DE10220223B4

DE10220223B4 - Method for the functional diagnosis of a tank ventilation valve in a fuel tank system of an internal combustion engine with alpha / n-based charge detection

Info

Publication number: DE10220223B4
Application number: DE2002120223
Authority: DE
Inventors: Andreas Mueller
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2002-05-06
Filing date: 2002-05-06
Publication date: 2004-03-18
Anticipated expiration: 2022-05-07
Also published as: DE10220223A1

Abstract

Verfahren zur Funktionsdiagnose eines ansteuerbaren Tankentlüftungsventils (20) eines Brennstofftanksystems (1) einer Brennkraftmaschine (17) insbesondere eines Kraftfahrzeugs, wobei die Brennkraftmaschine (17) eine alpha/n-basierte Füllungserfassung sowie eine Leerlaufregelung (19) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass bei einem funktiontüchtig angenommenen, öffnend angesteuerten Tankentlüftungsventil (20) wenigstens ein Erwartungswert des durch das Tankentlüftungsventil (20) geleiteten Massenstroms ermittelt und in ein Kennfeld abgespeichert wird (208), dass festgestellt wird (214), ob ein Leerlaufbetrieb der Brennkraftmaschine (17) vorliegt, dass im Falle des Vorliegens eines Leerlaufbetriebs der Brennkraftmaschine (17) das Tankentlüftungsventil (20) in einem vorgegebenen Zeitintervall (t < t1) öff nend angesteuert wird (218), dass die Änderung wenigstens einer durch die Leerlaufregelung (19) ansteuerbaren Betriebsgröße der Brennkraftmaschine (17) erfasst wird (222) und dass aus der erfassten Änderung der wenigstens einen Betriebsgröße berechnet wird (224), welche Massenstromänderung durch das Tankentlüftungsventil (20) zu erwarten ist, und dass die berechnete Massenstromänderung mit dem abgespeicherten Erwartungswert verglichen wird (225) und in Abhängigkeit von dem Ergebnis des Vergleiches auf die Funktionstüchtigkeit des Tankentlüftungsventils (20) geschlossen wird (226, 228).Method for functional diagnosis of a controllable tank ventilation valve (20) of a fuel tank system ( 1 ) of an internal combustion engine (17), in particular of a motor vehicle, the internal combustion engine (17) having an alpha / n-based charge detection and an idle control (19), characterized in that, in the case of a functionally assumed, open-controlled tank ventilation valve (20), at least one expected value of the mass flow directed through the tank ventilation valve (20) is determined and stored in a map (208), that it is determined (214) whether the internal combustion engine (17) is idling, that if the internal combustion engine (17) is idling, the tank ventilation valve (20) in a predetermined time interval (t <t1) is controlled to open (218) that the change in at least one operating variable of the internal combustion engine (17) which can be controlled by the idle control (19) is recorded (222) and that the change in the at least one operating quantity is calculated (224), which mass flow change is to be expected through the tank venting valve (20), and that the calculated mass flow change is compared with the stored expected value (225) and is closed in dependence on the result of the comparison to the functionality of the tank ventilation valve (20) (226, 228).

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Steuereinheit zur Funktionsdiagnose eines ansteuerbaren Tankentlüftungsventils zur Entlüftung eines Brennstofftanksystems einer Brennkraftmaschine mit alpha/n-basierter Füllungserfassung insbesondere eines Kraftfahrzeugs gemäß den Oberbegriffen der jeweiligen unabhängigen. Ansprüche.The invention relates to a method and a control unit for functional diagnosis of a controllable Tank ventilation valve for ventilation of a fuel tank system of an internal combustion engine with alpha / n-based charge detection in particular a motor vehicle according to the preambles of the respective independent. Expectations.

Moderne Kraftstofftanksysteme bei in der Kraftfahrzeugtechnologie eingesetzten Brennkraftmaschinen (BKM) umfassen sogenannte „Tankentlüftungsanlagen" , mittels derer die Kraftstofftanksysteme entlüftet werden können. Eine regelmäßige Entlüftung ist deshalb erforderlich, da der Druck im Tankaystem innerhalb vorgegebener Grenzen zu liegen hat, damit weder die Tankfestigkeit durch übermäßigen Über- oder Unterdruck leidet, noch Rückwirkungen auf die Kraftstoffzufuhr zur BKM etwa infolge von Dampfblasenbildung zu befürchten sind sowie das Nachtanken erschwert oder gar verhindert wird.Modern fuel tank systems at Internal combustion engines used in automotive technology (BKM) include so-called "tank ventilation systems" , by means of which the fuel tank systems can be vented. A regular ventilation is therefore necessary because the pressure in the tank system is within the specified range There must be limits so that neither the tank strength due to excessive or excessive Vacuum suffers, still repercussions on the fuel supply to the BKM due to the formation of vapor bubbles to fear and refueling is made difficult or even prevented.

Unter einer Tankentlüftungsanlage werden im vorliegenden Zusammenhang solche Anlagen verstanden, die sowohl das Einbringen von Umgebungsatmosphäre in das jeweilige Tanksystem (Belüften) als auch den Austrag von Gasen und Kraftstoffdämpfen daraus in die Umgebung (Entlüften) ermöglicht. Eine Tankentlüftung ist insbesondere bei Brenn-/Kraftstoffen mit hohem Flüchtigenanteil, z.B. Ottokraftstoffe, relevant. Damit die Kraftstoffdämpfe nicht an die Umgebung abgegeben werden, erfolgt die Einlagerung in einen Aktivkohlebehälter. Die Regeneration des Aktivkohlebehälters erfolgt mittels eines üblicherweise getaktet ansteuerbaren Tankentlüftungsventils (TEV) und hängt empfindlich von der Funktionstüchtigkeit des TEV ab. Nicht zuletzt aufgrund von gesetzlichen Vorschriften besteht daher ein Erfordernis, das TEV regelmäßig auf seine ordnungsgemäße Funktion hin zu überprüfen.Under a tank ventilation system are understood in the present context such systems that both the introduction of ambient atmosphere into the respective tank system (Aeration) as well as the discharge of gases and fuel vapors from it into the environment (Venting) allows. A tank vent is particularly important for fuels with a high volatile content, e.g. Petrol, relevant. So that the fuel vapors don't are released into the environment, they are stored in a Activated charcoal. The regeneration of the activated carbon canister is usually carried out by means of a clocked controllable tank ventilation valve (TEV) and hangs sensitive to functionality of the TEV. Not least because of legal regulations there is therefore a requirement that the TEV regularly check its proper functioning to check.

Aus der DE 44 01 887 C2 ist ein Verfahren zur Diagnose von Komponenten eines Tankentlüftungssystems bekannt, bei dem zur Füllungserfassung auch der Drosselklappenwinkel und die Drehzahl herangezogen werden.From the DE 44 01 887 C2 A method for diagnosing components of a tank ventilation system is known, in which the throttle valve angle and the rotational speed are also used for filling detection.

Die DE 100 43 071 A1 offenbart ein Verfahren zur Diagnose eines Tankentlüftungsventils, bei dem der gespeicherte Kraftstoffdampf aus dem Kraftstoffdampfspeicher dem Verbrennungsmotor bei geöffnetem Tankentlüftungsventil zugeführt wird, wobei die Kraftstoffdampfzufuhr einen ersten Energiestrom zum Verbrennungsmotor repräsentiert, und bei dem dem Verbrennungsmotor darüber hinaus Luft über eine Drosselklappe zuströmt, wobei dieser Luft ein zweiter Energiestrom zugeordnet ist. Bei diesem Verfahren sind Mittel vorgesehen, welche die Summe beider Energieströme auf einem vorgegebenen Wert halten und bei dem das Tankentlüftungsventil öffnend angesteuert wird und bei dem eine aus der geöffneten Ansteuerung resultierenden Änderung des Energiestroms über die Drosselklappe bestimmt wird und mit einer vorbestimmten Schwelle verglichen wird. Eine kleine Energiestromänderung, die nicht den Schwellenwert überschreitet, wird als Fehler gewertet.The DE 100 43 071 A1 discloses a method for diagnosing a tank ventilation valve, in which the stored fuel vapor from the fuel vapor accumulator is supplied to the internal combustion engine when the tank ventilation valve is open, the fuel vapor supply representing a first energy flow to the internal combustion engine, and in which air also flows to the internal combustion engine via a throttle valve, this air being supplied a second energy flow is assigned. In this method, means are provided which keep the sum of both energy flows at a predetermined value and in which the tank ventilation valve is actuated in an opening manner and in which a change in the energy flow resulting from the open actuation is determined via the throttle valve and compared with a predetermined threshold. A small change in energy flow that does not exceed the threshold is considered an error.

Eine Vorrichtung zur Fehlerdiagnose eines Tankentlüftungsventils eines Brennstofftanksystems geht des weiteren aus der US 5,651,351 hervor.A device for fault diagnosis of a tank ventilation valve of a fuel tank system is also shown in FIG US 5,651,351 out.

Ein Verfahren zur Diagnose der Funktion eines Stellglieds, beispielsweise eines Tankentlüftungsventils, bei dem das Stellglied angesteuert und die Auswirkung der Stellgliedansteuerung erfaßt und ausgewertet und aus dieser Auswertung auf die Funktionsfähigkeit des Stellgliedes geschlossen wird, geht schließlich aus der DE 44 18 010 A1 hervor.A method for diagnosing the function of an actuator, for example a tank ventilation valve, in which the actuator is actuated and the effect of the actuator control is detected and evaluated and the evaluation of the functionality of the actuator is concluded from this evaluation DE 44 18 010 A1 out.

Ein erster bekannter Ansatz zur Funktionsdiagnose eines TEV sieht vor, das TEV in einem hinreichend stabilen Arbeitspunkt im Leerlauf zu betreiben und die Änderung der der BKM zugeführten Gemischzusammensetzung sowie die Änderung des Energiestroms über die Drosselklappe zu erfassen. Der genannte Energiestrom entspricht dabei dem Produkt aus dem über die Drosselklappe geführten Luftmassenstrom und dem Zündwinkelwirkungsgrad. Diese Methode setzt daher einen ausreichend hohen Saugrohrunterdruck voraus, was nicht zu jedem Zeitpunkt gewährleistet ist.A first known approach to functional diagnosis One TEV provides that the TEV is in a sufficiently stable working point to operate at idle and change the mixture composition supplied to the BKM as well as the change of the energy flow over to detect the throttle valve. The energy flow mentioned corresponds doing the product from the over the throttle valve guided air mass flow and the ignition angle efficiency. This The method therefore requires a sufficiently high intake manifold vacuum, which is not guaranteed at all times is.

Gemäß einem zweiten, ebenfalls vorbekannten Ansatz erfolgt die TEV-Diagnose als Teil einer üblichen Dichtheitsprüfung der Tankanlage. Dabei wird die Tankanlage mittels einer Pumpe mit einem Überdruck beaufschlagt und durch anschließendes Auswerten des Druckverlaufs ggf. auf das Vorhandensein eines Lecks geschlossen. Dabei kann eine Betriebsgröße der Pumpe, bspw. ihre elektrische Stromaufnahme, herangezogen werden. Zur Funktionsdiagnose des TEV wird zunächst anhand einer Referenzleck-Methode geprüft, ob die Tankanlage dicht ist. Ausgehend von einem dichten Zustand wird das TEV öffnend angesteuert. wird dann ein signifikanter Stromabfall der Pumpe beobachtet, so wird das TEV als ordnungsgemäß funktionierend angenommen.According to a second one, too Previously known approach, the TEV diagnosis takes place as part of a usual Leak testing the tank system. The tank system is operated by means of a pump pressurized and by subsequent Evaluation of the pressure curve, if necessary, for the presence of a leak closed. An operating variable of the pump, for example its electrical current consumption, be used. The functional diagnosis of the TEV is first based on tested using a reference leak method, whether the tank system is tight. Starting from a tight condition the TEV will open driven. then a significant drop in current of the pump is observed, so the TEV is functioning properly accepted.

Nun kann das TEV bei einer hochentwickelten Motorsteuerung, die mit hoher Genauigkeit auf das Einhalten bestimmter Kraftstoff/Luft-Verhältnisse in den Brennräumen der BKM hinarbeitet, nicht unabhängig von dieser betrieben werden, zumal bei einer Tankentlüftung Kraftstoffdämpfe relativ unkontrolliert der BKM zugeführt werden. Daher ist die Steuerung der Tankentlüftungsanlage eng mit der Steuerung der BKM verknüpft. Daher wird unter anderem das TEV in Abhängigkeit bestimmter Betriebsbedingungen der BKM und verschiedener Zustände des Tanks- bzw. der Tankentlüftungsanlage angesteuert.Now the TEV can work on a highly developed Motor control, which with high accuracy on compliance with certain Air / fuel ratios in the combustion chambers the BKM is working towards it, not independently operated by this, especially when fuel vapors relative to fuel vapors fed to the BKM uncontrolled become. The control of the tank ventilation system is therefore closely related to the control the BKM linked. Therefore, among other things, the TEV is dependent on certain operating conditions the BKM and various states of the tank or tank ventilation system driven.

Die Steuerung der Tankentlüftungsanlage kann dabei auf der Basis der Stellung der Drosselklappe, des über die Drosselklappe in das Ansaugsystem geführten Luftvolumens oder des im Ansaugsystem herrschenden Drucks erfolgen. An der BKM selbst können dazu der Kurbelwellenwinkel, die Temperatur des Kühlmittels oder die Drehzahl erfasst werden. Im Abgas der BKM wird meist noch dessen Sauerstoffgehalt erfasst. Die genannten, von der Motorsteuerung empfangenen Messsignale werden dabei mittels geeigneter Steuerprogramme zur Ansteuerung unter anderem des TEV verwendet, so dass eine Einspeisung der Kraftstoffdämpfe in das Ansaugsystem ohne Beeinträchtigung des Betriebs der BKM erfolgt und eine Überprüfung der Funktionsfähigkeit oder Dichtigkeit der Tankentlüftungsanlage möglich ist.The control of the tank ventilation system can be based on the position of the throttle flap, the air volume led into the intake system via the throttle valve or the pressure prevailing in the intake system. The crankshaft angle, the temperature of the coolant or the speed can be recorded on the BKM itself. The oxygen content of the BKM is usually still recorded. The above-mentioned measurement signals received by the engine control are used by means of suitable control programs for controlling the TEV, among other things, so that the fuel vapors are fed into the intake system without impairing the operation of the BKM and a check of the functionality or tightness of the tank ventilation system is possible.

Die vorgenannte Auswertung der Systemreaktion der Drosselklappe auf ein sich öffnendes TEV zur Funktionsprüfung des TEV ist nun bei BKMs mit alpha/n-basierter Füllungserfassung nicht anwendbar. Diese BKMs weisen zur Füllungserfassung anstatt eines Luftmengen/-massensensors, meist ein „heated film air mass sensor" (HFM), lediglich einen Drosselklappen-Positionssensor zur Bestimmung des Drosselklappenwinkels alpha, bspw. einen elektrischen Potentiometerwiderstand, auf. Im sogenannten „alpha/n-Betriebsmodus" wird die Drosselklappenposition nicht zur Berechnung des Saugrohrdruckes, sondern zur Berechnung der mit der Motordrehzahl n korrelierenden Maschinenlast herangezogen.The aforementioned evaluation of the system reaction the throttle valve to an opening TEV for functional testing The TEV is now not applicable to BKMs with alpha / n-based fill detection. These BKMs point to filling detection instead of an air volume / mass sensor, usually a “heated film air mass sensor "(HFM), just a throttle position sensor Determination of the throttle valve angle alpha, for example an electrical one Potentiometer resistance, on. In the so-called "alpha / n operating mode" the throttle valve position not for the calculation of the intake manifold pressure, but for the calculation the machine load correlating with the engine speed n.

Bei den genannten alpha/n-basierten BKMs kann demnach der TEV-Luftmassenstrom, sozusagen als Leckluft, prinzipiell nicht als Messgröße bei der Funktionsdiagnose des TEV zugrundegelegt werden.In the aforementioned alpha / n-based In principle, the TEV air mass flow can, therefore, be BKMs as leak air not as a measure of the Functional diagnosis of the TEV can be used as a basis.

Der vorliegenden Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, ein. Verfahren und eine Steuereinheit der eingangs genannten Art anzugeben, welche auch bei Brennkraftmaschinen mit einer alpha/n-basierten Füllungserfassung eine einfache, eindeutige und zuverlässige Funktionsdiagnose eines eingangs beschriebenen Tankentlüftungsventils ermöglichen.The present invention lies therefore based on the task. Method and a control unit of the type mentioned above, which also in internal combustion engines with an alpha / n-based fill detection a simple, clear and reliable functional diagnosis of a Enable tank vent valve described above.

Die Aufgabe wird gelöst durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche. Vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verfahrens sind Gegenstand der Unteransprüche.The task is solved by the characteristics of the independent Expectations. Advantageous embodiments of the method according to the invention are the subject of subclaims.

Der Erfindung liegt der Gedanke zugrunde, zur Diagnose der Funktionstüchtigkeit eines vorbeschriebenen Tankentlüftungsventils einer alpha/n-basierten Brennkraftmaschine die Reaktion einer in der Brennkraftmaschine üblicherweise vorgesehenen Leerlaufregelung auszuwerten. Dabei liegt der technische Effekt zugrunde, dass es beim Öffnen des Tankentlüftungsventils durch zusätzliche Zufuhr von Kraftstoff-Sauerstoff-Gemisch zu einer erhöhten Energiezufuhr und damit zu einer Drehzahlerhöhung kommt, die zur Beurteilung der Funktion des Tankentlüftungsventils herangezogen werden kann. Die Leerlaufregelung reagiert darauf durch Änderung wenigstens eines Betriebsparameters der Brennkraftmaschine (Regelgröße), um den Wirkungsgrad bei der Verbrennung zu verringern und damit die Drehzahl herabzusetzen. Aus der von der Leerlaufregelung bewirkten Änderung des wenigstens einen Betriebsparameters lässt sich dann indirekt auf die Funktionstüchtigkeit des Tankentlüftungsventils schließen.The invention is based on the idea of Diagnosis of functionality of a tank vent valve described above an alpha / n-based internal combustion engine the reaction of an in the internal combustion engine usually to evaluate the proposed idle control. Thereby lies the technical Underlying effect that when opening of the tank ventilation valve by additional Supply of fuel-oxygen mixture to an increased energy supply and this leads to an increase in speed, which are used to assess the function of the tank ventilation valve can be. The idle control system at least reacts to this by changing it an operating parameter of the internal combustion engine (controlled variable) in order to reduce the efficiency of combustion and thus the Reduce speed. From the change caused by the idle control of the at least one operating parameter can then be indirectly the functionality close the tank vent valve.

In dem erfindungsgemäßen Verfahren wird im Vorfeld ein Erwartungswert für den über das Tankentlüftungsventil geleiteten Luftmassenstrom im Öffnungszustand des funktionstüchtig angenommenen Tankentlüftungsventils erfasst und in einem Kennfeld abgelegt. Im nachfolgenden Betrieb der Brennkraftmaschine wird zunächst geprüft, ob die Brennkraftmaschine sich zum aktuellen Zeitpunkt im Leerlaufbetrieb befindet. Ist dies der Fall, wird das Tankentlüftungsventil in einem vorab empirisch festzulegenden Zeitintervall öffnend angesteuert. In diesem Zeitintervall wird die Änderung wenigstens einer durch die Leerlaufregelung beeinflussten Betriebsgröße der Brennkraftmaschine erfasst und aus deren durch das Ansteuern verursachten Änderung(en) berechnet, welche Massenstromänderung durch das Tankentlüftungsventil dementsprechend zu erwarten ist. Durch Vergleich der aus den Betriebsgrößen errechneten Werte des Luftmassenstroms mit dem vorgenannten Kennfeld wird auf ein nicht defektes oder defektes Tankentlüftungsventil gschlossen. Ein positives Diagnoseergebnis (nicht defekt) liegt vor, wenn der mittels der Betriebsgrößen rechnerisch ermittelte Verlauf des Luftmassenstroms durch das Tankentlüftungsventil dem vorgenannten Erwartungswert entspricht. Ist dies nicht der Fall, liegt ein negatives Diagnoseergebnis vor, d.h. es wird auf ein defektes Tankentlüftungsventil geschlossen.In the method according to the invention is an expected value in advance for the via the tank ventilation valve conducted air mass flow in the open state the working assumed tank vent valve recorded and stored in a map. In the subsequent operation the internal combustion engine is initially checked, whether the internal combustion engine is idling at the current time located. If this is the case, the tank ventilation valve is pre-installed Controlled opening time interval to be determined empirically. In this Time interval is the change at least one operating variable of the internal combustion engine influenced by the idling control recorded and from their change (s) caused by the activation calculates what mass flow change through the tank vent valve can be expected accordingly. By comparing those calculated from the farm sizes Values of the air mass flow with the above-mentioned map is opened Close a defective or defective tank vent valve. On positive diagnostic result (not defective) is available if the by means of arithmetic of the company sizes determined course of the air mass flow through the tank ventilation valve corresponds to the aforementioned expected value. This is not the case, there is a negative diagnostic result, i.e. it is due to a broken tank vent valve closed.

Die genannten Betriebsgrößen stellen bevorzugt den verstellbaren Drosselklappenwinkel und/oder den verstellbaren Zündwinkel dar.The above-mentioned farm sizes preferably the adjustable throttle valve angle and / or the adjustable firing angle represents.

Gemäß einer weiteren Ausgestaltung werden die bei einem zunächst funktionstüchtigen Tankentlüftungsventil beim Öffnen des Tankentlüftungsventils mittels eines Steuersignals erfassten Änderungen der genannten wenigstens einen Betriebsgröße als Funktion des Steuersignals in Form wenigstens eines Kennlinienfeldes gespeichert. Dieses Kennlinienfeld wird dann nachfolgend bei der Funktionsdiagnose zugrundegelegt und ein positives Diagnoseergebnis dann ausgegeben, wenn die zu einem späteren Zeitpunkt sich ergebenden Betriebsgrößen innerhalb vorgegebener Toleranzen mit den gespeicherten Kennlinien übereinstimmen.According to a further embodiment be the one at first functional tank ventilation valve When opening of the tank ventilation valve changes of said at least detected by means of a control signal a company size as a function of the control signal in the form of at least one characteristic field. This characteristic field will then be used in the functional diagnosis on the basis and then a positive diagnosis result is output, if the to a later The resulting operating parameters within the given time Tolerances match the saved characteristics.

Das erfindungsgemäße Verfahren lässt sich in Form eines Steuerprogramms mit einem geringen technischen Aufwand in einer bestehenden Motorsteuereinheit oder einer separaten Steuereinheit realisieren.The method according to the invention can be seen in Form of a control program with little technical effort in an existing engine control unit or a separate control unit realize.

Die Erfindung wird nachfolgend, unter Heranziehung der Zeichnung, anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels eingehender beschrieben, aus dem sich weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben. Hierbei zeigenThe invention is described below under Using the drawing, based on a preferred embodiment Described in more detail, which gives further features and advantages of the invention. Show here

1 schematisch eine Tankentlüftungsanlage eines Kraftfahrzeuges, bei welcher ein von der Erfindung Gebrauch machendes Verfahren zur Anwendung kommt; 1 schematically a tank ventilation system of a motor vehicle, in which a method making use of the invention is used;

2 erfindungsgemäße Arbeitsschritte zur Funktionsdiagnose eines in der 1 dargestellten Tankentlüftungsventils anhand eines Ablaufdiagramms; und 2 Steps according to the invention for functional diagnosis of one in the 1 tank vent valve shown using a flowchart; and

3 ein typisches, bei der erfindungsgemäßen Funktionsdiagnose zugrundeliegendes Kennlinienfeld. 3 a typical characteristic field on which the functional diagnosis according to the invention is based.

Wie aus der 1 ersichtlich, umfasst eine heutzutage im Kraftfahrzeugbau übliche Kraftstofftankanlage einen Tank 10 mit einem Be-/Entlüftungsanschluss, von dem eine Tankanschlussleitung 12 zu einem regenerierbaren Kraftstoffdampfspeicher 14 führt, der üblicherweise als Adsorptionsspeicher mit Aktivkohle als Adsorbens (AKF) ausgebildet ist. Über eine Verbindungsleitung 18 ist der AKF 14 mit einem eine Drosselklappe 15 aufweisenden Saugrohr 16 eines Ansaugsystems oder einem Kraftstoffzufuhrsystem einer Brennkraftmaschine (BKM) 17 verbunden.As from the 1 As can be seen, a fuel tank system common today in motor vehicle construction comprises a tank 10 with a ventilation connection, from which a tank connection line 12 to a regenerable fuel vapor storage 14 leads, which is usually designed as an adsorption storage with activated carbon as an adsorbent (AKF). Via a connecting line 18 is the AKF 14 with a throttle 15 having suction pipe 16 of an intake system or a fuel supply system of an internal combustion engine (BKM) 17 connected.

Die Füllungserfassung des Kraftstoff/Luft-Gemisches in der BKM 17 erfolgt vorliegend alpha/n-basiert, d.h. abhängig von dem Stellwinkel alpha der Drosselklappe 15 und der Drehzahl n der BKM.The filling detection of the fuel / air mixture in the BKM 17 takes place in the present case alpha / n-based, ie depending on the setting angle alpha of the throttle valve 15 and the speed n of the BKM.

Die Verbindungsleitung 18 weist insbesondere ein üblicherweise getaktet ansteuerbares Tankentlüftungsventil (TEV) 20 auf, welches die Leitung 18 bei Bedarf öffnet bzw. verschließt.The connecting line 18 has, in particular, a tank ventilation valve (TEV) which can usually be controlled in a clocked manner 20 on which the lead 18 opens or closes if necessary.

Im Betrieb der BKM 17 oder beim Betanken des Tanks 10 bilden sich im Tank 10 flüchtige Kohlenwasserstoffdämpfe, die über die Tankanschlussleitung 12 in den AKF 14 gelangen und in diesem in an sich bekannter Weise reversibel gebunden werden.In the operation of the BKM 17 or when refueling the tank 10 form in the tank 10 volatile hydrocarbon vapors that pass through the tank connection line 12 in the AKF 14 arrive and are reversibly bound in this in a manner known per se.

Bei von einer Steuereinheit 21 über eine erste elektrische Steuerleitung 40 zeitweilig öffnend angesteuertem TEV 20 und einem über eine zweite Steuerleitung 42 ebenfalls öffnend angesteuertem Umschaltventil 32 wird über die vorgenannte Verbindungsleitung 18 der AKF 14 zeitweilig mittels aus der Umgebung in den AKF 14 beförderter Frischluft 22 zur Regenerierung bzw. Desorption des AKF 14 gespült.At from a control unit 21 via a first electrical control line 40 temporarily opening TEV 20 and one via a second control line 42 also controlled switching valve 32 is via the aforementioned connection line 18 the AKF 14 temporarily from the surroundings to the AKF 14 transported fresh air 22 for regeneration or desorption of the AKF 14 rinsed.

Es ist hierbei anzumerken, dass das Umschaltventil 32 für die vorliegende TEV-Funktionsprüfung nicht zwingend erforderlich ist. Die zeitweilige Regenerierung des AKF 14 ist deshalb erforderlich, da das Speichervermögen des AKF 14 mit steigender Menge an gespeichertem Kohlenwasserstoff stetig abnimmt. Zu diesem Zweck wird daher der AKF 14 über das TEV 20 mit dem Ansaugsystem 16 der BKM 17 verbunden. Durch Öffnen des TEV 20 entsteht ein Druckgefälle zwischen dem AKF 14 und dem Ansaugsystem 16, mittels dessen der in dem AKF 14 gespeicherte Kohlenwasserstoff in das Ansaugsystem 16 eingesaugt wird, um letztlich in der BKM 17 verbrannt und damit entsorgt und gleichzeitig der Verwertung zugeführt zu werden.It should be noted here that the changeover valve 32 is not absolutely necessary for the present TEV function test. The temporary regeneration of the AKF 14 is necessary because the storage capacity of the AKF 14 decreases steadily with increasing amount of stored hydrocarbon. For this purpose, the AKF 14 via the TEV 20 with the intake system 16 the BKM 17 connected. By opening the TEV 20 there is a pressure drop between the AKF 14 and the intake system 16 , by means of which the in the AKF 14 stored hydrocarbon in the intake system 16 is ultimately sucked in to the BKM 17 incinerated and thus disposed of and at the same time recycled.

Der beschriebene Tankentlüftungsvorgang, einschließlich der genannten Regenerierung des AKF 14, hängt nun empfindlich von der Funktionstüchtigkeit des TEV 20 ab.The tank venting process described, including the regeneration of the AKF mentioned 14 , now depends on the functionality of the TEV 20 from.

Die BKM 17 umfasst eine hier nur schematisch angedeutete Leerlaufregelung 19, die in an sich bekannter Weise mit der BKM 17 zusammenarbeitet und dazu dient, die Drehzahl der BKM 17 im Leerlauf auf einen vorgegebenen Wert zu regeln. Als Stellgröße kommen dafür Motorbetriebsgrößen in Frage, wie vorliegend die Stellung der Drosselklappe 15. Zu dienem Zweck ist die Leerlaufregelung 19 über eine Steuerleitung 23 mit der Drosselklappe 15 verbunden.The BKM 17 includes an idle control only indicated schematically here 19 , which in a known manner with the BKM 17 works together and serves the speed of the BKM 17 to regulate at idle to a predetermined value. Engine operating variables, such as the position of the throttle valve, come into consideration as a manipulated variable 15 , The idle control is for this purpose 19 via a control line 23 with the throttle valve 15 connected.

Zur Bereitstellung einer erfindungsgemäßen Funktionsdiagnose des TEV 20 ist die Leerlaufregelung 19 über eine Datenleitung 26 mit der Steuereinheit 21 verbunden. Die von der Leerlaufregelung 19 eingestellten BKM-Betriebsgößen wie der Stellwinkel alpha der Drosselklappe und der Zündwinkel werden über die Datenleitung 26 der Steuereinheit 21 zugeführt und von dieser im Hinblick auf die nachfolgend beschriebene Funktionsdiagnose des TEV 20 ausgewertet.To provide a functional diagnosis of the TEV according to the invention 20 is the idle control 19 over a data line 26 with the control unit 21 connected. The idle control 19 BKM operating parameters such as the throttle valve alpha and the ignition angle are set via the data line 26 the control unit 21 supplied and by this with regard to the functional diagnosis of the TEV described below 20 evaluated.

Es ist anzumerken, dass alternativ oder zusätzlich als Stellgröße die von der Leerlaufregelung 19 ebenfalls einstellbare (nicht gezeigte) Zündwinkelstellung in Betracht zu ziehen ist.It should be noted that, alternatively or additionally, the control variable is that of the idle control 19 adjustable ignition angle position (not shown) is also to be considered.

In der 2 sind nun Verfahrensschritte eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Funktionsdiagnose des in der 1 gezeigten TEV 20 in Blockdiagrammform dargestellt. Die im linken Teil gestrichelt 200 umrahmten Schritte werden im Vorfeld der eigentlichen Funktionsdiagnose durchgeführt und dienen zur Erstellung eines Kennlinienfeldes (3) für den Erwartungswert des Massenstroms über das TEV 20 in Abhängigkeit vom Ansteuersignal (hier Taktfrequenz) des TEV 20.In the 2 are method steps of a preferred embodiment of the functional diagnosis according to the invention in the 1 shown TEV 20 represented in block diagram form. The dashed in the left part 200 Framed steps are carried out in advance of the actual functional diagnosis and are used to create a characteristic field ( 3 ) for the expected value of the mass flow via the TEV 20 depending on the control signal (here clock frequency) of the TEV 20 ,

In dem Vorverfahren 200 wird das TEV 20 zunächst durch ein alternatives Verfahren, bsps. eines der in der Beschreibungseinleitung genannten Verfahren, auf seine Funktionstüchtigkeit hin geprüft 202. Liegt Funktionstüchtigkeit vor, wird das TEV 20 in einem empirisch zu ermittelnden Zeitintervall t < t1 bspw. öffnend angesteuert 204 und die Reaktion der Leerlaufregelung 19 abgewartet. Danach werden die aufgrund des Eingriffs der Leerlaufregelung 19 sich ergebenden Änderungen der BKM-Betriebsgrößen, vorzugsweise die Änderung des Stellwinkels alpha der Drosselklappe und/oder die Änderung des Zündwinkels, ausgelesen 206. Mit den so ausgelesenen Daten wird eine Kennlinie generiert 208, wobei der aus den BKM-Betriebsgrößen anhand der Beziehung Massenstrom_TEV = (Massenstrom_Drosselklappe(TEV_zu)· Zündwinkelwirkungsgrad (TEV_zu) – (Massenstrom_Drosselklappe (TEV_auf)·Zündwinkelwirkungsgrad (TEV_auf))/ Zündwinkelwirkungsgrad (TEV_auf) berechnete TEV-Luftmassenstrom bei öffnend angesteuertem TEV 20 über der TEV-Taktfrequenz aufgetragen ist. Zusätzlich wird für die Kennlinie ein Toleranzband vorgegeben 210.In the pre-trial 200 becomes the TEV 20 first by an alternative method, e.g. one of the methods mentioned in the introduction to the test, checked for functionality 202 , If there is functionality, the TEV 20 triggered in an empirically determined time interval t <t1, for example opening 204 and the response of the idle control 19 awaited. After that, due to the intervention of the idle control 19 resulting changes in the BKM operating variables, preferably the change in the setting angle alpha of the throttle valve and / or the change in the ignition angle, are read out 206 , A characteristic curve is generated from the data read in this way 208 , where the from the BKM company variables based on the relationship Mass flow_TEV = (mass flow_throttle valve (TEV_zu) · ignition angle efficiency (TEV_zu) - (mass flow_throttle valve (TEV_auf) · ignition angle efficiency (TEV_auf)) / ignition angle efficiency (TEV_auf) calculated TEV air mass flow with opening controlled TEV 20 is plotted over the TEV clock frequency. In addition, a tolerance band is specified for the characteristic 210 ,

Es ist anzumerken, dass das vorbeschriebene einmalige Vorverfahren entfallen kann, wenn die Ermittlung diesesr Kennlinie bei der Kalibrierung der BKM messtechnisch erfolgt.It should be noted that the above one-off preliminary proceedings can be omitted if the determination of this Characteristic curve in the calibration of the BKM made by measurement.

Die im laufenden Betrieb den BKM 17 durchgeführte eigentliche Diagnoseroutine prüft 214 nach dem Start 212 zunächst, ob momentan ein Leerlaufbetrieb der BKM 17 vorliegt. Ist dies nicht der Fall, wird über eine Verzögerungsstufe 216 zum Routinenstart 212 zurückgesprungen. Befindet sich die BKM 17 im Leerlaufbetrieb, werden zunächst die relevanten Betriebsgrößen, d.h. vorliegend der Stellwinkel alpha der Drosselklappe 15 und ggf. der Zündwinkel erfasst und zwischengespeichert 217, und im Anschluss daran das TEV 20 öffnend angesteuert 218.The BKM in operation 17 performed actual diagnostic routine checks 214 after the start 212 first, whether the BKM is currently idling 17 is present. If this is not the case, there is a delay stage 216 for routine start 212 jumps back. The BKM is located 17 in idle mode, the relevant operating variables are first, ie in the present case the setting angle alpha of the throttle valve 15 and, if necessary, the ignition angle is recorded and temporarily stored 217 , and then the TEV 20 controlled opening 218 ,

Während der 'öffnend'-Ansteuerung des TEV 20 werden die genannten Betriebsgrößen erfasst 222. Durch Vergleich der aktuell erfassten Betriebsgrößen mit den zwischengespeicherten Werten der Betriebsgrößen werden zunächst die durch den Eingriff der Leerlaufregelung 19 bedingten Änderungen der Betriebsgrößen ermittelt 223 und im Anschluss daran der gemäß obiger Formel aus den genannten Änderungen der Betriebsgrößen der TEV-Luftmassenstrom berechnet 224. Aufgrund der Abfrage 220 und der zugehörigen Schleife werden die genannten Schritte 222, 223 und 224 nur bis zum Ablauf des Zeitintervalls t < t1 wiederholt durchgeführt. Der Hintergrund dafür ist, dass die in diesen Schritten erfolgenden Bestimmungen immer „mitlaufen" und erst jeweils danach die Zeitabfrage erfolgen kann. Die Größe t1 ist vorab empirisch zu ermitteln und wird dadurch bestimmt, dass die erforderliche Systemreaktion der Leerlaufregelung 19 erfolgen kann.During the 'opening' control of the TEV 20 the named farm sizes are recorded 222 , By comparing the currently recorded operating variables with the temporarily stored values of the operating variables, the results of the intervention of the idle control are first 19 conditional changes in farm sizes determined 223 and then the TEV air mass flow is calculated from the above-mentioned changes in the operating variables in accordance with the above formula 224 , Because of the query 220 and the associated loop are the steps mentioned 222 . 223 and 224 only repeated until the time interval t <t1 has elapsed. The background to this is that the determinations made in these steps always "run" and only then can the time query take place. The quantity t1 must be empirically determined beforehand and is determined by the required system reaction of the idle control 19 can be done.

Der so berechnete Wert des Luftmassenstroms wird danach mit der bereits vorliegenden Kennlinie 208, 210 verglichen 225. Liegt der berechnete Luftmassenstrom innerhalb des im Kennlinienfeld vorgegebenen Toleranzbandes 226 (3), dann wird ein positives Diagnoseergebnis (d.h. TEV ist funktionstüchtig angenommen) ausgegeben 228. Andernfalls wird eine Fehlfunktion des TEV 20 festgestellt und ggf. entsprechende weitere Schritte eingeleitet.The value of the air mass flow thus calculated is then based on the characteristic curve already present 208 . 210 compared 225 , If the calculated air mass flow is within the tolerance band specified in the characteristic field 226 ( 3 ), then a positive diagnostic result (ie TEV is assumed to be functional) is output 228 , Otherwise, the TEV will malfunction 20 determined and, if necessary, appropriate further steps initiated.

Es ist anzumerken, dass anstelle einer vorbeschriebenen Kennlinie auch nur ein einzelner Wert des TEV-Luftmassenstroms zugrundegelegt werden kann, sofern das TEV 20 im vorbeschriebenen Verfahren immer maximal öffnend angesteuert wird und damit die Abhängigkeit des Luftmassenstroms von der TEV-Taktfrequenz entfällt.It should be noted that instead of a previously described characteristic curve, only a single value of the TEV air mass flow can be used, provided that the TEV 20 in the above-described method, the maximum opening is always activated, and the dependence of the air mass flow on the TEV clock frequency is thus eliminated.

Ferner ist anzumerken, dass in einer alternativen Ausführungsform anstelle des TEV-Luftmassenstroms ausschließlich die genannten Änderungen der BKM-Betriebsgrößen ausgewertet werden. Dabei wird aus den ermittelten Änderungswerten unmittelbar ein Kennlinienfeld generiert, wobei die Änderungswerte über der TEV-Taktfrequenz aufgetragen sind. In der eigentlichen Diagnoseroutine werden dann die momentan ermittelten Änderungen der Betriebsgrößen unmittelbar mit dem Kennlinienfeld verglichen und anhand des Ergebnisses dieses Vergleiches auf die Funktionstüchtigkeit des TEV 20 geschlossen.It should also be noted that in an alternative embodiment, instead of the TEV air mass flow, only the changes in the BKM operating variables mentioned are evaluated. A characteristic field is generated directly from the determined change values, the change values being plotted over the TEV clock frequency. In the actual diagnosis routine, the currently determined changes in the operating variables are then compared directly with the characteristic field and, based on the result of this comparison, for the functionality of the TEV 20 closed.

Die vorbeschriebenen Verfahrensschritte zur Diagnose des TEV 20 lassen sich durch entsprechende Programmierung der Steuereinheit 21, bspw. durch Einbringen eines entsprechenden Programmcodes in einen EEPROM, realisieren.The above-described procedural steps for diagnosing the TEV 20 can be programmed by programming the control unit 21 , for example by introducing a corresponding program code into an EEPROM.

Alternativ kann das vorbeschriebene Diagnoseverfahren auch in Form eines entsprechend „hart-verdrahteten" Steuergerätes realisiert werden, welches mit der Leerlaufregelung verbundene Mittel zur Feststellung, ob ein Leerlaufbetrieb der Brennkraftmaschine vorliegt, mit den Mitteln zur Feststellung eines Leerlaufbetriebs verbundene Steuermittel zur öffnenden Ansteuerung des Tankentlüftungsventils, mit den Steuermitteln verbundene Zeitgebermittel zur zeitlichen Begrenzung der öffnenden Ansteuerung des Tankentlüftungsventils auf ein vorgebbares Zeitintervall, Mittel zur Erfassung und Zwischenspeicherung der Änderung wenigstens einer durch die Leerlaufregelung beeinflussbaren Betriebsgröße der Brennkraftmaschine innerhalb des vorgebbaren Zeitintervalls, sowie Mittel zur Ermittlung der Funktionstüchtigkeit des Tankentlüftungsventils aus der zwischengespeicherten Änderung der wenigstens einen Betriebsgröße der Brennkraftmaschine aufweist.Alternatively, the above Diagnostic procedures also in the form of a correspondingly "hard-wired" control unit be realized, which means associated with the idle control for Determining whether the internal combustion engine is idling, associated with the means for determining idle operation Control means for opening Control of the tank ventilation valve, timing means connected to the control means for timing Limiting the opening Activation of the tank ventilation valve to a predeterminable time interval, means for recording and buffering of change at least one operating variable of the internal combustion engine that can be influenced by the idling control within the predefinable time interval, as well as means for determination the functionality of the tank ventilation valve from the cached change the at least one operating variable of the internal combustion engine having.

Die 3 zeigt eine typische Kennlinie zur Verwendung bei einer vorbeschriebenen TEV-Funktionsdiagnose. In der Kennlinie ist der erwartete TEV-Massenstrom über dem (vorliegend getaktet angesteuerten) TEV-Steuersignal aufgetragen. Mit 300 sind die eigentliche Kennlinie und mit 302 und 304 die genannten Toleranzbereiche bezeichnet. Wie aus der 3 zu ersehen, steigt der über das TEV 20 geführte Luftmassenstrom mit zunehmender Taktung des TEV 20 stetig an.The 3 shows a typical characteristic curve for use in a previously described TEV function diagnosis. The expected TEV mass flow is plotted against the TEV control signal (controlled in the present case) in the characteristic curve. With 300 are the actual characteristic and with 302 and 304 referred to the tolerance ranges mentioned. As from the 3 to see it rises above the TEV 20 guided air mass flow with increasing clocking of the TEV 20 steadily on.

Claims

Procedure for the functional diagnosis of a controllable tank ventilation valve ( 20 ) of a fuel tank system ( 1 ) an internal combustion engine ( 17 ) in particular of a motor vehicle, the internal combustion engine ( 17 ) alpha / n-based fill detection and idle control ( 19 ), characterized in that when the opening control is assumed to be functional tank vent valve ( 20 ) at least one expected value of the through the tank ventilation valve ( 20 ) guided mass flow is determined and stored in a map ( 208 ) that it is determined ( 214 ) whether the engine is idling ( 17 ) exists that in the event of idle operation of the internal combustion engine ( 17 ) the tank vent valve ( 20 ) is triggered in a predetermined time interval (t <t1) ( 218 ) that the change of at least one by the idle control ( 19 ) controllable operating size of the internal combustion engine ( 17 ) is recorded ( 222 ) and that the at least one company variable is calculated from the detected change ( 224 ) what change in mass flow through the tank ventilation valve ( 20 ) is to be expected and that the calculated change in mass flow is compared with the stored expected value ( 225 ) and depending on the result of the comparison on the functionality of the tank ventilation valve ( 20 ) is closed ( 226 . 228 ).

A method according to claim 1, characterized in that the through the tank vent valve ( 20 ) conducted mass flow according to the relationship Mass flow_TEV = (mass flow_throttle valve (TEV_zu) · ignition angle efficiency (TEV_zu) - (mass flow_throttle valve (TEV_auf) · ignition angle efficiency (TEV_auf)) / ignition angle efficiency (TEV_auf) is calculated.

Method according to claim 1 or 2, characterized in that in the case of a functionally accepted, open-controlled tank ventilation valve ( 20 ) the change of at least one of the named operating variables as a function of a control signal of the tank ventilation valve ( 20 ) is determined and stored in a map ( 208 ) that during an 'opening' activation ( 218 ) of the tank ventilation valve ( 20 ) while the internal combustion engine is running ( 17 ) the change in the at least one company size is recorded ( 222 ) and compared with the stored map ( 225 ) and depending on the result of the comparison on the functionality of the tank ventilation valve ( 20 ) is closed ( 226 . 228 ).

Method according to one of the preceding claims, characterized in that a positive diagnosis result is then output ( 228 ) if the currently measured changes match the stored map within specified limits ( 226 ).

Control unit for the functional diagnosis of a controllable tank ventilation valve ( 20 ) of a fuel tank system of an internal combustion engine ( 17 ), in particular of a motor vehicle, the internal combustion engine having an alpha / n-based charge detection and an idle control ( 19 ), characterized by means connected to the idle control for determining whether the internal combustion engine is idling, the control means connected to the idle operation for opening actuation of the tank ventilation valve, timer means connected to the control means for temporally limiting the opening actuation of the tank ventilation valve Predeterminable time interval, means for recording and temporarily storing at least one of the tank venting valves that are assumed to be in good working order and are actuated to open ( 20 ) resulting expected value of the by the tank vent valve ( 20 ) guided mass flow as a function of a control signal of the tank ventilation valve, means for detecting and temporarily storing the change in at least one operating variable of the internal combustion engine that can be influenced by the idle control within the predefinable time interval, and means for comparing the at least one temporarily stored expected value with the at least one temporarily stored operating variable and for evaluating the Functionality of the tank ventilation valve based on the result of the comparison mentioned.

Control unit according to Claim 5, characterized by at least one map into which the tank venting valve ( 20 ) Measured changes in the at least one operating variable can be stored as a function of a control signal of the tank ventilation valve.

Control unit according to claim 5 or 6, characterized by means to compare currently measured changes in the at least one Expected value or the at least one company size as a function the control signal with the stored map and for evaluation the functionality of the tank ventilation valve dependent on from the result of this comparison.

Control unit according to claim 7, characterized in that for the Tolerances stored in the map are predefined, the means for comparing the currently measured changes then output a positive diagnostic result with the map if the currently measured changes are within the specified tolerances.