DE102013012881A1

DE102013012881A1 - Verfahren zur Erkennung einer Leckage in einem Kraftstoffsystem

Info

Publication number: DE102013012881A1
Application number: DE102013012881.1A
Authority: DE
Inventors: Matthias Bohl; Bernhard Deibele; Dr.-Ing. Ediger Bertold; Johannes Kastner; Andreas Kricheldorf
Original assignee: Daimler AG
Current assignee: Mercedes Benz Group AG
Priority date: 2013-08-01
Filing date: 2013-08-01
Publication date: 2015-02-05

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erkennung einer Leckage in einem Kraftstoffsystem eines Kraftfahrzeugs mit einem Kraftstofftank, einer Kraftstoffpumpe und einem Drucksensor zur Erfassung eines Innendrucks des Kraftstofftanks. Erfindungsgemäß wird in einem ersten Schritt (S1) in Abhängigkeit zumindest einer Vorbedingung eine Pumpleistung der Kraftstoffpumpe derart eingestellt, dass eine Umpumpbewegung des Kraftstoffs innerhalb des Kraftstoffsystems erfolgt. In einem zweiten Schritt (S2) wird mittels des Drucksensors ein Druckanstieg innerhalb des Kraftstofftanks erfasst und in einem dritten Schritt (S3) wird ein Wert des Druckanstiegs mit einem vorgegebenen Schwellwert verglichen. In einem vierten Schritt (S4) wird eine Leckage dann erkannt, wenn der Wert des Druckanstiegs geringer als der Schwellwert ist.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erkennung einer Leckage in einem Kraftstoffsystem eines Kraftfahrzeugs mit einem Kraftstofftank, einer Kraftstoffpumpe und einem Drucksensor zur Erfassung eines Innendrucks des Kraftstofftanks.
Aus dem Stand der Technik sind allgemein Kraftstoffsysteme für Kraftfahrzeuge bekannt, welche einen Kraftstofftank, eine Kraftstoffpumpe und einen Drucksensor zur Ermittlung eines Innendrucks innerhalb des Kraftstofftanks umfassen.
Es ist weiterhin allgemein bekannt, dass in einigen Ländern bordeigene Diagnosen, so genannte On-Board-Diagnosen, kurz OBD, zur Erkennung von Leckagen in derartigen Kraftstoffsystemen von Kraftfahrzeugen vorgeschrieben sind.
Ein solches Verfahren zur Erkennung von Leckagen in einem Tanksystem ist aus der DE 103 60 337 A1 bekannt. Dabei wird zur Kalibrierung ein Referenzleck, welches in Geometrie und Abmessungen einem genormten Standard genügt, mit Druck beaufschlagt. Hierzu wird innerhalb eines Kraftstofftanks mittels einer elektrischen Pumpe ein Überdruck erzeugt, wobei eine Stromaufnahme der Pumpe mit einem Innendruck des Kraftstofftanks korreliert. Aus einem Verlauf eines sich einstellenden elektrischen Pumpenstroms wird auf eine Größe der Leckage geschlossen. Da der Pumpenstrom nicht-linear mit einem Druckaufbau innerhalb des Kraftstofftanks korreliert, ist eine Normalisierung eines Innendrucks des Kraftstofftanks vor der Durchführung des Verfahrens erforderlich.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, ein gegenüber dem Stand der Technik verbessertes Verfahren zur Erkennung einer Leckage in einem Kraftstoffsystem eines Kraftfahrzeugs anzugeben.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß mit einem Verfahren gelöst, welches die im Anspruch 1 angegebenen Merkmale aufweist.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
In dem Verfahren zur Erkennung einer Leckage in einem Kraftstoffsystem eines Kraftfahrzeugs mit einem Kraftstofftank, einer Kraftstoffpumpe und einem Drucksensor zur Erfassung eines Innendrucks des Kraftstofftanks, wird in einem ersten Schritt in Abhängigkeit zumindest einer Vorbedingung eine Pumpleistung der Kraftstoffpumpe derart eingestellt, dass eine Umpumpbewegung des Kraftstoffs innerhalb des Kraftstoffsystems erfolgt. In einem zweiten Schritt wird mittels des Drucksensors ein Druckanstieg innerhalb des Kraftstofftanks erfasst und in einem dritten Schritt wird ein Wert des Druckanstiegs mit einem vorgegebenen Schwellwert verglichen. In einem vierten Schritt wird eine Leckage dann erkannt, wenn der Wert des Druckanstiegs geringer als der Schwellwert ist.
Durch die Umpumpbewegung des Kraftstoffs entstehen Kraftstoffdämpfe, welche zu einer Druckerhöhung innerhalb des Kraftstofftanks führen. Diese Druckerhöhung wird mittels des Drucksensors erfasst, so dass bei einem Vergleich des erfassten Druckes mit dem Schwellenwert festgestellt werden kann, ob das Kraftstoffsystem erforderliche Dichtheitsanforderungen erfüllt. Da ein mittels des Drucksensors erfasster Wert im Wesentlichen linear vom Innendruck innerhalb des Kraftstofftanks abhängt, ist das erfindungsgemäße Verfahren im Rahmen der möglichen vorkommenden Innendrücke bei beliebigen Ausgangsdrücken durchführbar.
Somit wird im Gegensatz zu aus dem Stand der Technik bekannten Verfahren, bei welchen vor dem Beginn einer Messung zwingend die Einstellung des Normaldrucks innerhalb des Kraftstofftanks und somit bei Auftreten von Überdrücken ein Ablassen der Kraftstoffdämpfe nach außen erforderlich ist, eine Belastung der Umgebung des Kraftfahrzeugs mit schädlichen Emissionen des Kraftstoffs vermieden.
In einer möglichen Ausgestaltung des Verfahrens wird die Kraftstoffpumpe unabhängig von einem Zustand einer mit dem Kraftstoffsystem gekoppelten Verbrennungskraftmaschine aktiviert. Somit kann die Erkennung einer Leckage auch dann durchgeführt werden, wenn sich das Kraftfahrzeug nicht im Betrieb befindet oder vor jedem Starten der Verbrennungskraftmaschine. Auch ist die Durchführung des Verfahrens während des Betriebs des Kraftfahrzeugs möglich, insbesondere dann, wenn es sich bei dem Kraftfahrzeug um ein Hybridfahrzeug handelt. Damit ist die Durchführung des Verfahrens während eines Elektrobetriebs des Fahrzeugs möglich und Emissionen des Kraftfahrzeugs während des Elektrobetriebs können vollständig vermieden werden. Ein derart geschlossen betriebenes Kraftstoffsystem kann in besonders vorteilhafter Weise als so genanntes ”non-integrated fuel system” zertifiziert werden und ist somit beispielsweise für eine Zulassung und Zertifizierung innerhalb der Vereinigten Staaten von Amerika geeignet.
In einer weiteren Ausgestaltung wird bei einer erkannten Leckage eine Fehlermeldung generiert. Anhand dieser Fehlermeldung ist es möglich, einen Fahrzeugführer und/oder eine Werkstatt über die Leckage zu informieren. Weiterhin ist es möglich, dass bei einem Auftreten einer solchen Fehlermeldung der Betrieb des Fahrzeugs gestoppt wird und somit Schädigungen von Personen und Umweltschäden durch austretenden Kraftstoff zumindest reduziert werden.
Gemäß einer Weiterbildung des Verfahrens wird der erste Schritt dann durchgeführt, wenn als Vorbedingung für eine vorgegebene Zeitdauer keine Betätigung der Kraftstoffpumpe erfolgt ist. Somit steht für die Druckmessung ein Referenzwert des Innendrucks zur Verfügung.
Alternativ oder zusätzlich wird zu diesem Zweck der erste Schritt dann durchgeführt, wenn als Vorbedingung für eine vorgegebene Zeitdauer keine Bewegung des Kraftfahrzeugs erfolgt ist.
Gemäß einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens wird eine Größe des Schwellwerts in Abhängigkeit von einer Umgebungstemperatur des Kraftfahrzeugs eingestellt, so dass Schwankungen des Innendrucks aufgrund von Temperatureinflüssen berücksichtigt werden können.
Alternativ oder zusätzlich wird eine Größe des Schwellwerts in Abhängigkeit von einer Standzeit des Kraftfahrzeugs eingestellt. Somit ist es möglich, den Schwellwert an unterschiedliche Zustände des Kraftstoffsystems anzupassen.
Um die Genauigkeit der Innendruckmessung zu erhöhen wird gemäß einer weiteren Ausgestaltung des Verfahrens eine Größe des Schwellwerts in Abhängigkeit von einem Füllstand des Kraftstofftanks eingestellt.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im Folgenden anhand einer Zeichnung näher erläutert.
Dabei zeigt:
1 schematisch ein Flussdiagramm eines erfindungsgemäßen Verfahrens zur Erkennung einer Leckage in einem Kraftstoffsystem eines Kraftfahrzeugs.
In der einzigen 1 ist ein Flussdiagramm eines möglichen Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Erkennung einer Leckage in einem Kraftstoffsystem eines Kraftfahrzeugs dargestellt.
Zur Zulassung und Zertifizierung von Kraftstoffsystemen von Kraftfahrzeugen ist es in verschiedenen Ländern, beispielsweise in den Vereinigten Staaten von Amerika, erforderlich, eine Diagnose einer Dichtheit des Kraftstoffsystems durchzuführen. Diese Diagnose muss innerhalb eines definierten Fahrzyklus erfolgen. Bei Hybridfahrzeugen, insbesondere bei so genannten PlugIn-Hybriden, muss diese Diagnose während eines elektrischen Fahrbetriebs des Kraftfahrzeugs bei deaktivierter Verbrennungskraftmaschine und ohne die Erzeugung von Emissionen erfolgen. Dies ist im Gegensatz zu bereits bekannten Lösungen mit dem erfindungsgemäßen Verfahren realisierbar.
Hierzu wird in einem ersten Schritt S1 des Verfahrens bei deaktivierter Verbrennungskraftmaschine während des elektrischen Fahrbetriebs des Kraftfahrzeugs eine Pumpleistung der Kraftstoffpumpe derart eingestellt, dass eine Umpumpbewegung des Kraftstoffs innerhalb des Kraftstoffsystems erfolgt. Aufgrund dieser Umpumpbewegung des Kraftstoffs entstehen Kraftstoffdämpfe, welche zu einem Druckanstieg innerhalb eines Kraftstofftanks des Kraftstoffsystems führen. Der erste Schritt S1 wird dabei nur dann durchgeführt, wenn für eine vorgegebene Zeitdauer keine Betätigung der Kraftstoffpumpe erfolgt ist und/oder wenn für eine vorgegebene Zeitdauer keine Bewegung des Kraftfahrzeugs erfolgt ist.
Anschließend wird in einem zweiten Schritt S2 mittels eines innerhalb des Kraftstofftanks angeordneten Drucksensors des Kraftstoffsystems der Druckanstieg innerhalb des Kraftstofftanks erfasst, bevor dieser in einem dritten Schritt S3 mit einem vorgegebenen Schwellwert verglichen wird. Eine Größe des vorgegebenen Schwellwerts wird dabei in Abhängigkeit von einer Umgebungstemperatur des Kraftfahrzeugs, in Abhängigkeit von einer Standzeit des Kraftfahrzeugs und/oder in Abhängigkeit von einem Füllstand des Kraftstofftanks eingestellt, so dass die Diagnose an unterschiedliche Betriebsbedingungen und Betriebszustände des Kraftfahrzeugs anpassbar ist.
Anschließend wird in einem vierten Schritt S4 überprüft, ob eine Leckage im Kraftstoffsystem vorliegt. Auf das Vorliegen einer Leckage wird dann geschlossen, wenn der Wert des Druckanstiegs geringer als der vorgegebene Schwellwert ist.
Wird eine Leckage erkannt, wird in einem fünften Schritt S5 eine Fehlermeldung generiert, anhand welcher eine Information über die Leckage an einen Fahrzeugführer und/oder eine Werkstatt erfolgt. Weiterhin sieht eine mögliche Ausgestaltung vor, dass bei einem Auftreten einer solchen Fehlermeldung der Betrieb des Kraftfahrzeugs gestoppt wird und somit Schädigungen von Personen und Umweltschäden durch austretenden Kraftstoff vermieden werden.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 10360337 A1 [0004]

Claims

Verfahren zur Erkennung einer Leckage in einem Kraftstoffsystem eines Kraftfahrzeugs mit einem Kraftstofftank, einer Kraftstoffpumpe und einem Drucksensor zur Erfassung eines Innendrucks des Kraftstofftanks, dadurch gekennzeichnet, dass – in einem ersten Schritt (S1) in Abhängigkeit zumindest einer Vorbedingung eine Pumpleistung der Kraftstoffpumpe derart eingestellt wird, dass eine Umpumpbewegung des Kraftstoffs innerhalb des Kraftstoffsystems erfolgt, – in einem zweiten Schritt (S2) mittels des Drucksensors ein Druckanstieg innerhalb des Kraftstofftanks erfasst wird, – in einem dritten Schritt (S3) ein Wert des Druckanstiegs mit einem vorgegebenen Schwellwert verglichen wird und – in einem vierten Schritt (S4) eine Leckage dann erkannt wird, wenn der Wert des Druckanstiegs geringer als der Schwellwert ist.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kraftstoffpumpe unabhängig von einem Zustand einer mit dem Kraftstoffsystem gekoppelten Verbrennungskraftmaschine aktiviert wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass bei einer erkannten Leckage eine Fehlermeldung generiert wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Schritt (S1) durchgeführt wird, wenn als Vorbedingung für eine vorgegebene Zeitdauer keine Betätigung der Kraftstoffpumpe erfolgt ist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Schritt (S1) durchgeführt wird, wenn als Vorbedingung für eine vorgegebene Zeitdauer keine Bewegung des Kraftfahrzeugs erfolgt ist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Größe des Schwellwerts in Abhängigkeit von einer Umgebungstemperatur des Kraftfahrzeugs eingestellt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Größe des Schwellwerts in Abhängigkeit von einer Standzeit des Kraftfahrzeugs eingestellt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Größe des Schwellwerts in Abhängigkeit von einem Füllstand des Kraftstofftanks eingestellt wird.