-
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer Kraftstofftankanordnung für ein Kraftfahrzeug, wobei die Kraftstofftankanordnung über einen Kraftstofftank, einen Kohlenwasserstofffilter sowie eine Pumpe verfügt, und wobei der Kraftstofftank über ein Tankabsperrventil an den Kohlenwasserstofffilter und der Kohlenwasserstofffilter zum einen über die Pumpe an eine Außenumgebung der Kraftstofftankanordnung und zum anderen über ein Spülventil an einen Ansaugtrakt einer Brennkraftmaschine strömungstechnisch angeschlossen ist. Die Erfindung betrifft weiterhin eine Kraftstofftankanordnung für ein Kraftfahrzeug.
-
Aus dem Stand der Technik ist beispielsweise die Druckschrift
DE 10 2015 221 536 A1 bekannt. Diese beschreibt eine Vorrichtung zur Diagnose einer Tankleckage eines Kraftstofftanks in einem Kraftfahrzeug, wobei der Kraftstofftank über eine Entlüftungsleitung mit dem Ansaugtrakt eines Verbrennungsmotors verbunden ist, wobei der Verbrennungsmotor mittels eines Druckerzeugers aufladbar ist, wobei der Kraftstofftank mittels eines im Druckerzeuger erzeugten Drucks mit Druckluft beaufschlagbar ist, wobei in der Entlüftungsleitung ein Ventil angeordnet ist, über welches der Kraftstofftank mit Druckluft beaufschlagbar ist, wobei das Ventil nach einer Druckbeaufschlagung derart verschließbar ist, dass die Entlüftungsleitung gesperrt ist, und wobei in der Entlüftungsleitung oder in dem Kraftstofftank ein Drucksensor zur Diagnose der Tankleckage angeordnet ist.
-
Weiterhin beschreibt die Druckschrift
DE 10 2012 007 214 A1 eine Vorrichtung zur Dichtheitsprüfung eines Kraftstoffsystems für ein Kraftfahrzeug mit einem ersten Speicher und einem zweiten Speicher mit jeweils einem Speichermedium zum irreversiblen Binden von flüchtigen Kraftstoffbestandteilen, wobei der erste Speicher und der zweite Speicher über zumindest eine Tankentlüftungsleitung mit einem Kraftstofftank und über zumindest eine Ansaugleitung mit einem Ansaugtrakt einer Verbrennungskraftmaschine des Kraftfahrzeugs verbunden sind. Dabei weist der zweite Speicher ein geringeres Speichervolumen auf als der erste Speicher und ist während der Dichtheitsprüfung mit einer durch die Tankentlüftungsleitung und die Ansaugleitung vom Kraftstofftank aus zur Verbrennungskraftmaschine geführten Strömung der flüchtigen Kraftstoffbestandteile beaufschlagbar, wobei in Strömungsrichtung vor dem zweiten Speicher ein Drosselelement zur Verringerung eines Strömungsquerschnittsfläche angeordnet ist.
-
Es ist Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zum Betreiben einer Kraftstofftankanordnung für ein Kraftfahrzeug vorzuschlagen, welches gegenüber bekannten Verfahren Vorteile aufweist, insbesondere einer zuverlässigeren Durchführung einer Dichtheitsprüfung der Kraftstofftankanordnung mit geringerem Energiebedarf dient.
-
Dies wird erfindungsgemäß mit einem Verfahren zum Betreiben einer Kraftstofftankanordnung für ein Kraftfahrzeug mit den Merkmalen des Anspruchs 1 erreicht. Dabei ist vorgesehen, dass bei einem in dem Kraftstofftank vorliegenden Druck, der größer als ein Druckschwellenwert ist, eine erste Leckageprüfbetriebsart durchgeführt wird, bei welcher ein strömungstechnisch zwischen der Pumpe und der Außenumgebung angeordnetes Sperrventil geschlossen sowie das Tankabsperrventil geöffnet wird und anschließend während eines Prüfzeitraums mittels eines in dem Kraftstofftank angeordneten Drucksensors der Druck in dem Kraftstofftank gemessen und bei Überschreiten eines Differenzschwellenwerts durch eine Druckdifferenz eines Druckabfalls des Drucks über eine bestimmte Zeitspanne hinweg auf eine Leckage der Kraftstofftankanordnung erkannt wird.
-
Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
-
Die Kraftstofftankanordnung ist vorzugsweise Bestandteil des Kraftfahrzeugs, kann jedoch selbst verständlich auch separat von diesem vorliegen. Die Kraftstofftankanordnung umfasst als wesentliche Bestandteile zumindest den Kraftstofftank, den Kohlenwasserstofffilter und die Pumpe. Zusätzlich sind das Tankabsperrventil und das Spülventil vorgesehen. Der Kraftstofftank dient einer Zwischenspeicherung eines Kraftstoffs, welcher zumindest zeitweise für ein Betreiben einer Antriebseinrichtung des Kraftfahrzeugs verwendet wird. Die Antriebseinrichtung dient dem Antreiben des Kraftfahrzeugs, insoweit also dem Bereitstellen eines auf das Antreiben des Kraftfahrzeugs gerichteten Antriebsdrehmoments. Das Antriebsdrehmoment wird von der Antriebseinrichtung mithilfe des Antriebsaggregats erzeugt, welchem hierzu aus dem Kraftstofftank entnommener Kraftstoff zugeführt wird.
-
Der Kraftstofftank ist als sogenannter Drucktank ausgebildet. Das bedeutet, dass er normalerweise verschlossen ist, nämlich mithilfe des Tankabsperrventil, welches strömungstechnisch zwischen dem Kraftstofftank und dem Kohlenwasserstofffilter angeordnet ist. In Abhängigkeit von Umgebungsbedingungen der Kraftstofftankanordnung kann es insoweit zu einem Überdruck in dem Kraftstofftank kommen, welcher von in die Gasphase übergegangenem Kraftstoff verursacht wird, insbesondere durch Verdampfen und/oder Verdunsten. Unter dem Überdruck ist zu verstehen, dass in dem Kraftstofftank ein Druck vorliegt, der höher ist als ein in der Außenumgebung der Kraftstofftankanordnung vorliegender Druck. Ist im Rahmen dieser Beschreibung von dem in dem Kraftstofftank vorliegenden Druck die Rede, so kann unter diesem ein Absolutdruck verstanden werden. Bevorzugt liegt der Druck jedoch als Relativdruck bezüglich eines Referenzdrucks vor, wobei als Referenzdruck bevorzugt der Druck in der Außenumgebung verwendet wird.
-
An den Kraftstofftank ist eine Kraftstoffeinfüllleitung strömungstechnisch angeschlossen, welche auf ihrer dem Kraftstofftank abgewandten Seite eine Tanköffnung aufweist, die mittels eines Tankdeckels verschließbar ist. Über die Kraftstoffeinfüllleitung ist dem Kraftstofftank Kraftstoff zuführbar, beispielsweise aus einem Zapfhahn oder dergleichen. Hierzu muss die Tanköffnung freigegeben werden und entsprechend der Tankdeckel geöffnet beziehungsweise bezüglich der Tanköffnung dieser verlagert werden. Der Kraftstoff kann anschließend durch die Tanköffnung in die Kraftstoffeinfüllleitung und durch diese in den Kraftstofftank eingebracht werden. Liegt bei dem Öffnen des Tankdeckels in dem Kraftstofftank der Überdruck vor, so wird dieser bei dem Öffnen des Tankdeckels durch die Tanköffnung in Richtung der Au-ßenumgebung schlagartig abgebaut.
-
Insbesondere um dies zu vermeiden, wird daher der Kraftstofftank bevorzugt von Zeit zu Zeit entlüftet, insbesondere vor dem Öffnen des Tankdeckels. Hierzu wird das Tankabsperrventil geöffnet, sodass in dem Kraftstofftank vorliegendes Fluid, welches insbesondere aus Luft und gasförmigem Kraftstoff beziehungsweise Kohlenwasserstoff besteht, in Richtung der Au-ßenumgebung der Kraftstofftankanordnung strömen kann. Das in Richtung der Außenumgebung strömende Fluid durchströmt den Kohlenwasserstofffilter. Dieser filtert den in dem Fluid vorliegenden Kraftstoff beziehungsweise Kohlenwasserstoff heraus, sodass er nicht in die Außenumgebung entweichen kann. Der Kohlenwasserstofffilter weist bevorzugt einen Filterkörper aus Aktivkohle auf und/oder besteht zumindest teilweise aus Aktivkohle. Der aus dem Fluid herausgefilterte Kraftstoff beziehungsweise der Kohlenwasserstoff wird in dem Kohlenwasserstofffilter zwischengespeichert. Ein Eintrag des Kraftstoffs beziehungsweise des Kohlenwasserstoffs in den Kohlenwasserstofffilter erfolgt insoweit reversibel. Der Kohlenwasserstofffilter kann insoweit auch als Kohlenwasserstoffzwischenspeicher bezeichnet werden.
-
Da der Kohlenwasserstofffilter lediglich eine begrenzte Aufnahmekapazität für Kraftstoff beziehungsweise Kohlenwasserstoff hat, ist es notwendig, ihn zeitweise zu spülen. Hierzu dient ein Unterdruck, der in dem Ansaugtrakt der Brennkraftmaschine vorliegt. Während des Spülens ist das Tankabsperrventil geschlossen und das Spülventil geöffnet. Entsprechend durchströmt die mittels der Pumpe geförderte Luft den Kohlenwasserstofffilter und nimmt hierbei den in dem Kohlenwasserstofffilter zwischengespeicherten Kraftstoff beziehungsweise den Kohlenwasserstoff auf, sodass stromabwärts des Kohlenwasserstofffilters wiederum das Fluid vorliegt, welches aus Luft und Kraftstoff beziehungsweise Kohlenwasserstoff in beliebigen Anteilen besteht. Stromabwärts des Kohlenwasserstofffilters strömt das Fluid aufgrund des geschlossenen Tankabsperrventil und des geöffneten Spülventil in Richtung des Ansaugtakts der Brennkraftmaschine und wird in dieser verbrannt. Das Spülen des Kohlenwasserstofffilters erfolgt insoweit während eines Betriebs des Antriebsaggregats beziehungsweise der Brennkraftmaschine.
-
Um das Austreten von Kraftstoff, insbesondere von gasförmigem Kraftstoff, in die Außenumgebung zuverlässig zu verhindern, ist es notwendig, zumindest zeitweise, also beispielsweise einmalig oder mehrfach, insbesondere periodisch, eine Leckageprüfung vorzunehmen. Für den als Drucktank ausgestalteten Kraftstofftank kann dies einfach erfolgen, indem geprüft wird, ob sich bei geschlossenem Tankabsperrventil über der Zeit in dem Kraftstofftank der Überdruck aufbaut. Überschreitet der Überdruck, also der Druck in dem Kraftstofftank relativ zu dem Druck in der Außenumgebung, einen bestimmten Schwellenwert, so kann darauf geschlossen werden, dass der Kraftstofftank dicht ist. Überschreitet der Überdruck den Druckschwellenwert jedoch nicht, insbesondere innerhalb einer bestimmten Zeitspanne nach einem Schließen des Tankabsperrventils, so wird - rein optional - auf eine Leckage des Kraftstofftanks erkannt. In anderen Worten wird bevorzugt nur auf die Dichtheit erkannt, nicht auf die Undichtheit. Dies kann jedoch zusätzlich erfolgen. Beispielsweise wird davon ausgegangen, dass der Kraftstofftank undicht ist, sofern mit der beschriebenen Vorgehensweise nicht auf seine Dichtheit geschlossen wird.
-
Zusätzlich oder alternativ werden zusätzlich zu dem Kraftstofftank weitere Bereiche der Kraftstofftankanordnung im Rahmen der Leckageprüfung auf ihre Dichtheit geprüft, insbesondere ein Bereich, der strömungstechnisch zwischen dem Tankabsperrventil, dem Sperrventil und dem Spülventil liegt. Der Bereich umfasst insoweit insbesondere den Kohlenwasserstofffilter und/oder die Pumpe. Zum Durchführen der Leckageprüfung wird das Tankabsperrventil geöffnet, das Spülventil geschlossen und mittels der Pumpe Luft in Richtung des Kraftstofftanks gefördert. Dabei wird eine Stromstärke des zum Betreiben der Pumpe verwendeten elektrischen Stroms ermittelt. Übersteigt die Stromstärke einen bestimmten Stromstärkenschwellenwert, so kann darauf geschlossen werden, dass die Kraftstofftankanordnung hinreichend dicht ist, da die Stromstärke unmittelbar abhängig von dem in dem Kraftstofftank vorliegenden Druck ist. Erreicht die Stromstärke den Stromstärkenschwellenwert jedoch nicht, so wird wiederum auf die Leckage der Kraftstofftankanordnung erkannt.
-
Die beschriebene Vorgehensweise ermöglicht jedoch entweder lediglich eine Leckageprüfung des Kraftstofftanks oder ist - im Falle der des Vergleichs der Stromstärke mit dem Stromstärkenschwellenwert - ungenau. Aus diesem Grund ist es nun vorgesehen, zunächst den Druck in dem Kraftstofftank zu ermitteln und diesen mit dem Druckschwellenwert zu vergleichen. Das Ermitteln des Drucks in dem Kraftstofftank wird bei geschlossenem Tankabsperrventil durchgeführt. Ist der Druck größer als der Druckschwellenwert, so wird die erste Leckageprüfbetriebsart durchgeführt.
-
In der ersten Leckageprüfbetriebsart wird zunächst das Sperrventil geschlossen, welches strömungstechnisch zwischen der Pumpe und der Außenumgebung liegt. Anschließend wird das Tankabsperrventil geöffnet. Hierdurch stellt sich ein Druckausgleich zwischen dem Kraftstofftank und dem strömungstechnisch zwischen dem Tankabsperrventil, dem Spülventil und dem Sperrventil vorliegenden Bereich der Kraftstofftankanordnung ein. Insbesondere wird der in dem Kraftstofftank vorliegende Überdruck in Richtung dieses Bereichs abgebaut. Da jedoch ein Volumen des Kraftstofftanks deutlich größer ist als ein Volumen des abseits des Kraftstofftanks vorliegenden Bereichs tritt in dem Kraftstofftank lediglich eine geringe Druckreduzierung auf, wohingegen sich der Druck in dem von dem Kraftstofftank verschiedenen Bereich deutlich erhöht.
-
Während des Prüfzeitraums wird nun mithilfe des Drucksensors der Druck in dem Kraftstofftank gemessen. Während des gesamten Prüfzeitraums wird das Tankabsperrventil offen und das Sperrventil geschlossen gehalten. Fällt der Druck in dem Kraftstofftank über den Prüfzeitraum beziehungsweise die bestimmte Zeitspanne hinweg ab, so wird die Druckdifferenz dieses Druckabfalls ermittelt. Unter dem Druckabfall ist insoweit eine Reduzierung des Drucks während des Prüfzeitraums oder der bestimmten Zeitspanne, welche wenigstens einen Teil des Prüfzeitraum umfasst, zu verstehen.
-
Die Druckdifferenz beschreibt wiederum ein Ausmaß des Druckabfalls, beispielsweise entspricht die Druckdifferenz eine Differenz zwischen einem zu Beginn der bestimmten Zeitspanne vorliegenden ersten Druck und einem nachfolgend, insbesondere am Ende der bestimmten Zeitspanne vorliegenden zweiten Druck. Überschreitet die Druckdifferenz den Differenzschwellenwerts, ist also die Druckdifferenz größer als der Differenzschwellenwert, so kann davon ausgegangen werden, das Fluid aus der Kraftstofftankanordnung in Richtung der Außenumgebung entweicht beziehungsweise entwichen ist. Entsprechend wird in diesem Fall auf die Leckage der Kraftstofftankanordnung erkannt.
-
Die beschriebene Vorgehensweise im Rahmen der ersten Leckageprüfbetriebsart ermöglicht eine Leckageprüfung der gesamten Kraftstofftankanordnung, insbesondere des Kraftstofftanks und des von diesem verschiedenen Bereichs, und nicht nur des Kraftstofftanks. Gleichzeitig wird eine hohe Genauigkeit der Leckageprüfung erzielt, da diese unter Verwendung des Drucksensors erfolgt und nicht auf der Stromstärke der Pumpe beruht. Insgesamt ist somit also eine schnelle und zuverlässige Leckageprüfung realisiert, welche auf den in dem Kraftstofftank vorliegenden Überdruck zurückgreift. Die erste Leckageprüfbetriebsart beruht insoweit im Wesentlichen darauf, dass der Kraftstofftank als Drucktank ausgestaltet ist.
-
Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass bei einem in dem Kraftstofftank vorliegenden Druck, der kleiner als der oder gleich dem Druckschwellenwert ist, eine zweite Leckageprüfbetriebsart durchgeführt wird, bei welcher das Tankabsperrventil geöffnet und mittels der Pumpe Luft aus der Au-ßenumgebung in Richtung des Kraftstofftanks gepumpt wird bis ein mittels des Drucksensors gemessener Druck einen Solldruck erreicht und nach dem Erreichen des Solldrucks durch den Druck das Sperrventil geschlossen wird, wobei nach dem Schließen des Sperrventils während des Prüfzeitraums mittels des Drucksensors der Druck in dem Kraftstofftank gemessen und bei Überschreiten des Differenzschwellenwerts durch die Differenz des Drucks über die Bestimmte Zeitspanne hinweg auf die Leckage der Kraftstofftankanordnung erkannt wird.
-
Die zweite Leckageprüfbetriebsart wird insoweit durchgeführt, falls der in dem Kraftstofftank vorliegende Druck nicht für die Durchführung der ersten Leckageprüfbetriebsart hinreichend ist. In diesem Fall wird statt der ersten Leckageprüfbetriebsart die zweite Leckageprüfbetriebsart durchgeführt. Auch in dieser ist es vorgesehen, das Tankabsperrventil zu öffnen und das Spülventil zu schließen. Anschließend wird - bei geöffnetem Sperrventil - mithilfe der Pumpe Luft aus der Außenumgebung in Richtung des Kraftstofftanks gepumpt, sodass sich der in der Kraftstofftankanordnung herrschende Druck erhöht. Hat der in dem Kraftstofftank gemessene Druck den Solldruck erreicht, so wird das Sperrventil geschlossen. Hierbei bleiben das Tankabsperrventil geöffnet und das Spülventil geschlossen. Anschließend folgt der Prüfzeitraum, während welchem wie vorstehend bereits beschrieben vorgegangen wird. Das erläuterte Verfahren ermöglicht die Leckageprüfung der Kraftstofftankanordnung auch dann, falls der in dem Kraftstofftank vorliegende Druck zu gering für die erste Leckageprüfbetriebsart ist.
-
Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass in der ersten Leckageprüfbetriebsart nach dem Öffnen des Tankabsperrventil während eines Überwachungszeitraums der Druck in dem Kraftstofftank gemessen und bei einem Ausbleiben einer Druckreduzierung auf einen Fehler der Kraftstofftankanordnung geschlossen wird. Der Überwachungszeitraums liegt vor dem Prüfzeitraum. Vorzugsweise schließt sich der Überwachungszeitraums unmittelbar an das Öffnen des Tankabsperrventils an. Somit reduziert sich während des Überwachungszeitraums der Druck in dem Kraftstofftank. Bleibt diese Druckreduzierung aus, so wird auf den Fehler der Kraftstofftankanordnung geschlossen.
-
Unter dem Fehler der Kraftstofftankanordnung kann beispielsweise ein Fehler des Tankabsperrventils oder ein Fehler des Drucksensors zu verstehen sein. Wurde zuvor bereits eine Diagnose des Drucksensors vorgenommen, und hat diese Diagnose eine Betriebsfähigkeit des Drucksensors ergeben, so wird unmittelbar auf den Fehler des Tankabsperrventil geschlossen. Ansonsten wird ein Fehlerverdacht ausgelöst, welcher einen möglichen Fehler des Tankabsperrventil sowie einen möglichen Fehler des Drucksensors umfasst. Nachfolgend wird eine Diagnose des Drucksensors durchgeführt. Liegt der Fehlerverdacht vor und stellt sich bei der Diagnose heraus, dass der Drucksensor in Ordnung ist, so wird auf den Fehler des Tankabsperrventils geschlossen. Wird hingegen im Rahmen der Diagnose ein Fehler des Drucksensors festgestellt und und liegt der Fehlerverdacht vor, so wird auf den Fehler des Drucksensors geschlossen. Insgesamt wird hierdurch eine äußerst genaue Diagnose und Leckageprüfung realisiert.
-
Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass während des Überwachungszeitraums ein Gradient des Drucks über der Zeit ermittelt und mit einem Gradientenschwellenwert verglichen wird, wobei der Druck bei einem Unterschreiten des Gradientenschwellenwerts durch den Gradient ermittelt und bei einem Unterschreiten eines Mindestdrucks durch den Druck aus der ersten Leckageprüfbetriebsart in die zweite Leckageprüfbetriebsart gewechselt wird. Während des Überwachungszeitraums wird zusätzlich oder alternativ zu dem Prüfen auf das Ausbleiben der Druckreduzierung der Gradient des Drucks über der Zeit ermittelt. Der Gradient des Drucks wird hierbei aus dem gemessenen Druck ermittelt. Der Gradient wird permanent oder periodisch bestimmt, insbesondere bis der Gradient den Gradientenschwellenwert unterschreitet, also kleiner ist als dieser.
-
Bei dem Unterschreiten des Gradientenschwellenwerts durch den Gradienten wird der momentan vorliegende Druck ermittelt. Anders ausgedrückt wird der momentan vorliegende Druck ermittelt, sobald der Gradient den Gradientenschwellenwert unterschreitet. Der Druck wird mit dem Mindestdruck verglichen. Unterschreitet der Druck den Mindestdruck, ist also der Druck kleiner als der Mindestdruck, so wird darauf geschlossen, dass der in dem Kraftstofftank vor dem Öffnen des Tankabsperrventil vorliegende Druck nicht hinreichend hoch war, um die erste Leckageprüfbetriebsart durchzuführen. Aus diesem Grund wird in diesem Fall in die zweite Leckageprüfbetriebsart gewechselt.
-
Das Wechseln in die zweite Leckageprüfbetriebsart bedeutet, dass das Sperrventil geöffnet und die die Pumpe betrieben wird, um Luft aus der Au-ßenumgebung in Richtung des Kraftstofftanks zu pumpen, bis der in dem Kraftstofftank gemessene Druck den Solldruck erreicht. Bei beziehungsweise unmittelbar nach dem Erreichen des Solldrucks durch den Druck wird das Sperrventil geschlossen. Nachfolgend beginnt der Prüfzeitraum, während welchem gemäß den vorstehenden Ausführungen verfahren wird.
-
Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass der Prüfzeitraum eingeleitet wird, sofern der Druck größer als der oder gleich dem Mindestdruck ist. Ist also der bei dem Unterschreiten des Gradientenschwellenwerts durch den Gradienten vorliegende Druck mindestens gleich dem Mindestdruck, so wird der Prüfzeitraum eingeleitet, bevorzugt unmittelbar, sodass sich der Prüfzeitraum direkt an den Überwachungszeitraums anschließt. Hierdurch wird sichergestellt, dass der in der Kraftstofftankanordnung vorliegende Druck noch zur Durchführung der Leckageprüfung hinreichend ist.
-
Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass anhand der Druckdifferenz des Druckabfalls über die Bestimmte Zeitspanne hinweg eine Klassifizierung der Leckage vorgenommen wird. Hierbei werden beispielsweise mehrere Leckageklassen definiert, welchen jeweils ein Schwellenwert für die Druckdifferenz zugeordnet ist. Nach dem Ermitteln der Druckdifferenz wird aus den Leckageklassen diejenige Leckageklasse ausgewählt, welche den größten Schwellenwert aufweist, welcher von der Druckdifferenz mindestens erreicht oder überschritten wird. Bevorzugt ist jeder der Leckageklassen ein Äquivalenzdurchmesser eines Lecks zugeordnet. Beispielsweise liegt eine erste der Leckageklassen für einen Äquivalenzdurchmesser eines Lecks von 0,5 mm und eine zweite der Leckageklassen für einen Äquivalenzdurchmesser des Lecks von 1,0 mm vor. Mithilfe der Leckageklassen ist eine hinreichend genaue Aussage über das Ausmaß der Leckage möglich. Bevorzugt erfolgt in Abhängigkeit von der ausgewählten Leckageklasse ein Fehlereintrag in einen Fehlerspeicher des Kraftfahrzeugs.
-
Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass in der ersten Leckageprüfbetriebsart und der zweiten Leckageprüfbetriebsart das zwischen dem Kohlenwasserstofffilter und dem Ansaugtrakt vorliegende Spülventil geschlossen wird. Hierdurch wird verhindert, dass Fluid aus der Kraftstofftankanordnung in Richtung des Ansaugtakts entweicht und hierdurch die Leckageprüfung beeinträchtigt.
-
Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass als Sperrventil ein Rückschlagventil einer die Pumpe aufweisenden Pumpenanordnung verwendet wird. Die Pumpenanordnung weist also sowohl die Pumpe als auch das Sperrventil auf. Das Sperrventil ist als Rückschlagventil ausgestaltet, welches eine Durchströmung lediglich aus der Außenumgebung in die Kraftstofftankanordnung hinein, nicht jedoch umgekehrt, zulässt. Das Verfahren ist also mit geringem Aufwand umsetzbar. Das Rückschlagventil kann selbstverständlich als rein mechanisches Rückschlagventil oder als elektrisch angesteuertes Rückschlagventil vorliegen, welches durch Ansteuerung gezielt geöffnet und geschlossen werden kann.
-
Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass nach dem Prüfzeitraum das Tankabsperrventil geschlossen und das Sperrventil geöffnet wird, sodass strömungstechnisch zwischen dem Tankabsperrventil und dem Kohlenwasserstofffilter vorliegendes, Luft und gasförmigen Kraftstoff aufweisendes Fluid durch den Kohlenwasserstofffilter in Richtung der Außenumgebung strömt. Nach Abschluss der Leckageprüfung wird also der Kraftstofftank von dem anderen Bereich der Kraftstofftankanordnung strömungstechnisch getrennt, indem das Tankabsperrventil geschlossen wird. Um den in diesem anderen Bereich vorliegenden Überdruck abzubauen, wird das Sperrventil geöffnet. Entsprechend strömt das dort vorliegende Fluid in Richtung der Außenumgebung, nämlich durch den Kohlenwasserstofffilter, sodass in dem Fluid enthaltener Kraftstoff in diesem abgeschieden und zwischengespeichert wird.
-
Das Tankabsperrventil wird geschlossen, bevor das Sperrventil geöffnet wird. Insbesondere wird das Sperrventil erst dann geöffnet, wenn das Tankabsperrventil vollständig geschlossen ist. Hierdurch wird verhindert, dass eine große Menge an Fluid aus dem Kraftstofftank durch den Kohlenwasserstofffilter strömt und somit in diesem eine große Kraftstoffmenge anfällt.
-
Die Erfindung betrifft weiterhin eine Kraftstofftankanordnung für ein Kraftfahrzeug, insbesondere zur Durchführung des Verfahrens gemäß den Ausführungen im Rahmen dieser Beschreibung, mit einem Kraftstofftank, einem Kohlenwasserstofffilter sowie einer Pumpe, wobei der Kraftstofftank über ein Tankabsperrventil an den Kohlenwasserstofffilter und der Kohlenwasserstofffilter zum einen über die Pumpe an eine Außenumgebung der Kraftstofftankanordnung und zum anderen über ein Spülventil an einen Ansaugtrakt einer Brennkraftmaschine strömungstechnisch angeschlossen ist.
-
Dabei ist die Kraftstofftankanordnung dazu vorgesehen und ausgestaltet, bei einem in dem Kraftstofftank vorliegenden Druck, der größer als ein Druckschwellenwert ist, eine erste Leckageprüfbetriebsart durchzuführen, bei welcher ein strömungstechnisch zwischen der Pumpe und der Außenumgebung angeordnetes Sperrventil geschlossen sowie das Tankabsperrventil geöffnet wird und anschließend während eines Prüfzeitraums mittels eines in dem Kraftstofftank angeordneten Drucksensors der Druck in dem Kraftstofftank gemessen und bei Überschreiten eines Differenzschwellenwerts durch eine Druckdifferenz eines Druckabfalls des Drucks über eine bestimmte Zeitspanne hinweg auf eine Leckage der Kraftstofftankanordnung erkannt wird.
-
Auf die Vorteile einer derartigen Ausgestaltung der Kraftstofftankanordnung sowie einer derartigen Vorgehensweise wurde bereits hingewiesen. Sowohl die Kraftstofftankanordnung als auch das Verfahren zu ihrem Betreiben können gemäß den Ausführungen im Rahmen dieser Beschreibung weitergebildet sein, sodass insoweit auf diese verwiesen wird.
-
Die in der Beschreibung beschriebenen Merkmale und Merkmalskombinationen, insbesondere die in der nachfolgenden Figurenbeschreibung beschriebenen und/oder in den Figuren gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen, sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen. Es sind somit auch Ausführungsformen als von der Erfindung umfasst anzusehen, die in der Beschreibung und/oder den Figuren nicht explizit gezeigt oder erläutert sind, jedoch aus den erläuterten Ausführungsformen hervorgehen oder aus ihnen ableitbar sind.
-
Die Erfindung wird nachfolgend anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert, ohne dass eine Beschränkung der Erfindung erfolgt. Dabei zeigt:
- 1 eine schematische Darstellung einer Kraftstofftankanordnung für ein Kraftfahrzeug, sowie
- 2 ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zum Betreiben der Kraftstofftankanordnung.
-
Die 1 zeigt eine schematische Darstellung einer Kraftstofftankanordnung 1, welche bevorzugt Bestandteil eines hier nicht weiter dargestellten Kraftfahrzeugs ist. Die Kraftstofftankanordnung 1 verfügt über einen Kraftstofftank 2, einen Kohlenwasserstofffilter 3 und eine Pumpe 4. Der Kraftstofftank 2 ist über ein Tankabsperrventil 5 strömungstechnisch an den Kohlenwasserstofffilter 3 angeschlossen. Der Kohlenwasserstofffilter 3 ist zudem einerseits über die Pumpe 4, ein Sperrventil 6 sowie einen Luftfilter 7 an eine Außenumgebung 8 der Kraftstofftankanordnung 1 strömungstechnisch angeschlossen und andererseits über ein Spülventil 9 an einen Ansaugtrakt 10 einer Brennkraftmaschine 11. Die Brennkraftmaschine 11 bildet einen Bestandteil einer Antriebseinrichtung 12 des Kraftfahrzeugs.
-
Das Tankabsperrventil 5, das Sperrventil 6 sowie das Spülventil 9 beziehungsweise eine jeweilige Stelleinrichtung sind elektrisch an ein Steuergerät 13 angebunden. Dies gilt im Übrigen ebenfalls für die Pumpe 4. Weiterhin ist ein Drucksensor 14 an das Steuergerät 13 angebunden, welcher in dem Kraftstofftank 2 angeordnet ist und insoweit zur Messung eines in dem Kraftstofftank 2 vorliegenden Drucks dient. An den Kraftstofftank 2 ist eine Kraftstoffeinfüllleitung 15 angeschlossen. Auf ihrer dem Kraftstofftank 2 abgewandten Seite weist die Kraftstoffeinfüllleitung 15 eine Tanköffnung 16 auf welche mittels eines Tankdeckels 17 verschlossen ist.
-
Die 2 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zum Betreiben der Kraftstofftankanordnung 1. Das Verfahren beginnt an einem Startpunkt 18. Nach dem Startpunkt 18 folgt ein Verzögerungsschritt 19, mit welchem eine festgelegte Zeitspanne abgewartet wird. Anschließend wird in einem Schritt 20 entschieden, ob allein der Kraftstofftank 2 oder die gesamte Kraftstofftankanordnung 1 einer Leckageprüfung unterzogen werden soll. Ist ersteres der Fall, so wird im Rahmen einer Abfrage 21 abgefragt, ob der in dem Kraftstofftank 2 vorliegende Druck größer als ein Druckschwellenwert ist. Ist dies der Fall, so wird zu einem Schritt 22 verzweigt, an welchem eine erste Leckageprüfbetriebsart gestartet wird. Anderenfalls wird zu einem Schritt 23 verzweigt, an welchem eine zweite Leckageprüfbetriebsart gestartet wird.
-
Im Rahmen der ersten Leckageprüfbetriebsart wird das Sperrventil 6 geschlossen und das Tankabsperrventil 5 geöffnet. Wird im Rahmen einer nachfolgenden Abfrage 24 festgestellt, dass der Druck in dem Kraftstofftank 2 sinkt, so wird zu einer Abfrage 25 verzweigt anderenfalls wird zu einem Schritt 26 verzweigt. In dem Schritt 26 wird eine Prüfung auf einen Defekt des Tankabsperrventil 5 und des Drucksensors 14 eingeleitet.
-
Zunächst wird im Rahmen einer Abfrage 27 geprüft, ob der Drucksensor 14 bereits eine Diagnose durchlaufen hat und diese einen funktionierenden Drucksensor 14 zum Ergebnis hatte. Trifft dies zu, ist also sichergestellt, dass der Drucksensor 14 ordnungsgemäß funktioniert, so wird in einem Schritt 28 auf einen Fehler des Tankabsperrventil 5 erkannt. Ansonsten wird zu einem Schritt 29 verzweigt, in welchem ein Fehlerverdacht auf einen Fehler des Tankabsperrventil 5 und einen Fehler des Drucksensors 14 festgehalten wird.
-
Anschließend wird eine Diagnose des Drucksensors 14 durchgeführt. Ist dies erfolgt, wird wird im Rahmen einer Abfrage 30 das Ergebnis dieser Diagnose geprüft. Ist gemäß der Diagnose die Funktionsfähigkeit des Drucksensors 14 gegeben, so wird wiederum in dem Schritt 28 der Fehler des Tankabsperrventil 5 erkannt. Ansonsten wird in einem Schritt 31 auf einen Fehler des Drucksensors 14 erkannt.
-
Im Rahmen der Abfrage 25 wird während eines Überwachungszeitraums ein Gradient des Drucks über der Zeit ermittelt und mit einem Gradientenschwellenwert verglichen. Unterschreitet der Druckgradient einen Gradientenschwellenwert, so wird der Druck bei diesem Unterschreiten ermittelt. Ist der Druck kleiner als ein Mindestdruck, so wird zu einem Schritt 32 verzweigt, ansonsten zu einem Schritt 33. In dem Schritt 32 wird ein Verdacht auf einen Defekt des Sperrventils 6 oder ein Grobleck festgehalten.
-
Anschließend wird in die zweite Leckageprüfbetriebsart gewechselt. In dieser wird zunächst in einem Schritt 34 mittels der Pumpe 4 Luft aus der Au-ßenumgebung 8 in Richtung des Kraftstofftanks 2 gefördert. Zuvor wird das Sperrventil 6 geöffnet. Während des Förderns wird der in dem Kraftstofftank 2 vorliegende Druck mithilfe des Drucksensors 14 gemessen. Erreicht der Druck nach einem bestimmten Zeitraum einen Solldruck, was in der Abfrage 35 geprüft wird, so wird das Sperrventil 6 geschlossen und zu dem Schritt 33 verzweigt. Ansonsten wird in einem Schritt 36 auf einen Fehler des Sperrventils 6 beziehungsweise auf ein Grobleck der Kraftstofftankanordnung 1 erkannt.
-
In dem Schritt 33 wird ein Prüfzeitraum eingeleitet. Zunächst wird ein Verzögerungsschritt 37 durchgeführt. Anschließend wird der in dem Kraftstofftank 2 vorliegende Druck gemessen und aufgezeichnet. Tritt hierbei ein Druckabfall des Drucks auf, so wird die Druckdifferenz des Druckabfalls ermittelt, nämlich in einem Schritt 38. Anschließend wird in einem Schritt 39 der Prüfzeitraum beendet und in einem nachfolgenden Schritt 40 der Druck beziehungsweise die Druckdifferenz ausgewertet.
-
In einer nachfolgenden Abfrage 41 wird ermittelt, wie groß die Druckdifferenz ist. Ist die Druckdifferenz kleiner als ein erster Differenzschwellenwerts, so wird zu einem Schritt 42 verzweigt. Ist die Druckdifferenz mindestens so groß wie der erste Differenzschwellenwerts, so wird zu einem Schritt 43 verzweigt. Ist hingegen die Druckdifferenz mindestens so groß wie ein zweiter Differenzschwellenwerts, der größer ist als der erste Differenzschwellenwert, so wird zu einem Schritt 44 verzweigt.
-
Dem Schritt 42 schließt sich ein Schritt 45 an, in welchem darauf erkannt wird, dass keine Leckage der Kraftstofftankanordnung 1 vorliegt. Einem Schritt 43 schließt sich ein Schritt 46 an, gemäß welchem eine Leckage der Kraftstofftankanordnung 1 mit einer ersten Leckageklasse erkannt wird. Auf den Schritt 44 folgt wiederum ein Schritt 47, in welchem die Leckage der Kraftstofftankanordnung 1 mit einer zweiten Leckageklasse festgestellt wird. Nach jedem der Schritte 45, 46 und 47 wird das beschriebene Verfahren jeweils beendet.
-
Die erläuterte Vorgehensweise ermöglicht eine äußerst zuverlässige Leckageprüfung der Kraftstofftankanordnung 1. Hierbei wird bevorzugt ohnehin in dem Kraftstofftank 2 vorliegender Überdruck verwendet, sodass die Pumpe 4 in der ersten Leckageprüfbetriebsart nicht betrieben wird. Die Pumpe 4 kommt hingegen lediglich im Zuge der zweiten Leckageprüfbetriebsart zum Einsatz.
-
Bezugszeichenliste
-
- 1
- Kraftstofftankanordnung
- 2
- Kraftstofftank
- 3
- Kohlenwasserstofffilter
- 4
- Pumpe
- 5
- Tankabsperrventil
- 6
- Sperrventil
- 7
- Luftfilter
- 8
- Außenumgebung
- 9
- Spülventil
- 10
- Ansaugtrakt
- 11
- Brennkraftmaschine
- 12
- Antriebseinrichtung
- 13
- Steuergerät
- 14
- Drucksensor
- 15
- Kraftstoffeinfüllleitung
- 16
- Tanköffnung
- 17
- Tankdeckel
- 18
- Startpunkt
- 19
- Verzögerungsschritt
- 20
- Schritt
- 21
- Abfrage
- 22
- Schritt
- 23
- Schritt
- 24
- Abfrage
- 25
- Abfrage
- 26
- Schritt
- 27
- Abfrage
- 28
- Schritt
- 29
- Schritt
- 30
- Abfrage
- 31
- Schritt
- 32
- Schritt
- 33
- Schritt
- 34
- Schritt
- 35
- Abfrage
- 36
- Schritt
- 37
- Verzögerungsschritt
- 38
- Schritt
- 39
- Schritt
- 40
- Schritt
- 41
- Abfrage
- 42
- Schritt
- 43
- Schritt
- 44
- Schritt
- 45
- Schritt
- 46
- Schritt
- 47
- Schritt
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
-
Zitierte Patentliteratur
-
- DE 102015221536 A1 [0002]
- DE 102012007214 A1 [0003]
