Die Erfindung betrifft ein Verfahren
und eine Vorrichtung zur Steuerung von Kraftstoffdampfspül- bzw. -regenerationsvorgängen bei
einem Verbrennungsmotor, der mit einem Kraftstofftank und einem
spülbaren
Aktivkohlebehälter
in Verbindung steht.The invention relates to a method
and a device for controlling fuel vapor purging or regeneration processes
an internal combustion engine, which with a fuel tank and a
flushable
Activated charcoal
communicates.
Kraftfahrzeuge sind üblicherweise
mit verschiedenen Einrichtungen zur vermeidung und Begrenzung von
Emissionen ausgestattet. Emissionsquellen sind beispielsweise die
im Kraftstofftank aufgrund von Temperaturschwankungen erzeugten
Kraftstoffdämpfe
sowie Kraftstoffdämpfe,
die bei dem Betanken des Kraftstofftanks verdrängt werden. Um diese Dämpfe aus
dem Kraftstofftank zu entfernen, sind Kraftstoffdampf-Emissionsbegrenzungseinrichtungen
vorgesehen, die typischerweise Vorrichtungen zur Speicherung von
Kraftstoffdämpfen
aufweisen, z.B. mit Aktivkohle gefüllte Aktivkohlebehälter bzw.
Behälter
zum Absorbieren der Verdunstungsemissionen. Eine derartige Einrichtung
ist aus der US-PS 50 48 492 bekannt,
bei der eine Dreiwege-Verbindung zwischen dem Kraftstofftank, dem
Aktivkohlebehälter
und dem Motor vorgesehen ist. Der Motor ist mit dem Kraftstofftank
und dem Aktivkohlebehälter über einen
Verbindungskanal verbunden. Im Kraftstofftank erzeugte Dämpfe werden
kontinuierlich in den Ak tivkohlebehälter eingesogen, in dem der
Kraftstoffbestandteil (üblicherweise
Kohlenwasserstoffe) auf den Aktivkohlepartikeln absorbiert und die
verbleibende Luft der Atmosphäre
zugeführt
wird. In dem Ansaugkrümmer
des Motors befindet sich zwischen dem Motor und dem Aktivkohlebehälter ein
Spülsteuerventil.
Durch eine Motorsteuerung wird das Spülsteuerventil selektiv geöffnet und
geschlossen, wodurch ausgespülte
Kraftstoffdämpfe
aus dem Aktivkohlebehälter
in den Motor eintreten. Wenn sich das Ventil öffnet, wird infolge des Unterdrucks
im Krümmer
vom Motor Luft aus der Atmosphäre
zurück
in den Aktivkohlebehälter
gesaugt, wodurch die Kraftstoffdämpfe
in den Motor gespült
und dort verbrannt werden.Motor vehicles are usually equipped with various devices for avoiding and limiting emissions. Emission sources are, for example, the fuel vapors generated in the fuel tank due to temperature fluctuations and fuel vapors which are displaced when the fuel tank is refueled. In order to remove these vapors from the fuel tank, fuel vapor emission limiting devices are provided, which typically have devices for storing fuel vapors, for example activated carbon containers filled with activated carbon or containers for absorbing the evaporative emissions. Such a device is from the U.S. Patent 50 48 492 known in which a three-way connection between the fuel tank, the activated carbon canister and the engine is provided. The engine is connected to the fuel tank and the activated carbon canister via a connection channel. Vapors generated in the fuel tank are continuously drawn into the active carbon canister, in which the fuel component (usually hydrocarbons) is absorbed on the activated carbon particles and the remaining air is fed into the atmosphere. A purge control valve is located in the engine intake manifold between the engine and the canister. The purge control valve is selectively opened and closed by an engine control system, as a result of which purged fuel vapors enter the engine from the activated carbon canister. When the valve opens, the engine sucks air from the atmosphere back into the charcoal canister due to the vacuum in the manifold, flushing the fuel vapors into the engine and burning them there.
Nachteilig ist hierbei, dass es – da die
Dämpfe
stets im Kraftstofftank erzeugt werden und daher stets aus dem Tank
entweichen, weil dieser nicht abgeschlossen ist – nicht möglich ist, Zustände im Kraftstofftank zu
erkennen, die zu einer Kraftstoffdampfemission in die Atmosphäre führen können, wie
zum Beispiel ein Fehlen des Kraftstofftankdeckels oder ein fehlerhaftes
Einsetzen desselben.The disadvantage here is that it - because the
fumes
are always generated in the fuel tank and therefore always from the tank
escape because this is not completed - conditions in the fuel tank are not possible
recognize that can lead to fuel vapor emissions into the atmosphere, such as
for example, a lack of the fuel tank cap or a faulty one
Insertion of the same.
Die US
5 450 834 offenbart ein Verfahren zur Überprüfung einer Emissionsbegrenzungseinrichtung
mit einem Aktivkohlebehälter
und einem Kraftstofftank, bei welchem in der nach außen geschlossenen
Einrichtung ein Überdruck
erzeugt und die Menge an verdampftem Kraftstoff sowie die Druckvariation
bestimmt wird. Auf der Basis der gewonnenen Messdaten entscheidet
das System, ob ein Leck in der Einrichtung vorliegt.The US 5,450,834 discloses a method for checking an emission control device with an activated carbon canister and a fuel tank, in which an overpressure is generated in the device which is closed to the outside and the amount of evaporated fuel and the pressure variation are determined. On the basis of the measurement data obtained, the system decides whether there is a leak in the facility.
Aus der DE 197 48 862 A1 ist ein
Verfahren zur Diagnose der Dichtheit eines Aktivkohlebehälters und der
zugehörigen
Verbindung vom Kraftstofftank zum Motor bekannt, bei welchem ein
im isolierten Kraftstofftank entstehender Überdruck als Prüfdruck verwendet
wird. Durch spezielle Maßnahmen
wird erreicht, dass der Diagnosevorgang ein gleichzeitiges Betanken
des Fahrzeugs nicht stört.From the DE 197 48 862 A1 A method for diagnosing the tightness of an activated carbon canister and the associated connection from the fuel tank to the engine is known, in which an overpressure arising in the insulated fuel tank is used as the test pressure. Special measures ensure that the diagnostic process does not interfere with simultaneous refueling of the vehicle.
Die US
5 878 727 betrifft ein Verfahren zur Bestimmung des Kraftstoff-Dampfdruckes
in einem Tank. Dabei wird die Kraftstoffmenge im Tank gemessen,
ein Unterdruck im Tank erzeugt, und die Zeit bis zum anschließenden Erreichen
eines vorgegebenen Druckes gemessen. Aus den gewonnenen Messdaten
lässt sich der
gesuchte Dampfdruck ermitteln.The US 5 878 727 relates to a method for determining the fuel vapor pressure in a tank. The amount of fuel in the tank is measured, a negative pressure is generated in the tank, and the time until a predetermined pressure is subsequently reached. The vapor pressure sought can be determined from the measurement data obtained.
Des Weiteren betrifft die DE 197 50 193 A1 Diagnoseverfahren
für Tankentlüftungssysteme,
die einen Differenzdruck zwischen dem Tankinneren und der Umgebung
messen. Um dabei Fehler durch einen veränderlichen Umgebungsdruck zu
vermeiden, wird die Höhe,
in der sich das Kraftfahrzeug bewegt, bei der Auswertung der Messungen
berücksichtigt.Furthermore concerns the DE 197 50 193 A1 Diagnostic procedures for tank ventilation systems that measure a differential pressure between the tank interior and the environment. In order to avoid errors due to a changing ambient pressure, the height at which the motor vehicle is moving is taken into account when evaluating the measurements.
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung
besteht darin, verbesserte Diagnoseverfahren für die Kraftstoffdampf-Spülvorrichtung
zu schaffen.An object of the present invention
is to improve diagnostic methods for the fuel vapor purge
to accomplish.
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren
zur Erkennung eines Zustandes im Kraftstofftank eines Fahrzeuges
mit den folgenden Schritten gelöst:
Abschließen
des Kraftstofftanks gegenüber
einer Kraftstoffdampf-Speichervorrichtung und gegenüber einem
Motor, Berechnen einer geschätzten Änderungsrate
eines Drucks im Kraftstofftank auf Basis eines Betriebszustandes,
in dem der Kraftstofftank abgeschlossen ist, Berechnen einer tatsächlichen Änderungsrate
des Drucks im Kraftstofftank, wenn der Kraftstofftank abgeschlossen
ist, basierend auf der Information eines Kraftstofftankdrucksensors
und Anzeigen des Zustandes des Kraftstofftanks, wenn die tatsächliche Änderungsrate
die geschätzte Änderungsrate
um einen wert größer als
eine vorbestimmte Konstante überschreitet.This task is accomplished through a process
to detect a condition in the fuel tank of a vehicle
solved with the following steps:
To lock
of the fuel tank
a fuel vapor storage device and versus one
Engine, calculating an estimated rate of change
a pressure in the fuel tank based on an operating condition,
in which the fuel tank is locked, calculate an actual rate of change
the pressure in the fuel tank when the fuel tank is closed
based on information from a fuel tank pressure sensor
and displaying the condition of the fuel tank when the actual rate of change
the estimated rate of change
by a value greater than
exceeds a predetermined constant.
Hierbei ist vorteilhaft, dass die
vorgeschlagene Konfiguration ein Abschließen des Kraftstofftanks zu Diagnosezwecken
ermöglicht.
Durch Abschließen
des Kraftstofftanks kann mittels einer Diagnosevorrichtung festgestellt
werden, ob die Kraftstoffdampfemission in die Atmosphäre aufgrund
eines bestimmten Zustandes im Kraftstofftank auftritt oder durch
eine andere Komponente der Kraftstoffdampf-Spüleinrichtung verursacht ist.
Dadurch wird die Zeit verringert, die für eine Diagnose und eine Reparatur
der Kraftstoffdampf-Spüleinrichtung
notwendig ist, wodurch Wartungszeiten und Kosten gesenkt werden.It is advantageous here that the proposed configuration enables the fuel tank to be locked for diagnostic purposes. By closing the fuel tank, a diagnostic device can be used determine whether the fuel vapor emission to the atmosphere occurs due to a particular condition in the fuel tank or is caused by another component of the fuel vapor purging device. This reduces the time required to diagnose and repair the fuel vapor purging device, thereby reducing maintenance times and costs.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand
der Zeichnungen beispielhaft näher
erläutert.
Es zeigen:The invention is described below
the drawings, for example
explained.
Show it:
1 ein
Blockdiagramm eines Motors, bei dem die Erfindung vorteilhaft eingesetzt
werden kann; 1 a block diagram of an engine in which the invention can be advantageously used;
2 ein
Blockdiagramm einer Ausführungsform,
bei der die Erfindung vorteilhaft eingesetzt werden kann; 2 a block diagram of an embodiment in which the invention can be advantageously used;
3 ein
Beispiel für
eine erfindungsgemäße Ventilanordnung; 3 an example of a valve arrangement according to the invention;
4 ein
schematisches Flussdiagramm, in dem verschiedene Programmschritte,
die von einem Teil der in 4 a schematic flow diagram in which various program steps that are part of the in
3 gezeigten
Komponenten durchgeführt
werden, erläutert
werden; 3 components shown are performed are explained;
5 und 6 schematische Flussdiagramme,
in denen ein Beispiel einer Strategie zum Lernen und Einstellen
von Schätzungen
des Kraftstoffanteils erläutert
wird, die in 4 eingesetzt
wird; und 5 and 6 Schematic flow diagrams in which an example of a strategy for learning and setting estimates of the fuel percentage is explained, which is in 4 is used; and
7 ein
schematisches Flussdiagramm, das ein Beispiel einer Strategie zur
Diagnose des Zustandes des Kraftstofftanks erläutert. 7 is a schematic flow diagram illustrating an example of a strategy for diagnosing the condition of the fuel tank.
Ein Verbrennungsmotor 10 mit
einer Vielzahl von Zylindern, von denen einer in 1 gezeigt ist, wird durch eine elektronische
Motorsteuerung 12 geregelt bzw. gesteuert. Der Motor 10 umfasst
einen Brennraum 30 und Zylinderwände 32 mit einem Kolben 36,
der darin angeordnet und mit einer Kurbelwelle 13 verbunden ist.
Der Brennraum 30 ist mit einem Ansaugkrümmer 44 und einem
Abgaskrümmer 48 jeweils über ein
Einlassventil 52 und ein Auslassventil 54 verbunden.
Eine Lambda-Sonde 16 ist mit dem Abgaskrümmer 48 des
Motors 10 am stromaufwärtigen
Ende eines Katalysators 20 verbunden. In einer bevorzugten
Ausführungsform ist
die Sonde 16 eine beheizte Lambda-Sonde, wie allgemein
bekannt.An internal combustion engine 10 with a variety of cylinders, one of which is in 1 is shown by an electronic engine control 12 regulated or controlled. The motor 10 includes a combustion chamber 30 and cylinder walls 32 with a piston 36 which is arranged in it and with a crankshaft 13 connected is. The combustion chamber 30 is with an intake manifold 44 and an exhaust manifold 48 each via an inlet valve 52 and an exhaust valve 54 connected. A lambda probe 16 is with the exhaust manifold 48 of the motor 10 at the upstream end of a catalyst 20 connected. In a preferred embodiment, the probe is 16 a heated lambda probe, as is well known.
Der Ansaugkrümmer 44 steht mit
einem Drosselklappengehäuse 64 über eine
Drosselklappenplatte 66 in Verbindung. Die Drosselklappenplatte 66 wird
durch einen Elektromotor 67 gesteuert, der ein Signal von der
elektronischen Drosselklappensteuerung (ETC) 69 erhält. Die
elektronische Drosselklappensteuerung 69 empfängt von
der Motorsteuerung 12 ein Steuersignal (DC). Weiterhin
weist der Ansaugkrümmer 44 eine
mit diesem verbundene Kraftstoffeinspritzdüse 68 zur Zufuhr von
Kraftstoff entsprechend der Impulsbreite eines Signals (fpw) der
Motorsteuerung 12 auf. Der Kraftstoffeinspritzdüse 68 wird
Kraftstoff über
eine herkömmliche Kraftstoffanlage
(nicht dargestellt) zugeführt,
die einen Kraftstofftank, eine Kraftstoffpumpe und ein Verteilerrohr
(nicht dargestellt) aufweist.The intake manifold 44 stands with a throttle body 64 via a throttle plate 66 in connection. The throttle plate 66 is powered by an electric motor 67 controlled by a signal from the electronic throttle valve control (ETC) 69 receives. The electronic throttle valve control 69 receives from the engine control 12 a control signal (DC). Furthermore, the intake manifold 44 a fuel injector connected to this 68 for supplying fuel according to the pulse width of a signal (fpw) from the engine control 12 on. The fuel injector 68 fuel is supplied via a conventional fuel system (not shown) having a fuel tank, a fuel pump and a manifold (not shown).
Der Motor 10 umfasst weiterhin
eine herkömmliche
verteilerlose Zündanlage 88,
um dem Brennraum 30 auf Veranlassung der Motorsteuerung 12 über eine
Zündkerze 92 einen
Zündfunken
zuzuführen.
In der hier beschriebenen Ausführungsform
ist die Motorsteuerung 12 als herkömmlicher Mikroprozessor ausgebildet,
der eine Mikroprozessoreinheit 102, Eingabe-/Ausgabe-Schnittstellen 104,
einen elektronischen Speicherchip 106, der in diesem speziellen
Beispiel ein elektronisch programmierbarer Speicher ist, einen RAM-Speicher 108 sowie
einen herkömmlichen
Datenbus aufweist.The motor 10 also includes a conventional distributorless ignition system 88 to the combustion chamber 30 at the instigation of the engine management 12 over a spark plug 92 to supply a spark. In the embodiment described here, the engine control 12 formed as a conventional microprocessor, which is a microprocessor unit 102 , Input / output interfaces 104 , an electronic memory chip 106 which in this particular example is an electronically programmable memory, a RAM memory 108 and has a conventional data bus.
Die Motorsteuerung 12 empfängt, zusätzlich zu
den vorstehend erläuterten
Signalen, verschiedene Signale von mit dem Motor 10 verbundenen
Sensoren, einschließlich
Messwerten der angesaugten Luftmasse (MAF) von einem mit dem Drosselklappengehäuse 64 verbundenen
Luftmassenstromsensor 110, der Kühlmitteltemperatur (ECT) von
einem mit einem Kühlmantel 114 verbundenen
Temperatursensor 112, eines Messwertes der Drosselklappenposition
(TP) von einem mit der Drosselklappenplatte 66 verbundenen
Drosselklappenstellungssensor 117, eines Messwertes des
Drehmoments der Getriebewelle oder eines Drehmoments der Antriebswelle
von einem Drehmomentsensor 121, eines Messwertes der Turbinendrehzahl
(Wt) von einem Turbinendrehzahlsensor 119, wobei die Turbinendrehzahl
die Drehzahl der Welle 17 anzeigt, und eines PIP-Signals
(Profile Ignition Pickup Signal) von einem mit der Kurbelwelle 13 verbundenen
Halleffektsensor 118, welches ein der Motordrehzahl (We)
entsprechendes Signal anzeigt. Alternativ kann die Turbinendrehzahl
anhand der Fahrzeuggeschwindigkeit und der Übersetzung bestimmt werden.The engine control 12 receives various signals from the engine in addition to the signals explained above 10 connected sensors, including readings of the intake air mass (MAF) from one with the throttle body 64 connected air mass flow sensor 110 , the coolant temperature (ECT) of one with a cooling jacket 114 connected temperature sensor 112 , a measured value of the throttle valve position (TP) from one with the throttle valve plate 66 connected throttle position sensor 117 , a measured value of the torque of the transmission shaft or a torque of the drive shaft from a torque sensor 121 , a measured value of the turbine speed (Wt) from a turbine speed sensor 119 , where the turbine speed is the speed of the shaft 17 displays, and a PIP (Profile Ignition Pickup Signal) signal from one with the crankshaft 13 connected Hall effect sensor 118 , which indicates a signal corresponding to the engine speed (We). Alternatively, the turbine speed can be determined based on the vehicle speed and the gear ratio.
Gemäß 1 ist weiterhin ein Gaspedal 130 zusammen
mit dem Fuß des
Fahrers 132 gezeigt. Die Position des Gaspedals (PP) wird
durch einen Pedalpositionssensor 134 gemessen und an die
Motorsteuerung 12 übermittelt.According to 1 is still an accelerator pedal 130 along with the driver's foot 132 shown. The position of the accelerator pedal (PP) is determined by a pedal position sensor 134 measured and to the engine control 12 transmitted.
In einer alternativen Ausführungsform,
in der keine elektronisch gesteuerte Drosselklappe verwendet wird,
kann ein Bypassventil (nicht gezeigt) vorgesehen sein, um eine gesteuerte
Luftmenge an der Drosselklappenplatte 62 vorbeizuleiten.
In dieser alternativen Ausführungsform
empfängt
das Bypassventil (nicht gezeigt) ein Steuersignal (nicht gezeigt)
von der Motorsteuerung 12.In an alternative embodiment in which no electronically controlled throttle valve is used, a bypass valve (not shown) can be provided to control a controlled amount of air on the throttle valve plate 62 pass route. In this alternative embodiment, the bypass valve (not shown) receives a control signal (not shown) from the engine controller 12 ,
Bezugnehmend auf 2 werden nachfolgend die vorgeschlagenen
Komponenten einer erfindungsgemäßen Kraftstoff-Spüleinrichtung
detailliert beschrieben. Ein Motor 200, der ein herkömmlicher
Ottomotor mit Direkteinspritzung (DISI), ein Motor eines elektrischen
Hybridfahrzeugs (HEV) oder ein Dieselmotor sein kann, ist über einen
Verbindungskanal 132 mit einem Kraftstofftank 210 und
einem Aktivkohlebehälter 230 verbunden.
Ein Schwerkraftventil 220 wird verwendet, um die Entlüftungsleitung
des Tanks abzudichten. Eine Sonde bzw. ein Sensor 260 für den Druck
im Kraftstofftank sendet Informationen über den Druck im Kraftstofftank
an die Motorsteuerung 12. Ein Aktivkohlebehälter 230 dient
dazu, Kraftstoffdämpfe
zu speichern. Das Ansaugen von Außenluft in den Aktivkohlebehälter wird
durch ein Entlüftungsventil 240 des
Behälters
gesteuert. An der Schnittstelle der Kraftstoffdampfzuleitungen aus
dem Kraftstofftank, dem Motor und dem Kohlebehälter befindet sich eine Ventilanordnung 300.
Wenn sich der Druck in dem Kraftstofftank 210 aufgrund
von Kraft stoffdampfbildung ändert,
empfängt
die Motorsteuerung 12 von dem Drucksensor 260 eine
Information zum Tankdruck. Wenn der Innendruck des Tanks einen vorbestimmten
Wert überschreitet,
sendet die Motorsteuerung 12 Signale an die Ventilanordnung 300,
um eine Speicherung der Kraftstoffdämpfe in dem Aktivkohlebehälter zu
aktivieren, in dem die Kraftstoffdämpfe durch die Aktivkohlepartikel
absorbiert und zurückgehalten
werden, während
der Frischluftanteil der Kraftstoffdämpfe durch das Behälterentlüftungsventil 240 in
die Atmosphäre abgegeben
wird. Wenn die Motorsteuerung 12 bestimmt, dass die Bedingungen
für eine
Behälterspülung (z.B. das
Ende des anpassungsfähigen
bzw. adaptiven Lernzyklus des Motors, Umgebungstemperatur, Luftdruck od.
dgl.) erfüllt
sind, sendet diese ein Signal an die Ventilanordnung, um die Spülung von
Kraftstoffdämpfen aus
dem Aktivkohlebehälter
in den Motor zu aktivieren. Durch die Ventilanordnung wird der Motor
mit dem Aktivkohlebehälter
vorzugsweise nur während
des Spülvorgangs
und der Kraftstofftank mit dem Aktivkohlebehälter andernfalls nur zur Speicherung
von Kraftstoffdämpfen
verbunden.Referring to 2 The proposed components of a fuel purging device according to the invention are described in detail below. An engine 200 which is a conventional gasoline engine with direct injection (DISI), can be an engine of an electric hybrid vehicle (HEV) or a diesel engine is via a connection channel 132 with a fuel tank 210 and an activated carbon canister 230 connected. A gravity valve 220 is used to seal the tank vent line. A probe or a sensor 260 for the pressure in the fuel tank sends information about the pressure in the fuel tank to the engine control 12 , An activated carbon canister 230 is used to store fuel vapors. The outside air is drawn into the activated carbon canister through a vent valve 240 of the container controlled. A valve arrangement is located at the interface of the fuel vapor feed lines from the fuel tank, the engine and the coal container 300 , When the pressure in the fuel tank 210 changes due to fuel vapor formation, receives the engine control 12 from the pressure sensor 260 information about the tank pressure. If the internal pressure of the tank exceeds a predetermined value, the engine control sends 12 Signals to the valve assembly 300 to activate storage of the fuel vapors in the activated carbon canister, in which the fuel vapors are absorbed and retained by the activated carbon particles, while the fresh air portion of the fuel vapors is retained by the canister ventilation valve 240 is released into the atmosphere. If the engine control 12 determines that the conditions for a canister purge (e.g. the end of the adaptable or adaptive learning cycle of the engine, ambient temperature, air pressure or the like) are fulfilled, this sends a signal to the valve arrangement to purge fuel vapors from the activated carbon canister into the To activate the motor. The valve arrangement connects the engine to the activated carbon canister, preferably only during the flushing process, and the fuel tank to the activated carbon canister, otherwise only for the storage of fuel vapors.
Bezugnehmend auf 3 wird nachfolgend ein Beispiel für die Komponenten
der Ventilanordnung detailliert beschrieben. Ein Spülsteuerventil 270 befindet
sich auf der Motorseite der Steuerungseinrichtung zur Spülung von
Kraftstoffdämpfen
und wird durch die Motorsteuerung 12 selektiv ein- und
ausgeschaltet. Alternativ kann das Spülsteuerventil kontinuierlich
gesteuert werden, um so den Öffnungsbereich
des Verbindungskanals 132 zu variieren. Ein Tanksteuerventil 250,
welches dazu dient, den Kraftstofftank abzuschließen bzw. zu
isolieren, wird von der Motorsteuerung 12 selektiv ein-
und ausgeschaltet. Wenn der Innendruck des Tanks einen vorbestimmten
Wert überschreitet,
sendet die Motorsteuerung 12 Signale, um das Spülsteuerventil 270 zu
schließen
und das Tanksteuerventil 250 zu öffnen, wodurch Kraftstoffdämpfe im Kohlebehälter gespeichert werden.
Wenn außerdem
eine Behälterspülung durchgeführt werden
muss, sendet die Motorsteuerung 12 ein Signal, um das Spülsteuerventil 270 zu öffnen und
das Tanksteuerventil 250 zu schließen, wodurch der Kraftstofftank
abgeschlossen bzw. isoliert wird. Wenn das Spülsteuerventil 270 offen
ist, wird durch den Unterdruck im Ansaugkrümmer Frischluft aus der Atmosphäre in den
Aktivkohlebehälter
gesaugt, wodurch die Dämpfe aus
dem Aktivkohlebehälter
in den Motor gespült
werden, wo diese zusammen mit Frischluft verbrannt werden. Alternativ
kann der Öffnungsbereich
des Spülsteuerventils 270 durch
die Motorsteuerung 12 in Abhängigkeit von der gewünschten
Spülströmung gesteuert
werden. Die Kraftstoffdämpfe
strömen
während
der Behälterspülung in
den Motor in entgegengesetzter Richtung zu der Kraftstoffdampfströmung während der
Kraftstoffdampfspeicherung von dem Kraftstofftank in den Aktivkohlebehälter.Referring to 3 An example of the components of the valve arrangement is described in detail below. A purge control valve 270 is located on the engine side of the control device for flushing fuel vapors and is controlled by the engine control 12 selectively switched on and off. Alternatively, the purge control valve can be continuously controlled so as to control the opening area of the communication passage 132 to vary. A tank control valve 250 , which is used to seal off or isolate the fuel tank, is used by the engine management system 12 selectively switched on and off. If the internal pressure of the tank exceeds a predetermined value, the engine control sends 12 Signals to the purge control valve 270 close and the tank control valve 250 open, which stores fuel vapors in the coal canister. If a tank flushing also has to be carried out, the engine control sends 12 a signal to the purge control valve 270 to open and the tank control valve 250 close, whereby the fuel tank is closed or isolated. If the purge control valve 270 open, fresh air is drawn from the atmosphere into the activated carbon canister by the vacuum in the intake manifold, whereby the vapors are flushed from the activated carbon canister into the engine, where they are burned together with fresh air. Alternatively, the opening area of the purge control valve 270 through the engine control 12 can be controlled depending on the desired flushing flow. The fuel vapors flow into the engine in the opposite direction to the fuel vapor flow during fuel vapor storage from the fuel tank to the activated carbon canister during the canister purge.
Im Rahmen der Erfindung können verschiedene
Ventilanordnungen eingesetzt werden. Beispielsweise kann ein Dreiwegeventil
anstelle der vorstehend beschriebenen zwei Ventile verwendet werden.
Gemäß der vorliegenden
Erfindung kann die Ventilanordnung 300 vorzugsweise jede
Ventilanordnung sein, mit der eine Verbindung des Kraftstofftanks
nur mit dem Aktivkohlebehälter
und eine Verbindung des Motors nur mit dem Aktivkohlebehälter möglich ist.Various valve arrangements can be used within the scope of the invention. For example, a three-way valve can be used in place of the two valves described above. According to the present invention, the valve arrangement 300 preferably be any valve arrangement with which a connection of the fuel tank only to the activated carbon canister and a connection of the engine to the activated carbon canister is possible.
Bezugnehmend auf 4 wird nachfolgend eine Routine zur Steuerung
der Kraftstoff-Spüleinrichtung in
dem Ausführungsbeispiel
beschrieben. Zunächst
wird in Schritt 300' bestimmt,
ob die Bedingungen für
eine Behälterspülung erfüllt sind
(z.B. das Ende des adaptiven Lernzyklus des Motors, eine entsprechende
Umgebungstemperatur, ein entsprechender Luftdruck usw.). Wenn die
Antwort in Schritt 300' NEIN
(bzw. Falsch) lautet, wird die Routine bei Schritt 320 fortge setzt,
in dem die Dämpfe
aus dem Kraftstofftank zum Aktivkohlebehälter gespült werden. Dies wird durch
Schließen
des Spülsteuerventils
und Öffnen
des Tanksteuerventils bewerkstelligt. Außerdem wird eine Anpassung
der Schätzung
des Spülkraftstoffanteils
für die
nächste
Aktivierung der Spülung
vorgenommen. Diese Schätzung
ist eine Funktion einiger oder aller der folgenden Eingangsgrößen: Umgebungstemperatur,
Luftdruck, maximaler und minimaler Tankdruck, Zeit seit der letzten
Spülung, Zeit,
seit der das Tanksteuerventil geschlossen wurde, letzter angepasster
Anteil des von dem Spülbehälter kommenden
Kraftstoffs, Dampftemperatur im Tank, Kraftstofftemperatur im Tank
und Dampftemperatur im Aktivkohlebehälter. Wenn die Antwort in Schritt
300' JA (bzw. Richtig)
lautet, wird die Routine mit Schritt 310 fortgesetzt, bei dem die
Spüleinrichtung
aktiviert und der Inhalt des Behälters
zum Motor gespült
wird. Dies wird durch Öffnen
des Spülsteuerventils
und Schließen
des Tanksteuerventils bewerkstelligt. Die Routine wird dann mit
Schritt 330 fortgesetzt, in dem bestimmt wird, ob der Innendruck
des Kraftstofftanks TANK PRS größer als eine
vorbestimmte Konstante TANK PRS MAX ist. Wenn die Antwort in Schritt
330 NEIN lautet, kehrt die Routine zu Schritt 310 zurück und die
Behälterspülung wird
fortgesetzt. Wenn die Antwort in Schritt 330 JA lautet, wird die
Routine mit Schritt 340 fortgesetzt, in dem das Spülsteuerventil
geschlossen und das Tanksteuerventil geöffnet wird, um die Dämpfe aus
dem Kraftstofftank zum Aktivkohlebehälter zu spülen. Außerdem wird die Spülschätzung für weiteren
Kraftstoff basierend auf einigen oder allen der folgenden Eingangsgrößen angepasst:
Umgebungstemperatur, Luftdruck, maximaler und minimaler Tankdruck,
Zeit seit dem letzten Spülvorgang,
Zeit, seit der das Tanksteuerventil geschlossen wurde, letzter angepasster
Anteil des von dem Spülbehälter kommenden
Kraftstoffs, Dampftemperatur im Tank, Kraftstofftemperatur im Tank
und Dampftemperatur im Aktivkohlebehälter. Die Routine wird dann
mit Schritt 350 fortgesetzt, in dem bestimmt wird, ob der Innendruck
des Kraftstofftanks geringer als ein vorherbestimmter Wert TANK
PRS MIN ist. Wenn die Antwort in Schritt 350 JA lautet, kehrt die
Routine zu Schritt 300 zurück
und die Überwachung
wird fortgesetzt. Wenn die Antwort in Schritt 350 NEIN lautet, bleibt
die Routine bei Schritt 350 und wartet, bis der Druck im Kraftstofftank abnimmt.Referring to 4 A routine for controlling the fuel purging device in the embodiment will be described below. First, in step 300 'it is determined whether the conditions for a tank flushing are fulfilled (eg the end of the adaptive learning cycle of the engine, a corresponding ambient temperature, a corresponding air pressure, etc.). If the answer in step 300 is' NO (or false), the routine continues to step 320 where the vapors are purged from the fuel tank to the activated carbon canister. This is accomplished by closing the purge control valve and opening the tank control valve. In addition, the estimation of the amount of flushing fuel is made for the next activation of the flushing. This estimate is a function of some or all of the following input variables: ambient temperature, air pressure, maximum and minimum tank pressure, time since the last flush, time since the tank control valve was closed, last adjusted proportion of the fuel coming from the flushing tank, steam temperature in the tank, Fuel temperature in the tank and steam temperature in the activated carbon canister. If the answer in step 300 is YES (correct), the routine continues to step 310, where the flushing device is activated and the contents of the container are flushed to the engine. This is accomplished by opening the purge control valve and closing the tank control valve. The routine then proceeds to step 330, where it is determined whether the internal pressure of the fuel tank TANK PRS is greater than a predetermined constant TANK PRS MAX. If the answer in step 330 is no, the routine returns to step 310 and the tank rinse continues. If the answer in step 330 is yes, the routine continues to step 340 in which the purge control valve is closed and the tank control valve is opened to purge the vapors from the fuel tank to the activated carbon canister. In addition, the Flush estimate for additional fuel adjusted based on some or all of the following inputs: ambient temperature, air pressure, maximum and minimum tank pressures, time since the last flush, time since the tank control valve was closed, last adjusted proportion of the fuel coming from the flush tank, steam temperature in Tank, fuel temperature in the tank and steam temperature in the activated carbon canister. The routine then continues to step 350 where it is determined whether the internal pressure of the fuel tank is less than a predetermined value TANK PRS MIN. If the answer in step 350 is yes, the routine returns to step 300 and monitoring continues. If the answer in step 350 is no, the routine remains in step 350 and waits for the pressure in the fuel tank to decrease.
Nachfolgend wird anhand von 5 ein Algorithmus zur Vorhersage
der durch das Spülsteuerventil fließenden Kraftstoffmenge
beschrieben. Zunächst
wird in Schritt 400 die Luftströmung
durch das Spülsteuerventil,
pai, als Funktion von Betriebsbedingungen,
wie z.B. der Ventilstellung, dem Krümmerdruck, der Umgebungstemperatur,
dem Luftdruck usw. berechnet. Als nächstes wird in Schritt 450
die vorhergesagte Kraftstoffmenge durch das Spülsteuerventil, p ^
i', gemäß der folgenden
Formel berechnet: wobei
ci der gelernte Wert des Kraftstoffanteils
in den Spüldämpfen ist,
der berechnet wird, wie nachfolgend anhand von 6 näher
erläutert
wird.The following is based on 5 describes an algorithm for predicting the amount of fuel flowing through the purge control valve. First, in step 400, the air flow through the purge control valve, pa i , is calculated as a function of operating conditions such as valve position, manifold pressure, ambient temperature, air pressure, etc. Next, in step 450, the predicted amount of fuel through the purge control valve, p ^ i ', is calculated according to the following formula: where c i is the learned value of the fuel fraction in the purge vapors, which is calculated as follows using 6 is explained in more detail.
In 6 wird
ein Algorithmus zum Lernen des Kraftstoffanteils, der während der
Behälterspülung in den
Motor eintritt, beschrieben. Zunächst
wird in Schritt 500 eine Kraftstoffmenge als Funktion der Kraftstoffimpulsbreite
gemäß der folgenden
Formel unter Verwendung einer PI-Regelung mit Vorwärtsfehlerkorrekturterm
(feed-forward-correction term) berechnet:
Als nächstes wird in Schritt 550
die durch das Spülsteuerventil
fließende
Kraftstoffmenge berechnet, wobei Stöchiometrie angenommen wird: wobei
pfi die durch das Ventil fließende Kraftstoffmenge
ist, pai der Wert für die durch das Spülventil
fließende Luftströmung ist,
der in Schritt 400 in 5 erhalten
wird, MAF der Krümmerluftmassenstrom
und f(FPW) die Kraftstoffmenge als Funktion der Kraftstoffimpulsbreite
ist. Als nächstes
wird in Schritt 600 der gelernte Wert für den Kraftstoffanteil in den
Spüldämpfen, ci, gemäß der folgenden
Formel aktualisiert: Unter
Bezugnahme auf 7 wird
nachfolgend eine Routine zur Diagnose des Zustandes der Kraftstoffdampf-Spüleinrichtung
beschrieben. Zunächst
wird in Schritt 650 bestimmt, ob das Tanksteuerventil geschlossen,
d.h. der Tank abgeschlossen ist. Wenn die Antwort in Schritt 650
NEIN lautet, wird die Diagnoseroutine beendet. Wenn die Antwort
in Schritt 650 JA lautet, wird die Routine mit Schritt 700 fortgesetzt,
in dem der Wert Ṗest, die geschätzte Änderungsrate
des Innendrucks im Kraftstofftank, basierend auf Betriebsbedingungen,
wie z.B. Umgebungstemperatur, Luftdruck, Kraftstofftemperatur usw.,
berechnet wird. Die Routine wird dann mit Schritt 750 fortgesetzt,
wo Ṗact, die tatsächliche Änderungsrate
des Innendrucks im Kraftstofftank, basierend auf der Information des
Sensors für
den Druck im Kraftstofftank, berechnet wird. Als nächstes wird
in Schritt 800 bestimmt, ob die tatsächliche Änderungsrate die geschätzte Änderungsrate
um einen Betrag, der größer oder
gleich einer kleinen vorbestimmten Konstante L ist, überschreitet.
Wenn die Antwort in Schritt 800 NEIN lautet, liegt kein Fehlerzustand
im Kraftstofftank vor und die Routine wird beendet. Wenn die Antwort
in Schritt 800 JA lautet und eine Differenz zwischen der tatsächlichen
und der berechneten Änderungsrate
des Drucks im Kraftstofftank vorliegt, wird festgestellt, dass ein
Fehlerzustand im Kraftstofftank vorliegt, und in Schritt 850 wird
ein Diagnosecode gesetzt. Als nächstes
wird in Schritt 900 eine Kontrollleuchte für den Fahrer des Fahrzeugs
eingeschaltet und die Routine wird beendet.In 6 describes an algorithm for learning the amount of fuel that enters the engine during tank purging. First, in step 500, a fuel quantity as a function of the fuel pulse width is calculated according to the following formula using a PI control with a feed-forward correction term: Next, in step 550, the amount of fuel flowing through the purge control valve is calculated, assuming stoichiometry: where pf i is the amount of fuel flowing through the valve, pa i is the value for the air flow flowing through the purge valve, which in step 400 in FIG 5 MAF is the manifold air mass flow and f (FPW) is the amount of fuel as a function of the fuel pulse width. Next, in step 600, the learned value for the fuel fraction in the purge vapors, c i , is updated according to the following formula: With reference to 7 A routine for diagnosing the state of the fuel vapor purging device is described below. First, in step 650, it is determined whether the tank control valve is closed, that is, the tank is closed. If the answer is NO in step 650, the diagnostic routine is ended. If the answer in step 650 is yes, the routine proceeds to step 700 in which the value Ṗ est , the estimated rate of change of the internal pressure in the fuel tank, is calculated based on operating conditions such as ambient temperature, air pressure, fuel temperature, etc. The routine then proceeds to step 750 where Ṗ act , the actual rate of change of the internal pressure in the fuel tank is calculated based on the information from the sensor for the pressure in the fuel tank. Next, in step 800, it is determined whether the actual rate of change exceeds the estimated rate of change by an amount greater than or equal to a small predetermined constant L. If the answer in step 800 is no, there is no fault condition in the fuel tank and the routine is ended. If the answer is YES in step 800 and there is a difference between the actual and calculated rate of change in pressure in the fuel tank, it is determined that there is a fault condition in the fuel tank and a diagnostic code is set in step 850. Next, in step 900, an indicator light for the driver of the vehicle is turned on and the routine is ended.
Somit ist es gemäß der vorliegenden Erfindung
durch Hinzufügung
eines Steuerventils zur Abdichtung des Kraftstofftanks während der
Behälterspülung gegenüber dem
Motor und durch Überwachen
der tatsächlichen Änderungsrate
des Kraftstoffdampfdrucks in dem Kraftstofftank verglichen mit der
geschätzten Änderungsrate
möglich,
einen Kraftstofftankzustand zu erkennen, bei dem eine Kraftstoffdampfemission
in die Atmosphäre
auftreten kann.Thus, according to the present invention, by adding a control valve to seal the fuel tank during the tank purge from the engine and by monitoring the actual rate of change of the fuel vapor pressure in the fuel tank compared to the estimated rate of change, it is possible to detect a fuel tank condition in which fuel vapor emission into the At atmosphere can occur.
Durch Abschließen des Kraftstofftanks (210)
und Vergleichen der tatsächlichen Änderungsrate
des Innendrucks im Tank – festgestellt
durch den Kraftstofftankdrucksensor (260) – mit einer
geschätzten Änderungsrate – abgeleitet
aus Motorbetriebsbedingungen – kann
festgestellt werden, ob ein Fehlerzustand vorliegt und ob dieser
im Tank (210) oder in den Dampfspülleitungen auftritt.By closing the fuel tank ( 210 ) and comparing the actual rate of change of the internal pressure in the tank - determined by the fuel tank pressure sensor ( 260 ) - with an estimated rate of change - derived from engine operating conditions - it can be determined whether there is a fault condition and whether it is in the tank ( 210 ) or occurs in the steam rinsing lines.