DE102007016859A1

DE102007016859A1 - Verfahren zur Dichtheitsprüfung eines Tanksystems

Info

Publication number: DE102007016859A1
Application number: DE102007016859A
Authority: DE
Inventors: Silke Haag
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2006-12-27
Filing date: 2007-04-10
Publication date: 2008-07-03
Also published as: US20090007641A1; US7963150B2; KR20080061297A

Abstract

Verfahren zur Dichtheitsprüfung eines Tanksystems eines Fahrzeugs mit folgenden Schritten: a) Ein Tank wird im Nachlauf mittels wenigstens eines Absperrmittels verschlossen und der sich innerhalb eines vorgebbaren Zeitintervalls in dem Tank aufbauende Druck wird erfasst; b) wenn ein vorgebbares Druckmaximum oder eine vorgebbare Überdruckschwelle nicht erreicht wird, wird das wenigstens eine Absperrmittel (7, 9b) geöffnet und nach einer vorgebbaren Zeit wieder geschlossen und in einer sich anschließenden Unterdruckphase ein Unterdruck erzeugt und erfasst und aus dem innerhalb einer vorgebbaren Zeit erreichten Unterdruck und dem erreichten Überdruck eine die Dichtheit charakterisierende Größe bestimmt, ausgewertet und die Dichtheitsprüfung beendet; c) wenn das vorgebbare Druckmaximum erreicht wird, wird aus dem erfassten Überdruck und der vorgebbaren Überdruckschwelle eine die Dichtheit charakterisierende Größe bestimmt und mit einem vorgebbaren Vergleichswert verglichen und für den Fall, dass die bestimmte Größe kleiner ist als der Vergleichswert, auf ein dichtes Tanksystem geschlossen und die Dichtheitsprüfung beendet; und d) wenn die bestimmte Größe größer ist als der vorgebbare Vergleichswert, wird das Absperrmittel geöffnet und in dem Tank in einer sich anschließenden Unterdruckphase ein Unterdruck erzeugt und erfasst, wobei dann, wenn eine vorgebbare Unterdruckschwelle erreicht wird, auf ein dichtes Tanksystem geschlossen und die Dichtheitsprüfung beendet ...

Description

Stand der Technik
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Dichtheitsprüfung eines Tanksystems nach dem Oberbegriff des unabhängigen Anspruchs 1.
Verfahren und Vorrichtungen zur Dichtheitsprüfung von Tanksystemen sind seit längerem in unterschiedlichen Ausführungsformen bekannt. Bei den meisten wird in das abgesperrte Tanksystem ein Über- oder Unterdruck eingebracht und aufgrund des sich dabei aufbauenden Druckgradienten auf ein dichtes oder undichtes Tanksystem geschlossen. Derartige Verfahren gehen beispielsweise aus der DE 196 36 431 A1 hervor.
Aus der EP 0 952 332 B1 ist ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Bestimmung von Leckagen im Kraftstoffversorgungssystem eines Kraftfahrzeugs bekannt, bei dem die Leckdiagnose durch eine Analyse eines Signals eines Differenzdrucksensors erfolgt. Durch diese Analyse können Einflussfaktoren wie der Tankfüllstand und die Kraftstoffausgasung berücksichtigt werden.
Auf der SAE-Toptech-Konferenz, Indianapolis 1999 wurde ein "Natural Vacuum Leckage Detection (NVLD)" genanntes Verfahren vorgestellt, bei welchem der Tank nach dem Abstellen des Fahrzeugs für einen vorgegebenen Zeitraum durch ein Absperrmittel abgesperrt wird. Bei einem dichten Tank entsteht dabei ein Unterdruck. Bei diesem Verfahren ist ein Unterdruckschalter vorgesehen, der ab einem gewissen Schwellenwert seinen Schaltzustand ändert. Dieser Schaltzustand wird erfasst. Wird innerhalb einer vorgegebenen Zeitspanne kein Schaltvorgang erfasst, wird auf das Vorhandensein eines Lecks geschlossen. Die Idee dieses Verfahrens besteht darin, den sich beim Abstellen des Fahrzeugs und Absperren des Tanks normalerweise einstellenden Unterdruck auszunutzen, um die Dichtheit des Tanksystems zu prüfen. Dabei wird angenommen, dass der Unterdruck durch ein Abkühlen des Tanks entsteht.
Aus der WO 01/69073 A1 ist ein Verfahren bekannt geworden, bei welchem im Nachlauf, das heißt bei abgestelltem Fahrzeug, ein Absperrventil geschlossen wird und in der sich daran anschließenden zunächst stattfindenden Überdruckphase der Überdruck gemessen wird. Wenn dieser Überdruck nicht mehr ansteigt, wird das Absperrventil wieder geöffnet und nach einer vorgebbaren Zeitspanne wieder geschlossen. Im Anschluss daran findet eine Unterdruckphase statt, in der der Unterdruck gemessen oder auf andere Weise ermittelt wird. Nach Beendigung dieser beiden Phasen wird aus dem Überdruck und dem Unterdruck auf die Dichtheit des Tanksystems geschlossen. Dieses Verfahren hat den Nachteil, dass während der beiden Phasen, sowohl während der Unterdruckphase als auch während der Überdruckphase das Absperrventil mehrfach geöffnet und geschlossen werden muss und in dieser Zeit auch eine Erfassung des Über- bzw. Unterdrucks erfolgen muss. Das setzt voraus, dass entsprechende Messeinrichtungen während dieser Phasen eingeschaltet sein müssen. Hierdurch wird die Fahrzeugbatterie erheblich belastet.
Offenbarung der Erfindung
Vorteile der Erfindung
Das erfindungsgemäße Verfahren mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs 1 hat demgegenüber den Vorteil, dass die Batterie weit weniger belastet wird. Um die Batterie zu schonen, wird nach Abstellen des Fahrzeugs und Verschließen des Tanksystems durch ein Absperrmittel, insbesondere ein Absperrventil, zunächst in der Überdruckphase der Überdruck erfasst und bei Erreichen eines Druckmaximums oder einer vorgebbaren Überdruckschwelle eine die Dichtheit charakterisierende normierte Größe bestimmt, die mit einem vorgebbaren, applizierbaren Wert verglichen wird. Wenn die bestimmte Größe kleiner ist als der vorgebbare Wert, wird auf ein dichtes System geschlossen und die Diagnose beendet. Wenn die Größe jedoch nicht kleiner als der vorgebbare Wert ist, wird das Absperrventil geöffnet und anschließend die Unterdruckphase durchgeführt. Für die Unterdruckphase wird aus dem Überdruck und der vorgebbaren Druckschwelle eine Unterdruckschwelle berechnet. Wenn diese Unterdruckschwelle innerhalb einer vorgebbaren, bestimmten Zeit nicht erreicht wird, wird die Dichtheitsprüfung beendet und die die Dichtheit charakterisierende Größe ausgewertet.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung des Verfahrens ist Gegenstand des auf Anspruch 1 bezogenen Unteranspruchs.
So wird vorzugsweise auf ein Druckmaximum dann geschlossen, wenn der erfasste Druck über eine vorgebbare Zeit kleiner ist als die vorgebbare Druckschwelle.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.
In der Zeichnung zeigen:
1 ein Tanksystem eines Fahrzeugs, bei dem das erfindungsgemäße Verfahren zum Einsatz kommen kann und
2 schematisch ein Ablaufdiagramm des erfindungsgemäßen Verfahrens.
Ausführungsformen der Erfindung
Ein Ausführungsbeispiel eines Tanksystems eines Fahrzeugs, schematisch dargestellt in 1, umfasst einen Tank 1 und ein Adsorptionsfilter 2. Der Tank 1 ist über eine Tankanschlussleitung 5 mit dem Adsorptionsfilter 2 verbunden. Das Adsorptionsfilter 2 ist mit einer weiteren Leitung 6 mit einer Brennkraftmaschine 3 verbunden. In der Leitung 6 ist ein Absperrmittel in Form eines Tankentlüftungsventils 7 angeordnet, welches von einer Schaltungseinheit 4 ansteuerbar ist. Im Tank 1 ist ferner ein Drucksensor 8 angeordnet, dessen Ausgangssignale der Schaltungseinheit 4 zugeführt werden. Die Schaltungseinheit 4 sendet und empfängt auf an sich bekannte Weise Signale an/von der Brennkraftmaschine. Eine Fehlerlampe 10 dient zur Anzeige von Diagnoseergebnissen.
Durch Verdunstung entstehen in dem Tank 1 Kohlenwasserstoffe, die sich in dem Adsorptionsfilter 2 anlagern. Zur Regenerierung des Adsorptionsfilters 2 wird das Tankentlüftungsventil 7 geöffnet, sodass aufgrund des in einem Saugrohr der Brennkraftmaschine 3, in das die Leitung 6 mündet, herrschenden Unterdrucks Luft der Atmosphäre durch eine mit der Atmosphäre verbundene Leitung 9 über ein Filter 9a durch das Adsorptionsfilter 2 gesaugt wird, wodurch die in dem Adsorptionsfilter 2 angelagerten Kohlenwasserstoffe in das Saugrohr gelangen und der Brennkraftmaschine 3 zugeführt werden. In diesem Falle ist ein in der Leitung 9 angeordnetes, von der Schaltungseinheit 4 ansteuerbares Ventil 9b in Öffnungsstellung geschaltet.
Ein Verfahren zur Dichtheitsprüfung eines solchen Tanksystems wird in Verbindung mit dem in der 2 dargestellten Ablaufdiagramm nachfolgend erläutert.
Zunächst wird in einem Schritt 210 geprüft, ob das Fahrzeug abgestellt, das heißt die Brennkraftmaschine 3 abgeschaltet ist und das Fahrzeug steht. Wenn dies nicht zutrifft, wird die Dichtheitsprüfung nicht vorgenommen und vor Schritt 210 gesprungen. Ist dies jedoch der Fall, wird in Schritt 220 das Tankentlüftungsventil 7 geschlossen, mit dem der Tank 2 gegenüber der Umgebung dicht verschlossen werden kann. Es versteht sich, dass in diesem Falle auch die Leitung 9 durch das ansteuerbare Ventil 9b dicht verschlossen wird. Gleichzeitig wird der sich aufbauende Überdruck gemessen. In Schritt 225 wird geprüft, ob ein Druckmaximum erreicht wird. Wenn dies nicht der Fall ist, wird in Schritt 230 die Messzeit erfasst und diese in Schritt 231 mit einer vorgebbaren Zeitschwelle verglichen.
Wenn die Messzeit die vorgebbare Zeitschwelle überschreitet, wird in einem Schritt 232 eine Fehlermeldung ausgegeben und das Verfahren in Schritt 270 beendet. Wenn die Zeitschwelle jedoch nicht erreicht ist, wird zurückgesprungen vor Schritt 220 und es wird der Druck weiterhin erfasst und in Schritt 225 weiterhin geprüft, ob ein Druckmaximum erreicht wurde.
Auf ein Druckmaximum wird dabei dann geschlossen, wenn der Druck innerhalb einer vorgebbaren Zeit um einen vorgebbaren Betrag kleiner ist als eine vorgebbare, empirisch zu bestimmende Druckschwelle. Wenn dieses Druckmaximum erreicht wird, wird in Schritt 240 aus dem erfassten Überdruck und der vorgebbaren Druckschwelle eine die Dichtheit charakterisierende Größe bestimmt. Diese Größe wird mit einem vorgebbaren Wert in Schritt 241 verglichen. Wenn die bestimmte Größe nicht größer als der vorgebbare Wert ist, wird in Schritt 242 auf ein dichtes Tanksystem geschlossen und das Verfahren sofort mit Schritt 270 beendet. Im anderen Falle wird das Absperrventil geöffnet und anschließend in Schritt 260 die Unterdruckphase durchgeführt. Dabei werden das Tankentlüftungsventil 7 sowie das ansteuerbare Ventil 9b geschlossen und so das Tanksystem dicht verschlossen und ein Unterdruck in dem Tanksystem erzeugt. Der Unterdruck wird mit einer aus dem gemessenen Überdruck und der vorgebbaren Überdruckschwelle bestimmten Unterdruckschwellenwert in Schritt 261 verglichen. Wenn der Unterdruckschwellenwert unterschritten wird, wird in Schritt 265 auf ein dichtes Tanksystem geschlossen und das Verfahren mit Schritt 270 beendet. Wenn der Unterdruckschwellenwert nicht unterschritten wird, wird in Schritt 262 nach einer bestimmten, vorgebbaren Zeit eine die Dichtheit charakterisierende Größe berechnet und ausgewertet und das Verfahren in Schritt 270 beendet.
Das vorbeschriebene Verfahren weist den großen Vorteil auf, dass im Gegensatz zu dem zum Beispiel aus der EP 1 269 005 A hervorgehenden Verfahrens im Nachlauf des Fahrzeugs, das heißt bei abgestelltem Fahrzeug, nicht in jedem Falle eine Überdruck- und eine Unterdruckprüfung vorgenommen werden muss, sondern dass die Überdruckphase beendet wird, wenn eine Beurteilungsgröße nicht erreicht wird oder wenn die Maximalzeit überschritten ist und dass auch im Falle der Unterdruckphase eine dynamische Unterdruckschwelle aus dem gemessenen Überdruck und einer vorgebbaren Überdruckschwelle berechnet wird und insoweit nicht das Unterschreiten einer starren Unterdruckschwelle abgewartet werden muss.
Durch diese Maßnahmen wird eine wesentliche Reduzierung der Belastung der Fahrzeugbatterie ermöglicht.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

- DE 19636431 A1 [0002]
- EP 0952332 B1 [0003]
- WO 01/69073 A1 [0005]
- EP 1269005 A [0019]

Claims

Verfahren zur Dichtheitsprüfung eines Tanksystems eines Fahrzeugs mit folgenden Schritten: a) ein Tank (2) wird im Nachlauf mittels wenigstens eines Absperrmittels (7, 9b) verschlossen und der sich innerhalb eines vorgebbaren Zeitintervalls in dem Tank (2) aufbauende Druck wird erfasst; b) wenn ein vorgebbares Druckmaximum oder eine vorgebbare Überdruckschwelle nicht erreicht wird, wird das wenigstens eine Absperrmittel (7, 9b) geöffnet und nach einer vorgebbaren Zeit wieder geschlossen und in einer sich anschließenden Unterdruckphase ein Unterdruck erzeugt und erfasst und aus dem innerhalb einer vorgebbaren Zeit erreichten Unterdruck und dem erreichten Überdruck eine die Dichtheit charakterisierende Größe bestimmt, ausgewertet und die Dichtheitsprüfung beendet; c) wenn das vorgebbare Druckmaximum erreicht wird, wird aus dem erfassten Überdruck und der vorgebbaren Überdruckschwelle eine die Dichtheit charakterisierende Größe bestimmt und mit einem vorgebbaren Vergleichswert verglichen und für den Fall, dass die bestimmte Größe kleiner ist als der Vergleichswert auf ein dichtes Tanksystem geschlossen und die Dichtheitsprüfung beendet, und d) wenn die bestimmte Größe größer ist als der vorgebbare Vergleichswert, wird das Absperrmittel geöffnet und in dem Tank in einer sich anschließenden Unterdruckphase ein Unterdruck erzeugt und erfasst, wobei dann, wenn eine vorgebbare Unterdruckschwelle erreicht wird, auf ein dichtes Tanksystem geschlossen und die Dichtheitsprüfung beendet wird und dann, wenn die Unterdruckschwelle nicht erreicht wird innerhalb einer vorgebbaren Zeit, die Dichtheitsprüfung beendet und die die Dichtheit charakterisierende Größe ausgewertet wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass auf ein Druckmaximum dann geschlossen wird, wenn der erfasste Druck um einen vorgebbaren Betrag für eine vorgebbare Zeitdauer kleiner ist als die vorgebbare Überdruckschwelle.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die vorgebbare Unterdruckschwelle aus der vorgebbaren Überdruckschwelle und dem erfassten Überdruck während der Unterdruckphase dynamisch berechnet wird.