DE102014208987A1

DE102014208987A1 - Verfahren zur Diagnose eines Tankentlüftungsventils

Info

Publication number: DE102014208987A1
Application number: DE102014208987.5A
Authority: DE
Inventors: Bernhard Deibele; Thomas Wieczorek; Johannes Kastner; Simon BRUESTLE; Andreas Meinken
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2014-05-13
Filing date: 2014-05-13
Publication date: 2015-11-19
Also published as: CN105089866B; US20150328980A1; CN105089866A; KR20150130244A; US9945330B2

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Diagnose eines Tankentlüftungsventils eines Kraftfahrzeugs. Darin wird aus einem zeitlichen Verlauf eines Drucks p in einem Teilraum des Kraftfahrzeugs nach einem Start eines Verbrennungsmotors des Kraftfahrzeugs darauf geschlossen, ob das Tankentlüftungsventil offen klemmt. Der Teilraum enthält einen Kraftstofftank des Kraftfahrzeugs und wird durch das Tankentlüftungsventil begrenzt.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Diagnose eines Tankentlüftungsventils eines Kraftfahrzeugs. Weiterhin betrifft die vorliegende Erfindung ein Computerprogramm, welches eingerichtet ist, jeden Schritt des erfindungsgemäßen Verfahrens durchzuführen, sowie ein maschinenlesbares Speichermedium, auf welchem das erfindungsgemäße Computerprogramm gespeichert ist. Schließlich betrifft die Erfindung ein elektronisches Steuergerät, welches eingerichtet ist, um eine Diagnose eines Tankentlüftungsventils eines Kraftfahrzeugs mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens durchzuführen.
Stand der Technik
Dämpfe, die von Kraftstoffen im Kraftstofftank eines Kraftfahrzeugs ausgesondert werden, dürfen aus Gründen des Umweltschutzes nicht in die Umgebung gelangen. Um dies zu verhindern, sind Kraftfahrzeuge mit einem Aktivkohlefilter (AKF) ausgestattet, der diese Dämpfe adsorbieren soll. Da dieser Aktivkohlefilter jedoch keine unendliche Menge an Kraftstoffdämpfen adsorbieren und speichern kann, ist es notwendig ihn wieder zu leeren bzw. zu regenerieren. Hierzu weisen heutige Kraftfahrzeuge Tankentlüftungssysteme auf, bei denen im Kraftstofftank verdunsteter Kraftstoff in einem Aktivkohlefilter gespeichert wird, das über ein absperrbares Tankentlüftungsventil mit dem Saugrohr des Verbrennungsmotors verbunden ist. Bei geöffnetem Tankentlüftungsventil wird über eine Verbindung des Aktivkohlefilters zur Umgebung Luft angesaugt, die den zwischengespeicherten Kraftstoff mitreißt und der Verbrennung zuführt. Über das Tankentlüftungsventil wird die angesaugte Gasmenge so gesteuert, dass einerseits das Aktivkohlefilter ausreichend luftgespült wird und dass andererseits keine untolerierbar großen Störungen des Kraftstoff-/Luft-Verhältnisses des dem Verbrennungsmotor zugeführten Gemisches auftreten.
In Kraftfahrzeugen, die auf dem Markt der Vereinigten Staaten von Amerika verkauft werden sollen, müssen gemäß den Vorschriften des California Air Resources Board (CARB) alle für die Emission verantwortlichen Komponenten eines Kraftfahrzeugs diagnostiziert werden. Dies beinhaltet auch eine Diagnose des Tankentlüftungsventils und eines für die Tankleckdiagnose benötigten Drucksensors im Kraftstofftank. Weiterhin müssen die einzelnen Komponenten bei einem Defekt sicher erkannt werden. Hierbei gilt es insbesondere zu beachten, dass defekte Komponenten einen Einfluss auf korrekt funktionierende Komponenten haben können. Dieses kann so weit führen, dass die korrekt funktionierende Komponente fälschlicher weise als defekt erkannt werden könnte. Beispielsweise sollte ein defektes Tankentlüftungsventil nicht zu einem Fehlereintrag des Tankdrucksensors führen und umgekehrt. Die einzelnen Komponenten werden daher mittels Diagnoseverfahren abgeprüft und plausibilisiert um einen Fehler auffinden und einer Komponente zuordnen zu können. Diese Überprüfung der einzelnen Komponenten findet üblicherweise einmal pro Fahrzyklus statt. Tritt ein Defekt einer Komponente erst nach ihrer Prüfung auf, so muss der Fehler nicht zwingend sofort erkannt werden, sondern muss erst im nächsten Fahrzyklus erkannt werden.
Derzeit bekannte Diagnoseverfahren beinhalten die Überwachung des Tankentlüftungsventils durch ein Aufsteuern des Tankentlüftungsventils (sogenanntes Aufprägen) und die Auswertung des entstehenden Signals durch einen zusätzlichen nachgeschalteten Drucksensor oder durch den Drucksensor im Saugrohr. Ein weiteres Verfahren zur Überwachung des Tankentlüftungsventils sieht die Beobachtung des Gasgemisches vor, das an einer Lambdasonde im Abgasstrang des Kraftfahrzeugs angelangt.
Die DE 43 42 431 A1 beschreibt ein Verfahren zur Ermittlung einer Aussage über den Zustand einer Tankentlüftungsanlage bei einer Brennkraftmaschine, worin ein Maß für den Einfluss der Verdampfung von Kraftstoff innerhalb der Tankentlüftungsanlage, auf die sich einstellende Druckänderung ermittelt wird, und dieses Maß bei der Ermittlung der Aussage über den Zustand der Tankentlüftungsanlage berücksichtigt wird.
Offenbarung der Erfindung
In dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Diagnose eines Tankentlüftungsventils eines Kraftfahrzeugs wird aus einem zeitlichen Verlauf eines Drucks in einem Teilraum des Kraftfahrzeugs nach einem Start eines Verbrennungsmotors des Kraftfahrzeugs darauf geschlossen, ob das Tankentlüftungsventil offen klemmt. Der Teilraum enthält einen Kraftstofftank des Kraftfahrzeugs und wird durch das Tankentlüftungsventil begrenzt. Insbesondere besteht der Teilraum aus dem Kraftstofftank, einem Aktivkohlefilter des Kraftfahrzeugs, einer Leitung, welche den Kraftstofftank mit dem Aktivkohlefilter verbindet, und einer Leitung, welche den Aktivkohlefilter mit dem Tankentlüftungsventil verbindet. Ein Defekt des Tankentlüftungsventils kann auf diese Weise schnell erkannt werden. Die erfindungsgemäße Diagnose erkennt das offen klemmende Tankentlüftungsventil bereits kurz nach dem Motorstart und kann dementsprechend eine Information über diesen Defekt bereitstellen. Dies ist insbesondere in Bezug auf Querwirkungen mit anderen Funktionen in der Motorsteuerung von Vorteil. Ein weiterer Vorteil besteht in einer geringen Komplexität der erfindungsgemäßen Prüfung im Vergleich zu dem bisher bekannten Diagnoseverfahren. Die erfindungsgemäße Prüfung ist wesentlich einfacher, da nur ein Drucksignal ausgewertet werden muss und deshalb nur wenige Randbedingungen einen Einfluss auf das Ergebnis haben.
Bevorzugt wird darauf geschlossen, dass das Tankentlüftungsventil offen klemmt, wenn innerhalb eines Prüfungszeitraums nach dem Start des Verbrennungsmotors eine Verringerung des Drucks in dem Teilraum stattfindet, insbesondere eine Verringerung unter den Umgebungsdruck des Kraftfahrzeugs. Wenn das Tankentlüftungsventil offen klemmt und der Motor gestartet wird, hat dies systembedingt immer einen Druckabfall im Teilraum zur Folge. Da das Tankentlüftungsventil im unbestromten Zustand immer geschlossen ist, kann dieser Druckabfall zudem nur ein offen klemmendes Tankentlüftungsventil als Ursache haben. Deshalb ist es besonders bevorzugt, dass innerhalb des Prüfungszeitraums keine Ansteuerung des Tankentlüftungsventils erfolgt.
Der zeitliche Verlauf des Drucks im Teilraum kann insbesondere mittels eines Drucksensors im Teilraum gemessen werden, vorzugsweise eines Drucksensors im Kraftstofftank. Ein solcher Drucksensor wird sowieso für eine herkömmliche Tankleckdiagnose benötigt, so dass das erfindungsgemäße Verfahren ausgeführt werden kann, ohne hierzu zusätzliche Komponenten zu verbauen.
Wenn das Kraftfahrzeug über eine Start/Stopp-Funktion verfügt, ist es bevorzugt, dass bei jedem Wiederstart des Verbrennungsmotors aus dem zeitlichen Verlauf des Drucks in dem Teilraum darauf geschlossen wird, ob das Tankentlüftungsventil offen klemmt. Dies hat den Vorteil, dass ein Defekt des Tankentlüftungsventils auch während eines Fahrzyklus des Kraftfahrzeugs erkannt werden kann und nicht nur zu dessen Beginn.
Das erfindungsgemäße Computerprogramm ist eingerichtet, jeden Schritt des erfindungsgemäßen Verfahrens durchzuführen, insbesondere wenn es auf einem Rechengerät oder elektronischen Steuergerät ausgeführt wird. Es ermöglicht die Implementierung des erfindungsgemäßen Verfahrens auf einem elektronischen Steuergerät, ohne hieran bauliche Veränderungen vornehmen zu müssen. Hierzu ist das Computerprogramm insbesondere auf dem erfindungsgemäßen maschinenlesbaren Speichermedium gespeichert.
Wenn das erfindungsgemäße Computerprogramm auf einem elektronischen Steuergerät aufgespielt wird, wird das erfindungsgemäße elektronische Steuergerät erhalten, welches eingerichtet ist, um eine Diagnose eines Tankentlüftungsventils eines Kraftfahrzeugs mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens durchzuführen.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.
1 zeigt ein Tankentlüftungssystem, dessen Tankentlüftungsventil mittels eines Verfahrens gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung diagnostiziert werden kann.
2 zeigt in einem Diagramm den zeitlichen Druckverlauf in einem Teilraum eines Kraftfahrzeugs in einem Verfahren gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung.
Ausführungsbeispiele der Erfindung
1 zeigt ein herkömmliches Tankentlüftungssystem eines Kraftfahrzeugs. Ein Kraftstofftank 1 ist mit einem Aktivkohlefilter 2 verbunden. Vom Aktivkohlefilter 2 führt eine Leitung zu einem Tankentlüftungsventil 3. Von diesem Tankentlüftungsventil 3 führt eine Leitung zum Saugrohr 42 einer Verbrennungskraftmaschine 41. Durch einen Luftfilter 43 wird Umgebungsluft in einen Turbolader 44 transportiert. Von dort wird sie durch einen Ladeluftkühler 45 in das Saugrohr 42 weitergeleitet. Im Saugrohr befinden sich eine Drosselklappe 421 und ein Saugrohrdrucksensor 422. Das Saugrohr ist mit der Verbrennungskraftmaschine 41 verbunden. In dem Kraftstofftank 1 ist ein Drucksensor 5 angeordnet. Dieser Drucksensor 5 misst den Druck p in einem Teilraum 6 des Kraftfahrzeugs, welcher aus dem Kraftstofftank 1, dem Aktivkohlefilter 2, der Leitung 11, welche den Kraftstofftank 1 mit dem Aktivkohlefilter 2 verbindet und der Leitung 21, welche den Aktivkohlefilter 2 mit dem Tankentlüftungsventil 3 verbindet besteht. Die dargestellten Komponenten werden durch ein Steuergerät 7 gesteuert.
In einem Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens wird nach jedem Start eines Verbrennungsmotors 41 mittels des Drucksensors 5 der Verlauf des Drucks p im Teilraum 6 mit der Zeit t gemessen. War der Verbrennungsmotor 41 über einen längeren Zeitraum abgeschaltet, so entspricht der Druck p dem Umgebungsdruck p₀ des Kraftfahrzeugs. Bei einem intakten Tankentlüftungsventil 3 ergibt sich der in 2 dargestellte Druckverlauf 81. Nach einem Start des Verbrennungsmotors 41 zum Zeitpunkt t₁ bleibt der Druck p in einem Prüfzeitraum Δt konstant auf seinem anfänglichen Wert, der dem Umgebungsdruck p₀ entspricht. Daher wird erkannt, dass das Tankentlüftungsventil 3 nicht offen klemmt. Erst mit Ansteuerung des Tankentlüftungsventils 3 zu einem Zeitpunkt t₂ zum Zweck einer Regenerierung des Aktivkohlefilters 2 sinkt der Druck p ab, da eine Verbindung zum Saugrohr 42 geöffnet wird und der durch das Saugrohr 42 strömende Luftstrom ein Kraftstoff-/Luft-Gemisch aus dem Aktivkohlefilter 2 mitreißt, was auch zu einem Mitreißen von Luft aus dem Kraftstofftank 1 und damit zu einem Absinken des Drucks p im Teilraum 6 führt.
Klemmt das Tankentlüftungsventil 3 hingegen beim Start des Verbrennungsmotors 41 offen, so tritt der ebenfalls in 2 dargestellte Druckverlauf 82 auf. Sofort mit dem Start des Verbrennungsmotors 41 zum Zeitpunkt t₁ wird die Luft aus dem Aktivkohlefilter 2 und dem Kraftstofftank 1 in das Saugrohr 42 transportiert, so dass es zu einem Absinken des Drucks p kommt. Dieser erreicht noch innerhalb eines Prüfzeitraums Δt ein Minimum. Aufgrund dieses sofortigen Absinkens des Drucks p wird auf ein offen klemmendes Tankentlüftungsventils 3 erkannt. Durch ein späteres Ansteuern des Tankentlüftungsventils 3 zu dem Zeitpunkt t₂ kann dieses nicht weiter geöffnet werden, so dass es auch zu keinem weiteren Absinken des Drucks p kommt.
Da sich der Druck p nach jedem Abschalten des Verbrennungsmotors 41 sowohl bei einem intakten als auch bei einem defekten Tankentlüftungsventil 3 wieder auf den Umgebungsdruck p₀ entspannt, kann die beschriebene Diagnose des Tankentlüftungsventils 3 bei einem Kraftfahrzeug, das über eine Start/Stopp-Funktion verfügt, nach jedem Startvorgang des Verbrennungsmotors 41 wiederholt 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 4342431 A1 [0005]

Claims

Verfahren zur Diagnose eines Tankentlüftungsventils (3) eines Kraftfahrzeugs, dadurch gekennzeichnet, dass aus einem zeitlichen Verlauf eines Drucks p in einem Teilraum (6) des Kraftfahrzeugs nach einem Start eines Verbrennungsmotors (41) des Kraftfahrzeugs darauf geschlossen wird, ob das Tankentlüftungsventil (3) offen klemmt, wobei der Teilraum (6) einen Kraftstofftank (1) des Kraftfahrzeugs enthält und durch das Tankentlüftungsventil (3) begrenzt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Teilraum (6) aus dem Kraftstofftank (1), einem Aktivkohlefilter (2) des Kraftfahrzeugs, einer Leitung (11), welche den Kraftstofftank (1) mit dem Aktivkohlefilter (2) verbindet, und einer Leitung (21), welche den Aktivkohlefilter (2) mit dem Tankentlüftungsventil (3) verbindet, besteht.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass darauf geschlossen wird, dass das Tankentlüftungsventil (3) offen klemmt, wenn innerhalb eines Prüfungszeitraums Δt nach dem Start des Verbrennungsmotors (41) eine Verringerung des Drucks p in dem Teilraum (6) stattfindet.
Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass innerhalb des Prüfungszeitraums Δt keine Ansteuerung des Tankentlüftungsventils (3) erfolgt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der zeitliche Verlauf des Drucks p im Teilraum (6) mittels eines Drucksensors (5) im Teilraum (6) gemessen wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Kraftfahrzeug über eine Start/Stopp-Funktion verfügt, und dass bei jedem Wiederstart des Verbrennungsmotors (41) aus dem zeitlichen Verlauf des Drucks p in dem Teilraum (6) darauf geschlossen wird, ob das Tankentlüftungsventil (3) offen klemmt.
Computerprogramm, welches eingerichtet ist, jeden Schritt des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 6 durchzuführen.
Maschinenlesbares Speichermedium, auf welchem ein Computerprogramm nach Anspruch 7 gespeichert ist.
Elektronisches Steuergerät (7), welches eingerichtet ist, um eine Diagnose eines Tankentlüftungsventils (3) eines Kraftfahrzeugs mittels eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 6 durchzuführen.