DE102017216728B3

DE102017216728B3 - Verfahren und Vorrichtung zur Ansteuerung eines über zwei Spülleitungen mit dem Ansaugtrakt einer turbogeladenen Brennkraftmaschine verbundenen Tankentlüftungsventils

Info

Publication number: DE102017216728B3
Application number: DE102017216728.9A
Authority: DE
Inventors: Thomas Pichler
Original assignee: Continental Automotive GmbH
Current assignee: Vitesco Technologies GmbH
Priority date: 2017-09-21
Filing date: 2017-09-21
Publication date: 2018-12-20
Anticipated expiration: 2037-09-22
Also published as: US20200277904A1; US10934953B2; CN111164295B; KR20200053597A; CN111164295A; WO2019057866A1; KR102283151B1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Ansteuerung eines über zwei Spülleitungen (6, 7), in denen jeweils ein Rückschlagventil (4, 5) angeordnet ist, mit dem Ansaugtrakt einer turbogeladenen Brennkraftmaschine (13) verbundenen Tankentlüftungsventils (3). Es erfolgt eine Überprüfung, ob sich die Rückschlagventile (4, 5) in einem Toggelbereich befinden. Ist dies der Fall, dann erfolgt ein teilweises oder vollständiges Schließen des Tankentlüftungsventils (3).

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Ansteuerung eines über zwei Spülleitungen mit dem Ansaugtrakt einer turbogeladenen Brennkraftmaschine verbundenen Tankentlüftungsventils.
Aus der DE 10 2006 016 339 B4 sind ein Verfahren zur Diagnose einer Tankentlüftungsanlage einer Brennkraftmaschine und eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens bekannt. Die Tankentlüftungsanlage weist wenigstens einen ersten, stromabwärts nach einem Verdichter in den Ansaugbereich der Brennkraftmaschine mündenden ersten Entlüftungspfad sowie wenigstens einen zweiten, stromaufwärts vor dem Verdichter in den Ansaugbereich mündenden zweiten Entlüftungspfad auf. Die anderen Endbereiche der Entlüftungspfade sind über eine Verzweigung mit einem Tankentlüftungsventil verbunden, das von einem Steuergerät angesteuert wird. In jedem der Entlüftungspfade ist ein Rückschlagventil angeordnet, das verhindert, dass Luft aus dem Ansaugbereich über das Tankentlüftungsventil in den Tank gelangen kann. Die Brennkraftmaschine kann in zwei unterschiedlichen Betriebszuständen betrieben werden, wobei ein erster Betriebszustand einem Saugbetrieb und ein zweiter Betriebszustand einem Aufladebetrieb entspricht. Die beschriebene Aufteilung in zwei Entlüftungspfade ermöglicht eine Entlüftung des Tanksystems während eines länger dauernden Aufladebetriebes der Brennkraftmaschine, bei welchem ein Saugrohrdruck im Mündungsbereich des ersten Entlüftungspfades im Allgemeinen höher ist als ein Tanksystemdruck, der in der Nähe des Kraftstofftanks gemessen wird. Dies hat zur Folge, dass das erste Rückschlagventil geschlossen ist. In diesem Falle stellt der zweite Entlüftungspfad eine Tankentlüftungsmöglichkeit bereit, die dadurch gegeben ist, dass aufgrund des im Aufladebetrieb der Brennkraftmaschine im Allgemeinen erhöhten Luftdurchsatzes im Ansaugbereich von einem Druckabfall stromaufwärts des Verdichters ausgegangen werden kann, welcher dafür sorgt, dass der Saugrohrdruck im Mündungsbereich des zweiten Entlüftungspfades geringer ist als der Tanksystemdruck. Dadurch kann bei öffnend angesteuertem Tankentlüftungsventil das zweite Rückschlagventil öffnen.
In der DE 11 2015 004 138 T5 ist ein Verdunstungssystem für eine Brennkraftmaschine beschrieben. Die Brennkraftmaschine hat eine Ansaugleitung, die einen Lader aufweist, um die Ansaugluft mit Druck zu beaufschlagen bzw. zu verdichten. Das Verdunstungssystem hat einen Ejektor, eine Ejektorleitung sowie einen Drucksensor. Der Ejektor zieht einen Ansaugluftstrom von einer stromabwärtigen Seite des Laders zu einer stromaufwärtigen Seite des Laders, um einen Unterdruck zu erzeugen, um Kraftstoffdampf in die stromaufwärtige Seite des Laders zu ziehen. Die Ejektorleitung zeigt von der stromabwärtigen Seite des Laders ab und wird durch den Ejektor der stromaufwärtigen Seite des Laders zurückgeführt. Der Drucksensor ist mit der Ejektorleitung verbunden, um den Druck in der Ejektorleitung zu erfassen.
In der US 2013/0220282 A1 sind ein System und ein Verfahren zur Steuerung der Verdunstungsemissionen für eine turboaufgeladene Brennkraftmaschine beschrieben. Das System enthält einen Kraftstoffdampfkanister in Fluidverbindung mit einem Ansaugkrümmer des Motors, ein Spülventil, das zwischen dem Ansaugkrümmer und dem Kanister angeordnet ist, ein Bypassventil, das zwischen dem Spülventil und dem Kanister angeordnet und mit der Atmosphäre verbunden ist. Außerdem ist ein Systemintegritätsmonitor vorgesehen, der betätigbar ist, um den Kanister von der Atmosphäre abzudichten, wenn die Brennkraftmaschine ausgeschaltet ist. Im Betrieb der Brennkraftmaschine ist der Systemintegritätsmonitor geschlossen, um den Kraftstoffdampfkanister gegen die Atmosphäre abzudichten, das Spülventil ist geschlossen, um den Ansaugkrümmer vom Kraftstoffdampfkanister zu isolieren und das Bypassventil ist geöffnet, um den Kanister mit der Atmosphäre zu verbinden. Der ordnungsgemäße Betrieb des Systemintegritätsmonitors wird bestimmt, wenn dieser von geschlossen zu offen schaltet, wenn ein Vakuum in dem Kraftstoffdampfbehälter ein vorbestimmtes Niveau erreicht.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Ansteuerung eines über zwei Spülleitungen mit dem Ansaugtrakt einer turbogeladenen Brennkraftmaschine verbundenen Tankentlüftungsventils anzugeben, bei denen unerwünschte Emissionen der Brennkraftmaschine reduziert sind.
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den im Anspruch 1 angegebenen Merkmalen sowie durch eine Vorrichtung mit den im Anspruch 13 angegebenen Merkmalen gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
Gemäß dem im Anspruch 1 angegebenen Verfahren zur Ansteuerung eines über zwei Spülleitungen, in denen jeweils ein Rückschlagventil angeordnet ist, mit dem Ansaugtrakt einer turbogeladenen Brennkraftmaschine verbundenen Tankentlüftungsventils wird zunächst geprüft, ob sich die Rückschlagventile in einem Toggelbereich befinden, und dann, wenn erkannt wird, dass sich die Rückschlagventile im Toggelbereich befinden, ein teilweises oder vollständiges Schließen des Tankentlüftungsventils durchgeführt.
Die Vorteile der Erfindung bestehen insbesondere darin, dass im Falle einer Detektion des Vorliegens eines Druckbereiches, in welchem die Rückschlagventile ein Toggelverhalten aufweisen, der Öffnungszustand des Tankentlüftungsventils verringert oder das Tankentlüftungsventil vollständig geschlossen werden kann, um ein ständig wechselndes Öffnen und Schließen der Rückschlagventile (Toggeln) zu verhindern. Dadurch wird vermieden, dass über das Tankentlüftungsventil geleitetes Fluid wechselseitig vor und hinter dem Verdichter in den Ansaugtrakt der Brennkraftmaschine geleitet wird, was zu einer Erhöhung unerwünschter Emissionen führen würde. Des Weiteren wird dadurch vermieden, dass durch ein ständig wechselndes Öffnen und Schließen der Rückschlagventile vom Fahrer des jeweiligen Kraftfahrzeugs bemerkbare Fahrbarkeitsverschlechterungen detektiert werden.
Weitere vorteilhafte Eigenschaften der Erfindung ergeben sich aus deren nachfolgender beispielhafter Erläuterung anhand der Figuren. Es zeigt

1 eine Blockdarstellung zur Erläuterung des Tankentlüftungssystems eines Kraftfahrzeugs,
2 ein erstes Diagramm zur Erläuterung der Erfindung,
3 ein zweites Diagramm zur Erläuterung der Erfindung,
4 ein drittes Diagramm zur Erläuterung der Erfindung und
5 ein viertes Diagramm zur Erläuterung der Erfindung.

Die 1 zeigt eine Blockdarstellung zur Erläuterung des Tankentlüftungssystems eines Kraftfahrzeugs. In dieser Blockdarstellung ist ein Kraftstofftank 1 dargestellt, welcher mit einem Aktivkohlefilter 2 verbunden ist. Das Aktivkohlefilter ist dazu ausgebildet, im Kraftstofftank gebildete Kohlenwasserstoffdämpfe auszufiltern. Zum Zwecke einer Entlüftung des Aktivkohlefilters 2 ist dieses über ein Tankentlüftungsventil 3 mit einer Abzweigung 15 verbunden, über welche das abzuführende Fluid an zwei parallel zueinander angeordnete Rückschlagventile 4 und 5 weitergeleitet wird, die vorzugsweise in Form eines Doppelrückschlagventils 8 realisiert sind.
Das erste Rückschlagventil 4 ist in einer ersten Spülleitung 6 angeordnet, die sich zwischen der Verzweigung 15 und dem Ansaugtrakt einer Brennkraftmaschine 13 erstreckt, wobei diese erste Spülleitung 6 zwischen einer Drosselklappe 12 und der Brennkraftmaschine 13 in den Ansaugtrakt mündet. Das zweite Rückschlagventil 5 ist in einer zweiten Spülleitung 7 angeordnet, die sich zwischen der Verzweigung 15 und dem Ansaugtrakt der Brennkraftmaschine 13 erstreckt, wobei diese zweite Spülleitung 7 über eine Venturidüse 10 in diesen Ansaugtrakt mündet. Diese Venturidüse 10 weist drei Anschlüsse auf. Einer dieser Anschlüsse mündet stromabwärts eines Verdichters 11 in den Ansaugtrakt. Ein weiterer der Anschlüsse ist über das zweite Rückschlagventil 5 mit dem Tankentlüftungsventil 3 verbunden. Ein dritter Anschluss der Venturidüse 10 mündet stromaufwärts des Verdichters 11 zwischen einem Luftfilter 9 und dem Verdichter 11 in den Ansaugtrakt der Brennkraftmaschine.
In der Venturidüse 10 erfolgt bei geöffnetem Tankentlüftungsventil 3 und durchlässigem zweiten Rückschlagventil 5 eine Zumischung des über das Tankentlüftungsventil 3 geleiteten Fluids zu der der Venturidüse 10 über das Luftfilter 9 zugeführten Luft. Die Öffnung des Tankentlüftungsventils 3 erfolgt mittels eines Steuersignals st1, welches von einer Motorsteuerung 14 bereitgestellt wird.
Das zweite Rückschlagventil 5 ist für das über das Tankentlüftungsventil 3 geleitete Fluid durchlässig, wenn der Tanksystemdruck p6 bzw. p6' größer ist als der Luftdruck in der Venturidüse 10. Dies ist beispielsweise bei aktivem Turbolader der Fall, wobei mittels des Verdichters 11 des Turboladers die angesaugte Frischluft verdichtet und über die Drosselklappe 12 der Brennkraftmaschine 13 zugeführt wird. In dieser Betriebsart verhindert das in der ersten Spülleitung 6 angeordnete erste Rückschlagventil 4 einen Fluidfluss aus dem Ansaugtrakt über das Tankentlüftungsventil 3 in das Aktivkohlefilter 2.
Das in der ersten Spülleitung 6 angeordnete erste Rückschlagventil 4 ist für das über das Tankentlüftungsventil 3 geleitete Fluid dann durchlässig, wenn der Tanksystemdruck p6 bzw. p6' größer ist als der Luftdruck im Ansaugtrakt zwischen der Drosselklappe 12 und der Brennkraftmaschine 13. In diesem Falle wird das über das geöffnete Tankentlüftungsventil 3 geleitete Fluid über das ebenfalls geöffnete erste Rückschlagventil 4 stromab des Ausgangs der Drosselklappe 12 der der Brennkraftmaschine 13 zugeführten verdichteten Luft zugemischt.
Des Weiteren sind in der 1 Drucksensoren S1, S3, S4, S6 und S6' gezeigt. Der Drucksensor S1 ist zur Messung des Druckes im Ansaugtrakt zwischen der Drosselklappe 12 und der Brennkraftmaschine 13 vorgesehen und stellt der Motorsteuerung 14 ein Drucksignal p1 bereit. Der Drucksensor S3 ist zur Messung des Druckes zwischen dem Verdichter 11 und der Drosselklappe 12 vorgesehen und stellt der Motorsteuerung 14 ein Drucksignal p3 bereit. Der Drucksensor S4 ist zur Messung des Umgebungsdruckes vorgesehen und stellt der Motorsteuerung 14 ein Drucksignal p4 bereit. Der Drucksensor S6 ist zwischen dem Aktivkohlefilter 2 und dem Tankentlüftungsventil 3 angeordnet und stellt der Motorsteuerung 14 ein Drucksignal p6 bereit. Alternativ zum Drucksensor S6 kann ein Drucksensor S6' vorgesehen sein, der zwischen dem Ausgang des Tankentlüftungsventils 3 und der Verzweigung 15 angeordnet ist und der Motorsteuerung 14 ein Drucksignal p6' bereitstellt.
Die Motorsteuerung 14 ist dazu ausgebildet, unter Verwendung abgespeicherter Software, abgespeicherter empirisch ermittelter Kennfelder und der genannten, von den Drucksensoren bereitgestellten Drucksignale und weiterer Sensorsignale die bereits genannten Steuersignale st1 für das Tankentlüftungsventil 3 sowie Steuersignale st2 für die Brennkraftmaschine 13 zu ermitteln. Zu den Steuersignalen für die Brennkraftmaschine 13 gehören insbesondere Steuersignale für die Kraftstoffeinspritzventile der Brennkraftmaschine. Zu den weiteren Sensorsignalen gehört ein von einem Lambdasensor S7 bereitgestelltes Sensorsignal, welches Informationen über den Restsauerstoffgehalt im Abgas der Brennkraftmaschine bereitstellt.
Das vorstehend beschriebene Tankentlüftungssystem weist nach alledem ein Aktivkohlfilter 2, in welchem aus dem Kraftstofftank ausgegaste Kohlenwasserstoffe gebunden sind, einen Ansaugtrakt, in welchem ein Luftfilter 9, eine Venturidüse 10, ein Verdichter 11 und eine Drosselklappe 12 angeordnet sind, zwei parallel zueinander angeordnete Spülleitungen 6, 7, in denen jeweils ein Rückschlagventil 4, 5 angeordnet ist, und welche an unterschiedlichen Stellen in den Ansaugtrakt münden, ein von der Motorsteuerung 14 angesteuertes Tankentlüftungsventil, welches zwischen dem Aktivkohlefilter 2 und den Spülleitungen 6, 7 angeordnet ist, und eine Motorsteuerung 14 auf.
Die Motorsteuerung ist unter anderem dazu ausgebildet, unter Verwendung abgespeicherter Software, abgespeicherter empirisch ermittelte Kennfelder und von Sensoren bereitgestellter Messsignale für den jeweils aktuellen Betriebspunkt der Brennkraftmaschine einen Sollwert für den Spülfluss zu ermitteln, ein Steuersignal für das Tankentlüftungsventil zu ermitteln, eine einzuspritzende Kraftstoffmenge zu ermitteln, eine Kraftstoffkorrektur auf Basis der mittels einer Lambdareglerabweichung ermittelten Kohlenwasserstoffkonzentration des Spülmassenstroms zu berechnen und den Einleitstellen der Spülleitungen in den Ansaugtrakt zugehörige Verzugszeiten zu ermitteln, welche Auskunft über die Zeitspanne geben, die das Fluid vom Tankentlüftungsventil bis zu einem Einspritzelement der Brennkraftmaschine benötigt sowie Auskunft über die Zeitspanne zu geben, die das Fluid vom Tankentlüftungsventil bis zur Lambdasonde benötigt.
Um eine korrekte Berechnung dieser Verzugszeiten gewährleisten zu können, wird die aktuell freigegebene Spülleitung bestimmt. Des Weiteren wird für eine Ermittlung der Kohlenwasserstoffkonzentration des Fluidflusses sowie zur Ermittlung der Kraftstoffkorrektur eine Bestimmung des Umschaltzeitpunktes basierend auf aktuellen Druckwerten durchgeführt.
Einer Detektierung des Zeitpunktes, an welchem zwischen den beiden Spülleitungen umgeschaltet wird, werden die über den jeweiligen Einleitstellen herrschenden Differenzdrücke zugrundegelegt.
Für die Druckdifferenz zwischen der Umgebung und der Einleitstelle stromab der Drosselklappe gilt: $Diff1 = p4 - p1 .$
Für die Druckdifferenz zwischen der Umgebung und der Einleitstelle stromauf der Drosselklappe gilt: $Diff2 = p4 - p_{v},$
wobei der Venturidruck p_v vom Eingangsdruck an der Venturidüse 10 abhängig ist, für den die folgende Beziehung gilt: $p_{v} = p2 - p5 .$
Dabei handelt es sich bei p2 um einen empirisch ermittelten bzw. modellierten Druckwert, der stromab des Verdichters 11 vorliegt, und bei p5 um einen ebenfalls empirisch ermittelten bzw. modellierten Druckwert, der stromauf des Verdichters 11 vorliegt.
Die Druckniveaus an den beiden Einleitstellen des Fluids in den Ansaugtrakt sind beim Vorliegen eines langsamen Ladedruckaufbaus und auch in einem Motorbetriebspunkt nahe der Saugvolllast, in welchem der Druck stromauf der Drosselklappe annähernd identisch ist mit dem Druck stromab der Drosselklappe, nahezu identisch. Dies führt dazu, dass es keinen exakten Umschaltzeitpunkt gibt, an welchem der Fluidfluss zwischen den beiden Spülleitungen umgeschaltet wird. Es entsteht vielmehr ein Toggeln, d. h. ein wechselweises Hin- und Herschalten zwischen den beiden Spülleitungen. Dies wiederum hat ein undefiniertes Freigeben der Einleitstellen der beiden Spülleitungen in den Ansaugtrakt zur Folge.
Somit ist bei den genannten Druckverhältnissen keine korrekte Berechnung der Fluidlaufzeiten sowie der Einspritzkorrektur möglich. Bei hohen Kohlenwasserstoffkonzentrationen im Fluidfluss wirken sich entsprechend ungenaue Berechnungen in der Tankentlüftungsfunktion negativ auf die Emissionen des Fahrzeugs und die Fahrbarkeit des Fahrzeugs aus. Folglich bedarf es einer möglichst exakten Ermittlung des Druckbereiches, in welchem das oben genannte Toggeln auftritt. Ist dieser Druckbereich bekannt, dann kann mittels einer reduzierten Spülrate oder einer völligen Sperrung des Tankentlüftungsventils ein Auftreten von Toggeln unterbunden werden.
Im Zuge eines Downsizings der Kraftfahrzeugmotoren und der damit verbundenen zunehmenden Aufladung von Ottomotoren muss - um die gesetzlichen Vorschriften bezüglich Kohlenwasserstoffemissionen einhalten zu können - ein mengenmäßig relevanter Spülmassenstrom in Motorbetriebspunkten mit Aufladung ermöglicht werden. Dies geschieht auch bei vergleichsweise kleinvolumigen Motoren unter Zuhilfenahme einer Venturidüse oder einer elektrisch angetriebenen Spülpumpe. Beim bisherigen Einsatz einer Venturidüse bei Ottomotoren mit großem Hubraum und entsprechend Massenflüssen im Ansaugtrakt ist der Einfluss des zusätzlichen Massenstroms aus dem Tankentlüftungssystem in den genannten Motorbetriebspunkten vernachlässigbar klein.
Gemäß einer ersten Ausführungsform erfolgt mittels einer Auswertung der Saugrohrdruckdynamik eine Überprüfung, ob sich die Rückschlagventile in einem Toggelbereich befinden. Im Rahmen dieser Überprüfung wird der Gradient des mittels des Drucksensors S1 ermittelten Saugrohrdruckes bestimmt.
Zu diesem Zweck werden zwei Druckbereiche Δp1 und Δp2 vorgegeben, die empirisch ermittelt werden. Bei dem Druckbereich Δp1 handelt es sich um einen ersten Druckbereich, in welchem die Rückschlagventile 4 und 5 ein Toggelverhalten aufweisen. Bei dem Druckbereich Δp2 handelt es sich um einen zweiten Druckbereich, in welchem die Bestimmung des Gradienten des Saugrohrdruckes aktiviert wird.
Es gelten die folgenden Beziehungen: $Δ p1 = [p4 + C1, p4 - C1],$
wobei Δp1 der erste Druckbereich, p4 der Umgebungsdruck und C1 eine empirisch ermittelte erste Kalibrationskonstante ist. $Δ p2 = [p4 + C2, p4 - C2]$
wobei Δp2 der zweite Druckbereich, p4 der Umgebungsdruck und C2 eine empirisch ermittelte zweite Kalibrationskonstante ist und wobei C2 größer als C1 ist.
Dies ist in der 2 veranschaulicht, die ein erstes Diagramm zur Erläuterung der Erfindung zeigt. In der 2a ist nach oben der Druck p und nach rechts die Zeit t aufgetragen. Aus dieser 2a sind insbesondere die genannten Druckbereiche Δp1 und Δp2 ersichtlich. Des Weiteren sind in der 2a ein linear ansteigender, langsamer Anstieg des Saugrohrdruckes p1, der zugehörigen Saugrohrdruckgradient p1_GRD und der Toggelbereich T veranschaulicht. In der 2b sind die zugehörigen Stellungen der Rückschlagventile schematisch veranschaulicht. Insbesondere ist aus den 2a und 2b ersichtlich, dass im Toggelbereich T ein ständig wechselndes Öffnen und Schließen der Rückschlagventile erfolgt.
Die 3 zeigt ein zweites Diagramm zur Erläuterung der Erfindung. In der 3a ist nach oben der Druck p und nach rechts Zeit t aufgetragen. Auch in der 3a sind die genannten Druckbereiche Δp1 und Δp2 dargestellt. Des Weiteren sind in der 3a ein linear verlaufender, steiler Anstieg des Saugrohrdruckes p1 und der zugehörige Saugrohrdruckgradient p1_GRD veranschaulicht. In der 3b sind die zugehörigen Stellungen der Rückschlagventile schematisch veranschaulicht. Es ist ersichtlich, dass kein Toggelverhalten auftritt, sondern eine einmalige, klar definierte Umschaltung zwischen den beiden Spülleitungen bzw. Rückschlagventilen vorliegt.
Folglich wird gemäß dieser Ausführungsform der Erfindung der Saugrohrdruckgradient p1_GRD innerhalb eines vorgegebenen Druckbereiches Δp2 berechnet. Unterschreitet der berechnete Gradient einen vorgegebenen Schwellenwert, dann wird erkannt, dass innerhalb des Druckbereiches Δp1 ein Toggelverhalten vorliegt, d. h. dass sich die Rückschlagventile im Toggelbereich befinden. Als Reaktion darauf erfolgt ein teilweises oder vollständiges Schließen des Tankentlüftungsventils, um die oben genannte Erhöhung der Schadstoffemissionen und die Verschlechterung der Fahrbarkeit zu vermeiden.
Die genannten Druckbereiche Δp1 und Δp2 werden - wie bereits oben ausgeführt wurde - empirisch ermittelt, indem für den jeweiligen Brennkraftmaschinentyp unter Berücksichtigung der Komponentenspezifikationen, insbesondere der Spezifikationen der Venturidüse, der Rückschlagventile und des Tankentlüftungsventils, eine Observation des Drucks im Ansaugtrakt durchgeführt wird.
Erfolgt der Ladedruckaufbau sowie der damit verbundene Saugrohrdruckaufbau mit einer hohen Dynamik, dann ist ein Toggeln der Rückschlagventile nicht zu beobachten, sondern es erfolgt eine definierte, einmalige Umschaltung zwischen den Rückschlagventilen. Eine „Ausblendung“ des Übergangsbereiches zwischen den beiden Tankentlüftungseinleitstellen ist in diesem Fall nicht erforderlich. Dadurch ist ein erneutes Öffnen des Tankentlüftungsventils nach dem Verlassen des Umschaltbereiches der Rückschlagventile nicht notwendig und somit eine Erhöhung der Spülrate möglich.
Gemäß einer zweiten Ausführungsform erfolgt mittels einer Auswertung des Ausgangssignals p6 des Drucksensors S6 oder alternativ dazu mittels einer Auswertung des Ausgangssignals p6' des Drucksensors S6' eine Überprüfung, ob sich die Rückschlagventile in einem Toggelbereich befinden. Nachfolgend wird diese zweite Ausführungsform anhand des Ausgangssignals p6 des Drucksensors S6 näher erläutert. Auch bei dieser zweiten Ausführungsform erfolgt die Auswertung im oben definierten Druckbereich Δp2.
Als Detektionskriterium für die Erkennung des Toggelbereiches dienen bei dieser zweiten Ausführungsform die Frequenz und die Amplitude des Drucksignals p6.
Ist die erste Spülleitung 6, die stromab der Drosselklappe 12 in den Ansaugtrakt mündet, aktiviert, dann lässt sich im Drucksignal p6 die Frequenz der Ansaughübe mit einer Periodendauer T1 der einzelnen Zylinder der Brennkraftmaschine wiederfinden.
Zudem ändert sich die Amplitude des Drucksignals p6 im Zeitschaltpunkt der Rückschlagventile. Liegt Toggeln vor, dann ist eine ständige Änderung der Amplitude des Drucksignals p6 zwischen den Amplituden des Drucksignals im Bereich der beiden Einleitstellen des Fluids aus dem Tankentlüftungssystem in den Ansaugtrakt zu beobachten, die nicht der Frequenz der Ansaughübe entspricht.
Um eine robuste Auswertung des Drucksignals p6 zu gewährleisten, kann die vorstehend beschriebene Vorgehensweise uneingeschränkt für Linearventile und bei Dauerbestromung für Taktventile (Schaltventile) angewandt werden.
Zur Erläuterung der vorstehend beschriebenen zweiten Ausführungsform wird auf die 4 und 5 verwiesen.
Die 4 zeigt ein drittes Diagramm zur Erläuterung der Erfindung, bei welcher ein Toggeln nicht auftritt. In diesem Diagramm ist nach oben der Druck p und nach rechts die Zeit t aufgetragen. In der Mitte dieses Diagrammes ist eine senkrecht verlaufende gestrichelte Linie eingezeichnet. Des Weiteren sind in diesem Diagramm Signalverläufe von p1, p4 und p6 veranschaulicht. p4 zeigt den Verlauf des Umgebungsdruckes, dessen Amplitude konstant ist. p1 zeigt den vom Saugrohrdrucksensor S1 bereitgestellten Saugrohrdruck, dessen Amplitude ansteigt, links der senkrecht verlaufenden gestrichelten Linie kleiner ist als der Umgebungsdruck, im Bereich der senkrecht verlaufenden gestrichelten Linie die Umgebungsdruckkennlinie schneidet und rechts der senkrecht verlaufenden gestrichelten Linie größer ist als der Umgebungsdruck. Die senkrecht verlaufende gestrichelte Linie veranschaulicht damit den Umschaltzeitpunkt zwischen den beiden Rückschlagventilen bzw. Spülleitungen.
Links der senkrecht verlaufenden gestrichelten Linie ist der Saugrohrdruck p1 kleiner als der Umgebungsdruck p4. Folglich befinden sich das zweite Rückschlagventil 5 und damit auch die zweite Spülleitung 7 im gesperrten Zustand, so dass das über das Tankentlüftungsventil 3 strömende Fluid durch das erste Rückschlagventil 4 und die erste Spülleitung 6 stromab der Drosselklappe 12 in den Ansaugtrakt eingeleitet wird und dort dem im Verdichter 11 verdichteten und durch die Drosselklappe 12 geleiteten Fluid zugemischt wird. Im oben links der senkrecht gestrichelten Linie dargestellten zugehörigen Verlauf des Drucksignals p6 ist die Periodendauer τ1 der Ansaughübe erkennbar.
Rechts der senkrecht verlaufenden gestrichelten Linie ist der Saugrohrdruck p1 größer als der Umgebungsdruck p4. Folglich befindet sich das erste Rückschlagventil und damit auch die erste Spülleitung 6 im gesperrten Zustand, so dass das über das Tankentlüftungsventil 3 strömende Fluid durch das zweite Rückschlagventil 5 und die zweite Spülleitung 7 in der Venturidüse 10 und damit stromauf der Drosselklappe 12 und auch stromauf des Verdichters 11 in den Ansaugtrakt eingeleitet wird und dort der über das Luftfilter 9 zugeführten Luft zugemischt wird. Der oben rechts der senkrechten gestrichelten Linie dargestellte Verlauf des Drucksignals p6 bringt zum Ausdruck, dass bedingt durch die Umschaltung der Rückschlagventile die Periodendauer der Ansaughübe nicht mehr erkennbar ist.
Die 5 zeigt ein viertes Diagramm zur Erläuterung der Erfindung. Auch in diesem Diagramm ist nach oben der Druck p und nach rechts die Zeit t aufgetragen. Dieses Diagramm veranschaulicht die Druckverläufe für den Fall, dass Toggeln auftreten würde. In der 5 sind wiederum die Verläufe der Drucksignale p1, p4 und p6 dargestellt. Des Weiteren sind in der 5 unterschiedliche Zeiträume T1, T2 und T3 veranschaulicht. Im Zeitraum T1 erfolgt eine Einleitung des über das Tankentlüftungsventil 3 geleiteten Fluids über die erste Spülleitung 6 in den Ansaugtrakt an einer stromab der Drosselklappe angeordneten Einleitstelle. Im Zeitraum T3 erfolgt eine Einleitung des über das Tankentlüftungsventil 3 geleiteten Fluids über die zweite Spülleitung 7 in den Ansaugtrakt an einer in der Venturidüse 10 befindlichen Einleitstelle. Im Zeitraum T2 erfolgt ein Toggeln der Rückschlagventile. Im Zeitraum T1 sind die durch die in der Brennkraftmaschine ausgeführten Ansaughübe der Kolben entstehenden Drucksignale drehzahlabhängig ersichtlich. Im Zeitraum T2 ist das Toggeln der Rückschlagventile ersichtlich durch die Bereiche, in denen für eine längere Zeit das Druckniveau nach der Umschaltung auf die zweite Einleitstelle erhalten bleibt, d.h. die bei T1 beschriebene Frequenz des Drucksignals ist nicht gegeben. Im Zeitraum T3 ist der Druck in der Spülluftleitung nach der Umschaltung auf die zweite Einleitstelle frei von den bei T1 erläuterten Frequenzen resultierend aus den Ansaugtakten.
Bei der vorliegenden Erfindung erfolgt demnach eine Detektierung, ob sich die in den Spülleitungen angeordneten Rückschlagventile in einem Toggelbereich befinden. Ist dies der Fall, dann wird die Ansteuerung des Tankentlüftungsventils reduziert oder deaktiviert, um unerwünschte Emissions- und Fahrbarkeitseinflüsse zu vermeiden.
Im Falle einer exakten Detektierung des Toggelbereiches mittels einer Auswertung des Saugrohrdruckgradienten erfolgt eine Anpassung der Spülrate nur dann, wenn diese auch notwendig ist. Ausschließlich beim Vorliegen undefiniert aktivierter Spülleitungen wird eine Anpassung der Tankentlüftungsventilansteuerung vorgenommen. Dies führt zu einer Verbesserung der Gesamtspülrate.
Da die Auswertung zur Detektierung des Toggelbereiches auf einer Auswertung des Saugrohrdruckgradienten basiert, welcher sich unabhängig von einer Alterung und einer damit verbundenen Abnahme der Leistungsfähigkeit der Venturidüse verhält, kann die beschriebene Vorgehensweise ohne eine Adaption des durch die Venturidüse generierten Differenzdruckes stattfinden.
Bezugszeichenliste

1: Kraftstofftank
2: Aktivkohlefilter
3: Tankentlüftungsventil
4: Erstes Rückschlagventil
5: Zweites Rückschlagventil
6: Erste Spülleitung
7: Zweite Spülleitung
8: Doppelrückschlagventil
9: Luftfilter
10: Venturidüse
11: Verdichter
12: Drosselklappe
13: Brennkraftmaschine
14: Motorsteuerung
15: Verzweigung
S1: Drucksensor
S3: Drucksensor
S4: Drucksensor
S6: Drucksensor
S6': Drucksensor
S7: Lambdasensor
p1: Saugrohrdruck am Eingang der Brennkraftmaschine
p2: Druck hinter dem Verdichter (modelliert)
p3: Ladedruck vor der Drosselklappe
p4: Umgebungsdruck
p5: Druck vor dem Verdichter (modelliert)
p6: Tanksystemdruck
st1: Steuersignal für das Tankentlüftungsventil
st2: Steuersignal für die Einspritzventile

Claims

Verfahren zur Ansteuerung eines über zwei Spülleitungen (6, 7), in denen jeweils ein Rückschlagventil (4, 5) angeordnet ist, mit dem Ansaugtrakt einer turbogeladenen Brennkraftmaschine (13) verbundenen Tankentlüftungsventils (3) mit folgenden Schritten: - Prüfen, ob sich die Rückschlagventile (4, 5) in einem Toggelbereich befinden und - teilweises oder vollständiges Schließen des Tankentlüftungsventils (3), wenn erkannt wird, dass sich die Rückschlagventile (4, 5) im Toggelbereich befinden.
Verfahren nach Anspruch 1, bei welchem das Prüfen, ob sich die Rückschlagventile (4, 5) im Toggelbereich befinden, durch eine Auswertung von Drucksensorsignalen erfolgt.
Verfahren nach Anspruch 2, bei welchem das Prüfen, ob sich die Rückschlagventile (4, 5) im Toggelbereich befinden, durch eine Auswertung von Drucksensorsignalen erfolgt, die von einem der Saugrohrdruck am Eingang der Brennkraftmaschine erfassenden Drucksensor (S1) bereitgestellt werden.
Verfahren nach Anspruch 3, bei welchem das Prüfen, ob sich die Rückschlagventile (4, 5) im Toggelbereich befinden, durch eine Auswertung des Druckgradienten der Drucksensorsignale erfolgt, die von einem den Saugrohrdruck am Eingang der Brennkraftmaschine erfassenden Drucksensor (S1) bereitgestellt werden.
Verfahren nach Anspruch 4, bei welchem dann, wenn der berechnete Druckgradient kleiner ist als ein vorgegebener erster Schwellenwert, ein Vorliegen des Toggelbereiches erkannt wird.
Verfahren nach Anspruch 5, bei welchem der vorgegebene erste Schwellenwert eine empirisch ermittelte Konstante ist.
Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, bei welchem das Prüfen, ob sich die Rückschlagventile (4, 5) im Toggelbereich befinden, aktiviert wird, wenn aufeinanderfolgende, vom Drucksensor (S1) bereitgestellte Drucksensorsignale innerhalb eines durch einen Referenzdruck (p4) vorgegebenen Druckbereiches liegen, der vom Referenzdruck (p4) um weniger als ein vorgegebener zweiter Schwellenwert (C2) abweicht.
Verfahren nach Anspruch 7, bei welchem der vorgegebene zweite Schwellenwert eine empirisch ermittelte Konstante ist.
Verfahren nach Anspruch 2, bei welchem das Prüfen, ob sich die Rückschlagventile (4, 5) im Toggelbereich befinden, durch eine Auswertung von Drucksensorsignalen erfolgt, die von einem den Tanksystemdruck erfassenden Drucksensor (S6,S6`) bereitgestellt werden, der vor oder hinter dem Tankentlüftungsventil (3) angeordnet ist.
Verfahren nach Anspruch 9, bei welchem das Prüfen, ob sich die Rückschlagventile (4, 5)im Toggelbereich befinden, durch eine Auswertung der Frequenz und der Amplitude des Drucksensorsignals (p6,p6') erfolgt.
Verfahren nach Anspruch 10, bei welchem die Frequenz der Ansaughübe ermittelt wird.
Verfahren nach Anspruch 10 oder 11, bei welchem das Vorliegen des Toggelbereiches erkannt wird, wenn die Amplitude des Drucksignals (p6,p6`) ständig wechselnd einen ersten oder einen zweiten Wert annimmt, wobei der erste Wert der Amplitude des Drucksignals am Ausgang der ersten Spülleitung (6) vorliegt und der zweite Wert der Amplitude des Drucksignals am Ausgang der zweiten Spülleitung (7) vorliegt.
Vorrichtung zur Ansteuerung eines über zwei Spülleitungen (6,7) mit dem Ansaugtrakt einer turbogeladenen Brennkraftmaschine verbundenen Tankentlüftungsventils (3), welche eine Motorsteuerung (14) aufweist, die zur Steuerung eines Verfahrens gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche ausgebildet ist.