-
Stand der
Technik
-
Die
Erfindung geht aus von einem Verfahren zur Dichtheitsprüfung eines
Tanksystems eines Fahrzeugs nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
-
Bei
einem bekannten Verfahren zur Dichtheitsprüfung eines Tanksystems eines
Fahrzeugs dieser Art (
DE
100 06 186 C1 ) wird mittels einer Pumpe durch Umschalten
eines Ventils abwechselnd in das Tanksystem und in das Referenzleck
ein Überdruck
eingebracht. Der vom elektrischen Pumpenmotor aufgenommene Strom
wird gemessen und bildet die Messgröße bzw. die Referenzgröße. Da beim Pumpen
durch das Referenzleck sich ein zeitlich im Wesentlichen konstanter
Motorstrom einstellt, ist die Referenzgröße konstant. Die zeitabhängige Messgröße wird
direkt mit der Referenzgröße verglichen. Erreicht
die Messgröße nach
Ablauf eines vorherigen Zeitintervalls die Referenzgröße oder überschreitet sie
diese, wird auf Dichtheit des Tanksystems erkannt. Hat dagegen die
Messgröße nach
Ablauf des Zeitintervalls die Referenzgröße nicht erreicht oder wird
nach Ablauf des Zeitintervalls festgestellt, dass die Messgröße nicht
mehr wesentlich ansteigt, ihr Gradient also zu klein ist, wird solange
weiter ein Überdruck
erzeugt, bis eine vorgegebene Endzeit erreicht ist. Die Endzeit
wird abhängig
vom Tankfüllstand
gewählt.
Die zu Endzeit erfasst Messgröße wird
gespeichert. Unmittelbar danach wird erneut in einer Referenzmessung
eine neue Referenzgröße erfasst
und mit der gespeicherten Messgröße verglichen.
Ist die gespeicherte Messgröße größer als
oder gleich der neuen Referenzgröße wird
auf Dichtigkeit des Tanksystems, im anderen Fall auf Leck im Tanksystem
erkannt.
-
Offenbarung
der Erfindung
-
Das
erfindungsgemäße Verfahren
zur Dichtheitsprüfung
eines Tanksystems eines Fahrzeugs mit den Merkmalen des Anspruchs
1 hat den Vorteil, dass es anders als das vorstehend beschriebene
bekannte Verfahren unabhängig
von dem momentanen Füllstand
des Tanks ist und damit keine Diagnose des Tankfüllstandssignals mehr erforderlich
ist. Mit Wegfall der Diagnose des Tankfüllstandssignals sinken die
Genauigkeitsanforderungen an den Füllstandssensor, da dieser nur
noch zur Anzeige des Füllstands
im Bordsystem des Fahrzeugs erforderlich ist. Die Füllstandsunabhängigkeit
des erfindungsgemäßen Verfahrens
beruht darauf, dass dadurch, dass der Vergleichswert für die Messgröße um einen
Vorgabewert, einem sog. Offset, größer ist als die Referenzgröße, ein Über- oder
Unterdruck im Tanksystem erzeugt werden muss, der größer ist
als der Über-
bzw. Unterdruck bei der Referenzmessung und der bei einem Leck im
Tanksystem, das gleich oder größer dem
Referenzleck ist, im Tanksystem nicht erreicht werden kann. Der
Tankfüllstand
beeinflusst zwar die Größe der Messzeit,
nicht aber das Diagnoseergebnis. Eine auf den minimalen Füllstand des
Tanks abgestimmte Messzeit gibt damit bei jedem Tankfüllstand
eine zuverlässige
Aussage über die
Dichtheit des Tanksystems.
-
Gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform der
Erfindung wird in dem Falle, dass die Messgröße größer ist als die um einen Vorgabewert
erhöhte
Referenzgröße, auf
Dichtigkeit des Tanksystems erkannt und im Falle, dass die Messgröße kleiner
ist, die Messgröße weiteren
Prüfkriterien
unterzogen. Mit den weiteren Prüfkriterien
werden Umgebungseinflüsse
während
der Diagnose kompensiert, die durch eine Reduzierung des Druckaufbaus
im Tanksystem ein mögliches
Leck vortäuschen
können,
obwohl ein solches nicht vorhanden ist. Solche Umgebungseinflüsse sind
Kraftstoffkondensationseffekte, eine Drift der Messgrößer bei
Umgebungsfeuchtigkeit, etc..
-
Durch
die in den weiteren Ansprüchen
aufgeführten
Maßnahmen
sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des im Anspruch
1 angegebenen Verfahrens möglich.
-
Gemäß einer
vorteilhaften Ausführungsform der
Erfindung wird als weiteres Prüfkriterium
für die gegenüber der
um den Vorgabewert erhöhten
Referenzgröße kleinere
Messgröße eine
Prüfung
der Stabilität
der Messgröße durchgeführt. Durch
diese Stabilitätsprüfung der
Messgröße wird
die Diagnosezeit verkürzt,
was von Vorteil ist, da die Diagnose im Nachlauf, d.h. unmittelbar
nach Abstellen des Fahrzeugmotors, durchgeführt wird. Wird die Stabilität der Messgröße bejaht,
so wird eine erneute Referenzmessung durchgeführt mit der eine zweite Referenzgröße erfasst
wird.
-
Die
zuvor abgespeicherte Messgröße wird mit
der wiederum um den Vorgabewert, dem sog. Offset, vergrößerte zweite
Referenzgröße verglichen und
letztendlich auf Leck im Tanksystem erkannt, wenn wiederum die Messgröße kleiner
ist als die um den Offset vergrößerte Referenzgröße. Stabilisiert sich
die Messgröße nicht,
so wird – um
Messzeit zu sparen – als
weiteres Prüfkriterium
gemäß einer
weiteren Ausführungsform
der Erfindung der Gradient der Messgröße überprüft; denn bei einem Leck im Tanksystem
kann zwar die Messgröße nach
längerer Zeit
auch die um den Vorgabewert erhöhte
Referenzgröße erreichen,
doch ist ihr Gradient, d.h. ihr Anstieg pro Zeiteinheit, deutlich
geringer, so dass bereits der zu kleine Gradient der Messgröße ein Hinweis
auf ein Leck ist. Ist der Gradient nicht groß genug bzw. zu klein, so wird
der vorstehend beschriebene Vorgang der erneuten Referenzmessung
und Prüfung
identisch durchgeführt.
Alternativ ist es möglich,
die Prüfkriterien
Stabilität
und Gradient der Messgröße nicht nacheinander
sondern parallel anzuwenden, d.h. das Prüfkriterium Gradient unabhängig von
dem Ergebnis der Stabilitätsprüfung vorzunehmen.
-
Die
Erfindung ist anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels
in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Dabei zeigt die Zeichnung
ein Flussdiagramm zur Illustrierung des Verfahrens zur Dichtheitsprüfung eines
Tanksystems.
-
Ein
Tanksystem mit einem Diagnosemodul zur Erkennung eines Tanklecks
ist in der
DE 100
06 186 C1 oder in der
DE 196 36 431 A1 beschrieben und jeweils
in
1 skizziert, so dass insoweit hierauf Bezug genommen
wird. Wie dort beschrieben ist, umfasst der Diagnosemodul eine als
Druckpumpe arbeitende, elektrisch angetriebene Luftpumpe, ein Umschaltventil,
das den Druckauslass der Luftpumpe in seiner einen Schaltstellung
auf einen ein Referenzleck vorgegebener Größe aufweisenden Zweigkanal
und in seiner anderen Schaltstellung auf das Tanksystems aufschaltet.
Das Schaltventil und die Luftpumpe werden von einer Schaltvorrichtung
angesteuert. Bei laufender Luftpumpe wird je nach Schaltstellung
des Umschaltventils ein Überdruck
am Referenzleck oder ein Überdruck
im Tanksystem erzeugt. Die Stromaufnahme der Luftpumpe wird als
Betriebskenngröße erfasst
und in einer Auswerteeinheit für die
Tankleckdiagnose ausgewertet. Anstelle der Stromaufnahme können auch
andere Betriebskenngrößen der
eine Druckquelle darstellenden Luftpumpe verwendet werden, so die
Drehzahl der Luftpumpe oder die an der Luftpumpe anliegende Spannung.
-
Mit
diesem sog. Tankleckdiagnosemodul wird die Dichtheitsprüfung des
Tanksystems nach dem nachstehend beschriebenen Verfahren durchgeführt, das
in einem Flussdiagramm in der Zeichnung illustriert ist.
-
Als
erstes wird eine Referenzmessung durchgeführt, wozu das Umschaltventil
eine solche Schaltstellung einnimmt, dass die eingeschaltete Luftpumpe
einen Überdruck
am Referenzleck erzeugt. Während
der Referenzmessung stellt sich ein zeitlich im Wesentlichen konstanter
Pumpenstrom (das ist der Motorstrom der Luftpumpe) ein, der als Referenzgröße erfasst
und abgespeichert wird. Anschließend wird das Umschaltventil
umgeschaltet, so dass nunmehr der Druckauslass der Luftpumpe auf das
Tanksystem aufgeschaltet ist und im Tanksystem einen Überdruck
erzeugt. Mit Umschalten des Schaltventils setzt die im Flussdiagramm
angegebene Tankmessung ein, bei der der Pumpenstrom als Messgröße über die
Pump- oder Messdauer erfasst wird. Beim Umschalten sinkt der Pumpenstrom,
also der Motorstrom der Luftpumpe, zunächst schlagartig ab, um dann
kontinuierlich anzusteigen. Im weiteren Verlauf der Beschreibung
wird der Pumpenstrom in Übereinstimmung
mit dem Flussdiagramm der Zeichnung als Messgröße bezeichnet. Die abgespeicherte Referenzgröße, welche
das bei der Referenzmessung erreichte Stromniveau darstellt, und
die während
der Tankmessung fortlaufend erfasste Messgröße werden für die Diagnose des Tanksystems
in der Weise ausgewertet, dass die Messgröße mit der um einen Vorgabewert,
im folgenden Offset genannt, erhöhten
Referenzgröße verglichen
wird. Der Offset wird empirisch bestimmt und ist in der Auswerteeinheit
permanent abgespeichert. Ergibt der Vergleich der Messgröße mit der
um den Offset erhöhten
Referenzgröße, dass
die Messgröße größer ist,
so wird auf Dichtigkeit des Tanksystems erkannt. Ergibt der Vergleich,
dass die Messgröße kleiner
ist als die Referenzgröße plus
Offset, wird die Messgröße weiteren,
nachfolgend beschriebenen Prüfkriterien
unterzogen.
-
Ein
Prüfkriterium
ist die Stabilität
der Messgröße und ein
weiteres Prüfkriterium
der Gradient der Messgröße, d.h.
deren zeitliche Änderung.
Als Stabilität
der Messgröße wird
eine Änderung
der Messgröße über ein
vorgegebenes Zeitintervall definiert, die kleiner ist als ein vorgegebener Änderungsbetrag. Beispielhaft
wird der Änderungsbetrag
mit 0,1 mA festgelegt. Ergibt die Prüfung, dass die Messgröße das Stabilitätskriterium
erfüllt,
so wird die Messgröße gespeichert,
und durch Umschalten des Umschaltventils wird eine zweite Referenzmessung
eingeleitet. Bevorzugt wird die Prüfung auf Stabilität der Messgröße nach
einer kurzen Mindestzeit der Tankmessung zweimal hintereinander
durchgeführt.
Die Mindestpumpzeit, nach der die Stabilität der Messgröße geprüft wird,
beträgt
beispielhaft 100s, wobei berücksichtigt
ist, dass nach unmittelbarem Abstellen des Motors des Kraftfahrzeugs,
noch Störungen
wie Lichtausschalten, Fensterschließen etc., entstehen können, die
eine Verfälschung
des Pumpenstroms herbeiführen.
Ergibt die Prüfung
der Stabilität
eine Instabilität
der Messgröße, so wird
das Prüfkriterium des
Gradienten der Messgröße eingesetzt.
Der Gradient wird dabei bei einem Wert der Messgröße ermittelt,
der deutlich oberhalb des Minimums der Messgröße liegt. Dieses Minimum tritt
unmittelbar nach Einleitung der Tankmessung auf. Der Gradient der
Messgröße wird
mit einem Gradientenvorgabewert verglichen. Ist der Gradient kleiner
als der Gradientenvorgabewert, so wird wiederum durch Umschalten
des Umschaltventils die zweite Referenzmessung eingeleitet. Ist
der Gradient der Messgröße jedoch
größer als
der Gradientenvorgabewert, so wird der vorstehend beschriebene Vergleich
der Messgröße mit der
um den Offset erhöhten
Referenzgröße wiederholt.
Das Prüfungskriterium
des Gradienten der Messgröße kann
nicht nur abhängig von
dem Prüfungsergebnis
der Stabilität
der Messgröße eingeleitet
werden, sondern parallel zu der Prüfung der Stabilität durchgeführt werden.
Dies ist in dem Flussdiagramm durch die zusätzlich eingezeichnete, strichlinierte
Flusslinie verdeutlicht. Ist die Stabilität der Messgröße und/oder
ein ausreichend kleiner Gradient der Messgröße festgestellt worden und damit
die zweite Referenzmessung eingeleitet worden, wird von der Luftpumpe
wiederum ein Überdruck
am Referenzleck erzeugt, das nach einer gewissen Pumpzeit der Luftpumpe
zu einer nahezu konstanten zweiten Referenzgröße führt. Die bei Einleitung der
zweiten Referenzmessung abgespeicherte Messgröße wird nunmehr mit der zweiten
Referenzgröße, die
um den gleichen Offset wie die erste Referenzgröße vergrößert ist, verglichen. Ist die Messgrößer größer als
die zweite Referenzgrößer plus
Offset, so wird auf Dichtheit des Tanksystems erkannt, ist die Messgrößer kleiner
als die zweite Referenzgröße plus
Offset, so wird ein Leck im Tanksystem diagnostiziert, das mindestens
die Größe des Referenzlecks
aufweist. Das Referenzleck wird beispielsweise mit einem lichten
Durchmesser von 0,5 mm vorgegeben.
-
In
einer Abänderung
des Verfahrens wird mittels der Luftpumpe am Referenzleck und im
Tanksystem kein Überdruck,
sondern ein Unterdruck erzeugt. Dabei werden unverändert die
Stromaufnahme oder die Drehzahl oder die an der nunmehr als Saugpumpe
arbeitenden Luftpumpe anliegende Spannung als Betriebskenngröße herangezogen.