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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb und zum Überprüfen der Dichtheit einer Kraftstoffversorgungsanlage eines Kraftfahrzeugs mit einem Kraftstofftank, in welchem ein mittels eines Drucksensors messbarer Überdruck oder Unterdruck herrschen kann, solange dessen durch einen Kraftstoffdampf-Zwischenspeicher geführte Entlüftungsleitung für gasförmig aus dem Kraftstofftank abgeführte Kraftstoffbestandteile gegenüber der Umgebung abgesperrt ist, wobei in dieser Entlüftungsleitung zwischen dem Kraftstofftank und dem Kraftstoffdampf-Zwischenspeicher ein schaltbares Sperrventil vorgesehen ist und weitere schaltbare Sperrventile in einer ersten vom Kraftstoffdampf-Zwischenspeicher in die Umgebung führenden Leitung sowie in einer zweiten vom Kraftstoffdampf-Zwischenspeicher zu einem Verbraucher des im Kraftstofftank befindlichen Kraftstoffs führenden Leitung vorgesehen sind. Ferner betrifft die Erfindung ein Kraftfahrzeug, dessen Kraftstoffversorgungsanlage erfindungsgemäß betrieben wird.
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Bei Kraftfahrzeugen mit einem Verbrennungsmotor (bzw. allgemein einem Verbraucher von Diesel- oder Otto-Kraftstoff) besteht bekanntlich das Problem der Verdunstung von Kraftstoffbestandteilen im Kraftstofftank bei abgestelltem, d. h. nicht oder zumindest nicht verbrennungsmotorisch betriebenem Fahrzeug. Da während längerer Stillstandzeiten des Fahrzeugs bzw. zumindest dessen Verbrennungsmotors (falls das Fahrzeug alternativ auch elektromotorisch bewegt werden kann) kein Kraftstoff aus dem Kraftstofftank entnommen wird, während sich der Kraftstoff im Tank erwärmen und dabei teilweise verdunsten kann, müssen diese verdunstenden Kraftstoffbestandteile entweder in einem sog. Aktivkohlefilter aufgefangen werden, bei welchem es sich (verallgemeinert) um einen Zwischenspeicher für aus dem Kraftstofftank abgeführte Kraftstoffdämpfe handelt, oder es wird die gesamte Kraftstoffversorgungsanlage (und insbesondere eine grundsätzlich notwendige Entlüftungsleitung des Kraftstofftanks) bei abgestelltem Fahrzeug (bzw. Verbrennungsmotor) gegenüber der Umgebung abgedichtet oder abgesperrt, so dass dann aus dieser – und insbesondere aus dem Kraftstofftank – keine Kraftstoffdämpfe in die Umgebung gelangen können. Als Folge steigt der Druck im Kraftstofftank bzw. in der gesamten zusammenhängend gegenüber der Umgebung abgedichteten Kraftstoffversorgungsanlage an, wobei (alternativ) auch ein Unterdruck im Tank entstehen kann. Aber auch bei einer solchen abgedichteten Kraftstoffversorgungsanlage benötigt der Kraftstofftank zumindest für ein Befüllen desselben mit frischem Kraftstoff eine letztlich in der Umgebung mündende Entlüftungsleitung mit einem darin vorgesehenen Kraftstoffdampf-Zwischenspeicher. Letzterer wird – wie dem Fachmann ebenfalls bekannt ist – bei Betrieb des Verbrennungsmotors bzw. allgemein des Verbrauchers des Kraftstoffs gespült, indem dann Luft aus der Umgebung durch den Kraftstoffdampf-Zwischenspeicher zum Verbrennungsmotor bzw. Verbraucher geführt wird, welcher Umgebungsluftstrom dabei die Kraftstoffbestandteile aus dem Zwischenspeicher mitnimmt, so dass diese im Verbrennungsmotor verbrannt werden können.
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Eine gesetzliche Zulassungsvorschrift für Kraftfahrzeuge beispielsweise in den Vereinigten Staaten von Amerika ist, dass der gesamte Bereich der Kraftstoffversorgungsanlage, in welchem gasförmige Kraftstoffbestandteile vorliegen können, selbsttätig regelmäßig auf Dichtheit überprüft wird. Üblicherweise werden solche Dichtheitstests durch eine elektronische Steuereinheit bei jedem oder bei jedem zweiten Fahrzyklus des Kraftfahrzeugs durchgeführt. Dabei muss eine Undichtigkeitsstelle, bspw. in Form eines Loches mit einem Durchmesser von nur 0,5 mm, sofort entdeckt werden, und es muss die Existenz einer solchen Undichtigkeitsstelle dem Nutzer des Kraftfahrzeugs angezeigt werden. Hierfür wird gemäß üblichem Stand der Technik in demjenigen Bereich einer weiter oben genannten und bei abgestelltem Fahrzeug gegenüber der Umgebung abgedichteten Kraftstoffversorgungsanlage, in welchem gasförmige Kraftstoffbestandteile vorliegen können, der Druck und die Temperatur (der in diesem Bereich befindlichen Gase oder bei Anordnung von Sensoren in einem oberen Bereich des Kraftstofftanks, falls dieser vollständig befüllt ist, auch des dort befindlichen flüssigen Kraftstoffs) mittels geeigneter Sensoren über einen gewissen Zeitraum hinweg erfasst, wobei zu diesem besagten Bereich auch der Kraftstoffdampf-Zwischenspeicher gehört.
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Nachteilig an diesem bekanntem Stand der Technik ist zum einen, dass vier Absperrventile benötigt werden, welche sehr hohen Dichtheitsanforderungen genügen müssen und welche einzeln auf ihre korrekte Funktion zu überprüfen sind. Ferner wurde vorliegend erkannt, dass es für den Kraftstoffdampf-Zwischenspeicher nachteilig ist, dass dieser in gewissen Betriebszuständen, nämlich bei abgestelltem Kraftfahrzeug oder bei stillstehendem Verbrennungsmotor, wenn das Kraftfahrzeug möglicherweise aus einem Akkumulator gespeist elektromotorisch bewegt wird, signifikant höheren Drücken ausgesetzt ist, als wenn der Verbrennungsmotor betrieben und der Kraftstoffdampf-Zwischenspeicher wie oben erwähnt gespült wird. Solche Druckwechsel in einem als Aktivkohlefilter ausgebildeten Kraftstoffdampf-Zwischenspeicher können jeweils ein Auslösen geringer Mengen von Aktivkohle verursachen, d. h. es können dann insbesondere beim bereits genannten Spülen stets einige Aktivkohle-Partikel aus dem Gehäuse des Kraftstoffdampf-Zwischenspeichers zum Verbrennungsmotor (bzw. Verbraucher) hin abgeführt werden, was selbstverständlich unerwünscht ist.
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Eine Abhilfemaßnahme für diese geschilderte Problematik aufzuzeigen, ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung.
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Die Lösung dieser Aufgabe ist für ein Verfahren nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 dadurch gekennzeichnet, dass dann, wenn das Kraftfahrzeug oder zumindest dessen Verbraucher nicht in Betrieb ist, das zwischen dem Kraftstofftank und dem Kraftstoffdampf-Zwischenspeicher vorgesehene Sperrventil sowie das zwischen dem Kraftstoffdampf-Zwischenspeicher und dem Verbraucher vorgesehene Sperrventil geschlossen gehalten werden, während das zwischen dem Kraftstoffdampf-Zwischenspeicher und der Umgebung vorgesehene Sperrventil geöffnet gehalten wird. Weiterhin wird ausgehend von vorstehend genanntem Zustand zu bestimmten und durch eine Außerbetriebnahme oder Inbetriebnahme des Kraftfahrzeugs oder des Verbrauchers zeitlich gesteuerten Zeitpunkten eine zweistufige Überprüfungsprozedur gestartet, im Rahmen derer zunächst mittels des Drucksensors geprüft wird, ob im Kraftstofftank ein zumindest geringfügiger Differenzdruck gegenüber Umgebungsdruck vorliegt, und daraufhin wird erfindungsgemäß das zwischen dem Kraftstoffdampf-Zwischenspeicher und der Umgebung vorgesehene Sperrventil geschlossen und das zwischen dem Kraftstoffdampf-Zwischenspeicher und dem Kraftstofftank vorgesehene Sperrventil geöffnet und der zeitliche Verlauf des mittels des Drucksensors gemessenen Drucks für eine gewisse Zeitspanne in der Größenordnung von einer oder wenigen Minuten überwacht. Erfindungsgemäß wird dann, wenn im Rahmen dieser Überprüfungsprozedur zeitlich vor dem besagten Schalten der Sperrventile ein zumindest geringfügiger Differenzdruck gemessen wurde und sich dieser nach diesem Schalten der Sperrventile in der gewissen Zeitspanne nicht um mehr als einen vorgegebenen Grenzwert verändert hat, auf ausreichende Dichtheit der Kraftstoffversorgungsanlage geschlossen.
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Vereinfacht ausgedrückt wird vorliegend vorgeschlagen, den Überdruck im Kraftstofftank, der sich bei abgestelltem Kraftfahrzeug hervorgerufen durch Wärmeeinfall beispielsweise von der noch heißen Abgasanlage des Kraftfahrzeugs oder von der Umgebung und daraus resultierender Anpassung des Sättigungsdampfdrucks des Kraftstoffs bildet, oder gegebenenfalls vorliegenden Unterdruck (insbesondere resultierend aus einer Entnahme von Kraftstoff aus dem Tank) zur quasi impliziten Überwachung der Dichtheit im weiter oben genannten Bereich der Kraftstoffversorgungsanlage, in welchem gasförmiger Kraftstoff vorliegen kann, zu verwenden. Weiterhin wird der Kraftstoffdampf-Zwischenspeicher einem Teil-Bereich der Kraftstoffversorgungsanlage zugeordnet, in welchem zwar gasförmiger Kraftstoff vorliegen kann, in welchem jedoch üblicherweise kein nennenswerter Überdruck oder Unterdruck (gegenüber Umgebungsdruck) herrscht, d. h. es wird der Kraftstoffdampf-Zwischenspeicher von demjenigen Bereich der Kraftstoffanlage, in dem bei abgestelltem Verbrennungsmotor oder Fahrzeug höhere Druckwerte auftreten können, nämlich insbesondere vom eigentlichen Kraftstofftank, abgekoppelt. Letzteres ist durch geeignetes Platzieren und Schalten von Sperrventilen einfach darstellbar und es kann mit geeignetem Schalten der Sperrventile eine ziemlich einfache Dichtheitsprüfung aufgrund folgender Schlussfolgerung durchgeführt werden: Bei längerfristig (bspw. eine Stunde oder länger) abgestelltem Kraftfahrzeug baut sich im gegenüber der Umgebung abgedichteten Kraftstofftank zwangsweise ein wenn auch nur geringer Differenzdruck gegenüber Umgebung auf, welcher auch nur bei absoluter Dichtheit dieses abgesperrten oder abgedichteten Bereichs gehalten werden kann. Wäre in diesem ein Bereich ein wenn auch nur geringes Leck vorhanden, so könnte unabhängig von den sonstigen Randbedingungen kein Differenzdruck gegenüber Umgebungsdruck vorliegen. Aus einem Vorliegen von Überdruck oder Unterdruck in einem abgesperrten (ersten) Bereich der Kraftstoffversorgungsanlage kann somit nach einer gewissen Zeit zulässig auf absolute Dichtheit dieses (ersten) Bereichs geschlossen werden.
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Erfindungsgemäß werden dabei – wie im kennzeichnenden Teil von Anspruch 1 angegeben, nacheinander zwei Bereiche der Kraftstoffversorgungsanlage auf diese Weise hinsichtlich Dichtheit überprüft, nämlich in einem ersten Verfahrensschritt ein kleinerer Teilbereich, welcher den Zwischenspeicher für gasförmige Kraftstoffbestandteile nicht umfasst, insbesondere weil letzterer erfindungsgemäß bei abgestelltem Fahrzeug oder stillgesetztem Verbraucher zur Umgebung hin offen ist. In einem darauf folgenden zweiten Verfahrensschritt wird dann der auch den Zwischenspeicher umfassende und aufgrund von Vorschriften relevante gesamte Bereich der Kraftstoffversorgungsanlage auf Dichtheit überprüft, indem das zwischen dem Zwischenspeicher und der Umgebung vorgesehene Sperrventil geschlossen und das zwischen dem Kraftstofftank und dem Zwischenspeicher vorgesehene Sperrventil geöffnet wird, womit auch im Zwischenspeicher ein gewisser Differenzdruck gegenüber der Umgebung vorliegend kann bzw. vorliegen wird. Wie die Überprüfungsprozedur soweit im Detail arbeiten kann, ist dabei nicht nur im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegeben, sondern ergibt sich auch aus einem an späterer Stelle erläuterten Ausführungsbeispiel.
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Zunächst sei jedoch kurz darauf eingegangen, dass der Zwischenspeicher bei stillgesetztem Verbraucher zur Umgebung hin offen ist, was jedoch unkritisch ist, da der Kraftstofftank erfindungsgemäß üblicherweise nicht nur gegenüber der Umgebung, sondern auch gegenüber dem Zwischenspeicher abgedichtet ist. Letzterer wird – wie bereits erwähnt wurde – im Wesentlichen für einen Befüllvorgang des Kraftstofftanks benötigt und ist daher in allen anderen Betriebszuständen des Kraftfahrzeuges (mit Ausnahme des Betankens und einer relativ kurzen sich an einen solchen Befüllvorgang anschließenden Spülphase des Zwischenspeichers) nur in geringem Ausmaß mit gasförmigen Kraftstoffbestandteilen beladen. Weiterhin sei darauf hingewiesen, dass der Zwischenspeicher zwar auch bei Durchführung der vorgeschlagenen Überprüfungsprozedur mit Überdruck beaufschlagt wird, jedoch erfolgt diese Beaufschlagung wesentlich seltener als im bislang üblichen Stand der Technik, bei welchem der Zwischenspeicher stets mit dem Kraftstofftank verbunden ist, welcher dann beispielsweise auch beim Übergang Tag-Nacht-Übergang und daraus resultierenden Temperaturänderungen über den Zwischenspeicher quasi „atmet”.
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Weiterhin wird nun noch vor der detaillierten Erläuterung der hier vorgeschlagenen Überprüfungsprozedur auf den Fall eingegangen, dass im ersten Schritt der Überprüfungsprozedur (und somit zeitlich vor dem beschriebenen Schalten der Sperrventile) kein zumindest geringfügiger bzw. für das Durchführen der Überprüfungsprozedur ausreichend hoher Differenzdruck vorliegt. Dann wird nach Ablauf einer gewissen und vorzugsweise anderen Zeitspanne (als die im kennzeichnenden Teil des angegebene Zeitspanne) die Überprüfungsprozedur neuerlich gestartet und es kann nach einer vorgegebenen Anzahl von jeweils ergebnislos wiederholten Versuchen, die Überprüfungsprozedur mit einem eindeutigen Ergebnis, nämlich dass die Kraftstoffversorgungsanlage entweder dicht oder nicht dicht ist, abzuschließen, erkannt oder festgestellt werden, dass jedenfalls derzeit keine Überprüfung möglich, d. h. nicht durchführbar ist. Ein solches Ergebnis kann (auch gemäß gesetzlicher Vorschriften) durchaus zulässig sein. Um jedoch keine beliebig hohe Anzahl von solchen vorstehendend genannter aufeinander folgender Feststellungen, nämlich dass keine Überprüfung möglich ist, zuzulassen, kann weiterhin vorgesehen sein, dass dann, wenn nach einer vorgegebenen Anzahl von nach aufeinanderfolgenden Außerbetriebnahmen oder Inbetriebnahmen des Kraftfahrzeugs oder des Verbrauchers als nicht möglich (d. h. nicht durchführbar) erkannten (und somit ergebnislosen) Überprüfungsprozeduren eine Fehlermeldung erfolgt.
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Im Sinne einer vorteilhaften Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens können die im vorstehenden Absatz bzw. in den Patentansprüchen 3 und 4 beschriebenen Folgerungen nur dann getroffen werden, wenn in einer in einem vorhergehenden Verfahrensschritt durchgeführten Abfrage eine sog. Ausnahme-Randbedingung festgestellt wurde, die es als plausibel erscheinen lässt, dass jedenfalls derzeit oder aktuell keine Überprüfung möglich (d. h. durchführbar) ist. Hingegen wird dann, wenn keine solche Ausnahme-Randbedingung vorliegt, nach einer vorgegebenen Anzahl von jeweils ergebnislos wiederholten Versuchen, die Überprüfungsprozedur mit einem eindeutigen Ergebnis (nämlich dass die Kraftstoffversorgungsanlage entweder dicht oder nicht dicht ist) abzuschließen, die Kraftstoffversorgungsanlage bzw. zumindest ein Teil-Bereich derselben als „undicht” erkannt. Beispiele für solche Ausnahme-Randbedingungen sind in Anspruch 5 angegeben und beschreiben einen ersten Sonderfall, nämlich dass zeitlich nahe vor dem erstmaligen Start der Überprüfungsprozedur der Kraftstofftank mit frischem Kraftstoff befüllt wurde bzw. zumindest ein Verschluss eines Einfüllstutzens des Kraftstofftanks geöffnet worden ist. Ein weiterer Sonderfall lässt sich durch eine zumindest theoretisch mögliche (vollständige) Druck-Kompensation beschreiben, die sich seit einer vorangegangenen und mit einem positiven, eine Dichtheit der Kraftstoffversorgungsanlage bestätigenden Ergebnis abgeschlossenen Überprüfungsprozedur aufgrund von Veränderungen der Innentemperatur des Kraftstofftanks und des Füllstandes im Tank und/oder des Umgebungsdruckes eingestellt hat.
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Weiter erläutert wird die Erfindung anhand der beigefügten Prinzipskizze (1), welche eine erfindungsgemäße Kraftstoffversorgungsanlage, an der das beanspruchte Verfahren zum Betrieb derselben sowie zum Überprüfen der Dichtheit derselben durchgeführt wird bzw. durchgeführt werden kann, schematisch zeigt. In diesem Zusammenhang sei ausdrücklich darauf hingewiesen, dass neben dem beanspruchten Verfahren auch eine solche Kraftstoffanlage mit der beschriebenen Anordnung von Sperrventilen und insbesondere einer elektronischen Steuereinheit, welche diese Sperrventile in der durch den Verfahrensanspruch beanspruchten oder im folgenden beschriebenen Weise ansteuert, beansprucht werden könnte. Ferner ist in 2 ein mögliches Ablaufdiagramm eines Computerprogramms für ein erfindungsgemäßes Verfahren zum Überprüfen der Dichtheit der Kraftstoffversorgungsanlage nach 1 dargestellt.
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Zunächst auf 1 Bezug nehmend ist mit der Bezugsziffer 1 ein Kraftstofftank eines nicht dargestellten Kraftfahrzeugs gekennzeichnet, welches einen Verbrennungsmotor 2 besitzt, der aus dem Kraftstofftank 1 mittels einer Kraftstoffpumpe 3 über eine Kraftstoff-Versorgungsleitung 4 mit Kraftstoff versorgt wird (und somit einen Verbraucher für den im Kraftstofftank 1 befindlichen Kraftstoff bildet). Ein mittels eines abnehmbaren Verschlussdeckels abgedichteter Einfüllstutzen, über den Kraftstoff in den Kraftstofftank 1 nachgefüllt werden kann, trägt die Bezugsziffer 5. Mittels eines Drucksensors 9 kann der oberhalb des wie üblich dargestellten Kraftstoff-Flüssigkeitsspiegels im Innenraum des Kraftstofftanks 1 herrschende Druck und mittels eines Temperatursensors 10 die dort herrschende Temperatur gemessen werden.
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Vom oberhalb des maximal möglichen Kraftsoff-Flüssigkeitsspiegels liegenden Bereich des Kraftstofftanks 1 geht eine Tank-Entlüftungsleitung 6a ab, in der ein elektrisch schaltbares Sperrventil 7a vorgesehen ist. Jenseits dieses Sperrventils 7a setzt sich die Entlüftungsleitung mit der Bezugsziffer 6b gekennzeichnet fort und mündet in einem als (üblicher und dem Fachmann bekannter) Aktivkohlefilter ausgebildeten Zwischenspeicher 8 für Kraftstoffdämpfe. Wie ebenfalls üblich führt (sinnvollerweise dem Eintritt der Entlüftungsleitung 6b gegenüber liegend) aus dem Innenraum dieses Kraftstoffdampf-Zwischenspeichers 8 eine Leitung 6c bzw. 6d in die Umgebung U, wobei auch in dieser Leitung ein elektrisch schaltbares Sperrventil 7b vorgesehen ist und der Leitungs-Abschnitt zwischen dem Zwischenspeicher 8 und diesem Sperrventil 7b mit der Bezugsziffer 6c gekennzeichnet ist, während ein vom Sperrventil 7b ausgehender und letztlich in der Umgebung U mündender Leitungsabschnitt mit der Bezugsziffer 6d gekennzeichnet ist.
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Sinnvollerweise der Mündungsstelle der Leitung 6c gegenüberliegend führt aus dem Innenraum des Kraftstoffdampf-Zwischenspeichers 8 eine auch als Spülleitung 6e bezeichnete Leitung 6e, in der ein weiteres elektrisch schaltbares Sperrventil 7c vorgesehen ist, zum Verbrennungsmotor 2. Über diese Spülleitung 6e kann der Kraftstoffdampf-Zwischenspeicher 8 bei Betrieb des Verbrennungsmotors 2 und geöffneten Sperrventilen 7b, 7c gespült werden, wobei die darin zwischengespeicherten Kraftstoffbestandteile zusammen mit Umgebungsluft dem Verbrennungsmotor 2 zur Verbrennung zugeführt werden. Mit Ausnahme des Verbrennungsmotors 2 (sowie der Umgebung U) bilden die soweit erläuterten (und mit Bezugsziffern gekennzeichneten) Bauelemente die Kraftstoffversorgungsanlage eines bzw. des Kraftfahrzeugs.
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Wenn der Verbrennungsmotor 2 nicht betrieben wird und das Kraftfahrzeug abgestellt ist, so sind die Sperrventile 7a und 7c geschlossen und das Sperrventil 7b ist geöffnet. Dabei sind diese Sperrventile 7a, 7b, 7c derart gestaltet, dass sie ihren soeben genannten Schaltzustand (7a, 7c geschlossen und 7b geöffnet) im stromlosen Zustand einnehmen, d. h. dann, wenn sie nicht mit elektrischem Strom versorgt werden. Bei abgestelltem (= nicht betriebenem) Kraftfahrzeug ist damit der Verbrauch von elektrischem Strom minimiert.
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Vorteilhafterweise befindet sich aufgrund des bei abgestelltem Fahrzeug geschlossenen Sperrventils 7a und des dabei geöffneten Sperrventils 7b der Kraftstoffdampf-Zwischenspeicher 8 in einem hier als „Bereich B” markierten Abschnitt der Kraftstoffversorgungsanlage, in welchem jedenfalls bei abgestelltem Fahrzeug kein Überdruck herrscht. Ein aus einer Anpassung des Sättigungsdampfdrucks des Kraftstoff im Kraftstofftank 1 resultierender Überdruck oder Unterdruck (gegenüber Umgebungsdruck), d. h. also ein Differenzdruck, kann hier nur in einem als „Bereich A” markierten Abschnitt der Kraftstoffversorgungsanlage vorliegen, welcher den Kraftstofftank 1 sowie den bis zum Sperrventil 7a führenden Abschnitt 6a der Tank-Entlüftungsleitung 6a/6b (sowie möglicherweise einen aufgrund seiner Gestaltung zwangsläufig stets dichten Abschnitt der Kraftstoff-Versorgungsleitung 4) umfasst. Jedoch können in den beiden soeben genannten Bereichen, nämlich im Bereich A und im Bereich B gasförmige Kraftstoffbestandteile vorliegen, nämlich dann, wenn entweder die Sperrventile 7a und 7b für eine Entlüftung des Kraftstofftanks 1 geöffnet sind oder wenn die Sperrventile 7b und 7c für ein (weiter oben bereits erläutertes) Spülen des Zwischenspeichers 8 geöffnet sind.
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Es sollten oder müssen (ggf. gesetzlich vorgeschrieben) in Verbindung mit jeder Inbetriebnahme des Kraftfahrzeugs der Bereich A und der Bereich B, d. h. grundsätzlich derjenige oder diejenigen Bereich(e) der Kraftstoffversorgungsanlage, in welchen bzw. welchem gasförmige Kraftstoffbestandteile vorliegen können, auf Dichtheit überprüft werden. Dies kann gesteuert durch eine elektronische Steuereinheit, welche im Rahmen dieser Überprüfungsprozedur auch die Schaltventile 7a, 7b geeignet ansteuert, einfach auf folgende Weise geschehen:
Ausgehend vom bereits beschriebenen Schaltzustand der Sperrventile 7a, 7b, 7c bei abgestelltem Fahrzeug wird bspw. mit Inbetriebnahme des Kraftfahrzeugs, vorzugsweise aber zu einem etwas späteren Zeitpunkt oder auch nach Abstellen desselben bzw. zumindest des Verbrennungsmotors 2 eine zweistufige Überprüfungsprozedur gestartet, im Rahmen derer zunächst (als erste Stufe) mittels des Drucksensors 9 geprüft wird, ob im Kraftstofftank 1 (sowie in der Leitung 6a) ein zumindest geringer bzw. für die Durchführung der Überprüfungsprozedur ausreichend hoher Differenzdruck (gegenüber Umgebungsdruck) vorliegt. Bejahendenfalls kann die elektronische Steuereinheit dann auf Dichtheit des Bereichs A der Kraftstoffversorgungsanlage schließen. Vorteilhafterweise genügt hierfür ein einfacher Differenzdrucksensor 9 (gegenüber Umgebungsdruck messend) und es wird hierfür keine Temperaturmessung benötigt.
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Als zweite Stufe dieser Überprüfungsprozedur wird daraufhin das zwischen dem Kraftstoffdampf-Zwischenspeicher 8 und der Umgebung U vorgesehene Sperrventil 7b durch Beaufschlagung mit elektrischem Strom geschlossen und es wird das zwischen dem Kraftstoffdampf-Zwischenspeicher 8 und dem Kraftstofftank 1 vorgesehene Sperrventil 7a durch Beaufschlagung mit elektrischem Strom geöffnet. (Weiterhin geschlossen bleibt noch das Sperrventil 7c der Spülleitung 6e). Daraufhin wird eine mögliche (bzw. aufgrund der Vergrößerung des Ausdehnungs-Bereichs für gasförmige Kraftstoffbestandteile vom Bereich A zusätzlich in den Bereich B hinein zwangsläufige) Änderung des mittels des Drucksensors 9 gemessenen Drucks für eine gewisse Zeitspanne in der Größenordnung von einer oder wenigen Minuten überwacht, d. h. es wird über diese gewisse Zeitspanne hinweg der Verlauf der gemessenen Druckwerte registriert. Wie bereits erläutert ist dabei aufgrund des Abströmens von zuvor im Kraftstofftank 1 zurück gehaltenen Kraftstoffdämpfen in den Zwischenspeicher 8 ein geringer Druckabfall festzustellen.
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Diese Überprüfungsprozedur praktisch abschließend kann die genannte elektronische Steuereinheit dann, wenn zeitlich vor dem besagten Schalten des Sperrventils 7a (in die Offenstellung) und des Sperrventils 7b (in den geschlossenen Zustand) ein Differenzdruck gemessen wurde – was auf Dichtheit im Bereich A schließen lässt – und wenn die Änderung dieses zunächst vorliegenden Differenzdruck-Wertes nach diesem Schalten der Sperrventile 7a, 7b in der gewissen Zeitspanne einen vorgegebenen Grenzwert nicht überschreitet, auf eine ausreichende Dichtheit auch des Bereichs B schließen. Sind beide Kriterien erfüllt, so weist derjenige Bereich der Kraftstoffversorgungsanlage, in dem gasförmige Kraftstoffbestandteile vorliegen können, ausreichende Dichtheit auf.
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2 zeigt ein Ablaufdiagramm eines in einer elektronischen Steuereinheit installierten Computerprogramms, welches das erfindungsgemäße Verfahren ausführt. Rechtecke stellen dabei Aktionen (der elektronischen Steuereinheit) dar, während mit einer Raute eine (von der Steuereinheit) durchgeführte Abfrage und mit einer Ellipse ein (von der Steuereinheit) aufgefundenes Ergebnis gekennzeichnet ist. Die Ziffern 100 folgende stehen dabei für folgende Verfahrens-Schritte:
- 100 Start der Überprüfungsprozedur aufgrund einer Außerbetriebnahme oder Inbetriebnahme des Kraftfahrzeugs oder Verbrauchers (bzw. Verbrennungsmotors 2)
- 101 nach Ablauf einer festgelegten Zeitspanne (bspw. in der Größenordnung von 1 Stunde) wird geprüft, ob im Kraftstofftank 1 ein Differenzdruck bspw. in der Größenordnung von 20 mbar (absolut gegenüber Umgebungsdruck) vorliegt
- 102 bejahendenfalls wird der Bereich A der Kraftstoffversorgungsanlage als dicht erkannt
- 103 das Sperrventil 7b wird zunächst geschlossen und das Sperrventil 7a wird daraufhin geöffnet
- 104 es wird eine gewisse Zeitspanne (bspw. in der Größenordnung von 1 Minute) abgewartet, um eine Druck-Anpassung durch die Vergrößerung desjenigen Raumes (nämlich nun Bereich A und Bereich B), in welchem der Druck gemessen wird, zu ermöglichen
- 105 es wird geprüft, ob im Kraftstofftank 1 ein Differenzdruck bspw. in der Größenordnung von 15 mbar (absolut gegenüber Umgebungsdruck) vorliegt – dieser Betrag liegt zwangsläufig unter dem im Verfahrensschritt 101 genannten bzw. berücksichtigten Betrag
- 106 es wird der aktuell gemessene Druck als ein Druck-Referenzwert gesetzt
- 107 es wird eine gewisse Zeitspanne (bspw. in der Größenordnung von 1 Minute) abgewartet, um einen weiteren und auf nicht ausreichende Dichtheit des Bereichs B der Kraftstoffversorgungsanlage zurückzuführenden Druckabfall feststellen zu können
- 108 es wird geprüft, ob sich der aktuell gemessene Druck im Kraftstofftank 1 von dem im Schritt 106 gemessenen Referenzwert um einen Betrag, der maximal in der Größenordnung von beispielsweise 10% des besagten Referenzwertes liegt oder geringer als diese maximal zulässige Differenz ist, unterscheidet. Dieser Prozentbetrag der zulässigen Druckänderung kann dabei vom Füllstand im Kraftstofftank abhängig sein, d. h. an diesen angepasst werden. Je geringer der Füllstand (von im Kraftstofftank befindlichem flüssigen Kraftstoff) ist, desto größer ist das vorliegende Gasvolumen und desto kleiner ist folglich die zulässige Druckänderung bzw. in diesem Verfahrensschritt feststellbare zulässige Druckdifferenz.
- 109 bejahendenfalls wird auch der Bereich B der Kraftstoffversorgungsanlage als „dicht” erkannt
- 110 an den Sperrventilen 7a und 7b wird der ursprüngliche Schaltzustand wieder hergestellt, d. h. es wird das Sperrventil 7a geschlossen und das Sperrventil 7b geöffnet, und damit ist die Überprüfungsprozedur erfolgreich abgeschlossen
- 111 ist hingegen abweichend von vorstehender Erläuterung in einem der Schritte 105 oder 108 die darin gestellte Frage zu verneinen, so wird der Bereich B als „undicht” erkannt; auch damit ist die Überprüfungsprozedur als solche zwar erfolgreich, jedoch mit einem unschönen Ergebnis, abgeschlossen. Der Nutzer des Kraftfahrzeugs wird daraufhin geeignet hierüber informiert.
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Im Weiteren werden die Verfahrensschritte 120–127 erläutert, die relevant werden, wenn die Abfrage im Verfahrensschritt 101 (nämlich ob im Kraftstofftank 1 ein Differenzdruck in der Größenordnung von bspw. 20 mbar vorliegt) verneint wird.
- 120 es wird abgefragt, ob eine Ausnahme-Randbedingung feststellbar ist, die es als plausibel erscheinen lässt, dass jedenfalls derzeit oder aktuell keine Überprüfung möglich (d. h. durchführbar) ist. Dies kann entweder ein zeitlich kurz vor dem erstmaligen Start der Überprüfungsprozedur erfolgter Befüllvorgang des Kraftstofftanks 1 sein oder eine mögliche (zufällige und nicht vermeidbare) Druck-Kompensation sein, die sich aufgrund von Veränderungen der (mittels des Temperatursensors 10 ermittelten) Innentemperatur des Kraftstofftanks 1 und des (wie üblich ermittelten) Füllstandes im Kraftstofftank 1 und/oder des in der Umgebung U herrschenden Luftdrucks gegenüber einer vorhergehenden erfolgreichen Durchführung der Überprüfungsprozedur eingestellt hat
- 121 wird die Abfrage des Verfahrensschrittes 120 verneint, so wird hier abgefragt, ob die Anzahl der ohne Vorliegen einer aktuellen Ausnahme-Randbedingung bereits durchgeführten Überprüfungsprozeduren unterhalb eines Grenzwerts von bspw. „6” (sechs) liegt
- 122 bejahendenfalls wird ein Zähler für unter dieser aktuellen Ausnahme-Randbedingung durchgeführte Überprüfungsprozeduren um „1” (eins) erhöht
- 123 es wird eine gewisse Zeit, bspw. in der Größenordnung von 30 Minuten, abgewartet, ehe die Überprüfungsprozedur ein weiteres Mal gestartet wird, d. h. nach diesem Verfahrensschritt 123 folgt als nächstes der Verfahrensschritt 101
- 124 wird hingegen im Verfahrensschritt 121 erkannt, dass der Grenzwert für die Anzahl von unter dieser aktuellen Ausnahme-Randbedingung durchzuführenden Überprüfungsprozeduren bereits erreicht ist, so wird der Bereich A der Kraftstoffversorgungsanlage als „undicht” erkannt. Damit ist die Überprüfungsprozedur als solche zwar erfolgreich, jedoch mit einem unschönen Ergebnis, abgeschlossen. Der Nutzer des Kraftfahrzeugs wird daraufhin geeignet hierüber informiert.
- 125 liegt hingegen als Ergebnis des Verfahrensschrittes 120 eine der genannten Ausnahme-Randbedingungen vor, so wird zunächst abgefragt, ob die Anzahl der mit deren Vorliegen bereits durchgeführten ergebnislosen Überprüfungsprozeduren unterhalb eines Grenzwerts von bspw. „6” (sechs) liegt
- 126 bejahendenfalls wird ein Zähler für die mit Vorliegen einer Ausnahme-Randbedingung durchgeführten Überprüfungsprozeduren um „1” (eins) erhöht, wonach mit dem (bereits erläuterten) Verfahrensschritt 123 weiter gemacht wird
- 127 wird hingen im Verfahrensschritt 125 erkannt, dass der Grenzwert für die Anzahl von unter Vorliegen einer Ausnahme-Randbedingung durchzuführenden Überprüfungsprozeduren bereits erreicht ist, so wird im Rahmen dieser Prozedur zunächst abschließend erkannt, dass tatsächlich kein Test möglich ist. Wie vor der Figurenbeschreibung erläutert wurde, ist eine solche Feststellung, dass kein Test möglich ist, für eine beschränkte Anzahl von aufeinander folgenden Initialisierungen des Überprüfungsverfahrens durch Außerbetriebnahme oder Inbetriebnahme des Kraftfahrzeugs oder dessen Verbrennungsmotors 2 im Verfahrensschritt 100 gesetzlich zulässig. Selbstverständlich ist hierfür auch die Anzahl von Fällen, in denen der Verfahrensschritt 127 erreicht wurde, geeignet zu überwachen, jedoch ist dies in 2 der Übersichtlichkeit halber nicht dargestellt. (Gesetzlich erlaubt ist dieser erkannte Zustand, dass kein Test möglich ist, im Übrigen auch deshalb, weil eine wesentliche Randbedingung für das Erreichen dieses Zustands die Tatsache ist, dass in der Kraftstoffversorgungsanlage kein Überdruck vorliegt. Damit besteht auch keine Gefahr, dass gasförmige Kraftstoffbestandteile in die Umgebung gelangen).
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Wie aus vorstehender Beschreibung ersichtlich wird, zeichnet sich das vorgestellte Verfahren zum Überprüfen der Dichtheit einer Kraftstoffversorgungsanlage durch wenige und einfachste Schritte bei minimiertem Stromverbrauch und geringen Ansprüchen an die benötigte Sensorik aus. Ferner ist diese vorgeschlagene Tankleck-Diagnosemethode einfach applizierbar, da es nur wenige Einflussfaktoren gibt. Mit dem vorgeschlagenen Betriebsverfahren, nämlich dass das Sperrventil 7b bei abgestelltem Kraftfahrzeug bzw. abgestelltem Verbrennungsmotor 2 mit Ausnahme eines kurzen Zeitraumes, in welchem möglicherweise die Überprüfungsprozedur durchgeführt wird, geöffnet ist und damit der Kraftstoffdampf-Zwischenspeicher 8 keinem Überdruck oder Unterdruck (gegenüber Umgebungsdruck) ausgesetzt ist, wird die Belastung dieses Zwischenspeichers 8 gegenüber dem bekannten bzw. üblichen Stand der Technik reduziert. Und für eine entsprechende Kraftstoffversorgungsanlage als solche ergibt sich insbesondere eine Reduzierung der Anforderung hinsichtlich einer möglichst hohen (bzw. absoluten) Dichtheit der (nur mehr drei) Sperrventile 7a, 7b, 7c, da mit dem hier vorgeschlagenen Verfahren nur noch das Sperrventil 7a höchsten Dichtheitsanforderungen genügen muss, während die anderen Sperrventile 7b, 7c zwar selbstverständlich auch dicht sein müssen, jedoch sind bei diesen dann höhere Toleranzen zulässig. Insbesondere kann das Sperrventil 7c gleichzeitig zur gezielten Dosierung der dem Verbrennungsmotor 2 im Rahmen des Spülens des Kraftstoffdampf-Zwischenspeichers 8 zuzuführenden Kraftstoffdämpfe verwendet werden, was beim derzeit üblichen Stand der Technik aufgrund der dort höheren Dichtheitsanforderungen an dieses Sperrventil 7c nicht möglich ist. (Aus diesem Grunde wurde in der Beschreibungseinleitung auch von vier benötigten Absperrventilen im Stand der Technik gesprochen).
