DE102020205241A1 - Vorrichtung zur Diagnose einer Verdunstungssystemleckage und eines Tankentlüftungsleitungstraktes eines verbrennungsmotorisch betriebenen Kraftfahrzeugs - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Diagnose einer Verdunstungssystemleckage und eines Tankentlüftungsleitungstraktes eines verbrennungsmotorisch betriebenen Kraftfahrzeugs, mit einer Leckdiagnosevorrichtung und einer Druck- und Temperatursensorik, wobei die Leckdiagnosevorrichtung ein von einer Motorsteuerung angesteuertes 3/2-Wegeventil aufweist.

Description

• Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Diagnose einer Verdunstungssystemleckage und eines Tankentlüftungsleitungstraktes eines verbrennungsmotorisch betriebenen Kraftfahrzeugs.
• Zur Begrenzung der Schadstoffemissionen sind moderne Kraftfahrzeuge, welche von einer Brennkraftmaschine angetrieben werden, mit Kraftstoffverdunstungsrückhaltesystemen, meist als Tankentlüftungsvorrichtungen bezeichnet, ausgestattet. Der Zweck solcher Vorrichtungen besteht darin, Kraftstoffdampf, der sich in einem Kraftstofftank durch Verdunsten bildet, aufzunehmen und temporär zu speichern, so dass der Kraftstoffdampf nicht in die Umwelt entweichen kann. Als Speicher für den Kraftstoffdampf ist in dem Kraftstoffverdunstungsrückhaltesystem ein Kraftstoffdampfrückhaltefilter vorgesehen, der beispielsweise Aktivkohle als Speichermedium nutzt. Das Kraftstoffdampfrückhaltefilter weist nur eine begrenzte Speicherkapazität für Kraftstoffdampf auf. Um das Kraftstoffdampfrückhaltefilter über einen langen Zeitraum nutzen zu können, muss dieses regeneriert werden. Hierzu ist in einer Leitung zwischen dem Kraftstoffdampfrückhaltefilter und einem Saugrohr der Brennkraftmaschine ein steuerbares Tankentlüftungsventil angeordnet, welches zur Durchführung der Regeneration geöffnet wird, so dass einerseits die im Kraftstoffdampfrückhaltefilter adsorbierten Kraftstoffdämpfe aufgrund des Unterdrucks im Saugrohr in dieses entweichen und so der Ansaugluft der Brennkraftmaschine und damit der Verbrennung zugeführt werden und anderseits die Aufnahmefähigkeit des Kraftstoffdampfrückhaltefilters für Kraftstoffdampf wieder hergestellt wird.
• Im Folgenden wird ein Tanksystem betrachtet, das mit einer Leckdiagnoseeinheit am Frischlufteingang des Aktivkohlefilters ausgestattet ist. Ein Beispiel für ein derartiges Tanksystem ist in der 1 gezeigt. Das in der 1 gezeigte Tanksystem weist unter anderem die folgenden Bestandteile auf:
• • Einen Kraftstofftank 1;
• • Ein Aktivkohlefilter 9, in dem aus dem Kraftstofftank 1 ausgegaste Kohlenwasserstoffe gebunden sind;
• • Ein Tankentlüftungsventil 3, welches als Schalt - oder Linearventil ausgebildet sein kann und von einer Motorsteuerung 4 angesteuert wird, um den Gasfluß vom Aktivkohlefilter 9 zu einem Luftpfad 5 des Verbrennungsmotors zu regeln;
• • Eine Tankentlüftungsleitung 6 (Tankbereich) zwischen dem Kraftstofftank 1 und dem Aktivkohlefilter 9;
• • Eine Tankentlüftungsleitung 7 (Filterbereich), über welche die Kohlenwasserstoffgase aus dem Aktivkohlefilter 9 zum Tankentlüftungsventil 3 geleitet werden;
• • Eine Tankentlüftungsleitung 8 (Motorbereich), über welche die Kohlenwasserstoffgase stromab des Tankentlüftungsventils 3 in den Luftpfad 5 eines Verbrennungsmotors eingeleitet werden;
• • Einen Drucksensor 10 in der Tankentlüftungsleitung 7 (Filterbereich) zwischen dem Aktivkohlefilter 9 und dem Tankentlüftungsventil 3;
• • Einen Drucksensor und einen Temperatursensor oder einen kombinierten Druck/Temperatursensor 11 im Kraftstofftank 1;
• • Die Motorsteuerung 4, die unter anderem
  1. 1. Für den aktuellen Betriebszustand einen Sollwert für den Spülfluß vom Aktivkohlefilter 9 zum Luftpfad des Verbrennungsmotors ermittelt,
  2. 2. Mithilfe eines Drucksensors im Ansaugtrakt einen Saugrohrdruck ermittelt,
  3. 3. Die Werte der Druck- bzw. Temperatursensorik einliest,
  4. 4. Aus dem Druckgefälle zwischen einem Frischluftfilter 13 des Aktivkohlefilters 9 und dem Druck an der Einleitstelle in den Luftpfad 5 des Verbrennungsmotors aus dem vorgegebenen Spülfluß einen PWM Wert zur Ansteuerung des Tankentlüftungsventils 3 ermittelt,
  5. 5. Für den aktuellen Betriebszustand des Verbrennungsmotors die einzuspritzende Kraftstoffmenge berechnet.
• Gemäß verschiedener länderspezifischer Gesetzesvorschriften bzw. aus Sicherheitsgründen ist es erforderlich, die Funktionsfähigkeit des Kraftstofftankentlüftungssystems inklusive Kraftstofftank zu gewährleisten bzw. zu diagnostizieren.
• Konkret gilt es, das gesamte Kraftstoffverdunstungssystem inklusive Kraftstofftank bis zum Tankentlüftungsventil (siehe Tankbereich 23 und Filterbereich 24 in 1) auf Dichtheit zu überprüfen. Hierbei gibt es unterschiedliche gesetzliche Vorgaben bezüglich des kleinsten zu diagnostizierenden Leckdurchmessers.
• Weiterhin ist die Durchgängigkeit der Tankentlüftungsleitungen stromab des Tankentlüftungsventils sowie die Aufrechterhaltung des Massenstromes zwischen dem Aktivkohlefilter und der Einleitstelle des Tankentlüftungsgases in den Luftpfad des Verbrennungsmotors zu gewährleisten. Dies schließt eine Überprüfung der Funktionsfähigkeit des Tankentlüftungsventils ein.
• Die von verschiedenen Gesetzgebern geforderte Dichtheitsprüfung des Kraftstoffverdunstungssystems ausschließlich für den Tank - und den Filterbereich wird für das in 1 dargestellte bekannte System durch die Verwendung einer Leckagediagnosevorrichtung ausgeführt, die auf der Frischluftseite des Aktivkohlefilters angeordnet ist. Bei dieser Leckagediagnoseeinheit kann es sich um eine Leckdiagnosepumpe handeln oder um Schaltereinheiten, die auf Basis des im Kraftstofftank 1 natürlich entstehenden Unterdrucks arbeiten. Eine Leckdiagnosepumpe12, wie sie in der 1 gezeigt ist, setzt das Kraftstoffverdunstungssystem nach einem definierten zeitlichen Abstand nach dem Abstellen des Verbrennungsmotors (Fahrzeugstillstand) unter Druck bzw. erzeugt ein Vakuum. In der Folge wird dann je nach Ausführungsform der entstehende Druckverlauf bzw. die aufgenommene elektrische Leistung der Leckdiagnoseeinheit als Auswertekriterium zur Bestimmung eines Leckagedurchmessers herangezogen. Ein derartiges Vorgehen ist jedoch zeitintensiv, verursacht zusätzlichen Energieverbrauch zur Ansteuerung der Pumpen und erzeugt Geräuschemissionen bei stillstehendem Fahrzeug.
• Nach einer Abkühlung des Tanksystems und der damit verbundenen Generierung eines Vakuums während des Fahrzeugstillstandes schließt ein Unterdruckschalter in der genannten Schaltereinheit und liefert daraus resultierend eine Dichtheitsinformation bezüglich des Verdunstungssystems. Dieses Diagnoseverfahren ist nur dazu in der Lage, einen definierten Leckagedurchmesser zu detektieren. Des Weiteren ist eine Diagnose der Entlüftungsleitung (Tankbereich) mit diesem Diagnoseverfahren nicht möglich. Ein zusätzlicher Drucksensor im Kraftstofftank ist dafür erforderlich. Des Weiteren ist eine Auswerteelektronik sowie eine dedizierte Kommunikation mit der Motorsteuerung notwendig, um die gewünschten Diagnoseergebnisse bereitstellen zu können.
• Eine Diagnose der Spülleitungen 15 und 16 im Motorbereich als auch des Tankentlüftungsventils 3 wird durch das Aufprägen eines bestimmten Ansteuermusters (Öffnungsanforderung zum Tankentlüftungsventil) unter definierten Motorbetriebszuständen und deaktivierter Tankentlüftungsfunktion durchgeführt. Hierbei werden bei der Ansteuerung des Tankentlüftungsventils entstehende Druckänderungen mittels eines in der Tankentlüftungsleitung (Filterbereich) angeordneten Drucksensors erfasst und dann ausgewertet.
• Figurenliste
• Bei der vorliegenden Erfindung wird zur Diagnose einer Verdunstungssystemleckage und eines Tankentlüftungsleitungstraktes eines verbrennungsmotorisch betriebenen Kraftfahrzeugs eine auf der Frischluftseite des Aktivkohlefilters angeordnete Leckdiagnosevorrichtung verwendet, die ein von der Motosteuerung angesteuertes 3/2-Wegeventil aufweist.
• Nachfolgend wird die Erfindung anhand der Figuren beispielhaft erläutert. Es zeigt:
• 1 in schematischer Darstellung ein bekanntes Kraftstoffverdunstungssystem eines verbrennungsmotorisch betriebenen Kraftfahrzeugs,
• 2 eine Skizze des Filterbereichs eines Kraftstoffverdunstungssystems, welcher mit einer erfindungsgemäßen Leckdiagnosevorrichtung ausgestattet ist,
• 3 eine Skizze des Tankbereichs und des Filterbereichs einer erfindungsgemäßen Leckdiagnosevorrichtung,
• 4 eine Skizze zur Erläuterung einer Spülbetriebsart,
• 5 eine Skizze zur Erläuterung einer Diagnosebetriebsart,
• 6 ein Diagramm, in welchem in der Diagnosebetriebsart auftretende Druck- und Temperaturprofile veranschaulicht sind,
• 7 einen Teil des Motorbereiches und
• 8 - 10 Diagramme, die den Filterdruck veranschaulichen.
• Anhand der nachfolgenden Figurenbeschreibung wird ein Verfahren zur Diagnose des Kraftstoffverdunstungssystems (Leckagediagnose und Spülleitungsdiagnose) beispielhaft erläutert.
• Die 2 zeigt eine Skizze des Filterbereichs 24 eines Kraftstoffverdunstungssystems, welcher mit einer erfindungsgemäßen Leckdiagnosevorrichtung 12 ausgestattet ist. Zu diesem Filterbereich 24 gehören eine mit einem Frischluftfilter 13 verbundene Leckdiagnosevorrichtung 12, ein mit der Leckdiagnosevorrichtung verbundener Aktivkohlefilter 9, eine Tankentlüftungsleitung (Filterbereich) 7 und ein Tankentlüftungsventil 3. Eine Motorsteuerung 4 ist zur Steuerung der Leckdiagnosevorrichtung 12 und des Tankentlüftungsventils 3 vorgesehen.
• Die Leckdiagnosevorrichtung 12 weist ein 3/2-Wegeventil 14, einen ersten Leitungspfad 29, einen zweiten Leitungspfad 30, ein erstes mechanisches Ventil 31 und ein zweites mechanisches Ventil 32 auf. Das 3/2-Wegeventil 14 ist auf der Frischluftseite des Aktivkohlefilters 9 angeordnet und weist einen Frischlufteingang 14a auf. Das 3/2-Wegeventil 14 ist ausgangsseitig mit dem ersten Leitungspfad 29 und dem zweiten Leitungspfad 30 verbunden, wobei diese beiden Leitungspfade parallel zueinander verlaufen und die vom 3/2-Wegeventil 14 abgelegenen Endbereiche der beiden parallel zueinander verlaufenden Leitungspfade zusammengeführt und mit einem Frischlufteingang 9a des Aktivkohlefilters 9 verbunden sind.
• Der erste Leitungspfad 29 ist eine durchgängige Leitung. Im zweiten Leitungspfad 30 sind die beiden parallel zueinander angeordnete mechanische Ventile 31, 32 angeordnet, welche entgegengesetzte Durchlassrichtungen und unterschiedliche Öffnungsdrücke haben.
• Die in der 2 gezeigte Leckdiagnosevorrichtung 12 ist in zwei unterschiedlichen Betriebsarten betreibbar. Dies wird durch die Verwendung der beiden Leitungspfade 29, 30 der Leckdiagnosevorrichtung und die Möglichkeit, zwischen diesen beiden Leitungspfaden umzuschalten, erreicht. Bei der ersten Betriebsart handelt es sich um eine Spülbetriebsart. Bei der zweiten Betriebsart handelt es sich um eine Diagnosebetriebsart.
• In der Spülbetriebsart, die bei eingeschaltetem Verbrennungsmotor durchgeführt wird und in der 4 veranschaulicht ist, ist ein Frischluftpfad, der sich von einem Frischlufteingang über das Frischluftfilter 13 und den ersten Leitungspfad 29 der Leckdiagnosevorrichtung 12 zum Aktivkohlefilter 9 erstreckt, geöffnet. Dies ermöglicht einen effizienten Spülbetrieb des Aktivkohlefilters 9 aufgrund des geringen Druckabfalls im durchgängigen ersten Leitungspfad 29. Diese Betriebsart wird dann eingeleitet, wenn der Verbrennungsmotor aktiv bzw. eingeschaltet ist und die Tankentlüftungsfunktion einen Kohlenwasserstofftransport vom Aktivkohlefilter 9 in den Luftpfad 5 des Verbrennungsmotors ermöglicht.
• In der Diagnosebetriebsart, die in der 5 veranschaulicht ist und bei ausgeschaltetem Verbrennungsmotor in einer Stillstandsphase des Kraftfahrzeugs durchgeführt wird, ist der Aktivkohlefilter 9 über den zweiten Leitungspfad 30, in welchem die beiden parallel zueinander angeordneten und entgegengesetzt durchlässigen mechanischen Ventile 31 und 32 vorgesehen sind, und den Frischluftfilter 13 mit Frischluft verbunden. Durch diese antiparallele Anordnung der mechanischen Ventile 31 und 32 wird bis zur jeweiligen Öffnungsschwelle ein Unterdruckaufbau bzw. ein Überdruckaufbau im Verdunstungssystem ermöglicht. Die Öffnungsschwelle desjenigen Ventils, das in die unterdruckbildende Richtung angeordnet ist, ist derart vorgegeben, dass der Berstdruck des Tanksystems, der beispielsweise bei 50 hPa liegt, nicht überschritten wird. In der überdruckbildenden Richtung muss ein Freischalten des Leitungspfades bereits auf einem Druckniveau möglich sein, welches unterhalb eines einen Betankungsvorgang störenden Widerstandes liegt, beispielsweise bei 15 hPa. Der beschriebene Unterdruckaufbau und der beschriebene Überdruckaufbau ermöglichen es, ein nachfolgend erläutertes Diagnoseverfahren bis zum Erreichen der genannten Öffnungsdrücke der mechanischen Ventile durchzuführen.
• Aus einem gegebenen, während eines Fahrzeugstillstandes gemessenen Temperaturprofil bei einer Abkühlung bzw. einer Erwärmung des Kraftstofftanks wird ein vorgegebenes erwartetes Druckprofil, welches vom Tankfüllstand abhängig ist, nach einem Einschalten der Klemme 15 (Zündungsklemme) mit dem tatsächlich gemessenen Druckprofil aus der vorangegangenen Fahrzeugstillstandsphase verglichen. Liegt das gemessene Druckprofil innerhalb eines einstellbaren Korridors um das erwartete Druckprofil, dann wird das Vorliegen eines dichten Tanks erkannt. Das vorgegebene erwartete Druckprofil ist temperaturabhängig in Kennfeldern der Motorsteuerung 4 hinterlegt. Um das beschriebene Temperatur-/Druckprofil darstellen zu können, werden nach dem Abstellen des Verbrennungsmotors während eines Fahrzeugstillstandes nach einer einstellbaren Wartezeit in vorgegebenen Zeitabständen Messwertpaare aus einem Tanktemperaturwert und einem Druckwert erfasst und gespeichert.
• Der Erfassungsvorgang der Wertepaare wird nachfolgend anhand der 6 für einen Abkühlungsvorgang exemplarisch dargestellt. Dabei sind in der 6 nach oben das Klemme 15-Signal, der Druck und die Temperatur aufgetragen. Nach rechts ist die Zeit t aufgetragen. Bei dem Zeitintervall 26 handelt es sich um die Erfassungsperiode. Die Bezugszahl 27 veranschaulicht die innerhalb der Erfassungsperiode liegenden Erfassungszeitpunkte. Der Buchstabe T veranschaulicht eine Wartezeit, die Bezugszahl 28 den Zeitpunkt der Auswertung der Messwertpaare, der Verlauf K1 den Verlauf des Drucks beim Vorliegen einer Leckage und der Verlauf K2 den Verlauf des Drucks beim Vorliegen eines dichten Systems.
• Zur Ausführung des in 6 dargestellten Erfassungsvorgangs werden zwei Möglichkeiten betrachtet:
• - Zyklisches Hochfahren „Aufwecken“ der Motorsteuerung innerhalb der in 6 dargestellten Erfassungsperiode 26.
• - Installation einer Messsensorik (Drucksensor, Temperatursensor oder kombinierter Druck/Temperatursensor), über welche die in der 6 dargestellten Erfassungszeitpunkte 27 realisiert werden können. Weiterhin werden die erfassten Messwertpaare im Sensor nichtflüchtig abgespeichert und beim nächsten Klemmenwechsel (Klemme 15 EIN) der Motorsteuerung 4 per SENT - Protokoll, über ein dediziertes analoges oder digitales elektrisches Signal oder per BUS - Kommunikation (z.B. LIN, CAN, ...) zur Verfügung gestellt. Nach Ablauf der Erfassungsperiode schaltet sich die Sensorik ab.
• Der beschriebene Vorgang zur Feststellung der Dichtheit des Tankbereichs 23 wird nur dann ausgeführt, wenn während des vorangegangenen Fahrzyklus (beginnend beim Einschalten der Klemme 15 bis zum Abstellen des Motors) einstellbare Druckschwellen im Kraftstofftank nicht über- bzw. unterschritten wurden. Es wird also die Annahme getroffen, dass ab einem einstellbaren (definierten) konstant vorliegenden Betrag des Differenzdruckes im Kraftstofftank 1 zur Umgebung keine Leckage vorliegen kann, welche den minimalen durch die Gesetzgebung geforderten Leckdurchmesser überschreitet.
• Um sicherzustellen, dass bei der Betrachtung von Über - bzw. Unterdruck im Kraftstofftank 1 während gleichzeitig aktiver Ausgasungs- bzw. Kondensationsvorgänge (Kraftstoffdampfbildung bzw. Verflüssigung von dampfförmigem Kraftstoff im Kraftstofftank) nicht fälschlicherweise auf ein nominales System geschlossen wird, dienen untenstehende physikalische Grundlagen als Basis für ein Berechnungsmodell in der Motorsteuerung: $${\dot{m}}_{Leck}=\sqrt{2{\rho }_{Umg}}\alpha A\sqrt{p_{Tank}-p_{Umg}}=\sqrt{2{\rho }_{Umg}}\alpha A\sqrt{\Delta p}$$

  

  $${\dot{m}}_{Aus/Kond}=k\frac{\left(p_{Dampf,HC}-p_{Partial,HC}\right)}{p_{Tank}}$$

  

  $$\Delta p=\frac{1}{2{\rho }_{Umg}}{\left(\frac{{\dot{m}}_{Leck}}{\alpha A}\right)}^2$$

  

  $$\frac{p_{Partial,LuftNorm}}{T_{Norm}}=\frac{p_{Partial,LuftTank}}{T}\to p_{Partial,LuftTank}=\frac{p_{Partial,LuftNorm}\ast T}{T_{Norm}}$$

  

  $$p_{Partial,HC}=p_{Tank}-p_{Partial,LuftTank}$$

  
• Dabei gilt:
• p_Tank = Absolutdruck Kraftstofftank [Pa]
• p_Umg = Umgebungsdruck [Pa]
• p_Dampf,HC = Dampfdruck des flüssigen Kraftstoffes [Pa]
• p_Partial,HC = Partialdruck des flüssigen Kraftstoffes [Pa]
• p_{Partial,LuftNorm} = Partialdruck der Luft unter Normalbediungungen [Pa]
• p_{Partial,LuftTank} = Partialdruck der Luft im Tank [Pa]
• Δp = Differenzdruck Tank zur Umgebung [Pa]
• A = Querschnitt des Lecks (Austrittsquerschnitt) [m²]
• α = Durchflusskoeffizient [-]
• k = Ausgasungskoeffizient [kg/s]
• ρ_Umg = Dichte Umgebungsluft [kg/m³]
• ṁ_̇Leck = Massenstrom durch das Leck [kg/s]
• ṁ_Aus/Kond = Durch die Ausgasung /Kondensation der flüchtigen Kraftstoffanteile entstehender Massenstrom [kg/s]
• T = Temperatur im Kraftstofftank [K]
• T_Norm = Temperatur im Kraftstofftank [K].
• Ist im Kraftstofftank 1 ein Leck präsent, wird der Druck solange ansteigen/sinken, bis der durch die Ausgasung/Kondensation der leicht flüchtigen Kraftstoffanteile hervorgerufene Massenstrom geringer als der maximal mögliche Massenstrom durch die Leckage ist, bzw. bis diese beiden Massenströme sich im Gleichgewicht befinden. $$\left|{\dot{m}}_{Aus/Kond}\right|\le {\dot{m}}_{Leck}$$

  
• Aus diesem Grund ist in der Motorsteuerung 4 die Schwelle zur Auswertung des Über - bzw. Unterdrucks im Kraftstofftank zur Gutprüfung der Leckdiagnose abhängig von den Randbedingungen Tanktemperatur und Kraftstofffüllstand in einem Kennfeld durch Einbeziehen der unten dargestellten physikalischen Zusammenhänge abgelegt. $$\Delta p=\frac{1}{2{\rho }_{Umg}}{\left(\frac{{\dot{m}}_{Aus/Kond}}{\alpha A_{min}}\right)}^2$$

  
• Außer dem exakten Ausgasungsmassenstrom bzw. dem durch die Kondensation hervorgerufenen Massenstrom sind alle Parameter des dargestellten Zusammenhangs bekannt, wobei A_min dem kleinsten zu diagnostizierenden Leckagequerschnitt entspricht.
• Der Dampfdruck der gasförmigen Kohlenwasserstoffphase kann mit Hilfe folgender empirischen Gleichung ermittelt werden. $$p_{Dampf,HC}=X\ast T\ast RVP\ast e^{\left(-\frac{Y}{T}\right)}$$

  
• Hierbei entsprechen X und Y Konstanten. RVP (Reid Vapor Pressure) steht für den unter Standardbedingungen gemessenen Dampfdruck einer Kraftstoffzusammensetzung und kann verschiedenen Tabellenwerken entnommen werden. Daher wird der RVP anhand der für den jeweiligen Ländermarkt wahrscheinlichsten Kraftstoffzusammensetzung gewählt.
• Um ausschließen zu können, dass Druckschwankungen (beispielsweise hervorgerufen durch Schwappen des flüssigen Kraftstoffs als Folge von hoher Fahrdynamik) nicht zu einer Fehlinterpretation, d.h. zu einer fehlerhaften Gutprüfung, führen, wird die Bewertung des Tankdruckgradienten sowie des Fahrgeschwindigkeitsgradienten dazu verwendet, um diese passive Gutprüfung nach dem Erreichen einstellbarer Grenzwerte auszusetzen.
• Zur Feststellung der Funktionsfähigkeit der im Motorbereich 25 (siehe 7) angeordneten beiden Spülleitungen 15 und 16 sowie des Tankentlüftungsventils 3 (CPS) wird die nachfolgende Ansteuerlogik für das Tankentlüftungsventil 3 (CPS) und die in der 2 gezeigte Leckdiagnosevorrichtung 12 (LDV) angewendet.
• In der 8 ist das nominale System dargestellt. Nach einem Schließen des Tankentlüftungsventils 3 (CPS) wird nach einer definierten Wartezeit die Diagnosestellung der Leckdiagnosevorrichtung 12 eingestellt. Dies führt aufgrund der folgenden Öffnung des Tankentlüftungsventils 3 (CPS) beim nominalen System zu einer Evakuierung des Verdunstungssystems. Unterschreitet der Druck im Kraftstofftank 1 einen einstellbaren Wert, der in den 8, 9 und 10 mit THD bezeichnet ist, dann wird auf das Vorliegen eines funktionsfähigen Tankentlüftungspfades geschlossen. Für die Diagnose des jeweils nicht geprüften Spülpfades muss der Ablauf mit einer identischen Ansteuerlogik separat erfolgen.
• Die 9 veranschaulicht das Vorliegen eines geschlossen klemmenden Tankentlüftungsventils 3 (CPS) bzw. eines verstopften Spülpfades. Hierbei erfolgt trotz eingestellter Diagnosestellung und geöffnetem Tankentlüftungsventil 3 (CPS) keine Evakuierung des Verdunstungssystems.
• Die 10 veranschaulicht das Vorliegen eines offen klemmenden Tankentlüftungsventils 3 (CPS). Hierbei erfolgt trotz nicht geöffnetem Tankentlüftungsventil 3 (CPS) eine Evakuierung des Verdunstungssystems bei aktiver Diagnosestellung der Leckdiagnosevorrichtung 12,
• - Durch die oben genannten erfindungsgemäßen technischen Merkmale ergeben sich folgende Vorteile:
• - Diagnose (Gemäß Gesetzesvorschrift: Leckage und Tankentlüftungsleitung) des gesamten Verdunstungssystems unter Verwendung eines elektrischen Ventils, zweier mechanischer Ventile und einer Druck- und Temperatursensorik im Kraftstofftank. Somit führt der Entfall von Diagnosepumpen sowie eines separaten Drucksensors in der Tankentlüftungsleitung zwischen dem Aktivkohlefilter und dem Tankentlüftungsventil zu einer Reduzierung der Systemkosten sowie des Energieverbrauches.
• - Entgegen anderer bekannter Diagnoseverfahren ist eine Auswertung eines Temperaturanstieges im Kraftstofftank zur Ermittlung einer Leckage im Tankbereich während eines Fahrzeugstillstandes möglich.
• - Es ist keine aktive Ansteuerung von Aktuatorik während des Fahrzeugstillstands notwendig, wodurch Geräuschemissionen komplett verhindert werden.
• - Durch die Positionierung des Druck- und Temperatursensors im Kraftstofftank wird im Rahmen der Spülleitungsdiagnose auch die Entlüftungsleitung zwischen dem Kraftstofftank und dem Aktivkohlefilter geprüft.
• - Im Rahmen der Verdunstungssystemdiagnose ist keine zusätzliche Elektronik zur Steuerung, Auswertung und Kommunikation notwendig.

Claims (14)

1. Vorrichtung zur Diagnose einer Verdunstungssystemleckage und eines Tankentlüftungsleitungstraktes eines verbrennungsmotorisch betriebenen Kraftfahrzeugs, welche eine Leckdiagnosevorrichtung und eine Druck- und Temperatursensorik enthält, dadurch gekennzeichnet, dass die Leckdiagnosevorrichtung (12) ein von einer Motorsteuerung (4) angesteuertes 3/2-Wegeventil (14) aufweist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das 3/2-Wegeventil (14) auf der Frischluftseite eines Aktivkohlefilters (9) angeordnet ist und einen Frischlufteingang (14a) aufweist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das 3/2-Wegeventil (14) ausgangsseitig mit einem ersten Leitungspfad (29) und einem zweiten Leitungspfad (30) verbunden ist, die beiden Leitungspfade parallel zueinander verlaufen und die vom 3/2-Wegeventil abgelegenen Endbereiche der beiden parallel zueinander verlaufenden Leitungspfade zusammengeführt und mit einem Frischlufteingang (9a) des Aktivkohlefilters (9) verbunden sind.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Leitungspfad (29) eine durchgängige Leitung ist.
5. Vorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass im zweiten Leitungspfad (30) zwei parallel zueinander angeordnete mechanische Ventile (31, 32) angeordnet sind.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die parallel zueinander angeordneten mechanischen Ventile (31, 32) entgegengesetzte Durchlassrichtungen haben.
7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die parallel zueinander angeordneten mechanischen Ventile (31, 32) unterschiedliche Öffnungsdrücke haben.
8. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Leckdiagnosevorrichtung (12) in zwei unterschiedlichen Betriebsarten betreibbar ist.
9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass eine erste Betriebsart eine Spülbetriebsart und eine zweite Betriebsart eine Diagnosebetriebsart ist.
10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Spülbetriebsart bei eingeschaltetem Verbrennungsmotor durchgeführt wird.
11. Vorrichtung nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Diagnosebetriebsart bei ausgeschaltetem Verbrennungsmotor durchgeführt wird.
12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9-11, dadurch gekennzeichnet, dass in der Spülbetriebsart der Frischlufteingang (14a) des 3/2-Wegeventils (14) über den ersten Leitungspfad (29) mit dem Aktivkohlefilter (9) verbunden ist.
13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9-12, dadurch gekennzeichnet, dass in der Diagnosebetriebsart der Frischlufteingang (14a) des 3/2-Wegeventils (14) über den zweiten Leitungspfad (30) mit dem Aktivkohlefilter (9) verbunden ist.
14. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Druck- und Temperatursensorik in einem Kraftstofftank (1) des Kraftfahrzeugs angeordnet ist.

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