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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer Antriebseinrichtung, die ein Kraftstoff verbrauchendes, eine Unterdruckquelle und einen mit einer Außenumgebung in Strömungsverbindung stehenden Speicherraum zur Zwischenspeicherung eines kohlenwasserstoffhaltigen Fluids aufweist, wobei der Speicherraum über ein Ventil an die Unterdruckquelle angeschlossen ist und das Ventil zum Austragen des Fluids zeitweise geöffnet wird. Die Erfindung betrifft weiterhin eine Antriebseinrichtung.
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Aus dem Stand der Technik ist beispielsweise die Druckschrift
DE 10 2017 209 478 A1 bekannt. Diese beschreibt ein Verfahren zum Schützen eines Systems, das einen Tank, in dem Kraftstoff für einen Verbrennungsmotor bevorratet wird, einen Aktivkohlebehälter, ein Saugrohr und mindestens eine Leitung, die den Tank, den Aktivkohlebehälter und das Saugrohr hydraulisch miteinander verbindet, aufweist, wobei der Aktivkohlebehälter über eine Ventilationsöffnung mit der Atmosphäre und über die mindestens eine Leitung einerseits mit dem Saugrohr und andererseits mit dem Tank verbunden ist, wobei zwischen dem Tank und dem Aktivkohlebehälter mindestens ein Tankentlüftungsventil angeordnet ist, wobei das System ferner mindestens eine Druckmessstelle aufweist, an der ein Druck gemessen wird, wobei für den Fall, dass ein an der mindestens einen Druckmessstelle gemessener Wert des Drucks von einem Sollwert abweicht, das mindestens eine Tankentlüftungsventil automatisch geschlossen wird.
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Es ist Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zum Betreiben einer Antriebseinrichtung vorzuschlagen, welches gegenüber bekannten Verfahren Vorteile aufweist, insbesondere eine einfachere Diagnose des Ventils ermöglicht.
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Dies wird erfindungsgemäß mit einem Verfahren zum Betreiben einer Antriebseinrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 erreicht. Dabei ist vorgesehen, dass bei zumindest teilweise geöffnetem Ventil mittels eines Drucksensors strömungstechnisch zwischen dem Ventil und dem Speicherraum ein Istdruck gemessen und bei einer Abweichung des Istdrucks von einem mittels eines Umgebungsdrucksensors gemessenen Umgebungsdruck auf ein Funktionieren des Ventils erkannt wird, oder dass bei zumindest teilweise geöffnetem Ventil mittels eines Drucksensors strömungstechnisch zwischen dem Ventil und der Unterdruckquelle ein Istdruck gemessen und bei einer Abweichung des Istdrucks von einem mittels eines Unterdrucksensors gemessenen, von der Unterdruckquelle bereitgestellten Unterdruck auf ein Funktionieren des Ventils erkannt wird.
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Grundsätzlich können insoweit zwei unterschiedliche Ausgestaltungen des Verfahrens unterschieden werden, wobei das Verfahren zunächst anhand der erstgenannten Ausgestaltung erläutert wird. Die Antriebseinrichtung dient beispielsweise dem Antreiben eines Kraftfahrzeugs, insoweit also dem Bereitstellen eines auf das Antreiben des Kraftfahrzeugs gerichteten Antriebsdrehmoments. Zum Bereitstellen des Antriebsdrehmoments weist die Antriebseinrichtung das Antriebsaggregat auf, welches als Kraftstoff verbrauchendes Antriebsaggregat ausgestaltet ist. Dem Antriebsaggregat wird insoweit während des Betriebs der Antriebseinrichtung Kraftstoff, insbesondere flüssiger Kraftstoff, zugeführt. Der Kraftstoff wird in dem Kraftstofftank vorgehalten, welcher strömungstechnisch an das Antriebsaggregat angeschlossen ist.
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In Abhängigkeit von einem Füllstand des Kraftstofftanks liegt in diesem zusätzlich zu dem flüssigen Kraftstoff ein Gas vor, welches sich aus Luft und gasförmigem Kraftstoff in beliebigen Anteilen zusammensetzt. Es kann also auch vorkommen, dass das Gas ausschließlich aus Luft oder ausschließlich aus gasförmigem Kraftstoff besteht. Der gasförmige Kraftstoff ist beispielsweise verdampfter und/oder verdunsteter Kraftstoff. Um in dem Kraftstofftank auftretende Druckunterschiede ausgleichen zu können, ist der Kraftstofftank über die Tankentlüftungsleitung an den als Speicherraum dienenden Kraftstoffdampfspeicher angeschlossen und über diesen mit der Außenumgebung der Antriebseinrichtung strömungstechnisch verbunden.
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Zumindest zeitweise strömt also das in dem Kraftstofftank vorliegende Gas über die Tankentlüftungsleitung in Richtung der Außenumgebung. Hierbei durchströmt es den Kraftstoffdampfspeicher. Der Kraftstoffdampfspeicher dient dazu, den in dem Gas befindlichen gasförmigen Kraftstoff herauszufiltern, sodass aus dem Kraftstoffdampfspeicher durch die Frischluftleitung weiter in Richtung der Außenumgebung strömendes Gas zumindest keinen Kraftstoff beziehungsweise keine Kohlenwasserstoffe mehr aufweist. Idealerweise enthält das durch die Frischluftleitung in die Außenumgebung ausströmende Gas lediglich Luft.
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Der gasförmige Kraftstoff sammelt sich in dem Kraftstoffdampfspeicher an und wird in diesem zwischengespeichert, sodass ein Füllstand des Kraftstoffdampfspeichers mit der Zeit zunimmt. Von Zeit zu Zeit ist es daher notwendig, den in dem Kraftstoffdampfspeicher zwischengespeicherten Kraftstoff aus dem Kraftstoffdampfspeicher auszutragen. Hierzu ist der Kraftstoffdampfspeicher über die Spülleitung an die Unterdruckquelle, beispielsweise an den Ansaugtrakt des Antriebsaggregats, strömungstechnisch angeschlossen. Sofern nachfolgend von dem Ansaugtrakt die Rede ist, so sind die Ausführungen stets allgemein auf die Unterdruckquelle bezogen oder zumindest beziehbar. Die Unterdruckquelle ist zum Beispiel der Ansaugtrakt oder ein Bestandteil des Ansaugtrakts, insbesondere ein Saugrohr oder eine Saugstrahlpumpe. Sie kann jedoch alternativ als elektrische Pumpe ausgestaltet sein. Eine solche elektrische Pumpe kann selbstverständlich auch zusätzlich zu dem als Unterdruckquelle dienenden Ansaugtrakt vorliegen.
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Strömungstechnisch zwischen dem Kraftstoffdampfspeicher und dem Ansaugtrakt liegt das Ventil vor, insbesondere in der Spülleitung. Das Ventil kann in der hier beschriebenen Ausgestaltung auch als Tankentlüftungsventil bezeichnet werden und wird im Folgenden auch so genannt. Die Ausführungen sind jedoch auch auf die allgemeine Ausgestaltung des Ventils übertragbar. Bei geöffnetem Tankentlüftungsventil wird von dem Ansaugtrakt des Antriebsaggregats durch die Frischluftleitung Luft aus der Außenumgebung angesaugt. Diese durchströmt den Kraftstoffdampfspeicher und nimmt den in diesem vorliegenden gasförmigen Kraftstoff auf. Anschließend strömt die Luft weiter durch die Spülleitung bis hin zu dem Ansaugtrakt. Nachfolgend wird die den gasförmigen Kraftstoff aufweisende Luft in wenigstens einen Brennraum des Antriebsaggregats eingebracht und der gasförmige Kraftstoff nachfolgend in dem Brennraum verbrannt. Entsprechend ist sichergestellt, dass der gasförmige Kraftstoff nicht aus der Antriebseinrichtung in die Außenumgebung austreten kann.
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Um eine Fehlfunktion der Antriebseinrichtung zuverlässig zu unterbinden, ist es während des Betriebs der Antriebseinrichtung notwendig, eine Diagnose des Tankentlüftungsventils vorzunehmen. Teilweise ist eine solche Diagnose des Tankentlüftungsventils und eventuell dazugehöriger Leitungen auch gesetzlich geregelt. Es kann beispielsweise vorgesehen sein, das Tankentlüftungsventil gezielt in zwei unterschiedliche Stellungen zu bringen und jeweils den in der Spülleitung vorliegenden Istdruck zu messen und die Istdrücke miteinander zu vergleichen. Sind die bei den unterschiedlichen Stellungen des Tankentlüftungsventils gemessenen Istdrücke gleich oder zumindest nahezu gleich, so kann auf eine Fehlfunktion des Tankentlüftungsventils geschlossen werden. Kann hingegen zwischen den Istdrücken eine Druckdifferenz festgestellt werden, so wird von dem Funktionieren des Tankentlüftungsventils ausgegangen. Eine solche Vorgehensweise macht es jedoch notwendig, das Tankentlüftungsventil gezielt zu beeinflussen und in die unterschiedlichen Stellungen zu bringen. Entsprechend muss ein Einstellen des Tankentlüftungsventils aufgrund einer Lambdaregelung des Antriebsaggregats während der Diagnose des Tankentlüftungsventils unterbrochen werden. Dies ist jedoch üblicherweise nicht gewünscht.
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Aus diesem Grund ist es nun zusätzlich oder alternativ vorgesehen, die Diagnose während des normalen Betriebs der Antriebseinrichtung vorzunehmen, insbesondere während das Tankentlüftungsventil von der Lambdaregelung eingestellt wird, insbesondere steuernd und/oder regelnd eingestellt wird. Hierzu wird bei zumindest teilweise geöffnetem Tankentlüftungsventil der Istdruck gemessen, der zwischen dem Kraftstoffdampfspeicher und dem Tankentlüftungsventil vorliegt. Zum Messen des Istdrucks wird der Drucksensor verwendet, welcher in einer Ausgestaltung entsprechend strömungstechnisch zwischen dem Kraftstoffdampfspeicher und dem Tankentlüftungsventil angeordnet ist.
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Gleichzeitig wird der Umgebungsdruck gemessen, welcher in der Außenumgebung der Antriebseinrichtung vorliegt, mit welcher der Kraftstoffdampfspeicher über die Frischluftleitung verbunden ist. Zum Messen des Umgebungsdrucks wird der Umgebungsdrucksensor herangezogen, welcher grundsätzlich den Umgebungsdruck an einer beliebigen Stelle in der Außenumgebung misst. Beispielsweise ist der Umgebungsdrucksensor Bestandteil eines Motorsteuergeräts des Antriebsaggregats.
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Weicht der Istdruck von dem Umgebungsdruck ab, liegt also zwischen dem Istdruck und dem Umgebungsdruck eine von 0 verschiedene Druckdifferenz vor, so kann darauf geschlossen werden, dass das Tankentlüftungsventil geöffnet ist. Entsprechend wird auf das Funktionieren des Tankentlüftungsventils erkannt. Weil der Kraftstoffdampfspeicher bei zumindest teilweise geöffnetem Tankentlüftungsventil strömungstechnisch mit dem Ansaugtrakt des Antriebsaggregats verbunden ist, an welchem ein Unterdruck vorliegt, sinkt der strömungstechnisch zwischen dem Kraftstoffdampfspeicher und dem Tankentlüftungsventil vorliegende Istdruck gegenüber dem Umgebungsdruck ab. Vorzugsweise wird daher nur dann auf das Funktionieren des Tankentlüftungsventils erkannt, sofern der Istdruck kleiner ist als der Umgebungsdruck. Ist hingegen der Istdruck größer oder gleich dem Umgebungsdruck während das Tankentlüftungsventil zumindest teilweise geöffnet ist, so wird auf eine Fehlfunktion des Tankentlüftungsventils erkannt.
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Alternativ kann der Drucksensor strömungstechnisch zwischen dem Tankentlüftungsventil und dem Ansaugtrakt vorliegen. In diesem Fall wird der Istdruck an dieser Stelle gemessen und mit dem Unterdruck verglichen, der mittels des Unterdrucksensors gemessen wird. Der Unterdruck bezeichnet den von der Unterdruckquelle, also beispielsweise dem Ansaugtrakt, bereitgestellten Unterdruck. Auch hier gilt, dass darauf geschlossen werden kann, dass das Tankentlüftungsventil funktioniert, wenn die von 0 verschiedene Druckdifferenz vorliegt. Die vorstehenden Ausführungen sind insoweit analog heranzuziehen.
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Unter dem zumindest teilweise geöffneten Tankentlüftungsventil ist insbesondere zu verstehen, dass das Tankentlüftungsventil dazu angesteuert wird, zumindest teilweise zu öffnen, sodass also ein an dem Tankentlüftungsventil eingestellter Zustand einem zumindest teilweise geöffneten Tankentlüftungsventil entspricht. Dies bedeutet jedoch nicht, dass das Tankentlüftungsventil tatsächlich geöffnet ist. Die Diagnose des Tankentlüftungsventils dient insoweit dazu, eine Abweichung des tatsächlichen Istzustands des Tankentlüftungsventils von dem eingestellten Zustand zu erkennen oder ein Übereinstimmen des Istzustands mit dem eingestellten Zustand festzustellen. In ersteren Fall wird auf die Fehlfunktion und in letzterem Fall auf das Funktionieren des Tankentlüftungsventils erkannt.
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In anderen Worten ist es bevorzugt vorgesehen, dass bei Einstellen eines zumindest teilweise geöffneten Tankentlüftungsventils oder bei Einstellen eines Sollzustands des Tankentlüftungsventils auf einen einem zumindest teilweise geöffneten Tankentlüftungsventil, also einem entweder nur teilweise oder vollständig geöffnetem Tankentlüftungsventil entsprechenden Zustand mittels des Drucksensors strömungstechnisch zwischen dem Kraftstoffdampfspeicher und dem Tankentlüftungsventil oder strömungstechnisch zwischen dem Kraftstoffdampfspeicher und dem Ansaugtrakt der Istdruck gemessen und bei der Abweichung des Istdrucks von dem mittels des Umgebungsdrucksensors gemessenen Umgebungsdruck in der Außenumgebung auf des Funktionieren des Tankentlüftungsventils erkannt wird.
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Mithilfe der beschriebenen Vorgehensweise kann insoweit auf besonders einfache Art und Weise erkannt werden, ob das Tankentlüftungsventil geöffnet ist. Beispielsweise kann auch ein Verklemmen des Tankentlüftungsventils in seiner zumindest teilweise geöffneten Stellung schnell und zuverlässig erkannt werden. Bevorzugt wird die beschriebene Diagnose, also das Messen des Istdrucks und sein Vergleichen mit dem Umgebungsdruck beziehungsweise dem Unterdruck, während des Betreibens der Antriebseinrichtung permanent durchgeführt. Im Unterschied zu dem gezielten Durchführen der Diagnose des Tankentlüftungsventils zu einem einzigen Zeitpunkt erfolgt also eine durchgehende Überwachung des Tankentlüftungsventils. Hierdurch wird die Zuverlässigkeit der Antriebseinrichtung deutlich verbessert.
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Beispielsweise ist es vorgesehen, den Istdruck mittels des Drucksensors zu messen, bis der Istdruck zeitlich gesehen konstant ist, also ein stationärer beziehungsweise quasi-stationärer Zustand vorliegt. Erst anschließend erfolgt der Vergleich mit dem Umgebungsdruck. Alternativ kann eine bestimmte Zeitspanne nach dem Öffnen des Tankentlüftungsventil abgewartet werden, bis der Istdruck gemessen wird. Hierdurch wird sichergestellt, dass bereits ein zumindest teilweiser Druckausgleich zwischen der Außenumgebung und dem Drucksensor erfolgt ist, bevor der Istdruck gemessen wird.
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Grundsätzlich sei darauf hingewiesen werden, dass falls im Rahmen dieser Beschreibung darauf hingewiesen wird, dass bei Erfüllung einer bestimmten Bedingung von dem Funktionieren des Tankentlüftungsventil ausgegangen wird, vorzugsweise bei Nichterfüllung dieser Bedingung umgekehrt von der Fehlfunktion ausgegangen beziehungsweise auf diese erkannt wird. Falls im Rahmen dieser Beschreibung darauf hingewiesen wird, dass bei Erfüllung einer bestimmten Bedingung auf die Fehlfunktion des Tankentlüftungsventil erkannt werden soll, vorzugsweise bei Nichterfüllung dieser Bedingung umgekehrt von dem Funktionieren ausgegangen wird.
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Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass die Antriebseinrichtung einen Kraftstofftank zur Zwischenspeicherung des Kraftstoffs für das Antriebsaggregat aufweist, wobei als Speicherraum ein zur Zwischenspeicherung von Kraftstoffdampf ausgebildeter Kraftstoffdampfspeicher verwendet wird, der über eine Tankentlüftungsleitung an den Kraftstofftank, über eine Frischluftleitung an eine Außenumgebung und über eine Spülleitung an die Unterdruckquelle strömungstechnisch angeschlossen ist, und wobei das Ventil zum Spülen des Kraftstoffdampfspeichers mit Frischluft aus der Außenumgebung und zum Austragen des als Kraftstoffdampf vorliegenden Fluids aus dem Kraftstoffdampfspeicher zumindest zeitweise geöffnet wird, oder dass als Speicherraum ein Zylinderkurbelgehäuse des Antriebsaggregats verwendet wird, wobei das Ventil zum Austragen des als Schmiermittel-Luft-Gemisch vorliegenden Fluids aus dem Zylinderkurbelgehäuse zumindest zeitweise geöffnet wird.
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Grundsätzlich können mittels des beschriebenen Verfahrens also zwei unterschiedliche Ausgestaltungen der Antriebseinrichtung diagnostiziert werden. Die erstgenannte betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer Antriebseinrichtung, die ein Kraftstoff verbrauchendes Antriebsaggregat sowie einen Kraftstofftank zur Zwischenspeicherung des Kraftstoffs für das Antriebsaggregat aufweist, wobei ein zur Zwischenspeicherung von Kraftstoffdampf ausgebildeter Kraftstoffdampfspeicher über eine Tankentlüftungsleitung an den Kraftstofftank, über eine Frischluftleitung an eine Außenumgebung und über eine Spülleitung an einen Ansaugtrakt des Antriebsaggregats strömungstechnisch angeschlossen ist, und wobei das Tankentlüftungsventil zum Spülen des Kraftstoffdampfspeichers mit Frischluft aus der Außenumgebung und zum Austragen von Kraftstoffdampf aus dem Kraftstoffdampfspeicher zumindest zeitweise geöffnet wird. Dabei ist vorgesehen, dass dass bei zumindest teilweise geöffnetem Tankentlüftungsventil mittels eines Drucksensors strömungstechnisch zwischen dem Kraftstoffdampfspeicher und dem Tankentlüftungsventil ein Istdruck gemessen und bei einer Abweichung des Istdrucks von einem mittels eines Umgebungsdrucksensors gemessenen Umgebungsdruck in der Außenumgebung auf ein Funktionieren des Tankentlüftungsventil erkannt wird.
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Die an zweiter Stelle genannte Ausgestaltung kann grundsätzlich für dieselbe Antriebseinrichtung Verwendung finden wie die erstgenannte Ausgestaltung. Die Diagnose soll hier jedoch für ein Ventil durchgeführt werden, welches zwischen dem Zylinderkurbelgehäuse und der Unterdruckquelle angeordnet ist. Soweit die Vorgehensweise für die Diagnose im Rahmen der Beschreibung für die erstgenannte Ausgestaltung erläutert wird, sind die Ausführungen stets in analoger Art und Weise auch für die an zweiter Stelle genannte Ausgestaltung anwendbar.
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Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass eine Druckdifferenz zwischen dem Istdruck und dem Umgebungsdruck ermittelt wird, wobei die Druckdifferenz mit einem aus einem Schaltparameter des Ventils bestimmten Sollwert verglichen und bei einer Übereinstimmung zwischen der Druckdifferenz und dem Sollwert auf das Funktionieren des Ventils erkannt wird. Es wird insoweit nicht lediglich auf das Vorliegen der Druckdifferenz geprüft, sondern die Größe der Druckdifferenz konkret ermittelt, nämlich durch Subtrahieren des Umgebungsdrucks von dem Istdruck oder umgekehrt.
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Weiterhin wird aus dem Schaltparameter des Ventils der Sollwert bestimmt, beispielsweise mithilfe einer mathematischen Beziehung, einer Tabelle oder einem Kennfeld. Hierbei dient der Schaltparameter als Eingangsgröße und der Sollwert als Ausgangsgröße. Der Schaltparameter ist beispielsweise die momentane Durchströmungsquerschnittsfläche des Ventils oder eine diese beeinflussende Stellgröße, beispielsweise eine zum Ansteuern des Ventils verwendete elektrische Spannung oder ein entsprechendes PWM-Signal. Der Sollwert gibt die für den jeweiligen Wert des Schaltparameters erwartete Druckdifferenz wieder.
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Nach dem Berechnen der Druckdifferenz und dem Bestimmen des Sollwerts werden diese miteinander verglichen. Stimmen die Druckdifferenz und der Sollwert überein, zumindest innerhalb einer erwarteten Toleranz oder genau, so wird auf das Funktionieren des Ventils erkannt. Weicht hingegen die Druckdifferenz von dem Sollwert ab, liegt also beispielsweise außerhalb der Toleranz, so wird hingegen auf die Fehlfunktion des Ventils erkannt. Mit der beschriebenen Vorgehensweise ist eine äußerst präzise Diagnose des Ventils realisiert.
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Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass als Schaltparameter eine Durchströmungsquerschnittsfläche des Ventils verwendet wird. Hierauf wurde vorstehend bereits eingegangen. Der zwischen dem Kraftstoffdampfspeicher und dem Ventil vorliegende Istdruck ist maßgeblich von der Schaltstellung des Ventils und damit von der Durchströmungsquerschnittsfläche des Ventils abhängig. Entsprechend kann die Durchströmungsquerschnittsfläche beziehungsweise ein zu dieser äquivalenter Parameter zur besonders genauen Bestimmung des Sollwerts verwendet werden. Wiederum ist auf diese Art und Weise eine besonders präzise Diagnose möglich.
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Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass bei dem Bestimmen des Sollwerts zusätzlich zu dem Schaltparameter ein mittels eines Ansaugtraktdrucksensors gemessener Ansaugtraktdruck in dem Ansaugtrakt des Antriebsaggregats berücksichtigt wird. Der Ansaugtraktdruck liegt auf der dem Kraftstoffdampfspeicher abgewandten Seite des Ventils vor. Er wird dort mithilfe des Ansaugtraktdrucksensors gemessen. Vorstehend wurde bereits erläutert, dass der Schaltparameter beziehungsweise die Durchströmungsquerschnittsfläche den Sollwert maßgeblich beeinflussen. Selbstverständlich hängt der Sollwert jedoch ebenfalls von dem Ansaugtraktdruck ab, sodass dieser zusätzlich herangezogen wird. Dies verbessert die Genauigkeit der Diagnose des Ventils weiter.
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Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass das Ventil über eine Ventilanordnung an den Ansaugtrakt strömungstechnisch angeschlossen ist, wobei das Ventil in einer ersten Schaltstellung der Ventilanordnung strömungstechnisch mit einem Saugrohr des Antriebsaggregats und in einer zweiten Schaltstellung mit einem Unterdruckanschluss einer Saugstrahlpumpe strömungstechnisch verbunden wird. Strömungstechnisch zwischen dem Ventil und dem Ansaugtrakt liegt also die Ventilanordnung vor. Der Ansaugtrakt wiederum weist das Saugrohr und die Saugstrahlpumpe auf. Mithilfe der Ventilanordnung kann eingestellt werden, ob das Spülen des Kraftstoffdampfspeichers mit Frischluft beziehungsweise das Austragen des Kraftstoffdampfs aus diesem mittels in dem Saugrohr bereitgestelltem Unterdruck oder mittels der Saugstrahlpumpe bereitgestelltem Unterdruck erfolgen soll.
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Entsprechend liegt in der ersten Schaltstellung der Ventilanordnung eine strömungstechnische Verbindung zwischen dem Ventil und dem Saugrohr und in der zweiten Schaltstellung eine strömungstechnische Verbindung zwischen dem Ventil und dem Unterdruckanschluss der Saugstrahlpumpe vor. Das Saugrohr und die Saugstrahlpumpe stellen insoweit Unterdruckquellen dar. Vorzugsweise wird die Ventilanordnung derart eingestellt, dass das Ventil stets mit derjenigen der Unterdruckquellen verbunden wird beziehungsweise verbunden ist, welche den höheren Unterdruck, also den niedrigeren Druck, bereitstellt. Hierdurch wird ein besonders effektives Spülen des Kraftstoffdampfspeichers erzielt.
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Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass der Istdruck ein erster Istdruck ist, der bei einem dem teilweise geöffneten Ventil entsprechenden ersten Schaltparameter des Ventils ermittelt wird, und dass ein zweiter Istdruck bei einem von dem ersten Schaltparameter verschiedenen zweiten Schaltparameter des Ventils ermittelt wird. Für den zweiten Istdruck gelten die Ausführungen hinsichtlich des Istdrucks beziehungsweise des ersten Istdrucks analog. Dies gilt entsprechend auch für den zweiten Schaltparameter, für den die Ausführungen zu dem Schaltparameter beziehungsweise dem ersten Schaltparameter herangezogen werden können.
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Um die Genauigkeit der Diagnose des Ventils zu verbessern, soll der Istdruck nicht lediglich bei einem einzigen Schaltparameter ermittelt werden, sondern vielmehr bei verschiedenen Schaltparametern, nämlich bei dem ersten Schaltparameter und dem zweiten Schaltparameter. Dennoch soll dies während eines normalen Betriebs der Antriebseinrichtung vorgenommen werden, also insbesondere während das Ventil von der Lambdasteuerung des Antriebsaggregats gesteuert und/oder geregelt wird. Es ist kein Unterbrechen des normalen Betriebs zum Durchführen der Diagnose vorgesehen. Beispielsweise soll für jeden der Istdrücke der eingangs beschriebene Vergleich vorgenommen werden.
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Bevorzugt wird nur dann auf das Funktionieren des Ventils erkannt, falls sowohl der erste Istdruck als auch der zweite Istdruck von dem Umgebungsdruck abweichen, insbesondere um eine bestimmte Druckdifferenz abweichen. Ist dies für einen der Schaltparameter nicht der Fall, so wird auf die Fehlfunktion des Ventils erkannt. Der erste Schaltparameter entspricht dem teilweise geöffneten Ventil. Dies trifft für den zweiten Schaltparameter vorzugsweise ebenfalls zu. Die beschriebene Vorgehensweise ermöglicht eine besonders genaue Diagnose des Ventils.
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Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass die Druckdifferenz eine erste Druckdifferenz ist und eine zweite Druckdifferenz zwischen dem zweiten Istdruck und dem Umgebungsdruck ermittelt wird, wobei die zweite Druckdifferenz mit einem aus dem zweiten Schaltparameter des Ventils bestimmten zweiten Sollwert verglichen wird. Hinsichtlich der Vorgehensweise für die zweite Druckdifferenz wird auf die Ausführungen zu der Druckdifferenz beziehungsweise der ersten Druckdifferenz hingewiesen, welche analog herangezogen werden können. Bei einer derartigen Vorgehensweise kann der zweite Schaltparameter auch einem geschlossenen Ventil entsprechen, sodass eine noch genauere Diagnose des Ventils realisiert ist, bei welcher sowohl auf das ordnungsgemäße Schließen als auch auf das ordnungsgemäße Öffnen des Ventils geprüft wird.
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Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass nur dann auf das Funktionieren des Ventils erkannt wird, wenn die erste Druckdifferenz mit dem ersten Sollwert und die zweite Druckdifferenz mit dem zweiten Sollwert übereinstimmt. Es ist insoweit nicht hinreichend, wenn lediglich eine der Druckdifferenzen mit dem jeweiligen Sollwert übereinstimmt. Vielmehr müssen - optional - beide übereinstimmen. Weicht eine der Druckdifferenzen von dem jeweiligen Sollwert ab, so wird vielmehr auf die Fehlfunktion des Ventils erkannt. Entsprechend können Fehlfunktionen des Ventils äußerst zuverlässig erkannt werden.
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Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass nur dann auf das Funktionieren des Ventils erkannt wird, wenn eine Differenz zwischen dem ersten Istdruck und dem zweiten Istdruck einer Differenz zwischen dem ersten Sollwert und dem zweiten Sollwert entspricht. Es werden also nicht die Sollwerte mit der jeweiligen Druckdifferenz verglichen, sondern zunächst die Differenz zwischen den beiden Istdrücken einerseits und die Differenz zwischen den beiden Sollwerten andererseits berechnet. Anschließend werden die beiden Differenzen miteinander verglichen. Nur falls die Differenzen übereinstimmen, insbesondere im Rahmen einer bestimmten Toleranz, wird auf das Funktionieren des Ventils erkannt. Weichen die Differenzen hingegen voneinander ab, insbesondere wiederum unter Berücksichtigung der Toleranz, so wird auf die Fehlfunktion des Ventils erkannt. Hierdurch ist eine besonders vorteilhafte Differentialdiagnose des Ventils realisiert.
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Die Erfindung betrifft weiterhin eine Antriebseinrichtung, insbesondere zur Durchführung des Verfahrens gemäß den Ausführungen im Rahmen dieser Beschreibung, wobei die Antriebseinrichtung ein Kraftstoff verbrauchendes Antriebsaggregat, eine Unterdruckquelle und einen mit einer Außenumgebung in Strömungsverbindung stehenden Speicherraum zur Zwischenspeicherung eines kohlenwasserstoffhaltigen Fluids aufweist, wobei der Speicherraum über ein Ventil an die Unterdruckquelle angeschlossen ist und das Ventil zum Austragen des Fluids zumindest zeitweise geöffnet wird.
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Dabei ist vorgesehen, dass die Antriebseinrichtung dazu vorgesehen und ausgebildet ist, bei zumindest teilweise geöffnetem Ventil mittels eines Drucksensors strömungstechnisch zwischen dem Ventil und dem Speicherraum einen Istdruck zu messen und bei einer Abweichung des Istdrucks von einem mittels eines Umgebungsdrucksensors gemessenen Umgebungsdruck auf ein Funktionieren des Ventils zu erkennen, oder bei zumindest teilweise geöffnetem Ventil mittels eines Drucksensors strömungstechnisch zwischen dem Ventil und der Unterdruckquelle einen Istdruck zu messen und bei einer Abweichung des Istdrucks von einem mittels eines Unterdrucksensors gemessenen, von der Unterdruckquelle bereitgestellten Unterdruck auf ein Funktionieren des Ventils zu erkennen.
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Auf die Vorteile einer derartigen Ausgestaltung der Antriebseinrichtung beziehungsweise einer derartigen Vorgehensweise wurde bereits hingewiesen. Sowohl die Antriebseinrichtung als auch das Verfahren zu ihrem Betreiben können gemäß den Ausführungen im Rahmen dieser Beschreibung weitergebildet sein, sodass insoweit auf diese verwiesen wird.
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Die Erfindung wird nachfolgend anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert, ohne dass eine Beschränkung der Erfindung erfolgt. Dabei zeigt die einzige
- Figur eine schematische Darstellung einer Antriebseinrichtung, insbesondere für ein Kraftfahrzeug.
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Die Figur zeigt eine schematische Darstellung einer Antriebseinrichtung 1, insbesondere für ein Kraftfahrzeug. Die Antriebseinrichtung 1 weist ein Antriebsaggregat 2 auf, welche wiederum über eine Verdichteranordnung 3 verfügt. Die Verdichteranordnung 3 ist Bestandteil eines Abgasturboladers 4, der eine Turbine 5 und einen Verdichter 6 aufweist, wobei letzterer Bestandteil der Verdichteranordnung 3 ist. Der Turbine 5 ist Abgas des Antriebsaggregats 2 zuführbar. Mithilfe der Turbine 5 wird in dem Abgas enthaltene Strömungsenergie und/oder Enthalpie in kinetische Energie umgewandelt, welche wiederum zum Antreiben des Verdichters 6 dient. Der Verdichter 6 dient zum Verdichten von Frischgas, wobei dem Verdichter 6 das Frischgas auf einer Niederdruckseite 7 bereitgestellt wird. Das mittels des Verdichters 6 verdichtete Frischgas steht auf seiner Hochdruckseite 8 des Antriebsaggregats 2 zur Verfügung. Strömungstechnisch zwischen der Hochdruckseite 8 des Verdichters 6 und dem Antriebsaggregat 2 kann ein Ladeluftkühler 9 vorgesehen sein.
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Strömungstechnisch parallel zu dem Verdichter ist eine Saugstrahlpumpe 10 vorgesehen, welche der Bereitstellung von Unterdruck für wenigstens einen Unterdruckverbraucher 11, in dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel für zwei Unterdruckverbraucher 11, dient. Die Saugstrahlpumpe 10 ist insoweit eine Unterdruckquelle. Einer der Unterdruckverbraucher 11 liegt als Spüleinrichtung 12 für einen Kraftstoffdampfspeicher 13 vor, wobei der Kraftstoffdampfspeicher 13 vorzugsweise als Aktivkohlefilter ausgestaltet ist. Der Kraftstoffdampfspeicher ist ein Speicherraum für ein kohlenwasserstoffhaltiges Fluid. Ein anderer der Unterdruckverbraucher 11 liegt in Form einer Entlüftungseinrichtung 14 vor, die der Entlüftung eines Zylinderkurbelgehäuses 15 des Antriebsaggregats 2 dient. Auch das Zylinderkurbelgehäuse 15 stellt einen Speicherraum für ein kohlenwasserstoffhaltiges Fluid dar.
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Der Unterdruckverbraucher 11 beziehungsweise die Unterdruckverbraucher 11 sind jeweils über Rückschlagventile 16 an ein Saugrohr 17 beziehungsweise einen Einlasskrümmer des Antriebsaggregats 2 strömungstechnisch angeschlossen. Auch das Saugrohr 17 dient als Unterdruckquelle. Zusätzlich ist der Unterdruckverbraucher 11 beziehungsweise sind die Unterdruckverbraucher 11 über Rückschlagventile 18 an einen Unterdruckanschluss 19 der Saugstrahlpumpe 10 angeschlossen. Der Unterdruckverbraucher 11 beziehungsweise die Unterdruckverbraucher 11 sind insoweit stets strömungstechnisch mit dem Saugrohr 17 oder dem Unterdruckanschluss 19 verbunden, je nachdem, wo ein stärkerer Unterdruck vorliegt.
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Die Rückschlagventile 16 und 18 sind Bestandteil einer Ventilanordnung 20. Anstelle der Rückschlagventile 16 und 18 können selbstverständlich auch Stellventile, beispielsweise Magnetventile, verwendet werden, um den Unterdruckverbraucher 11 oder die Unterdruckverbraucher 11 wahlweise mit dem Saugrohr 17 oder dem Unterdruckanschluss 19 strömungstechnisch zu verbinden. Das Saugrohr 17 und der Unterdruckanschluss 19 beziehungsweise die Saugstrahlpumpe 10 sind Bestandteil eines Ansaugtrakts 21 des Antriebsaggregats 2.
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Während ihres Betriebs wird dem Antriebsaggregat 2 Kraftstoff zugeführt, welcher in einem Kraftstofftank 22 zwischengespeichert beziehungsweise vorgehalten wird. In Abhängigkeit von einem Füllstand des Kraftstofftanks 22 liegt in ihm zusätzlich zu dem Kraftstoff ein Gas vor, welches insbesondere Luft und/oder gasförmigen Kraftstoff aufweist. Um dieses Gas im Falle eines zu hohen Drucks in dem Kraftstofftank 22 aus diesem abzuführen, ist der Kraftstofftank 22 über eine Tankentlüftungsleitung 23 an den Kraftstoffdampfspeicher 13 strömungstechnisch angeschlossen. Der Kraftstoffdampfspeicher 13 ist zusätzlich über eine Spülleitung 24 an den Ansaugtrakt 21 und über eine Frischluftleitung 25 an eine Außenumgebung 26 der Antriebseinrichtung 1 strömungstechnisch angeschlossen. In der Spülleitung 24 liegt ein als Tankentlüftungsventil ausgestaltetes Ventil 27 vor. Strömungstechnisch zwischen dem Kraftstoffdampfspeicher 13 und dem Tankentlüftungsventil 27 ist zudem ein Drucksensor 28 in der Spülleitung 24 angeordnet.
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Während eines normalen Betriebs der Antriebseinrichtung 1 wird eine Kraftstoffzufuhr in das Antriebsaggregat 2 mittels einer Lambdaregelung eingestellt, welche das Verhältnis von dem Antriebsaggregat 2 zugeführtem Kraftstoff und dem Antriebsaggregat 2 zugeführten Luft auf einen bestimmten Sollwert regelt. Im Rahmen dieser Lambdaregelung wird auch das Tankentlüftungsventil 27 derart eingestellt, dass aus dem Kraftstoffdampfspeicher 13 eine bestimmte Menge des in ihm zwischengespeicherten Gases der Antriebsaggregat 2 zugeführt wird. Vorzugsweise stellt die Lambdaregelung das Tankentlüftungsventil 27 permanent steuernd und/oder regelnd derart ein, dass das Verhältnis zwischen Kraftstoff und Luft, welche dem Antriebsaggregat 2 zugeführt werden, stets dem Sollwert entspricht.
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Um einen zuverlässigen Betrieb der Antriebseinrichtung 1 sicherzustellen, ist es jedoch notwendig, eine Diagnose des Tankentlüftungsventils 27 vorzunehmen. Die Diagnose soll nun derart durchgeführt werden, dass die Lambdaregelung des Tankentlüftungsventils 27 nicht unterbrochen werden muss. In anderen Worten wird die Diagnose während der Lambdaregelung des Tankentlüftungsventils 27 durchgeführt. Hierzu ist es vorgesehen, bei zumindest teilweise geöffnetem Tankentlüftungsventil 27 mittels des Drucksensors 28 einen Istdruck zu messen und mit einem Umgebungsdruck zu vergleichen. Der Umgebungsdruck wird vorzugsweise mittels eines Umgebungsdrucksensors 29 gemessen.
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Weicht der Istdruck von dem Umgebungsdruck ab, insbesondere unter Berücksichtigung einer bestimmten Toleranz und/oder um eine bestimmte Druckdifferenz, so wird auf ein ordnungsgemäßes Funktionieren des Tankentlüftungsventils 27 erkannt. Entspricht hingegen der Istdruck dem Umgebungsdruck, so wird auf eine Fehlfunktion des Tankentlüftungsventils 27 erkannt. Besonders bevorzugt ist es vorgesehen, dass eine Druckdifferenz ermittelt wird, die zwischen dem Istdruck und dem Umgebungsdruck vorliegt. Zudem wird ein Sollwert in Abhängigkeit von einem Schaltparameter des Tankentlüftungsventils 27 berechnet.
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Der Schaltparameter ist bevorzugt eine Durchströmungsquerschnittsfläche des Tankentlüftungsventils 27. In anderen Worten ist der Sollwert eine Ausgangsgröße einer Funktion, welche den Schaltparameter als Eingangsgröße aufweist. Als zusätzliche Eingangsgröße der Funktion kann ein Ansaugtraktdruck verwendet werden, welcher in dem Ansaugtrakt 21 vorliegt. Dieser Ansaugtraktdruck wird vorzugsweise mittels eines hier nicht dargestellten Ansaugtraktdrucksensors gemessen. Nach dem Berechnen der Druckdifferenz zwischen dem Istdruck und dem Umgebungsdruck sowie dem Ermitteln des Sollwerts wird die Druckdifferenz mit dem Sollwert verglichen. Stimmen diese überein, so wird auf das Funktionieren des Tankentlüftungsventils 27 erkannt, anderenfalls auf die Fehlfunktion.
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Die beschriebene Antriebseinrichtung 1 beziehungsweise die beschriebene Vorgehensweise ermöglicht eine besonders zuverlässige Diagnose des Tankentlüftungsventils 27, welche zudem während des Betriebs der Antriebseinrichtung 1 permanent erfolgen kann. Es ist insbesondere keine Unterbrechung der Lambdaregelung des Tankentlüftungsventils 27 notwendig oder ein gezieltes Ansteuern des Tankentlüftungsventils 27 in bestimmte Schaltstellungen.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Antriebseinrichtung
- 2
- Antriebsaggregat
- 3
- Verdichteranordnung
- 4
- Abgasturbolader
- 5
- Turbine
- 6
- Verdichter
- 7
- Niederdruckseite
- 8
- Hochdruckseite
- 9
- Ladeluftkühler
- 10
- Saugstrahlpumpe
- 11
- Unterdruckverbraucher
- 12
- Spüleinrichtung
- 13
- Kraftstoffdampfspeicher
- 14
- Entlüftungseinrichtung
- 15
- Zylinderkurbelgehäuse
- 16
- Rückschlagventil
- 17
- Saugrohr
- 18
- Rückschlagventil
- 19
- Unterdruckanschluss
- 20
- Ventilanordnung
- 21
- Ansaugtrakt
- 22
- Kraftstofftank
- 23
- Tankentlüftungsleitung
- 24
- Spülleitung
- 25
- Frischluftleitung
- 26
- Außenumgebung
- 27
- Ventil
- 28
- Drucksensor
- 29
- Umgebungsdrucksensor
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102017209478 A1 [0002]