JP2012511117A - タンク換気システム - Google Patents

Abstract

タンク換気システムが掃気管路を有しており、この掃気管路からバイパスは分岐していて、このバイパスは掃気管路に通じている。センサは、掃気管路内の流体の炭化水素の濃度を測定するために、掃気管路のバイパス内に配置されている。炭化水素貯蔵器は、第１の接続部において掃気管路の第１の端部に連結されており、かつ、第２の接続部を介するタンクとの連結のために形成されている。

Description

本発明はタンク換気システムに関する。内燃機関の運転時に放出される有害物質の大部分は燃焼に基づいて発生する排ガスに付加される。さらに、有害物質放出を担っている他の原因がある。この原因に関しては、例えば内燃機関の燃料タンクからの蒸発が挙げられる。

燃料タンクに貯蔵されていることがある、例えばスーパーガソリンのような燃料は、かなりの量の高揮発性の炭化水素を有している。例えばメタン、ブタン及びプロパンが挙げられる。燃料の体積の変化時に機械的な損壊から燃料タンクを保護し、燃料タンクと外気との圧力補償を可能にするために、燃料タンクは管路を介して外気に連結されていてよい。高揮発性の炭化水素は、特に上昇した外気温度において、例えば太陽光線により、又は走行中の燃料タンクの揺動により燃料から放出されることがあり、ガス状の成分として管路を介して燃料タンクから離れていく。

本発明の根底にある目的は、タンクの確実な換気と、タンク換気システムからの所定の量の有害物質の正確な放出を可能にする、タンク換気システムを提供することである。

上記目的は、独立請求項の特徴部により達成される。本発明の有利な構成は従属請求項に記載されている。

本発明は、掃気管路（Spuelleitung）を備えたタンク換気システムを特徴としている。掃気管路からはバイパスが分岐し、掃気管路にバイパスは通じている。センサが掃気管路のバイパス内に配置されていて、掃気管路の流体の炭化水素の濃度を測定するために構成されている。炭化水素貯蔵器は第１の接続部において掃気管路の第１の端部に連結されていて、かつ、第２の接続部を介するタンクとの連結のために形成されている。バイパスにセンサを配置することにより、掃気管路内の流体の炭化水素の濃度の正確で確実な測定が可能になる。このことは、タンクを換気する流体を吸気管を介して内燃機関のエンジンに分配し、燃料の調量を流体内の炭化水素の濃度の正確な測定により設定することができると、内燃機関においてタンク換気システムを使用した場合、汚染物質放出の低減に繋がることになる。

有利な構成において、掃気管路のバイパスはＵ字形に構成されている。これによりセンサの領域における流体の層状の流れが可能になる。このことはセンサの正確かつ確実な測定結果に繋がる。さらに、バイパスのこの構成により、粒子をセンサから効果的に隔離することができる。このことは、センサの起こり得る損壊及び測定結果への影響にも効果的に作用する。

別の有利な構成によれば、掃気管路は第２の端部に弁を有している。これによりタンクの確実な換気が可能になる。

タンク換気システムを備えた内燃機関を示す図である。 センサケーシングの横断面図である。 センサケーシングを示す図である。

以下に、本発明の実施の形態を概略図に基づいて詳細に説明する。

同じ構造又は同じ機能の部分には、全図面に亘って同じ符号を用いる。

図１にエンジンブロック２を備えた内燃機関を示す。エンジンブロック２は燃料供給管路４及び戻り流管路５を通じて液圧式にタンク６に連結されている。タンク６は、例えば燃料タンクであってよい。タンク６には燃料圧送ユニット８が配置されていて、この燃料圧送ユニット８は燃料を燃料供給管路４と、この燃料供給管路４に配置されているフィルタ１０とを介してエンジンブロック２に配置されている噴射弁１２に導く。エンジンブロック２に供給された燃料は噴射弁１２によって分配される。エンジンブロック２に供給された燃料は、吸気管１４を通じて所定の割合で燃料に分配された空気と共に燃焼する。燃焼プロセスにおいて発生する排ガスは、排気管１６を通じてエンジンブロック２から排出される。排気管１６にはラムダゾンデ１８が配置されている。このラムダゾンデ１８は、燃焼前の空気／燃料比を表す測定信号を形成するために構成されている。ラムダゾンデ１８は制御装置２０に電気的に連結されており、有利にはラムダ調節部の一部である。制御装置２０は、例えばエンジン制御機器として構成されていてよい。空気は空気入口２２を介して吸気管１４に供給され、空気入口２２にスロットルバルブ２４が配置されている。

さらにタンク６内に燃料センサ２６が配置されている。燃料センサ２６は、例えばいわゆるフレックス燃料センサであってよい。このフレックス燃料センサにより、燃料の組成を測定することができる。特に周辺温度が高い場合には、燃料から高揮発性の炭化水素が蒸発することがある。これによりタンク６内に、炭化水素の濃度が高い空気／燃料混合物が発生する。この空気／燃料混合物は、以下、流体Ｆと称呼する。

タンク６は給入管片２８を有している。この給入管片２８の端部において、タンク６はタンク閉鎖体３０によって外部に対して気密に閉鎖されている。内燃機関の運転時には、タンク６内に貯蔵されている燃料の体積は、例えば燃料圧送ユニット８による燃料の抽出により減少することになる。例えば外気温度が高く内燃機関の静止時間が長い場合に温度に起因する燃料の膨張により、例えばタンク６内の燃料体積の増大もあり得る。タンク６の損壊を効果的に防ぐために、タンク６は、タンク内容物の体積変化時のタンク６と外気（Umluft）との間の圧力補償のために換気管路３２に連結されている。タンク内容物の体積変化が生じると、炭化水素の濃度が高い流体Ｆは換気管路３２に達することになる。例えば内燃機関がタンク６と共に配置されている車両の揺動に基づき、例えば燃料が換気管路３２に達することもあり得る。この状況において、流体Ｆ内の炭化水素の割合は特に大きい。

流体Ｆ内に含まれる炭化水素のろ過のために、内燃機関は炭化水素貯蔵器３４を有している。この炭化水素貯蔵器３４は、例えば活性炭フィルタとして構成されていてよく、炭化水素を吸着し貯蔵するために構成されている。炭化水素貯蔵器３４は３つの接続部を有している。第１の接続部３６は掃気管路３８に連結されている。この掃気管路３８は、弁４０に連結されていてかつこの弁４０を介して吸気管１４に連結されている。弁４０は電気的に制御装置２０に連結されている。この制御装置２０によって弁４０を制御することができる。第２の接続部４２と換気管路３２とを介して、炭化水素貯蔵器３４はタンク６に連結されている。第３の接続部４４は、掃気弁４６を介して炭化水素貯蔵器３４を掃気入口４８に連結する。掃気弁４６は制御装置２０に電気的に連結されていて、制御装置２０によって制御することができる。

炭化水素貯蔵器３４の第１の接続部３６と弁４０との間に配置されている掃気管路３８は、バイパス５０を有している。このバイパス５０はセンサケーシング５２内に配置されている。バイパス５０は掃気管路３８から分岐し、再び掃気管路３８に通じる。バイパス５０にはセンサ５４が配置されている。センサ５４は、掃気管路３８内の炭化水素の濃度ｃＨＣを測定するために構成されている。

炭化水素に対する炭化水素貯蔵器３４の吸着能は限られている。炭化水素貯蔵器３４が飽和状態に達すると、炭化水素貯蔵器３４は掃気される。このために掃気弁４６と弁４０とは開放されるので、掃気入口４８と掃気弁４６とを介して外気が炭化水素貯蔵器３４に到達する。外気は、炭化水素貯蔵器３４内に貯蔵されている炭化水素を吸収し、掃気管路３８と弁４０とを介して内燃機関の吸気管１４に分配される。このために掃気弁４６と弁４０とは制御装置２０によって制御することができる。

内燃機関における有害物質の低減及び出力の最適化のためにも、空気／燃料混合物の空気／燃料比が設定される。炭化水素の濃度が高い炭化水素貯蔵器３４からの流体Ｆは、弁４０を介して吸気管１４に達する。吸気管１４における上述の流体Ｆは、炭化水素含有率に関して空気／燃料混合物の組成に影響を与えることができる。空気／燃料比を正確に設定することができるように、炭化水素の濃度が高い流体Ｆの炭化水素濃度ｃＨＣは、センサ５４により検出される。流体Ｆの知られた炭化水素濃度ｃＨＣに対して、空気入口２２からの空気、及び燃料の供給を適切に合わすことができる。例えば炭化水素の濃度が高い流体Ｆの質量流を、弁４０、例えば制御装置２０により制御することもできる。

図２にセンサケーシング５２を示す。このセンサケーシング５２は掃気管路に連結されている。センサケーシング５２内においてバイパス５０は掃気管路３８から分岐して、再び掃気管路３８に通じる。センサ５４は部分的にバイパス内に配置されている。センサ５４は電気的なコンタクト５６を介して評価電子機器に電気的に連結されている。掃気管路３８及びバイパス５０内の流体Ｆの流れ特性が、概略的に記入されている。

有利な実施の形態において、評価電子機器は液圧式にかつ空圧式にバイパス５０から分離されている。別の有利な実施の形態において、バイパス５０はＵ字形に形成されている。これによりセンサ５４の領域における流体Ｆの層流案内が可能になる。バイパス５０の形成により、水粒子及び汚染粒子はセンサ５４から遠ざけられる。これにより、センサ５４の損壊及び測定結果の質の低下を効果的に防ぐことができる。

図３にセンサケーシング５２を示す。このセンサケーシング５２内にバイパス５０とセンサ５４とが配置されている。

Claims (3)

1. タンク換気システムであって、
   −掃気管路（３８）を備えており、該掃気管路（３８）からバイパス（５０）が分岐しており、該バイパス（５０）は前記掃気管路（３８）に通じており、
   −センサ（５４）を備えており、該センサ（５４）は前記掃気管路（３８）のバイパス（５０）に配置されていて、前記掃気管路（３８）内の流体（Ｆ）の炭化水素の濃度を測定するために形成されており、
   −炭化水素貯蔵器（３４）を備えており、該炭化水素貯蔵器（３４）は第１の接続部（３６）において前記掃気管路（３８）の第１の端部に連結されており、かつ、第２の接続部（４２）を介してのタンク（６）との連結のために形成されていることを特徴とする、
   タンク換気システム。
2. 前記掃気管路（３８）のバイパス（５０）はＵ字形に形成されていることを特徴とする、請求項１記載のタンク換気システム。
3. 前記掃気管路（３８）は第２の端部に弁（４０）を有していることを特徴とする、請求項１又は２記載のタンク換気システム。

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