DE102017216357A1

DE102017216357A1 - Verfahren zur Überwachung einer Tankentlüftungsvorrichtung eines Kraftfahrzeugs

Info

Publication number: DE102017216357A1
Application number: DE102017216357.7A
Authority: DE
Inventors: Oliver Kircher; Bernhard Kölbl
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 2017-09-14
Filing date: 2017-09-14
Publication date: 2019-03-14

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Überwachung einer Tankentlüftungsvorrichtung eines Kraftfahrzeugs nach der Bauart „Natural Vacuum Leak Detection“ (NVLD), wobei in einer Abkühlphase nach einem Abstellen des Fahrzeugs bei Entstehen eines vorgegebenen Unterdrucks im Kraftstofftank ein Druckschalter eine erste Schaltposition einnimmt und wobei der Druckschalter auf Umschaltbarkeit überprüft wird und ist dadurch gekennzeichnet, dass zur Überprüfung der Umschaltbarkeit des Druckschalters an einem für einen Zeitraum von zumindest neunzig Minuten abgestellten Kraftfahrzeug bei dessen Wiederinbetriebnahme zunächst der Kraftstofftank belüftet wird und der Druckschalter auf das Einnehmen einer damit zu erwartenden zweiten Schaltposition überwacht wird.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Überwachung einer Tankentlüftungsvorrichtung eines Kraftfahrzeugs nach der Bauart „Natural Vacuum Leak Detection“ (sog. NVLD), wobei in einer Abkühlphase nach einem Abstellen des Fahrzeugs bei Entstehen eines vorgegebenen Unterdrucks im Kraftstofftank ein Druckschalter eine erste Schaltposition einnimmt und wobei der Druckschalter auf Umschaltbarkeit überprüft wird. Zum Stand der Technik wird auf die EP 2 411 653 B1 verwiesen.
Stand der Technik in all jenen Ländern, in denen es eine sog. OBD II Gesetzgebung gibt ist eine (gesetzlich geforderte) Überwachung des Kraftstofftanksystems von Kraftfahrzeugen mit Otto-Verbrennungsmotoren hinsichtlich gasförmiger Kraftstoff-Leckagen. Überwacht wird dabei auch das üblicherweise ein Aktivkohlefilter oder dgl. enthaltende sog. Evaporative Emission Control System (EVAP). Für eine solche Überprüfung gibt es verschiedene in Serie befindliche Tankleckdiagnose-Systeme, von denen eines das die vorliegende Erfindung betreffende „NVLD“ (= Natural Vacuum Leak Detection) ist, welches auf dem Prinzip eines in der Abkühlphase im Nachlauf des Fahrzeuges entstehenden Unterdrucks basiert.
Ob das Tanksystem eines Fahrzeugs die geforderten Dichtigkeitsanforderungen erfüllt, wird über das Schließverhalten eines an einer beweglichen und druckabhängigen Membran angebrachten Druckschalters in dem NVLD Tankleckdiagnosemodul bestimmt. Bei dichtem Tanksystem und entstehendem Unterdruck bei hinreichender Abkühlung des Tanks im Nachlauf nach Abstellen des Kraftfahrzeugs (verbunden mit einem Stillsetzen des Otto-Verbrennungsmotors) wird die besagte Membran in Richtung des entstehenden Unterdrucks gezogen, woraufhin der Druckschalter ab einer bestimmten ersten Druckschwelle schließt und zumindest für eine gewisse Zeit in der geschlossenen Position verbleibt. Oberhalb dieser Druckschwelle befindet sich der Druckschalter im geöffneten Zustand. Die Membran selbst öffnet wieder bei noch erheblich geringerem Druck bzw. Unterdruck als der (ersten) Druckschwelle des Druckschalters ab einer zweiten Druckschwelle, die betragsmäßig höher als die erste Druckschwelle ist und öffnet weiterhin bei Überdruck im Tank. Im geöffneten Zustand der Membran besteht dann in beiden Fällen eine Verbindung zwischen dem Tankinnenraum und - über das Aktivkohlefilter - der Umgebung. Unabhängig von dieser Membran ist es auch möglich, mittels eines aktiv ansteuerbaren Aktuators oder Ventils und somit unabhängig von den Druckverhältnissen im Tank eine solche Verbindung zwischen dem Tankinnenraum und der der Umgebung oder dem Luftansaugsystem des Otto-Verbrennungsmotors herzustellen, wie die eingangs genannte EP 2 411 653 B1 beschreibt.
In der sog. OBD-Gesetzgebung (= On-Board-Diagnose) der CARB (= California Air Resources Board), die wie eingangs gesagt gesetzlicher Standard in mehreren bedeutenden Staaten der Welt ist, zählt die vorstehend kurz beschriebene Überwachung mittels Tankleckdiagnose zu den sogenannten Major Monitoren. Alle an einem Major Monitor beteiligten Komponenten - diese werden als „Comprehensive Components“ bezeichnet - müssen selbst wiederum auf elektrische Fehler und auf Plausibilität überwacht werden. Der Druckschalter der NVLD wird nach dem Stand der Technik auf den Fehlerfall „Druckschalter hängt geschlossen“ überprüft, indem nach Abstellen des Otto-Verbrennungsmotors im sog. Nachlauf des Fahrzeugs bei einem minimal geforderten bzw. üblicherweise eintretenden Temperaturanstieg (= Nachheizphase) im bzw. am Tank überprüft wird, ob der Druckschalter dann geöffnet ist. Ist der Druckschalter unter den oben genannten Bedingungen nicht geöffnet, so wird nach dem Stand der Technik ein Fehler eingetragen.
Sowohl für die genannten Major Monitore als auch für Comprehensive Components verlangt der Gesetzgeber zudem ein gewisses Ratio (= Häufigkeitszähler Anzahl Diagnose wurde absolviert geteilt durch Anzahl Diagnose hätte unter den gesetzlich vorgegebenen Randbedingungen absolviert werden können) für die Durchführung der Diagnose.
Bei der vorstehend genannten Bedingung einer minimalen Temperaturerhöhung nach Abstellen des Fahrzeuges besteht abhängig von der vorangegangenen Nutzung des Fahrzeuges sowie von der Einbausituation des Tanks im jeweiligen Fahrzeugtyp das Risiko, dass die Diagnose nicht häufig genug durchgeführt wird und in Konsequenz das geforderte (genannte) Ratio nicht erreicht wird. Zudem kann in der genannten Nachheizphase, die bei dem NVLD System typischerweise auf eine Zeitspanne von 90 Minuten festgeschrieben ist, noch keine Tankleckdiagnose gestartet werden, selbst wenn während dieser 90 Minuten bereits eine Abkühlung des Tanksystems erfolgt.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine demgegenüber verbesserte Möglichkeit zur Funktionsüberprüfung des besagten Druckschalters aufzuzeigen.
Die Lösung dieser Aufgabe ergibt sich mit den Merkmalen des unabhängigen Patentanspruchs und ist für ein Verfahren zur Überwachung einer Tankentlüftungsvorrichtung eines Kraftfahrzeugs nach der Bauart „Natural Vacuum Leak Detection“, wobei in einer Abkühlphase nach einem Abstellen des Fahrzeugs bei Entstehen eines vorgegebenen Unterdrucks im Kraftstofftank ein Druckschalter eine erste Schaltposition einnimmt und wobei der Druckschalter auf Umschaltbarkeit überprüft wird, dadurch gekennzeichnet, dass zur Überprüfung der Umschaltbarkeit des Druckschalters an einem für einen Zeitraum von zumindest neunzig Minuten abgestellten Kraftfahrzeug bei dessen Wiederinbetriebnahme zunächst der Kraftstofftank belüftet wird und der Druckschalter auf das Einnehmen einer damit zu erwartenden zweiten Schaltposition überwacht wird. Diese Belüftung, im Rahmen derer der Tankinnenraum vorzugsweise mit der Umgebung (unter Zwischenschaltung eines Aktivkohlefilters oder dergleichen) verbunden wird, kann bevorzugt mittels eines weiter oben genannten und oftmals bereits vorhandenen und aktiv ansteuerbaren Aktuators oder Ventils durchgeführt werden. Zumindest theoretisch besteht auch die Möglichkeit, zur Darstellung dieser Belüftung eine Verbindung zwischen dem Tankinnenraum und dem oder dem Luftansaugsystem des Otto-Verbrennungsmotors stellen.
Beansprucht wird im Übrigen neben diesem Verfahren auch eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens mit zumindest einem der beschriebenen gegenständlichen Merkmale und einem schaltbaren Ventil zur Belüftung des Kraftstofftanks. Bevorzugt handelt es sich bei diesem Ventil um ein in einem gängigen NVLD-Tankleckdiagnosemodul bereits vorhandenes (jedoch nicht in erfindungsgemäßer Weise verwendetes) aktives Ventil. Weiterhin beansprucht wird eine elektronische Steuer- und Recheneinheit oder ein auf einer solchen installierbares Computerprogramm oder Computerprogrammprodukt, welche(s) ausführbaren Programmcode umfasst und gestaltet ist, ein erfindungsgemäßes Verfahren auszuführen.
Vorgeschlagen ist hiermit also eine Diagnose zur Plausibilisierung des Druckschalters, welche vom Fahrzeugnutzungsverhalten und von der Einbausituation des Tanks im Fahrzeug unabhängig ist. Dies erfolgt erfindungsgemäß dadurch, dass die Überprüfung des Druckschalters erst dann durchgeführt wird, wenn oder nachdem das Fahrzeug für einen etwas längeren Zeitraum von zumindest neunzig Minuten - und idealerweise über Nacht - abgestellt ist. Diese Voraussetzung ist für das Gros der Fahrzeuge während der meisten Tage eines Jahres gegeben. Solange dann das Tanksystem dicht ist - wovon für die einfache Überprüfung nur des Druckschalters ausgegangen werden kann - wird in diesem Zeitraum (und insbesondere über Nacht) eine ausreichende Temperaturabsenkung erfolgen, wodurch sich im Tank soweit ein Unterdruck einstellt, dass der Druckschalter geschlossen wird bzw. dass dieser wie im Patentanspruch allgemein angegeben ist dann eine erste Schaltposition einnimmt. Bei einer darauf folgenden Wiederinbetriebnahme des Kraftfahrzeugs bzw. beim nächsten Start des Otto-Verbrennungsmotors wird durch geeignetes Ansteuern des Aktuators oder Ventils ein Druckausgleich zwischen dem Tank-Innenraum und der Umgebung hergestellt. Dies wird als Belüften des Tankinnenraums bezeichnet. Dabei wird die weiter oben genannte Membran entlastet und es gelangt der Druckschalter - eine hinreichende Funktion desselben vorausgesetzt - damit in seine andere zweite bzw. geöffnete Position. Dies kann von einer elektronischen Steuerungs- und Überwachungseinheit, welche auch den genannten Aktuator bzw. das besgate Ventil geeignet ansteuert bzw. damit den besagten Druckausgleich herstellt, überwacht werden.
Die vorliegend vorgeschlagene Diagnose, die grundsätzlich bei jedem Start des Otto-Verbrennungsmotors (nach zumindest zweistündiger vorheriger Stillstandszeit) durchgeführt werden kann, erkennt somit anhand des Zustandes des Druckschalters nach Motorstart, ob dieser geschlossen klemmt oder nicht. Ist der Druckschalter in der geöffneten Position, ist er in Ordnung, ist er zu diesem Zeitpunkt geschlossen, so wird der Fehler „Druckschalter hängt geschlossen“ eingetragen. Dieses Verfahren hat den Vorteil, dass unabhängig vom Nutzungsverhalten des Fahrzeuges die Diagnose in jedem Fahrzyklus durchgeführt wird und die Absicherung des Ratios (d.h. der geforderten Häufigkeit) nicht mehr für jeden neuen Fahrzeugtyp bzw. jede neue Einbausituation eines Kraftstoffstanks aufwändig appliziert werden muss. Damit ist die Überwachung der weiter oben genannten Nachheizphase nach Abstellen des Fahrzeuges mit einer Temperaturerhöhung nicht mehr erforderlich. In Folge dessen kann die Tankleckdiagnose bereits direkt nach Abstellen des Fahrzeugs starten und die Abkühlung des Tanks nach einer ggf. kurz stattfindenden Aufheizphase kann vollumfänglich für die Tankleckdiagnose verwendet und ausgewertet werden. Dadurch sind die Kriterien für eine Tankleckdiagnose häufiger erfüllt und das Ratio für diese Diagnose erhöht sich. Selbstverständlich kann dabei auch ein etwas geringerer Zeitraum als die im Patentanspruch genannten neunzig Minuten ausreichend sein (und vom Patentanspruch umfasst sein).
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

EP 2411653 B1 [0001, 0003]

Claims

Verfahren zur Überwachung einer Tankentlüftungsvorrichtung eines Kraftfahrzeugs nach der Bauart „Natural Vacuum Leak Detection“ (NVLD), wobei in einer Abkühlphase nach einem Abstellen des Fahrzeugs bei Entstehen eines vorgegebenen Unterdrucks im Kraftstofftank ein Druckschalter eine erste Schaltposition einnimmt und wobei der Druckschalter auf Umschaltbarkeit überprüft wird, dadurch gekennzeichnet, dass zur Überprüfung der Umschaltbarkeit des Druckschalters an einem für einen Zeitraum von zumindest neunzig Minuten abgestellten Kraftfahrzeug bei dessen Wiederinbetriebnahme zunächst der Kraftstofftank belüftet wird und der Druckschalter auf das Einnehmen einer damit zu erwartenden zweiten Schaltposition überwacht wird.
Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 mit zumindest einem der darin genannten gegenständlichen Merkmale und einem schaltbaren Ventil zur Belüftung des Kraftstofftanks.
Elektronische Steuer- und Recheneinheit oder auf einer solchen installierbares Computerprogramm oder Computerprogrammprodukt, welche(s) ausführbaren Programmcode umfasst und gestaltet ist, ein Verfahren nach Anspruch 1 auszuführen.