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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bestimmung der Beladung eines Aktivkohlefilters in einem Kraftstofftankentlüftungssystem, ein Tankentlüftungssystem für den Kraftstofftank einer Brennkraftmaschine sowie ein Computerprogramm und ein Computerprogrammprodukt zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens.
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Stand der Technik
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Bei Kraftfahrzeugen treten Kraftstoffausdampfungen im Kraftstofftank insbesondere infolge von Druck- und Temperaturschwankungen auf. Eine Tankentlüftung ist eine vom Gesetzgeber vorgeschriebene Funktionalität. Um dabei eine Emission der flüchtigen Kohlenwasserstoffe aus dem Tank zu vermeiden, sind bei heutigen Kraftfahrzeugen Einrichtungen zum Auffangen der Kraftstoffdämpfe vorgesehen. Typischerweise wird hierfür ein Aktivkohlefilter eingesetzt. Die Aktivkohle adsorbiert die Kraftstoffdämpfe bzw. die flüchtigen Kohlenwasserstoffe. Eine Entlüftungsleitung des Kraftstofftanks mündet in diesen Aktivkohlefilter. Eine weitere Leitung führt vom Aktivkohlefilter zum Saugrohr der Brennkraftmaschine bzw. des Motors, sodass die Kraftstoffdämpfe aus dem Aktivkohlefilter auf diesem Weg der Verbrennung zugeführt werden können. In der Leitung zwischen dem Aktivkohlefilter und dem Saugrohr der Brennkraftmaschine ist in der Regel ein Tankentlüftungsventil (TEV) angeordnet. Bei der Entlüftung des Tanks wird dieses Ventil geöffnet, wobei eine Regenerierung bzw. Spülung des Aktivkohlefilters stattfindet. Hierfür steht eine Belüftungsöffnung oder -leitung des Aktivkohlefilters mit der Umgebungsluft in Kontakt. Bei geöffnetem Tankentlüftungsventil und Motorbetrieb wird aufgrund des im Saugrohr herrschenden Unterdrucks über die Belüftungsleitung Frischluft durch die Aktivkohle gesaugt. Die Frischluft nimmt den adsorbierten Kraftstoff im Spülstrom auf und kann ihn so der Verbrennung im Motor zuführen.
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Um die Aktivkohle des Aktivkohlefilters für ausdampfenden Kraftstoff aufnahmefähig zu halten, darf der Beladungszustand des Filters nicht über ein gewisses Maß ansteigen. Daher sind entweder regelmäßige Spülvorgänge auf Verdacht erforderlich oder es müssen zuverlässige Informationen über den Beladungszustand des Aktivkohlefilters vorliegen.
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Insbesondere bei Hybridfahrzeugen werden für diese Problematik bisher im Wesentlichen zwei Konzepte vorgeschlagen. Eine erste Möglichkeit ist, die Beladung des Aktivkohlefilters über die Lambdasensorik zu ermitteln, wobei eine aktive Lambdaregelung mit laufendem Verbrennungsmotor erforderlich ist. Bei einer erkannten hohen Beladung des Aktivkohlefilters ist ein Stoppverbot für den Verbrennungsmotor erforderlich. Bei Betriebsweisen mit langen inaktiven Verbrennungsmotorphasen ist allerdings die Ermittlung der Aktivkohlefilterbeladung schwierig bis unmöglich. Es muss daher auf Verdacht ein Stoppverbot für den Verbrennungsmotor ausgesprochen werden oder ein Verbrennungsmotorbetrieb muss angefordert werden. Dies ist mit erhöhtem Kraftstoffverbrauch verbunden und damit nachteilig.
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Eine zweite Möglichkeit zum Betrieb des Tankentlüftungssystems mit einem Aktivkohlefilter ist ein System mit einem sogenannten Drucktank. Hierbei wird mittels eines zwischen dem Kraftstofftank und dem Aktivkohlefilter angeordneten Tankabsperrventils (TAV) ein vorbestimmter Druck im Kraftstofftank gehalten. Das höhere Druckniveau im Kraftstofftank verhindert weitgehend eine Ausgasung des Kraftstoffs und hält die Gase, also die Kraftstoffdämpfe, im Tank zurück. Die Messung des Drucks erfolgt mit einem Tankdrucksensor. Für den Betrieb eines solchen Drucktanks ist ein regelmäßiges Öffnen des Tankabsperrventils für eine Druckregelung während der Betankung, bei der Diagnose der Komponenten sowie gegebenenfalls für eine Tankleckdiagnose erforderlich. Durch das regelmäßige Öffnen des Absperrventils wird der Aktivkohlefilter je nach vorhandenen Kraftstoffdämpfen mehr oder weniger beladen. Der Grad der Beladung des Aktivkohlefilters bleibt jedoch in der Regel unbekannt. Auch hier muss ebenso wie bei dem oben erläuterten Konzept auf Verdacht ein Stoppverbot für den Verbrennungsmotor vorgegeben werden oder ein Verbrennungsmotorbetrieb muss angefordert werden.
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Beide Konzepte sind mit einem erhöhten Kraftstoffverbrauch durch das Stoppverbot des Verbrennungsmotors oder das Anfordern des Verbrennungsmotors auf Verdacht verbunden, da entweder keine Informationen über den Beladungszustand des Aktivkohlefilters vorliegen oder weil diese Informationen nur bei bestimmen Betriebszuständen ermittelbar sind. Es sind daher bereits verschiedene Ansätze vorgeschlagen worden, um auf andere Weise den Beladungszustand des Aktivkohlefilters festzustellen. So beschreiben die Patentschrift
DE 100 01 060 C1 und die Patentanmeldungsschrift
DE 197 40 335 A1 die Verwendung von Kohlenwasserstoffsensoren im Aktivkohlefilter, wobei aus einzelnen Messwerten der entlang der Strömungsrichtung der Kraftstoffdämpfe in der Aktivkohle angeordneten Kohlenwasserstoffsensoren ein Rückschluss auf die Gesamtbeladung des Aktivkohlefilters gezogen werden kann. Die Patentanmeldungsschrift
DE 41 20 279 A1 beschreibt ein Verfahren zur Beladungserkennung des Aktivkohlefilters im Tankentlüftungssystem, wobei zwei Elektroden eingesetzt werden und anhand der messbaren elektrischen Eigenschaften der Aktivkohle, die sich durch die Adsorption von Kohlenwasserstoffen ändert, ein Rückschluss auf die Beladung des Aktivkohlefilters vorgenommen wird. Die Patentanmeldungsschrift
DE 10 2006 027 572 A1 beschreibt eine Bestimmung des Beladungszustandes eines Aktivkohlefilters anhand einer Gewichtsbestimmung des Filters. Diese verschiedenen Beispiele von bereits bekannten Verfahren zur Bestimmung des Beladungszustandes eines Aktivkohlefilters sind alle mit einer zusätzlichen Sensorik im System verbunden. Dies ist mit erhöhten Kosten verbunden und damit nachteilig.
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Der Erfindung liegt demgegenüber die Aufgabe zugrunde, ein alternatives Verfahren zur Bestimmung der Beladung eines Aktivkohlefilters in einem Kraftstofftankentlüftungssystem bereitzustellen, das auf bereits vorhandene Komponenten im System zurückgreifen kann und das damit im Wesentlichen keine zusätzlichen Kosten verursacht. Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren zur Bestimmung der Beladung eines Aktivkohlefilters gelöst, wie es sich aus dem Anspruch 1 ergibt. Bevorzugte Ausgestaltungen dieses Verfahrens, ein für die Durchführung des Verfahrens geeignetes Kraftstofftankentlüftungssystem sowie ein Computerprogramm und ein Computerprogrammprodukt zur Durchführung des Verfahrens ergeben sich aus den weiteren Ansprüchen.
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Offenbarung der Erfindung
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Vorteile der Erfindung
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Das erfindungsgemäße Verfahren zur Bestimmung der Beladung eines Aktivkohlefilters geht von einem Kraftstofftankentlüftungssystem mit einem Aktivkohlefilter aus, wobei das Tankentlüftungssystem wenigstens ein erstes Ventil, insbesondere ein Tankabsperrventil, zwischen dem Tank und dem Aktivkohlefilter und wenigstens ein zweites Ventil, insbesondere ein Tankentlüftungsventil, zwischen dem Aktivkohlefilter und dem Ansaugrohr einer Brennkraftmaschine aufweist. Erfindungsgemäß wird der Aktivkohlefilter bei geschlossenem ersten Ventil und bei geschlossenem zweiten Ventil mit einem Gasvolumen beaufschlagt. Hierdurch bildet sich im Aktivkohlefilter ein Druck aus, der direkt oder indirekt messbar ist. Anhand des messbaren Drucks bzw. anhand von Messwerten, die den Druck im Aktivkohlefilter repräsentieren, kann auf den Beladungszustand des Aktivkohlefilters geschlossen werden. Kern der Erfindung ist dabei, dass sich je nach Beladungszustand der Aktivkohle die Regeneriervorgänge im Filter unterscheiden, wobei sich der Strömungswiderstand in dem Aktivkohlefilter ändert. Dies lässt sich durch das aktive Aufprägen eines Drucks messen. Daher kann aus den Werten, die den Druck im Aktivkohlefilter während und/oder nach der Beaufschlagung mit dem Gasvolumen repräsentieren, beispielsweise im Vergleich mit Referenzwerten, auf den Beladungszustand des Aktivkohlefilters geschlossen werden.
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In vorteilhafter Weise wird der Aktivkohlefilter mit Frischluft als Gasvolumen beaufschlagt. Eine Frischluftzufuhr bzw. Umgebungsluftzufuhr für den Aktivkohlefilter ist in der Regel ohnehin vorgesehen, da üblicherweise ein Spülen des Aktivkohlefilters mit Frischluft zur Regenerierung der Aktivkohle bei geöffnetem Tankentlüftungsventil und bei Motorbetrieb durchgeführt wird.
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Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren können verschiedene Beladungszustände des Aktivkohlefilters bestimmt werden. So erlaubt das erfindungsgemäße Verfahren in jedem Fall eine Unterscheidung zwischen einem leeren und einem vollen Aktivkohlefilter. Es können jedoch auch weitere Zustände der Beladung erkannt werden. Je nach einstellbarer Trennschärfe des Verfahrens können beispielsweise bis zu drei Zustände erkannt werden, insbesondere voll, halbvoll und leer. Durch Einstellung der verschiedenen Parameter können unter Umständen noch weitere Zustände erkannt werden, sodass der Beladungszustand des Aktivkohlefilters noch weiter differenziert werden kann.
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Vorteilhafterweise wird zur Beaufschlagung des Aktivkohlefilters mit einem Gasvolumen eine Pumpe eingesetzt. Hierbei ist es besonders bevorzugt, eine ohnehin im System vorhandene Pumpe zu verwenden. Beispielsweise kann hierfür ein pumpenbetriebenes Diagnosemodul im Tankentlüftungssystem genutzt werden. Besonders geeignet ist hierfür ein Modul zur Diagnose von Tankleckagen, das in aktuellen Tankentlüftungssystemen vorhanden ist. Ein solches Diagnosemodul ist im Allgemeinen auf der Seite der Belüftungsöffnung des Aktivkohlefilters angeordnet und steht über einen Frischluftfilter mit der Umgebungsluft in Kontakt. Unabhängig von der vorliegenden Erfindung kann durch ein geeignetes Umschaltventil und ein integriertes Referenzleck mittels einer Pumpe ein Überdruck im Kraftstofftank erzeugt werden und zur Tankleckdiagnose genutzt werden. Hierbei pumpt die Pumpe im Diagnosemodul aus der Umgebung Frischluft in den Tank. Mit zunehmendem Tankinnendruck steigt auch die Stromaufnahme an der Pumpe an, sodass anhand des Pumpenstroms der aufgebaute Druck erfassbar ist. Durch eine Auswertung des Pumpenstroms kann festgestellt werden, ob ein Tankleck vorhanden ist. Dieses Diagnosemodul kann für die Zwecke der Erfindung genutzt werden, um den Aktivkohlefilter, der durch eine entsprechende Schaltung der Ventile in Richtung des Tanks und in Richtung des Saugrohrs der Brennkraftmaschine isoliert wird, mit einem Druck zu beaufschlagen. Je nach sich einstellendem Druck, der vom Strömungswiderstand aufgrund von Regeneriervorgängen innerhalb der Aktivkohle abhängt, wobei diese wiederum von der Beladung des Aktivkohlefilters abhängen, kann damit auf den Beladungszustand des Aktivkohlefilters geschlossen werden.
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Mit besonderem Vorteil kann der sich einstellende Druck im Aktivkohlefilter auf der Basis der Stromaufnahme an der Pumpe erfasst werden, also nach dem gleichen Prinzip, wie der Druck beim Betrieb des Diagnosemoduls zur Erkennung einer Tankleckage erfasst wird. Alternativ oder zusätzlich hierzu kann der Druck auch mit wenigstens einem Drucksensor erfasst werden, der dem Aktivkohlefilter zugeordnet ist. Ein entsprechender Drucksensor kann beispielsweise im Aktivkohlefilter oder in den dem Aktivkohlefilter zugeordneten Leitungen in der konstruktiven Nähe des Aktivkohlefilters vorgesehen sein. Je nach Sensitivität des Drucksensors kann dies gegenüber der indirekten Druckbestimmung auf der Basis der Stromaufnahme der Pumpe vorteilhaft sein, da hierdurch gegebenenfalls eine bessere Trennschärfe des erfindungsgemäßen Bestimmungsverfahrens erzielt wird, so dass der Beladungszustand des Aktivkohlefilters noch weiter differenziert werden kann.
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Die Erfindung umfasst weiterhin ein Tankentlüftungssystem für einen Kraftstofftank einer Brennkraftmaschine mit einem Aktivkohlefilter, wenigstens einem ersten Ventil, insbesondere einem Tankabsperrventil, das zwischen dem Aktivkohlefilter und dem Kraftstofftank angeordnet ist, und wenigstens einem zweiten Ventil, insbesondere einem Tankentlüftungsventil, das zwischen dem Aktivkohlefilter und dem Saugrohr der Brennkraftmaschine angeordnet ist. Das Tankentlüftungssystem umfasst weiterhin eine Pumpe, die zur aktiven Aufprägung eines Drucks im Aktivkohlefilter geeignet ist und die insbesondere den Aktivkohlefilter mit einem Gasvolumen, beispielsweise Frischluft, beaufschlagen kann. Mit anderen Worten umfasst das Tankentlüftungssystem eine aktive Druckquelle bzw. dem Tankentlüftungssystem ist eine aktive Druckquelle zugeordnet. Weiterhin umfasst das erfindungsgemäße Tankentlüftungssystem wenigstens einen Drucksensor, mit dem der Druck im Aktivkohlefilter während und/oder nach der aktiven Aufprägung eines Drucks bei geschlossenem Tankabsperrventil und geschlossenem Tankentlüftungsventil gemessen werden kann. Der oder die Drucksensor(en) kann bzw. können direkt im Aktivkohlefilter oder in den angrenzenden Leitungen vorgesehen sein, sodass mit dem oder den Drucksensor(en) der Druck im Aktivkohlefilter erfassbar ist. Ein solches Tankentlüftungssystem ist zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Bestimmung der Beladung des Aktivkohlefilters in besonderer Weise geeignet, da durch entsprechende Wahl der Drucksensoren der sich einstellende Druck im Zuge des erfindungsgemäßen Verfahrens gegebenenfalls mit besonderer Präzision bestimmbar ist, so dass der Beladungsgrad des Aktivkohlefilters sehr differenziert bestimmt werden kann. Das erfindungsgemäße Verfahren kann jedoch auch mit anderen Tankentlüftungssystemen durchgeführt werden, die keinen entsprechenden Drucksensor aufweisen und bei denen die Druckbestimmung im Aktivkohlefilter beispielsweise durch indirekte Methoden erfolgt, beispielsweise durch eine Modellierung entsprechender Druckwerte, beispielsweise auf der Basis der Stromaufnahme der druckaufbauenden Pumpe. Somit kann das erfindungsgemäße Verfahren bei Tankentlüftungssystemen eingesetzt werden, die die verschiedenen erforderlichen Komponenten ohnehin aufweisen. Dies hat den besonderen Vorteil, dass keine weiteren Komponenten im System verbaut werden müssen und dass das erfindungsgemäße Verfahren daher mit sehr geringem Kostenaufwand einsetzbar ist. Für die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist lediglich eine aktive Druckquelle mit integrierter oder zusätzlicher Sensorik zur Druckmessung erforderlich, wobei die Druckmessung gegebenenfalls auch über eine passive oder indirekte Messung erfolgen kann.
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Ein besonderer Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens liegt darin, dass sich der Beladungszustand des Aktivkohlefilters unabhängig vom Betrieb des Verbrennungsmotors erkennen lässt. Eine gegebenenfalls erforderliche Regeneration oder Spülung des Aktivkohlefilters kann daher in jedem Fall bedarfsorientiert durchgeführt werden. Eine Anforderung des Verbrennungsmotors ist nur dann erforderlich, wenn tatsächlich die maximale Beladung des Aktivkohlefilters erreicht ist. Eine Anforderung des Verbrennungsmotorbetriebs auf Verdacht, wie es bei herkömmlichen Tankentlüftungssystemen oftmals erforderlich ist, wird erfindungsgemäß vermieden. Dies ist insbesondere im Hinblick auf den Kraftstoffverbrauch sehr vorteilhaft.
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Schließlich umfasst die Erfindung ein Computerprogramm, das alle Schritte des beschriebenen Verfahrens ausführt, wenn es auf einem Rechengerät oder einem Steuergerät ausgeführt wird, sowie ein Computerprogrammprodukt mit Programmcode, der auf einem maschinenlesbaren Träger gespeichert ist, zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens, wenn das Programm auf einem Rechengerät oder einem Steuergerät ausgeführt wird. Die Implementierung des erfindungsgemäßen Verfahrens als Computerprogramm bzw. als Computerprogrammprodukt hat den Vorteil, dass dieses Programm ohne Weiteres auch bei bestehenden Kraftfahrzeugen durch Aufspielen des Computerprogramms beispielsweise in dem Steuergerät des Kraftfahrzeugs eingesetzt werden kann. Wenn beispielsweise dem Aktivkohlefilter ein pumpenbetriebenes Diagnosemodul ohnehin zugeordnet ist, kann das erfindungsgemäße Verfahren ohne weitere Anpassungen des Tankentlüftungssystems und ohne zusätzliche Komponenten durchgeführt werden, um den Beladungszustand des Aktivkohlefilters zu bestimmen.
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Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen in Verbindung mit den Zeichnungen. Hierbei können die einzelnen Merkmals jeweils für sich oder in Kombination miteinander verwirklicht sein.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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In den Figuren zeigen:
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1 schematische Darstellung der Komponenten einer Tankentlüftungsanlage einer Brennkraftmaschine;
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2 schematische Darstellung der Komponenten einer Tankentlüftungsanlage einer Brennkraftmaschine mit einem Diagnosemodul zur Tankleckdiagnose (Stand der Technik);
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3 zeitlicher Verlauf des sich aufbauenden Drucks im Aktivkohlefilter während der Beaufschlagung des Aktivkohlefilters mit einem Gasvolumen und
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4 weiteres Beispiel für den zeitlichen Verlauf des Drucks im Aktivkohlefilter während der Beaufschlagung des Aktivkohlefilters mit einem Gasvolumen.
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Beschreibung von Ausführungsbeispielen
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Das in der 1 gezeigte Tankentlüftungssystem umfasst zunächst einen Kraftstofftank 10 zur Versorgung des Verbrennungsmotors 11 mit Kraftstoff. Der Kraftstoff wird über ein Saugrohr 12 der Brennkraftmaschine 11 zugeführt. Die direkte Zuführleitung von flüssigem Kraftstoff zum Saugrohr 12 ist nicht gezeigt. Über den Abgasstrang 13 verlassen die Abgase den Verbrennungsmotor 11. Verdampfender Kraftstoff aus dem Tank 10 wird in einem Aktivkohlefilter 14 aufgefangen und gespeichert. Durch Öffnen eines Tankentlüftungsventils 15 können die gespeicherten Kraftstoffdämpfe aus dem Aktivkohlefilter über das Saugrohr 12 dem Verbrennungsmotor 11 zugeleitet werden. Weiterhin ist ein Tankabsperrventil 16 vorgesehen. Hiermit kann beispielsweise der Druck im Tank 10 gehalten werden, so dass eine weitere Ausgasung von Kraftstoffdämpfen vermieden wird und die Gase im Tank gehalten werden. Erfindungsgemäß wird das Tankentlüftungsventil 15 und das Tankabsperrventil 16 genutzt, um den Aktivkohlefilter 14 durch Schließen dieser Ventile zu isolieren. Über das Modul 17 wird der Aktivkohlefilter 14 aktiv mit einem Gasvolumen 18 beaufschlagt. Hierbei sind das Tankabsperrventil 16 und das Tankentlüftungsventil 15 geschlossen, so dass sich im Aktivkohlefilter 14 ein Druck aufbaut. Der Druckaufbau im Aktivkohlefilter ist abhängig vom Regenerierverhalten des Aktivkohlefilters, wobei sich aus dem jeweiligen Regenerierverhalten ein geänderter Strömungswiderstand im Aktivkohlefilter ergibt. Das Regenerierverhalten hängt wiederum vom Beladungszustand der Aktivkohle ab. Durch eine direkte oder indirekte Messung des sich aufbauenden Drucks im Aktivkohlefilter kann erfindungsgemäß der Beladungszustand des Aktivkohlefilters bestimmt werden. Die Druckmessung kann beispielsweise über einen Drucksensor 19 erfolgen. Die hier gezeigte Position des Drucksensors 19 ist nur ein Beispiel. Auch andere Positionen des Drucksensors in der konstruktiven Nähe des Aktivkohlefilters oder innerhalb des Aktivkohlefilters sind möglich. Es können auch mehrere Drucksensoren vorgesehen sein. Die Druckbestimmung kann auch indirekt vorgenommen werden, beispielsweise mittels einer Auswertung der Stromaufnahme einer Pumpe, die im Modul 17 angeordnet ist, und die für die Beaufschlagung des Aktivkohlefilters 14 mit dem Gasvolumen 18 vorgesehen ist.
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Bei dem Gasvolumen 18 handelt es sich insbesondere um Frischluft. In der Regel ist eine Frischluftzufuhr in den Aktivkohlefilter 14 ohnehin vorgesehen, um ein Spülen und eine Regeneration der Aktivkohle zu realisieren.
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Mithilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens können zuverlässige Informationen über den Beladungszustand des Aktivkohlefilters 14 bereitgestellt werden. Diese Informationen werden vorteilhafterweise genutzt, um eine Regeneration des Aktivkohlefilters 14 nur im Bedarfsfall, also bei entsprechender Beladung vorzunehmen. Eine Regeneration des Aktivkohlefilters 14 ist zwangsläufig mit einem Verbrennungsbetrieb der Brennkraftmaschine 11 verbunden, da bei einer Regeneration des Aktivkohlefilters 14 die freigesetzten Kraftstoffdämpfe über das geöffnete Tankentlüftungsventil 15 und das Saugrohr 12 der Verbrennung zugeführt werden. Das erfindungsgemäße Verfahren erlaubt, diese Regeneration tatsächlich nur bei entsprechendem Bedarf durchzuführen. Eine Regeneration auf Verdacht, wie bei herkömmlichen Betriebsverfahren eines Tankentlüftungssystems, wird vermieden. Damit kann Kraftstoff eingespart werden.
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2 zeigt eine weitere Ausgestaltung eines Tankentlüftungssystems, bei dem ein pumpenbetriebenes Diagnosemodul 170 dem Aktivkohlefilter 14 zugeordnet ist. Dieses Diagnosemodul 170 ist unabhängig von der Erfindung zur Diagnose von Leckagen im Tank 10 vorgesehen. Die übrigen Komponenten dieses Tankentlüftungssystems entsprechen dem System, das in 1 dargestellt ist, und sind mit den gleichen Bezugszeichen versehen. Das Diagnosemodul 170 zur Erkennung einer Tankleckage ist an sich bekannt. Komponenten dieses Diagnosemoduls 170 werden erfindungsgemäß genutzt, um den Beladungszustand des Aktivkohlefilters 14 zu bestimmen. Das Diagnosemodul 170 umfasst eine Pumpe 171, mittels derer Frischluft 18 über einen Filter 172 dem Aktivkohlefilter 14 zugeführt werden kann. Bei der herkömmlichen Betriebsweise des Moduls 170 zur Diagnose eines Tanklecks wird durch entsprechende Schaltung des Umschaltventils 173 die Frischluftzufuhr über eine Leitung 174 geführt werden, die ein Referenzleck 175 repräsentiert. Im Vergleich mit entsprechenden Referenzen kann in diesem Modus das Diagnosemodul 170 zur Erkennung von Undichtigkeiten im Kraftstoffsystem genutzt werden, wobei dies unabhängig von der vorliegenden Erfindung ist. Das Diagnosemodul 170 kann für die Zwecke der Erfindung genutzt werden, um dem Aktivkohlefilter 14 aktiv einen Druck aufzuprägen. Hierbei wird die Funktionalität des Diagnosemoduls 170 genutzt, um den Druckaufbau in dem Teilraum 176, der den Aktivkohlefilter 14 umfasst, zu analysieren und aus diesem Druckaufbau Rückschlüsse auf den Beladungszustand des Aktivkohlefilters ziehen zu können.
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3 zeigt beispielhafte Messungen an zwei baugleichen Aktivkohlefiltern während des Druckaufbaus gemäß der Erfindung. Hierbei wird ein Zusatzvolumen von einem Liter verwendet, um das Verschlauchungsvolumen zwischen dem Aktivkohlefilter und den Ventilen abzubilden. Gezeigt ist der indirekt gemessene Druck in Abhängigkeit von der Zeit während der aktiven Druckaufprägung. Die Messergebnisse 31 repräsentieren einen Aktivkohlefilter, der nicht mit Kraftstoffdämpfen beladen ist (leer). Die Messergebnisse 32 repräsentieren einen Aktivkohlefilter, der maximal mit Kraftstoffdämpfen beladen ist (voll). Die Messergebnisse zeigen deutlich die Unterschiede im messbaren Druck während der Beaufschlagung der Aktivkohlefilter mit Frischluft. Die unterschiedliche Beladung der Aktivkohle bewirkt jeweils unterschiedliches Regenerierverhalten und somit unterschiedliche Strömungswiderstände in der Aktivkohle. Dies wirkt sich wiederum auf den Druckaufbau im Aktivkohlefilter aus, so dass bei vollbeladenem Aktivkohlefilter ein schnellerer Druckanstieg (Messergebnisse 32) als bei nicht beladenem Aktivkohlefilter (Messergebnisse 31) auftritt. Durch eine entsprechende Auswertung der Messergebnisse, beispielsweise im Vergleich mit Referenzwerten, können somit Rückschlüsse auf den Beladungszustand des Aktivkohlefilters gezogen werden. Beispielsweise kann die Steigung des jeweiligen Kurvenverlaufs ermittelt werden und dies als Trennungsmerkmal bzw. Differenzierungsmerkmal eingesetzt werden Geeignete Referenzwerte können beispielsweise in einer Kalibrierphase oder bereits im Werk aufgenommen und beispielsweise in einem Steuergerät hinterlegt werden.
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4 zeigt weitere Messergebnisse zur erfindungsgemäßen Beladungserkennung eines Aktivkohlefilters, dem aktiv ein Druck aufgeprägt wird. Es ist wiederum der zeitliche Verlauf der Druckberechnung gezeigt. Der Aktivkohlefilter ist durch Schließen des Tankabsperrventils und des Tankentlüftungsventils gegenüber dem übrigen System isoliert. Für die Messungen wurde jeweils derselbe Aktivkohlefilter eingesetzt, der künstlich herbeigeführte, unterschiedliche Beladungszustände aufwies. Der Messverlauf 41 repräsentiert einen maximal gefüllten Aktivkohlefilter, der Messverlauf 42 repräsentiert einen leeren Aktivkohlefilter und der Messverlauf 43 repräsentiert einen halb vollen Aktivkohlefilter. Diese Ergebnisse zeigen deutlich, dass sich der Beladungszustand des Aktivkohlefilters im Messsignal beim Druckaufbau widerspiegelt. Anhand einer geeigneten Auswertung und Analyse der Signale, beispielsweise anhand einer Betrachtung der Steigung des Signalverlaufs, der die Druckentwicklung repräsentiert, kann auf den Beladungszustand rückgeschlossen werden.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 10001060 C1 [0006]
- DE 19740335 A1 [0006]
- DE 4120279 A1 [0006]
- DE 102006027572 A1 [0006]
