DE102006023279B4 - Method and device for determining a fuel spill on a fuel tank - Google Patents

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Abstract

Verfahren zur simulationsartigen Ermittlung eines Kraftstoffauslaufs an einem mit flüssigem Kraftstoff befüllten Kraftstoffbehälter, wobei ein zeitlicher Soll-Druck-Verlauf für den Kraftstoffbehälter vorgegeben und ein im Kraftstoffbehälter herrschender Ist-Druck gemessen wird, wobei der gemessene Ist-Druck mit dem Soll-Druck verglichen und auf Basis einer Abweichung zwischen dem Ist-Druck und dem Soll-Druck der Kraftstoffbehälter derart mit einem gasförmigen Medium befüllt wird, dass der Ist-Druck dem zeitlichen Soll-Druck-Verlauf folgt, und wobei hierbei ein sich an einer Entlüftungseinrichtung des Kraftstoffbehälters ausbildender Kraftstoffauslauf gemessen wird.Method for the simulation-like determination of a fuel spill on a fuel tank filled with liquid fuel, wherein a desired time-pressure curve for the fuel tank specified and prevailing in the fuel tank actual pressure is measured, wherein the measured actual pressure compared with the target pressure and is based on a deviation between the actual pressure and the target pressure of the fuel tank is filled with a gaseous medium such that the actual pressure follows the desired time pressure curve, and in this case a forming at a venting device of the fuel tank fuel outlet is measured.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur simulationsartigen Ermittlung eines Kraftstoffauslaufs an einem mit flüssigem Kraftstoff befüllten Kraftstoffbehälter. Des Weiteren betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.The invention relates to a method for simulation-like determination of a fuel spill on a fuel tank filled with liquid fuel. Furthermore, the invention relates to a device for carrying out the method.

Sowohl im Stand als auch bei einer Fahrt eines Kraftfahrzeugs kann aus einem Kraftstoffbehälter desselben über eine Entlüftungseinrichtung des Kraftstoffbehälters flüssiger Kraftstoff entweichen und in z. B. einen Aktivkohlebehälter gelangen. Das Entweichen flüssigen Kraftstoffs aus dem Kraftstoffbehälter über die Entlüftungseinrichtung ist von Nachteil, weshalb Kraftstoffbehälter so ausgelegt werden, dass selbst unter ungünstigsten Betriebsbedingungen eines Kraftfahrzeugs das Entweichen flüssigen Kraftstoffs über die Entlüftungseinrichtung des Kraftstoffbehälters minimiert bzw. vermieden wird. Zur Ermittlung eines Kraftstoffauslaufs aus einem Kraftstoffbehälter eines Kraftfahrzeugs werden nach der Praxis umfangreiche Tests am realen Fahrzeug unter realen Betriebsbedingungen durchgeführt. Dies ist aufwendig und teuer. Es besteht daher ein Bedarf an Verfahren und Vorrichtungen, mit denen auf einfachere Weise ein Kraftstoffauslauf aus einem Kraftstoffbehälter ermittelt werden kann.Both in the state and during a journey of a motor vehicle can escape from a fuel tank of the same via a venting device of the fuel tank liquid fuel and in z. B. get an activated carbon container. The escape of liquid fuel from the fuel tank via the venting device is disadvantageous, which is why fuel tanks are designed so that even under the most unfavorable operating conditions of a motor vehicle, the escape of liquid fuel via the venting of the fuel tank is minimized or avoided. To determine a fuel spill from a fuel tank of a motor vehicle extensive tests are carried out on the real vehicle under real operating conditions in practice. This is complicated and expensive. There is therefore a need for methods and apparatuses with which a fuel spill from a fuel tank can be determined in a simpler manner.

Im Patent US 6 289 722 B1 sind ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Lecktesten eines Kraftstoffbehälters mittels eines Testgases beschrieben. Der zu testende Kraftstoffbehälter wird hierfür in eine verschließbare Testkammer gebracht. Anschließend wird der Kraftstoffbehälter mit Helium unter Druck gesetzt, und evtl. vorhandene Lecks werden mit einem Massenspektrometer in der Testkammer detektiert. Zur Erreichung eines Soll-Drucks im Kraftstoffbehälter wird der Ist-Druck im Kraftstoffbehälter mittels eines Sensors gemessen und mittels eines Druckregulierungsventils und einer Vakuumpumpe auf den Soll-Druck eingestellt (siehe 1 und 5; Beschreibung Spalte 1, Zeilen 29 bis 33 und 43 bis 46, Spalte 5, Zeilen 50 bis 57).In the patent US Pat. No. 6,289,722 B1 For example, a method and apparatus for leak testing a fuel tank using a test gas are described. The fuel tank to be tested is placed in a closable test chamber for this purpose. Subsequently, the fuel tank is pressurized with helium, and any leaks present are detected with a mass spectrometer in the test chamber. To achieve a desired pressure in the fuel tank, the actual pressure in the fuel tank is measured by means of a sensor and adjusted by means of a pressure regulating valve and a vacuum pump to the desired pressure (see 1 and 5 ; Description column 1, lines 29 to 33 and 43 to 46, column 5, lines 50 to 57).

Im Patent DE 44 01 085 C1 . sind ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Bestimmung von Undichtigkeiten einer Tankentlüftungsanlage beschrieben. Mit Hilfe einer Pumpe und eines Drucksensors wird dabei ein Soll-Druck in der Tankentlüftungsanlage erzeugt, und aufgrund der Zeiten, die für den Druckaufbau und den anschließenden Druckabbau benötigt werden, kann ein Leck erkannt werden (siehe Zusammenfassung und Patentanspruch 1).In the patent DE 44 01 085 C1 , a method and a device for determining leaks of a tank ventilation system are described. With the help of a pump and a pressure sensor while a target pressure in the tank ventilation system is generated, and due to the times that are needed for the pressure build-up and the subsequent pressure reduction, a leak can be detected (see summary and claim 1).

Hiervon ausgehend liegt der vorliegenden Erfindung das Problem zu Grunde ein neuartiges Verfahren zur simulationsartigen Ermittlung eines Kraftstoffauslaufs an einem mit flüssigem Kraftstoff befüllten Kraftstoffbehälter sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens zu schaffen.On this basis, the present invention is based on the problem of providing a novel method for the simulation-like determination of a fuel spill on a fuel tank filled with liquid fuel and an apparatus for carrying out the method.

Dieses Problem wird durch ein Verfahren gemäß Patentanspruch 1 gelöst. Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren wird ein zeitlicher Soll-Druck-Verlauf für den Kraftstoffbehälter vorgegeben und ein im Kraftstoffbehälter herrschender Ist-Druck gemessen, wobei der gemessene Ist-Druck mit dem Soll-Druck verglichen und auf Basis einer Abweichung zwischen dem Ist-Druck und dem Soll-Druck der Kraftstoffbehälter derart mit einem gasförmigen Medium befüllt wird, dass der Ist-Druck dem zeitlichen Soll-Druck-Verlauf folgt, und wobei hierbei ein sich an einer Entlüftungseinrichtung des Kraftstoffbehälters ausbildender Kraftstoffauslauf gemessen wird.This problem is solved by a method according to claim 1. According to the inventive method, a desired time pressure curve for the fuel tank is specified and measured in the fuel tank actual pressure measured, the measured actual pressure compared with the target pressure and based on a deviation between the actual pressure and the Target pressure of the fuel tank is filled with a gaseous medium such that the actual pressure follows the desired time pressure curve, and wherein in this case is measured at a venting device of the fuel tank fuel outlet is measured.

Im Sinne der hier vorliegenden Erfindung wird vorgeschlagen, einen im Kraftstoffbehälter herrschenden Druck auf Basis eines vorgegebenen zeitlichen Soll-Druck-Verlaufs dadurch zu regeln, dass abhängig von einer Abweichung zwischen dem Soll-Druck und einem im Kraftstoffbehälter herrschenden Ist-Druck dem Kraftstoffbehälter ein gasförmiges Medium zugeführt wird. Das dem Kraftstoffbehälter zugeführte gasförmige Medium simuliert dabei einen sich im Betrieb des Kraftfahrzeugs ausbildenden Kraftstoffdampf.For the purposes of the present invention, it is proposed to regulate a pressure prevailing in the fuel tank on the basis of a predetermined time-desired pressure profile, that depending on a deviation between the target pressure and a prevailing pressure in the fuel tank, the fuel tank a gaseous Medium is supplied. The gaseous medium supplied to the fuel tank simulates a fuel vapor forming during operation of the motor vehicle.

Der während dieser Druckregelung über die Entlüftungseinrichtung des Kraftstoffbehälters entweichende, flüssige Kraftstoff wird ermittelt, um so im Sinne einer Simulation Aufschluss darüber zu erhalten, ob aus einem mit flüssigem Kraftstoff befüllten Kraftstoffbehälter unter bestimmten Betriebsbedingungen, die durch den zeitlichen Soll-Druck-Verlauf abgebildet sind, flüssiger Kraftstoff über die Entlüftungseinrichtung entweichen kann.The liquid fuel escaping via the venting device of the fuel tank during this pressure control is determined so as to obtain a simulation as to whether a fuel tank filled with liquid fuel under certain operating conditions represented by the desired time pressure curve , Liquid fuel can escape through the venting device.

Nach einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung wird der Kraftstoffbehälter während der Druckregelung um vorzugsweise zwei senkrecht zueinander verlaufende Achsen geneigt.According to an advantageous embodiment of the invention, the fuel tank is tilted during the pressure control by preferably two mutually perpendicular axes.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist in Patentanspruch 5 definiert.The device according to the invention is defined in claim 5.

Bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung. Ausführungsbeispiele der Erfindung werden, ohne hierauf beschränkt zu sein, an Hand der Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigt:Preferred embodiments of the invention will become apparent from the dependent claims and the description below. Embodiments of the invention will be described, without being limited thereto, with reference to the drawings. Showing:

1 eine schematisierte Darstellung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur simulationsartigen Ermittlung eines Kraftstoffauslaufs an einem mit flüssigem Kraftstoff befüllten Kraftstoffbehälter. 1 a schematic representation of a device according to the invention for the simulation-like determination of a fuel spill on a fuel tank filled with liquid fuel.

1 zeigt den prinzipiellen Aufbau einer Vorrichtung zur simulationsartigen Ermittlung, ob aus einem mit flüssigem Kraftstoff befüllten Kraftstoffbehälter 10 über eine Entlüftungseinrichtung 11 desselben flüssiger Kraftstoff unter bestimmten Betriebsbedingungen austritt. 1 shows the basic structure of a device for simulation-like determination, whether from a fuel tank filled with liquid fuel 10 via a venting device 11 of the same liquid fuel under certain operating conditions.

Die Vorrichtung umfasst eine Einrichtung 12 zur Vorgabe eines zeitlichen Soll-Druck-Verlaufs für den Kraftstoffbehälter 10, wobei die Einrichtung 12 insbesondere als Bildschirm-Programmiereinrichtung ausgebildet ist, an welcher ein zeitlicher Soll-Druck-Verlauf programmiert werden kann.The device comprises a device 12 to specify a desired time pressure curve for the fuel tank 10 , where the device 12 is designed in particular as a screen programmer, on which a desired time pressure curve can be programmed.

Weiterhin umfasst die Vorrichtung einen Drucksensor 13 sowie einen Regler 14, wobei mit Hilfe des Drucksensors 13 der im Kraftstoffbehälter 10 herrschende Ist-Druck ermittelt werden kann, und wobei mit dem Regler 14 auf Basis einer Abweichung zwischen dem Soll-Druck und dem Ist-Druck ein Stellsignal für ein Ventil 15 erzeugt werden kann, wobei abhängig von der Stellung des Ventils 15 dem Kraftstoffbehälter 10 ein gasförmiges Medium zugeführt wird oder nicht. Das gasförmige Medium wird in einem Behälter 16 bereitgehalten und abhängig von der Stellung des Ventils 15 in den Kraftstoffbehälter 10 eingeführt.Furthermore, the device comprises a pressure sensor 13 as well as a regulator 14 , using the pressure sensor 13 in the fuel tank 10 prevailing actual pressure can be determined, and being with the regulator 14 based on a deviation between the desired pressure and the actual pressure, a control signal for a valve 15 can be generated, depending on the position of the valve 15 the fuel tank 10 a gaseous medium is supplied or not. The gaseous medium is placed in a container 16 held and depending on the position of the valve 15 in the fuel tank 10 introduced.

Während der obigen Regelung des im Kraftstoffbehälter 10 herrschenden Drucks auf Basis des von der Einrichtung 12 vorgegebenen, zeitlichen Soll-Druck-Verlaufs wird an der Entlüftungseinrichtung 11 des Kraftstoffbehälters 10 der Austritt flüssigen Kraftstoffs und damit der Kraftstoffauslauf aus dem Kraftstoffbehälter 10 gemessen.During the above regulation of the fuel tank 10 pressure prevailing on the basis of the device 12 predetermined, desired time pressure curve is at the venting device 11 of the fuel tank 10 the leakage of liquid fuel and thus the fuel outlet from the fuel tank 10 measured.

Mit Hilfe der in 1 dargestellten Vorrichtung kann demnach simulationsartig ein Auslaufen flüssigen Kraftstoffs aus einem mit flüssigem Kraftstoff befüllten Kraftstoffbehälter 10 ermittelt werden. Hierzu wird der Kraftstoffbehälter 10 vorzugsweise bis zu einem Maximalfüllstand mit flüssigem Kraftstoff befüllt. Der in dem mit flüssigem Kraftstoff befüllten Kraftstoffbehälter 10 herrschende Druck wird auf Basis des vorgegebenen, zeitlichen Soll-Druck-Verlaufs derart geregelt, dass abhängig von einer Abweichung zwischen dem Soll-Druck und einem im Kraftstoffbehälter 10 herrschenden Ist-Druck der Kraftstoffbehälter 10 derart mit dem gasförmigen Medium befüllt wird, dass der Ist-Druck dem zeitlichen Soll-Druck-Verlauf folgt. Bei dieser Druckregelung wird ein Austritt flüssigen Kraftstoffs über die Entlüftungseinrichtung 11 des Kraftstoffbehälters 10 ermittelt.With the help of in 1 Accordingly, the device shown can simulate leakage of liquid fuel from a fuel tank filled with liquid fuel 10 be determined. For this purpose, the fuel tank 10 preferably filled to a maximum level with liquid fuel. The fuel tank filled with liquid fuel 10 the prevailing pressure is controlled on the basis of the predetermined, time-desired pressure curve such that depending on a deviation between the desired pressure and one in the fuel tank 10 prevailing actual pressure of the fuel tank 10 is filled with the gaseous medium so that the actual pressure follows the desired time pressure curve. In this pressure control, a leakage of liquid fuel through the venting device 11 of the fuel tank 10 determined.

Als gasförmiges Medium zum Befüllen des Kraftstoffbehälters 10 bei der obigen Druckregelung kann z. B. Luft verwendet werden. Um jedoch die Explosionsgefahr zu minimieren, wird zur Druckregelung der Kraftstoffbehälter 10 vorzugsweise mit gasförmigem Stickstoff befüllt.As a gaseous medium for filling the fuel tank 10 in the above pressure control z. As air can be used. However, to minimize the risk of explosion, the fuel tank is used for pressure control 10 preferably filled with gaseous nitrogen.

Durch die Befüllung des Kraftstoffbehälters 10 mit dem gasförmigen Medium kann die Entstehung von Kraftstoffdampf bei z. B. einer hohen Umgebungstemperatur sowie einem geringen Umgebungsdruck des Kraftfahrzeugs simuliert werden. Es kann dann simulativ ermittelt werden, ob bei einem z. B. im Hang bzw. unter Steigung geparkten Kraftfahrzeug die Gefahr besteht, dass aus dem Kraftstoffbehälter 10 desselben flüssiger Kraftstoff über die Entlüftungseinrichtung des Kraftstoffbehälters entweicht.By filling the fuel tank 10 with the gaseous medium, the formation of fuel vapor at z. B. a high ambient temperature and a low ambient pressure of the motor vehicle can be simulated. It can then be determined simulatively, if at a z. B. parked in slope or under slope motor vehicle, the risk that from the fuel tank 10 the same liquid fuel escapes through the venting device of the fuel tank.

Zusätzlich kann vorgesehen werden, den Kraftstoffbehälter bei der obigen Druckregelung um vorzugsweise senkrecht zueinander verlaufende Achsen zu neigen. Hiermit können dann zusätzlich auf den Kraftstoff bzw. den Kraftstoffbehälter 10 bei einer Fahrt einwirkende Querbeschleunigungen sowie Längsbeschleunigungen simuliert werden. In diesem Fall kann dann simulativ ermittelt werden, ob z. B. bei einer kurvenreichen Fahrt die Gefahr besteht, dass über die Entlüftungseinrichtung eines Kraftstoffbehälters flüssiger Kraftstoff entweicht.In addition, it can be provided to tilt the fuel tank in the above pressure control to preferably perpendicular to each other axes. Hereby can then additionally on the fuel or the fuel tank 10 be simulated during a ride acting lateral acceleration and longitudinal acceleration. In this case, it can then be determined simulatively whether z. B. in a winding ride there is a risk that escapes through the venting of a fuel tank liquid fuel.

Claims (5)

Verfahren zur simulationsartigen Ermittlung eines Kraftstoffauslaufs an einem mit flüssigem Kraftstoff befüllten Kraftstoffbehälter, wobei ein zeitlicher Soll-Druck-Verlauf für den Kraftstoffbehälter vorgegeben und ein im Kraftstoffbehälter herrschender Ist-Druck gemessen wird, wobei der gemessene Ist-Druck mit dem Soll-Druck verglichen und auf Basis einer Abweichung zwischen dem Ist-Druck und dem Soll-Druck der Kraftstoffbehälter derart mit einem gasförmigen Medium befüllt wird, dass der Ist-Druck dem zeitlichen Soll-Druck-Verlauf folgt, und wobei hierbei ein sich an einer Entlüftungseinrichtung des Kraftstoffbehälters ausbildender Kraftstoffauslauf gemessen wird.Method for the simulation-like determination of a fuel spill on a fuel tank filled with liquid fuel, wherein a desired time-pressure curve for the fuel tank specified and prevailing in the fuel tank actual pressure is measured, wherein the measured actual pressure compared with the target pressure and is based on a deviation between the actual pressure and the target pressure of the fuel tank is filled with a gaseous medium such that the actual pressure follows the desired time pressure curve, and in this case a forming at a venting device of the fuel tank fuel outlet is measured. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Kraftstoffbehälter mit gasförmigen Stickstoff befüllt wird.A method according to claim 1, characterized in that the fuel tank is filled with gaseous nitrogen. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Kraftstoffbehälter um zwei senkrecht zueinander verlaufende Achsen geneigt wird.A method according to claim 1 or 2, characterized in that the fuel tank is inclined about two mutually perpendicular axes. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Kraftstoffbehälter vorab bis zu einem Maximalfüllstand mit flüssigem Kraftstoff befüllt wird.Method according to one or more of claims 1 to 3, characterized in that the fuel tank is previously filled to a maximum level with liquid fuel. Vorrichtung zur simulationsartigen Ermittlung eines Kraftstoffauslaufs an einem mit flüssigem Kraftstoff befüllten Kraftstoffbehälter, mit einer Einrichtung (12) zur Vorgabe eines zeitlichen Soll-Druck-Verlaufs für den Kraftstoffbehälter, mit einem Drucksensor (13) zur Messung eines im Kraftstoffbehälter herrschenden Ist-Drucks, mit einem Regler (14), der auf Basis einer Abweichung zwischen dem Ist-Druck und dem Soll-Druck ein Stellsignal für ein Ventil (15) erzeugt, welches den Kraftstoffbehälter derart mit einem gasförmigen Medium befüllt, dass der Ist-Druck dem zeitlichen Soll-Druck-Verlauf folgt, und mit einer Einrichtung zur Erfassung eines sich an einer Entlüftungseinrichtung (11) des Kraftstoffbehälters ausbildenden Kraftstoffauslaufs.Device for simulation-type determination of a fuel spill on a fuel tank filled with liquid fuel, with a device ( 12 ) for setting a desired time pressure curve for the fuel tank, with a pressure sensor ( 13 ) for measuring one in the fuel tank prevailing actual pressure, with a regulator ( 14 ), based on a deviation between the actual pressure and the desired pressure, a control signal for a valve ( 15 ), which fills the fuel tank with a gaseous medium such that the actual pressure follows the desired time pressure curve, and with a device for detecting a at a venting device ( 11 ) of the fuel tank forming fuel outlet.
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