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Die
Erfindung betrifft ein Verfahren zur Diagnose einer Tankentlüftungsanlage
eines Kraftfahrzeugs mit zwei von einem einzigen Tankentlüftungsventil
ausgehenden Entlüftungspfaden, von denen einer stromauf
und der andere stromab eines Verdichters und insbesondere stromab
einer Drosselklappe jeweils über ein Rückschlagventil
im Ansaugtrakt einer Brennkraftmaschine mündet, wobei bei still
gesetzter Brennkraftmaschine mittels einer elektrisch betriebenen
Pumpe zunächst bei geschlossenem Tankentlüftungsventil
im Kraftstofftank ein Überdruck aufgebaut wird und nach Öffnen
des Tankentlüftungsventils aus einer elektrischen Kenngröße
dieser weiterhin betriebenen Pumpe auf die Funktionsfähigkeit
oder einen Fehler der Tankentlüftungsanlage geschlossen
wird. Ferner betrifft die Erfindung eine Tankentlüftungsanlage
eines Kraftfahrzeugs zur Durchführung dieses Verfahrens.
Zum Stand der Technik wird neben der
DE 10 2007 018 232 A1 auf die
DE 10 2006 016 339
A1 verwiesen.
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Insbesondere
in der letztgenannten Schrift ist der technologische Hintergrund
der vorliegenden Erfindung ausführlich beschrieben, weshalb
an dieser Stelle die dem Fachmann bekannten Verfahren zur Diagnose
einer Tankentlüftungsanlage eines Kraftfahrzeugs, welches
von einer Brennkraftmaschine angetrieben werden kann, nicht detailliert
beschrieben werden. Insbesondere ist dem Fachmann auch bekannt,
dass bei sog. aufgeladenen Brennkraftmaschinen, d. h. bei solchen,
in deren Ansaugtrakt sich ein Verdichter befindet, zumindest zwei sog.
Entlüftungspfade vorzusehen sind, von denen einer stromab
des Verdichters und dabei vorzugsweise auch stromab einer als Quantitätssteuerorgan
fungierenden Drosselklappe im Ansaugtrakt mündet, während
der andere Entlüftungspfad stromauf des Verdichters im
Ansaugtrakt mündet. Über den letztgenannten Entlüftungspfad
kann eine Tankentlüftung im Volllastbetrieb der Brennkraftmaschine
durchgeführt werden, während der erstgenannte
Entlüftungspfad für den Teillastbetrieb und Leerlauf
der Brennkraftmaschine vorgesehen ist, wobei stromab der besagten
Drosselklappe ein nennenswerter Unterdruck herrscht.
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Bekanntlich
sind im Rahmen der sog. On-Board-Diagnose die komplette Tankentlüftungsanlage
und somit auch beide bzw. alle Entlüftungspfade hinsichtlich
ihrer Funktionsfähigkeit zu überprüfen.
Die eingangs erstgenannten Schrift (
DE 10 2007 018 232 A1 )
schlägt hierzu vor, jedem Entlüftungspfad ein
eigenes Tankentlüftungsventil zuzuordnen und diese im Rahmen
des Diagnoseprozesses getrennt bzw. unabhängig voneinander
anzusteuern, d. h. zu öffnen. Aufgrund der Komplexität
eines Tankentlüftungsventils ist dies jedoch relativ aufwändig.
Beim der Tankentlüftungsanlage nach der eingangs zweitgenannten
Schrift (
DE 10
2006 016 339 A1 ) ist nur ein (gemeinsames) Tankentlüftungsventil
für beide Entlüftungspfade vorgesehen, in denen
jeweils ein Rückschlagventil angeordnet ist. Die Diagnose
dieser Entlüftungspfade erfolgt dabei in unterschiedlichen
Betriebspunkten der Brennkraftmaschine, wobei jedoch aufwändige
Druckmessungen durchgeführt werden müssen.
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Im
Sinne einer Minimierung des Aufwands für eine Diagnose
einer Tankentlüftungsanlage mit den körperlichen
Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1 bzw. mit den Merkmalen
des Oberbegriffs des Anspruchs 2 wäre es wünschenswert, wenn
die herkömmlichen einfachen Diagnoseverfahren angewendet
werden könnten. Ein erstes solches herkömmliches
und relativ einfaches Diagnoseverfahren besteht darin, dass bei
still gesetzter Brennkraftmaschine mittels einer elektrisch betriebenen Pumpe
zunächst bei geschlossenem Tankentlüftungsventil
im Kraftstofftank ein Überdruck aufgebaut wird und nach Öffnen
des Tankentlüftungsventils aus einer elektrischen Kenngröße
dieser weiterhin betriebenen Pumpe auf die Funktionsfähigkeit
oder einen Fehler der Tankentlüftungsanlage geschlossen
wird. Ein zweites herkömmliches und relativ einfaches Diagnoseverfahren
besteht darin, dass die Funktionsfähigkeit der Tankentlüftungsanlage
im Betrieb der Brennkraftmaschine in niedrigen Lastbereichen oder im
Leerlauf überprüft wird, indem das Tankentlüftungsventil
schlagartig geöffnet und die daraufhin folgende Reaktion
im Abgasüberwachungs- und Gemischbildungs-System der Brennkraftmaschine
ausgewertet wird.
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In
diesem Sinne nun eine einfache Maßnahme für ein
Verfahren nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 aufzuzeigen, ist
Aufgabe der vorliegenden Erfindung.
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Die
Lösung dieser Aufgabe ist dadurch gekennzeichnet, dass
entweder im stromab des Verdichters mündenden Entlüftungspfad
ein ansteuerbares Absperrventil vorgesehen ist, welches bei Durchführung
der Diagnose mit Überdruckaufbau im Kraftstofftank zeitlich
vor dem Öffnen des Tankentlüftungsventils geschlossen
wird, oder dass das im stromab des Verdichters mündenden
Entlüftungspfad vorgesehene Rückschlagventil solchermaßen ausgelegt
ist, dass dieses einen signifikant höheren Öffnungsdruck
aufweist als das im stromauf des Verdichters mündenden
Entlüftungspfad vorgesehene Rückschlagventil,
so dass bei Durchführung der Diagnose mit Überdruckaufbau
im Kraftstofftank nach dem Öffnen des Tankentlüftungsventils
nur das letztgenannte Rückschlagventil öffnet,
und dass die Funktionsfähigkeit des stromab des Verdichters
mündenden Entlüftungspfades in grundsätzlich
bekannter Weise im Betrieb der Brennkraftmaschine in niedrigen Lastbereichen
oder im Leerlauf überprüft wird, indem das Tankentlüftungsventil
schlagartig geöffnet und die daraufhin folgende Reaktion
im Abgasüberwachungs- und Gemischbildungs-System der Brennkraftmaschine überwacht
wird. Eine Tankentlüftungsanlage eines Kraftfahrzeugs zur
Durchführung dieses Verfahrens ist mit den Merkmalen des
Anspruchs 2 beschrieben.
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Die
nähere Erläuterung der vorliegenden Erfindung
erfolgt unter Bezugnahme auf die beiden beigefügten Prinzipdarstellungen
(1, 2), in denen jeweils nur die
für das Verständnis erforderlichen Elemente zweier
möglicher Ausführungsformen der Erfindung figürlich
dargestellt sind. Auf die weiteren Bestandteile einer entsprechenden
Tankentlüftungsanlage wird lediglich abstrakt verwiesen.
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Mit
der Bezugsziffer 1 ist ein Teil des Ansaugtrakts einer
Brennkraftmaschine B gekennzeichnet, durch den gemäß Pfeilrichtung
ein Verbrennungsluftstrom aus der Umgebung U zur Brennkraftmaschine
B geführt wird. In diesem Ansaugtrakt 1 ist ein
Verdichter V und weiter stromab dessen eine Drosselklappe 2 zur
Dosierung des der Brennkraftmaschine B zugeführten Luftstromes
vorgesehen. Mit Kraftstoff versorgt wird die Brennkraftmaschine
B aus einem Kraftstofftank T, welcher bekanntlich belüftet
bzw. entlüftet werden muss. Hierfür geht vom Kraftstofftank
T eine Entlüftungsleitung 3 ab, in welcher ein
Aktivkohlefilter A zur Zwischenspeicherung flüchtiger Kraftstoffbestandteile
vorgesehen ist. Diese Entlüftungsleitung 3 mündet
letztlich im Ansaugtrakt 1 der Brennkraftmaschine B, so
dass dieser die flüchtigen Kraftstoffbestandteile zur Verbrennung
zugeführt werden können. Um eine solche Tankentlüftung
im Hinblick auf den Betrieb der Brennkraftmaschine B abstimmen zu
können, ist wie üblich und dem Fachmann bekannt
in der Entlüftungsleitung 3 stromab des Aktivkohlefilters
A ein von einer elektronischen Steuereinheit angesteuertes Tankentlüftungsventil 4 vorgesehen.
Stromab dieses Tankentlüftungsventils 4 verzweigt
sich die Entlüftungsleitung 3 in einen ersten
Entlüftungspfad 31, der stromab der Drosselklappe 2 im
Ansaugtrakt 1 mündet, sowie in einen zweiten Entlüftungspfad 32,
der stromauf des Verdichters V im Ansaugtrakt 1 mündet.
In jedem dieser Entlüftungspfade 31, 32 ist
ein zum Ansaugtrakt 1 hin öffnendes Rückschlagventil 11 bzw. 12 vorgesehen.
Bei der Ausführungsform nach 1 ist im ersten
Entlüftungspfad 31 noch ein von einer elektronischen
Steuereinheit angesteuertes Absperrventil 5 vorgesehen.
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Liegt
im Ansaugtrakt 1 stromab der Drosselklappe 2 ein
höherer Unterdruck vor, was im niedrigeren Teillastbetrieb
und im Leerlaufbetrieb der Brennkraftmaschine B der Fall ist, so
wird (unter anderem) durch diesen veranlasst das Rückschlagventil 11 geöffnet,
so dass dann grundsätzlich, jedenfalls bei geöffnetem
Tankentlüftungsventil 4, eine Tankentlüftung
erfolgen kann. In höheren Brennkraftmaschinen-Lastpunkten
sowie im Volllastbetrieb der Brennkraftmaschine hingegen bleibt
mangels Unterdruck stromab der Drosselklappe 2 das Rückschlagventil 11 im
ersten Entlüftungspfad 31 üblicherweise
geschlossen. Hierfür ist nun der zweite Entlüftungspfad 32 vorgesehen,
der stromauf des Verdichters V und somit in einem Abschnitt im Ansaugtrakt 1 mündet,
in dem mit Sicherheit kein Überdruck vorhanden ist. Da wie
figürlich dargestellt der zweite Entlüftungspfad 32 unter
Zwischenschaltung einer Saugstrahlpumpe 6, die von einem
vom Verdichter V geförderten Luftstrom über eine
Saugstrahlpumpenleitung 7 abgezweigten Luftstrom betrieben
wird, im Ansaugtrakt 1 mündet, liegt dann – nämlich
bei höherer Leistung des Verdichters V – am Rückschlagventil 12 des zweiten
Entlüftungspfades 32 zumindest ein geringer Unterdruck
an, so dass dann dieses Rückschlagventil 12 öffnet.
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Im
weiteren wird nun das Verfahren zur Diagnose dieser (oder einer ähnlichen)
Tankentlüftungsanlage mit den Merkmalen der Patentansprüche
1 oder 2 beschrieben. Für dieses Diagnoseverfahren ist
weiterhin eine elektromotorisch angetriebene sog. Leckdiagnose-Pumpe
P vorgesehen, mittels derer beispielsweise über den zwischen
dem Tankentlüftungsventil 4 und dem Tank T liegenden
Abschnitt der Entlüftungsleitung 3 Umgebungsluft
in die Tankentlüftungsanlage eingebracht werden kann, so
dass jedenfalls bei geschlossenem Tankentlüftungsventil 4 sowie
bei zur Umgebung hin abgesperrten Aktivkohlefilter A im Kraftstofftank
T gezielt ein Überdruck aufgebaut werden kann. Dies erfolgt
vorzugsweise bei still gesetzter Brennkraftmaschine in einem sog. Nachlauf
nach Stillsetzen derselben.
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Wie
grundsätzlich bekannt kann vorzugsweise aus einer elektrischen
Kenngröße der elektrisch angetriebenen Leckdiagnose-Pumpe
P, insbesondere aus deren Stromaufnahme, alternativ auch aus deren
Drehzahl, im Verlauf dieses Druckaufbaus darauf geschlossen werden,
ob der mit Überdruck beaufschlagte Bereich der Tankentlüftungsanlage
gegenüber der Umgebung ausreichend dicht ist oder ein Leck
aufweist.
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Nach
Abschluss dieser ersten Diagnoseroutine wird der zuvor aufgebaute
Druck im Kraftstofftank T sowie die weiterhin zur Verfügung
stehende (elektrische) Kenngröße der weiterhin
betriebenen Leckdiagnose-Pumpe P dazu genutzt, den zweiten Entlüftungspfad 32 auf
Freigängigkeit zu testen.
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Hierfür
wird in einer ersten möglichen Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung (gemäß 1)
das im ersten Entlüftungspfad 31 vorgesehene Absperrventil 5 geschlossen
und daraufhin das Tankentlüftungsventil 4 geöffnet.
Bei freigängigem, d. h. nicht blockiertem Entlüftungspfad 32 sinkt
als Folge hiervon der im Kraftstofftank T noch vorliegende Überdruck
rapide ab, woraufhin der Strombedarf der (weiterhin betriebenen)
Leckdiagnose-Pumpe P abnimmt. Damit ist die Durchgängigkeit
des Entlüftungspfades 32 überwacht und
die zweite Diagnoseroutine (im Rahmen des genannten Nachlaufs) abgeschlossen.
Falls in dieser zweiten Diagnose-Routine der Strombedarf der Leckdiagnose-Pumpe
P ansteigt oder nur kurz abfällt und daraufhin sofort wieder
ansteigt, ist dies ein Indiz, dass der zweite Entlüftungspfad 32 nicht
frei ist, so dass ein Fehler zu registrieren ist.
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Der
erste Entlüftungspfad 31 kann in grundsätzlich
bekannter Weise während des Betriebs der Brennkraftmaschine
B in einem niedrigen Teillast-Betriebspunkt oder im Leerlaufbetrieb
auf Funktionsfähigkeit überprüft werden.
In solchen Betriebspunkten muss nämlich das Rückschlagventil 11 im
ersten Entlüftungspfad 31 aufgrund des im Ansaugtrakt 1 stromab
der Drosselklappe 2 herrschenden Unterdrucks zumindest
nach Öffnen des Tankabsperrventils 4 problemlos öffnen.
Das Rückschlagventil 12 im zweiten Entlüftungspfad 32 hingegen
bleibt dann mit Sicherheit geschlossen, da dann mangels nennenswerter
Leistung des Verdichters V an diesem Rückschlagventil 12 kein
signifikanter Unterdruck angreift. Somit kann also nach einem schlagartigen Öffnen des
Tankentlüftungsventils 4 die daraufhin folgende Reaktion
im Abgasüberwachungs- und Gemischbildungs-System der Brennkraftmaschine
B überwacht und hieraus gefolgert werden, ob der erste
Entlüftungspfad 31 durchgängig ist. Es
muss nämlich dann die schlagartig über einen freigängigen
Entlüftungspfad 31 zugeführte Menge von
flüchtigen Kraftstoffbestandteilen in der Reaktion des
Abgasüberwachungs- und Gemischbildungs-Systems sichtbar werden.
Ist dies nicht der Fall, so ist dies ein Indiz für einen
blockierten und somit nicht funktionsfähigen ersten Entlüftungspfad 31.
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Was
diese erste Ausführungsform der Erfindung nach 1 und
speziell das im ersten Entlüftungspfad 31 vorgesehene
Absperrventil 5 betrifft, so verursacht dieses keinen besonders
hohen Aufwand. Vielmehr kann ein äußerst einfaches
Offen-Geschlossen-Ventil als Absperrventil 5 zum Einsatz kommen,
welches auch keine aufwändige Ansteuerlogik benötigt.
Dabei sei ausdrücklich darauf hingewiesen, dass dieses
Absperrventil 5 an beliebiger Stelle im Entlüftungspfad 31 eingebaut
sein kann, d. h. stromauf oder stromab des Rückschlagventils 11. Diesbezüglich
bestehen also konstruktive Freiheiten, so dass auch ein Absperrventil
(5) mit integriertem Rückschlagventil (11)
verwendet werden kann.
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Im
weiteren wird die alternative mögliche Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf 2 beschrieben.
Die in Verbindung mit der ersten möglichen Ausführungsform nach 1 bereits
beschriebene erste Diagnose-Routine wird bei der zweiten möglichen
Ausführungsform ebenso durchgeführt. Es wird also
bei still gesetzter Brennkraftmaschine vorzugsweise in einem sog.
Nachlauf nach Stillsetzen derselben mittels der Leckdiagnose-Pumpe
P bei geschlossenem Tankentlüftungsventil 4 zunächst
ein Überdruck im Kraftstofftank T aufgebaut und vorzugsweise
aus einer elektrischen Kenngröße der elektrisch
angetriebenen Leckdiagnose-Pumpe P im Verlauf dieses Druckaufbaus
darauf geschlossen, ob der mit Überdruck beaufschlagte
Bereich der Tankentlüftungsanlage gegenüber der
Umgebung ausreichend dicht ist oder ein Leck aufweist.
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Nach
Abschluss dieser ersten Diagnoseroutine wird abermals der aufgebaute
Druck im Kraftstofftank T sowie die weiterhin zur Verfügung
stehende (elektrische) Kenngröße der weiterhin
betriebenen Leckdiagnose-Pumpe P dazu genutzt, den zweiten Entlüftungspfad 32 auf
Freigängigkeit zu testen. Um dies auf möglichst
einfache Weise durchführen zu können, sind in
den beiden Entlüftungspfaden 31 und 32 unterschiedliche
Rückschlagventile 11 bzw. 12 vorgesehen,
die bei unterschiedlichen anliegenden Druckverhältnissen öffnen
bzw. schließen. Konkret liegt der Betrag des Öffnungsdrucks
des im ersten Entlüftungspfad 31 vorgesehenen
Rückschlagventils 11 signifikant über
dem Betrag des Öffnungsdrucks des im zweiten Entlüftungspfad 32 vorgesehenen
Rückschlagventils 12, d. h. die am Rückschlagventil 11 zwischen
dessen beiden Seiten anliegende Druckdifferenz muss wesentlich größer
sein als die am Rückschlagventil 12 anliegende
Druckdifferenz, um das jeweilige Rückschlagventil 11 bzw. 12 aus
dem abgesperrte Zustand in den geöffneten Zustand zu überführen.
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Mit
einer solchen geeigneten Auslegung der beiden Rückschlagventile 11 bzw. 12 in
den beiden Entlüftungspfaden 31 bzw. 32 ist
es also möglich, dass bei nicht betriebener Brennkraftmaschine
B sowie mit im Kraftstofftank T herrschendem Überdruck jedenfalls
nach Öffnen des Tankentlüftungsventils 4 zunächst
nur das einen betragsmäßig geringeren Öffnungsdruck
aufweisende Rückschlagventil 12 im zweiten Entlüftungspfad 32 öffnet,
so dass dieser auf Funktionsfähigkeit überprüft
werden kann, so wie dies für die erste Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung weiter oben bereits beschrieben wurde. Aufgrund
der unterschiedlichen Beträge des Öffnungsdrucks
der beiden Rückschlagventile 11, 12 bleibt
dabei das im ersten Entlüftungspfad 31 vorgesehene
Rückschlagventil 11 geschlossen.
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Hingegen öffnet
das letztgenannte, im ersten Entlüftungspfad 31 vorgesehene
Rückschlagventil 11 dann, wenn bei Betrieb der
Brennkraftmaschine B im Leerlauf oder unter Niederlast ein relativ
hoher Unterdruck im Ansaugtrakt 1 stromab der Drosselklappe 2 vorliegt,
so dass dann – wie für die erste Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung weiter oben bereits beschrieben – der
erste Entlüftungspfad 31 auf Funktionsfähigkeit überprüft
werden kann. Mangels nennenswerter Leistung des Verdichters V bleibt in
solchen Betriebspunkten der Brennkraftmaschine B das Rückschlagventil 12 im
zweiten Entlüftungspfad 32 mit Sicherheit geschlossen,
da dann an diesem Rückschlagventil 12 kein signifikanter
Unterdruck angreift bzw. keine nennenswerte Druckdifferenz vorliegt.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - DE 102007018232
A1 [0001, 0003]
- - DE 102006016339 A1 [0001, 0003]