DE102020203214B4

DE102020203214B4 - Verfahren und Vorrichtung zur Überwachung des Tankentlüftungssystems eines Kraftfahrzeugs

Info

Publication number: DE102020203214B4
Application number: DE102020203214.9A
Authority: DE
Inventors: Tobias Hirthammer; Roland Haufler
Original assignee: Vitesco Technologies GmbH
Current assignee: Vitesco Technologies GmbH
Priority date: 2020-03-12
Filing date: 2020-03-12
Publication date: 2021-09-30
Anticipated expiration: 2040-03-13
Also published as: DE102020203214A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Überwachung eines eine aktive Spülpumpe enthaltenden Tankentlüftungssystems eines Kraftfahrzeugs, bei welchem im Rahmen einer Onboard-Diagnose in einem Fahrzyklus des Kraftfahrzeugs von einer Steuereinheit zeitlich aufeinanderfolgend verschiedene Onboard-Diagnose-Algorithmen gesteuert werden.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Überwachung des Tankentlüftungssystems eines Kraftfahrzeugs.
Bei ottomotorisch angetriebenen Kraftfahrzeugen werden Kraftstoffgase aus dem Kraftstofftank über eine Tankentlüftungsleitung abgeführt, in einem Adsorptionsfilter zwischengespeichert und dann einer ottomotorischen Verbrennung zugeführt. Aufgrund einer fortschreitenden Hybridisierung und Entdrosselung des Ottomotors kann es notwendig sein, das Tankentlüftungssystem des Kraftfahrzeugs mit einer aktiven Spülpumpe auszustatten. Länderspezifische Gesetzgebungen schreiben vor, dass das Tankentlüftungssystem eines Kraftfahrzeugs auf Funktionstüchtigkeit und Dichtigkeit zu überprüfen ist.
Onboard-Diagnoseverfahren für Tankentlüftungssysteme sind aus den Druckschriften DE 10 2016 225 001 A1 , DE 10 2014 222 632 B4 , DE 10 2017 216 357 A1 und EP 0 635 633 B1 bekannt. Die Offenlegungsschrift EP 3 530 919 A1 regt an, die Spülpumpe des Spülsystems eines Kraftstofftanks zu diagnostizieren. Aus der Offenlegungsschrift DE 10 2010 064 240 A1 ist bekannt, die Spülpumpe zum Zwecke der Tankleckdiagnose zu verwenden.
Bekannte Vorgehensweisen zur Überwachung des Tankentlüftungssystems eines Kraftfahrzeugs können nicht ohne weiteres auf ein Tankentlüftungssystem, das eine aktive Spülpumpe aufweist, übertragen werden.
Die Aufgabe der Erfindung besteht deshalb darin, ein Verfahren zur Überwachung eines eine aktive Spülpumpe aufweisenden Tankentlüftungssystems eines Kraftfahrzeugs anzugeben.
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den im Patentanspruch 1 angegebenen Merkmalen gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen des im Anspruch 1 angegebenen Verfahrens sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche 2 bis 14. Der Patentanspruch 15 hat eine Vorrichtung zur Überwachung des Tankentlüftungssystems eines Kraftfahrzeugs zum Gegenstand.
Die Vorteile der Erfindung bestehen insbesondere darin, dass existierende Vorschriften für die Durchführung eines On-Board-Monitorings eines eine aktive Spülpumpe enthaltenden Tankentlüftungssystems eingehalten werden ohne dass der Tankentlüftungsvorgang und andere Motorfunktionen unterbrochen werden müssen. Weitere vorteilhafte Eigenschaften der Erfindung ergeben sich aus deren beispielhafter Beschreibung anhand der Zeichnungen. Es zeigt

1 eine Blockdarstellung einer Vorrichtung zur Überwachung des Tankentlüftungssystems eines Kraftfahrzeugs,
2 eine Skizze zur Veranschaulichung einer beispielhaften Berechnung eines Kriteriums für eine kontinuierliche Grobleckerkennung,
3 Diagramme zur Veranschaulichung des Prinzips einer druckbasierten Spülflussdiagnose beim Vorliegen eines fehlerfreien Systems,
4 Diagramme zur Veranschaulichung des Prinzips einer lambdabasierten Spülflussdiagnose und
5 ein Diagramm zur Veranschaulichung der zeitlichen Abfolge der einzelnen Schritte einer Onboard-Diagnose eines eine aktive Spülpumpe aufweisenden Tankentlüftungssystems eines Kraftfahrzeugs.

Die 1 zeigt eine Blockdarstellung einer Vorrichtung zur Überwachung des Tankentlüftungssystems eines Kraftfahrzeugs. Die dargestellte Vorrichtung weist eine aktive Spülpumpe 1, einen Aktivkohlebehälter 2, ein Tankentlüftungsventil 3, eine Leckdiagnosekomponente 4, einen Kraftstofftank 5, einen stromauf der aktiven Spülpumpe 1 angeordneten ersten Sensor 6, einen stromab der aktiven Spülpumpe 1 angeordneten zweiten Sensor 7, eine Spülleitung 8, eine Steuereinheit 9 und einen Fehlerspeicher 10 auf.
Bei den Sensoren 6 und 7 handelt es sich um Drucksensoren. Alternativ dazu kann es sich bei diesen beiden Sensoren auch um jeweils einen kombinierten Druck- und Temperatursensor handeln, der zur Messung von Druck und Temperatur ausgebildet ist. Die Spülleitung 8 erstreckt sich vom Aktivkohlebehälter 2 bis zum Ansaugtrakt des Kraftfahrzeugs. Die Leckdiagnosekomponente 4 ist zwischen dem Aktivkohlebehälter und einem Luftfilter 11 angeordnet.
Der Aktivkohlebehälter 2 ist dazu vorgesehen, aus dem Kraftstofftank 5 austretende Kohlenwasserstoffgase zu adsorbieren. Das Tankentlüftungsventil 3 ermöglicht ein regeneratives Spülen des Aktivkohlebehälters 2 während des Betriebs des Kraftfahrzeugs. Mittels der aktiven Spülpumpe 1 werden Tankentlüftungsgase gefördert. Der stromauf der aktiven Spülpumpe 1 in der Spülleitung 8 angeordnete erste Drucksensor 6 ist zur Messung des Fluiddrucks zwischen dem Aktivkohlebehälter 2 und der Spülpumpe 1 vorgesehen. Der stromab der aktiven Spülpumpe 1 angeordnete zweite Drucksensor 7 ist optional vorhanden und zur Messung des Fluiddrucks in der Spülleitung 8 zwischen der aktiven Spülpumpe 1 und dem Tankentlüftungsventil 3 vorgesehen. Die Leckdiagnosekomponente 4, die zwischen dem Aktivkohlebehälter 2 und einem Frischlufteingang angeordnet ist, ist dazu vorgesehen, das Vorliegen eines Lecks im Tankentlüftungssystem zu erkennen und der Steuereinheit 9 zu melden.
Die Steuereinheit 9 ist dazu ausgebildet, ihr zugeführte Sensorsignale s, zu denen die Ausgangssignale der Drucksensoren 6 und 7 gehören, auf Basis eines hinterlegten Arbeitsprogrammes und hinterlegter Daten, zu denen unter anderem empirisch ermittelte Schwellenwerte und Kennfelder gehören, auszuwerten und Steuersignale st für Aktoren der Vorrichtung bereitzustellen, beispielsweise für die aktive Spülpumpe 1 und das Tankentlüftungsventil 3. Des Weiteren ist die Steuereinheit 9 dazu ausgebildet, Onboard-Diagnose-Algorithmen zu steuern, um eine gesetzlich vorgeschriebene Onboard-Diagnose durchzuführen.
Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele für Onboard-Diagnose-Algorithmen beschrieben, die im Rahmen der Onboard-Diagnose durchgeführt werden.
Zu diesen Onboard-Diagnose-Algorithmen gehört eine Überwachung der Funktionalität der im Tankentlüftungssystem vorhandenen Drucksensoren.
Dabei wird eine erste Plausibilisierung der Funktionalität der Drucksensoren bei geschlossenem Tankentlüftungsventil 3, geöffneter Leckdiagnosekomponente 4 und abgeschalteter Spülpumpe 1 durchgeführt. Während dieses Zustands, der zu Beginn eines neuen Fahrzyklus vorliegt, muss der Druck in der Tankentlüftungsleitung dem Umgebungsdruck in guter Näherung entsprechen. Ist dies nicht der Fall, dann wird von der Steuereinheit 9 das Vorliegen eines Offset-Fehlers erkannt und ein zugehöriges Fehlersignal im Fehlerspeicher 10 hinterlegt.
Eine zweite Plausibilisierung der Funktionalität der Drucksensoren kann beim Vorliegen mehrerer Drucksensoren durch einen Vergleich der gemessenen Drücke vorgenommen werden, wenn das Tankentlüftungsventil 3 geschlossen ist, die aktive Spülpumpe 1 abgeschaltet ist und ein Unterdruck in der Tankentlüftungsleitung vorliegt. Dieser Zustand liegt vor, wenn eine Tankleckdiagnose durch Evakuierung des Kraftstofftanks 5 durchgeführt wird. Weichen die mittels der Drucksensoren gemessenen Drücke bei abgeschalteter Spülpumpe 1 um mehr als ein vorgegebener, empirisch ermittelter Differenzwert voneinander ab, dann erkennt die Steuereinheit 9 das Vorliegen eines Fehlers und hinterlegt ein zugehöriges Fehlersignal im Fehlerspeicher 10.
Des Weiteren wird im Rahmen der Überwachung der Funktionalität der Drucksensoren überprüft, ob ein eingefrorenes Drucksignal vorliegt. Dies ist dann der Fall, wenn sich der gemessene Druck nach einem Aktivieren der Spülpumpe 1 und einem Öffnen des Tankentlüftungsventils 3 nicht verändert hat. Hat sich der gemessene Druck hingegen verändert, dann kann auch ohne ein Abwarten dieser Bedingungen das Vorliegen einer fehlerfreien Prüfung detektiert werden und ein entsprechendes Signal im Fehlerspeicher 10 hinterlegt werden. Zeigen die Ausgangssignale mehrerer Drucksensoren zeitgleich das Vorliegen eines eingefrorenen Drucksignals an, dann erkennt die Steuereinheit 9 das Vorliegen eines klemmenden Tankentlüftungsventils 3 und hinterlegt ein zugehöriges Fehlersignal im Fehlerspeicher 10.
Zu den Onboard-Diagnose-Algorithmen gehört weiterhin eine Überwachung der Funktionalität vorhandener Temperatursensoren. Eine Plausibilisierung der Funktionalität dieser Temperatursensoren erfolgt nach einem Kaltstart des Kraftfahrzeugs. Nach hinreichender Abstellzeit des Kraftfahrzeugs müssen die mittels aller Temperatursensoren gemessenen Temperaturen annähernd gleich sein. Weicht eine der gemessenen Temperaturen, beispielsweise die in der Tankentlüftungsleitung gemessene Temperatur, von den anderen gemessenen Temperaturen ab, dann erkennt die Steuereinheit 9 das Vorliegen eines Fehlers und hinterlegt ein zugehöriges Fehlersignal im Fehlerspeicher 10.
Ferner gehört zu den Onboard-Diagnose-Algorithmen eine Überwachung der Funktionalität der Spülpumpe 1.
Zu dieser Überwachung erfolgt eine Kommunikationsdiagnose bei einer Ansteuerung der Spülpumpe 1 über ein Bussystem, beispielsweise ein CAN-Bus-System oder ein LIN-Bus-System.
Des Weiteren erfolgt im Rahmen dieser Überwachung eine Überwachung der Drehzahl der Spülpumpe 1. Bei dieser Überwachung erkennt die Steuereinheit 9 eine Abweichung zwischen der Ist-Drehzahl und der Soll-Drehzahl und erkennt das Vorliegen eines Fehlers, wenn die Ist-Drehzahl nach einer kalibrierbaren Zeitdauer nicht auf die Soll-Drehzahl geregelt werden kann. Diese Überwachung ist sowohl bei eingeschalteter als auch bei ausgeschalteter Spülpumpe 1 aktiv.
Ferner erfolgen im Rahmen dieser Überwachung eine Überwachung des Pumpendrucks und eine Plausibilisierung desselben basierend auf der aktuellen Drehzahl der Spülpumpe. Dies kann beispielsweise unter Verwendung einer Dichteberechnung des Pumpenmediums mit der folgenden Beziehung erfolgen: $ϱ_{purge,gas} \sim Δ P_{APP} / {(2 π {r N}_{APP})}^{2} .$
Dabei ist: ΔP_APP die über die Spülpumpe auftretende Druckdifferenz [Pa],
r der effektive Impellerradius [m],
N_APP die Drehzahl der Spülpumpe [1/s],
ϱ_purge,gas die Gasdichte [kg/m³]_.
Unter Verwendung dieser Beziehung kann die Dichte ϱ_purge,_gas des Pumpenmediums aus dem gemessenen Pumpendruck und der Pumpendrehzahl ermittelt werden. Diese berechnete Dichte wird dazu benutzt, den Pumpendruck gegenüber der Pumpendrehzahl zu plausibilisieren. Über- oder unterschreitet die berechnete Dichte einen kalibrierten Schwellenwert, dann ist dies ein Indiz für das Vorliegen eines Missverhältnisses zwischen dem Pumpendruck und der Pumpendrehzahl und die Steuereinheit 9 erkennt das Vorliegen eines Fehlers. Bei einem System, bei dem ein Drucksensor stromab der Spülpumpe 1 vorgesehen ist, kann diese Überwachung bei geschlossenem Tankentlüftungsventil 3 betrieben werden. Ist sowohl stromauf der Spülpumpe 1 als auch stromab der Spülpumpe 1 ein Drucksensor vorgesehen, kann diese Überwachung auch bei geöffnetem Tankentlüftungsventil 3 durchgeführt werden.
Des Weiteren gehört zu den Onboard-Diagnose-Algorithmen eine kontinuierliche Überwachung im Hinblick auf ein Vorliegen eines Lecks.
Um ein Entweichen von Kohlenwasserstoffgasen aus der Leitung 8 zwischen der Spülpumpe 1 und dem Tankentlüftungsventil 3 zu verhindern ist es notwendig, eine kontinuierliche Überwachung dieser Leitung 8 im Hinblick auf das Vorliegen einer Leckage vorzunehmen, auch wenn eine derartige Fehlfunktion auch auf nicht-kontinuierliche Weise, beispielsweise im Rahmen einer Tankleckdiagnose, erkannt werden kann. Die genannte kontinuierliche Überwachung wird durch ein Zusammenwirken von zwei Diagnosen durchgeführt, von denen die erste bei geschlossenem Tankentlüftungsventil 3 durchgeführt wird und die zweite bei sowohl geöffnetem als auch bei geschlossenem Tankentlüftungsventil 3 durchgeführt werden kann. Bei diesen beiden Diagnosen werden jeweils die Ausgangssignale eines stromauf der Spülpumpe 1 angeordneten und eines stromab der Spülpumpe 1 angeordneten Drucksensors verwendet.
Beim erstmaligen Aktivieren der Spülpumpe 1 in einem Fahrzyklus bleibt das Tankentlüftungsventil 3 geschlossen. Existiert eine Leckage zwischen der Spülpumpe 1 und dem Tankentlüftungsventil 3 oder ist das Tankentlüftungsventil 3 undicht, dann stellt sich ein Massenstrom durch den Aktivkohlebehälter 2 und die Spülpumpe 1 ein. Aufgrund des Strömungswiderstands wird dadurch ein negativer Relativdruck zwischen dem Aktivkohlebehälter 2 und der Spülpumpe 1 gemessen. Dieser negative Relativdruck dient als ein Indiz, anhand dessen das Vorliegen einer Leckage bereits nach dem erstmaligen Aktivieren der Spülpumpe 1 festgestellt werden kann.
Des Weiteren wird im Rahmen der kontinuierlichen Lecküberwachung die Tatsache ausgenutzt, dass das Tankentlüftungsventil 3 eine signifikante Drosselstelle der Tankentlüftungsleitung ist. Eine eventuelle Leckage zwischen der Spülpumpe 1 und dem Tankentlüftungsventil 3 reduziert diese Drosselwirkung. Diese Reduktion der Drosselwirkung kann anhand des Verhältnisses des Relativdrucks stromab der Spülpumpe zur Gesamtdruckdifferenz über der Spülpumpe erkannt werden: $Kriterium = P_{rel, stromab, APP} / Δ P_{APP} < Schwellwert .$
Sinkt das genannte Verhältnis unter den Schwellwert, der kalibrierbar ist, dann ist die Drosselwirkung so gering, dass vom Vorliegen einer Leckage auszugehen ist. Durch diese Diagnose kann des Weiteren eine geschlossen klemmende Leckdiagnosekomponente 4 erkannt werden.
Die Berechnung dieses Kriteriums ist beispielhaft in der 2 veranschaulicht. In dieser 2 ist nach oben der Relativdruck in hPa aufgetragen. Der Verlauf K1 zeigt den Relativdruck stromab der Spülpumpe 1. Der Verlauf K2 zeigt den relativdruck stromauf der Spülpumpe 1. Wie aus der 2 des Weiteren ersichtlich ist, ist die Gesamtdruckdifferenz ΔP_APP konstant und beträgt beim gezeigten Ausführungsbeispiel 30 hPa. Ist das Verhältnis des Relativdrucks stromab der Spülpumpe 1 beispielsweise 0,6, dann wird das Vorliegen einer Leckage erkannt. Ist dieses Verhältnis hingegen 0,1, dann liegt keine Leckage vor.
Eine Störgröße dieser Diagnose ist der Druckverlust über den Luftfilter des Verbrennungsmotors. Herrscht stromab des Luftfilters ein geringer Druck, dann liegt auch stromab der Spülpumpe 1 bei voll funktionsfähigem System und geöffnetem Tankentlüftungsventil 3 ein sehr niedriger Druck vor. Dies könnte zu fehlerhaften Diagnoseentscheidungen führen. Es ergibt sich der folgende Zusammenhang: $\begin{array}{l} \frac{A_{r, A K B}}{A_{r, T E V}} = \sqrt{{(\frac{Δ P_{A P P}}{P_{r e l, s t r o m a b A P P}} - 1)}^{- 1} - \frac{Δ P_{L u f t f i l t e r}}{P_{r e l, s t r o m a u f A P P}}} \end{array}$
Dabei ist:

Ar:: Reduzierte durchströmte Querschnittsfläche [m²]
ΔPLuftfilter:: Druckverlust über den Ansaugluftfilter des Verbrennungsmotors [Pa]
Prel:: Relativdruck bezogen auf den Umgebungsdruck [Pa]

Damit ist das obige Kriterium unter der Bedingung eines ausreichend kleinen Druckverlustes über dem Luftfilter ein Maß für das Verhältnis der reduzierten Querschnitte des Aktivkohlebehälters 2 und des Tankentlüftungsventils 3. Übersteigt der Druckverlust einen vorgegebenen Schwellenwert, dann ist eine Leckdiagnose mit dem obigen Prinzip nicht möglich. Dies kann zu einer kurzzeitigen Deaktivierung der Diagnose bei sehr hohen Motorlasten führen.
Ferner gehört zu den Onboard-Diagnose-Algorithmen eine Überwachung der Verbindung zwischen dem Tankentlüftungsventil 3 und dem Ansaugtrakt der Brennkraftmaschine.
Diese Überwachung kann unter Verwendung zweier Pfade erfolgen.
Der erste Pfad zur Überwachung der Verbindung zwischen dem Tankentlüftungsventil 3 und dem Ansaugtrakt der Brennkraftmaschine basiert auf dem Druck stromab der Spülpumpe 1. Ein Drucksensor stromauf der Spülpumpe ist in diesem Fall nicht zwingend notwendig. Bei ausreichend hohem Motormassenstrom stellt sich ein signifikanter Unterdruck stromab des Tankentlüftungsventils 3 ein. Wird das Tankentlüftungsventil 3 geöffnet und die Spülpumpe 1 abgeschaltet, dann ist bei einem fehlerfreien System ein negativer Relativdruck stromab der Spülpumpe 1 messbar. Im Falle einer blockierten oder abgefallenen Leitung zwischen dem Tankentlüftungsventil 3 und dem Ansaugtrakt der Brennkraftmaschine wird näherungsweise der Umgebungsdruck gemessen.
Die 3 zeigt einen beispielhaften Ablauf bei fehlerfreiem System. In dieser 3 ist nach rechts die Zeit in s aufgetragen. Der Verlauf K3 zeigt den Luftmassenstrom in kg/h, der Verlauf K4 die Drehzahl der Spülpumpe 1 in rpm und der Verlauf K5 den Relativdruck in hPa stromab der Spülpumpe 1.
Der zweite Pfad zur Überwachung der Verbindung zwischen dem Tankentlüftungsventil 3 und dem Ansaugtrakt der Brennkraftmaschine basiert auf dem gemessenen Sauerstoffpartialdruck im Abgas des Kraftfahrzeugs und einer darauf basierenden Regelung des Kraftstoff-Luft-Verhältnisses im Brennraum mittels eines Lambdareglers. Dieser Pfad kann zu einer Gut- und Schlechtprüfung verwendet werden, sofern die Bestimmung der Kohlenwasserstoffkonzentration der Tankentlüftungsgase unabhängig vom gemessenen Motorlambda erfolgt. Diese Überwachung wird bei ausreichender Kohlenwasserstoffbeladung des Aktivkohlebehälters 2 und während des Öffnens des Tankentlüftungsventils 3 bei konstantem Motorbetriebspunkt ausgeführt. Nach dem Öffnen des Tankentlüftungsventils 3 wird unter Berücksichtigung einer Verzugszeit eine Korrektur der eingespritzten Kraftstoffmenge vorgenommen, um das Kraftstoff-Luft-Verhältnis im Brennraum konstant zu halten. Die eingespritzte Kraftstoffmenge wird dabei reduziert. Bei einem fehlerfreien System ändert sich der Ausgang des Lambdareglers nicht während des Substituierens von eingespritztem Kraftstoff durch Tankentlüftungsgase. Bei einem fehlerhaften System erreichen die Tankentlüftungsgase den Brennraum nicht. Dies hat zur Folge, dass die Einspritzmengenkorrektur der Tankentlüftung vom Lambdaregler kompensiert werden muss. Die Einspritzmenge ändert sich dadurch nicht. Als Fehlerkriterium wird die Änderung des Lambdareglerausgangs bezogen auf die angewandte Einspritzkorrektur verwendet, beides in Prozent der Einspritzmenge.
Die 4 veranschaulicht das vorstehend beschriebene Diagnoseprinzip einer lambdabasierten Spülflussdiagnose, wobei in der linken Darstellung ein fehlerfreies System und in der rechten Darstellung ein fehlerhaftes System gezeigt ist. In dieser 4 ist jeweils nach rechts die Zeit in s aufgetragen. Der Verlauf K6 veranschaulicht die Öffnung des Tankentlüftungsventils 3, der Verlauf K7 die relative Einspritzkorrektur, der Verlauf K8 den Ausgangswert des Lambdareglers, der Verlauf K9 den Ausgangswert des Lambdareglers vor einem Spülvorgang, der Verlauf K10 den mittleren Lambdareglerwert während eines Spülvorgangs, der Verlauf K11 den zur Fehlererkennung verwendeten Schwellenwert und der Verlauf K12 die Änderung des Lambdareglerausgangs.
Beim Vorliegen eines Systems, bei welchem stromauf der Spülpumpe 1 kein Drucksensor vorhanden ist, liegen folgende Einschränkungen vor:

- ein Quervergleich der Ausgangssignale zweier Drucksensoren zur Plausibilisierung eines zweiten Punktes der Sensorkennlinie ist nicht möglich,
- eine Erkennung eines klemmenden Tankentlüftungsventils 3 bei gleichzeitigem Einfrieren beider Drucksignale ist nicht möglich,
- eine Druck-Drehzahl-Plausibilisierung der Spülpumpe 1 ist nur bei geschlossenem Tankentlüftungsventil 3 möglich,
- eine kontinuierliche Grobleckerkennung der Leitung zwischen der Spülpumpe 1 und dem Tankentlüftungsventil 3 ist nicht möglich,
- eine Bestimmung der Kohlenwasserstoffkonzentration ist nur bei geschlossenem Tankentlüftungsventil 3 möglich. Dies kann zu Ungenauigkeiten der lambdabasierten Überwachung der Verbindung zwischen dem Tankentlüftungsventil 3 und dem Ansaugtrakt der Brennkraftmaschine führen.

Die vorstehend beschriebene Überwachung des Tankentlüftungssystems eines Kraftfahrzeugs unter Verwendung mehrerer Online-Diagnose-Algorithmen wird in einer zeitlichen Abfolge durchgeführt, die ein möglichst eindeutiges Identifizieren der möglichen Fehlerursachen gewährleistet.
Die 5 zeigt ein Diagramm zur Veranschaulichung dieser zeitlichen Abfolge der einzelnen Schritte einer Onboard-Diagnose eines eine aktive Spülpumpe aufweisenden Tankentlüftungssystems eines Kraftfahrzeugs während eines Fahrzyklus.
Am Anfang des Fahrzyklus wird in einer Phase 1 bei geschlossenem Tankentlüftungsventil 3 (TEV), ausgeschalteter Spülpumpe 1 (APP) und offener Leckdiagnosekomponente 4 (LDK) eine Offsetdiagnose der Drucksensoren durchgeführt.
Danach erfolgt in einer Phase 2 eine Aktivierung der Spülpumpe 1, wobei das Tankentlüftungsventil 3 noch geschlossen bleibt. Der Status der Tankentlüftung ist aktiv. Die Leckdiagnosekomponente ist weiterhin offen. Während dieser Phase 2 wird geprüft, ob das Drucksignal plausibel, d.h. nicht eingefroren, ist, ob die Spülpumpe 1 die geforderte Drehzahl einregeln kann, ob der gemessene Differenzdruck über der Spülpumpe 1 für die jeweilige Pumpendrehzahl plausibel ist und ob eine Leckage zwischen der Spülpumpe 1 und dem Tankentlüftungsventil 3 vorliegt.
Sind diese Diagnosen beendet, ohne dass das Vorliegen eines Fehlers detektiert wurde, wird in einer Phase 3 die Tankentlüftungsfunktion aktiviert und das Tankentlüftungsventil 3 geöffnet. Während dieser Phase 3 wird die Leitung zwischen der Spülpumpe 1 und dem Tankentlüftungsventil 3 auf das Vorliegen einer Grobleckage geprüft. Des Weiteren wird während dieser Phase 3 die geöffnete Position der Leckdiagnosekomponente 4 überwacht. Des Weiteren wird während dieser Phase 3 die Verbindung zwischen dem Tankentlüftungsventil 3 und dem Ansaugtrakt der Brennkraftmaschine geprüft.
In einer darauffolgenden Phase 4 wird die Dichtigkeitsdiagnose des Tankentlüftungssystems durchgeführt. In Abhängigkeit vom jeweils vorliegenden Diagnosekonzept kann dies zu unterschiedlichen Zeitpunkten bzw. mit unterschiedlichen Aktuatorstellungen erfolgen.
Das vorstehend beschriebene Verfahren zur Überwachung des Tankentlüftungssystems eines Kraftfahrzeugs, welches ein neuartiges Onboard-Monitoring-Konzept ist, ermöglicht ein gesetzeskonformes Betreiben eines Tankentlüftungssystems, welches eine aktive Spülpumpe aufweist. Bei diesem Verfahren werden auch die weiteren Komponenten des Tankentlüftungssystems überwacht. Das Verfahren ist derart ausgestaltet, dass es ohne eine Unterbrechung des Tankentlüftungsvorgangs und auch ohne eine Unterbrechung anderer Motorfunktionen durchgeführt werden kann. Des Weiteren ist das erfindungsgemäße Verfahren derart ausgestaltet, dass ein hohes In-Use Monitoring Performance Ratio (IUMPR) vorliegt. Es ermöglicht unter anderem eine kontinuierliche Erkennung von abgefallenen Überdruckleitungen des Tankentlüftungssystems.

Claims

Verfahren zur Überwachung eines eine aktive Spülpumpe (1) enthaltenden Tankentlüftungssystems eines Kraftfahrzeugs, wobei im Rahmen einer Onboard-Diagnose in einem Fahrzyklus des Kraftfahrzeugs von einer Steuereinheit (9) zeitlich aufeinanderfolgend verschiedene Onboard-Diagnose-Algorithmen gesteuert werden, wobei zu den Onboard-Diagnose-Algorithmen eine Überwachung der aktiven Spülpumpe (1) durchgeführt wird, wobei zur Überwachung der aktiven Spülpumpe (1) ein Vergleich der Istdrehzahl der Spülpumpe (1) mit der Solldrehzahl der Spülpumpe (1) durchgeführt wird und das Vorliegen eines Fehlers erkannt wird, wenn die Istdrehzahl innerhalb einer vorgegebenen Zeitdauer nicht auf die Solldrehzahl eingeregelt werden kann.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zu den Onboard-Diagnose-Algorithmen eine Überwachung der Funktionalität von im Tankentlüftungssystem vorgesehenen Drucksensoren (6, 7) durchgeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass zu den Onboard-Diagnose-Algorithmen eine Überwachung der Funktionalität von im Tankentlüftungssystem vorgesehenen Temperatursensoren durchgeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass zur Überwachung der aktiven Spülpumpe (1) bei einer Ansteuerung der Spülpumpe (1) über einen Bus eine Kommunikationsdiagnose durchgeführt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, dass zur Überwachung der aktiven Spülpumpe (1) eine Überwachung des Pumpendrucks durchgeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Pumpendruck basierend auf der aktuellen Drehzahl der Spülpumpe (1) plausibilisiert wird.
Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass eine Dichteberechnung des Pumpenmediums durchgeführt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zu den Onboard-Diagnose-Algorithmen eine kontinuierliche Überwachung im Hinblick auf das Vorliegen eines Lecks durchgeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die kontinuierliche Überwachung bei geschlossenem und bei geöffnetem Tankentlüftungsventil (3) durchgeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Verhältnis des Relativdrucks stromab der Spülpumpe (1) zur Gesamtdruckdifferenz über der Spülpumpe (1) ermittelt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zu den Onboard-Diagnose-Algorithmen eine Überwachung der Verbindung zwischen dem Tankentlüftungsventil (3) und dem Ansaugtrakt des Kraftfahrzeugs durchgeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 11,dadurch gekennzeichnet, dass die Überwachung auf dem stromab der Spülpumpe (1) vorliegenden Druck basiert.
Verfahren nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Überwachung auf dem gemessenen Sauerstoffpartialdruck im Abgas der Kraftfahrzeugs und einer darauf basierenden Lambdaregelung basiert.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in einem Fahrzyklus des Kraftfahrzeugs zeitlich aufeinanderfolgend eine Überwachung der Funktionalität von im Tankentlüftungssystem vorgesehenen Drucksensoren (6, 7), eine Überwachung der aktiven Spülpumpe (1), eine kontinuierliche Überwachung im Hinblick auf das Vorliegen eines Lecks und eine Überwachung der Verbindung zwischen dem Tankentlüftungsventil (3) und dem Ansaugtrakt des Kraftfahrzeugs durchgeführt wird.
Vorrichtung zur Überwachung eines eine aktive Spülpumpe (1) enthaltenden Tankentlüftungssystems eines Kraftfahrzeugs, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine Steuereinheit (9) aufweist, die zur Steuerung eines Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche ausgebildet ist.