DE102012004066B4 - Method for regenerating an adsorption filter of a tank ventilation system for hybrid vehicles - Google Patents

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Abstract

Verfahren zur Regenerierung eines Adsorptionsfilters eines Tankentlüftungssystems für Hybridfahrzeuge während des Betriebs der Brennkraftmaschine, wobei die Brennkraftmaschine zeitweilig in einer Betriebsart zur optimierten Regeneration des Adsorptionsfilters betrieben wird, und dafür eine Betriebspunktverschiebung ausgehend von einem ersten Betriebspunkt zu einem neuen, für die optimierte Regeneration des Adsorptionsfilters geeigneten Betriebspunkt erfolgt, wobei ein Sollwert einer Drehzahl und / oder ein Sollwert eines Drehmoments an der Kurbelwelle der Brennkraftmaschine für die Betriebspunktverschiebung wenigstens bis zu einem Schwellenwert verringert wird, dadurch gekennzeichnet, dass sich der Schwellenwert aus einem Betriebspunkt ergibt, bei dem der in einem aktuell vorhandenen Spülstrom enthaltene Kraftstoffanteil einer für den Betriebspunkt gewünschten Kraftstoffmasse im Brennraum der Brennkraftmaschine entspricht.A method for regenerating an adsorption filter of a tank ventilation system for hybrid vehicles during operation of the internal combustion engine, wherein the internal combustion engine is operated temporarily in an operating mode for optimized regeneration of the adsorption filter, and for an operating point shift from a first operating point to a new, suitable for the optimized regeneration of the adsorption filter Operating point takes place, wherein a desired value of a speed and / or a desired value of a torque at the crankshaft of the internal combustion engine for the operating point shift is reduced to at least a threshold value, characterized in that the threshold value results from an operating point in which the currently existing Rinse flow contained fuel content corresponds to a desired for the operating point fuel mass in the combustion chamber of the internal combustion engine.

Description

Technisches Gebiet Technical area

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Regenerierung eines Adsorptionsfilters eines Tankentlüftungssystems für Hybridfahrzeuge. Als Hybridfahrzeuge werden Fahrzeuge verstanden, welche über eine elektrische Maschine und eine Brennkraftmaschine als Antriebsaggregat verfügen. The present invention relates to a method for regenerating an adsorption filter of a tank ventilation system for hybrid vehicles. As hybrid vehicles are understood vehicles that have an electric machine and an internal combustion engine as a drive unit.

Stand der Technik State of the art

Hybridfahrzeuge, die neben einem Elektromotor mit einer Brennkraftmaschine ausgestattet sind, verfügen über Kraftstofftanks, welche den für den Betrieb der Brennkraftmaschine erforderlichen Kraftstoff speichern. Für nach dem Otto-Prinzip arbeitende Brennkraftmaschinen werden dementsprechend Ottokraftstoffe im Kraftstofftank gespeichert. Herkömmliche flüssige Ottokraftstoffe bestehen aus einem Gemisch verschiedener Kohlenwasserstoffe, deren Verdampfungstemperaturen im Bereich normaler Umgebungstemperaturen oder auch geringerer Temperaturen liegen. Deshalb kommt es bei einer Speicherung von flüssigem Ottokraftstoff im Kraftstofftank zum Verdampfen eines Anteils des Kraftstoffs. Neben dem flüssigen Kraftstoff befindet sich demnach auch verdampfter, gasförmiger Kraftstoff im Kraftstofftank. Dieser Effekt tritt bei allen Kraftstoffen auf, die unter den normalen Betriebsbedingungen des Motors eine Verdampfungsneigung zeigen. Durch die fortschreitende Verdampfung des flüssigen Kraftstoffs bei entsprechenden Temperaturen kommt es zu Druckerhöhungen im Kraftstofftank, den mit verschiedenen Mitteln entgegengewirkt wird. Entsprechend aktueller Emissionsvorschriften, deren Einhaltung durch den zulassungsrelevanten SHED-Test ermittelt wird, muss es jedoch vermieden werden, dass diese gasförmigen Kohlenwasserstoffe an die Umgebung gelangen und dort zu Gesundheits- und Umweltschädigungen führen. Zur Vermeidung von hohen Bauteilkosten wird der Kraftstofftank jedoch nicht als Druckbehälter ausgeführt, sondern nur bis zu einer relativen Druckdifferenz von etwa +/–50 mbar dimensioniert. Zur Vermeidung von Druckbelastungen werden Druckausgleichsysteme verwendet. Dazu sind in herkömmlichen Hybridfahrzeugen mit einer Brennkraftmaschine neben Tankbelüftungssystemen auch Tankentlüftungssysteme vorgesehen, bei denen der gasförmige Kraftstoff aus dem Kraftstofftank abgeleitet wird und somit eine Druckerhöhung unterbunden wird. Der abgeleitete Kraftstoff wird dann in einem Aktivkohlebehälter beziehungsweise Adsorptionsfilter zwischengespeichert und beim Betrieb der Brennkraftmaschine der Verbrennung über entsprechende Verbindungen, Vorrichtungen und Steuerungen zugeführt. Entsprechend der Speicherkapazität dieser Adsorptionsfilter sind bestimmte Spülzyklen, in denen der im Adsorptionsfilter adsorbierte beziehungsweise gespeicherte Kraftstoff ausgespült wird, notwendig. Die Spülung kann entweder passiv in bestimmten Betriebspunkten der Brennkraftmaschine oder auch aktiv unter Verwendung zusätzlicher Pumpen erfolgen. Kann der Adsorptionsfilter nicht gespült werden, da das Kraftfahrzeug zum Beispiel längere Zeit stillsteht, wird die maximale Aufnahmekapazität erreicht. Die Adsorptionswirkung des Adsorptionsfilters geht verloren und es wird verdampfter Kraftstoff an die Umgebung abgegeben. Hier spricht man im Allgemeinen vom Durchbrechen des Adsorptionsfilters. Die Wirkung des Tankentlüftungssystems zeigt sich vor allem bei der Erwärmung des Ottokraftstoffs durch hohe Umgebungstemperaturen, durch Abwärme beim Betrieb der Brennkraftmaschine und durch mechanische Verluste in der Kraftstoffversorgung, wie zum Beispiel in der Kraftstoffpumpe. Auch Emissionen, die durch lange Standzeiten des Kraftfahrzeugs oder auch beim Nachtanken von Kraftstoff entstehen, können in den folgenden Betriebsphasen der Brennkraftmaschine aus dem Adsorptionsfilter regeneriert werden. Hybrid vehicles, which are equipped with an internal combustion engine in addition to an electric motor, have fuel tanks, which store the fuel required for the operation of the internal combustion engine. Accordingly, for petrol engines operating on the Otto principle, gasoline fuels are stored in the fuel tank. Conventional liquid gasoline fuels consist of a mixture of different hydrocarbons whose evaporation temperatures are in the range of normal ambient temperatures or even lower temperatures. Therefore, storing liquid gasoline in the fuel tank will vaporize a portion of the fuel. In addition to the liquid fuel is therefore also vaporized, gaseous fuel in the fuel tank. This effect occurs with all fuels that show a tendency to vaporize under normal engine operating conditions. Due to the progressive evaporation of the liquid fuel at corresponding temperatures, there are pressure increases in the fuel tank, which is counteracted by various means. According to current emission regulations, compliance with which is determined by the approval-relevant SHED test, it must be avoided, however, that these gaseous hydrocarbons reach the environment and lead to health and environmental damage there. To avoid high component costs, however, the fuel tank is not designed as a pressure vessel, but dimensioned only up to a relative pressure difference of about +/- 50 mbar. To avoid pressure loads, pressure equalization systems are used. For this purpose, tank ventilation systems are also provided in conventional hybrid vehicles with an internal combustion engine in addition to tank ventilation systems in which the gaseous fuel is discharged from the fuel tank and thus an increase in pressure is prevented. The derived fuel is then temporarily stored in an activated carbon container or adsorption filter and supplied to the combustion of the internal combustion engine via corresponding connections, devices and controls during operation. Depending on the storage capacity of these adsorption filters, certain rinsing cycles in which the fuel adsorbed or stored in the adsorption filter is flushed out are necessary. The flushing can be done either passively in certain operating points of the internal combustion engine or actively using additional pumps. If the adsorption filter can not be rinsed, since the motor vehicle, for example, is stationary for a longer time, the maximum absorption capacity is achieved. The adsorption effect of the adsorption filter is lost and vaporized fuel is released to the environment. This is generally referred to as the breaking of the adsorption filter. The effect of the tank ventilation system is particularly evident in the heating of the gasoline by high ambient temperatures, by waste heat during operation of the internal combustion engine and by mechanical losses in the fuel supply, such as in the fuel pump. Even emissions that arise due to long service life of the motor vehicle or refueling of fuel can be regenerated from the adsorption in the following operating phases of the engine.

Bei herkömmlichen Systemen wird die Wirksamkeit der Regeneration des Adsorptionsfilters unter anderem durch die verfügbare Druckdifferenz zur Spülung und durch motorische Parameter, welche den maximal verträglichen Kraftstoffeintrag über die Tankentlüftung beschreiben, begrenzt. Die motorische Begrenzung tritt über eine minimal mögliche Einspritzzeit der Kraftstoffeinspritzventile ein. Wenn Kraftstoff über die Tankentlüftung zur Verbrennung zugeführt wird, muss die eingespritzte Menge und somit die Einspritzdauer über die Injektoren reduziert werden, damit das Luft-Kraftstoffgemisch stöchiometrisch verbrennen kann. In herkömmlichen Brennkraftmaschinen dienen die Kraftstoffeinspritzventile der Gemischregelung als Steller für die Stellgröße der einzubringenden Kraftstoffmasse. Diese müssen immer oberhalb einer minimal möglichen Einspritzzeit betrieben werden, um eine Gemischregelung zu gewährleisten. In conventional systems, the effectiveness of the regeneration of the adsorption filter is limited, inter alia, by the available pressure difference to the purge and by motor parameters which describe the maximum compatible fuel input via the tank vent. The motor limit occurs over a minimum possible injection time of the fuel injection valves. If fuel is supplied to the combustion via the tank breather, the injected quantity and thus the duration of injection via the injectors must be reduced so that the air-fuel mixture can burn stoichiometrically. In conventional internal combustion engines, the fuel injection valves of the mixture control serve as actuators for the manipulated variable of the fuel mass to be introduced. These must always be operated above a minimum possible injection time to ensure a mixture control.

Wird beim Betrieb des Hybridfahrzeuges der elektromotorische Antrieb häufiger oder vorrangig angewendet, stehen weniger Zyklen zur Spülung des Adsorptionsfilters zur Verfügung. Wird die Brennkraftmaschine nur als Nebenaggregat verwendet, um zum Beispiel die Reichweite des Kraftfahrzeugs zu erhöhen, muss die Einsatzbereitschaft stets sichergestellt sein und ausreichend viel Kraftstoff mitgeführt werden. Dann verschärft sich das Problem weiter, da ein Betrieb der Brennkraftmaschine nur in Ausnahmefällen und nur für kurze Zeitdauer erforderlich ist. Die Brennkraftmaschine wird weitgehend in wirkungsgradoptimalen Betriebspunkten betrieben, in denen die konventionelle Tankentlüftung nicht beziehungsweise nur mit eingeschränkter Wirksamkeit arbeiten kann. Emissionen, die durch verdampften Kraftstoff entstehen, müssen jedoch auch in diesen Betriebsphasen vermieden werden. Der Kraftstofftank kann als Druckbehälter ausgeführt sein, was sich aber als nachteilig für Bauteilkosten, Bauteilgewicht und auch bedingt durch den hohen Behälterdruck für das Nachtanken darstellt. Herkömmliche Verfahren mit einer Zwischenspeicherung und anschließender Zufuhr zur Verbrennung, bei denen die Regenerationszyklen dem Betriebspunkt der Brennkraftmaschine untergeordnet werden, sind dafür nicht geeignet. If the electric motor drive is used more frequently or with priority during operation of the hybrid vehicle, fewer cycles are available for purging the adsorption filter. If the internal combustion engine used only as an accessory, for example, to increase the range of the motor vehicle, the operational readiness must always be ensured and sufficient fuel to be carried. Then the problem further exacerbates because an operation of the internal combustion engine is required only in exceptional cases and only for a short period of time. The internal combustion engine is largely operated in efficiency-optimal operating points in which the conventional tank ventilation can not work or only with limited effectiveness. Emissions vaporized by Fuel is generated, but must be avoided even in these operating phases. The fuel tank can be designed as a pressure vessel, but this is disadvantageous for component costs, component weight and also due to the high container pressure for refueling. Conventional methods with a buffering and subsequent supply to the combustion, in which the regeneration cycles are subordinated to the operating point of the internal combustion engine, are not suitable for this purpose.

Aus der Offenlegungsschrift DE 101 62 067 A1 ist eine adaptive Kraftstoffstrategie für ein Hybridelektrofahrzeug bekannt. Mittels dieser Kraftstoffstrategie wird die an eine Verbrennungskraftmaschine gelieferte Kraftstoffmenge angepasst, um die Motoreffizienz und die Emissionen zu optimieren. Unter anderem wird dazu der Beladungszustand eines Kraftstoffdampfbehälters einbezogen. From the publication DE 101 62 067 A1 An adaptive fuel strategy for a hybrid electric vehicle is known. By means of this fuel strategy, the amount of fuel delivered to an internal combustion engine is adjusted to optimize engine efficiency and emissions. Among other things, the loading state of a fuel vapor container is included.

Aus den Offenlegungsschriften DE 10 2007 002 188 A1 und WO 2009/122254 A2 geht ein Hybrid-Fahrzeug mit einem Verbrennungsmotor, einem Elektromotor und einem Tankentlüftungssystem hervor. Das Tankentlüftungssystem ist mit einer regenerierbaren Filtereinrichtung ausgestattet, wobei der Kraftstoffdampf aus der Filtereinrichtung über Spülleitungen dem Ansaugtrakt des Verbrennungsmotors zuführbar ist. Mittels einer Steuereinrichtung wird in Abhängigkeit des Beladungszustandes der Filtereinrichtung bei einem reinen Elektrobetrieb des Hybrid-Fahrzeuges der Verbrennungsmotor zugeschaltet, um die Regeneration der Filtereinrichtung zu ermöglichen. From the publications DE 10 2007 002 188 A1 and WO 2009/122254 A2 goes out a hybrid vehicle with an internal combustion engine, an electric motor and a tank ventilation system. The tank ventilation system is equipped with a regenerable filter device, wherein the fuel vapor from the filter device can be fed via flushing lines to the intake tract of the internal combustion engine. By means of a control device, the internal combustion engine is switched on in a pure electric operation of the hybrid vehicle in response to the loading state of the filter device to enable the regeneration of the filter device.

Aus der Offenlegungsschrift DE 10 2008 022 082 A1 geht ein Verfahren zum Betreiben eines Antriebsstrangs in einem Fahrzeug mit einem elektrischen Antrieb und einer Brennkraftmaschine hervor. Das Verfahren umfasst das Bereitstellen eines Antriebsmoments sowohl vom elektrischen Antrieb, als auch von der Brennkraftmaschine. Es wird angeführt, dass der verfügbare Ausgangsdrehmomentbereich der Brennkraftmaschine adaptiv an die Fahrzeugbetriebsbedingungen angepasst wird. Als Beispiel wird ein Betrieb des Kraftstoffdampfspülens beschrieben, bei welchem das Brennkraftmaschinendrehmoment angepasst wird, um den geforderten Unterdruck zum Spülen von Kraftstoffdampf bereitzustellen. Zur Erfüllung eines geforderten Antriebsmomentes wird eine Anhebung des Drehmoments vom elektrischen Antrieb vorgenommen. From the publication DE 10 2008 022 082 A1 discloses a method of operating a powertrain in a vehicle having an electric drive and an internal combustion engine. The method includes providing a drive torque from both the electric drive and the engine. It is stated that the available output torque range of the engine is adaptively adjusted to the vehicle operating conditions. By way of example, an operation of fuel vapor purging is described in which the engine torque is adjusted to provide the required vacuum for purging fuel vapor. To fulfill a required drive torque an increase of the torque is made by the electric drive.

Aus der Offenlegungsschrift DE 10 2007 058 232 A1 geht ein Verfahren zur Regenerierung eines Adsorptionsfilters eines Tankentlüftungssystems von Hybridfahrzeugen hervor, bei dem die Brennkraftmaschine zur Erhöhung des in Abhängigkeit von einem abgasseitigen Lambdawert der Brennkraftmaschine gesteuert zugeführten Spülstromes mit einem höheren Drehmoment betrieben wird. Der nicht für den Antrieb des Fahrzeugs erforderliche Drehmomentanteil wird einem elektrischen Generator zur Erzeugung eines Batterieladestroms zugeführt. From the publication DE 10 2007 058 232 A1 shows a method for regenerating an adsorption filter of a tank ventilation system of hybrid vehicles, in which the internal combustion engine is operated to increase the controlled as a function of an exhaust gas lambda value of the internal combustion engine supplied purge stream with a higher torque. The torque component not required for driving the vehicle is supplied to an electric generator for generating a battery charging current.

Lässt der Energiestatus der elektrischen Komponenten, insbesondere der Batterie, keinen Ladestrom zu, so kann der durch den Generator erzeugte Batterieladestrom nicht verwendet werden und muss über sonstige Verbraucher abgeführt werden. Dies stellt aber keine wirkungsgradoptimale Alternative dar, da der Batterieladestrom dann meist über nutzbare Verbraucher, wie zum Beispiel Lenkradheizvorrichtungen, vernichtet wird. If the energy status of the electrical components, in particular of the battery, does not permit a charging current, the battery charging current generated by the generator can not be used and must be dissipated via other consumers. However, this does not represent an efficiency-optimal alternative since the battery charging current is then usually destroyed by usable consumers, such as steering wheel heating devices.

Aufgabe der Erfindung Object of the invention

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein optimiertes Verfahren zur Regenerierung eines Adsorptionsfilters eines Tankentlüftungssystems für Hybridfahrzeuge bereitzustellen. The object of the invention is to provide an optimized method for regenerating an adsorption filter of a tank ventilation system for hybrid vehicles.

Lösung der Aufgabe Solution of the task

Die Aufgabe wird durch ein Verfahren zur Regenerierung eines Adsorptionsfilters eines Tankentlüftungssystems für Hybridfahrzeuge nach den Merkmalen des Patentanspruches 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen des Verfahrens sind im Ausführungsbeispiel und in den abhängigen Ansprüchen angeführt. The object is achieved by a method for regenerating an adsorption filter of a tank ventilation system for hybrid vehicles according to the features of patent claim 1. Advantageous embodiments of the method are given in the exemplary embodiment and in the dependent claims.

Beschreibung der Erfindung Description of the invention

Die Erfindung stellt ein Verfahren zur optimierten Regenerierung eines Adsorptionsfilters eines Tankentlüftungssystems für Hybridfahrzeuge während des Betriebs der Brennkraftmaschine bereit, wobei die Brennkraftmaschine zeitweilig in einer Betriebsart zur optimierten Regeneration des Adsorptionsfilters betrieben wird. Dafür wird eine Betriebspunktverschiebung ausgehend von einem ersten Betriebspunkt zu einem neuen, für die optimierte Regeneration des Adsorptionsfilters geeigneten Betriebspunkt durchgeführt. Reicht die aus der Regeneration des Adsorptionsfilters zur Verfügung stehende Kraftstoffmenge nicht für die Aufrechterhaltung des aktuellen Betriebspunktes aus, wird die Betriebspunktverschiebung hin zu einem neuen Betriebspunkt mit niedrigerer Drehzahl und / oder niedrigerem Drehmoment durchgeführt. Die Betriebspunktvorgabe für die Brennkraftmaschine erfolgt dabei so, dass eine schnelle und vollständige Regeneration des Adsorptionsfilters erfolgen kann. Dabei wird ein Sollwert einer Drehzahl und / oder ein Sollwert eines Drehmomentes an der Kurbelwelle einer Brennkraftmaschine wenigstens bis zu einem Schwellenwert oder darüber hinaus verringert, wobei sich der Schwellenwert aus einem Betriebspunkt ergibt, bei dem der in einem Spülstrom enthaltene Kraftstoffanteil einer für den Betriebspunkt gewünschten Kraftstoffmasse im Brennraum der Brennkraftmaschine entspricht. The invention provides a method for optimized regeneration of an adsorption filter of a tank ventilation system for hybrid vehicles during operation of the internal combustion engine, wherein the internal combustion engine is operated temporarily in an operating mode for optimized regeneration of the adsorption filter. For this purpose, an operating point shift is carried out starting from a first operating point to a new operating point suitable for the optimized regeneration of the adsorption filter. If the amount of fuel available from regeneration of the adsorption filter is insufficient to maintain the current operating point, the operating point shift is made to a new operating point of lower speed and / or lower torque. The operating point specification for the internal combustion engine is carried out so that a fast and complete regeneration of the adsorption filter can take place. In this case, a nominal value of a rotational speed and / or a nominal value of a torque at the crankshaft of an internal combustion engine is reduced at least to a threshold value or beyond, wherein the threshold value from an operating point results in which the fuel contained in a purge flow corresponds to a desired for the operating point fuel mass in the combustion chamber of the internal combustion engine.

Die für jeden Betriebspunkt gewünschte Kraftstoffmenge ergibt sich aus einer Drehmomentanforderung an die Brennkraftmaschine und aus einem der Verbrennung zugrunde gelegten Brennverfahren, welches eine bestimmte Anforderung an ein Luft-Kraftstoffverhältnis im Brennraum stellt. In konventionellen Systemen zur Steuerung der Brennkraftmaschine wird ausgehend von dem gewünschten Drehmoment eine einzuspritzende Kraftstoffmasse eingestellt. The fuel quantity desired for each operating point results from a torque request to the internal combustion engine and from a combustion method on which the combustion is based, which sets a specific requirement for an air-fuel ratio in the combustion chamber. In conventional systems for controlling the internal combustion engine, starting from the desired torque, a fuel mass to be injected is set.

Erfindungsgemäß wird hingegen das für die Verbrennung im Brennraum der Brennkraftmaschine gewünschte Luft-Kraftstoffverhältnis durch den gegebenen Luft-Kraftstoffmassestrom aus dem Adsorptionsfilter, also dem Spülstrom und bei Bedarf einer entsprechenden, variablen Zumengung von Frischluft über eine Drosselklappe oder andere Regelungseinrichtungen zur Zumengung von Frischluft für die Verbrennung eingestellt, woraus sich ein einzustellender Betriebspunkt ergibt. According to the invention, however, the desired for the combustion in the combustion chamber of the engine air-fuel ratio by the given air-fuel mass flow from the adsorption, ie the purge flow and, if necessary, a corresponding variable Zumengung of fresh air through a throttle or other control devices for the addition of fresh air for the Combustion set, resulting in an operating point to be set.

Die Betriebspunktverschiebung zu einem neuen Betriebspunkt kann in Abhängigkeit der Art des Zusammenwirkens der Antriebsaggregate des Hybridfahrzeugs entweder durch die Veränderung der Drehzahl, durch die Veränderung des Drehmomentes oder durch die Veränderung der Drehzahl und des Drehmomentes an der Kurbelwelle erfolgen. The operating point shift to a new operating point can be done either by changing the rotational speed, by changing the torque or by changing the rotational speed and the torque at the crankshaft, depending on the nature of the interaction of the drive units of the hybrid vehicle.

Der Schwellenwert für die Reduzierung des Drehmomentes und / oder der Drehzahl an der Kurbelwelle der Brennkraftmaschine ergibt sich aus der Kraftstoffmenge, welche ausschließlich durch die Spülung des Adsorptionsfilters zur Verfügung gestellt werden kann. Der aus dem Spülvorgang zur Verfügung stehende Massestrom des Luft-Kraftstoffgemischs, also der Spülstrom, ist hinsichtlich seiner Masse und Zusammensetzung bekannt. Diese Eigenschaften des Spülstroms können entweder direkt oder indirekt durch entsprechende Sensoren beziehungsweise entsprechende Messtechnik ermittelt oder auch durch entsprechende Modellannahmen geschätzt werden. Als direkte Ermittlung der Eigenschaften ist die Analyse des Spülstroms zu verstehen. Als indirekte Ermittlung der Eigenschaften ist die Analyse der Wirkung des Spülstroms auf die Verbrennung im Brennraum zu verstehen. The threshold value for the reduction of the torque and / or the rotational speed at the crankshaft of the internal combustion engine results from the amount of fuel which can be provided exclusively by the purging of the adsorption filter. The mass flow of the air-fuel mixture available from the flushing process, that is to say the flushing flow, is known with regard to its mass and composition. These properties of the purge flow can be determined either directly or indirectly by means of corresponding sensors or corresponding measurement technology or estimated by appropriate model assumptions. As a direct determination of the properties is the analysis of the purge flow to understand. The indirect determination of the properties is to be understood as the analysis of the effect of the purge stream on the combustion in the combustion chamber.

Daraus ergibt sich die Menge an Frischluft, welche dem Luft-Kraftstoffgemisch aus der Regeneration zugemengt werden muss, um ein vorbestimmtes Luft-Kraftstoffgemisch für die dem Brennverfahren entsprechende gewünschte Zusammensetzung zu erzeugen. Aus dieser Menge an Luft-Kraftstoffgemisch im Brennraum für die einzelne Verbrennung ergibt sich der Schwellenwert für die Drehzahl und / oder das Drehmoment an der Kurbelwelle der Brennkraftmaschine. This results in the amount of fresh air that must be added to the air-fuel mixture from the regeneration to produce a predetermined air-fuel mixture for the desired composition corresponding to the combustion process. From this amount of air-fuel mixture in the combustion chamber for the individual combustion results in the threshold value for the rotational speed and / or the torque at the crankshaft of the internal combustion engine.

Für den sicheren Betrieb der Brennkraftmaschine ist der Frischgasanteil des Spülstroms für die Regeneration des Adsorptionsfilters so zu wählen, dass sich stets ein für die Verbrennung gewünschtes oder fetteres, d.h. mit Kraftstoffüberschuss versehenes Luft-Kraftstoffverhältnis des Spülstroms einstellt. Dies erfolgt beispielsweise durch zusätzliche Drosseleinrichtungen oder durch zusätzliche Pumpeneinrichtungen im Tankentlüftungssystem, mit denen der Massestrom des Frischgases zur Spülung und somit das Luft-Kraftstoffverhältnis des Spülstroms eingestellt werden kann. Alternativ kann die Einstellung des Luft-Kraftstoffverhältnis im Brennraum der Brennkraftmaschine auch über die Dosierung der Frischluft über den Luftpfad der Brennkraftmaschine erfolgen. For the safe operation of the internal combustion engine, the fresh gas portion of the purge stream for the regeneration of the adsorption filter is to be chosen such that there is always a desired or richer, ie. set fuel-rich air-fuel ratio of the purge flow. This is done for example by additional throttle devices or by additional pumping devices in the tank ventilation system, with which the mass flow of the fresh gas for flushing and thus the air-fuel ratio of the purge flow can be adjusted. Alternatively, the adjustment of the air-fuel ratio in the combustion chamber of the internal combustion engine via the metering of the fresh air via the air path of the internal combustion engine.

Dadurch ist es möglich, dass entweder keine Zumengung von Frischgas vorgenommen werden muss, wenn das Luft-Kraftstoffverhältnis des Spülstroms dem gewünschten Luft-Kraftstoffverhältnis entspricht oder eine Zumengung von Frischgas zu einem für die Verbrennung zu fetten Spülstrom für die Herstellung des gewünschten Luft-Kraftstoffverhältnis vorgenommen werden muss. This makes it possible that either no addition of fresh gas must be made when the air-fuel ratio of the purge stream corresponds to the desired air-fuel ratio or a Zumengung of fresh gas to a combustion to rich purge flow for the production of the desired air-fuel ratio made must become.

Erfindungsgemäß wird wenigstens ein Kraftstoffeinspritzventil, in vorteilhafter Weise werden alle Kraftstoffeinspritzventile der Brennkraftmaschine im neuen Betriebspunkt deaktiviert. Dadurch kann der Anteil des Kraftstoffs aus der Tankentlüftung, welcher an der Verbrennung teilnimmt, auf einhundert Prozent gesteigert werden, um somit eine schnelle Regenerierung zu ermöglichen. Eine schnelle Regenerierung des Adsorptionsfilters ist besonders vorteilhaft, da die Brennkraftmaschine für den Einsatz in Hybridfahrzeugen teilweise nach längerem Stillstand und dementsprechend beladenen Adsorptionsfilter nur für eine kurze Zeitdauer betrieben wird. Das erfindungsgemäße Verfahren kann auch auf nur einen Zylinder einer Mehrzylinderbrennkraftmaschine angewendet werden, wobei die weiteren Zylinder normal betrieben werden. According to the invention, at least one fuel injection valve, in an advantageous manner, all the fuel injection valves of the internal combustion engine are deactivated at the new operating point. Thereby, the proportion of the fuel from the tank ventilation, which participates in the combustion, can be increased to one hundred percent, thus allowing a fast regeneration. A fast regeneration of the adsorption filter is particularly advantageous because the internal combustion engine is operated for use in hybrid vehicles, in part after a long period of inactivity and accordingly loaded adsorption filter only for a short period of time. The inventive method can also be applied to only one cylinder of a multi-cylinder internal combustion engine, wherein the other cylinders are operated normally.

Die fehlende Antriebsleistung des Hybridfahrzeugs zur Erfüllung des Fahrerwunsches wird aus einer elektrischen Maschine bereitgestellt, da sich bei Hybridfahrzeugen die Fahrleistung aus der Summe der Antriebsleistung von Brennkraftmaschine und elektrischer Maschine ergibt. Auch bei stark wechselnder Leistungsanforderung, zum Beispiel bei einer dynamischen Fahrweise des Fahrers, kann die Brennkraftmaschine in ein und demselben konstanten Betriebspunkt betrieben werden, da die elektrische Maschine jede Differenz zur Leistungsanforderung in Form einer Drehzahldifferenz und / oder Drehmomentdifferenz innerhalb der Grenzen der zur Verfügung stehenden Reserven ausgleichen kann. The lack of drive power of the hybrid vehicle to fulfill the driver's request is provided by an electric machine, since in hybrid vehicles, the mileage results from the sum of the drive power of the engine and electric machine. Even if the power demand varies greatly, for example in the case of a dynamic driving style of the driver, the internal combustion engine can be operated at the same constant operating point, since the electric machine can make any difference to the power requirement in the form of a speed difference and / or torque difference within the limits of the available Can compensate for reserves.

Ausführungsbeispiel Drehmomentverringerung Embodiment torque reduction

Beispielhaft wird hier eine Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens dargestellt. In den dazugehörigen Figuren zeigen: By way of example, an embodiment of the method according to the invention is shown here. In the accompanying figures show:

1: eine schematische Darstellung einer Betriebspunktverschiebung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens, 1 : a schematic representation of an operating point shift for carrying out the method according to the invention,

2: eine schematische Darstellung einer Veränderung der Kraftstoffmasse im Brennraum durch die Betriebspunktverschiebung und 2 : A schematic representation of a change in the fuel mass in the combustion chamber by the operating point shift and

3: eine schematische Darstellung von Drehmomentanteilen für ein erforderliches Antriebsmoment. 3 : A schematic representation of torque components for a required drive torque.

Das Verfahren zur Regenerierung eines Adsorptionsfilters eines Tankentlüftungssystems für Hybridfahrzeuge während des Betriebs der Brennkraftmaschine beinhaltet eine Betriebspunktverschiebung (1) innerhalb eines Betriebskennfeldes (2) der Brennkraftmaschine, dargestellt in einem Diagramm in 1, von einem ersten Betriebspunkt (3) zu einem neuen Betriebspunkt (4). Die Betriebspunktverschiebung (1) soll unter Beibehaltung der Drehzahl (5) durch eine Verringerung des Drehmomentes (6) an der Kurbelwelle innerhalb einer Zeitdauer (7) erfolgen, da die aus der Spülung des Adsorptionsfilters für die Verbrennung zur Verfügung stehende Adsorptionskraftstoffmasse (8) erwartungsgemäß geringer als jene Kraftstoffmasse (9) ist, welche als Einspritzkraftstoffmenge (10) vor der Betriebspunktverschiebung (1) von den Kraftstoffeinspritzventilen für jeden Zyklus eingespritzt wurde, dargestellt in 2. Dafür werden zunächst die Eigenschaften eines Spülstroms zur Regeneration des Adsorptionsfilters ermittelt. The method for regenerating an adsorption filter of a tank ventilation system for hybrid vehicles during operation of the internal combustion engine includes an operating point shift ( 1 ) within an operating map ( 2 ) of the internal combustion engine, shown in a diagram in FIG 1 , from a first operating point ( 3 ) to a new operating point ( 4 ). The operating point shift ( 1 ) while maintaining the speed ( 5 ) by reducing the torque ( 6 ) on the crankshaft within a period of time ( 7 ), since the adsorption fuel mass available from the purging of the adsorption filter for combustion ( 8th ) as expected lower than that fuel mass ( 9 ), which as injection fuel quantity ( 10 ) before the operating point shift ( 1 ) was injected from the fuel injectors for each cycle, shown in FIG 2 , For this purpose, first the properties of a purge stream for the regeneration of the adsorption filter are determined.

Die ermittelten Informationen zu Massestrom des Spülstroms und einem Kraftstoffanteil beziehungsweise einem Luft-Kraftstoffverhältnis des Spülstroms und der Information zur Drehzahl (5) an der Kurbelwelle der Brennkraftmaschine ergeben eine Information zum Luft-Kraftstoffgemisch, welches für jeden Zyklus im Brennraum der Brennkraftmaschine aus der Regeneration des Adsorptionsfilters zur Verfügung steht. Das für die Spülung erforderliche Frischgas wird derart eingestellt, dass das Luft-Kraftstoffverhältnis des Spülstroms entweder dem für das Brennverfahren erforderlichen Luft-Kraftstoffverhältnis im Brennraum entspricht oder mit einem Kraftstoffüberschuss versehen ist. Die aus der Regeneration in jedem Brennraum und für jeden Zyklus zur Verfügung stehende Luft-Kraftstoffmasse und eine entsprechend des Luft-Kraftstoffverhältnisses des Spülstroms erforderliche Zumengung von Frischluft zum Einstellen des für das Brennverfahren erforderlichen Luft-Kraftstoffgemischs definiert die Luftfüllung und dementsprechend ein verringertes Drehmoment (12). Da die für den Betriebspunkt erforderliche Kraftstoffmasse nun ausschließlich aus der Regeneration des Adsorptionsfilters bereitgestellt wird, werden die Kraftstoffeinspritzventile deaktiviert, so dass sich die Einspritzkraftstoffmenge (10) nach der Betriebspunktverschiebung (1) auf null reduziert. The ascertained information about the mass flow of the purge flow and a proportion of fuel or an air-fuel ratio of the purge flow and the information about the rotational speed ( 5 ) on the crankshaft of the internal combustion engine provide information about the air-fuel mixture, which is available for each cycle in the combustion chamber of the internal combustion engine from the regeneration of the adsorption filter. The fresh gas required for the purging is adjusted so that the air-fuel ratio of the purge stream either corresponds to the required for the combustion process air-fuel ratio in the combustion chamber or is provided with a fuel surplus. The air-fuel mass available from the regeneration in each combustion chamber and for each cycle, and the amount of fresh air required to adjust the air-fuel mixture required for the combustion process in accordance with the air-fuel ratio of the purge flow, defines the air charge and, accordingly, a reduced torque (FIG. 12 ). Since the fuel mass required for the operating point is now provided exclusively from the regeneration of the adsorption filter, the fuel injection valves are deactivated, so that the injection fuel quantity ( 10 ) after the operating point shift ( 1 ) reduced to zero.

Das durch die Verringerung eines ersten Drehmomentes (11) des ersten Betriebspunktes (3) zu dem verringerten Drehmoment (12) des neuen Betriebspunktes (4) an der Kurbelwelle fehlende Antriebsmoment wird durch die im Hybridfahrzeug weiter vorhandene elektrische Maschine ersetzt. Demnach wird die fehlende Antriebsleistung durch ein elektrisch erzeugtes Drehmoment (13) der elektrischen Maschine des Hybridfahrzeugs zur Erfüllung des Fahrerwunsches bereitgestellt, so dass sich das gewünschte Antriebsmoment aus dem verringerten Drehmoment (12) der Brennkraftmaschine und dem elektrisch erzeugten Drehmoment (13) der elektrischen Maschine ergibt, dargestellt in 3. This by reducing a first torque ( 11 ) of the first operating point ( 3 ) to the reduced torque ( 12 ) of the new operating point ( 4 ) Missing drive torque on the crankshaft is replaced by the hybrid vehicle further existing electric machine. Accordingly, the lack of drive power by an electrically generated torque ( 13 ) of the electric machine of the hybrid vehicle to fulfill the driver's request provided, so that the desired drive torque from the reduced torque ( 12 ) of the internal combustion engine and the electrically generated torque ( 13 ) of the electric machine, shown in FIG 3 ,

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

1 1
Betriebspunktverschiebung Operating point shift
2 2
Betriebskennfeld Operation map
3 3
erster Betriebspunkt first operating point
4 4
neuer Betriebspunkt new operating point
5 5
Drehzahl rotation speed
6 6
Drehmoment torque
7 7
Zeitdauer time
8 8th
Adsorptionskraftstoffmasse Adsorptionskraftstoffmasse
9 9
Kraftstoffmasse Fuel mass
10 10
Einspritzkraftstoffmenge Injection fuel quantity
11 11
erstes Drehmoment first torque
12 12
verringertes Drehmoment reduced torque
13 13
elektrisch erzeugtes Drehmoment electrically generated torque

Claims (6)

Verfahren zur Regenerierung eines Adsorptionsfilters eines Tankentlüftungssystems für Hybridfahrzeuge während des Betriebs der Brennkraftmaschine, wobei die Brennkraftmaschine zeitweilig in einer Betriebsart zur optimierten Regeneration des Adsorptionsfilters betrieben wird, und dafür eine Betriebspunktverschiebung ausgehend von einem ersten Betriebspunkt zu einem neuen, für die optimierte Regeneration des Adsorptionsfilters geeigneten Betriebspunkt erfolgt, wobei ein Sollwert einer Drehzahl und / oder ein Sollwert eines Drehmoments an der Kurbelwelle der Brennkraftmaschine für die Betriebspunktverschiebung wenigstens bis zu einem Schwellenwert verringert wird, dadurch gekennzeichnet, dass sich der Schwellenwert aus einem Betriebspunkt ergibt, bei dem der in einem aktuell vorhandenen Spülstrom enthaltene Kraftstoffanteil einer für den Betriebspunkt gewünschten Kraftstoffmasse im Brennraum der Brennkraftmaschine entspricht. A method for regenerating an adsorption filter of a tank ventilation system for hybrid vehicles during operation of the internal combustion engine, wherein the internal combustion engine is operated temporarily in an operating mode for optimized regeneration of the adsorption filter, and for an operating point shift from a first operating point to a new, suitable for the optimized regeneration of the adsorption filter Operating point takes place, wherein a desired value of a rotational speed and / or a desired value of a torque at the crankshaft of the internal combustion engine for the operating point shift is reduced to at least a threshold value, characterized in that the threshold of results in an operating point at which the fuel contained in a currently present purge flow corresponds to a desired for the operating point fuel mass in the combustion chamber of the internal combustion engine. Verfahren zur Regenerierung eines Adsorptionsfilters eines Tankentlüftungssystems für Hybridfahrzeuge nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das für die Verbrennung im Brennraum der Brennkraftmaschine gewünschte Luft-Kraftstoffverhältnis durch den gegebenen Luft-Kraftstoffmassestrom aus dem Adsorptionsfilter und bei Bedarf durch eine variable Zumengung zusätzlicher Frischluft eingestellt wird. A method for regenerating an adsorption filter of a tank ventilation system for hybrid vehicles according to claim 1, characterized in that the desired for the combustion in the combustion chamber of the internal combustion engine air-fuel ratio is set by the given air-fuel mass flow from the adsorption and, if necessary, by a variable Zumengung additional fresh air. Verfahren zur Regenerierung eines Adsorptionsfilters eines Tankentlüftungssystems für Hybridfahrzeuge nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die durch die Betriebspunktverschiebung hervorgerufene, zur Erfüllung des Fahrerwunsches fehlende Antriebsleistung des Hybridfahrzeugs aus einer elektrischen Maschine zum Antrieb des Hybridfahrzeuges bereitgestellt wird. A method for regenerating an adsorption filter of a tank ventilation system for hybrid vehicles according to any one of the preceding claims, characterized in that caused by the operating point shift, missing to fulfill the driver's request drive power of the hybrid vehicle from an electric machine for driving the hybrid vehicle is provided. Verfahren zur Regenerierung eines Adsorptionsfilters eines Tankentlüftungssystems für Hybridfahrzeuge nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Kraftstoffeinspritzventil der Brennkraftmaschine im neuen Betriebspunkt deaktiviert ist. Method for regenerating an adsorption filter of a tank ventilation system for hybrid vehicles according to one of the preceding claims, characterized in that at least one fuel injection valve of the internal combustion engine is deactivated at the new operating point. Verfahren zur Regenerierung eines Adsorptionsfilters eines Tankentlüftungssystems für Hybridfahrzeuge nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei wechselnder Leistungsanforderung die Brennkraftmaschine in ein und demselben konstanten Betriebspunkt betrieben wird und die elektrische Maschine zum Antrieb des Hybridfahrzeugs jede Differenz zur Leistungsanforderung innerhalb der Grenzen der zur Verfügung stehenden Reserven ausgleicht. A method for regenerating an adsorption filter of a tank ventilation system for hybrid vehicles according to any one of the preceding claims, characterized in that with varying power demand, the internal combustion engine is operated at the same constant operating point and the electric machine for driving the hybrid vehicle any difference to the power requirement within the limits of available balances out standing reserves. Verfahren zur Regenerierung eines Adsorptionsfilters eines Tankentlüftungssystems für Hybridfahrzeuge nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Luft-Kraftstoffverhältnis des Spülstroms durch zusätzliche Drosseleinrichtungen oder durch zusätzliche Pumpeneinrichtungen im Tankentlüftungssystem eingestellt wird. A method of regenerating an adsorption filter of a tank ventilation system for hybrid vehicles according to any one of the preceding claims, characterized in that an air-fuel ratio of the purge flow is adjusted by additional throttling devices or by additional pump means in the tank venting system.
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