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Die Erfindung betrifft ein Verfahren
zur Funktionsprüfung
einer Tankentlüftungsanlage
gemäß dem Oberbegriff
des Anspruchs 1.
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Stand der Technik
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Eine Tankentlüftungsanlage sowie ein Verfahren
und eine Vorrichtung zum Überprüfen der Funktionsfähigkeit
eines Tankentlüftungsventils
gehen aus der
DE 43
12 721 A1 hervor. Bei diesem Verfahren und bei dieser Vorrichtung
werden ein Tankentlüftungsventil
sowie ein Belüftungssperrventil von
einem Steuergerät
angesteuert und aufgrund der sich in dem Tank aufbauenden Druckverhältnisse, die
den Meßwerten,
auf die Dichtheit des Tanks und damit mittelbar auch die Funktionsweise
des Tankentlüftungsventils
geschlossen.
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Aus der
EP 0 635 633 A1 geht ein
Verfahren zum Überwachen
einer Kraftstoffdämpfe
auffangenden und einer Brennkraftmaschine zuleitenden Tankentlüftungsanlage
hervor, bei der während
des Regenerationsvorganges der Druck im Kraftstoffbehälter überwacht
und bei Überschreiten
eines Grenzwertes das Tankentlüftunsventil
geschlossen wird, um einen unzulässig
großen
Unterdruck im Tankentlüftungsventil
bei fehlerhaft sperrendem Belüftungsventil
am Aktivkohlebehälter
zu vermeiden. Bei diesem Verfahren werden das Tankentlüftungsventil
und das Belüftungsventil
durch ein Steuergerät
19 angesteuert.
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Die WO 01/73283 A1 offenbart eine
Tankentlüftungsanlage
für ein
Kraftfahrzeug und ein Verfahren zum Betreiben einer solchen. Diese
Tankentlüftungsanlage
umfaßt
einen Kraftstofftank, ein Absorptionsfilter, das mit dem Kraftstofftank über eine
Filterleitung verbunden ist und welches eine Belüftungsleitung aufweist, und
ein Tankentlüftungsventil,
das über
Ventilleitungen mit dem Saugrohr einer Brennkraftmaschine verbunden
ist. Um Leckagen des Tankentlüftungsventils
bei gleichzeitig optimalen Durchflußeigenschaften dieses Ventils
zu vermeiden, wird ein in Reihe zu dem Tankentlüftungsventil angeordnetes Absperrmittel
abhängig
von den Betriebszuständen
Dichtheitsprüfung,
Stillstand der Brennkraftmaschine und/oder Tankentlüftungsvorgang öffnend beziehungsweise
schließend
angesteuert.
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Ein Verfahren zur Prüfung der
Funktionsfähigkeit
eines Tankentlüftungsventils
ist ferner aus der WO 01/77517 A1 bekannt.
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Aufgabe der Erfindung ist es, ein
Verfahren zur Funktionsprüfung
einer Tankentlüftungsanlage
zu vermitteln, das die Überwachung
der Funktionsfähigkeit
von mehreren Absperrmitteln, insbesondere des Tankentlüftungsventils
und eines Absperrventils, und darüber hinaus die Lokalisierung
von Fehlern bei abgasbeeinflussenden Komponenten der Tankentlüftungsanlage
ermöglichen
soll.
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Vorteile der Erfindung
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Die Erfindung löst diese Aufgabe mit den Merkmalen
des Anspruchs 1. Vorteilhafte Weiterbildungen des Erfindungsgegenstandes
sind den Unteransprüchen
zu entnehmen.
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Die aufeinander abgestimmte öffnende
und schließende
Ansteuerung der mindestens zwei unmittelbar in Reihe geschalteten
Absperrmitteln bei einer Funktionsprüfung einer Tankentlüftungsanlage, bei
der die Tankentlüftungsanlage
mit einem Druck beaufschlagt wird, erlaubt vorteilhafterweise aus
dem Verlauf mindestens eines, den Druck charakterisierenden Signals
nicht nur auf eine Funktionsstörung wenigstens
eines der Absperrmittel zu schließen, sondern auch den Fehler
zu lokalisieren, so daß dieser
jedem der beiden Absperrmittel zugeordnet werden kann. Hierdurch
können
sowohl Funktionsstörungen
beim Schließen
als auch beim Öffnen
der Absperrmittel erkannt werden. Eine Funktionsstörung liegt
beispielsweise dann vor, wenn das Absperrmittel in einer Stellung
klemmt und/oder nicht ordnungsgemäß vollständig öffnet beziehungsweise schließt.
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Um Aussagen über die Funktionsfähigkeit von
in Reihe geschalteten Absperrmitteln treffen zu können, sieht
eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung des Verfahrens folgende
Schritte vor:
- a) bei einem Tankentlüftungsvorgang
werden die zwei in Reihe geschalteten Absperrmittel öffnend angesteuert,
und bei einem als fehlerhaft beurteilten Verlauf des Tankentlüftungsvorgangs
wird die Funktionsprüfung,
insbesondere mit der Ausgabe einer Fehlermeldung, beendet, andernfalls
wird darauf geschlossen, daß bei
keinem der beiden Absperrmittel eine Funktionsstörung beim Öffnen vorliegt,
- b) danach werden beide Absperrmittel schließend angesteuert und die Tankentlüftungsanlage
mit einem Druck, insbesondere einem Überdruck, beaufschlagt und
das mindestens eine, den Druck charakterisierende Signal erfaßt und falls
dieses Signal außerhalb
eines vorgebbaren Intervalls liegt, wird auf eine Undichtigkeit
in der Tankentlüftungsanlage
geschlossen (Tankdichtheitsprüfung) und
die Funktionsprüfung
wird, insbesondere mit der Ausgabe einer Fehlermeldung, beendet,
andernfalls wird darauf geschlossen, daß wenigstens eines der Absperrmittel
dicht schließt,
- c) im Anschluß daran
werden eines der beiden Absperrmittel schließend und das andere der beiden
Absperrmittel öffnend
angesteuert und die Tankentlüftungsanlage
fortgesetzt mit einem Druck beaufschlagt, und falls eine, insbesondere eine
einen Druckabfall charakterisierende Änderung des mindestens einen,
den Druck charakterisierenden Signals festgestellt wird, wird darauf geschlossen,
daß das
eine schließend
angesteuerte Absperrmittel eine Funktionsstörung beim Schließen aufweist
und die Funktionsprüfung wird,
insbesondere mit der Ausgabe einer Fehlermeldung, beendet, andernfalls
wird darauf geschlossen, daß dieses
eine Absperrmittel dicht schließt,
- d) daraufhin werden das eine Absperrmittel öffnend und das andere Absperrmittel
schließend angesteuert
und die Tankentlüftungsanlage
fortgesetzt mit einem Druck beaufschlagt, und falls eine, insbesondere
eine einen Druckabfall charakterisierende Änderung des mindestens einen, den
Druck charakterisierenden Signals festgestellt wird, wird darauf
geschlossen, daß das
andere schließend
angesteuerte Absperrmittel eine Funktionsstörung beim Schließen aufweist
und die Funktionsprüfung
wird, insbesondere mit der Ausgabe einer Fehlermeldung, beendet,
andernfalls wird darauf geschlossen, daß auch dieses andere Absperrmittel
dicht schließt.
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Hierdurch wird erreicht, daß eine Aussage darüber getroffen
werden kann, welches Absperrmittel gegebenen falls nicht ordnungsgemäß funktioniert und
darüber
hinaus, ob dieses eine Funktionsstörung beim Öffnen oder beim Schließen aufweist.
Es ist insoweit anders ausgedrückt
eine "Lokalisierung" einer Fehlfunktion der Absperrmittel möglich. Da
das Verfahren während
eines Tankentlüfungsvorgangs
bzw. einer Tankdichtheitsprüfung
durchgeführt
werden kann, ist keine zusätzliche
Erfassung von Signalen nötig.
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Im Anschluß an Verfahrensschritt b) können vorteilhafterweise
bei der mit einem Druck beaufschlagten Tankentlüftungsanlage beide Absperrmittel öffnend angesteuert
werden, und falls keine, insbesondere keine einen spontanen Druckabfall
charakterisierende Änderung
des mindestens einen, den Druck charakterisierenden Signals festgestellt
wird, wird darauf geschlossen, daß wenigstens eines der Absperrmittel
eine Funktionsstörung
beim Öffnen aufweist
und die Funktionsprüfung
wird, insbesondere mit der Ausgabe einer Fehlermeldung, beendet, andernfalls
wird darauf geschlossen, daß beide
Absperrmittel ordnungsgemäß öffnen, und
die Funktionsprüfung
wird mit dem Verfahrensschritt c) fortgesetzt. Hierdurch werden
die Öffnungsfunktionen
der beiden Absperrmittel auch bei einer unter Druck stehenden Tankentlüftungsanlage überprüft.
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Um eine Aussage über die Art von etwaigen Funktionsstörungen für drei Absperrmittel
treffen zu können,
wobei mindestens ein Absperrmittel eine Ventilleitung zu einem Saugrohr
(Saugleitung), durch das gasförmiges
Fluid aus der Tankentlüftungsanlage
absaugbar ist, absperrt und mindestens ein weiteres Absperrmittel
eine Belüftungsleitung,
durch die ebenfalls gasförmiges
Fluid, insbesondere Frischluft nachströmen kann, absperrt, sieht eine
besonders vorteilhafte Ausgestaltung des Verfahrens folgende Schritte
vor:
- a) bei dem Tankentlüftungsvorgang werden die zwei
in der Saugleitung in Reihe geschalteten, und ein weiteres, in der
Belüftungsleitung
angeordnetes Absperrmittel, insbesondere ein Aktivkohlefilterabsperrventil, öffnend angesteuert,
und bei einem als fehlerfrei beurteilten Verlauf des Tankentlüftungsvorgangs
wird, falls eine, insbesondere eine einen Unterdruckaufbau charakterisierende Änderung
des mindestens einen, den Druck charakterisierenden Signals festgestellt wird,
darauf geschlossen, daß das
weitere Absperrmittel eine Funktionsstörung beim Öffnen aufweist und die Funktionsprüfung wird,
insbesondere mit der Ausgabe einer Fehlermeldung, beendet, andernfalls
wird darauf geschlossen, daß keines
der Absperrmittel geschlossen klemmt,
- b) anschließend
werden die beiden in Reihe geschalteten Absperrmittel öffnend und
das weitere Absperrmittel schließend angesteuert und falls keine,
insbesondere keine einen Unterdruckaufbau charakterisierende Änderung
des mindestens einen, den Druck charakterisierenden Signals festgestellt
wird, wird darauf geschlossen, daß das weitere Absperrmittel
eine Funktionsstörung beim
Schließen
aufweist und die Funktionsprüfung
wird, insbesondere mit der Ausgabe einer Fehlermeldung, beendet,
andernfalls wird darauf geschlossen, daß das weitere Absperrmittel
ordnungsgemäß schließt,
- c) daraufhin werden alle drei Absperrmittel schließend angesteuert
und falls eine Änderung
des mindestens einen, den Druck charakterisierenden Signals festgestellt
wird, wird auf eine Undichtigkeit in der Tankentlüftungsanlage
geschlossen und die Funktionsprüfung
wird, insbesondere mit der Ausgabe einer Fehlermeldung, beendet,
andernfalls wird darauf geschlossen, daß das weitere Absperrmittel
und wenigstens eines der beiden in Reihe geschalteten Absperrmittel
dicht schließen,
- d) danach werden eines der beiden in Reihe geschalteten Absperrmittel öffnend,
das andere der beiden in Reihe geschalteten Absperrmittel und das
weitere, in der Belüftungsleitung
angeordnete Absperrmittel schließend angesteuert, und falls eine Änderung
des mindestens einen, den Druck charakterisierenden Signals festgestellt
wird, wird darauf geschlossen, daß das andere in Reihe geschaltete
schließend
angesteuerte Absperrmittel eine Funktionsstörung beim Schließen aufweist und
die Funktionsprüfung
wird, insbesondere mit der Ausgabe einer Fehlermeldung, beendet,
andernfalls wird darauf geschlossen, daß das andere Absperrmittel
dicht schließt,
und
- e) im Anschluß werden
das eine in Reihe geschaltete Absperrmittel schließend, das
andere in Reihe geschal tete Absperrmittel öffnend und das weitere Absperrmittel
schließend
angesteuert, und falls eine Änderung
des mindestens einen, den Druck charakterisierenden Signals festgestellt wird,
wird darauf geschlossen, daß das
eine in Reihe geschaltete schließend angesteuerte Absperrmittel
eine Funktionsstörung
beim Schließen aufweist
und die Funktionsprüfung
wird, insbesondere mit der Ausgabe einer Fehlermeldung beendet,
andernfalls wird darauf geschlossen, daß dieses eine Absperrmittel
dicht schließt.
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Hierdurch kann auf sehr vorteilhafte
Weise mit einfachen Mitteln, beispielsweise durch Verwendung eines
Tankdrucksensors zur Bestimmung eines Tankdrucks, und/oder unter
Verwendung ohnehin bekannter, den Druck in der Tankentlüftungsanlage charakterisierender
Signale eine Funktionsüberprüfung aller
drei Absperrmittel sicher und schnell durchgeführt werden. Da die Funktionsprüfung während eines
Tankentlüftungsvorgangs
durchgeführt
wird, bei dem ohnehin durch die Brennkraftmaschine oder eine andere
Unterdruckquelle ein Unterdruck erzeugt wird, wird keine zusätzliche
Druckquelle benötigt. Darüber hinaus
kann die Funktionsprüfung
auch unabhängig
von einer Tankdichtheitsprüfung
durchgeführt
werden.
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Vorteilhafterweise wird die Funktionsfähigkeit
mindestens eines Tankentlüftungsventils und/oder
mindestens eines weiteren Absperrventils überprüft. Hierdurch wird die Diagnosesicherheit
einer Tankdichtheitsprüfung deutlich
verbessert und der fehlerfreie Verlauf eines Tankentlüftungsvorgangs
sichergestellt, da hierzu die fehlerfreie Funktion des Tankentlüftungsventils
bzw. des weiteren Absperrventils unbedingt nötig ist.
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Um den technischen Aufwand gering
zu halten und insbesondere auf bauliche Änderungen verzichten zu können, wird
vorteilhafterweise das mindestens eine, den Druck charakterisierende
Signal aus einem Signal für
den Pumpenstrom einer elektrisch betriebenen Pumpe zum Beaufschlagen
der Tankentlüftungsanlage
mit einem Druck und/oder aus einem Signal eines Drucksensors in
der Tankentlüftungsanlage
erfaßt.
Von besonderem Vorteil ist hierbei, daß das den Druck charakterisierende
Signal ohnehin bei einer Tankdichtheitsprüfung oder bei einem Tankentlüftungsvorgang
ermittelt wird.
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Eine vorteilhafte Ausgestaltung des
Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, daß zur Feststellung einer Änderung
des mindestens einen, den Druck charakterisierenden Signals dieses
vor einem Ansteuern mindestens eines der Absperrmittel erfaßt und als
Sollwert gespeichert wird, und nach dem Ansteuern dieses mindestens
einen Absperrmittels erneut erfaßt wird (Istwert) und mit dem
Sollwert verglichen wird, und falls die Abweichung des Istwerts
von dem Sollwert größer ist
als ein vorgebbarer Wert, wird auf eine Änderung des mindestens einen,
den Druck charakterisierenden Signals geschlossen. Hierdurch kann
auf zusätzliche
Sensoren verzichtet werden, da ohnehin vorhandene Signale verwendet werden, die
insbesondere in einem Programmablauf in einer Steuereinheit miteinander
verglichen werden.
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Zeichnung
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Weitere Vorteile und Merkmale der
Erfindung sind Gegenstand der nachfolgenden Beschreibung sowie der
zeichnerischen Darstellung einiger Ausführungsbeispiele der Erfindung.
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In der Zeichnung zeigen:
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1 schematisch
eine aus dem Stand der Technik bekannte Tankentlüftungsanlage, bei der das erfindungsgemäße Verfahren
zur Funktionsprüfung mit
einem Überdruckaufbau
zum Einsatz kommt,
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2 eine
modifizierte Tankentlüftungsanlage,
bei der eine Ausgestaltung des Verfahrens zur Funktionsprüfung mit
einem Unterdruckaufbau zum Einsatz kommt,
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3a und 3b ein Ablaufdiagramm eines
erfindungsgemäßen Verfahrens
zur Funktionsprüfung eines
Tankentlüftungsventils
und eines Absperrventils in einer Tankentlüftungsanlage gemäß 1, und
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4a und 4b ein Ablaufdiagramm einer vorteilhaften
Ausgestaltung des Verfahrens zur Funktionsprüfung eines Tankentlüftungsventils,
eines Absperrventils, und eines Aktivkohlefilterabsperrventils in
einer Tankentlüftungsantage
gemäß 2.
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Beschreibung einiger Ausführungsbeispiele
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Das Verfahren zur Funktionsprüfung wird
im folgenden in Verbindung mit einer Tankentlüftungsanlage eines Kraftfahrzeuges
beschrieben.
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Eine Tankentlüftungsanlage eines Kraftfahrzeuges,
dargestellt in 1, umfaßt einen
Tank 10, ein Adsorptionsfilter 20, beispielsweise
ein Aktivkohlefilter, das mit dem Tank 10 über eine
Filterleitung 12 verbunden ist und eine mit der Umgebung
verbindbare Belüftungsleitung 22 aufweist,
sowie ein Tankentlüftungsventil 30 (TEV),
das einerseits mit dem Adsorptionsfilter 20 über eine
Ventilleitung 24 und andererseits mit einem Saugrohr 40 einer
Brennkraftmaschine 44 über
eine Ventilleitung 42 verbunden ist. In der Ventilleitung 42 ist
ein durch eine Schaltungseinheit 60 ansteuerbares, insbesondere
mit dem Tankentlüftungsventil 30 in
Reihe geschaltetes Absperrventil 90 (AV) angeordnet, auf
das weiter unten noch näher
eingegangen wird.
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Durch Verdunstung entstehen in dem
Tank 10 Kohlenwasserstoffe, die sich in dem Adsorptionsfilter 20 anla gern.
Zur Regenerierung des Adsorptionsfilters 20 wird das Tankentlüftungsventil 30 geöffnet, so
daß aufgrund
des beim Betrieb der Brennkraftmaschine 44 in dem Saugrohr 40 herrschenden Unterdrucks
Luft der Atmosphäre
durch das Adsorptionsfilter 20 gesaugt wird, wodurch die
in dem Adsorptionsfilter 20 angelagerten Kohlenwasserstoffe
in das Saugrohr 40 gesaugt und der Brennkraftmaschine 44 zugeführt werden
(Tankentlüftungsvorgang).
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Um die Funktionsfähigkeit einer solchen Tankentlüftungsanlage
diagnostizieren zu können,
ist eine Pumpe 50 vorgesehen, die beispielsweise von einem
Elektromotor (nicht dargestellt) angetrieben wird. Die Pumpe wird
von der Schaltungseinheit 60 angesteuert. Der Pumpe 50 nachgeschaltet
ist ein Umschaltventil 70, beispielsweise in Form eines 3/2-Wegeventils,
wie in 1 dargestellt.
Parallel zu diesem Umschaltventil 70 ist in einem separaten Zweig 80 ein
Referenzleck 81 angeordnet. Die Größe des Referenzlecks 81 ist
so gewählt,
daß sie
der Größe eines
zu erfassenden Lecks entspricht. Dieses Referenzleck kann beispielsweise
auch Bestandteil des Umschaltventils 70 sein, etwa durch
eine Kanalverengung oder dergleichen, so daß in diesem Falle ein zusätzlicher
Referenzzweig 80 entfallen kann (nicht dargestellt).
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Zur Dichtheitsprüfung der Tankentlüftungsanlage
(Tankdichtheitsprüfung)
wird die Pumpe
50 betätigt
und dadurch abwechselnd in die Tankentlüftungsanlage und – durch
Umschalten des Ventils
70 – in das Referenzleck
81 ein Überdruck
eingebracht. Hierbei wird beispielsweise der dem Pumpenmotor zuzuführende Strom
I
M, der bei einem Spannungsabfall über einen
Widerstand R
M fließt, erfaßt und der Schaltungseinheit
60 zugeführt. Aufgrund
des zeitlichen Verlaufs des so erfaßten Stroms IM kann auf an sich
bekannte und beispielsweise in der
US 5.890.474 oder
der
US 6.131.550 , auf
die vorliegend Bezug genommen wird, erläuterten Weise auf die Dichtheit
der Tankentlüftungsanlage
geschlossen werden.
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Eine eventuell an dem Tankentlüftungsventil 30 auftretende
Leckage würde
nun beispielsweise eine solche Dichtheitsprüfung stören. Eine Leckage des Tankentlüftungsventils 30 würde sich
darüber
hinaus nachteilig auf die Gesamtemissionen eines Fahrzeugs auswirken.
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Um diese Nachteile zu vermeiden,
ist das Absperrventil 90 vorgesehen, das durch die Schaltungseinheit 60 ansteuerbar
ist.
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Dieses Absperrventil 90 ist
hinsichtlich seiner Absperreigenschaften optimiert, wohingegen das Tankentlüftungsventil 30 hinsichtlich
seiner Durchflußeigenschaften,
nicht jedoch hinsichtlich seiner Absperreigenschaften optimiert
ist. Das Absperrventil 90 kann beispielsweise, wie in 1 dargestellt, zwischen
der Brennkraftmaschine 44 und dem Tankentlüftungsventil 30 angeordnet
sein, es kann aber auch zwischen dem Tankentlüftungsventil 30 und
dem Aktivkohlefilter 20 angeordnet sein (nicht dargestellt).
Es kann schließlich auch
mit dem Tankentlüftungsventil 30 eine
Baueinheit bilden.
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Das Absperrventil 90 ist
so ausgebildet, daß sein
Maximaldurchfluß im
geöffneten
Zustand wenigstens dem Maximaldurchfluß des Tankentlüftungsventils 30 in
dessen völlig
geöffnetem
Zustand entspricht.
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Bei einer modifizierten Tankentlüftungsanlage,
bei der eine Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Einsatz
kommt, dargestellt in 2,
sind diejenigen Elemente, die mit denen der ersten, in 1 beschriebenen Tankentlüftungsanlage
identisch sind, mit denselben Bezugszeichen versehen, so daß bezüglich deren
Beschreibung auf die Ausführungen
zur ersten Tankentlüftungsanlage
vollinhaltlich Bezug genommen wird. Diese Tankentlüftungsanlage
unterscheidet sich von der ersten, in 1 dargestellten
dadurch, daß ein
durch die Schaltungseinheit 60 ansteuerbares Aktivkohlefilterabsperrventil 25 (AAV)
in der Belüftungsleitung 22 angeordnet
ist, das bei einem nachfolgend beschriebenen Tankentlüftungsvorgang öffnend angesteuert wird,
so daß Frischluft
durch den Aktivkohlefilter 20 strömen kann. Darüber hinaus
ist ein Tankdrucksensor 11 im Tank 10 vorgesehen,
durch den der Tankdruck erfaßt
wird und dessen Signal der Schaltungseinheit 60 zugeleitet
wird.
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Ein Ablaufdiagramm eines erfindungsgemäßen Verfahrens
zur Überprüfung der
Funktionsfähigkeit
des Tankentlüftungsventils 30 und
des Absperrventils 90 in einer Tankentlüftungsanlage gemäß 1 wird nachfolgend in Verbindung
mit 3 erläutert.
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Zu Beginn des Verfahrens werden in
einem Schritt 110 das Tankentlüftungsventil 30 und
das Absperrventil 90 ein erstes Mal öffnend angesteuert, und der
oben, in Verbindung mit 1 beschriebene Tankentlüftungsvorgang
durchgeführt.
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Wenn sich in einem Schritt 130 herausstellt, daß der Tankentlüftungsvorgang
fehlerfrei durchgeführt
wird, was beispielsweise dadurch erkannt werden kann, daß eine den
Tankentlüftungsvorgang
charakterisierende Kenngröße, beispielsweise
ein mit einem nicht gezeigten Luftmengenmesser oder dergleichen
ermittelter Luftdurchsatz durch den Absorptionsfilter 20,
innerhalb eines vorgebbaren, den fehlerfreien Verlauf kennzeichnenden
Intervalls liegt, wird in einem Schritt 150 das Verfahren mit dem schließenden Ansteuern
des Tankentlüftungsventils 30 und
des Absperrventils 90 fortgesetzt. Andernfalls wird in
einem Schritt 140 darauf geschlossen, daß mindestens eines der beiden
Ventile geschlossen klemmt und die Funktionsprüfung wird nach Ausgabe einer
Fehlermeldung in einem Schritt 285, insbesondere an eine nicht gezeigte
Steuereinheit, mit einem Schritt 290 beendet.
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Um den Einfluß eventuell ablaufender chemischer
oder physikalischer Prozesse – beispielsweise
kann bei einem Unterdruck ein Übergang
wenigstens eines Teils eines Fluids von einem flüssigen in einen gasförmigen Zu stand,
insbesondere ein Ausgasen eines Kraftstoffs, erfolgen –, auf einen
Druck im Tank 10 zu verringern, sind die Schaltung der
Ventile und die jeweils anschließende Überprüfung auch im weiteren Verlauf
der Funktionsprüfung
schnell durchzuführen.
Hierdurch wird die Genauigkeit der Funktionsprüfung deutlich verbessert.
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Wird der Tankentlüftungsvorgang im Schritt 130
als fehlerfrei beurteilt, werden anschließend in dem Schritt 150 beide
Ventile schließend
angesteuert und in Schritt 160 eine Tankdichtheitsprüfung durchgeführt, indem
mit der Pumpe 50 die Tankentlüftungsanlage mit einem Druck
beaufschlagt wird, wodurch ein Druck, vorzugsweise ein Überdruck
im Tank 10 aufgebaut wird, eine diesen Druck kennzeichnende
Größe erfaßt wird,
und diese mit einem Sollwert verglichen wird.
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Falls sich hierbei in einem Schritt
170 herausstellt, daß der
Druck in der Tankentlüftungsanlage den
Sollwert nicht übersteigt,
wird in einem Schritt 180 darauf geschlossen, daß Undichtigkeiten im Tankentlüftungssystem
vorliegen. Es kann hier keine Aussage über die Dichtheit der Ventile 30, 90 getroffen
werden. Anschließend
wird die Funktionsprüfung nach
der Ausgabe einer Fehlermeldung in dem Schritt 285 mit dem Schritt
290 beendet.
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Wird hingegen in Schritt 170 festgestellt,
daß der
Druck den Sollwert zumindest erreicht, so werden in einem Schritt
190 das Tankentlüftungsventil 30 und das Absperrventil 90 gleichzeitig
ein zweites Mal öffnend
angesteuert, was bei fehlerfreier Funktion der Ventile 30, 90 zu
einem spontanen Druckabfall führt. Ist
kein Druckabfall festzustellen, so wird in einem Schritt 210 darauf
geschlossen, daß mindestens
eines der Ventile eine Funktionsstörung beim Öffnen aufweist. Anschließend wird
die Funktionsprüfung nach
der Ausgabe einer Fehlermeldung in dem Schritt 285 mit dem Schritt
290 beendet.
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Dadurch, daß die beiden Ventile 30 und 90 das
zweite Mal öffnend
angesteuert werden, wird deren Öffnungsfunktion
auch bei der unter Druck stehenden Tankentlüftungsanlage beispielsweise
während
einer Tankdichtheitsprüfung überprüft.
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Wird in Schritt 200 ein Druckabfall
festgestellt, wenn also beide Ventile auch bei der unter Druck stehenden
Tankentlüftungsanlage
ordnungsgemäß öffnen, so
wird in einem Schritt 220 bei fortgesetztem Beaufschlagen der Tankentlüftungsanlage mit
Druck, insbesondere bei fortgesetzter Tankdichtheitsprüfung, das
Tankentlüftungsventil 30 schließend angesteuert,
um einen Druckaufbau zu ermöglichen.
Darüber
hinaus wird das Absperrventil 90 öffnend angesteuert, wodurch
erreicht wird, daß nur
das Tankentlüftungsventil 30 die
Zuleitung zum Saugrohr 40 verschließt und somit auf seine Dichtigkeit
hin überprüft wird.
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Anschließend wird in einem Schritt
230 geprüft,
ob der Druck ansteigt und sich insbesondere ein Druck aufbaut, bei
dem die den Druck kennzeichnende Größe größer ist als der Sollwert bei
einer dichten Tankentlüftungsanlage.
Trifft dies nicht zu oder fällt
der Druck gar weiter ab – die
Ursache kann nur in einer Undichtigheit des Tankentlüftungsventils 30 liegen,
da die Dichtheit der restlichen Tankentlüftungsanlage bereits in den
Schritten 160 bis 180 überprüft wurde – so wird
in einem Schritt 240 darauf geschlossen, daß das Tankentlüftungsventil 30 nicht dicht
schließt.
Daraufhin wird die Funktionsprüfung nach
der Ausgabe einer Fehlermeldung in dem Schritt 285 mit dem Schritt
290 beendet.
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Wird in Schritt 230 hingegen ein
Druckanstieg festgestellt, so wird in einem Schritt 245 darauf geschlossen,
daß das
Tankentlüftungsventil
dicht schließt
und in Schritt 250 werden bei fortgesetztem Beaufschlagen der Tankentlüftunsanlage
mit Druck, insbesondere bei fortgesetzter Tankdichtheitsprüfung, das
Tankentlüftungsventil 30 öffnend angesteuert
und das Absperrventil 90 schließend angesteuert, wodurch ein
Druckabfall verhindert werden soll und darüber hinaus der Druck ansteigen
soll und sich insbesondere ein bei einer dichten Tankentlüftungsanlage
erwarteter Druck aufbauen soll. Wenn daraufhin in einem Schritt
260 ein Druckabfall festgestellt wird, insbesondere wenn die den
Druck kennzeichnende Größe kleiner
als der Sollwert ist, so wird in einem Schritt 270 darauf geschlossen,
daß das
Absperrventil 90 nicht dicht schließt und es wird anschließend, nach
Ausgabe einer Fehlermeldung in Schritt 285, mit Schritt 290 die
Funktionsprüfung
beendet. Andernfalls wird in einem Schritt 280 darauf geschlossen, daß das Absperrventil 90 dicht
schließt,
um danach die Funktionsprüfung
mit Schritt 290 zu beenden.
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Alternativ können die Schritte 220 bis 280
in einer anderen Reihenfolge durchgeführt werden. So können beispielsweise
in Schritt 220 das Tankentlüftungsventil 30 öffnend und
das Absperrventil 90 schließend angesteuert werden. Anschließend wird in
Schritt 230 überprüft, ob der
Druck ansteigt. Ist dies nicht der Fall oder fällt der Druck sogar ab, wird in
Schritt 240 darauf geschlossen, daß das Absperrventil 90 nicht
dicht schließt
und die Funktionsprüfung
wird nach der Ausgabe einer Fehlermeldung in Schritt 285 mit Schritt
290 beendet. Andernfalls wird in einem Schritt 245 darauf geschlossen,
daß das
Absperrventil 90 dicht schließt und es werden in Schritt 250
das Tankentlüftungsventil 30 schließend und
das Absperrventil 90 öffnend
angesteuert. Wenn nun in Schritt 260 ein Druckabfall festgestellt
wird, wird in einem Schritt 270 darauf geschlossen, daß das Tankentlüftungsventil 30 nicht
dicht schließt.
Anschließend
wird die Funktionsprüfung
nach der Ausgabe einer Fehlermeldung in Schritt 285 mit Schritt 290
beendet. Andernfalls wird in Schritt 280 darauf geschlossen, daß das Tankentlüftungsventil 30 dicht schließt, um dann
die Funktionsprüfung
mit Schritt 290 zu beenden.
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Eine weitere Ausgestaltung des Verfahrens zur
Funktionsprüfung
insbesondere des Tankentlüftungsventils 30,
des Absperrventils 90 und des Aktivkohlefilterabsperr ventils 25 bei
der Tankentlüftungsanlage
gemäß 2 wird nachfolgend in Verbindung mit 4 erläutert.
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Zunächst werden in einem Schritt
300 das Tankentlüftungsventil 30,
das Absperrventil 90 und das Aktivkohlefilterabsperrventil 25 öffnend angesteuert
und daraufhin in einem Schritt 305 ein Tankentlüftungsvorgang gestartet.
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Anschließend wird in einem Schritt
320 – wie in
Schritt 130 des in Verbindung mit 3 oben
erläuterten
Verfahrens – überprüft, ob der
Tankentlüftungsvorgang
fehlerfrei verläuft.
Trifft dies nicht zu, so wird in einem Schritt 330 auf einen Fehler
bei dem Tankentlüftungsvorgang
geschlossen und die Funktionsprüfung
wird nach Ausgabe einer Fehlermeldung in einem Schritt 485 mit einem
Schritt 490 beendet. Andernfalls wird in einem Schritt 340, beispielsweise durch
Abfragen des Signals des Tankdrucksensors 11 überprüft, ob im
Tank 10 ein Unterdruck aufgebaut wird. Dies kann nur der
Fall sein, wenn die Frischluftleitung versperrt ist und keine Luft
nachströmen kann.
In diesem Fall wird in einem Schritt 350 darauf geschlossen, daß das Aktivkohlefilterabsperrventil 25 in
der geschlossenen Position klemmt und somit die Frischluftzufuhr
versperrt. Anschließend
wird die Funktionsprüfung
nach der Ausgabe einer Fehlermeldung in dem Schritt 485 mit dem
Schritt 490 beendet.
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Steigt der Unterdruck im Tank 10 hingegen nicht
an, was auf ein fehlerfrei öffnendes
Aktivkohlefilterabsperr ventil 25 schließen läßt, werden in einem Schritt
355 das Tankentlüftungsventil 30 und
das Absperrventil 90 öffnend,
und das Aktivkohlefilterabsperrventil 25 schließend angesteuert,
wodurch ein Unterdruckaufbau in der Tankentlüftungsanlage bzw. dem Tank 10 zu
erwarten ist, da die Zuleitung zum Saugrohr 40 nun frei
ist und somit Luft aus der Tankentlüftungsanlage abgesaugt wird,
allerdings keine Frischluft nachströmen kann, da das Aktivkohlefilterabsperrventil 25 geschlossen
ist.
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Wird in einem Schritt 360 kein Anstieg
des Unterdrucks im Tank 10 festgestellt, so wird in einem Schritt
370 darauf geschlossen, daß das
Aktivkohlefilterabsperrventil 25 in geöffneter Stellung klemmt, also
Frischluft nachströmen
kann. Daraufhin wird die Funktionsprüfung nach der Ausgabe einer
Fehlermeldung in dem Schritt 485 mit dem Schritt 490 beendet.
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Wird hingegen ein Unterdruckanstieg
festgestellt, werden in einem Schritt 380 das Tankentlüftungsventil 30,
das Absperrventil 90 und das Aktivkohlefilterabsperrventil 25 schließend angesteuert, so
daß zu
erwarten ist, daß der
Unterdruck in der Tankentlüftungsanlage,
sofern kein Leck vorhanden ist, konstant bleibt, da nun alle Ventile
geschlossen sein sollten.
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Anschließend wird in einem Schritt
390 geprüft,
ob ein Druckanstieg im Tank 10 erfolgt. Ist dies der Fall,
so wird in einem Schritt 395 darauf geschlossen, daß die Tankentlüftungsanlage
eine Undichtigkeit aufweist. Im Anschluß daran wird nach der Ausgabe
einer Fehlermel dung in dem Schritt 485 die Funktionsprüfung mit
Schritt 490 beendet.
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Die Überprüfung des Druckanstiegs in Schritt
390 muß schnell
erfolgen, da ansonsten eine etwaige Ausgasung des Kraftstoffs zu
einem Druckabfall führen
kann.
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Falls kein Druckanstieg festgestellt
wird, werden in einem Schritt 400 das Aktivkohlefilterabsperrventil 25,
und wenigstens eines der beiden anderen in Reihe geschalteten Ventile,
nämlich
das Tankentlüftungsventil 30 und/oder
das Absperrventil 90 bezüglich ihres Schließens als
funktionsfähig
beurteilt.
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Im Anschluß werden in einem Schritt 410
das Absperrventil 90 und das Aktivkohlefilterabsperrventil 25 schließend angesteuert
und das Tankentlüftungsventil 30 öffnend angesteuert.
Auch jetzt sollte kein weiterer Unterdruckanstieg erfolgen, da die
Ventilleitung 42 zum Saugrohr 40 gesperrt ist
und, sofern das Absperrventil 90 fehlerfrei schließt, durch
die Belüftungsleitung 22 keine
Luft angesaugt werden kann.
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Ist allerdings ein Unterdruckanstieg
feststellbar (Schritt 420), so wird auf eine Funktionsstörung beim
Schließen
des Absperrventils 90 im Schritt 430 geschlossen. Daraufhin
wird die Funktionsprüfung nach
der Ausgabe einer Fehlermeldung in dem Schritt 485 mit dem Schritt
490 beendet.
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Andernfalls wird im Anschluß an Schritt
420 in einem Schritt 440 darauf geschlossen, daß das Absperrventil 90 fehlerfrei
schließt,
um daraufhin in Schritt 450 das Tankentlüftungsventil 30 und
das Aktivkohlefilterabsperrventil 25 schließend und
das Absperrventil 90 öffnend
anzusteuern. Hier wird bei fehlerfreiem Betrieb des Tankentlüftungsventils 30 keine Druckänderung
erwartet, da sowohl die Belüftungsleitung 22 als
auch die Ventilleitung 42 abgesperrt sein sollten, wobei
die Funktion des Aktivkohlefilterabsperrventils 25 bereits
in den Schritten 340 und 360 überprüft werden.
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Im Anschluß an Schritt 450 wird in einem Schritt
460 geprüft,
ob ein Unterdruckanstieg erfolgt ist. Trifft dies zu, wird in einem
Schritt 470 darauf geschlossen, daß das Tankentlüftungsventil 30 nicht dicht
schließt,
um daraufhin die Funktionsprüfung nach
der Ausgabe einer Fehlermeldung in dem Schritt 485 mit dem Schritt
490 zu beenden.
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Steigt der Unterdruck nicht weiter
an, so wird in einem Schritt 480 darauf geschlossen, daß das Tankentlüftungsventil 30 dicht
schließt.
Danach wird die Funktionsprüfung
mit Schritt 490 beendet.
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Rein prinzipiell können das
Tankentlüftungsventil 30 und
das Aktivkohlefilterabsperrventil 25 auch schließend angesteuert
werden, nachdem das Absperrventil 90 öffnend angesteuert wurde. Hierdurch
kann sich zwar der Druck während
des Ansteuervorgangs ändern,
da kurzzeitig sowohl das Tankentlüftungsventil 30 als
auch das Absperrventil 90 offen sind. Allerdings ist bei
ordnungsgemäßem Schließen der
schließend
angesteuerten Ventile danach keine weitere Druckänderung zu erwarten.
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Nach dem Öffnen des Tankentlüftungsventils 30 in
Schritt 410 bzw. des Absperrventils 90 in Schritt 450 könnte das
Aktivkohlefilterabsperrventil 25 kurz öffnend und danach wieder schließend angesteuert werden
(nicht gezeigt). Hierdurch baut sich der Unterdruck ab, wodurch
bei der anschließenden Überprüfung in
Schritt 420 bzw. 460 ein etwaiger Unterdruckanstieg deutlicher erkennbar
ist. Diese Vorgehensweise ist dann von großem Vorteil, wenn beispielsweise
wegen einer Begrenzung des Unterdrucks im Saugrohr 40 der
Unterdruck in der Tankentlüftungsanlage
nicht weiter vergrößerbar ist.
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Anstatt der Schritte 410 bis 440
können
auch zuerst die Schritte 450 bis 480 durchgeführt werden (nicht gezeigt).
In diesem Fall wird erst das Tankentlüftungsventil 30 und
anschließend
das Absperrventil 90 überprüft.
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Rein prinzipiell kann bei der in 3 dargestellten Ausgestaltung des Verfahrens
die Funktionsprüfung
auch erfolgen, wenn die Brennkraftmaschine nicht in Betrieb ist.
Es versteht sich, daß der
zur Tankentlüftung
erforderliche Unterdruck dann anstatt durch die Brennkraftmaschine
auch durch eine andere Unterdruckquelle erzeugt werden kann. Auch
bei der in 4 dargestellten Ausgestaltung
des Verfahrens kann der Unterdruck statt durch die Brennkraftmaschine
durch eine andere Unterdruckquelle erzeugt werden. Die Funktionsprüfung kann
im übrigen auch
zyklisch insbesondere bis zum Auftreten eines Fehlers durchgeführt werden.
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Anstelle einer direkten Druckmessung
ist auch eine Bestimmung einer anderen, den Druck charakterisierenden
Kenngröße und/oder
deren Verlauf möglich.
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Abschließend ist anzumerken, daß das erfindungsgemäße Verfahren
zur Funktionsprüfung
nicht auf eine Tankentlüftungsanlage
eines Kraftfahrzeugs beschränkt
ist. Vielmehr kann eine solche Funktionsprüfung auch in anderen Bereichen,
in denen Absperrmittel von Behältnissen
auf ihre Funktionsfähigkeit
zu überprüfen sind,
eingesetzt werden. Anstatt der Absperrventile, insbesondere des
Tankentlüftungsventils 30,
des Absperrventils 90 und des Aktivkohlefilterabsperrventils 25,
können
auch andere Absperrmittel, wie beispielsweise Schieber, Hähne, Drehschieber
oder Klappen auf ihre Funktionsfähigkeit überprüft werden.