[0001] Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Spülen einer Aktivkohlefalle und zur
zeitweiligen Dichtheitsprüfung einer mit dieser verbundenen Brennstofftankanlage einer
Fahrzeug-Brennkraftmaschine nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs.
[0002] Eine Vorrichtung zum Spülen einer Aktivkohlefalle ist bereits aus der EP 0 585 527
B1 bekannt. Diese besteht aus einer mit der Aktivkohlefalle verbundenen Leitung, die
in das Luftansaugsystem der Brennkraftmaschine stromab der Drosseleinrichtung einmündet.
Wegen der dort lastabhängig schwankenden Unterdrücke erfolgt eine unregelmäßige Spülung,
die durch ein getaktet angesteuertes Elektromagnetventil kompensiert werden soll.
Hierfür ist ein erheblicher geräte- und steuertechnischer Aufwand zu betreiben.
[0003] In den USA sind in einigen Staaten eine automatische Überwachung aller abgasrelevanten
Komponenten eines Kraftfahrzeugmotors eingeführt (OBDII). Alle Funktionen und Komponenten
einer Motorsteuerung müssen regelmäßig auf ihre Wirkung und auf die Effektivität ihrer
Wirkung überprüft werden. Neben der Überprüfung des Zündsystems auf Zündaussetzer
oder des Katalysators ist auch eine Dichtheitsprüfung des Tanksystems gefordert. Mit
dieser Forderung soll ein Ausgasen beim Abstellen des Fahrzeugs in praller Sonne durch
undichte Schlauchverbindungen oder poröse Schläuche verhindert werden. Die kalifornische
Umweltbehörde fordert daher, daß während jedes Fahrzeugtrips das gesamte Tanksystem
auf Dichtheit überprüft wird. Als Erkennungsschwelle ist ein 1 mm großes Loch definiert.
[0004] Aus der DE 43 28 090 C2 ist hierfür ein gängiges Verfahren bekannt, den Tank mit
Hilfe des Saugrohrunterdruckes über ein Tankentlüftungsventil (Regenerierventil) zu
evakuieren und mit einem Drucksensor im Tank den Wiederanstieg des Druckes zu messen.
Schwierigkeiten bei diesem Verfahren gibt es einmal durch die unterschiedlichen Tankfüllstände,
die im Auswertealgorithmus berücksichtigt werden müssen, und zum anderen hat die Dichtigkeitsprüfung
mit dem Saugrohrunterdruck den weiteren Nachteil, daß zur Evakuierung des Tankes Brennstoffdämpfe
über das Tankentlüftungsventil in den Ansaugtrakt gezogen werden müssen. Während der
Fahrt heizt der Brennstoff im Tank wegen der Einspritzventilkühlung auf und neigt
zum Ausgasen (Druckanstieg). Daher sollte die Dichtheitsprüfung während der ersten
Warmlaufphase des Motors stattfinden, um eine Verschlechterung der Abgaswerte bei
aufgeheiztem Brennstoff zu verhindern. Der Einsatz dieses Verfahrens eignet sich damit
nicht für eine Prüfung bei warmem Motor.
[0005] Aus der PCT-WO96/14505 ist bereits ein Vorschlag bekannt, bei dem eine Membranpumpe,
die vom Saugrohrunterdruck angetrieben wird, Überdruck im Tanksystem erzeugt, dessen
Abklingen nach dem Abstellen der Membranpumpe als Maß für Undichtheit gewertet wird.
Diese Druckschrift offenbart jedoch die Maßnahme, die Spülluft ebenfalls in die Unterdruckzone
des Luftansaugsystems zu saugen, womit der erwähnte Nachteil besteht, daß ein erheblicher
geräte- und steuertechnischer Aufwand zu betreiben ist.
[0006] Aus der nicht vorveröffentlichten DE 197 09 903.3 ist eine Vorrichtung entnehmbar,
bei der eine vom schwankenden Ansaugdruck der Brennkraftmaschine unabhängige Spülung
der Aktivkohlefalle erreicht wird, wobei gleichzeitig eine vorteilhafte Dichtheitsprüfung
für das Tanksystem erreicht werden soll. Diese basiert im wesentlichen darauf, daß
die Spülluft stromauf der Drosseleinrichtung der Brennkratmaschine in das Luftansaugsystem
eingeleitet und von einer elektrischen Luftpumpe gefördert wird, deren Förderrichtung
bei der Dichtheitsprüfung umgekehrt wird.
[0007] Es hat sich bei dieser Vorrichtung jedoch gezeigt, daß während des Betriebs der Brennkraftmaschime,
im Leerlauf oder in der Teillast, Störungen des Motorbetriebs bzw. der Abgassschadstoffreduzierung
auftreten, die durch zu hohe, mit Brennstoffdämpfen belastete Spülluftmengen entstehen,
die der Brennkraftmaschine zugeführt werden.
[0008] Es ist daher Aufgabe der Erfindung, Maßnahmen aufzufinden, mit denen bei einer gattungsgemäßen
Vorrichtung im Leerlauf- und Teillastbetrieb nur verringerte Spülluftmengen in die
Brennkraftmaschine gelangen.
[0009] Diese Aufgabe ist durch die im Kennzeichen des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst
worden.
[0010] Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird nachfolgend
beschrieben.
[0011] Die Zeichnung zeigt eine erfindungsgemäße Vorrichtung 1 zum Spülen einer Aktivkohlefalle
2 und zur zeitweiligen Dichtheitsprüfung einer mit dieser verbundenen Brennstofftankanlage
3 einer Fahrzeug-Brennkraftmaschine 4, bei der die Spülluft aus der Atmosphäre über
die Aktivkohlefalle 2 in ein nicht extra dargestelltes Luftansaugsystem mit einer
Drosseleinrichtung der Brennkraftmaschine 4 eingeleitet wird und die Dichtheitsprüfung
durch Einstellen eines Prüfdrucks in der hermetisch abschließbaren Tankanlage 3 und
anschließender Druckabfallmessung, die von einem Drucksensor 5 erfaßt wird, über eine
Zeitspanne erfolgt, die Auskunft über die Dichtheit gibt.
[0012] Es ist vorgesehen, daß die Spülluft stromauf der Brennkraftmaschinen-Drosseleinrichtung
in das Luftansaugsystem eingeleitet und von einer elektrischen Luftpumpe 6 gefördert
wird, deren Förderrichtung bei der Dichtheitsprüfung umgekehrt wird. Diese Luftpumpe
6 ist z. B. als Seitenkanalpumpe ausgeführt, deren Förderrichtung umschaltbar ist.
[0013] Darüber hinaus ist vorgesehen, daß in einer Leitung 7 zwischen der Brennkraftmaschine
4 und der Luftpumpe 6 ein ansteuerbares Ventil 8 und in einer Leitung 9 zwischen Aktivkohlefalle
2 und Atmosphäre ein ansteuerbares Ventil 10 bestehen, wobei letzteres Ventil 10 von
einer Umgehungsleitung 11 umgangen wird, in der eine Blende 12 und ein in Richtung
Atmosphäre schließendes Rückschlagventil 13 angeordnet sind.
[0014] Durch die erfindungsgemäße Ausbildung der Vorrichtung 1 ist eine Wirkweise möglich
geworden, bei der der Brennstofftank 3 über eine Anschlußleitung 14 mit der Aktivkohlefalle
2, über diese und die Leitung 9 und das geöffnete Ventil 10 mit der Atmosphäre verbunden
ist, wenn die Brennkraftmaschine abgestellt ist, so daß sich der ggf. vorhandene Druck
im Tank 3 über die Aktivkohlefalle 2 in die Atmosphäre abbauen kann unter Bindung
von Brennstoffdampf in der Aktivkohlefalle 2. Die Leitung 11 ist durch das Rückschlagventil
13 in Richtung Atmosphäre geschlossen.
[0015] Läuft die Brennkraftmaschine im Leerlauf- oder Teillastbereich, dann ist das Ventil
8 in der Leitung 7 zur Brennkraftmaschine geöffnet und das Ventil 10 in der Leitung
9 geschlossen, so daß die Luftpumpe 6 Spülluft über das Rückschlagventil 13 und die
Blende 12 über die Aktivkohlefalle 2 in das Luftansaugsystem der Brennkraftmaschine
4 fördern kann, deren Menge jedoch im richtigen Verhältnis zur geringen, von der Brennkraftmaschine
4 angesaugten Brennluft steht. Der in der Aktivkohlefalle 2 abgeschlagene Brennstoff
wird durch die Spülluft zur Brennkraftmaschine 4 transportiert und verbrennt in dieser.
Wird die Brennkraftmaschine 4 jedoch in höheren Last- oder sogar Vollastbereichen
betrieben, wird das Ventil 10 in der zur Atmosphäre führenden Leitung 9 zusätzlich
geöffnet, so daß die Spülluftmenge erhöht wird in dem Verhältnis, daß die Brennkraftmaschine
4 problemlos die von der Spülluft transportierte Brennstoffmenge verbrennen kann.
1. Vorrichtung zum Spülen einer Aktivkohlefalle und zur zeitweiligen Dichtheitsprüfung
einer mit dieser verbundenen Brennstofftankanlage einer Fahrzeug-Brennkraftmaschine,
bei der die Spülluft aus der Atmosphäre über die Aktivkohlefalle in das Luftansaugsystem
eingeleitet wird und die Dichtheitsprüfung durch Einstellen eines Prüfdrucks in der
hermetisch abgeschlossenen Tankanlage und anschließender Druckabfallmessung, die von
einem Drucksensor erfaßt wird, über eine Zeitspanne erfolgt, die Auskunft über die
Dichtheit gibt, wobei die Spülluft stromauf der Drosseleinrichtung der Brennkratmaschine
in das Luftansaugsystem eingeleitet und von einer elektrischen Luftpumpe gefördert
wird, deren Förderrichtung bei der Dichtheitsprüfung umgekehrt wird, dadurch gekennzeichnet, daß in einer Leitung (7) zwischen der Brennkraftmaschine (4) und der Luftpumpe (6)
ein ansteuerbares Ventil (8) und in einer Leitung (9) zwischen Aktivkohlefalle (2)
und Atmosphäre ein ansteuerbares Ventil (10) bestehen, wobei letzteres Ventil (10)
von einer Umgehungsleitung (11) umgangen wird, in der eine Blende (12) und ein in
Richtung Atmosphäre schließendes Rückschlagventil (13) angeordnet sind.