Die Erfindung betrifft ein Tankentlüftungssystem eines Kraftfahrzeugs nach dem Oberbegriff des (einzigen) Patentanspruchs. Zum Stand der Technik wird neben der US 5,460,136 auf die US 6,230,693 B1 verwiesen.

Tankentlüftungssysteme für Kraftfahrzeuge sind in den unterschiedlichsten Ausführungsformen bekannt. Durchweg kommt dabei als Adsorptionsmittel eine Aktivkohle zum Einsatz, weswegen ein entsprechender Behälter, dessen Innenraum mit diesem Adsorptionsmittel befüllt ist, auch als Aktivkohlefilter bezeichnet wird. Weiterhin wird nach Verbesserungen gesucht, um den unterschiedlichen Anforderungen an ein Aktivkohlefilter bzw. Belastungsfällen eines Aktivkohlefilters bzw. eines mit einem Adsorptionsmittel befüllten Behälters für ein Tankentlüftungssystem bestmöglich gerecht werden zu können. Bei diesen unterschiedlichen Anforderungen handelt es sich im wesentlichen um die beim Stillstand des Kraftfahrzeugs im Tank anfallende Kraftstoff-Verdunstung (mit über der Zeit betrachtet relativ geringen Mengen von zwischenzuspeichernden gasförmigen Kraftstoffbestandteilen) einerseits und die beim Betanken des Kraftfahrzeugs, d.h. beim Befüllen des Kraftstoff-Tanks anfallende Menge von verdunstetem und durch das Befüllen aus dem Tank verdrängten Kraftstoff (mit einer in kurzer Zeit relativ großen Menge von zwischenzuspeichernden gasförmigen Kraftstoffbestandteilen) andererseits. Stets müssen die dabei anfallenden gasförmigen Kraftstoff-Beständteile bis zum nächsten möglichen Spülen des Aktivkohlefilters in diesem sicher und vollumfänglich zwischengespeichert werden können, ohne dass ein sog.„Durchbruch" des Aktivkohlefilters stattfindet, d.h. ohne dass dieses die anfallenden gasförmigen Kraftstoffbestandteile nicht mehr aufzunehmen vermag, d.h. nicht mehr Zwischenspeichern kann. In der US 6,230,693 B1 ist hierfür ein erster großer Behälterraum (für eine Aktivkohleschüttung) sowie ein diesem nachgeschalteter Hilfs-Behälterraum, welcher als mittlerweile dem Fachmann geläufiger sog. „honeycomb" mit geeigneter Aktivkohle-Oberfläche ausgebildet ist, vorgeschlagen. Damit letzterer beim Befüllen des Kraftstofftanks nicht mit gasförmigen Kraftstoffbestandteilen beaufschlagt wird, ist in der dem Hilfs- Behälterraum zugeordneten Zuleitung eine Drossel vorgesehen und in einem vom Kraftstofftank in Richtung zur Umgebung führenden Bypass zu diesem Hilfs-Behälterraum ist ein bei geringem Überdruck im Tank öffnendes Rückschlagventil vorgesehen. Aufgrund der besagten Drossel bildet sich bei höheren Mengen von Kraftstoffdämpfen, wie sie bspw. beim Betanken anfallen, schnell ein Überdruck, welcher den besagten Bypass öffnet, wonach aufgrund der Drossel vor dem Hilfs-Behälterraum letzterer praktisch keine Kraftstoffdämpfe mehr erhält. Bei einer wesentlich geringeren Menge von Kraftstoffdämpfen hingegen bleibt das besagte Rückschlagventil geschlossen und es strömen folglich die aus dem Kraftstofftank abzuführenden Kraftstoffdämpfe durch den Hilfs-Behälterraum bzw. honeycomb.

Es hat sich jedoch gezeigt, dass das Spülen des Hilfs-Behälterraums bzw. honeycombs, welcher vorliegend bzw. im Oberbegriff des Patentanspruchs als zweiter Behälterraum bezeichnet ist, nur sehr unvollständig möglich ist. Bei diesem Spülen sollen bekanntlich die an der Aktivkohle des Behälterraumes (hier: des Hilfs-behälterraumes) angelagerten Kraftstoffbestandteile durch Hindurchführen von Umgebungsluft mitgenommen und der Brennkraftmaschine, welche aus dem Kraftstofftank mit Kraftstoff versorgt wird, zur Verbrennung zugeführt werden. Aufzuzeigen, wie das Spülen des zweiten Behälterraumes eines Tankentlüftungssystems nach dem Oberbegriff des (einzigen) Patentanspruchs wirkungsvoller gestaltet werden kann, ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung.

Die Lösung dieser Aufgabe ergibt sich mit den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruchs.

Wie grundsätzlich bekannt sind quasi zwei „Aktivkohlefilter" vorgesehen, nämlich ein erster und ein zweiter Behälterraum, die jeweils mit einem geeigneten Adsorptionsmittel befüllt sind, welche Adsorptionsmittel sich hinsichtlich ihrer chemischen und/oder physikalischen Eigenschaften durchaus voneinander unterscheiden können (aber nicht müssen), wobei vorliegend für den zweien Behälterraum vorzugsweise ebenfalls eine Schüttung von Adsorptionsmittel (und kein honeycomb) vorgeschlagen wird. Bereits diese Maßnahme verbessert die Durchströmung des zweiten Behälterraums auch beim Spülen geringfügig; vorteilhafterweise bzw. insbesondere erhöht diese Maßnahme die Speicherkapazität des zweiten Behälterraumes.

Wie grundsätzlich bekannt soll der zweite Behälterraum (oder Aktivkohlefilter) beim Befüllen des Kraftstofftanks entweder nur in sehr geringem Umfang oder idealerweise überhaupt nicht mit gasförmigen Kraftstoffbestandteilen beaufschlagt werden. Für die Zwischenspeicherung der beim Befüllen des Kraftstoff-Tanks anfallenden gasförmigen Kraftstoffbestandteile ist somit in erster Linie oder zumindest im wesentlichen alleine der erste Behälterraum zuständig (und demzufolge in die Tank-Entlüftungsleitung eingekoppelt), während der zweite Behälterraum beim sog. Betanken des Kraftfahrzeugs zumindest näherungsweise von der Entlüftungsleitung abgekoppelt ist. Ausgehend von einem Zustand, in welchem die beiden Behälterräume bzw. Aktivkohlefilter frisch gespült und somit zunächst uneingeschränkt in der Lage sind, neu anfallende gasförmige Kraftstoffbestandteile zu adsorbieren bzw. zwischenzuspeichern, ist somit im Anschluss an ein darauf folgendes Betanken des Kraftfahrzeugs der zweite Behälterraum bzw. Aktivkohlefilter noch (im wesentlichen) unbelastet und kann demzufolge gasförmige Kraftstoffbestandteile, die bei einem sich an das Betanken des Fahrzeugs anschließenden längeren Fahrzeug-Stillstand (oder allgemein wenn die im Kraftfahrzeug vorgesehene Brennkraftmaschine oder dgl. nicht betrieben wird und somit kein Spülen des Aktivkohlefilters möglich ist) anfallen, in ausreichendem Umfang aufnehmen, d.h. Zwischenspeichern.

Wie weiterhin grundsätzlich bekannt wird die vorstehend genannte zumindest näherungsweise Abkoppelung des zweiten Behälterraums von der vom Tank abgehenden und letztlich in der Umgebung mündenden Entlüftungsleitung dadurch erreicht, dass die Entlüftungsleitung einen Bypass zum zweiten Behälterraum aufweist, so dass die in der Entlüftungsleitung vom Tank abgeführten Gase fallweise zumindest größtenteils um den zweiten Behälterraum herum geführt werden können, ohne in diesen zweiten Behälterraum einzudringen. Der zweite Behälterraum wird somit bei geöffnetem (= freigeschaltetem) Bypass nicht oder nur in sehr geringem Umfang mit zu adsorbierenden gasförmigen Kraftstoffbestandteilen beaufschlagt, wobei diese Öffnung oder Freischaltung des besagten Bypass dann vorliegt, wenn größere Mengen von gasförmigen Kraftstoffbestandtei- len in der Entlüftungsleitung transportiert werden, so wie dies üblicherweise beim Befüllen des Tanks mit frischem Kraftstoff der Fall ist. Fällt hingegen später, d.h. eine gewisse Zeitspanne nach Abschluss einer Tank-Befüllung, d.h. nach Beendigung des Betankens des Kraftfahrzeugs beispielsweise im Falle eines Stillstands des Fahrzeugs oder wenn die im Kraftfahrzeug vorgesehene Brennkraftmaschine oder dgl. nicht betrieben wird, eine gegenüber dem Betanken erheblich geringere Menge von über die Entlüftungsleitung aus dem Tank abgeführten gasförmigen Kraftstoffbestandteilen an, so soll der besagte Bypass geschlossen, d.h. abgesperrt sein, womit diese Kraftstoffbestandteile dahn durch den zweiten Behälterraum gelangen und in diesem zwischengespeichert werden können. Wenngleich in dem zum zweiten Behälterraum bzw. durch diesen hindurch führenden (und somit dem zweiten Behälterraum„zugeordneten") Zweig der Entlüftungsleitung ein bspw. von einer elektronischen Steuereinheit ansteuerbares Sperrventil oder dgl. vorgesehen sein kann und ein weiteres solches Sperrventil im besagten Bypass zum zweiten Behälterraum vorgesehen sein kann, so ist es vorteilhafter, da weniger aufwändig, wenn das Ventil im Bypass als ein bei einem geringen Druck in der Größenordnung von 1 mbar (Millibar; Überdruck gegen Umgebungsdruck) selbsttätig öffnendes Ventil ausgebildet ist. Alleine durch die o.g. gegenüber dem Betanken erheblich geringere Menge von aus dem Tank abgeführten Gasen wird sich nämlich dann, wenn diese Gase den zweiten Behälterraum durchströmen können, praktisch kein Überdruck vor dem besagten im Bypass vorgesehenen Ventil aufbauen, so dass dieses in seiner geschlossenen Normalposition verbleibt. Lediglich dann, wenn als Folge eines Befüllens des Kraftstoff-Tanks eine im vorstehenden Absatz genannte größere Menge von gasförmigen Kraftstoffbestandteilen in der Entlüftungsleitung transportiert wird, für welche der zweite mit Adsorptionsmittel befüllte Behälterraum sowie eine im diesem zugeordneten Zweig der Entlüftungsleitung vorgesehene Drosselstelle einen nennenswerten Strömungswiderstand darstellt, wird sich vor dem zunächst geschlossenen Ventil im besagten Bypass dann ein geringer Überdruck aufbauen, welcher zu einem selbsttätigen Öffnen dieses Ventils führt.

Vorzugsweise - jedoch ausdrücklich nicht obligatorisch - ist ein erfindungsgemäßes (und soweit beschriebenes) Tankentlüftungssystem an einem Kraftstoff-Tank eines Kraftfahrzeugs vorgesehen, in welchem kein nennenswerter Druckaufbau bzw. Überdruck gegenüber der Umgebung zugelassen ist, d.h. an einem Tank, dessen Entlüftungsleitung zwischen dem Tank und dem ersten Behälterraum zumindest dann, wenn kein Spülen desselben erfolgt, nicht abgesperrt ist. Eine Alternativmaßnahme zur Verhinderung von Emissionen von gasförmigen Kraftstoffbestandteilen bei einem Stillstand des Kraftfahrzeugs oder bei Nicht-Inbetriebnahme von dessen Brennkraftmaschine (oder dgl.) ist bekanntlich das Absperren der Entlüftungsleitung, woraufhin sich aber im Tank ein Überdruck bilden wird.

Indem der zweite Behälterraum in der Entlüftungsleitung in Reihe mit dem ersten Behälterraum angeordnet ist, ist gewährleistet, dass sich der aus dem Tank abgeführte Gasstrom nicht ungleichmäßig zwischen den verschiedenen Behälterräumen aufteilen kann. Vorzugsweise ist dabei der zweite Behälterraum in Richtung vom Tank zur Umgebung hin betrachtet stromab des ersten Behälterraums vorgesehen. Hiermit ist sichergestellt, dass auch dann, wenn der zweite Behälterraum durchströmt werden soll (und somit der besagte Bypass abgesperrt ist) die zwischenzuspeichernden gasförmigen Kraftstoffbestandteile solange als möglich vorrangig im ersten Behälterraum adsorbiert werden, so dass der zweite Behälterraum wie gewünscht eine Reserve für den Fall bildet, dass der erste Behälterraum praktisch vollständig beladen ist.

Praktisch analog dem üblichen Stand der Technik kann der zweite Behälterraum auch über die Entlüftungsleitung gespült werden, wenn im besagten Bypass ein zur Umgebung hin öffnendes Rückschlagventil vorgesehen ist, welches folglich in Gegenrichtung sperrt und bei einem gewünschten Spülvorgang verhindert, dass die Spülluft aus der Umgebung über diesen Bypass am zweiten Behälterraum vorbei strömt. Und um die weiter oben genannte und im dem zweiten Behälterraum zugeordneten Entlüftungslei- tungs-Zweig vorgesehene Drosselstelle (oder Drossel), welche eigentlich einem erfolgreichen Spülen im Wege steht, zu umgehen, ist erfindungsgemäß im Hinblick auf ein effizientes Spülen des zweiten Behälterraumes vorzugsweise in Tank-Entlüftungsrichtung, d.h. gegen Spülrichtung betrachtet stromauf des zweiten Behälterraums ein zum zweiten Behälterraum hin sperrendes Rückschlagventil sowie ein dieses Rückschlagventil umgehender sog. Zweig-Bypass vorgesehen, in welchem die besagte Drosselstelle vorgesehen ist. Das vorstehend genannte Rückschlagventil öffnet also beim Spülen, wodurch der Spülluftstrom die Drosselstelle umgehen kann und somit - mit Ausnahme des zweiten Behälterraumes selbst - praktisch keinen Strömungswiderstand überwinden muss. Folglich durchströmt dieser Spülluftstrom den zweiten Behälterraum wesentlich besser. Vorteilhafterweise muss damit für das Spülen des ersten Behälterraumes - anders als in einem Ausführungsbeispiel der eingangs genannten US 6,230,693 B1 gezeigt - keine eigenständige Spülluftleitung vorgesehen sein; vielmehr kann mit der erfindungsgemäßen Maßnahme die aus dem zweiten Behälterraum abgeführte Spülluft direkt zum Spülen des ersten Behälterraumes verwendet werden. Auch hierfür ist es vorteilhaft, wenn - wie weiter oben bereits beschrieben - nicht nur der erste Behälterraum, sondern auch der zweite Behälterraum eine Schüttung von Adsorptionsmittel aufweist (und nicht als „honeycomb" ausgebildet ist).

Die beigefügte Prinzipskizze zeigt ein Ausführungsbeispiel der Erfindung. Dabei trägt ein Tank bzw. Kraftstoff-Tank eines Kraftfahrzeugs die Bezugsziffer 1 und eine aus diesem Tank mit Kraftstoff versorgte Brennkraftmaschine die Bezugsziffer 2. Zu dieser gelangt der mittels einer im Tank 1 vorgesehenen Pumpeneinheit 3 geförderte Kraftstoff über eine Versorgungsleitung 4. Ein Befüllstutzen, über den Kraftstoff in den Tank 1 nachgefüllt werden kann, trägt die Bezugsziffer 5.

Eine Entlüftungsleitung 6 führt vom Innenraum des Tanks 1 zu einem ersten mit einem Adsorptionsmittel für gasförmige Kraftstoffbestandteile befüllten Behälter oder Behälterraum 7/1 bzw. es mündet die Entlüftungsleitung 6 im Innenraum oder Behälterraum 7/1 eines als sog. Aktivkohlefilter fungierenden (als solches ebenfalls mit der Bezugsziffer 7/1 gekennzeichneten) Behälters. Am anderen Ende dieses Behälterraumes 7/1 setzt sich die Entlüftungsleitung 6 fort und verzweigt sich danach in einen sog. Bypass 61 und einen Entlüftungsleitungs-Zweig 62. Im Entlüftungsleitungs-Zweig 62 ist ein zweiter mit einem Adsorptionsmittel für gasförmige Kraftstoffbestandteile befüllter Behälter oder Behälterraum 7/2 vorgesehen, während der Bypass 61 eine Umgehung (= Bypass) zu diesem zweiten Behälterraum 7/2 bildet. Hinter dem zweiten Behälterraum 7/2, d.h. auf derjenigen Seite des zweiten Behälterraums 7/2, welche dem ersten Behälterraum 7/1 gegenüber liegt, ist der Bypass 61 und der den zweiten Behälterraum 7/2 enthaltende bzw. durchströmende Entlüftungsleitungs-Zweig 62 wieder zu einer einzigen Entlüftungsleitung 6 zusammen geführt. Diese führt dann weiter über eine Tankleckdiagnosevorrichtung 8 (bspw. in Form einer dem Fachmann bekannten NVLD-Einheit = Natural Vacuum Leak Detection) und ein Staubfilter 9 in die Umgebung U.

Im besagten Bypass 61 ist ein in Richtung vom ersten Behälterraum 7/1 zur Umgebung U hin öffnendes Rückschlagventil 10 vorgesehen, welches solchermaßen gestaltet ist, dass es erst bei Anliegen eines geringen Drucks in der Größenordnung von 1 mbar (gegenüber Umgebungsdruck) in besagter Richtung öffnet. Es handelt sich bei diesem Rückschlagventil 10 also um ein bei einem geringen Druck in der Größenordnung von 1 mbar öffnendes Ventil 10, dessen Funktion ebenso wie die integrierte Rückschlagventil-Funktion, d.h. ein Sperren in Richtung von der Umgebung zum ersten behälterraum 7/1 hin, vor der Figurenbeschreibung erläutert wurde.

Im Entlüftungsleitungs-Zweig 62 ist ein in Richtung vom ersten Behälterraum 7/1 zur Umgebung U hin sperrendes Rückschlagventil 1 1 vorgesehen und es ist ein dieses Rückschlagventil 1 1 umgehender Zweig-Bypass 12 vorgesehen, in welchem eine DrosseM 3 oder Drosselstelle 13 vorgesehen ist. Die Funktion dieser Drossel 13 im Zweig-Bypass 12 sowie des Rückschlagventils 11 wurden vor der Figurenbeschreibung bereits kurz erläutert. Demnach dient die Drossel 13 bei einer hohen Menge von aus dem Tank 1 abgeführten Gasen dem Aufbau eines geringen Überdrucks stromauf des Ventils 10, während aufgrund des Rückschlagventils 1 1 diese Drossel 13 beim Spülen des zweiten Behälterraums 7/2 unwirksam wird. Bei einem solchen Spülen nicht nur des zweiten Behälterraums 7/2, sondern auch des ersten Behälterraums 7/1 kann Luft aus der Umgebung U über die Entlüftungsleitung 6 sowie den Entlüftungsleitungs-Zweig 62 zunächst durch den Behälterraum 7/2 und anschließend durch den Behälterraum 7/1 gelangen, um nach Verlassen des letztgenannten über eine Spülleitung 14, in der ein dann offenes, aber ansonsten geschlossenes Spülventil 15 vorgesehen ist, in die Brennräume der Brennkraftmaschine 2 zu gelangen, wo die in den beiden Behälterräumen 7/1 und 7/2 zuvor zwischengespeicherten gasförmigen Kraftstoffbestandteile verbrannt werden.

Selbstverständlich können eine Vielzahl von Details abweichend vom beschriebenen Ausführungsbeispiel gestaltet sein. So kann bspw. das im dem zweiten Behälterraum 7/2 zugeordneten Entlüftungsleitungs-Zweig 62 vorgesehene und in Richtung vom Tank 1 zur Umgebung U hin betrachtet sperrende Rückschlagventil 1 1 sowie ein dieses Rückschlagventil 1 1 umgehender Zweig-Bypass (12) mit der Drosselstelle 13 auch auf der anderen Seite des zweiten Behälterraums 7/2 bzw. zweiten Aktivkohlefilters 7/2 vorgesehen sein.