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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.