DE102016217209A1 - Antriebssystem für ein Kraftfahrzeug - Google Patents
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Abstract
Es wird ein Antriebssystem für ein Kraftfahrzeug beschrieben, das ein Tankentlüftungssystem aufweist. Eine Tankentlüftungsleitung (7) führt von einem Kraftstofftank (9) zu einem Aktivkohlefilter (8) und von dort Richtung Saugrohr (3) des Kraftfahrzeugmotors. Nach einem in der Tankentlüftungsleitung (7) angeordneten Tankentlüftungsventil (10) findet eine Verzweigung der Tankentlüftungsleitung (7) in eine erste und eine zweite Spülleitung (13, 12) statt, die beide an verschiedenen Stellen in das Saugrohr (3) münden. In der Verzweigungsstelle ist ein Zweiwege-Rückschlagventil (11) mit Ventillagerückmeldungseinrichtung angeordnet, das immer nur diejenige Spülleitung (13, 12) öffnet, die den höheren Unterdruck aufweist. Die Ventillagerückmeldeeinrichtung erfasst die Lage des Zweiwege-Rückschlagventils (11) und gibt diese an eine Motorsteuereinheit (16) weiter, die in Abhängigkeit davon die jeweils aktive Spülleitung (13, 12) ermittelt.
Description
- Die vorliegende Erfindung betrifft ein Antriebssystem für ein Kraftfahrzeug mit einem Motor mit einem Saugrohr, einem Kraftstofftank, einem Aktivkohlefilter, einer Tankentlüftungsleitung, die den Kraftstofftank mit dem Aktivkohlefilter und diesen mit dem Saugrohr verbindet, einem Tankentlüftungsventil in der Tankentlüftungsleitung und einer Verzweigung der Tankentlüftungsleitung in eine erste Spülleitung, die in einer ersten Einleitungsstelle des Saugrohrs mündet, und in eine zweite Spülleitung, die in einer zweiten Einleitungsstelle des Saugrohrs mündet, einem Saugrohrdrucksensor und einer das Tankentlüftungsventil steuernden Motorsteuereinheit, die für einen aktuellen Betriebszustand des Motors einen Sollwert für den Spülfluss ermittelt, mithilfe des Saugrohrdrucksensors einen Saugrohrdruck ermittelt und aus dem Druckgefälle zwischen Umgebungsdruck und Saugrohrdruck und dem Sollwert für den Spülfluss ein Signal zur Ansteuerung des Tankentlüftungsventils erzeugt.
- Ein derartiges Antriebssystem für ein Kraftfahrzeug besitzt ein Tankentlüftungssystem, das einen Aktivkohlefilter aufweist, mit dem aus dem Kraftstofftank ausgegaste Kohlenwasserstoffe gebunden werden. Über eine vorgesehene Tankentlüftungsleitung, die Kraftstofftank, Aktivkohlefilter und Saugrohr des Motors miteinander verbindet, werden ausgegaste Kohlenwasserstoffe aus dem Aktivkohlefilter dem Motor zugeführt und in diesem verbrannt. Dies wird über die vorgesehene Motorsteuereinheit bewerkstelligt, die ein in der der Tankentlüftungsleitung angeordnetes Tankentlüftungsventil ansteuert.
- Das System funktioniert dabei so, dass die Motorsteuereinheit für den jeweiligen aktuellen Betriebszustand des Motors einen Sollwert für den Spülfluss ermittelt. Mithilfe des Saugrohrdrucksensors wird ein Saugrohrdruck ermittelt, und aus dem Druckgefälle zwischen Umgebungsdruck und Saugrohrdruck sowie aus dem vorgegebenen Spülfluss wird ein Signal zur Ansteuerung des Tankentlüftungsventils erzeugt. Für den aktuellen Betriebszustand des Motors kann dann die einzuspritzende Kraftstoffmenge berechnet werden.
- Der von der Motorsteuereinheit ermittelte Differenzdruck für den Spülfluss wird dabei aus zum Teil modellierten Drücken des Saugrohrs ermittelt. Welche Spülleitung aktiv ist, kann dabei nur über die Druckdifferenz bestimmt werden. Im ungedrosselten Bereich liegen die beiden Druckwerte des Saugrohrs, die an den Einleitungsstellen des Saugrohrs für die erste und zweite Spülleitung gemessen werden, jedoch oft sehr nah zusammen, so dass es durch Berechnungsfehler oder auch durch Bauteiltoleranzen bei den in den Spülleitungen vorgesehenen Rückschlagventilen zu Fehlern kommen kann. Mit anderen Worten, es kann sein, dass hierbei die falsche Spülleitung angenommen wird, was zu einem falschen Timing bei der Einspritzkorrektur führt. Dadurch berechnet die Motorsteuereinheit falsche Werte für die Gaskonzentration. Die Gaskonzentration wird jedoch bei der Einspritzmengenberechnung zugrunde gelegt und kann damit auch fehlerhaft sein, was zu Lambda-Abweichungen und Fahrbarkeitsproblemen führen kann.
- Bei dem eingangs beschriebenen Antriebssystem des Standes der Technik befindet sich in der ersten und zweiten Spülleitung jeweils ein Rückschlagventil.
- Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Antriebssystem der eingangs beschriebenen Art zu schaffen, das eine besonders genaue Ermittlung des dem Motor zugeführten Kraftstoffs ermöglicht.
- Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einem Antriebssystem der angegebenen Art dadurch gelöst, dass an der Verzweigung der Tankentlüftungsleitung ein Zweiwege-Rückschlagventil mit Ventillagerückmeldungseinrichtung angeordnet ist, das immer nur diejenige Spülleitung öffnet, die den höheren Unterdruck aufweist, und dass die Ventillagerückmeldeeinrichtung die Lage des Zweiwege-Rückschlagventils erfasst und der Motorsteuereinheit signalisiert, die in Abhängigkeit davon die jeweils aktive Spülleitung ermittelt.
- Erfindungsgemäß werden die beim Stand der Technik vorhandenen beiden Rückschlagventile in den Spülleitungen durch ein einziges Zweiwege-Rückschlagventil ersetzt. Dieses Ventil öffnet immer automatisch diejenige Spülleitung, die den höheren Unterdruck aufweist. Des Weiteren erfasst die vorgesehene Ventillagerückmeldeeinrichtung die Lage des Zweiwege-Rückschlagventils und gibt diese an die Motorsteuereinheit weiter, so dass von der Motorsteuereinheit die aktive Spülleitung (mit höherem Unterdruck) zuverlässig ermittelt werden kann. Sind beide Wege geschlossen, meldet die Ventillagerückmeldeeinrichtung die zuletzt aktive Lage.
- Bei dem erfindungsgemäßen Antriebssystem ist die erste Einleitungsstelle des Saugrohrs vorzugsweise stromab einer Drosselklappe angeordnet. Die zweite Einleitungsstelle des Saugrohrs befindet sich vorzugsweise stromauf eines Turboladers.
- Das Tankentlüftungsventil wird vorzugsweise von der Motorsteuereinheit mittels eines pulsweitenmodulierten (PWM) Signales angesteuert. Zweckmäßigerweise ist bei dem Zweiwege-Rückschlagventil eine mechanische Verriegelung vorgesehen, durch die nur eine Spülleitung geöffnet und automatisch die andere Spülleitung geschlossen wird. Auch weist das Zweiwege-Rückschlagventil vorzugsweise einen Federmechanismus auf, der sicherstellt, dass nur jeweils eine Leitung offen ist und das Ventil nicht in einer Zwischenposition stehen bleiben kann. Dieser Federmechanismus stellt ferner sicher, dass das Umschalten von einer Spülleitung zur anderen nur bei Erreichen einer gewissen Druckdifferenz erfolgt. Diese Druckdifferenz kann beispielsweise 10 hPa betragen. Damit wird ein „Flattern“ zwischen beiden Lagen verhindert.
- Die Ventillagerückmeldeeinrichtung umfasst vorzugsweise einen Sensor, insbesondere einen Hall-Sensor. Mithilfe dieses Sensors kann von der Motorsteuereinheit die Lage des Zweiwege-Rückschlagventils eingelesen werden und damit die aktive Spülleitung zuverlässig ermittelt werden.
- Insgesamt werden daher bei der eingangs beschriebenen Ausführungsform des Standes der Technik die nach der Verzweigung in den beiden Spülleitungen vorgesehenen Rückschlagventile erfindungsgemäß durch ein einziges Zweiwege-Rückschlagventil ersetzt. In diesem Ventil wird die jeweilige Lage des Ventilkörpers erfasst und an die das Tankentlüftungsventil steuernde Motorsteuereinheit weitergegeben. Die Motorsteuereinheit kann auf diese Weise feststellen, welche von den beiden Spülleitungen aktiv ist, d. h. mit dem größeren Unterdruck beaufschlagt ist, und kann diese Information zur Berechnung der Kraftstoffzufuhrmenge, beispielsweise der Einspritzmenge, des Motors, die durch die über die Tankentlüftungsleitung zugeführte ausgegaste Kraftstoffmenge beeinflusst wird, verwenden.
- Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels in Verbindung mit der Zeichnung im Einzelnen erläutert. Es zeigen:
-
1 eine schematische Darstellung eines Teiles eines Antriebssystems für ein Kraftfahrzeug; -
2 eine Schemadarstellung eines Zweiwege-Rückschlagventils in einer ersten Position; -
3 eine Schemadarstellung des in1 gezeigten Zweiwege-Rückschlagventils in einer zweiten Position; und -
4 eine Schemadarstellung des in1 dargestellten Zweiwege-Rückschlagventils in einer dritten Position. - Das in
1 in einer Schemadarstellung teilweise dargestellte Antriebssystem für ein Kraftfahrzeug besitzt einen Motor1 , der über ein Saugrohr3 mit unter Druck stehender Umgebungsluft beaufschlagt wird. Die Luft passiert hierbei einen Luftfilter6 sowie einen Turbolader5 und eine Drosselklappe4 . Des Weiteren weist der Motor1 ein Abgasabführrohr2 auf, an dem eine Lambda-Sonde22 angeordnet ist. - Das Antriebssystem besitzt ferner ein Einspritzsystem, das hier nicht dargestellt ist. Dem Einspritzsystem wird Kraftstoff aus einem Kraftstofftank
9 zugeführt. - Ein Teil des Antriebssystems wird von einem Tankentlüftungssystem gebildet. Dieses besitzt einen Aktivkohlefilter
8 und ein Tankentlüftungsventil10 , die über eine Tankentlüftungsleitung7 miteinander in Verbindung stehen. Aus dem Kraftstofftank9 ausgegaster Kraftstoff gelangt über die Tankentlüftungsleitung7 in den Aktivkohlefilter8 und wird dort gebunden. - Stromab des Tankentlüftungsventils
10 verzweigt sich die Tankentlüftungsleitung in eine erste Spülleitung13 und eine zweite Spülleitung12 . Die erste Spülleitung13 führt zum Saugrohr3 und mündet in dieses stromab der Drosselklappe4 (erste Einleitungsstelle). Die zweite Spülleitung12 führt ebenfalls zum Saugrohr und mündet in dieses stromauf des Turboladers5 (zweite Einleitungsstelle). Im Bereich der beiden Einleitungsstellen befinden sich zwei Drucksensoren14 und19 . - An der Verzweigungsstelle, von der aus die beiden Leitungen
13 und12 abgehen, befindet sich ein Zweiwege-Rückschlagventil11 , das immer nur diejenige Spülleitung13 ,12 öffnet, die den höheren Unterdruck aufweist. Dieses Zweiwege-Rückschlagventil11 ist mit einer Ventillagerückmeldeeinrichtung versehen, die die Position des Ventilkörpers erfasst und an eine Motorsteuereinheit16 weitergibt, welche in Abhängigkeit davon die jeweils aktive Spülleitung13 ,12 ermittelt. - Die entsprechenden Signale der Lambdasonde
22 werden über eine Leitung17 und die Signale der beiden Drucksensoren14 ,15 über Leitungen18 ,19 der Motorsteuereinheit16 zugeführt. Die Ventillagerückmeldeeinrichtung des Zweiwege-Rückschlagventils11 steht über einer Leitung20 mit der Motorsteuereinheit16 in Verbindung, und das Tankentlüftungsventil10 wird über eine Leitung21 von der Motorsteuereinheit16 angesteuert. - Im Betrieb ermittelt die Motorsteuereinheit für den aktuellen Betriebszustand des Motors einen Sollwert für den Spülfluss und mithilfe der beiden Drucksensoren
14 ,15 Saugrohrdruckwerte. Aus dem Druckgefälle zwischen Umgebungsdruck und Saugrohrdruck und aus dem vorgegebenen Spülfluss wird ein PWM-Wert zur Ansteuerung des Tankentlüftungsventils10 ermittelt. Für den aktuellen Betriebszustand des Motors kann dann die einzuspritzende Kraftstoffmenge unter Berücksichtigung des Spülflusses errechnet werden. - Das Zweiwege-Rückschlagventil
11 öffnet immer die Spülleitung12 ,13 , die den höheren Unterdruck aufweist. Ausgegaster Kraftstoff wird somit entweder über die erste Spülleitung13 oder die zweite Spülleitung12 in das Saugrohr3 eingeführt. Einzelheiten der Funktionsweise des Zweiwege-Rückschlagventils11 werden in Verbindung mit den2 bis4 erläutert. - Über die am Zweiwege-Rückschlagventil
11 vorgesehene Ventillagerückmeldungseinrichtung des Ventilkörpers kann die Motorsteuereinheit16 die jeweils aktive Spülleitung13 oder12 ermitteln, so dass keine Fehlmeldungen wie beim eingangs geschilderten Stand der Technik auftreten können. - Das schematisch in den
2 bis4 dargestellte Zweiwege-Rückschlagventil11 besitzt einen als Schieber ausgebildeten Ventilkörper29 , der die erste Spülleitung13 , die zweite Spülleitung12 oder beide Spülleitungen12 ,13 verschließt, wie in den2 bis4 dargestellt ist. Die einmündende Tankentlüftungsleitung ist bei7 schematisch angedeutet. Bei der in2 dargestellten Ventilposition gelten die Bedingungen p1 < p2 und p1 < p0, so dass hier die erste Spülleitung13 geöffnet ist. Bei der in3 dargestellten Position gelten die Bedingungen p2 < p1 und p2 < p0, so dass die zweite Spülleitung12 geöffnet ist. Beim Zustand der4 gelten p0 < p1 und p0 < p2, so dass beide Spülleitungen13 und12 geschlossen sind. Die entsprechenden Drücke p0, p1 und p2 sind hierbei der Tankentlüftungsleitung7 , der ersten Spülleitung13 und der zweiten Spülleitung12 zugeordnet. - Die Ventillagerückmeldungseinrichtung ist hier als Hall-Sensor
25 dargestellt, der die Ventilposition erfasst und an die Motorsteuereinheit16 weitergibt. Durch eine mechanische Verriegelung wird jeweils nur eine Spülleitung geöffnet und automatisch die andere Spülleitung geschlossen. Entsteht an beiden Ausgängen ein Überdruck, werden beide Leitungen geschlossen. Über einen Federmechanismus27 wird sichergestellt, dass nur jeweils eine Leitung offen ist und das Ventil nicht in einer Zwischenposition stehenbleiben kann. Am Ventilkörper29 ist ein Magnet26 für den Hall-Sensor25 angeordnet. - Bezugszeichenliste
-
- 1
- Motor
- 2
- Abgasabführrohr
- 3
- Saugrohr
- 4
- Drosselklappe
- 5
- Turbolader
- 6
- Luftfilter
- 7
- Tankentlüftungsleitung
- 8
- Aktivkohlefilter
- 9
- Kraftstofftank
- 10
- Tankentlüftungsventil
- 11
- Zweiwege-Rückschlagventil
- 12
- 2.Spülleitung
- 13
- 1.Spülleitung
- 14, 15
- Drucksensor
- 16
- Motorsteuereinheit
- 17
- Leitung
- 18, 19
- Leitung
- 20, 21
- Leitung
- 22
- Lambdasensor
- 25
- Hallsensor
- 26
- Magnet
- 27
- Federmechanismus
Claims (8)
- Antriebssystem für ein Kraftfahrzeug mit einem Motor mit einem Saugrohr, einem Kraftstofftank, einem Aktivkohlefilter, einer Tankentlüftungsleitung, die den Kraftstofftank mit dem Aktivkohlefilter und diesen mit dem Saugrohr verbindet, einem Tankentlüftungsventil in der Tankentlüftungsleitung und einer Verzweigung der Tankentlüftungsleitung in eine erste Spülleitung, die in eine erste Einleitungsstelle des Saugrohrs mündet, und in eine zweite Spülleitung, die in eine zweite Einleitungsstelle des Saugrohr mündet, einem Saugrohrdrucksensor und einer das Tankentlüftungsventil steuernden Motorsteuereinheit, die für einen aktuellen Betriebszustand des Motors einen Sollwert für den Spülfluss ermittelt, mithilfe des Saugrohrdrucksensors einen Saugrohrdruck ermittelt und aus dem Druckgefälle zwischen Umgebungsdruck und Saugrohrdruck und dem Sollwert für den Spülfluss ein Signal zur Ansteuerung des Tankentlüftungsventils erzeugt, dadurch gekennzeichnet, dass an der Verzweigung der Tankentlüftungsleitung (
7 ) ein Zweiwege-Rückschlagventil (11 ) mit Ventillagerückmeldungseinrichtung (25 ) angeordnet ist, das immer nur diejenige Spülleitung (13 ,12 ) öffnet, die den höheren Unterdruck aufweist, und dass die Ventillagerückmeldeeinrichtung (25 ) die Lage des Zwei-wege-Rückschlagventils (11 ) erfasst und der Motorsteuereinheit (16 ) signalisiert, die in Abhängigkeit davon die jeweils aktive Spülleitung (13 ,12 ) ermittelt. - Antriebssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Einleitungsstelle des Saugrohrs (
3 ) stromab einer Drosselklappe (4 ) angeordnet ist. - Antriebssystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Einleitungsstelle des Saugrohrs (
3 ) stromauf eines Turboladers (5 ) angeordnet ist. - Antriebssystem nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Tankentlüftungsventil (
10 ) von der Motorsteuereinheit (16 ) mittels eines pulsweitenmodulierten (PWM) Signales angesteuert wird. - Antriebssystem nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Zweiwege-Rückschlagventil (
11 ) eine mechanische Verriegelung vorgesehen ist, durch die eine Spülleitung (13 ,12 ) geöffnet und automatisch die andere Spülleitung (12 ,13 ) geschlossen wird. - Antriebssystem nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Zweiwege-Rückschlagventil (
11 ) einen Federmechanismus (27 ) aufweist, der sicherstellt, dass nur jeweils eine Leitung (13 ,12 ) offen ist und das Ventil (11 ) nicht in einer Zwischenposition stehenbleiben kann. - Antriebssystem nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Federmechanismus (
27 ) sicherstellt, dass das Umschalten von einer Spülleitung (13 ,12 ) zur anderen (12 ,13 ) nur bei Erreichen einer gewissen Druckdifferenz erfolgt. - Antriebssystem nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ventillagerückmeldeeinrichtung einen Sensor, insbesondere Hall-Sensor (
25 ), umfasst.
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