DE10247935A1

DE10247935A1 - Kraftstoffbehälter und Ventileinheit

Info

Publication number: DE10247935A1
Application number: DE2002147935
Authority: DE
Inventors: Matthias Dipl.-Ing. Bohl; Harald Dipl.-Ing. Böhringer (FH); Bertold Dr.-Ing. Ediger; Stefan Dipl.-Ing. Leuchtenberg; Lothar Dipl.-Ing. Mauz (FH)
Original assignee: DaimlerChrysler AG
Current assignee: Mercedes Benz Group AG
Priority date: 2002-10-15
Filing date: 2002-10-15
Publication date: 2004-04-29

Abstract

Es wird ein Kraftstoffbehälter für ein Kraftfahrzeug vorgeschlagen, mit einem Aktivkohlefilter (2), über den ein mit Kraftstoffdämpfen beladener Gasstrom aus dem Kraftstoffbehälter abführbar ist, wobei eine erste Gasleitung (3), insbesondere eine Entlüftungsleitung des Kraftstoffbehälters, sowie eine zweite Gasleitung (4) zur Freisetzung von Gas an die Umgebung des Kraftstoffbehälters in den Aktivkohlefilter (2) münden. DOLLAR A Erfindungsgemäß ist bei dem Kraftstoffbehälter vorgesehen, dass in der ersten Gasleitung (3) ein erstes Absperrventil (5) und in der zweiten Gasleitung ein zweites Absperrventil (6) angeordnet sind, die zu einer gemeinsamen Ventileinheit (VCV) zusammengefasst sind. DOLLAR A Anwendung in Kraftfahrzeugen, insbesondere Personenkraftwagen.

Description

Die Erfindung betrifft einen Kraftstoffbehälter nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie eine Ventileinheit nach dem Oberbegriff des Anspruchs 8.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen Kraftstoffbehälter sowie eine zugehörige Ventileinheit bereitzustellen, bei denen eine besonders kostengünstige Herstellung durch eine möglichst reduzierte Anzahl von Bauteilen sowie eine einfache Ansteuerbarkeit der Ventile erreicht ist.

Diese Aufgabe wird durch einen Kraftstoffbehälter mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und eine Ventileinheit mit den Merkmalen des Anspruchs 8 gelöst.

Der erfindungsgemäße Kraftstoffbehälter zeichnet sich dadurch aus, daß in der ersten Gasleitung ein erstes Absperrventil und in der zweiten Gasleitung ein zweites Absperrventil angeordnet sind, die zu einer gemeinsamen Ventileinheit zusammengefasst sind. Die Ventile sind vorzugsweise als Elektromagnetventile ausgebildet und über eine gemeinsame Elektrizitätsversorgung und ggf. über eine gemeinsame Steuerleitung betätigbar. Die Ventile sind vorzugsweise zusammen mit einem Abschnitt der von. ihnen geschalteten Gasleitungen in einem gemeinsamen Gehäuse untergebracht und/oder einstückig ausgeführt. Die erste Gasleitung erstreckt sich zwischen dem eigentlichen Kraftstoffreservoir und dem zugeordneten Aktivkohlefilter; über sie kann Gas aus dem Kraftstoffreservoir in den Aktivkohlefilter transportiert werden. Die zweite Gasleitung erstreckt sich vom Aktivkohlefilter zur Umgebung; über sie wird gereinigtes Gas vom Aktivkohlefilter an die Umgebung transferiert.

In Ausgestaltung der Erfindung ist dem ersten Absperrventil ein Bypass mit einem Druckventil zugeordnet. Das Druckventil ermöglicht ein Abblasen des Kraftstoffreservoirs bei einem definierten Überdruck, wobei der Bypass ansonsten abgesperrt ist.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist in dem Bypass ein drittes Absperrventil zur selektiven Sperrung des Bypass angeordnet. Da das Druckventil nicht nur bei einem Überdruck im Kraftstoffreservoir, sondern auch bei einem Unterdruck im Aktivkohlefilter bzw. dem entsprechenden Gasleitungsabschnitt öffnen kann, ermöglicht das dritte Absperrventil eine zuverlässige Sperrung des Bypass.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist das dritte Absperrventil (9) in die gemeinsame Ventileinheit (VCV) integriert. Dadurch ergibt sich eine weitere Vereinfachung des Aufbaus des Kraftstoffbehälters und seines Leitungsnetzes.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist dem Aktivkohlefilter eine dritte Gasleitung zwischen dem Aktivkohlefilter und einer Brennkraftmaschine des Kraftfahrzeuges zugeordnet. Über diese dritte Gasleitung ist der Aktivkohlefilter mit dem Kraftstoff/Luft-Zufuhrsystem der Brennkraftmaschine verbindbar. Ein Abschnitt der dritten Gasleitung ist in die gemeinsame Ventileinheit integrierbar.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist der zweiten Gasleitung ein Heizelement zum Heizen von durchströmendem Gas zugeordnet, das in die gemeinsame Ventileinheit integriert ist. Dadurch kann das Heizelement zum einen geschützt bzw. wärmeisoliert in einem Gehäuse der Ventileinheit untergebracht sein, und zum anderen kann die erzeugte Wärme bzw. Abwärme an benachbarte Bauelemente übertragen werden.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist in einer Gasleitung ein Drucksensor angeordnet, der in die gemeinsame Ventileinheit integriert ist. Der Drucksensor ist vorzugsweise in der ersten Gasleitung zwischen Kraftstoffreservoir und Aktivkohlefilter vorgesehen. Die Integration in die gemeinsame Ventileinheit gewährleistet eine geschützte Unterbringung. Es können weitere Drucksensoren auch in anderen durch die Ventileinheit geführten Gasleitungen vorgesehen sein.

Die erfindungsgemäße Ventileinheit zeichnet sich dadurch aus, daß sie ein erstes Absperrventil in einer ersten Gasleitung sowie ein zweites Absperrventil in einer zweiten Gasleitung aufweist, die in einem gemeinsamen Bauteil zusammengefasst sind. Es ergibt sich ein kostengünstiger, weil einfacher Aufbau.

In Ausgestaltung der Erfindung beinhaltet die Ventileinheit wenigstens zwei Gasleitungen mit jeweils einer Einlass- und einer Auslassöffnung. Es ergeben sich entsprechend vier (oder mehr) Anschlüsse, an die weiterführende Rohrleitungselemente anschließbar sind.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung umfasst die Ventileinheit ein gemeinsames Gehäuse für alle Komponenten. Dadurch wird eine sichere und geschützte Unterbringung, sowie ein gutes Packaging erreicht.

Weitere Merkmale und Merkmalskombinationen ergeben sich aus der e Beschreibung sowie den Zeichnungen. Konkrete Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen vereinfacht dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen
1 ein erstes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Kraftstoffbehälters in einer Prinzipskizze und
2 ein zweites Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Kraftstoffbehälters in einer Prinzipskizze.
In 1 ist schematisch ein erstes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Kraftstoffbehälters 1 dargestellt, wobei der Kraftstoffbehälter 1 neben einem Kraftstoffreservoir 1a einen zugeordneten Aktivkohlefilter 2 sowie eine Ventileinheit VCV samt zugehöriger Anschlussleitungen umfasst.
Der Aktivkohlefilter 2 ist über eine erste Gasleitung 3, die einen großen Querschnitt von 16 mm aufweist, mit dem Kraftstoffreservoir 1a verbunden, wobei ein Drucksensor 15 in der ersten Gasleitung den Druck im Kraftstoffreservoir 1a detektiert. Über die Gasleitung 3 ist mit Kraftstoffdämpfen beladene Luft aus dem Kraftstoffreservoir 1a an den Aktivkohlefilter 2 überführbar. Stromabwärts hinter dem Drucksensor 15 ist ein erstes Absperrventil 5 in der ersten Gasleitung 3 angeordnet, welches als Elektromagnetventil ausgeführt ist und zur Absperrung der ersten Gasleitung 3 dient.
Der Aktivkohlefilter 2 ist über eine zweite Gasleitung 10 mit der Umgebung des Kraftstoffbehälters, insbesondere der Atmosphärenluft verbunden. In die zweite Gasleitung 10 eingebaut sind nacheinander ein PTC-Heizelement 13 sowie ein zweites Absperrventil 6 (Aktivkohlefilter-Absperrventil). Über die zweite Gasleitung 10 ist gereinigte Luft aus dem Aktivkohlefilter 2 an die Umgebung abführbar.
Der Aktivkohlefilter 2 ist ferner über eine dritte Gasleitung 11 mit der Brennkraftmaschine 12 des Kraftfahrzeuges, insbesondere einem luftansaugenden Verbrennungsmotor verbunden. In die dritte Gasleitung 11 eingebaut ist ein drittes Absperrventil 14 (Regenerierventil), welches zum Absperren des Aktivkohlefilters 2 nach außen dient.
Vorzugsweise sind das erste Absperrventil 5, das zweite Absperrventil 6, das Druckventil 7 und das Heizelement 13 in der zentralen Ventileinheit VCV in einem gemeinsamen Gehäuse angeordnet. Des weiteren kann auch der Drucksensor 15 in das Gehäuse integriert sein. Dem Gehäuse sind in nicht dargestellter Weise ein gemeinsamer Elektrizitätsanschluss und ein gemeinsamer Anschluss für Steuerleitungen zugeordnet, so daß ein Betrieb der Ventile und sonstigen Vorrichtungen mit besonders einfachen Mitteln ermöglicht ist. Insbesondere ergibt sich ein besonders geringer Bauteile-Bedarf und ein hohes Integrationspotential. Sämtliche Bauteile sind besonders geschützt in dem gemeinsamen Gehäuse untergebracht. Anschlussleitungen können sicher an dem Gehäuse der Ventileinheit VCV montiert sein. Es ergibt sich somit eine einfach handhabbare einheitliche Baugruppe.
Bei einer Regenerierung des Aktivkohlefilters 2 ist das erste Absperrventil 5 geschlossen, während das dritte Absperrventil 14 sowie das zweite Absperrventil 6 geöffnet sind. Über die dritte Gasleitung 11 wird via zweiter Gasleitung 10 angesaugte Luft, die nach einer Durchströmung des Aktivkohlefilters mit desorbierten Kohlenwasserstoffen belastet ist, an die Brennkraftmaschine 12 überführt.
Bei einer Befüllung des Kraftstoffreservoirs 1a (Betankung des Kraftstoffbehälters) sind das erste Absperrventil 5 sowie das zweite Absperrventil 6 geöffnet, während das dritte Absperrventil 14 wahlweise geöffnet oder geschlossen sein kann. Beim Betanken wird in üblicher weise aus dem Kraftstoffreservoir 1a verdrängtes Gas durch den Aktivkohlefilter 2 und nach dessen Durchströmen an die Umgebung und/oder die Brennkraftmaschine 12 geleitet.
Beim Stillstand des Kraftfahrzeuges und dessen Brennkraftmaschine 12 ist das erste Absperrventil 5 geschlossen, während das zweite Absperrventil 6 und ggf. das dritte Absperrventil 14 geöffnet sind. Eine Be- und Entlüftung des Kraftstoffreservoirs 1a erfolgt über das Druckventil 7, welches den Bypass vorzugsweise bei einem Überdruck von über +20 hPa bzw. bei einem Unterdruck von kleiner als -10 hPa freigibt.
Bei einer OBD II-Prüfung sind das erste Absperrventil 5 und das dritte Absperrventil 14 geöffnet, während die Verbindung zur Atmosphäre über das zweite Absperrventil 6 wahlweise geöffnet oder geschlossen ist.
In 2 ist schematisch ein zweites Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Kraftstoffbehälters 1 dargestellt, der grundsätzlich genauso gestaltet ist wie der Kraftstoffbehälter nach 1. Abweichend von der Gestaltung nach 1 ist zusätzlich im Bypass ein viertes Absperrventil 9 vorgesehen, das zusammen mit dem ersten Absperrventil 5 das Kraftstoffreservoir 1a vollständig gegenüber dem Aktivkohlefilter 2 absperren kann.
Das vierte Absperrventil 9 stellt zusammen mit dem ersten Absperrventil 5 im geschlossenen Zustand sicher, daß auch während einer Regenerierung des Aktivkohlefilters 2 kein Benzindampf aus dem Kraftstoffreservoir 1a abgesaugt werden kann. Damit ist eine vom Öffnungsverhalten des Druckventils 7 unabhängige Regenerierung des Aktivkohlefilters 2 sowie eine besonders einfache Gestaltung des Druckventils 7 möglich.
Das vierte Absperrventil 9 ist vorzugsweise in eine gemeinsame zentrale Ventileinheit VCV integriert, wobei eine einstöckige Ausgestaltung zusammen mit einem oder mehreren weiteren Absperrventilen vorsehbar ist. Vorzugsweise ist der Drucksensor 15 ebenfalls in die zentrale Ventileinheit VCV integriert. Vorzugsweise sind ferner Teilabschnitte der Gasleitungen 3, 10, 11 mit in die gemeinsame Ventileinheit VCV integriert und in einem gemeinsamen Gehäuse untergebracht. Insbesondere beinhaltet die Ventileinheit zwei Gasleitungsabschnitte, nämlich die der Gasleitungen 3 und 10, mit jeweils einer Einlass- und einer Auslassöffnung. Es ergeben sich entsprechend vier Anschlüsse, an die weiterführende Rohrleitungselemente der Gasleitungen 3, 10 anschließbar sind.
In einem modifizierten Ausführungsbeispiel sind weitere Drucksensoren in den Gasleitungen vorgesehen, die ebenfalls in die Ventileinheit VCV integriert sind.
Die gemeinsame Ventileinheit VCV kann ihrerseits auch in den Aktivkohlefilter 2 oder in das Kraftstoffreservoir 1a integriert bzw. fest mit denselben verbunden sein.

Claims

Kraftstoffbehälter (1) für ein Kraftfahrzeug, mit – einem Aktivkohlefilter (2), über den ein mit Kraftstoffdämpfen beladener Gasstrom aus dem Kraftstoffbehälter abführbar ist, wobei – eine erste Gasleitung (3), insbesondere eine Entlüftungsleitung des Kraftstoffbehälters, sowie – eine zweite Gasleitung (4) zur Freisetzung von Gas an die Umgebung des Kraftstoffbehälters in den Aktivkohlefilter (2) münden, dadurch gekennzeichnet, daß – in der ersten Gasleitung (3) ein erstes Absperrventil (5) – und in der zweiten Gasleitung ein zweites Absperrventil (6) angeordnet sind, die zu einer gemeinsamen Ventileinheit (VCV) zusammengefasst sind.
Kraftstoffbehälter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dem ersten Absperrventil (5) ein Bypass (8) mit einem Druckventil (7) zugeordnet ist.
Kraftstoffbehälter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Bypass (8) ein drittes Absperrventil (9) zur selektiven Sperrung des Bypass (8) angeordnet ist.
Kraftstoffbehälter nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das dritte Absperrventil (9) in die gemeinsame Ventileinheit (VCV) integriert ist.
Kraftstoffbehälter nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß dem Aktivkohlefilter (2) eine dritte Gasleitung (11) zwischen dem Aktivkohlefilter (2) und einer Brennkraftmaschine (12) des Kraftfahrzeuges zugeordnet ist.
Kraftstoffbehälter nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der zweiten Gasleitung (10) ein Heizelement (13) zum Heizen von durchströmendem Gas zugeordnet ist, das in die gemeinsame Ventileinheit (VCV) integriert ist.
Kraftstoffbehälter nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß in einer Gasleitung (3, 10, 11) ein Drucksensor (15) angeordnet ist, der in die gemeinsame Ventileinheit (VCV) integriert ist.
Ventileinheit für einen Kraftstoffbehälter eines Kraftfahrzeuges, insbesondere einen Kraftstoffbehälter nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventileinheit ein erstes Absperrventil (5) in einer ersten Gasleitung (3) sowie ein zweites Absperrventil (6) in einer zweiten Gasleitung (10) aufweist, die in einem gemeinsamen Bauteil zusammengefasst sind.
Ventileinheit nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventileinheit (VCV) wenigstens zwei Gasleitungen (3, 10, 11) mit jeweils einer Einlass- und einer Auslassöffnung beinhaltet.
Ventileinheit nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventileinheit (VCV) ein gemeinsames Gehäuse für alle Komponenten umfasst.