DE102019215472A1

DE102019215472A1 - Verfahren sowie Vorrichtung zur Ermittlung des Durchflusses durch ein Taktventil

Info

Publication number: DE102019215472A1
Application number: DE102019215472.7A
Authority: DE
Inventors: Karl Gruenbeck; Tobias Hirthammer
Original assignee: Vitesco Technologies GmbH
Current assignee: Vitesco Technologies GmbH
Priority date: 2019-10-09
Filing date: 2019-10-09
Publication date: 2021-04-15
Anticipated expiration: 2039-10-10
Also published as: KR102643171B1; DE102019215472B4; US20220228537A1; WO2021069160A1; CN114450477A; US11885273B2; KR20220071272A

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Ermittlung des Durchflusses durch ein Taktventil (5) mit den folgenden Schritten:- Erfassen des Drucks stromauf des Taktventils (5) während einer Evakuierung eines stromauf des Taktventils (5) angeordneten Behälters (6),- Ermitteln des Durchflusses durch das Taktventil (5) aufgrund des erfassten Drucks stromauf des Taktventils (5) sowie aufgrund der Temperatur und des Volumens des Gases im Behälter (6),- Vergleichen des während der Evakuierung ermittelten Durchflusses und eines modellierten Durchflusses und/oder Vergleichen einer von dem ermittelten Durchfluss abhängigen Größe und einer von dem modellierten Durchfluss abhängigen Größe,- Anpassen des Modells bei einer Abweichung zwischen dem während der Evakuierung ermittelten Durchfluss und dem modellierten Durchfluss und/oder bei einer Abweichung zwischen der von dem ermittelten Durchfluss abhängigen Größe und der von dem modellierten Durchfluss abhängigen Größe.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Ermittlung des Durchflusses durch ein Taktventil, insbesondere durch ein Taktventil eines Kraftfahrzeugs. Das Taktventil kann insbesondere ein Tankentlüftungsventil sein.
Bei ottomotorisch angetriebenen Kraftfahrzeugen werden Kraftstoffgase aus dem Kraftstofftank über eine Tankentlüftungsleitung abgeführt, in einem Adsorptionsfilter zwischengespeichert und dann über ein Tankentlüftungsventil der ottomotorischen Verbrennung zugeführt. Somit können Kraftstoffgase, die den Tank zum Zwecke des Druckausgleichs verlassen, aufgefangen und anschließend weiterverwendet werden, was Verluste reduziert. Aufgrund der motorischen Rohemissionen ist es dabei notwendig, den Motor mit einem stöchiometrischen Verhältnis von Luft und Kraftstoff zu betreiben. Hierfür muss die Kraftstoffeinspritzmenge um die durch die Tankentlüftung zugeführte Kraftstoffgasmenge korrigiert werden. Um diese Kraftstoffeinspritzmengenkorrektur durchführen zu können, muss der Durchfluss durch das Tankentlüftungsventil ermittelt werden.
Es ist bekannt, diesen Durchfluss durch eine Vermessung des Tankentlüftungssystems zu ermitteln und der Motorsteuerung als Kalibrationswerte bzw. als Datenmodell zur Verfügung zu stellen. Diese Vermessung des Tankentlüftungssystems ist jedoch aufwändig. Zudem können weder eine altersbedingte Veränderung der Systemcharakteristik noch Fertigungstoleranzen in den Bauteilen, also insbesondere den Ventilen, berücksichtigt werden. Hierdurch wird die Genauigkeit der Einspritzkorrektur beeinträchtigt, was zu Gemischabweichungen im Brennraum und dadurch zu erhöhten Emissionen des Verbrennungsmotors führen kann.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Ermittlung des Durchflusses durch ein Taktventil bereitzustellen, welche auch längerfristig mit hoher Genauigkeit die Bestimmung des Durchflusses ermöglichen.
Die Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren gemäß Anspruch 1 sowie durch eine Vorrichtung gemäß Anspruch 12. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche, der Beschreibung sowie der Figuren.
Das erfindungsgemäße Verfahren zur Ermittlung des Durchflusses durch ein Taktventil umfasst die folgenden Schritte:

- Erfassen des Drucks stromauf des Taktventils während einer Evakuierung eines stromauf des Taktventils angeordneten Behälters,
- Ermitteln des Durchflusses durch das Taktventil aufgrund des erfassten Drucks stromauf des Taktventils sowie aufgrund der Temperatur und des Volumens des Gases im Behälter,
- Vergleichen des während der Evakuierung ermittelten Durchflusses und eines modellierten Durchflusses und/oder Vergleichen einer von dem ermittelten Durchfluss abhängigen Größe und einer von dem modellierten Durchfluss abhängigen Größe,
- Anpassen des Modells bei einer Abweichung zwischen dem während der Evakuierung ermittelten Durchfluss und dem modellierten Durchfluss und/oder bei einer Abweichung zwischen der von dem ermittelten Durchfluss abhängigen Größe und der von dem modellierten Durchfluss abhängigen Größe.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird ein bestehendes Modell des Durchflusses durch das Taktventil angepasst oder korrigiert, und zwar auf Grundlage eines Durchflusses durch das Taktventil, der während einer Evakuierung eines stromauf des Taktventils liegenden Behälters vorliegt. Das Modell kann gegeben sein. Auch kann als Teil des Verfahrens ein Schritt des Modellierens des Durchflusses durch das Taktventil und/oder des Modellierens einer von dem Durchfluss abhängigen Größe vorgesehen sein. Auf ein mögliches Modell wird später noch eingegangen. Der durch das Modell modellierte Durchfluss kann, wie eingangs erläutert, Ungenauigkeiten aufweisen, bedingt durch eine Alterung von Systemkomponenten sowie bedingt durch Bauteiltoleranzen.
Erfindungsgemäß ist daher vorgesehen, den Druck stromauf des Taktventils während einer Evakuierung des stromauf des Taktventils angeordneten Behälters zu ermitteln. Der Druck wird insbesondere während des gesamten Zeitraums der Evakuierung ermittelt. Es kann somit ein Druckgradient bestimmt werden. Aus dem Druck bzw. dem Druckgradienten sowie aus der Temperatur und dem Volumen des Gases in dem Behälter wird anschließend der Durchfluss durch das Taktventil während der Evakuierung ermittelt. Während der Evakuierung werden eventuelle Zuflüsse zu dem System, insbesondere zu dem Behälter, bevorzugt geschlossen. Anschließend wird der während der Evakuierung ermittelte Durchfluss mit dem modellierten Durchfluss verglichen. Auch kann ein Vergleich erfolgen zwischen einer von dem ermittelten Durchfluss abhängigen Größe und einer von dem modellierten Durchfluss abhängigen Größe. Eine solche abhängige Größe kann zum Beispiel die Durchflussmenge sein, also die über einen gewissen Zeitraum - insbesondere über den gesamten Evakuierungszeitraum - das Taktventil durchströmende Masse.
Sollte dieser Vergleich eine Abweichung ergeben zwischen dem ermittelten Durchfluss und dem modellierten Durchfluss bzw. der davon abhängigen Größen, so erfolgt eine entsprechende Anpassung des dem modellierten Durchfluss zugrunde liegenden Modells. Somit lässt sich das Durchflussmodell plausibilisieren und gegebenenfalls anpassen. Beispielsweise kann die Abweichung in einem Adaptionsfaktor festgehalten und fortan bei der Durchflussberechnung durch das Tankentlüftungsventil berücksichtigt werden. Es können so Bauteilalterungen wie auch Bauteiltoleranzen in einfacher Weise berücksichtigt werden. Wird das Taktventil als Tankentlüftungsventil für ein Kraftfahrzeug verwendet, können dank des erfindungsgemäßen Verfahrens insbesondere über die gesamte Lebenszeit des Systems Gemischabweichungen im Brennraum und damit erhöhte Emissionen des Verbrennungsmotors vermieden werden.
Nach einer Ausgestaltung wird die Ermittlung des Durchflusses durch das Taktventil während der Evakuierung anhand der folgenden Beziehung durchgeführt: ${\dot{m}}_{a u s T a n k} = \frac{V_{G a s T a n k}}{R_{G a s T a n k} \cdot T_{G a s T a n k}} \cdot {\dot{p}}_{T a n k}$
wobei

ṁ_ausTank der Durchfluss durch das Taktventil,
V_GasTank das Volumen des Gases im Behälter,
R_GasTank die spezifische Gaskonstante des Gases im Behälter,
T_GasTank die Temperatur des Gases im Behälter,
ṗ_Tank der Druckgradient im Behälter ist.

Wie der Beziehung unmittelbar zu entnehmen, wird der Durchfluss durch das Taktventil, also aufgrund des erfassten Drucks, d. h. aufgrund eines Druckgradienten, sowie aufgrund der Temperatur und des Volumens im Behälter ermittelt. Der Behälter kann insbesondere der Kraftstofftank eines Kraftfahrzeugs sein.
Nach einer Ausgestaltung wird aus dem während der Evakuierung ermittelten Durchfluss die durch das Taktventil in einem vorgegebenen Zeitraum geströmte Durchflussmenge bestimmt. Die Durchflussmenge ist eine von dem ermittelten Durchfluss abhängige Größe. Der Durchfluss kann auch als Massenstrom, die Durchflussmenge als Masse bezeichnet werden. Es kann dann insbesondere ein Vergleich zwischen der ermittelten Durchflussmenge und der modellierten Durchflussmenge erfolgen und bei einer Abweichung zwischen diesen Durchflussmengen das der modellierten Durchflussmenge zugrunde liegende Modell angepasst werden.
Insbesondere kann die Durchflussmenge bestimmt werden nach der folgenden Beziehung: $m_{a u s T a n k} = \int_{t_{0}}^{t_{e n d e}} {\dot{m}}_{a u s T a n k} d t$
wobei

ṁ_ausTank der Durchfluss durch das Taktventil und
m_ausTank die Durchflussmenge, die das Taktventil im Zeitraum von t₀ bis tende durchströmt hat, ist.

Der Zeitpunkt to bezeichnet dabei insbesondere den Beginn des Evakuierungsvorgangs des Behälters und der Zeitpunkt tende das Ende des Evakuierungsvorgangs des Behälters. Somit kann die über den gesamten Evakuierungsvorgang aus dem Tank entweichende Gasmenge bestimmt werden.
Nach einer Ausgestaltung gehen in das Modell, das dem modellierten Durchfluss zugrunde liegt, einer oder mehrere der folgenden Parameter ein: ein erfasster Druck stromauf des Taktventils, ein erfasster Druck stromab des Taktventils, die durchströmte Querschnittsfläche des Taktventils, ein ermittelter Öffnungszeitpunkt des Taktventils, ein ermittelter Schließzeitpunkt des Taktventils. Nach einer diesbezüglichen Ausgestaltung kann die Modellierung des Durchflusses durch das Taktventil, insbesondere durch Ermittlung des Durchflusses durch das Taktventil, unter Berücksichtigung eines erfassten Drucks stromauf des Taktventils, eines erfassten Druck stromab des Taktventils, eines ermittelten Öffnungszeitpunkts des Taktventils und eines ermittelten Schließzeitpunktes des Taktventils erfolgen.
Nach einer diesbezüglichen Ausgestaltung kann für die Modellierung des Durchflusses durch das Taktventil die folgende Beziehung verwendet werden: ${\dot{m}}_{T E V} = A \cdot ψ (\frac{P_{n a c h T E V}}{P_{v o r T E V}}, K) \cdot \frac{P_{v o r T E V}}{\sqrt{R_{s} \cdot T_{v o r T e v}}}$
wobei

ṁ_TEV der Durchfluss durch das Taktventil,
A_r eine reduzierte durchströmte Querschnittsfläche des Taktventils,
Ψ ein Durchflussparameter,
P_nach,TEV der erfasste Druck stromab des Taktventils,
P_vor,TEV der erfasste Druck stromauf des Taktventils,
kein Isentropenexponent des Massenstroms durch das Taktventil, und R_s eine spezifische Gaskonstante des Massenstroms durch das Taktventil ist.

Der Index „TEV“ steht hierbei für Tankentlüftungsventil. Wie eingangs erwähnt, kann es sich bei dem Taktventil insbesondere um ein solches Tankentlüftungsventil handeln.
Der erwähnte Durchflussparameter kann nach einer Ausgestaltung anhand der folgenden Beziehung ermittelt werden: $ψ = {\begin{matrix} \sqrt{\frac{2 κ}{κ - 1} \cdot} \sqrt{{(\frac{P_{n a c h T E V}}{P_{v o r T E V}})}^{\frac{2}{κ}} - {(\frac{P_{n a c h T E V}}{P_{v o r T E V}})}^{\frac{κ + 1}{κ}}}, & \frac{P_{n a c h T E V}}{P_{v o r T E V}} > p_{c r} \\ \sqrt{\frac{2 κ}{K + 1}} \cdot {(\frac{2}{K + 1})}^{\frac{1}{κ - 1}}, & \frac{P_{n a c h T E V}}{P_{v o r T E V}} \leq p_{c r} \end{matrix}$
wobei per ein kritisches Druckverhältnis ist.
Nach einer Ausgestaltung umfasst das Verfahren den Schritt: Modellieren des Durchflusses durch das Taktventil und/oder Modellieren einer von dem Durchfluss abhängigen Größe, wie bereits erwähnt. Das Modellieren kann nach einer der oben erläuterten Beziehungen erfolgen. Bei der von dem Durchfluss abhängigen Größe kann es sich insbesondere um die Durchflussmenge handeln. Der Schritt des Modellierens kann vor dem erfindungsgemäßen Ermitteln des Durchflusses erfolgen. Auch kann das Modellieren parallel dazu erfolgen.
Nach einer Ausgestaltung erfolgt das Evakuieren des Behälters durch eine zwischen dem Behälter und dem Taktventil angeordnete Spülpumpe oder durch einen Unterdruck in einem stromab des Taktventils angeordneten Ansaugtrakt. Während der Evakuierung werden bevorzugt Zugänge, die einen Druckausgleich in dem Behälter erlauben würden, gesperrt. Insbesondere wird eine Frischluftzufuhr zu dem Behälter über ein Absperrventil unterbunden.
Nach einer Ausgestaltung wird der Druck stromauf des Taktventils während der Evakuierung mittels eines Drucksensors ermittelt, der stromauf des Taktventils, beispielsweise in dem Behälter oder in einer zwischen dem Behälter und dem Taktventil verlaufenden Leitung, angeordnet ist.
Nach einer Ausgestaltung ist das Taktventil ein Tankentlüftungsventil, wie bereits angesprochen.
Die Erfindung betrifft zudem eine Vorrichtung zur Ermittlung des Durchflusses durch ein Taktventil, umfassend eine Steuereinheit, die dazu ausgebildet ist, das oben erläuterte Verfahren auszuführen. Die zu dem Verfahren gemachten Erläuterungen gelten entsprechend für die Vorrichtung. So kann die Vorrichtung beispielsweise einen Drucksensor stromauf des Taktventils aufweisen zum Ermitteln des Drucks während der Evakuierung des Behälters.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand von Figuren erläutert. Es zeigen:

1 eine Vorrichtung zur Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens, und
2 Diagramme des Druckverlaufs bzw. des Massenstroms durch das Taktventil.

Soweit nichts anderes angegeben ist, bezeichnen im Folgenden gleiche Bezugszeichen gleiche Gegenstände.
1 zeigt eine erfindungsgemäße Vorrichtung in einem Ausführungsbeispiel, bei welchem der Durchfluss durch ein Tankentlüftungsventil eines Kraftfahrzeugs ermittelt und angepasst wird. Die Vorrichtung in 1 bildet ein Tankentlüftungssystem mit einem Kraftstofftank 6 als Behälter. Mit dem Kraftstofftank 6 ist ein Aktivkohlebehälter 1 verbunden, dem über einen Luftfilter 9 durch ein Absperrventil 7 hindurch Frischluft zugeführt wird. Des Weiteren ist der Aktivkohlebehälter 1 über eine optional vorgesehene Spülpumpe 2 an ein Tankentlüftungsventil 5 angeschlossen. In der Leitung zwischen der Spülpumpe 2 und dem Tankentlüftungsventil 5 ist ein Drucksensor 3 angeordnet. Bei fehlender Spülpumpe 2 ist der Drucksensor 3 zwischen dem Aktivkohlebehälter 1 und dem Tankentlüftungsventil 5 angeordnet. Stromauf des Tankentlüftungsventils 5 ist in dem Kraftstofftank 6 ein weiterer Drucksensor 8 angeordnet. Zudem findet sich stromauf des Tankentlüftungsventils 5 ein weiterer Drucksensor 4 vor der Spülpumpe 2. Stromab des Tankentlüftungsventils 5 findet sich ein Ansaugtrakt 10 mit einem Verdichter 11 und einem Luftfilter 9.
Ein von dem Kraftstofftank 6 zu dem Tankentlüftungsventil 5 fließender Massenstrom wird stromab des Tankentlüftungsventils 5 in den Ansaugtrakt 10 geleitet und dort mit zu verdichtender Frischluft vermischt, die dem Ansaugtrakt 10 durch den Luftfilter 9 zugeführt wird. Der Verdichter 11 kann Bestandteil eines Abgasturboladers sein.
Zur Steuerung des Verbrennungsvorgangs ist eine Motorsteuerung 12 als Steuereinheit vorgesehen, die auf Grundlage ihr zugeführter Eingangssignale 20 und einer abgespeicherten Arbeitssoftware Ausgangssignale 21 bereitstellt. Bei den der Motorsteuerung 12 zugeführten Eingangssignalen 20 kann es sich insbesondere um Sensorsignale und/oder von einer übergeordneten Steuerung bereitgestellte Datensignale handeln. Zu den Sensorsignalen gehören beispielsweise Drucksensorsignale, Temperatursensorsignale und Fahrpedalstellungssignale. Zu den Ausgangssignalen 21 gehören insbesondere Steuersignale für die Einspritzventile und das Tankentlüftungsventil 5.
Der Durchfluss durch das Tankentlüftungsventil 5 wird zunächst mithilfe eines physikalischen Modells berechnet, insbesondere gemäß der folgenden Beziehung: ${\dot{m}}_{T E V} = A \cdot ψ (\frac{P_{n a c h T E V}}{P_{v o r T E V}}, κ) \cdot \frac{P_{v o r T E V}}{\sqrt{R_{s} \cdot T_{v o r T E V}}}$
wobei ṁ_TEV der Durchfluss durch das Tankentlüftungsventil, A_r eine reduzierte durchströmte Querschnittsfläche des Tankentlüftungsventils, Ψ ein Durchflussparameter, P_nach,TEV der erfasste Druck stromab des Tankentlüftungsventils, P_vor,TEV der erfasste Druck stromauf des Tankentlüftungsventils, kein Isentropenexponent des Massenstroms durch das Tankentlüftungsventil, und R_s eine spezifische Gaskonstante des Massenstroms durch das Tankentlüftungsventil ist.
Für den Durchflussparameter kann insbesondere gelten: $ψ = {\begin{matrix} \sqrt{\frac{2 κ}{κ - 1} \cdot} \sqrt{{(\frac{P_{n a c h T E V}}{P_{v o r T E V}})}^{\frac{2}{κ}} - {(\frac{P_{n a c h T E V}}{P_{v o r T E V}})}^{\frac{κ + 1}{κ}}}, & \frac{P_{n a c h T E V}}{P_{v o r T E V}} > p_{c r} \\ \sqrt{\frac{2 κ}{K + 1}} \cdot {(\frac{2}{K + 1})}^{\frac{1}{κ - 1}}, & \frac{P_{n a c h T E V}}{P_{v o r T E V}} \leq p_{c r} \end{matrix}$
wobei per ein kritisches Druckverhältnis ist.
Es sind also insbesondere der am Sensor 3 gemessene Druck sowie geometrische Größen, wie die durchströmte Querschnittsfläche des Tankentlüftungsventils 5, wichtige Eingangsparameter. Ein solches Modell ist stets gewissen Annahmen unterworfen und gibt den realen Durchfluss durch das Tankentlüftungsventil nicht unbedingt exakt wieder. So kann sich beispielsweise die durchströmte Fläche aufgrund von Bauteilalterungen mit der Zeit verändern.
Zur Plausibilisierung sowie gegebenenfalls zur Anpassung des Modells wird daher erfindungsgemäß in einem ersten Schritt die Zustandsänderung, also insbesondere die Druck- und/oder Temperaturänderung, des Gases im Kraftstofftank 6 während einer Evakuierung des Kraftstofftanks 6 betrachtet. Es wird folglich eine Evakuierung des Tanks 6 durchgeführt, beispielsweise über die elektrische Spülpumpe 2 oder aufgrund eines auf andere Weise erzeugten Druckgefälles über das Tankentlüftungsventil 5, wie insbesondere durch einen Unterdruck im Ansaugtrakt 10. Hierbei wird die Frischluftzufuhr zu dem Kraftstofftank 6 über das Absperrventil 7 unterbunden.
Während der Evakuierung des Kraftstofftanks 6 wird durch Auswertung der Daten des Drucksensors 8 im Tank 6 ein Druck stromauf des Tankentlüftungsventils 5 erfasst. Über den Zeitraum des Evakuierungsvorgangs wird somit ein Druckgradient erfasst. Aus dem erfassten Druck/Druckgradienten wird anschließend der Durchfluss durch das Tankentlüftungsventil 5 vom Kraftstofftank 6 zum Ansaugtrakt 10 hin ermittelt. Hierfür kann die nachfolgende Beziehung dienen: ${\dot{m}}_{a u s T a n k} = \frac{V_{G a s T a n k}}{R_{G a s T a n k} \cdot T_{G a s T a n k}} \cdot {\dot{p}}_{T a n k}$
Wobei ṁ_ausTank der Durchfluss durch das Tankentlüftungsventil, V_GasTank das Volumen des Gases im Tank, R_GasTank die spezifische Gaskonstante des Gases im Tank, T_GasTank die Temperatur des Gases im Tank, ṗ_Tank der Druckgradient im Tank ist.
Wie ersichtlich, gehen in den Durchfluss, also den Massenstrom aus dem Kraftstofftank 6, der Druckgradient sowie das Volumen und die Temperatur des Gases im Kraftstoffbehälter 6 ein. Durch Aufintegration kann aus dem Durchfluss eine Durchflussmenge, also eine über den Zeitraum des Evakuierungsvorgangs aus dem Kraftstofftank 6 entwichene Masse bestimmt werden, insbesondere nach der folgenden Beziehung: $m_{a u s T a n k} = \int_{t_{0}}^{t_{e n d e}} {\dot{m}}_{a u s T a n k} d t$
Wobei ṁ_ausTank der Durchfluss durch das Tankentlüftungsventil und m_ausTank die Durchflussmenge, die das Tankentlüftungsventil im Zeitraum von to bis tende durchströmt hat, ist.
Es kann parallel hierzu der Durchfluss durch das Tankentlüftungsventil 5 gemäß dem erläuterten Modell erfolgen. Auch kann entsprechend aus dem modellierten Durchfluss eine modellierte Durchflussmenge durch Aufintegration bestimmt werden.
Zur Veranschaulichung wird auf 2 eingegangen. 2 zeigt drei Diagramme übereinander, wobei das obere Diagramm die beiden Zustände des Absperrventils 7, nämlich offen und geschlossen, über einer Zeitachse darstellt, das mittlere Diagramm den Relativdruck am Sensor 4 über einer entsprechenden Zeitskala darstellt und das untere Diagramm den Massenstrom durch das Tankentlüftungsventil 5 über einer entsprechenden Zeitskala darstellt.
Wie ersichtlich, ist das Absperrventil 7 in den Zeiträumen von ca. 30 Sekunden bis 90 Sekunden sowie ab 130 Sekunden geschlossen, was eine Evakuierung des Kraftstofftanks 6 darstellt. In diesen Zeiträumen fällt entsprechend der gemessene Relativdruck am Sensor 4 ab. In dem untersten Diagramm der 2 sind sowohl der modellierte Durchfluss ṁ_TEV sowie der während der Evakuierung am Drucksensor 8 erfasste Durchfluss ṁ_ausTank durch das Tankentlüftungsventil 5 dargestellt. Diese Größen sind nach den oben erläuterten Beziehungen bestimmt worden, wobei jedoch erfindungsgemäß der Durchfluss ṁ_ausTank lediglich während den geschlossenen Phasen des Absperrventils 7 - also lediglich während der Evakuierung - bestimmt wird.
Ein Abgleich des während der Evakuierung ermittelten Durchflusses sowie des modellierten Durchflusses bzw. ein Abgleich der entsprechenden Durchflussmengen stellt den nun folgenden Schritt dar. Das Ergebnis dieses Abgleichs, zum Beispiel charakterisiert durch Bildung einer relativen Abweichung von dem modellierten Durchfluss ṁ_TEV zu dem ermittelten Durchfluss ṁ_ausTank während der Evakuierung, kann in einem Adaptionsfaktor C_AD festgehalten werden. Der Adaptionsfaktor CAD kann fortan bei der Durchflussberechnung durch das Tankentlüftungsventil 5 gemäß der folgenden Beziehung herangezogen werden: ${\dot{m}}_{T E V, a d} = C_{a d} \cdot {\dot{m}}_{T E V}$
Es kann also in diesem Sinne das dem modellierten Durchfluss zugrunde liegende Modell angepasst werden.

Claims

Verfahren zur Ermittlung des Durchflusses durch ein Taktventil (5) mit den folgenden Schritten: - Erfassen des Drucks stromauf des Taktventils (5) während einer Evakuierung eines stromauf des Taktventils (5) angeordneten Behälters (6), - Ermitteln des Durchflusses durch das Taktventil (5) aufgrund des erfassten Drucks stromauf des Taktventils (5) sowie aufgrund der Temperatur und des Volumens des Gases im Behälter (6), - Vergleichen des während der Evakuierung ermittelten Durchflusses und eines modellierten Durchflusses und/oder Vergleichen einer von dem ermittelten Durchfluss abhängigen Größe und einer von dem modellierten Durchfluss abhängigen Größe, - Anpassen des Modells bei einer Abweichung zwischen dem während der Evakuierung ermittelten Durchfluss und dem modellierten Durchfluss und/oder bei einer Abweichung zwischen der von dem ermittelten Durchfluss abhängigen Größe und der von dem modellierten Durchfluss abhängigen Größe.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Ermittlung des Durchflusses durch das Taktventil (5) während der Evakuierung anhand der folgenden Beziehung durchgeführt wird: ${\dot{m}}_{a u s T a n k} = \frac{V_{G a s T a n k}}{R_{G a s T a n k} \cdot T_{G a s T a n k}} \cdot {\dot{p}}_{T a n k}$
wobei ṁ_ausTank der Durchfluss durch das Taktventil (5) während der Evakuierung, V_GasTank das Volumen des Gases im Behälter (6), R_GasTank die spezifische Gaskonstante des Gases im Behälter (6), T_GasTank die Temperatur des Gases im Behälter (6), ṗ_Tank der Druckgradient im Behälter (6) ist.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass aus dem während der Evakuierung ermittelten Durchfluss die durch das Taktventil (5) in einem vorgegebenen Zeitraum geströmte Durchflussmenge bestimmt wird, insbesondere nach der folgenden Beziehung: $m_{a u s T a n k} = \int_{t_{0}}^{t_{e n d e}} {\dot{m}}_{a u s T a n k} d t$
wobei ṁ_ausTank der Durchfluss durch das Taktventil (5) während der Evakuierung und m_ausTank die Durchflussmenge, die das Taktventil (5) im Zeitraum von t₀ bis tende durchströmt hat, ist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in das Modell, das dem modellierten Durchfluss zugrunde liegt, einer oder mehrere der folgenden Parameter eingehen: ein erfasster Druck stromauf des Taktventils (5), ein erfasster Druck stromab des Taktventils (5), die durchströmte Querschnittsfläche des Taktventils (5), ein ermittelter Öffnungszeitpunkt des Taktventils (5), ein ermittelter Schließzeitpunkt des Taktventils (5).
Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Modellieren des Durchflusses durch das Taktventil (5) erfolgt durch Ermittlung des Durchflusses durch das Taktventil (5) unter Berücksichtigung eines erfassten Drucks stromauf des Taktventils (5), eines erfassten Drucks stromab des Taktventils (5), eines ermittelten Öffnungszeitpunkts des Taktventils (5) und eines ermittelten Schließzeitpunkts des Taktventils (5).
Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass für die Modellierung des Durchflusses durch das Taktventil (5) die folgende Beziehung verwendet wird: ${\dot{m}}_{T E V} = A \cdot ψ (\frac{P_{n a c h T E V}}{P_{v o r T E V}}, κ) \cdot \frac{P_{v o r T E V}}{\sqrt{R_{s} \cdot T_{v o r T E V}}}$
wobei ṁ_TEV der Durchfluss durch das Taktventil (5), A_r eine reduzierte durchströmte Querschnittsfläche des Taktventils (5), Ψ ein Durchflussparameter, P_nach,TEV der erfasste Druck stromab des Taktventils (5), P_vor,TEV der erfasste Druck stromauf des Taktventils (5), kein Isentropenexponent des Massenstroms durch das Taktventil (5), und R_s eine spezifische Gaskonstante des Massenstroms durch das Taktventil (5) ist.
Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Durchflussparameter anhand der folgenden Beziehung ermittelt wird: $ψ = {\begin{matrix} \sqrt{\frac{2 κ}{κ - 1} \cdot} \sqrt{{(\frac{P_{n a c h T E V}}{P_{v o r T E V}})}^{\frac{2}{κ}} - {(\frac{P_{n a c h T E V}}{P_{v o r T E V}})}^{\frac{κ + 1}{κ}}}, & \frac{P_{n a c h T E V}}{P_{v o r T E V}} > p_{c r} \\ \sqrt{\frac{2 κ}{K + 1}} \cdot {(\frac{2}{K + 1})}^{\frac{1}{κ - 1}}, & \frac{P_{n a c h T E V}}{P_{v o r T E V}} \leq p_{c r} \end{matrix}$
wobei per ein kritisches Druckverhältnis ist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch, Modellieren des Durchflusses durch das Taktventil (5) und/oder Modellieren einer von dem Durchfluss abhängigen Größe.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch Evakuieren des Behälters (6) durch eine zwischen dem Behälter (6) und dem Taktventil (5) angeordnete Spülpumpe (2) oder durch einen Unterdruck in einem stromab des Taktventils (5) angeordneten Ansaugtrakt (10).
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Druck stromauf des Taktventils (5) während der Evakuierung mittels eines Drucksensors (3) ermittelt wird, der in dem Behälter (6) oder in einer zwischen dem Behälter und dem Taktventil (5) verlaufenden Leitung angeordnet ist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Taktventil (5) ein Tankentlüftungsventil (5) ist.
Vorrichtung zur Ermittlung des Durchflusses durch ein Taktventil (5) umfassend eine Steuereinheit (12), die dazu ausgebildet ist, das Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche auszuführen.