DE102020123759A1 - Verfahren zum Betreiben einer Tankentlüftungsvorrichtung - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer Tankentlüftungsvorrichtung eines Kraftfahrzeuges mit einer Verbrennungskraftmaschine, wobei mittels des Verfahrens, insbesondere Lecks, in einer Entlüftungsleitung, die die Tankentlüftungsvorrichtung und die Verbrennungskraftmaschine fluidisch verbinden, erkannt werden können, ohne zusätzliche konstruktive Maßnahmen zu benötigen.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer Tankentlüftungsvorrichtung eines Kraftfahrzeuges mit einer Verbrennungskraftmaschine, sowie einem System zum Ausführen eines solchen Verfahrens.
  • Zur Begrenzung von Schadstoffemissionen durch Kraftstoffdämpfe sind heutige mit Verbrennungskraftmaschinen angetriebene Kraftfahrzeuge mit sogenannten Kraftstoffverdunstungs-Rückhaltesystemen, auch als Tankentlüftungsvorrichtungen bezeichnet, ausgestattet. Der Kraftstoff für den Betrieb der Verbrennungskraftmaschinen wird bevorzugt in Kraftstofftanks gelagert, wobei es beispielsweise infolge von hohen Umgebungstemperaturen innerhalb des Kraftstofftanks zu einer Verdunstung des Kraftstoffs kommt. Aus diesem Grund weisen Kraftfahrzeuge regelmäßig diese besagte Tankentlüftungsvorrichtung auf, die es ermöglicht, einen ansteigenden Druck in dem Kraftstofftank auszugleichen. Dabei dürfen, auch aufgrund von Emissionsvorschriften, möglichst keine Kraftstoffdämpfe in die Umgebung gelangen.
  • Deshalb weisen Tankentlüftungsvorrichtungen einen fluidisch mit dem Kraftstofftank verbundenen (Kraftstoffdampf-)Zwischenspeicherbehälter auf, die beispielsweise mit einem Aktivkohlefilter realisiert sein können, welcher die Kraftstoffdämpfe adsorbiert. Da eine Adsorptionskapazität von Aktivkohlefiltern begrenzt ist, müssen diese von Zeit zu Zeit gespült werden, um regeneriert zu werden. Dazu wird Umgebungsluft durch den Aktivkohlefilter geleitet, die den dort adsorbierten Kraftstoffdampf abtransportiert. Dieser mit den von dem Aktivkohlefilter desorbierten Kraftstoffdämpfen beladene Spülluftstrom darf nicht unbehandelt in die Umwelt geleitet werden und wird daher der Verbrennungskraftmaschine zugeführt, um dort verbrannt zu werden.
  • Der Zwischenspeicherbehälter der Tankentlüftungsvorrichtung ist ebenfalls fluidisch über eine Entlüftungsleitung mit einem Ansaugrohr der Verbrennungskraftmaschine verbunden, so dass der Spülluftstrom mit den desorbierten Kraftstoffdämpfen in die Verbrennungskraftmaschine eingeleitet werden kann, wobei dieser Vorgang durch ein Tankentlüftungsventil zwischen dem Zwischenspeicherbehälter bzw. dem Aktivkohlefilter und dem Ansaugrohr der Verbrennungskraftmaschine steuerbar ist.
  • Auf den Beladungszustand des Aktivkohlefilters mit Kraftstoffdampf wird mittels Messwerten geschlossen, die durch eine nach der Verbrennungskraftmaschine angeordneten Lambdasonde in einem Abgasstrom erfasst werden. Der Beladungszustand ist also nur indirekt über die Kraftstoffdampfmenge, der mittels des Spülluftstroms in die Verbrennungskraftmaschine transportiert wird, bestimmbar.
  • Aus dem Stand der Technik sind „passive“ Tankentlüftungsvorrichtungen bekannt, bei welchen die Umgebungsluft mittels in dem Ansaugrohr herrschenden Unterdrucks über eine Umgebungsmündung des Zwischenspeicherbehälters angesaugt wird. Des Weiteren sind ebenfalls „aktive“ Tankentlüftungsvorrichtungen bekannt, die eine aktive Pumpeneinrichtung aufweisen, durch die Umgebungsluft aktiv unter Druck durch den Zwischenspeicherbehälter und den Aktivkohlefilter in das Ansaugrohr gepumpt wird. Solche aktiven Tankentlüftungsvorrichtungen sind insbesondere für Hybrid-Kraftfahrzeuge mit Verbrennungskraftmaschine und Elektromotor relevant, da hier die Verbrennungskraftmaschine bei Möglichkeit abgeschaltet wird und eine allgemein geringere Betriebszeit aufweist. Daher kann eine passive Tankentlüftungsvorrichtung in Hybrid-Kraftfahrzeugen keine effektive bzw. ausreichende Entlüftung des Zwischenspeicherbehälters gewährleisten. Dies kann jedoch durch die aktiv mittels der Pumpeneinrichtung eingeführte Umgebungsluft kompensiert werden, wodurch eine ausreichende Kraftstoffdampfmenge in dem Spülluftstrom der zu der Verbrennungskraftmaschine geleitet wird, gewährleistet ist.
  • Bei den bekannten Tankentlüftungsvorrichtungen tritt im Betrieb häufig das Problem zu Tage, dass, wenn festgestellt wird, dass kaum oder kein Kraftstoffdampf über den Spülluftstrom in die Verbrennungskraftmaschine gelangt, nicht festgestellt werden kann, ob lediglich, beispielsweise aufgrund niedrigerer Umgebungstemperaturen im Winter oder wie beschrieben bei Hybrid-Kraftfahrzeugen, wenig Kraftstoff verdampft ist oder ob ein Leck an der Entlüftungsleitung zwischen dem Zwischenspeicherbehälter und dem Ansaugrohr vorliegt. Insbesondere ein Leck in der Entlüftungsleitung hätte bei einer aktiven Tankentlüftungsvorrichtung zur Folge, dass Kraftstoffdampf in den Raum, in dem die Verbrennungskraftmaschine angeordnet ist, gepumpt wird, was ein hohes Sicherheitsrisiko aufgrund der Brandgefahr dargestellt.
  • Es ist demnach die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren sowie ein entsprechendes System bereitzustellen, mittels welchem die genannten Nachteile des Standes der Technik beseitigt werden können.
  • Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruches 1 und einem System gemäß Patentanspruch 10.
  • Kerngedanke der Erfindung ist ein Verfahren zum Betreiben einer Tankentlüftungsvorrichtung eines Kraftfahrzeuges mit einer Verbrennungskraftmaschine, wobei die Tankentlüftungsvorrichtung einen Zwischenspeicherbehälter, eine aktive Pumpeneinrichtung und ein Tankentlüftungsventil umfasst und über eine Entlüftungsleitung fluidisch mit einem Ansaugrohr der Verbrennungskraftmaschine verbunden ist, umfassend die Schritte:
    1. a) Ermitteln einer Kraftstoffmenge vorliegend in dem Zwischenspeicherbehälter mittels eines ersten Sensors; falls die Kraftstoffmenge einen vorgebbaren ersten Schwellenwert unterschreitet, Ausführen eines Diagnose-Verfahrens, umfassend die Schritte:
      1. a1) Überführen der fluidisch mit dem Zwischenspeicherbehälter verbundenen Pumpeneinrichtung in einen beizubehaltenden zweiten Förderzustand mittels einer Steuereinheit;
      2. b1) Ermitteln eines innerhalb des Ansaugrohrs strömenden ersten Gasmengenstroms mittels eines zweiten Sensors, während sich das Tankentlüftungsventil in einem ersten Öffnungszustand befindet;
      3. c1) Überführen des Tankentlüftungsventils von dem ersten Öffnungszustand in einen zweiten Öffnungszustand mittels der Steuereinheit;
      4. d1) Ermitteln eines innerhalb des Ansaugrohrs strömenden zweiten Gasmengenstroms mittels des zweiten Sensors, während sich das Tankentlüftungsventil in dem zweiten Öffnungszustand befindet;
      5. e1) Bestimmen eines ersten Abweichungswertes anhand eines Vergleichs des ersten und des zweiten Gasmengenstroms mittels der Steuereinheit;
      6. f1) Ausgeben einer Fehlermeldung mittels der Steuereinheit, falls der erste Abweichungswert einen vorgebbaren zweiten Schwellenwert unterschreitet.
  • Es wird davon ausgegangen, dass die in dem Zwischenspeicherbehälter vorliegende Kraftstoffmenge mittels des ersten Sensors ermittelt wird bzw. ermittelt werden kann, wenn der Zwischenspeicherbehälter gespült wurde bzw. nachdem der Zwischenspeicherbehälter gespült wurde, wonach der in dem Zwischenspeicherbehälter gespeicherte Kraftstoff(-dampf) durch einen aktiven Gasstrom, bevorzugt Luftstrom, der Pumpeneinrichtung unter Druck über die Entlüftungsleitung in das Ansaugrohr und von dort in die Verbrennungskraftmaschine eingeleitet und verbrannt wird. Demnach erfolgt die Ermittlung der Kraftstoffmenge in dem Zwischenspeicherbehälter immer dann, wenn der Zwischenspeicherbehälter gespült wird. Bevorzugt wird, falls die in Schritt a) ermittelte Kraftstoffmenge in dem Zwischenspeicherbehälter den vorgebbaren Schwellenwert nicht unterschreitet bzw. überschreitet, das erfindungsgemäße Diagnose-Verfahren gemäß zumindest der Schritte a1) bis f1) nicht durchgeführt wird und das erfindungsgemäße Verfahren beendet.
  • Die Pumpeneinrichtung ist dazu ausgebildet, einen Gasstrom, bevorzugt einen Umgebungsluftstrom, durch den Zwischenspeicherbehälter zu transportieren und dabei gegebenenfalls den Kraftstoff in dem Zwischenspeicherbehälter mitzunehmen und über die Entlüftungsleitung und das Ansaugrohr zur Verbrennungskraftmaschine zu leiten. Bevorzugt wird die Pumpeneinrichtung in dem zweiten Förderzustand mit einer hohen oder maximalen Leistung bzw. Drehzahl betrieben. Weiter bevorzugt wird der zweite Förderzustand während des gesamten Diagnose-Verfahrens beibehalten, um vergleichbare Gasmengenströme ermitteln und einen maximalen Gasstrom über die Entlüftungsleitung in das Ansaugrohr ermöglichen zu können. Bevorzugt wird die Pumpeneinrichtung von der Steuereinheit gesteuert. Bevorzugt sind die Steuereinheit und die Pumpeneinrichtung zumindest signaltechnisch, bevorzugt leistungselektronisch verbunden. Besonders bevorzugt ist die Pumpeneinrichtung zwischen dem Zwischenspeicherbehälter und dem Ansaugrohr, bevorzugt zwischen dem Zwischenspeicherbehälter und dem Tankentlüftungsventil, angeordnet. Bevorzugt handelt es sich bei der Pumpeneinrichtung um eine Gaspumpe, beispielsweise eine Vakuumpumpe, einen Verdichter oder einen Kompressor oder dergleichen.
  • Ferner ist der zweite Sensor dazu ausgebildet, einen Gasmengenstrom, bevorzugt einen Gasmassenstrom oder einen Gasvolumenstrom, der innerhalb des Ansaugrohres stromabwärts in Richtung der Verbrennungskraftmaschine strömt zu erfassen bzw. zu detektieren. Besonders bevorzugt ermittelt der zweite Sensor den Gasmengenstrom, welcher stromaufwärts von der Entlüftungsleitung durch das Ansaugrohr strömt. Bevorzugt werden die erfassten Sensordaten an die Steuereinheit übermittelt. Das Ansaugrohr ist bevorzugt mit einem Ende fluidisch mit der Verbrennungskraftmaschine und mit dem anderen Ende mit der Umgebung bzw. Umgebungsluft verbunden, um eine Frischluft-Versorgung der Verbrennungskraftmaschine gewährleisten zu können.
  • Das Tankentlüftungsventil ist zwischen dem Zwischenspeicherbehälter und dem Ansaugrohr, bevorzugt in der Entlüftungsleistung, angeordnet und dazu ausgebildet, den Gasstrom von dem Zwischenspeicherbehälter in das Ansaugrohr bzw. in die Verbrennungskraftmaschine gesteuert durch die Steuereinheit zu regulieren. Ein erster Öffnungszustand ist dabei bevorzugt ein geschlossener Zustand oder ein geöffneter Zustand, wobei ein zweiter Öffnungszustand des Tankentlüftungsventils ein geschlossener Zustand, wenn der erste Öffnungszustand ein geöffneter ist, oder ein geöffneter Zustand ist, wenn der erste Zustand ein geschlossener Zustand ist. Besonders bevorzugt ist das Tankentlüftungsventil in dem ersten Öffnungszustand geschlossen und in dem zweiten Öffnungszustand vollständig geöffnet. Bevorzugt ist das Tankentlüftungsventil als Stromventil ausgebildet, welches elektrisch, bevorzugt mittels der Steuereinheit, ansteuerbar ist und somit der Öffnungszustand einstellbar ist.
  • Bevorzugt wird die in Schritt f1) ausgegebene Fehlermeldung durch die Steuereinheit ausgegeben und gespeichert. Weiter bevorzugt wird die Fehlermeldung einem Fahrer mittels einer Anzeigeeinrichtung ausgegeben, bevorzugt nahe eines Tachometers und einem Drehzahlmesser oder in einem Head-up-Display.
  • Vorteilhaft wird für das erfindungsgemäße Verfahren ausgenutzt, dass der durch den zweiten Sensor ermittelte Gasmengenstrom von dem Gasstrom bzw. der Menge des Gasstromes, der von der Pumpeneinrichtung ausgeht, abhängig ist. Bevorzugt ist der mittels des zweiten Sensors ermittelte Gasmengenstrom desto höher, je weniger Gasstrom von der Pumpeneinrichtung in das Ansaugrohr transportiert wird. Folglich ist der durch den zweiten Sensor erfasste Gasmengenstrom umso kleiner, je mehr Gasstrom von der Pumpeneinrichtung beim Spülen des Zwischenspeicherbehälters in das Ansaugrohr transportiert wird. Daher gilt, je geringer der erste Abweichungswert der Gasmengenströme bei geschlossenem und geöffnetem Tankentlüftungsventil ist, desto geringer ist der Gasstrom, der von der Pumpeneinrichtung in das Ansaugrohr transportiert wurde. Auf diese Weise kann durch das Ermitteln des ersten Gasmengenstroms bei geöffnetem/geschlossenem Zustand des Tankentlüftungsventils und das Ermitteln des zweiten Gasmengenstroms bei geschlossenem/geöffnetem Zustand des Tankentlüftungsventils sowie dem Vergleich der Gasmengenströme unter Bestimmung eines ersten Abweichungswertes gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahrens darauf geschlossen werden, ob ein Leck in der Entlüftungsleitung bzw. zwischen der Pumpeneinrichtung und dem Ansaugrohr vorliegt. Da sich die Pumpeneinrichtung während dem Diagnose-Verfahren durchgehend in dem zweiten Förderzustand befindet, ist gewährleistet, dass wenn die Tankentlüftungsvorrichtung bzw. die Entlüftungsleistung kein Leck aufweist, ein Gasstrom von der Pumpeneinrichtung in das Ansaugrohr transportiert wird, der einen ersten Abweichungswert der Gasmengenströme zur Folge hat, der den vorgegebenen zweiten Schwellenwert überschreitet. So kann unterschieden werden, ob ein Leck vorliegt oder aufgrund von niedrigen Temperaturen oder dergleichen nur wenig Kraftstoff verdunstet und mittels des ersten Sensors erfasst wird. Ferner kann das erfindungsgemäße Verfahren ohne zusätzliche konstruktive Maßnahmen in bestehende Kraftfahrzeuge implementiert werden.
  • In dem Fall, dass der erste Abweichungswert den zweiten Schwellenwert nicht überschreitet, wird davon ausgegangen, dass kein Leck in der Entlüftungsleitung vorliegt und lediglich wenig Kraftstoffdampf in dem Zwischenspeicherbehälter vorgelegen hat. Das Diagnose-Verfahren wird daraufhin beendet.
  • Bevorzugt können die Abweichungswerte und die Schwellenwerte variabel vorgegeben werden und somit an die vorliegende Tankentlüftungsvorrichtung, das Kraftfahrzeug und/oder die Verbrennungskraftmaschine angepasst werden.
  • Bevorzugt handelt es sich bei der Steuereinheit um eine übergeordnete Steuereinheit, beispielsweise eine Motorsteuereinheit, welche alle die Verbrennungskraftmaschine betreffenden Prozesse steuert. Es wäre jedoch auch denkbar, dass mehrere separate Steuereinheiten vorgesehen sind, die jeweils eine Teilaufgabe übernehmen. So könnte beispielsweise eine separate Steuereinheit vorgesehen sein, die die Tankentlüftungsvorrichtung, insbesondere die Pumpeneinrichtung und das Tankentlüftungsventil, steuert.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform wird das Diagnoseverfahren, umfassend zumindest die Schritte a1) bis f1) nur ausgeführt, wenn sich die Verbrennungskraftmaschine in einem ersten Betriebszustand befindet. Bevorzugt werden bei einem Überführen der Verbrennungskraftmaschine in den ersten Betriebszustand, die Pumpeneinrichtung in einen ersten Förderzustand und das Tankentlüftungsventil in den ersten Öffnungszustand überführt. Bevorzugt stellt der erste Betriebszustand der Verbrennungskraftmaschine einen sogenannten „deceleration fuel cut-off“ (kurz DFCO) Zustand dar, wobei die Verbrennungskraftmaschine bevorzugt in den ersten Betriebszustand überführt wird, wenn die Verbrennungskraftmaschine keine Leistung liefern muss (z.B. beim Rollenlassen oder Bremsen). Weiter bevorzugt wird in dem ersten Betriebszustand eine Kraftstoffzufuhr zur Verbrennungskraftmaschine gesteuert abgeschaltet (auch ungefeuerter Schubbetrieb genannt), wobei die Verbrennungskraftmaschine noch mit dem Getriebe gekoppelt und nicht gänzlich abgeschaltet ist. In diesem DFCO-Zustand wird das Tankentlüftungsventil üblicherweise geschlossen, da keine Kraftstoffverbrennung erfolgt. Ferner bevorzugt befindet sich eine Drosselklappe, die in/an dem Ansaugrohr stromaufwärts von dem Verbrennungsmotor angeordnet ist, und einen Gasstrom, gesteuert durch die Steuereinheit, von dem Ansaugrohr in die Verbrennungskraftmaschine reguliert, in einem minimalen Öffnungszustand, um noch einen Gasstrom durch das Ansaugrohr zur Durchführung des Verfahrens zu ermöglichen. Dieser erste Betriebszustand ist vor allem bei Hybrid-Kraftfahrzeugen relevant, da hier, wenn die Verbrennungskraftmaschine keine Leistung liefern muss, gänzlich abgeschaltet wird, wobei auch die Drosselklappe vollständig geschlossen wird, wobei das erfindungsgemäße Verfahren nicht mehr durchführbar wäre. Somit kann das erfindungsgemäße Verfahren während dem Betrieb der Verbrennungskraftmaschine bzw. des Kraftfahrzeuges ausgeführt werden, ohne dass der Betrieb beeinträchtigt werden würde. Bevorzugt stellt der erste Förderzustand der Pumpeneinrichtung einen geringen oder auch minimalen Förderzustand dar. Weiter bevorzugt ist der erste Öffnungszustand des Tankentlüftungsventils ein geschlossener Zustand.
  • Bevorzugt wird das Diagnose-Verfahren umgehend beendet, wenn die Verbrennungskraftmaschine von dem ersten Betriebszustand in einen anderen überführt wird. Dies kann der Fall sein, wenn die Verbrennungskraftmaschine wieder eine Leistung bringen muss oder abgeschaltet wird.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform wird, falls die in Schritt a) ermittelte Kraftstoffmenge den ersten Schwellenwert unterschreitet, die Steuereinheit angewiesen, das Diagnose-Verfahren auszuführen, wenn sich die Verbrennungskraftmaschine in einem ersten Betriebszustand befindet oder in den ersten Betriebszustand überführt wird. Bevorzugt wird die Steuereinheit weiter angewiesen, die Verbrennungskraftmaschine zum nächstmöglichen Zeitpunkt in den ersten Betriebszustand zu überführen. Auf diese Weise ist gewährleistet, dass das erfindungsgemäße Verfahren ausgeführt werden kann, ohne dass der Betrieb der Verbrennungskraftmaschine bzw. des Kraftfahrzeuges gestört oder unterbrochen werden muss. Bevorzugt wird unter dem nächstmöglichen Zeitpunkt ein Zeitpunkt verstanden, zu welchem die Verbrennungskraftmaschine keine Leistung liefern muss. Dies ist vor allem auch bei Hybrid-Kraftfahrzeugen relevant, um zu vermeiden, dass, wenn die Verbrennungskraftmaschine keine Leistung liefern muss, die Verbrennungskraftmaschine gänzlich abgeschaltet wird.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist der erste Sensor als Lambdasonde ausgebildet. Bevorzugt wird die in dem Zwischenspeicherbehälter vorliegende Kraftstoffmenge über Erfassen zumindest eines Messwertes mittels des ersten Sensors eines nach der Verbrennungskraftmaschine ausströmenden Gasgemisches ermittelt. Auf diese Weise können Kosten gespart werden, da eine bereits vorhandene Lambdasonde verwendet werden kann, die auch bereits dazu ausgebildet ist, den Beladungszustand des Aktivkohlefilters bzw. die Kraftstoffmenge in dem Zwischenspeicherbehälter über eine Analyse des Abgasgemisches detektieren zu können.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist der zweite Sensor als Luftmassenmesser, bevorzugt als Heißfilm-Luftmassenmesser (HFM), ausgebildet. Weiter bevorzugt ist der zweite Sensor innerhalb des Ansaugrohrs angeordnet. Besonders bevorzugt sind im Verlauf des Ansaugrohrs stromabwärts nacheinander der zweite Sensor, die Entlüftungsleitung und eine Drosselklappe angeordnet. Durch die Anordnung der Entlüftungsleitung zwischen dem zweiten Sensor und der Drosselklappe, wird der Gasstrom der Pumpeneinrichtung stromabwärts von dem zweiten Sensor in das Ansaugrohr eingebracht und passiert diesen daher nicht. Der Gasmengenstrom, der in dem Ansaugrohr strömt, wird durch die Drosselklappe bestimmt und während des Diagnoseverfahrens konstant gehalten, indem die Drosselklappe während des gesamten Diagnoseverfahrens seinen (minimalen) Öffnungszustand beibehält. Der Gasmengenstrom der die Drosselklappe passiert, setzt sich aus der Frischluft, die durch ein Ende des Ansaugrohres einströmt, den zweiten Sensor passiert und von diesem erfasst wird, und dem Gasstrom von der Pumpeneinrichtung, der den zweiten Sensor nicht passiert und von diesem daher nicht erfasst wird, zusammen. Somit kann durch das erfindungsgemäße Verfahren durch Ermitteln der Gasmengenströme durch den zweiten Sensor, einmal bei geschlossenem Tankentlüftungsventil und einmal bei geöffnetem Tankentlüftungsventil, auf ein Leck in der Entlüftungsleitung geschlossen werden. Es wird vorteilhaft ein Luftmassenmesser, bevorzugt als Heißfilm-Luftmassenmesser (HFM), für das Verfahren verwendet, da ein solcher Sensor standardmäßig vorgesehen ist, um eine Luftzufuhr zur Verbrennungskraftmaschine steuern zu können. Dies spart wiederum Kosten und Aufwand, da keine weiteren Bauteile eingebaut werden müssen.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform umfasst das Diagnose-Verfahren die weiteren Schritte, die nach dem Schritt d1) ausgeführt werden:
    • g1) Überführen des Tankentlüftungsventils von dem zweiten Öffnungszustand in den ersten Öffnungszustand mittels der Steuereinheit;
    • h1) Ermitteln eines innerhalb des Ansaugrohrs strömenden dritten Gasmengenstroms mittels des zweiten Sensors, während sich das Tankentlüftungsventil in dem ersten Öffnungszustand befindet;
    • i1) Bestimmen eines zweiten Abweichungswertes anhand eines Vergleichs des ersten und des dritten Gasmengenstroms mittels der Steuereinheit;
    • j1) Ausgeben einer Fehlermeldung und Beenden des Diagnose-Verfahrens mittels der Steuereinheit, falls der zweite Abweichungswert einen vorgebbaren dritten Schwellenwert überschreitet.
  • Durch diese bevorzugte Ausführungsform wird ein weiterer Gasmengenstrom ermittelt (dritter Gasmengenstrom), der unter den identischen Bedingungen hinsichtlich der Pumpeneinrichtung und dem Tankentlüftungsventil wie der erste Gasmengenstrom ermittelt wird. Es sollte daher davon auszugehen sein, dass der erste Gasmengenstrom und der dritte Gasmengenstrom identisch bzw. im Wesentlichen identisch sind und der zweite Abweichungswert somit so klein wie möglich sein sollte. Wenn der zweite Abweichungswert jedoch den vorgebbaren dritten Schwellenwert überschreitet, lässt dies auf etwaige Störungen bzw. Fehler schließen, wodurch die Richtigkeit der erfassten Gasmengenströme zumindest zweifelhaft ist. Daher wird das Verfahren, falls der zweite Abweichungswert den vorgebbaren dritten Schwellenwert überschreitet, beendet und die Schritte e1) und f1) nicht mehr ausgeführt, da dem Abweichungswert nicht vertraut werden kann. Auf diese Weise können die Sicherheit und Verlässlichkeit des Verfahrens erhöht werden, da eine interne Überprüfung erfolgt.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform wird in dem Schritt j1), falls der zweite Abweichungswert den vorgebbaren dritten Schwellenwert überschreitet, zusätzlich das Diagnose-Verfahren erneut bei Schritt a1) begonnen. Somit kann die Entlüftungsleitung erneut auf ein Leck überprüft werden und eine nur kurzzeitige Störung ausgeschlossen werden.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist eine Zählereinheit vorgesehen, welche nach jedem Feststellen in Schritt j1), dass der zweite Abweichungswert den vorgebbaren dritten Schwellenwert überschreitet, inkrementiert wird. Bevorzugt wird das Diagnose-Verfahren bei Erreichen einer vorgebbaren Zählerzahl nicht mehr erneut durchgeführt. Besonders bevorzugt wird die Zählereinheit zurückgesetzt, falls in Schritt j1) festgestellt wird, dass der zweite Abweichungswert den vorgebbaren dritten Schwellenwert unterschreitet bzw. nicht überschreitet. Es ist dabei ratsam, die vorgebbare Zählerzahl nicht zu hoch zu wählen, da das Verfahren nur im ersten Betriebszustand ausführbar ist und die Verbrennungskraftmaschine immer wieder in diesen überführt werden muss bzw. lange in diesem verbleibt, wobei wohl ein Fehler bzw. eine Störung des Verfahrens vorliegt. Es ist dabei bevorzugt, dass die vorgebbare Zählerzahl 2, 3, 4 oder 5 beträgt.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform wird in dem Schritt f1), falls der erste Abweichungswert den vorgebbaren zweiten Schwellenwert unterschreitet, zusätzlich die Verbrennungskraftmaschine mittels der Steuereinheit in einen zweiten Betriebszustand überführt. Bei dem zweiten Betriebszustand handelt es sich bevorzugt um einen Sicherheits- bzw. Fehlerzustand, wobei die Verbrennungskraftmaschine beispielsweise gänzlich abgeschaltet oder deren Leistung gedrosselt werden könnte, um möglichen Risiken aufgrund einer defekten Entlüftungsleitung vorzubeugen.
  • Bevorzugt wird das Tankentlüftungsventil durch die Steuereinheit mittels eines pulsweitenmodulierten Steuersignals angesteuert, wobei das Tankentlüftungsventil und die Steuereinheit zumindest signaltechnisch, bevorzugt leistungselektronisch, verbunden sind. Unter einem pulsweitenmodulierten Steuersignal wird ein Signal verstanden, welches von der Steuereinheit an das Tankentlüftungsventil übermittelt wird und dazu ausgebildet ist, das Tankentlüftungsventil anzusteuern, wobei über das pulsweitenmodulierten Steuersignal der Öffnungszustand des Tankentlüftungsventils stufenlos einstellbar bzw. steuerbar ist. Die Pulsbreitenmodulation (Pulse-width Modulation = PWM) ist eine Modulationsart bei der eine Spannung, ein Strom oder dergleichen bei einer festen Frequenz zwischen zwei festen Werten wechselt. Die zu übertragene Information ist im Tastverhältnis/Tastgrad (engl. „Duty Cycle“) untergebracht. Eine Periode der Pulsweitenmodulation besteht aus dem Puls und der Pause. Der Modulationsgrad wird im Tastverhältnis der Pulslänge zur Periodendauer (Puls + Pause) in Prozent ausgedrückt. Üblicherweise steht eine der beiden Flanken des PWM-Signals fest, während die Position der anderen Flanke durch die Modulation variabel ist. So kann man ein PWM-Signal mit einer Modulation ausgehend von einer feststehenden Flanke (engl. „edge aligned“), z.B. der linken Flanke/steigende Flanke (engl. „left aligned“) oder der rechten Flanke/fallenden Flanke (engl. „right aligned“) erzeugen oder aber ausgehend von einem Mittelpunkt des Signals, wobei beide Flanken moduliert werden (engl. „center aligned“). Für die Pulsweitenmodulation muss also zumindest ein Referenzpunkt bekannt sein, wobei es sich bei den Referenzpunkten bevorzugt um einen Zeitpunkt handelt, zu dem die entsprechende Flanke oder der Mittelpunkt des Signals auftritt. Die Erzeugung sowie Anwendung von pulsweitenmodulierten Signalen ist für einen Fachmann aus dem Stand der Technik hinreichend bekannt, weshalb hier nicht näher darauf eingegangen werden soll. So kann das Tankentlüftungsventil mittels des pulsweitenmodulierten Steuersignals von einem geschlossenen Zustand (0% PWM) bis zu einem vollständig geöffneten Zustand (100% PWM) stufenlos eingestellt werden.
  • Weiterhin wird die Aufgabe gelöst durch ein System zum Ausführen eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 10. Bevorzugt umfasst das erfindungsgemäße System eine Verbrennungskraftmaschine, eine Tankentlüftungsvorrichtung mit einer Pumpeneinrichtung, einem Zwischenspeicherbehälter und einem Tankentlüftungsventil und eine Steuereinheit, welche die Tankentlüftungsvorrichtung, insbesondere die Pumpeneinrichtung und das Tankentlüftungsventil, steuert. Bevorzugt ist das erfindungsgemäße System in einem Kraftfahrzeug angeordnet.
  • Die obigen Ausführungen und Merkmale bezüglich des erfindungsgemäßen Verfahrens sollen mutatis mutandis auch für das erfindungsgemäße System und umgekehrt gelten.
  • Die Erfindung ist nicht anhand eines Ausführungsbeispiels beschränkt, sondern umfasst vielmehr jedes Merkmal sowie jede Merkmalskombination.
  • Weitere vorteilhafte Ausführungsformen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
  • Weitere Ziele, Vorteile und Zweckmäßigkeiten der vorliegenden Erfindung sind der nachfolgenden Beschreibung in Verbindung mit den Zeichnungen zu entnehmen. Hierbei zeigen:
    • 1 ein System in einer schematischen Darstellung gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung;
    • 2a, b das System gemäß 1 mit Darstellung von Gasströmen bei einem Tankentlüftungsventil in einem ersten Öffnungszustand und einem zweiten Öffnungszustand;
    • 3 ein Flussdiagramm eines Verfahrens gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung;
    • 4 Prinzip eines erfindungsgemäßen Diagnose-Verfahrens.
  • In 1 ist ein erfindungsgemäßes System 100 schematisch dargestellt. Das System 100 umfasst eine Verbrennungskraftmaschine 1, eine Tankentlüftungsvorrichtung 2, einen Kraftstofftank 7 mit Tankverschluss 8 zum Nachfüllen von Kraftstoff und ein Ansaugrohr 12 mit Ansaugkrümmer 19. Gemäß 1 sind ein erster Sensor, der bevorzugt im Abgastrakt der Verbrennungskraftmaschine angeordnet wäre und eine Steuereinheit nicht dargestellt. Die Steuereinheit kann dabei beliebig ausgebildet und angeordnet sein, ist aber zumindest dazu ausgebildet, die Tankentlüftungsvorrichtung zu steuern. Des Weiteren kann die Steuereinheit als übergeordnete Motorsteuereinheit ausgebildet sein, die zusätzlich alle Prozesse, die Verbrennungskraftmaschine betreffend, steuert. Bevorzugt ist das System 100 in einem Kraftfahrzeug angeordnet.
  • Die Tankentlüftungsvorrichtung 2 umfasst einen Zwischenspeicherbehälter 3, eine Pumpeneinrichtung 4 und ein Tankentlüftungsventil 5. Der Zwischenspeicherbehälter 3 ist über die fluidische Verbindung 9 mit dem Kraftstofftank 7 und über die fluidische Verbindung 10 mit der Pumpeneinrichtung 4 verbunden. Weiter weist der Zwischenspeicherbehälter 3 eine Umgebungsluftzufuhr 11 auf, durch welche mittels der Pumpeneinrichtung 4 Umgebungsluft bzw. Frischluft durch den Zwischenspeicherbehälter 3 in Richtung des Tankentlüftungsventils 5 transportiert wird.
  • Die Pumpeneinrichtung 4 ist weiterhin über eine Entlüftungsleitung 6 fluidisch mit einem Ansaugrohr 12 verbunden. Das Tankentlüftungsventil 5 (gesteuert durch die Steuereinheit) steuert dabei über einen Öffnungszustand einen Gasmengenstrom, der die Entlüftungsleitung 6 von der Pumpeneinrichtung 4 in Richtung des Ansaugrohres 12 passieren kann.
  • Im Verlauf des Ansaugrohrs 12 sind stromabwärts in Strömungsrichtung 16 (stromaufwärts wäre entgegengesetzt zur Strömungsrichtung 16) nacheinander ein Luftfilter 17, ein zweiter Sensor 13, bevorzugt als Heißfilm-Luftmassenmesser (HFM) ausgebildet, ein (optionaler) Verdichter 18 eines Turboladers und eine Drosselklappe 14 angeordnet. Die Drosselklappe 14 regelt dabei den Gasmengenstrom, der von dem Ansaugrohr 12 in einen damit fluidisch verbundenen Ansaugkrümmer 19 und von dort in die Verbrennungskraftmaschine 1 gelangen kann. Der Öffnungszustand der Drosselklappe 14 wird bevorzugt ebenfalls durch die Steuereinheit/ Motorsteuereinheit gesteuert bzw. eingestellt. Die Entlüftungsleitung 6 ist dabei zwischen dem zweiten Sensor 13 und dem Verdichter 18 bzw. der Drosselklappe 14 angeordnet. Das Ansaugrohr 12 weist an einem von der Verbrennungskraftmaschine 1 angewandten Ende eine Umgebungs-/ Frischluftzufuhr 15 auf, durch welche Frischluft von der Umgebungs-/ Frischluftzufuhr 15 in Strömungsrichtung 16 (stromabwärts) durch das Ansaugrohr 12 über die Drosselklappe 14 in den Ansaugkrümmer 19 bzw. die Verbrennungskraftmaschine 1 gelangt.
  • Ein Gasmengenstrom bzw. Gasstrom, der durch die Pumpeneinrichtung 4 über die Entlüftungsleitung 6 in das Ansaugrohr 12 transportiert wird, strömt in Strömungsrichtung 16 stromabwärts, d.h. dieser Gasmengenstrom bzw. Gasstrom passiert den zweiten Sensor 13 nicht.
  • In den 2a und 2b ist jeweils das System 100 gemäß 1 ausschnittsweise dargestellt, wobei sich die 2a und 2b durch einen Öffnungszustand des Tankentlüftungsventils 5 unterscheiden. Ein Öffnungszustand der Drosselklappe 14 ist dabei jeweils gleich, sodass jeweils derselbe Gasmengenstrom die Drosselklappe 14 passieren kann und von dem Ansaugrohr 12 in den Ansaugkrümmer 19 gelangen kann. Ferner wird die Pumpeneinrichtung 4 durchgehend in einem gleichbleibenden Förderzustand, bevorzugt in einem zweiten (maximalen) Förderzustand, betrieben.
  • So zeigt 2a das Tankentlüftungsventil 5 in einem ersten Öffnungszustand, der einem geschlossenen Zustand entspricht. Dies ist durch das X an dem Tankentlüftungsventil 5 verdeutlicht. In dem geschlossenen Zustand des Tankentlüftungsventils 5 kann kein Gasmengenstrom bzw. Gasstrom von der Pumpeneinrichtung 4 in das Ansaugrohr 12 gelangen. Folglich entspricht ein Gasmengenstrom 21, der die Drosselklappe 14 passiert, einem Gasmengenstrom 20 der durch die Umgebungs-/ Frischluftzufuhr 15 in das Ansaugrohr 12 gelangt, den zweiten Sensor 13 passiert und von diesem erfasst/detektiert wird.
  • In der 2b befindet sich das Tankentlüftungsventil 5 in einem zweiten Öffnungszustand, der einem geöffneten Zustand entspricht, wobei nun ein Gasmengenstrom 22 von der Pumpeneinrichtung 4 durch die Entlüftungsleitung 6 in das Ansaugrohr 12 gelangen kann. Der Gasmengenstrom 21, der durch die Drosselklappe 14 gelangen kann, setzt sich nun aus dem Gasmengenstrom 22 und dem Gasmengenstrom 20 zusammen, wobei die Gasmengenströme 21 in 2a und 2b, aufgrund des identischen Öffnungszustandes der Drosselklappe 14, gleich sind. Daher ist der Gasmengenstrom 20, der durch die Umgebungs-/ Frischluftzufuhr 15 in das Ansaugrohr 12 gelangt um den Betrag des Gasmengenstroms 22, der von der Pumpeneinrichtung 4 aktiv in das Ansaugrohr 12 gepumpt wird, reduziert (dargestellt durch unterschiedlich große Pfeile). Folglich wird der reduzierte Gasmengenstrom 20, der den zweiten Sensor 13 passiert, durch den zweiten Sensor 13 erfasst. Auf diese Weise kann ein Gasmengenstrom 22, der von der Pumpeneinrichtung 4 durch die Entlüftungsleitung 6 in das Ansaugrohr 12 indirekt über den zweiten Sensor 13 detektiert wird, da der Gasmengenstrom 20 der durch die Umgebungs-/ Frischluftzufuhr 15 in das Ansaugrohr 12, bei gleichbleibendem Gasmengenstrom 21 durch die Drosselklappe 14, um den Gasmengenstrom 22 reduziert wird. So kann auf ein Leck in der Entlüftungsleitung 6 geschlossen werden, wenn sich der Gasmengenstrom 20 bei geöffnetem Tankentlüftungsventil 5 nicht von dem Gasmengenstrom 20 bei geschlossenem Tankentlüftungsventil 5 unterscheidet.
  • Die 3 stellt ein Verfahren 1000 zum Betreiben einer Tankentlüftungsvorrichtung 2 eines Kraftfahrzeuges mit einer Verbrennungskraftmaschine 1 gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung dar.
  • In einem Schritt S1, gemäß Schritt a), wird mittels eines ersten Sensors, bevorzugt als Lambdasonde ausgebildet, eine Kraftstoffmenge in einem Zwischenspeicherbehälter 3 ermittelt. Die Kraftstoffmenge wird bevorzugt nach einem Spülvorgang des Zwischenspeicherbehälters 3, der durch Transport eines Gasstromes mittels einer Pumpeneinrichtung 4 durch den Zwischenspeicherbehälter 3 in ein Ansaugrohr 12 erfolgt, ermittelt, wobei in dem Zwischenspeicherbehälter 3 vorliegender Kraftstoff aus dem Zwischenspeicherbehälter 3 zur Verbrennungskraftmaschine 1 transportiert und dort verbrannt wird.
  • In einem Schritt S2 wird die im Schritt S1 ermittelte Kraftstoffmenge mit einem ersten Schwellenwert verglichen. Falls die Kraftstoffmenge den ersten Schwellenwert überschreitet, ist das Verfahren gemäß einem Schritt S3 beendet, da (ausreichend) Kraftstoff aus dem Zwischenspeicherbehälter 3 über die Entlüftungsleitung 6 in die Verbrennungskraftmaschine 1 gelangt ist.
  • Falls die ermittelte Kraftstoffmenge in Schritt S1 den ersten Schwellenwert nicht überschreitet bzw. unterschreitet, wird sobald die Verbrennungskraftmaschine 1 in einen ersten Betriebszustand überführt wird bzw. wenn sich die Verbrennungskraftmaschine in dem ersten Betriebszustand befindet, gemäß einem Schritt S4 (entspricht Schritt a1)), die Pumpeneinrichtung 4 mittels einer Steuereinheit in einen zweiten Förderzustand, bevorzugt einen maximalen Förderzustand, überführt, der das gesamte Diagnose-Verfahren über beibehalten wird. Bei Überführen der Verbrennungskraftmaschine 1 in den ersten Betriebszustand, wird die Pumpeneinrichtung 4 in einen ersten Förderzustand (keine oder minimale Förderung) und ein Tankentlüftungsventil 5 in einen ersten Öffnungszustand (geschlossen) überführt. In dem ersten Betriebszustand ist auch eine Drosselklappe 14 in einem gleichbleibenden, bevorzugt gering geöffneten Öffnungszustand.
  • In einem nächsten Schritt S5, gemäß Schritt b2), wird mittels eines zweiten Sensors 13 ein erster Gasmengenstrom innerhalb eines Ansaugrohrs 12 ermittelt, während sich das Tankentlüftungsventil 5 in dem ersten Öffnungszustand befindet. Es wird davon ausgegangen, dass der Gasmengenstrom, der durch die Drosselklappe 14 strömt, vollständig über eine Umgebungs-/ Frischluftzufuhr 15 in das Ansaugrohr 12 gelangt, den zweiten Sensor 13 passiert und von diesem erfasst/detektiert wird.
  • In Schritt S6, gemäß Schritt c1), wird das Tankentlüftungsventil 5 mittels der Steuereinheit von dem ersten Öffnungszustand in einen zweiten Öffnungszustand überführt, wobei in dem zweiten Öffnungszustand ein Gasmengenstrom von der Pumpeneinrichtung 4 über die Entlüftungsleitung 6 in das Ansaugrohr 12 durch das Tankentlüftungsventil 5 gelangen kann.
  • In einem anschließenden Schritt S7, gemäß Schritt d1), wird mittels des zweiten Sensors 13 ein zweiter Gasmengenstrom, der innerhalb des Ansaugrohrs 12 strömt, ermittelt, während sich Tankentlüftungsventil 5 in dem zweiten Öffnungszustand befindet. Hierbei setzt sich der Gasmengenstrom, der durch die Drosselklappe 14 strömt, aus dem Gasmengenstrom, der durch die Entlüftungsleitung 6 in das Absaugrohr gelangen kann, und dem Gasmengenstrom, der über die Umgebungs-/ Frischluftzufuhr 15 in das Ansaugrohr 12 gelangt, zusammen. Folglich ist der Gasmengenstrom, der über die Umgebungs-/ Frischluftzufuhr 15 in das Ansaugrohr 12 strömt, reduziert, wenn ein Gasmengenstrom durch die Entlüftungsleitung 6 in das Ansaugrohr 12 strömt.
  • In einem Schritt S8, gemäß Schritt e1), wird ein erster Abweichungswert anhand eines Vergleichs des ersten und des zweiten Gasmengenstroms mittels der Steuereinheit bestimmt. Falls dieser erste Abweichungswert einen vorgebbaren zweiten Schwellenwert überschreitet, d.h. der erste Gasmengenstrom und der zweite Gasmengenstrom unterscheiden sich markant, wird das Diagnose-Verfahren gemäß Schritt S9 beendet, da ein ausreichender Gasmengenstrom durch die Entlüftungsleitung 6 in das Ansaugrohr 12 gelangen kann. Folglich weist die Entlüftungsleitung kein Leck auf und es war nur eine geringe Kraftstoffmenge in dem Zwischenspeicherbehälter 3, beispielsweise aufgrund niedriger Temperaturen.
  • Falls der erste Abweichungswert den vorgebbaren zweiten Schwellenwert unterschreitet, wird gemäß Schritt S10, gemäß Schritt f1), mittels der Steuereinheit eine Fehlermeldung ausgegeben, die einem Fahrer des Kraftfahrzeuges mittels einer Anzeigeeinrichtung angezeigt werden kann, da aufgrund einer geringen Abweichung des ersten Gasmengenstroms und des zweiten Gasmengenstrom auf ein Leck in der Entlüftungsleitung geschlossen werden kann. Bevorzugt kann aus Sicherheitsgründen zusätzlich die Verbrennungskraftmaschine in einen zweiten Betriebszustand versetzt werden, der einem Sicherheits- oder Fehlerzustand entspricht, in dem die Verbrennungskraftmaschine nur mit beschränkter Leistung betrieben oder ganz ausgeschaltet wird.
  • Die 4 zeigt das Prinzip des erfindungsgemäßen Diagnose-Verfahrens, wobei die einzelnen Schritte von oben nach unten und deren zeitlicher Verlauf von links nach rechts dargestellt ist.
  • Dabei sind, oben beginnend, die allgemeinen Bedingungen als während dem Verfahren konstant angezeigt.
  • In dem zweiten Verlauf ist ein Befehl der Steuereinheit an die Pumpeneinrichtung 4 gezeigt, die Pumpeneinrichtung 4 von dem ersten Förderzustand (Lo) in den zweiten Förderzustand (Hi) zu überführen.
  • Der dritte Verlauf von oben zeigt das Ansprechen der Pumpeneinrichtung 4 auf den Befehl der Steuereinheit.
  • Der vierte Verlauf stellt das Durchführen des Diagnose-Verfahrens dar, wobei das Diagnose-Verfahren durchgeführt wird, wenn die Pumpeneinrichtung 4 vollständig in dem zweiten Förderzustand arbeitet bzw. überführt wurde.
  • Der fünfte Verlauf gibt den Öffnungszustand des Tankentlüftungsventils 5 wieder, wobei 0% (0% PWM) einem ersten, geschlossenen Zustand und 100% (100% PWM) einem zweiten, geöffneten Zustand entsprechen.
  • Der sechste Verlauf zeigt den Gasmengenstrom in kg/h (Gasmassenstrom), der innerhalb des Ansaugrohrs 12 mittels des zweiten Sensors 13 ermittelt wird. Dabei zeigt die Kurve einen Abfall, der mit der Überführung des Tankentlüftungsventils 5 in den zweiten Öffnungszustand (offen) übereinstimmt. Wenn ein solcher Abfall ermittelt wird, lässt dies auf eine leckfreie Entlüftungsleitung 6 schließen (No Failure). Würde der Gasmengenstrom jedoch im Wesentlichen unverändert bleiben, kann auf ein Leck geschlossen werden (Failure; gestrichelte Linie). Die Punkte HFM1, HFM2 und HFM3 stellen die Messpunkte des Diagnoseverfahrens gemäß der Schritte b1) (HFM1), d1) (HFM2) und h1) (HFM3) für den ermittelten ersten, zweiten und dritten Gasmengenstrom durch den zweiten Sensor 13 dar. Der erste Gasmengenstrom (HFM1) wird gemäß Schritt b1) mittels des zweiten Sensors 13 ermittelt, während sich das Tankentlüftungsventil 5 in dem ersten Öffnungszustand (geschlossen) befindet. Der zweite Gasmengenstrom (HFM2) wird gemäß Schritt d1) mittels des zweiten Sensors 13 ermittelt, während sich das Tankentlüftungsventil 5 in dem zweiten Öffnungszustand (offen) befindet. Der dritte Gasmengenstrom (HFM3) wird gemäß dem optionalen Schritt h1) mittels des zweiten Sensors 13 ermittelt, während sich das Tankentlüftungsventil 5 in dem ersten Öffnungszustand (geschlossen) befindet.
  • Der siebte Verlauf zeigt den Gasmengenstrom an, der durch die Drosselklappe 14 strömt. Dieser Gasmengenstrom ist während des gesamten Verfahrens annähernd konstant, da sich der Öffnungszustand der Drosselklappe 14 während dem Verfahren nicht ändert bzw. der Öffnungszustand nicht verändert wird. Der Gasmengenstrom durch die Drosselklappe 14 ist mit MfIThr bezeichnet. Zum Zeitpunkt der Messung des ersten Gasmengenstroms (HFM1) ist der Gasmengenstrom durch die Drosselklappe MfIThr1, zum Zeitpunkt der Messung des zweiten Gasmengenstroms (HFM2) ist der Gasmengenstrom durch die Drosselklappe MflThr2 und zum Zeitpunkt der Messung des dritten Gasmengenstroms (HFM3) ist der Gasmengenstrom durch die Drosselklappe MflThr3 bestimmbar.
  • Auf den oben genannten Messwerten basierend, kann der erste Abweichungswert gemäß Schritt e1) beispielsweise folgendermaßen berechnet werden. Referenzwert = H F M 1 M ƒ l T h r 1
    Figure DE102020123759A1_0001
  • Der obige Referenzwert wäre unter idealen Bedingungen 1, weicht aber praktisch minimal ab. Folglich kann daraus und dem Wert MflThr2 zum Zeitpunkt der Messung des zweiten Gasmengenstroms HFM2 der theoretische Gasmengenstrom HFM2x berechnet werden, wenn kein Gasstrom durch die Entlüftungsleitung 6 in das Absaugrohr 12 fließen würde. H F M 2 X = M ƒ l T h r 2 H F M 1 M ƒ l T h r 1
    Figure DE102020123759A1_0002
  • Aus diesem Wert kann nun wiederrum mit dem durch den zweiten Sensor 13 ermittelten Wert HFM2 durch Differenz-Bildung der erste Abweichungswert bestimmt werden: erster Abweichungswert = HFM2 X HFM 2
    Figure DE102020123759A1_0003
  • Wenn der so ermittelte erste Abweichungswert einen vorgegebenen zweiten Schwellenwert unterschreitet, deutet dies auf ein Leck hin. Der zweite Schwellenwert ist bevorzugt 1,5 kg/h, weiter bevorzugt 1,0 kg/h und besonders bevorzugt 0,5 kg/h, kann aber andere hier nicht genannte Werte annehmen. Wenn die Tankentlüftungsvorrichtung normal funktioniert und kein Leck vorliegt, ist bevorzugt ein erster Abweichungswert von ca. 3 kg/h erwartbar.
  • Die verschiedenen Ausführungsformen mit all ihren Merkmalen sind dabei beliebig kombinierbar und austauschbar.
  • Sämtliche in den Anmeldungsunterlagen offenbarten Merkmale werden als erfindungswesentlich beansprucht, sofern sie einzeln oder in Kombination gegenüber dem Stand der Technik neu sind.
  • Bezugszeichenliste
  • 100
    System
    1000
    Verfahren
    1
    Verbrennungskraftmaschine
    2
    Tankentlüftungsvorrichtung
    3
    Zwischenspeicherbehälter
    4
    Pumpeneinrichtung
    5
    Tankentlüftungsventil
    6
    Entlüftungsleitung
    7
    Kraftstofftank
    8
    Tankverschluss
    9,10
    fluidische Verbindung
    11
    Umgebungsluftzufuhr
    12
    Ansaugrohr
    13
    zweiter Sensor
    14
    Drosselklappe
    15
    Umgebungs-/ Frischluftzufuhr
    16
    Strömungsrichtung
    17
    Gas-/Luftfilter
    18
    Verdichter eines Turboladers
    19
    Ansaugkrümmer
    20,21,22
    Gasmengenstrom

Claims (10)

  1. Verfahren zum Betreiben einer Tankentlüftungsvorrichtung (2) eines Kraftfahrzeuges mit einer Verbrennungskraftmaschine (1), wobei die Tankentlüftungsvorrichtung einen Zwischenspeicherbehälter, eine aktive Pumpeneinrichtung und ein Tankentlüftungsventil umfasst und über eine Entlüftungsleitung fluidisch mit einem Ansaugrohr der Verbrennungskraftmaschine verbunden ist, umfassend die Schritte: a) Ermitteln einer Kraftstoffmenge vorliegend in dem Zwischenspeicherbehälter mittels eines ersten Sensors; falls die Kraftstoffmenge einen vorgebbaren ersten Schwellenwert unterschreitet, Ausführen eines Diagnose-Verfahrens, umfassend die Schritte: a1) Überführen der fluidisch mit dem Zwischenspeicherbehälter verbundenen Pumpeneinrichtung in einen beizubehaltenden zweiten Förderzustand mittels einer Steuereinheit; b1) Ermitteln eines innerhalb des Ansaugrohrs strömenden ersten Gasmengenstroms mittels eines zweiten Sensors, während sich das Tankentlüftungsventil in einem ersten Öffnungszustand befindet; c1) Überführen des Tankentlüftungsventils von dem ersten Öffnungszustand in einen zweiten Öffnungszustand mittels der Steuereinheit; d1) Ermitteln eines innerhalb des Ansaugrohrs strömenden zweiten Gasmengenstroms mittels des zweiten Sensors, während sich das Tankentlüftungsventil in dem zweiten Öffnungszustand befindet; e1) Bestimmen eines ersten Abweichungswertes anhand eines Vergleichs des ersten und des zweiten Gasmengenstroms mittels der Steuereinheit; f1) Ausgeben einer Fehlermeldung mittels der Steuereinheit, falls der erste Abweichungswert einen vorgebbaren zweiten Schwellenwert unterschreitet.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Diagnoseverfahren nur ausgeführt wird, wenn sich die Verbrennungskraftmaschine in einem ersten Betriebszustand befindet, wobei bei einem Überführen der Verbrennungskraftmaschine in den ersten Betriebszustand, die Pumpeneinrichtung in einen ersten Förderzustand und das Tankentlüftungsventil in den ersten Öffnungszustand überführt werden.
  3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass falls die in Schritt a) ermittelte Kraftstoffmenge den ersten Schwellenwert unterschreitet, die Steuereinheit angewiesen wird, das Diagnose-Verfahren auszuführen, wenn sich die Verbrennungskraftmaschine in einem ersten Betriebszustand befindet oder in den ersten Betriebszustand überführt wird, wobei die Steuereinheit angewiesen wird, die Verbrennungskraftmaschine zum nächstmöglichen Zeitpunkt in den ersten Betriebszustand zu überführen.
  4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Sensor als Lambdasonde ausgebildet ist, wobei die in dem Zwischenspeicherbehälter vorliegende Kraftstoffmenge über Erfassen zumindest eines Messwertes mittels des ersten Sensors eines nach der Verbrennungskraftmaschine ausströmenden Gasgemisches ermittelt wird.
  5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Sensor als Luftmassenmesser, bevorzugt als Heißfilm-Luftmassenmesser (HFM), ausgebildet ist, wobei der zweite Sensor innerhalb des Ansaugrohrs angeordnet ist und wobei im Verlauf des Ansaugrohrs stromabwärts nacheinander der zweite Sensor, die Entlüftungsleitung und eine Drosselklappe angeordnet sind.
  6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Diagnose-Verfahren die weiteren Schritte, die nach dem Schritt d1) und vor dem Schritt e1) ausgeführt werden, umfasst: g1) Überführen des Tankentlüftungsventils von dem zweiten Öffnungszustand in den ersten Öffnungszustand mittels der Steuereinheit; h1) Ermitteln eines innerhalb des Ansaugrohrs strömenden dritten Gasmengenstroms mittels des zweiten Sensors, während sich das Tankentlüftungsventil in dem ersten Öffnungszustand befindet; i1) Bestimmen eines zweiten Abweichungswertes anhand eines Vergleichs des ersten und des dritten Gasmengenstroms mittels der Steuereinheit; j1) Ausgeben einer Fehlermeldung und Beenden des Diagnose-Verfahrens mittels der Steuereinheit, falls der zweite Abweichungswert einen vorgebbaren dritten Schwellenwert überschreitet.
  7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Schritt j1), falls der zweite Abweichungswert den vorgebbaren dritten Schwellenwert überschreitet, zusätzlich das Diagnose-Verfahren erneut bei Schritt a1) begonnen wird.
  8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass eine Zählereinheit vorgesehen ist, welche nach jedem Feststellen in Schritt j1), dass der zweite Abweichungswert den vorgebbaren dritten Schwellenwert überschreitet, inkrementiert wird, wobei das Diagnose-Verfahren bei Erreichen einer vorgebbaren Zählerzahl nicht mehr erneut durchgeführt wird, wobei die Zählereinheit zurückgesetzt wird, falls in Schritt j1) festgestellt wird, dass der zweite Abweichungswert den vorgebbaren dritten Schwellenwert unterschreitet.
  9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Schritt f1), falls der erste Abweichungswert den vorgebbaren zweiten Schwellenwert unterschreitet, zusätzlich die Verbrennungskraftmaschine mittels der Steuereinheit in einen zweiten Betriebszustand überführt wird.
  10. System zum Durchführen eines Verfahrens gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche.
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