nockens aus.It is preferably provided that the at least one cam extends radially on a shaft and / or axially on a disk. Due to the axial arrangement on a disc, a space requirement is minimized. This is particularly advantageous when a maximum of four cylinders are present, whereby a maximum of four vent valves must be controlled by the at least one cam. In this case, it is provided that only one engine inlet valve is always open, whereby only one vent valve is always open. Thus, the presence of a single cam is sufficient.

Die Welle und/oder die Scheibe sind vorteilhafterweise zur Rotation mit einer Nockenwelle des Verbrennungsmotors koppelbar. Die Nockenwelle des Verbrennungsmotors dient besonders vorteilhaft zur Ansteuerung von Einlassventilen der Zylinder des Verbrennungsmotors. Das Koppeln erfolgt vorteilhafterweise mechanisch direkt, insbesondere über ein Getriebe und/oder über einen Riementrieb und/oder über einen Kettentrieb. Somit erfolgt eine Rotation des zumindest einen Nockens um die gemeinsame Rotationsachse analog zu einer Rotation der Nockenwelle, wodurch sichergestellt werden kann, dass die Entlüftungsventile stets synchron und/oder in einem festen zeitlichen Zusammenhang zu den Einlassventilen des Verbrennungsmotors geöffnet werden.The shaft and / or the disc are advantageously for rotation with a camshaft the internal combustion engine coupled. The camshaft of the internal combustion engine is particularly advantageous for controlling intake valves of the cylinders of the internal combustion engine. The coupling is advantageously carried out mechanically directly, in particular via a transmission and / or via a belt drive and / or via a chain drive. Thus, a rotation of the at least one cam about the common axis of rotation takes place analogously to a rotation of the camshaft, which can ensure that the vent valves are always opened synchronously and / or in a fixed temporal relationship to the intake valves of the internal combustion engine.

In einer alternativen Ausführungsform ist besonders vorteilhaft vorgesehen, dass die Welle und/oder Scheibe durch einen Antriebsmotor rotierbar ist. Der Antriebsmotor ist insbesondere ein elektrischer Antriebsmotor. Besonders vorteilhaft ist der Antriebsmotor ein elektrisch kommutierter Gleichstrommotor (BLDC). Der Antriebsmotor wird insbesondere derart angesteuert, dass die Welle und/oder Scheibe synchron zu einer Rotation einer Nockenwelle des Verbrennungsmotors zum Ansteuern der Einlassventile rotiert. Außerdem ist durch die Verwendung des Antriebsmotors ein Phasenversatz der Öffnung der Tankentlüftungsventile relativ zu der Öffnung der Einlassventile des Motors realisierbar. Dies kann durch einfaches Ansteuern des Antriebsmotors erreicht werden.In an alternative embodiment, it is particularly advantageously provided that the shaft and / or disc can be rotated by a drive motor. The drive motor is in particular an electric drive motor. Particularly advantageous is the drive motor is an electrically commutated DC motor (BLDC). The drive motor is controlled in particular such that the shaft and / or disc rotates synchronously to a rotation of a camshaft of the internal combustion engine for driving the intake valves. In addition, by the use of the drive motor, a phase offset of the opening of the tank vent valves relative to the opening of the intake valves of the engine can be realized. This can be achieved by simply driving the drive motor.

Der zumindest eine Nocken ist besonders vorteilhaft über einen Phasensteller mit der Welle und/oder der Scheibe gekoppelt. Dies ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn die Scheibe und/oder Welle mechanisch direkt mit der Nockenwelle des Verbrennungsmotors gekoppelt ist. In diesem Fall lässt sich über den Phasensteller ein Phasenversatz zwischen der Öffnung des Einlassventils sowie des zugeordneten Entlüftungsventils realisieren.The at least one cam is coupled in a particularly advantageous manner via a phase adjuster to the shaft and / or the disk. This is particularly advantageous if the disc and / or shaft is mechanically coupled directly to the camshaft of the internal combustion engine. In this case, a phase shift between the opening of the inlet valve and the associated vent valve can be realized via the phaser.

Vorteilhafterweise weist die Tankentlüftungsvorrichtung ein Steuergerät auf. Das Steuergerät ist insbesondere zum Verzögern der Rotation um die gemeinsame Rotationsachse eingerichtet, wenn zumindest ein Entlüftungsventil geöffnet ist. Insbesondere ist vorgesehen, dass das Steuergerät zusammen mit dem Antriebsmotor vorgesehen ist. Somit kann das Steuergerät den Antriebsmotor derart ansteuern, dass die Rotation des zumindest einen Nockens um die gemeinsame Rotationsachse dann verzögert ist, wenn durch den Nocken ein Tankentlüftungsventil geöffnet ist. Somit kann der Nocken virtuell gespreizt werden, so dass eine Öffnungsdauer des Tankentlüftungsventils verlängert ist. Um Synchronität der Rotation des zumindest einen Nockens um die gemeinsame Rotationsachse mit der Rotation der Nockenwelle herzustellen, ist besonders vorteilhaft vorgesehen, dass in einer solchen Stellung, in der durch den zumindest einen Nocken keines der Tankentlüftungsventile geöffnet ist, besagte Rotation beschleunigt ist. Durch ein relatives Verhältnis von Beschleunigung und Verzögerung zueinander lässt sich ein Verhältnis zwischen geöffneter Ventilstellung und geschlossener Ventilstellung der Tankentlüftungsventile einstellen.Advantageously, the tank ventilation device has a control unit. The control unit is set up in particular for delaying the rotation about the common axis of rotation when at least one venting valve is opened. In particular, it is provided that the control unit is provided together with the drive motor. Thus, the controller may drive the drive motor such that the rotation of the at least one cam about the common axis of rotation is then delayed when a tank vent valve is opened by the cam. Thus, the cam can be spread virtually, so that an opening period of the tank ventilation valve is extended. In order to establish synchronicity of the rotation of the at least one cam about the common axis of rotation with the rotation of the camshaft, it is particularly advantageous that said rotation is accelerated in such a position in which none of the tank-venting valves is opened by the at least one cam. By a relative ratio of acceleration and deceleration to each other can be a ratio between the open valve position and closed valve position of the tank vent valves set.

In einer bevorzugten Ausführungsform umfasst die Tankentlüftungsvorrichtung zumindest ein Aktivkohleelement. Das Aktivkohleelement ist mit einem Inneren des Tanks zur Fluidkommunikation verbindbar und kann somit verdunstete Kohlenwasserstoffe aus dem Tank aufnehmen. Somit wird verhindert, dass ein in dem Tank angeordnetes Fluid verdunstet und sich somit der Tank über die Zeit entleert. Gleichzeitig ist vorgesehen, dass jedes Entlüftungsventil zum Einstellen eines Massestroms, insbesondere eines Luftmassestroms, durch das Aktivkohleelement ausgebildet ist. Insbesondere lässt sich über jedes Entlüftungsventil ein Massestrom realisieren, der durch das Aktivkohleelement zu jeweils einem Zylinder des Verbrennungsmotors führt. Die in dem Aktivkohleelement aufgenommenen Gase lassen sich somit ausspülen und zu dem Zylinder transportieren, wodurch ein Verbrennen der Gase stattfindet. Dies führt zu einer effizienten Nutzung des innerhalb des Tanks angeordneten Kraftstoffs.In a preferred embodiment, the tank ventilation device comprises at least one activated carbon element. The activated carbon element is connectable to an interior of the tank for fluid communication and thus can accommodate vaporized hydrocarbons from the tank. Thus, a fluid disposed in the tank is prevented from evaporating, thus deflating the tank over time. At the same time it is provided that each vent valve for adjusting a mass flow, in particular an air mass flow, is formed by the activated carbon element. In particular, a mass flow can be realized via each venting valve, which leads through the activated carbon element to a respective cylinder of the internal combustion engine. The gases taken up in the activated carbon element can thus be rinsed off and transported to the cylinder, whereby combustion of the gases takes place. This leads to an efficient use of the arranged inside the tank fuel.

Bevorzugt ist vorgesehen, dass in zumindest einer Stellung der Rotation des zumindest einen Nockens um die gemeinsame Rotationsachse alle Entlüftungsventile geschlossen sind. Ist nur ein einziger Nocken vorhanden, so ist bevorzugt vorgesehen, dass in besagter Position der Nocken zwischen zwei Entlüftungsventilen verbleibt, ohne ein Entlüftungsventil zu betätigen. Sind mehrere Nocken vorhanden, so ist vorgesehen, dass alle diese Nocken zwischen zwei Entlüftungsventilen verbleiben, ohne eines der Entlüftungsventile zu betätigen. Somit ist der zumindest eine Nocken in seiner Länge beschränkt. Durch die zuvor beschriebene virtuelle Spreizung lassen sich dennoch lange Öffnungszeiten des Tankentlüftungsventils realisieren.It is preferably provided that in at least one position of the rotation of the at least one cam about the common axis of rotation all vent valves are closed. If only a single cam is present, then it is preferably provided that in said position the cam remains between two bleed valves without actuating a bleed valve. If there are several cams, it is envisaged that all these cams remain between two vent valves without actuating one of the venting valves. Thus, the at least one cam is limited in its length. Nevertheless, long opening times of the tank ventilation valve can be realized by the virtual spreading described above.

Die Erfindung betrifft außerdem einen Verbrennungsmotor. Der Verbrennungsmotor umfasst einen Tank für Brennstoff des Verbrennungsmotors sowie eine Tankentlüftungsvorrichtung wie zuvor beschrieben. Die Tankentlüftungsvorrichtung dient zum Entlüften des Tanks. Dabei ist vorgesehen, dass jedem Zylinder des Verbrennungsmotors ein Entlüftungsventil der Tankentlüftungsvorrichtung zugeordnet ist. Dies bedeutet, dass jedem Zylinder ein durch das zugeordnete Entlüftungsventil einstellbarer Massestrom zuführbar ist, wobei besagter Massestrom durch ein Aktivkohleelement, insbesondere ein Aktivkohleelement wie zuvor beschrieben, verläuft. Der Massestrom ist insbesondere Teil eines Ansaugmassestroms, der dem Zylinder zur Verbrennung zugeführt wird. Somit lässt sich der Massestrom individuell für jeden Zylinder einstellen, so dass ein Motorlauf des Verbrennungsmotors optimiert werden kann. Hierzu ist insbesondere durch eine unterschiedliche Einstellung der zuvor beschriebenen virtuellen Spreizung des zumindest einen Nockens für die unterschiedlichen Entlüftungsventile ein individuelles Abstimmen des Massestroms für den jeweiligen Zylinder ermöglicht.The invention also relates to an internal combustion engine. The internal combustion engine comprises a tank for fuel of the internal combustion engine and a tank ventilation device as described above. The tank ventilation device is used to vent the tank. It is provided that each cylinder of the internal combustion engine is assigned a vent valve of the tank ventilation device. This means that each cylinder can be supplied with a mass flow which can be set by the associated venting valve, wherein said mass flow passes through an activated carbon element, in particular an activated carbon element as described above. The mass flow is in particular part of an intake mass flow, which is the cylinder for combustion is supplied. Thus, the mass flow can be adjusted individually for each cylinder, so that a motor running of the internal combustion engine can be optimized. For this purpose, an individual adjustment of the mass flow for the respective cylinder is made possible in particular by a different setting of the previously described virtual spread of the at least one cam for the different vent valves.

Der Verbrennungsmotor weist insbesondere eine Nockenwelle zum Ansteuern von Einlassventilen der Zylinder des Verbrennungsmotors auf. Dabei ist vorgesehen, dass die Rotation des zumindest einen Nockens um die gemeinsame Rotationsachse mit einer Rotation der Nockenwelle gekoppelt ist. Ein solches Koppeln kann insbesondere mechanisch erfolgen, insbesondere durch ein Getriebe, einen Riementrieb, einen Kettentrieb oder ähnliches, oder alternativ elektrisch durch einen Winkelsensor an der Nockenwelle und einen elektrischen Antrieb zum Rotieren des zumindest einen Nockens um die Rotationsachse. Somit lässt sich der Massestrom für jeden Zylinder optimal einstellen, da insbesondere sichergestellt werden kann, dass jedes Entlüftungsventil nur dann geöffnet ist, wenn auch das Einlassventil des zugehörigen Zylinders geöffnet ist.The internal combustion engine has, in particular, a camshaft for actuating intake valves of the cylinders of the internal combustion engine. It is provided that the rotation of the at least one cam is coupled about the common axis of rotation with a rotation of the camshaft. Such coupling can be effected in particular mechanically, in particular by a gear, a belt drive, a chain drive or the like, or alternatively electrically by an angle sensor on the camshaft and an electric drive for rotating the at least one cam about the axis of rotation. Thus, the mass flow for each cylinder can be optimally adjusted, since in particular it can be ensured that each vent valve is open only when the inlet valve of the associated cylinder is open.

Figurenlistelist of figures

Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung unter Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen im Detail beschrieben. In den Zeichnungen ist:

  • 1 eine schematische Ansicht eines Verbrennungsmotors mit einer Tankentlüftungsvorrichtung gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung, und
  • 2 eine schematische Ansicht eines Verbrennungsmotors mit einer Tankentlüftungsvorrichtung gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung.
Hereinafter, embodiments of the invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the drawings:
  • 1 a schematic view of an internal combustion engine with a tank ventilation device according to a first embodiment of the invention, and
  • 2 a schematic view of an internal combustion engine with a tank ventilation device according to a second embodiment of the invention.

Ausführungsformen der ErfindungEmbodiments of the invention

1 zeigt schematisch einen Verbrennungsmotor 10, umfassend mehrere Zylinder 12 sowie einen Tank 6. In dem Tank 6 ist Treibstoff zum Betreiben der Zylinder 12 vorhanden. Außerdem umfasst der Verbrennungsmotor 10 eine Tankentlüftungsvorrichtung 1 gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung. 1 schematically shows an internal combustion engine 10 comprising a plurality of cylinders 12 as well as a tank 6 , In the tank 6 is fuel for operating the cylinders 12 available. In addition, the internal combustion engine includes 10 a tank ventilation device 1 according to a first embodiment of the invention.

Die Tankentlüftungsvorrichtung 1 umfasst drei Entlüftungsventile 2, wobei jedes Entlüftungsventil 2 einem Zylinder 12 des Verbrennungsmotors 10 zugeordnet ist. Insbesondere ist vorgesehen, dass durch jedes Entlüftungsventil 2 ein Massestrom 200 zu jeweils einem der Zylinder 12 steuerbar ist. Der Massestrom 200 verläuft von einem Aktivkohleelement, insbesondere einem Aktivkohlefilter, über jeweils ein Entlüftungsventil 2 zu einem Ansaugtrakt 14 des Verbrennungsmotors 10, wobei jeweils einer der Masseströme unmittelbar einem der Zylinder 12 zugeordnet ist.The tank ventilation device 1 includes three bleed valves 2 where each vent valve 2 a cylinder 12 of the internal combustion engine 10 assigned. In particular, it is provided that through each vent valve 2 a mass flow 200 to each one of the cylinders 12 is controllable. The mass flow 200 extends from an activated carbon element, in particular an activated carbon filter, via a respective vent valve 2 to an intake tract 14 of the internal combustion engine 10 , wherein in each case one of the mass flows directly to one of the cylinders 12 assigned.

Das Aktivkohleelement 9 dient zum Auffangen von Kohlenwasserstoffgasen, die dann entstehen, wenn der Treibstoff innerhalb des Tanks 6 verdunstet. Um eine Sättigung des Aktivkohleelements 9 zu vermeiden und um gleichzeitig den aufgefangenen Kraftstoff weiter nutzen zu können, erfolgt ein Spülen des Aktivkohleelements 9 durch die Masseströme 200. Dies bedeutet, dass der von dem Aktivkohleelement 9 aufgenommene Treibstoff durch die Masseströme 200 den Zylindern 12 des Verbrennungsmotors 10 zugeführt wird, wodurch der Treibstoff verbrannt wird. Um einen Motorlauf des Verbrennungsmotors 10 optimal einzustellen, ist dabei vorgesehen, dass jedem Zylinder 12 ein eigenes Entlüftungsventil 2 zugeordnet ist, so dass jedem Zylinder 12 ein individueller Massestrom 200 zugeführt werden kann. Auf diese Weise lässt sich der Motorlauf des Verbrennungsmotors 10 optimieren.The activated carbon element 9 is used to capture hydrocarbon gases that are produced when the fuel is inside the tank 6 evaporates. To saturation of the activated carbon element 9 To avoid and at the same time to be able to continue to use the collected fuel, there is a purging of the activated carbon element 9 through the mass flows 200 , This means that of the activated carbon element 9 absorbed fuel through the mass flows 200 the cylinders 12 of the internal combustion engine 10 is supplied, whereby the fuel is burned. To a motor run of the internal combustion engine 10 optimally adjust, it is provided that each cylinder 12 its own vent valve 2 is assigned, so each cylinder 12 an individual mass flow 200 can be supplied. In this way, the engine operation of the internal combustion engine can be 10 optimize.

Durch die Tankentlüftungsventile 2 ist somit neben einer allgemeinen Ansaugluft jedem Zylinder 12 auch ein Luft-Treibstoff-Gemisch zuführbar. Um ein optimales Einstellen dieses Gemischs zu ermöglichen, sind alle Entlüftungsventile 2 mechanisch über eine Welle 4 ansteuerbar, wobei die Welle 4 jeweils einen Nocken 3 pro Entlüftungsventil 2 aufweist. Die Nocken 3 rotieren somit um eine gemeinsame Rotationsachse 100, die der Welle 4 entspricht. Besonders vorteilhaft sind die Nocken 3 über nicht gezeigte Phasensteller mit der Welle 4 verbunden.Through the tank ventilation valves 2 is thus next to a general intake air every cylinder 12 also an air-fuel mixture fed. To allow for optimal adjustment of this mixture, all vent valves are 2 mechanically over a shaft 4 controllable, with the shaft 4 one cam each 3 per vent valve 2 having. The cams 3 thus rotate about a common axis of rotation 100 that the wave 4 equivalent. Particularly advantageous are the cams 3 not shown phaser with the shaft 4 connected.

Die Welle 4 wird durch eine direkte Kopplung an eine Nockenwelle 11 des Verbrennungsmotors 10 angetrieben. Die Nockenwelle 11 dient zum Ansteuern von nicht gezeigten Einlassventilen des Verbrennungsmotors 10. Insbesondere ist vorteilhaft, wenn ein dem Zylinder 12 zugeordnetes Einlassventil und Entlüftungsventil 2 gleichzeitig geöffnet sind. Die mechanische Kopplung von Nockenwelle 11 und Welle 4 erfolgt insbesondere über ein Getriebe 13, wobei auch andere Kraftübertragungsmechanismen verwendet werden können.The wave 4 is through a direct coupling to a camshaft 11 of the internal combustion engine 10 driven. The camshaft 11 serves to control intake valves, not shown, of the internal combustion engine 10 , In particular, it is advantageous if the cylinder 12 associated inlet valve and vent valve 2 are open at the same time. The mechanical coupling of camshaft 11 and wave 4 takes place in particular via a transmission 13 , although other power transmission mechanisms can be used.

Durch den Phasensteller lässt sich ein Phasenversatz zwischen Öffnung eines Einlassventils eines Zylinders 12 und Öffnung des Entlüftungsventils 2 des Zylinders 12 einstellen. Insbesondere lässt sich auf diese Weise der Massestrom 200 für jeden einzelnen Zylinder 12 optimieren, da jeder Nocken 3 individuell einstellbar ist und somit zu einer individuellen Öffnungszeit des jeweils zugeordneten Entlüftungsventils 2 führt. Daher lässt sich die Tankentlüftungsvorrichtung 1 einfach und aufwandsarm umsetzen.The phaser allows a phase shift between opening of an inlet valve of a cylinder 12 and opening the vent valve 2 of the cylinder 12 to adjust. In particular, the mass flow can be achieved in this way 200 for every single cylinder 12 optimize, because each cam 3 is individually adjustable and thus to an individual opening time of the respective associated vent valve 2 leads. Therefore, the tank ventilation device can be 1 simple and inexpensive to implement.

Besonders vorteilhaft ist zwischen den Nocken 3 und den Entlüftungsventilen 2 ein Hebelwerk angeordnet. Somit lässt sich ein Hub der Entlüftungsventile 2 einstellen, insbesondere auch variieren.Particularly advantageous is between the cams 3 and the vent valves 2 arranged a lever mechanism. Thus, a stroke of the vent valves can be 2 adjust, in particular also vary.

2 zeigt schematisch einen Verbrennungsmotor 10 mit einem Tankentlüftungsmodul 1 gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung. Die übrigen Komponenten des Verbrennungsmotors 10 sind bevorzugt identisch wie in dem ersten Ausführungsbeispiel. Ein Unterschied liegt lediglich in der Tankentlüftungsvorrichtung 1. Aus Gründen der Übersichtlichkeit ist in 2 der Tank 6 sowie das Aktivkohleelement 9 nicht gezeigt, wobei diese Komponenten analog zu dem ersten Ausführungsbeispiel angebracht sind. 2 schematically shows an internal combustion engine 10 with a tank ventilation module 1 according to a second embodiment of the invention. The remaining components of the internal combustion engine 10 are preferably identical as in the first embodiment. A difference lies only in the tank ventilation device 1 , For clarity, is in 2 The Tank 6 and the activated carbon element 9 not shown, these components are mounted analogously to the first embodiment.

In dem zweiten Ausführungsbeispiel ist lediglich ein einziger Nocken 3 vorhanden. Dieser Nocken 3 ist axial auf einer Scheibe 5 angeordnet, wobei die Scheibe 5 und damit der Nocken 3 um eine Rotationsachse 100 rotierbar ist. Der Nocken 3 dient wiederum zum Ansteuern der Entlüftungsventile 2, wobei wiederum drei Entlüftungsventile 2 vorgesehen sind, so dass jedem Zylinder 12 des Verbrennungsmotors 10 genau ein Entlüftungsventil 2 zugeordnet ist, um einen individuellen Massestrom 200 zu jedem Zylinder 12 einzustellen.In the second embodiment is only a single cam 3 available. This cam 3 is axially on a disk 5 arranged, with the disc 5 and thus the cam 3 around a rotation axis 100 is rotatable. The cam 3 in turn serves to control the vent valves 2 , again with three bleed valves 2 are provided so that each cylinder 12 of the internal combustion engine 10 exactly one bleed valve 2 is assigned to an individual mass flow 200 to every cylinder 12 adjust.

Ein weiterer Unterschied zu dem ersten Ausführungsbeispiel ist der Antrieb der Rotation des zumindest einen Nockens 3 um die Rotationsachse 100. So ist in dem zweiten Ausführungsbeispiel ein Antriebsmotor 7, insbesondere ein elektrisch kommutierter Gleichstrommotor, vorhanden. Dieser wird von einem Steuergerät 8 angesteuert. Auf einen Phasensteller wie in dem ersten Ausführungsbeispiel bevorzugt vorgesehen kann in dem zweiten Ausführungsbeispiel vorteilhafterweise verzichtet werden.Another difference to the first embodiment is the drive of the rotation of the at least one cam 3 around the axis of rotation 100 , Thus, in the second embodiment, a drive motor 7 , In particular, an electrically commutated DC motor, available. This one is from a control unit 8th driven. On a phase adjuster preferably provided as in the first embodiment can be advantageously dispensed with in the second embodiment.

Wiederum erfolgt ein Rotieren des zumindest einen Nockens 3 um die Rotationsachse 100 synchron zu einer Drehzahl der Nockenwelle 11 (vgl. 1) des Verbrennungsmotors 10. Insbesondere ist ein nicht gezeigter Winkelsensor vorhanden, der eine Rotation der Nockenwelle 11 abgreift und entsprechende Signale an das Steuergerät 8 ausgibt. Das Steuergerät 8 kann somit den Antriebsmotor 7 ansteuern, um die Scheibe 5 synchron zu der Nockenwelle 11 zu rotieren. Ebenso ist durch eine entsprechende Ansteuerung des Antriebsmotors 7 das Vorsehen eines Phasenversatzes zwischen der Öffnung der Einlassventile der Zylinder 12 und der Entlüftungsventile 2 ermöglicht.Again, a rotation of the at least one cam takes place 3 around the axis of rotation 100 synchronous to a speed of the camshaft 11 (see. 1 ) of the internal combustion engine 10 , In particular, an angle sensor, not shown, is present, which is a rotation of the camshaft 11 picks up and corresponding signals to the control unit 8th outputs. The control unit 8th can thus drive the engine 7 drive to the disc 5 synchronous to the camshaft 11 to rotate. Likewise, by a corresponding control of the drive motor 7 the provision of a phase offset between the opening of the intake valves of the cylinders 12 and the bleeder valves 2 allows.

Bevorzugt ist vorgesehen, dass die Scheibe 5 in einer Position verbleiben kann, in der durch den Nocken 3 keines der Entlüftungsventile 2 betätigt ist. Somit sind alle Entlüftungsventile 2, insbesondere vollständig, geschlossen. Eine Ausdehnung des Nockens 3 in Umfangsrichtung der Scheibe 5 ist somit begrenzt. Da eine solche Ausbildung zu einer Einschränkung bei der maximalen Spülmasse des jeweiligen Massestroms 200 führen kann, ist bevorzugt vorgesehen, dass das Steuergerät 8 zum virtuellen Strecken des Nockens 3 durch entsprechendes Ansteuern des Antriebsmotors 7 ausgebildet ist. Das virtuelle Strecken wird insbesondere derart durchgeführt, dass in einer solchen Stellung der Scheibe 5, in der der Nocken 3 eines der Entlüftungsventile 2 öffnet, die Rotation der Scheibe 5 verzögert wird. Somit verlängert sich der Zeitraum, in dem das Entlüftungsventil 2 durch Ansteuerung durch den Nocken 3 geöffnet ist. um eine synchrone Rotation der Scheibe 5 mit der Nockenwelle 11 weiterhin sicherzustellen, ist besonders vorteilhaft außerdem vorgesehen, dass in einer solchen Stellung der Scheibe 5, in der durch den Nocken 3 keines der Entlüftungsventile 2 betätigt ist, die Rotation der Scheibe 5 beschleunigt ist. Somit ist die gesamte durchschnittliche Rotationsgeschwindigkeit der Scheibe 5 gleich wie die Rotationsgeschwindigkeit der Nockenwelle 11. Gleichzeitig ist jedoch die jedem Zylinder 12 zugeführte Menge des jeweiligen Massestroms 200 individuell einstellbar.It is preferably provided that the disc 5 can remain in a position in which by the cam 3 none of the bleed valves 2 is pressed. Thus, all the vent valves 2 , in particular complete, closed. An extension of the cam 3 in the circumferential direction of the disc 5 is therefore limited. Since such a design to a limitation in the maximum purging mass of the respective mass flow 200 can lead, it is preferably provided that the control unit 8th for virtual stretching of the cam 3 by appropriate activation of the drive motor 7 is trained. The virtual stretching is carried out in particular such that in such a position of the disc 5 in which the cam 3 one of the vent valves 2 opens, the rotation of the disc 5 is delayed. Thus, the period in which the vent valve extends 2 by driving through the cam 3 is open. about a synchronous rotation of the disc 5 with the camshaft 11 Furthermore, it is particularly advantageous also to ensure that in such a position of the disc 5 in which by the cam 3 none of the bleed valves 2 is pressed, the rotation of the disc 5 is accelerated. Thus, the total average rotational speed of the disc 5 same as the rotational speed of the camshaft 11 , At the same time, however, is every cylinder 12 supplied quantity of the respective mass flow 200 individually adjustable.

Das zuvor beschriebene erste Ausführungsbeispiel kann anstatt des beschriebenen direkten mechanischen Koppelns von Welle 4 und Nockenwelle 11 über das Getriebe 13 auch den im zweiten Ausführungsbeispiel beschriebenen Antriebsmotor 7 aufweisen. Gleiches gilt umgekehrt für das zweite Ausführungsbeispiel, dass die in dem ersten Ausführungsbeispiel beschriebene direkte mechanische Kopplung an die Nockenwelle 11 aufweisen kann. In diesem Fall wäre die Scheibe 5, insbesondere durch ein Getriebe, direkt mit der Nockenwelle 11 gekoppelt.The first embodiment described above may instead of the described direct mechanical coupling of shaft 4 and camshaft 11 over the transmission 13 also the drive motor described in the second embodiment 7 exhibit. The same applies vice versa for the second embodiment, that described in the first embodiment direct mechanical coupling to the camshaft 11 can have. In this case, the disc would be 5 , in particular by a gear, directly with the camshaft 11 coupled.

Zusammenfassend ergeben sich insbesondere die folgenden Vorteile der Erfindung:

  • - Modularisierung mehrerer diskreter, zylinderindividueller Tankentlüftungsventile
  • - zentraler Antrieb der mechanischen Ventilgruppen durch
    • • mechanischen Nocken mit harter Kopplung an den Motor und bevorzugt mechanischer Phasenverstellung, oder
    • • elektrischen Antrieb, insbesondere BLDC, zur Realisierung einer Phasenverschiebung und Eventlängenvariation
In summary, the following advantages of the invention result in particular:
  • - Modularization of several discrete, cylinder-individual tank venting valves
  • - Central drive of the mechanical valve groups through
    • • mechanical cam with hard coupling to the motor and preferably mechanical phase adjustment, or
    • Electric drive, in particular BLDC, for realizing a phase shift and event length variation

Claims (10)

Tankentlüftungsvorrichtung (1) zum Entlüften eines Tanks (6) umfassend eine Vielzahl von Entlüftungsventilen (2), wobei die Entlüftungsventile (2) von zumindest einem Nocken (3) betätigbar sind, und wobei alle Nocken (3) um eine gemeinsame Rotationsachse (100) rotierbar sind.Tank ventilation device (1) for venting a tank (6) comprising a plurality of vent valves (2), wherein the vent valves (2) of at least one cam (3) are actuated, and wherein all the cams (3) about a common axis of rotation (100) are rotatable. Tankentlüftungsvorrichtung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der zumindest eine Nocken (3) radial auf einer Welle (4) und/oder axial auf einer Scheibe (5) angeordnet ist.Tank ventilation device (1) according to Claim 1 , characterized in that the at least one cam (3) is arranged radially on a shaft (4) and / or axially on a disc (5). Tankentlüftungsvorrichtung (1) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Welle (4) und/oder Scheibe (5) zu einer Kopplung mit einer Nockenwelle (11) eines Verbrennungsmotors (10) ausgebildet ist.Tank ventilation device (1) according to Claim 2 , characterized in that the shaft (4) and / or disc (5) to a coupling with a camshaft (11) of an internal combustion engine (10) is formed. Tankentlüftungsvorrichtung (1) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Welle (4) und/oder Scheibe (5) durch einen Antriebsmotor (7) rotierbar ist, wobei der Antriebsmotor (7) insbesondere ein elektrisch kommutierter Gleichstrommotor ist.Tank ventilation device (1) according to Claim 2 , characterized in that the shaft (4) and / or disc (5) by a drive motor (7) is rotatable, wherein the drive motor (7) is in particular an electrically commutated DC motor. Tankentlüftungsvorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der zumindest eine Nocken (3) über einen Phasensteller mit der Welle (4) und/oder Scheibe (5) gekoppelt ist.Tank ventilation device (1) according to one of Claims 2 to 4 , characterized in that the at least one cam (3) via a phaser with the shaft (4) and / or disc (5) is coupled. Tankentlüftungsvorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch ein Steuergerät (8) eingerichtet zum Verzögern der Rotation des zumindest einen Nockens (3) um die gemeinsame Rotationsachse (100), wenn zumindest ein Entlüftungsventil (2) geöffnet ist.Tank ventilation device (1) according to one of the preceding claims, characterized by a control device (8) arranged for delaying the rotation of the at least one cam (3) about the common axis of rotation (100) when at least one vent valve (2) is opened. Tankentlüftungsvorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch zumindest ein Aktivkohleelement (9), das mit einem Innenvolumen des Tanks (6) zur Fluidkommunikation verbindbar ist, wobei jedes Entlüftungsventil (2) zum Einstellen eines Massestroms, insbesondere eines Luftmassestroms, durch das Aktivkohleelement (9) ausgebildet ist.Tank ventilation device (1) according to one of the preceding claims, characterized by at least one activated carbon element (9) which can be connected to an internal volume of the tank (6) for fluid communication, wherein each vent valve (2) for adjusting a mass flow, in particular an air mass flow, through the Activated carbon element (9) is formed. Tankentlüftungsvorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in zumindest einer Stellung der Rotation des zumindest einen Nockens (3) um die gemeinsame Rotationsachse (100) alle Entlüftungsventile (2) geschlossen sind.Tank ventilation device (1) according to one of the preceding claims, characterized in that in at least one position of the rotation of the at least one cam (3) about the common axis of rotation (100) all the vent valves (2) are closed. Verbrennungsmotor (10) umfassend einen Tank (6) für Brennstoff des Verbrennungsmotors (10) sowie eine Tankentlüftungsvorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche zum Entlüften des Tanks (6), wobei jedem Zylinder (12) des Verbrennungsmotors (10) ein Entlüftungsventil (2) der Tankentlüftungsvorrichtung (1) zugeordnet ist.Internal combustion engine (10) comprising a tank (6) for fuel of the internal combustion engine (10) and a tank ventilation device (1) according to one of the preceding claims for venting the tank (6), each cylinder (12) of the internal combustion engine (10) having a ventilation valve (10). 2) of the tank ventilation device (1) is associated. Verbrennungsmotor (10) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Rotation des zumindest einen Nockens (3) um die gemeinsame Rotationsachse (100) mit einer Rotation einer Nockenwelle (11) des Verbrennungsmotors (10) zum Ansteuern von Einlassventilen der Zylinder (12) gekoppelt ist.Internal combustion engine (10) after Claim 9 characterized in that the rotation of the at least one cam (3) about the common rotational axis (100) is coupled to a rotation of a camshaft (11) of the internal combustion engine (10) for driving intake valves of the cylinders (12).
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