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Die
Erfindung betrifft ein Verfahren zur Diagnose eines Tankentlüftungsventils
bei Verbrennungsmotoren nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
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Es
ist bereits bekannt, ein Tankentlüftungsventil während des
Betriebs des Motors zu öffnen und
eine Reaktion aus einem Kraftstoff/Luftverhältnis-Regelkreis zur Diagnose
auszuwerten. Der mit Luft vermischte Kraftstoffdampf aus der Tankentlüftung (Regeneriergas)
bewirkt eine Störung
des Regelkreises, sodass das Auftreten der Störung eine funktionsfähige Tankentlüftung und
damit insbesondere ein funktionsfähiges Tankentlüftungsventil
anzeigt. Ein solches Verfahren geht beispielsweise aus der
DE 100 43 071 A1 hervor.
Stellt sich eine Störung des
Regelkreises aufgrund einer Gemischveränderung nicht ein, kann jedoch
keine eindeutige Aussage über
die Funktionsfähigkeit
des Tankentlüftungsventils
getroffen werden. Rein prinzipiell ist es möglich, dass das Gemisch, das über ein
intaktes Tankentlüftungsventil
dem Verbrennungsmotor zugeführt
wird, genau demselben Gemisch entspricht, das dem Verbrennungsmotor
ohnehin zugeführt
wird. In diesem Fall ist eine weitergehende Diagnose erforderlich. Hierzu
können
beispielsweise Diagnoseverfahren zur Überprüfung von Stellgliedern bei
der Regelung und/oder Steuerung von Betriebsparametern in Verbindung
mit der Leerlaufregelung vorgesehen sein, wie sie beispielsweise
aus der
DE 39 14 536
C2 hervorgehen.
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Solche
weiterführenden
Diagnosen können jedoch
zum Teil nur im Leerlauf durchgeführt werden, sie sind außerdem oftmals
sehr zeitintensiv. Darüber hinaus
sind sie nicht selten auch störanfällig. Die
Diagnosehäufigkeit
kann hierdurch eingeschränkt
sein.
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Um
die Prüfung
der Funktionsfähigkeit
des Tankentlüftungsventils
auch außerhalb
des Leerlaufbetriebs zu ermöglichen,
sodass sich die Diagnosehäufigkeit
wesentlich erhöht,
schlägt
ein aus der
DE 103
24 813 A1 bekannt gewordenes Verfahren vor, in wenigstens
einem Betriebszustand des Verbrennungsmotors wenigstens zweimal
den gespeicherten Kraftstoffdampf aus dem Kraftstoffdampfspeicher dem
Verbrennungsmotor bei geöffnetem
Tankentlüftungsventil
zuzuführen,
hierbei die Reaktion des Kraftstoff/Luftverhältnis-Regelkreises zu erfassen und durch Vergleich
der erfassten Reaktionen auf die Funktionsfähigkeit des Tankentlüftungsventils
zu schließen.
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Die
Diagnose des Tankentlüftungsventils
basiert hierbei auf einer statistischen Auswertung der Gemischveränderung,
die sich durch das Aufsteuern des Tankentlüftungsventils an einer Lambdasonde einstellt
(Gemischprüfung).
Eine Berücksichtigung des
Luft- und Kraftstoffanteils, der dem Verbrennungsmotor über das
Tankentlüftungsventil
zugeführt wird,
erfolgt hierbei nicht. Aus der Reaktion des Gesamtsystems wird auf
ein intaktes bzw. defektes Tankentlüftungsventil geschlossen.
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Da
nun Betriebszustände
existieren, bei denen sich solche Störaufschaltungen nur geringfügig auswirken,
wenn beispielsweise das über
das Tankentlüftungsventil
zugeführte
Gemisch im wesentlichen dem an der Lambda-Sonde zu erwartenden Gemisch
entspricht, wird bei dem aus der
DE 103 24 813 A1 bekannten Verfahren das
Tankentlüftungsventil
wenigstens zweimal, vorzugsweise mehrmals geöffnet und hierbei jeweils eine
Gemischprüfung
vorgenommen. Diesem Verfahren liegt die Idee zugrunde, dass es unwahrscheinlich
ist, dass bei häufiger
Wiederholung der Gemischprüfung,
das heißt
bei häufiger
Wiederholung der Erfassung der Reaktion des Kraftstoff/Luftverhältnis-Regelkreises und
der Auswertung dieser Reaktion, innerhalb eines Fahrzyklus jedes
Mal ein an der Lambda-Sonde
zu erwartendes Gemisch über
das Tankentlüftungsventil geleitet
wird, oder anders ausgedrückt,
dass die Gemischzusammensetzungen bei mehrmaliger Wiederholung jeweils
sehr ähnlich
sind.
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Dies
führt jedoch
dazu, dass eine lange Diagnosezeit erforderlich ist, was in der
Praxis nachteilig ist.
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Der
Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Prüfung der
Funktionsfähigkeit
eines Tankentlüftungsventils
dahingehend weiterzubilden, dass bei wesentlich verkürzter Diagnosezeit
eine präzise
Aussage über
die Funktionsfähigkeit
des Tankentlüftungsventils
getroffen werden kann.
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Vorteile der
Erfindung
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Diese
Aufgabe wird bei einem Verfahren zur Prüfung der Funktionsfähigkeit
eines Tankentlüftungsventils
der eingangs beschriebenen Art durch die Merkmale des Anspruchs
1 gelöst.
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Grundidee
der Erfindung ist es, die Prüfung der
Funktionsfähigkeit
des Tankentlüftungsventils während des
aktiven Tankentlüftungsbetriebs
durchzuführen,
diese Diagnose also gewissermaßen
als Offset zum normalen Tankentlüftungsbetrieb
zu betreiben. Die Erfindung geht dabei von der Erkenntnis aus, dass
auch während
des aktiven Tankentlüftungsbetriebs
stabile Bedingungen in Bezug auf die Regelung des Kraftstoff-/Luftverhältnisses
vorliegen. Eine Durchführung
des Verfahrens zur Prüfung
der Funktionsfähigkeit
des Tankentlüftungsventils
während
der aktiven Regenerierphase des Kraftstoffdampfspeichers ermöglicht eine
Diagnose des Tankentlüftungsventils
in sehr viel kürzerer
Zeit. Hierdurch können
gesetzliche Bestimmungen, gemäß denen
Diagnosen innerhalb bestimmter Zeiten durchgeführt werden müssen, besser
erfüllt
werden.
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Weitere
Vorteile und Merkmale sind Gegenstand der auf Anspruch 1 rückbezogenen
Unteransprüche.
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So
sieht eine vorteilhafte Ausführungsform vor,
dass das weitere Aufsteuern des Tankentlüftungsventils im Teillastbereich,
insbesondere im unteren Teillastbereich erfolgt. In diesem Betriebszustand
des Verbrennungsmotors ist eine Auswertung des Kraftstoff-/Luftverhältnisses
besonders gut möglich.
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Bevorzugt
erfolgt das Aufsteuern des Tankentlüftungsventils abhängig von
dessen Öffnungsgrad.
Das weitere Aufsteuern erfolgt demnach in Abhängigkeit davon, wie weit das
Tankentlüftungsventil
während
der aktiven Tankentlüftungsphase
bereits aufgesteuert ist.
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Bevorzugt
werden die vorstehend erwähnten Verfahrensschritte
bei einer vorgegebenen Anzahl von Fahrzyklen durchgeführt und
es wird durch Vergleich der erfassten Reaktionen des Kraftstoff-/Luftverhältnis-Regelkreises
auf die Funktionsfähigkeit des
Tankentlüftungsventils
geschlossen. Hierdurch wird eine statistische Auswertung der Gemischveränderung,
die sich durch das weitere Aufsteuern des Tankentlüftungsventils
an der Lambda-Sonde einstellt, erreicht. Durch die statistische
Auswertung kann insbesondere ausgeschlossen werden, dass während der
Erfassung der Reaktion des Kraftstoff-/Luftverhältnis-Regelkreises und der
Auswertung dieser Reaktion an der Lambda-Sonde zufälligerweise
ein ohnehin zu erwartendes Gemisch, also kein von dem einzustellenden
Gemisch abweichendes Gemisch über
das Tankentlüftungsventil
geleitet wird, welches keine zuverlässige Aussage über die Funktionsfähigkeit
des Tankentlüftungsventils
zulässt.
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Zeichnung
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Weitere
Vorteile und Merkmale der Erfindung sind Gegenstand der nachfolgenden
Beschreibung sowie der zeichnerischen Darstellung eines Ausführungsbeispiels
der Erfindung.
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In
der Zeichnung zeigen:
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1 schematisch
eine an sich bekannte Tankentlüftungsanlage
eines Kraftfahrzeugs, bei der das erfindungsgemäße Verfahren zum Einsatz kommt,
und
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2 ein
Ablaufdiagramm eines von der Erfindung Gebrauch machenden Verfahrens
zur Diagnose eines Tankentlüftungsventils.
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Beschreibung
eines Ausführungsbeispiels
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Eine
Tankentlüftungsanlage
eines Kraftfahrzeugs, dargestellt in 1, umfasst
einen Tank 10, einen Kraftstoffdampfspeicher, beispielsweise
ein Aktivkohlefilter 20, das mit dem Tank 10 über eine
Filterleitung 12 verbunden ist und eine mit der Umgebung
verbindbare Belüftungsleitung 22 aufweist,
sowie ein Tankentlüftungsventil 30,
das einerseits mit dem Aktivkohlefilter 20 über eine
Ventilleitung 24 und andererseits mit einem Saugrohr 40 einer
Brennkraftmaschine 44 über
eine Ventilleitung 42 verbindbar ist. Das Tankentlüftungsventil 30 ist
durch eine Schaltungseinheit 60 mittels beispielsweise
einem elektromagnetischen Aktor 31 über eine elektrische Leitung 32 ansteuerbar.
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Im
Abgaskanal 46 der Brennkraftmaschine 44 ist beispielsweise – wie dargestellt – in Strömungsrichtung
vor einem Katalysator 48 oder auch in Strömungsrichtung
hinter dem Katalysator (nicht dargestellt) eine an sich bekannte
Lambda-Sonde 47 zur Erfassung des Kraftstoff/Luftverhältnis angeordnet, deren
Ausgangssignal mittels einer elektrischen Leitung 49 dem
Steuergerät 60 zugeführt wird.
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Die
Brennkraftmaschine wird auf an sich bekannte Weise so betrieben,
dass das Kraftstoff/Luftverhältnis
einen stöchiometrischen
Wert annimmt.
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Die
Prüfung
des Tankentlüftungsventils 30 wird
nachfolgend in Verbindung mit 2 näher erläutert. In
einem Schritt 201 wird das Verfahren gestartet. In Schritt 205 wird
geprüft,
ob ein unterer Teillastbetrieb der Brennkraftmaschine 44 vorliegt. Wenn
dies nicht der Fall ist, wird vor Schritt 205 zurückgesprungen
und die Prüfung
so lange vorgenommen, bis der untere Teillastbetrieb vorliegt. Liegt
ein solcher Betriebszustand, in dem das Tankentlüftungsventil 30 bereits
partiell aufgesteuert ist, vor, erfolgt in Schritt 210 ein
weiteres Aufsteuern des Tankentlüftungsventils.
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Die
Tankentlüftung
arbeitet gerade noch stabil bei 40% Tastverhältnis, d.h. bei 40%-iger Öffnung des
Tankentlüftungsventils 30.
Hierbei schwankt die Lambda-Regelung stabil um ihre Neutrallage.
Für eine
Diagnose der Funktionsfähigkeit
des Tankentlüftungsventils 30 durch
Auswertung einer Reaktion des Kraftstoff/Luftverhältnisses
wären jetzt
noch theoretisch 60% Tastverhältnis übrig. Dies
ist vollkommen ausreichend, um ein zuverläs siges Diagnoseergebnis zu
erhalten. Das Tankentlüftungsventil 30 wird
daher um einen vorgebbaren Betrag weiter aufgesteuert, der ausreicht,
um eine präzise
Auswertung der Reaktion des Kraftstoff/Luftverhältnisses zu ermöglichen.
Es wird in diesem Falle das Kraftstoff/Luftverhältnis Lambda bestimmt (Schritt 220).
In dem Steuergerät 60 wird
sodann eine Differenz eines vorgegebenen Lambda-Wertes λv und
des so erfassten Lambda-Werts bestimmt (Schritt 230): Δλ = λv – λ. Dieses Δλ wird in
Schritt 235 gespeichert. Die Differenz Δλ wird ausgewertet (Schritt 240)
und es wird eine Aussage über
die Funktionsfähigkeit
des Tankentlüftungsventils
(Schritt 250) getroffen. Dabei wird auf ein funktionsfähiges Tankentlüftungsventil 30 geschlossen,
wenn Δλ eine vorgebbare
Schwelle überschreitet.
Wenn dies nicht der Fall ist, wenn sich also bei weiterem Aufsteuern
des Tankentlüftungsventils 30 das
Kraftstoff/Luftverhältnis
nicht ändert, wird
auf ein nicht funktionsfähiges
Tankentlüftungsventil 30 geschlossen.
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Grundidee
der Erfindung ist es, eine Gemischprüfung in vorgegebenen Betriebszuständen durchzuführen, bei
denen eine aktive Tankentlüftung stattfindet.
Hierdurch wird nicht nur die Häufigkeit
der Funktionsprüfung
erhöht,
diese kann auch in kürzeren
Zeiten durchgeführt
werden.
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Es
versteht sich, dass die Durchführung
des Verfahrens nicht nur im unteren Teillastbereich des Verbrennungsmotors 44 durchgeführt werden
kann, sondern auch andere Betriebszustände in Frage kommen.
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Besonders
vorteilhaft ist es, wenn die vorbeschriebenen Verfahrensschritte 201 bis 260 bei
einer vorgegebenen Anzahl von Fahrzyklen durchgeführt werden
und dabei durch Vergleich der erfassten Reaktionen des Kraftstoff/Luftverhältnis-Regelkreises, d.h.
des Wertes Δλ auf die
Funktionsfähigkeit
des Tankentlüftungsventils 30 geschlossen
wird. Die Diagnose des Tankentlüftungsventils 30 basiert
in diesem Falle auf einer statistischen Auswertung der Gemischveränderung.
Durch diese statistische Auswertung wird eine weitere Erhöhung der
Genauigkeit der Diagnose ermöglicht,
da hierdurch Fälle
ausgeschlossen werden können,
in denen zufälligerweise über das
Tankentlüftungsventil
ein stöchiometrisches Gemisch
geleitet wird, also ein Gemisch, das ohnehin zu erwarten wäre. Es ist
unwahrscheinlich, dass bei mehreren Fahrzyklen dem Verbrennungsmotor 44 jedes
Mal ein solches stöchiometrisches
Gemisch über
das Tankentlüftungsventil 30 zugeführt wird.