DE102010044526A1

DE102010044526A1 - System und Verfahren zur Überwachung der Dichtigkeit von Leitungen eines Kraftfahrzeuges

Info

Publication number: DE102010044526A1
Application number: DE201010044526
Authority: DE
Inventors: Bernhard Dipl.-Ing. Deibele; Karl-Heinz Dipl.-Ing. Kempka
Original assignee: Daimler AG
Current assignee: Mercedes Benz Group AG
Priority date: 2010-09-07
Filing date: 2010-09-07
Publication date: 2011-05-05

Abstract

Die Erfindung betrifft ein System zur Überwachung der Dichtigkeit von Leitungen (10) eines Kraftfahrzeuges, mit einer Überwachungsleitung (20), die zum Überwachen der Dichtigkeit zumindest einer Leitung (10) des Kraftfahrzeuges mit jener mindestens einen Leitung (10) verbunden ist. Erfindungsgemäß ist eine Volllastregenerierungsleitung (30) vorgesehen, die über eine Drosselklappe (4) mit einem Ansaugtrakt (3) einer Brennkraftmaschine (2) des Kraftfahrzeuges verbunden ist, und über die in einem Adsorptionsfilter (304) eines Kraftstofftanksystems (300) des Kraftfahrzeuges adsorbierter Kraftstoff zum Regenerieren des Adsorptionsfilters (304) in den Ansaugtrakt (3) gelangen kann, wobei die Überwachungsleitung (20) zum Beaufschlagen der Überwachungsleitung (20) mit einem Unterdruck mit der Vollastregenerierungsleitung (30) verbunden ist. Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Überwachung der Dichtigkeit von Leitungen (10) in einem Kraftfahrzeug.

Description

Die Erfindung betrifft ein System zur Überwachung der Dichtigkeit von Leitungen eines Kraftfahrzeuges gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie ein Verfahren zur Überwachung der Dichtigkeit von Leitungen eines Kraftfahrzeuges.
Ein solches System weist eine Überwachungsleitung auf, die zum Überwachen der Dichtigkeit zumindest einer Leitung des Kraftfahrzeuges mit jener mindestens einen Leitung strömungsverbunden ist.
Ein derartiges System bzw. Verfahren ist beispielsweise aus der DE 195 02 776 C2 bekannt. Danach wird eine Leckerkennung in einer Tankentlüftungsanlage mittels einer Ober- oder Unterdruck-Luftpumpe, die eine Überwachungsleitung (Pumpenleitung) beaufschlagt, realisiert, wobei zum Erkennen eines Lecks die Leckströmung mit einer Bezugsleckströmung durch eine Referenzöffnung der Überwachungsleitung mit Hilfe eines Differenzdrucksensors verglichen wird.
Hiervon ausgehend liegt der vorliegenden Erfindung das Problem zugrunde, ein System bzw. Verfahren der eingangs genannten Art weiter zu vereinfachen.
Dieses Problem wird durch ein System zur Überwachung der Dichtigkeit von Leitungen eines Kraftfahrzeuges mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
Danach weist das erfindungsgemäße System eine Volllastregenerierungsleitung auf, die über eine Drosselklappe mit einem Ansaugtrakt einer Brennkraftmaschine des Kraftfahrzeuges verbunden ist, und über die in einem Adsorptionsfilter eines Kraftstofftanksystems des Kraftfahrzeuges adsorbierter Kraftstoff (z. B. Benzin) zum Regenerieren des Adsorptionsfilters in den Ansaugtrakt gelangen kann, wobei die Überwachungsleitung zum Beaufschlagen der Überwachungsleitung mit einer Saugwirkung mit der Vollastregenerierungsleitung verbunden ist.
Bevorzugt ist die Überwachungsleitung als eine Summenleitung ausgebildet, die mit einer Mehrzahl an auf ihre Dichtigkeit hin zu Überwachende Leitungen oder Aggregaten des Kraftfahrzeuges strömungsverbunden ist, so dass diese Mehrzahl an Leitungen/Aggregaten mit Unterdruck beaufschlagt und entsprechend auf Dichtheit überprüft oder überwacht werden können.
Vorzugsweise umfasst das erfindungsgemäße System eine Regenerierungsleitung eines Kraftfahrzeuges, über die der Adsorptionsfilter über ein Tankentlüftungsventil (Regenerierungsventil) mit dem Ansaugtrakt verbunden ist, wobei die Regenerierungsleitung insbesondere stromabwärts der Drosselklappe in den Ansaugtrakt einmündet.
Bei dichten bzw. dicht verbundenen (an die Überwachungsleitung angeschlossenen) Leitungen entsteht bei der Vollastregenerierung (d. h. die Drosselklappe ist vollständig geöffnet) und angesteuertem Regenerierungsventil somit im Kraftstofftanksystem ein Unterdruck, der mit Drucksensoren messbar ist. Wird ein definierter Unterdruck erreicht (abhängig vom Systemwiderstand des Kraftstofftanksystems), ist dies ein Zeichen dafür, dass alle Verbindungen der Leitungen des Regenerierungssystems und der zu überwachenden Leitungen dicht verbunden sind. Wird diese Druckschwelle nicht erreicht, ist eine zumindest eine der Leitungen undicht.
Bevorzugt ist die Regenerierungsleitung hinter dem Tankentlüftungsventil über eine Verbindungsleitung mit der Vollastregenerierungsleitung verbunden. Dabei mündet die Überwachungsleitung vorzugsweise in die Verbindungsleitung ein.
Hierbei ist die Verbindungsleitung insbesondere über eine Venturidüse mit der Volllastregenerierungsleitung verbunden, wobei die Verbindungsleitung in die (in der Vollastregenerierungsleitung ausgebildete) Verengung der besagten Venturidüse einmündet.
Bevorzugt weist die Verbindungsleitung ein Rückschlagventil auf, das in Richtung auf die Volllastregenerierungsleitung öffnet, wobei insbesondere die Überwachungsleitung zwischen dem Rückschlagventil und der Venturidüse in die Verbindungsleitung einmündet.
Ferner weist auch die Regenerierungsleitung bevorzugt ein Rückschlagventil auf, das in Richtung auf den Ansaugtrakt öffnet, und das zwischen dem Tankentlüftungsventil und dem Ansaugtrakt angeordnet ist, wobei die Verbindungsleitung insbesondere zwischen dem Tankentlüftungsventil und dem besagten Rückschlagventil der Regenerierungsleitung in die Regenerierungsleitung einmündet.
Zum Messen des Unterdruckes, der sich bei zu überprüfenden dichten Leitungen im Kraftstofftanksystem einstellt, ist zumindest ein Drucksensor vorgesehen, der insbesondere im Kraftstofftanksystem angeordnet ist, und zwar bevorzugt in einem Kraftstofftank des Kraftstofftanksystems oder im Bereich des Adsorptionsfilters.
In einer Variante der Erfindung ist die mindestens eine auf ihre Dichtigkeit hin zu überwachende bzw. zu überprüfende Leitung über eine Steckverbindung in Form zweier ineinander steckbarer Teile (zweiteiliges Gehäuse), die insbesondere mit einer Dichtung in Form eines O-Rings abgedichtet ist, mit einem Kraftfahrzeugteil verbunden. Somit wird beim unbeabsichtigten Lösen solcher Steckverbindungen Falschluft über die betreffende Leitung bzw. über die Überwachungsleitung (Summenleitung) geführt, was zu einer messbaren Verminderung des besagten Unterdrucks führt.
Bei einer verbundenen Leitung bzw. verbundenen Leitungen hingegen ist die Überwachungsleitung dicht. Für eine entsprechende Prüfung auf Dichtheit (Leitung ist verbunden) kann das nachfolgend dargelegte Diagnoseverfahren bzw. Verfahren zum Überwachen der Dichtigkeit von Leitungen eines Kraftfahrzeuges, insbesondere unter Verwendung eines erfindungsgemäßen Systems, verwendet werden, das das der Erfindung zugrunde liegende Problem (siehe oben) löst.
Dabei weist das besagte Verfahren zumindest die Schritte auf:
Bereitstellen einer Verbindung zwischen einer Überwachungsleitung und einer Volllastregenerierungsleitung, die über eine Drosselklappe mit einem Ansaugtrakt einer Brennkraftmaschine des Kraftfahrzeuges verbunden ist,
Bereitstellen einer Verbindung zwischen der Überwachungsleitung und einer auf ihre Dichtigkeit hin zu überwachenden Leitung des Kraftfahrzeuges,
Volllastregenerieren eines Adsorptionsfilters eines Kraftstofftanksystems des Kraftfahrzeuges, so dass in dem Adsorptionsfilter adsorbierter Kraftstoff über die Volllastregenerierungsleitung in den Ansaugtrakt gelangen kann und die Überwachungsleitung mit einem Unterdruck beaufschlagt wird, wobei bei einer dichten Leitung der Druck im Kraftstofftanksystem einen vorbestimmbarer Unterdruck erreicht, Messen des Druckes im Kraftstofftanksystem mittels eines Drucksensors und Vergleichen jenes gemessenen Druckes mit dem vorbestimmbaren Unterdruck.
Zusammenfassend weist das erfindungsgemäße System bzw. Verfahren die Vorteile auf, wonach z. B. die Emissionsleitungen einer Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeuges daraufhin diagnostiziert werden können, dass sie mit den Einleitstellen bestimmungsgemäß (abdichtend) verbunden sind. Die gesetzlichen Anforderungen (CARB) können somit zuverlässig erfüllt werden. Des Weiteren kann das erfindungsgemäße System bzw. Verfahren insbesondere zur Diagnose/Funktionsprüfung des Tankentlüftungsventils bei der Vollastregenerierung eingesetzt werden.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung sollen mittels der nachfolgenden Figurenbeschreibung eines Ausführungsbeispiels anhand der Figur erläutert werden.
Dabei zeigen:
1 eine schematische Darstellung eines Systems zur Überwachung der Dichtigkeit von Leitungen in einem Kraftfahrzeug.
1 zeigt eine Brennkraftmaschine (Motor) 2, deren Brennräume über einen Ansaugtrakt 3 mit Luft beaufschlagt werden. Hierbei kann der Ansaugtrakt 3 der Brennkraftmaschine 2 durch einen Abgasturbolader 400 (oder mechanischen Lader) beaufschlagt werden, der einen Verdichter 401 und eine damit zusammenwirkende Turbine 402 aufweist, wobei die Energie der Abgase der Brennkraftmaschine 2 über die Turbine 402 dem Verdichter 401 zugeführt wird, der sich in einer Ansaugleitung 42, 44 befindet, um einen durch eine Öffnung 40 angesaugten und über einen Luftfilter 41 geführten Ansaugluftstrom zu verdichten, der sodann einen Ladeluftkühler 403 passiert und über eine Drosselklappe 4 in den Ansaugtrakt 3 der Brennkraftmaschine 2 gelangt. Von der Ansaugleitung 42, 44 zweigt stromabwärts des Luftfilters 41 ein Ansaugleitungsabschnitt 43 ab, der über eine Venturidüse 200 in Form einer Verengung, in die eine Verbindungsleitung 21 einmündet, in eine Volllastregenerierungsleitung 30 übergeht, die zwischen dem Ladeluftkühler 403 und der Drosselklappe 4 in den Ansaugtrakt 3 mündet (also stromaufwärts der Drosselklappe 4).
Zur Versorgung der Brennkraftmaschine 2 mit Kraftstoff ist ein Kraftstofftanksystem 300 vorgesehen, mit einem Kraftstofftank 301 zum Speichern eines Kraftstoffes, dessen der Kraftstoffversorgung dienende Verbindung zur Brennkraftmaschine 2 in der 1 nicht dargestellt ist.
Der Kraftstofftank 301 ist über eine Entlüftungsleitung 302 mit einem Adsorptionsfilter 304 verbunden, in den weiterhin eine Belüftungsleitung 305 mündet und aus dem eine Regenerierungsleitung 306 herausführt, die über ein Tankentlüftungsventil 307 und ein Rückschlagventil 309 letztlich stromabwärts der Drosselklappe 4 in den Ansaugtrakt 3 der Brennkraftmaschine 2 mündet. Stromabwärts des Tankentlüftungsventils 307 zweigt die besagte Verbindungsleitung 21 ab, die über ein Rückschlagventil 22 mit der Verengung der Venturidüse 200 verbunden ist.
In diese Verbindungsleitung 21 mündet nun eine Überwachungsleitung 20 ein, und zwar zwischen der Venturidüse 200 und dem besagten Rückschlagventil 22, die weiter unten näher beschrieben wird.
Insbesondere bei einem nicht im Betrieb befindlichen Kraftfahrzeug, d. h., bei ruhender Brennkraftmaschine 2, können im Kraftstofftank 301 gebildete Kraftstoffdämpfe nach Passieren des Adsorptionsfilters 304, der die in den Dämpfen enthaltenen Kraftstoffbestandteile adsorbiert, über die Belüftungsleitung 305 nach außen abgegeben werden. Auf diese Weise kann zum Beispiel ein aufgrund von Wärmeeinwirkung im Kraftstofftank 301 gebildeter Überdruck abgebaut werden.
Bei laufender Brennkraftmaschine 2 kann dann der ggf. volle Adsorptionsfilter 304 regeneriert werden, indem durch die Belüftungsleitung 305 Umgebungsluft angesaugt wird und durch den Adsorptionsfilter 304 zur Mitnahme der darin adsorbierten Kraftstoffbestandteile geleitet wird. Das Tankentlüftungsventil 307 kann dann mittels eines durch ein nicht gezeigtes Motorsteuergerät angesteuertes Stellglied 308 so eingestellt werden, dass die Kraftstoffbestandteile über die Regenerierungsleitung 306 in den Ansaugtrakt 3 der Brennkraftmaschine 2 gelangen, um in den Brennkammern der Brennkraftmaschine 2 verbrannt zu werden, wobei das Rückschlagventil 22 in der Verbindungsleitung 21 vorzugsweise geschlossen ist.
Läuft die Brennkraftmaschine 2 auf Volllast, d. h., der Öffnungswinkel der Drosselklappe 4 beträgt im Wesentlichen 90°, wird das Tankentlüftungsventil 307 und das dahinter liegende Rückschlagventil 309 so angesteuert, dass die vom Luftstrom mitgenommenen Kraftstoffbestandteile aus dem Adsorptionsfilter 304 über die Verbindungsleitung 21 in die Volllastregenerierungsleitung 30 eingesogen werden (aufgrund der Venturidüse 200), von wo sie wiederum durch die Drosselklappe 4 in den Ansaugtrakt 3 gelangen können, um in den Brennkammern der Brennkraftmaschine 2 verbrannt zu werden.
Hierdurch wird die in die Verbindungsleitung 21 einmündende Überwachungsleitung 20 mit einem Unterdruck beaufschlagt, was vorliegend zur Überwachung der Dichtigkeit von mit der Überwachungsleitung 20 verbundenen Leitungen 10 des Kraftfahrzeuges verwendet wird, wobei von den besagten Leitungen 10, die von der Überwachungsleitung 20 (Summenleitung) abzweigen, lediglich eine in der 1 exemplarisch mit Bezugszeichen versehen ist. Die anderen, darunter eingezeichneten Leitungen sollen identische Bezugszeichen tragen.
Die besagten Leitungen 10 können insbesondere über Steckverbindungen 100, die durch ineinander steckbare Teile 101, 103 gebildet sind, die jeweils mit einer Dichtung 102 in Form eines O-Ringes gegeneinander abgedichtet sind, mit Aggregaten des Kraftfahrzeuges verbunden sein. Wird eine solche Verbindung 100 gelöst oder ist eine der Leitungen 10 undicht, gelangt Falschluft in die betreffende Leitung 10 und der (systemabhängige) vorbestimmbare Unterdruck, der sich beim Volllastregenerieren im Kraftstofftanksystem 300 einstellt, sinkt, was mittels Drucksensoren messbar ist. Gemäß 1 ist zumindest ein solcher Drucksensor 310 im Kraftstofftank 301 selbst angeordnet. Optional kann ein zusätzlicher Drucksensor 311 in der Entlüftungsleitung 302 des Kraftstofftanksystems 300 vor dem Adsorptionsfilter 304 vorgesehen sein.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 19502776 C2 [0003]

Claims

System zur Überwachung der Dichtigkeit von Leitungen (10) eines Kraftfahrzeuges, mit einer Überwachungsleitung (20), die zum Überwachen der Dichtigkeit zumindest einer Leitung (10) des Kraftfahrzeuges mit jener mindestens einen Leitung (10) verbunden ist, gekennzeichnet durch eine Volllastregenerierungsleitung (30), die über eine Drosselklappe (4) mit einem Ansaugtrakt (3) einer Brennkraftmaschine (2) des Kraftfahrzeuges verbunden ist, und über die in einem Adsorptionsfilter (304) eines Kraftstofftanksystems (300) des Kraftfahrzeuges adsorbierter Kraftfahrstoff zum Regenerieren des Adsorptionsfilters (304) in den Ansaugtrakt (3) gelangen kann, wobei die Überwachungsleitung (20) zum Beaufschlagen der Überwachungsleitung (20) mit einem Unterdruck mit der Vollastregenerierungsleitung (30) verbunden ist.
System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Überwachungsleitung (30) als eine Summenleitung ausgebildet ist, die mit einer Mehrzahl an auf ihre Dichtigkeit hin zu überwachenden Leitungen (10) des Kraftfahrzeuges verbunden ist.
System nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine Regenerierungsleitung (306) vorgesehen ist, über die der Adsorptionsfilter (304) über ein Tankentlüftungsventil (307) mit dem Ansaugtrakt (3) verbunden ist, wobei die Regenerierungsleitung (306) insbesondere stromabwärts der Drosselklappe (4) in den Ansaugtrakt (3) einmündet, und wobei die Regenerierungsleitung (306) insbesondere ein Rückschlagventil (309) aufweist, das zwischen dem Tankentlüftungsventil (307) und dem Ansaugtrakt (3) angeordnet ist.
System nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Regenerierungsleitung (306) stromabwärts des Tankentlüftungsventils (307) über eine Verbindungsleitung (21) mit der Vollastregenerierungsleitung (30) verbunden ist, wobei die Verbindungsleitung (21) insbesondere zwischen dem Tankentlüftungsventil (307) und dem besagten Rückschlagventil (309) der Regenerierungsleitung (306) in die Regenerierungsleitung (306) einmündet.
System nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Überwachungsleitung (20) in die Verbindungsleitung (21) einmündet.
System nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungsleitung (21) über eine Venturidüse (200) mit der Volllastregenerierungsleitung (30) verbunden ist.
System nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungsleitung (21) ein Rückschlagventil (22) aufweist, wobei insbesondere die Überwachungsleitung (20) zwischen dem Rückschlagventil (22) der Verbindungsleitung (21) und der Venturidüse (200) in die Verbindungsleitung (21) einmündet.
System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zum Messen des Unterdruckes zumindest ein Drucksensor (310, 311) vorgesehen ist, wobei der mindestens eine Drucksensor (310, 311) insbesondere im Kraftstofftanksystem (300) angeordnet ist.
System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine auf ihre Dichtigkeit hin zu überwachende Leitung (10) über eine Steckverbindung (100), die insbesondere mit einer Dichtung in Form eines O-Rings (102) abgedichtet ist, mit einem Kraftfahrzeugteil verbunden ist.
Verfahren zum Überwachen der Dichtigkeit von Leitungen eines Kraftfahrzeuges, insbesondere unter Verwendung eines Systems nach einem der Ansprüche 1 bis 9, aufweisend die Schritte: Bereitstellen einer Verbindung zwischen einer Überwachungsleitung (20) und einer Volllastregenerierungsleitung (30), die über eine Drosselklappe (4) mit einem Ansaugtrakt (3) einer Brennkraftmaschine (2) des Kraftfahrzeuges verbunden ist, Bereitstellen einer Verbindung zwischen der Überwachungsleitung (20) und zumindest einer auf ihre Dichtigkeit hin zu überwachenden Leitung (10) des Kraftfahrzeuges, Volllastregenerieren eines Adsorptionsfilters (304) eines Kraftstofftanksystems (300) des Kraftfahrzeuges, so dass in dem Adsorptionsfilter (304) adsorbierter Kraftstoff über die Volllastregenerierungsleitung (30) in den Ansaugtrakt (3) gelangen kann und die Überwachungsleitung (20) mit einem Unterdruck beaufschlagt wird, wobei bei einer dichten Leitung (10) der Druck im Kraftstofftanksystem (300) einen vorbestimmbarer Unterdruck erreicht, Messen des Druckes im Kraftstofftanksystem (300) mittels eines Drucksensors (310, 311) und Vergleichen jenes gemessenen Druckes mit dem vorbestimmbaren Unterdruck.