DE10324813B4

DE10324813B4 - Verfahren zur Diagnose eines Tankentlüftungsventils

Info

Publication number: DE10324813B4
Application number: DE10324813.7A
Authority: DE
Inventors: Armin Hassdenteufel; Andreas Mueller
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2003-06-02
Filing date: 2003-06-02
Publication date: 2015-12-31
Anticipated expiration: 2023-06-03
Also published as: US20050015194A1; DE10324813A1; US7124018B2

Abstract

Verfahren zur Prüfung der Funktionsfähigkeit eines Tankentlüftungsventils (30) zwischen einem Verbrennungsmotor (44) und einem Kraftstoffdampfspeicher (20) eines Kraftfahrzeugs, wobei der gespeicherte Kraftstoffdampf aus dem Kraftstoffdampfspeicher (20) dem Verbrennungsmotor (44) bei geöffnetem Tankentlüftungsventil (30) zugeführt wird und wobei eine Reaktion aus einem Kraftstoff/Luftverhaltnis-Regelkreis zur Diagnose der Funktionsfähigkeit des Tankentlüftungsventils (30) ausgewertet wird, dadurch gekennzeichnet, daß in einem Fahrzyklus wenigstens zweimal der gespeicherte Kraftstoffdampf aus dem Kraftstoffdampfspeicher (20) dem Verbrennungsmotor (44) bei geöffnetem Tankentlüftungsventil (30) zugeführt wird, hierbei jeweils eine Reaktion des Kraftstoff/Luftverhältnis-Regelkreis erfaßt wird und durch Vergleich der erfaßten Reaktionen auf die Funktionsfähigkeit des Tankentlüftungsventils (30) geschlossen wird.

Description

Stand der Technik
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Diagnose eines Tankentlüftungsventils bei Verbrennungsmotoren nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Es ist bereits bekannt, ein Tankentlüftungsventil im Betrieb des Motors zu öffnen und eine Reaktion aus einem Kraftstoff/Luftverhältnis-Regelkreis zur Diagnose auszuwerten. Der mit Luft vermischte Kraftstoffdampf aus der Tankentlüftung (Regeneriergas) bewirkt eine Störung des Regelkreises, so daß das Auftreten der Störung eine funktionsfähige Tankentlüftung und damit insbesondere ein funktionsfähiges Tankentlüftungsventil anzeigt. Ein solches Verfahren geht beispielsweise aus der DE 100 43 071 A1 hervor. Stellt sich eine Störung des Regelkreises aufgrund einer Gemischveränderung nicht ein, kann jedoch keine eindeutige Aussage über die Funktionsfähigkeit des Tankentlüftungsventils getroffen werden. Rein prinzipiell ist es möglich, daß das Gemisch, das über ein intaktes Tankentlüftungsventil dem Verbrennungsmotor zugeführt wird, genau demselben Gemisch entspricht, das dem Verbrennungsmotor ohnehin zugeführt wird. In diesem Fall ist eine weitergehende Diagnose erforderlich. Hierzu können beispielsweise Diagnoseverfahren zur Überprüfung von Stellgliedern bei der Regelung und/oder Steuerung von Betriebsparametern in Verbindung mit der Leerlaufregelung vorgesehen sein, wie sie beispielsweise aus der DE 39 14 536 C2 hervorgehen.
Solche weiterführenden Diagnosen können jedoch zum Teil nur im Leerlaufdurchgeführt werden, sie sind außerdem oftmals sehr zeitintensiv. Darüber hinaus sind sie nicht selten auch störanfällig. Die Diagnosehäufigkeit kann hierdurch eingeschränkt sein.
Aus der EP 0 451 313 A1 ist ein Tankentlüftungssystem bekannt. Dabei ist vorgesehen, innerhalb eines Ansaugtrakts einer Brennkraftmaschine die Drosselklappe mit einer Bypassleitung zu umgehen. Diese Bypassleitung dient gleichzeitig als Spülleitung für ein Aktivkohlefilter. Wird die Bypassleitung geöffnet, erhöht sich die der Brennkraftmaschine zugeführte Luftmenge. Wird keine Erhöhung der Luftmenge festgestellt, wird auf einen Defekt des Tankentlüftungssystems geschlossen. Die Diagnose des Tankentlüftungssystems beruht dabei auf der Beobachtung einer Luftmenge und erfolgt lediglich einmal pro Fahrzyklus.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Prüfung der Funktionsfähigkeit eines Tankentlüftungsventils dahingehend weiterzubilden, daß eine Diagnose auch außerhalb des Leerlaufbetriebs möglich ist, so daß sich die Diagnosehäufigkeit wesentlich erhöht. Darüber hinaus soll das Verfahren sehr störunanfällig sein.
Vorteile der Erfindung
Diese Aufgabe wird bei einem Verfahren zur Prüfung der Funktionsfähigkeit eines Tankentlüftungsventils der eingangs beschriebenen Art durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Die Genauigkeit der Diagnose wird dadurch erhöht, daß in wenigstens einem Betriebszustand des Verbrennungsmotors wenigstens zweimal der gespeicherte Kraftstoffdampf aus dem Kraftstoffdampfspeicher dem Verbrennungsmotor bei geöffnetem Tankentlüftungsventil zugeführt wird. Hierbei wird jeweils eine Reaktion des Kraftstoff/Luftverhältnis-Regelkreiserfaßt und durch Vergleich der erfaßten Reaktionen auf die Funktionsfähigkeit des Tankentlüftungsventils geschlossen. Die Erfindung nimmt dabei an, daß die Wahrscheinlichkeit dafür, daß über ein intaktes Tankentlüftungsventil dasselbe Gemisch geleitet wird wie es auch der Verbrennungsmaschine durch die Einspritzung zugeführt wird, relativgering ist. Es ist sehr unwahrscheinlich, daß bei häufiger Wiederholung der Gemischprüfung, das heißt bei häufiger Wiederholung der Erfassung der Reaktion des Kraftstoff/Luftverhältnis-Regelkreis und der Auswertung dieser Reaktion, die jeweils nur ein sehr kurzzeitiges Öffnendes Tankentlüftungsventils erfordert, innerhalb eines Fahrzyklus jedesmal ein stöchiometrisches Gemisch über das Tankentlüftungsventil geleitet wird. Dies ist eine Folge davon, daß im Verlauf einer Fahrt durch Spülen des Kraftstoffdampfspeichers dieser entleert wird und damit immer weniger Kraftstoff im Spülstrom enthalten ist.
Vorteilhafterweise werden die erfaßten Reaktionen statistisch ausgewertet. Durch diese Auswertung kann mit sehr hoher Wahrscheinlichkeit auf ein defektes Tankentlüftungsventilgeschlossen werden.
Bei einer vorteilhaften Ausführungsform wird dabei die Anzahl der Abweichungen des Kraftstoff/Luftverhältnis von einem vorgegebenen Wert erfaßt und hieraus auf die Funktionsfähigkeit des Tankentlüftungsventils geschlossen. Vorzugsweise wird dabei immer dann auf ein defektes Tankentlüftungsventil geschlossen, wenn keine Abweichungen des erfaßten Kraftstoff/Luftverhältnis von dem vorgegebenen Kraftstoff/Luftverhältnis ermittelt werden.
Zeichnungen
Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung sind Gegenstand der nachfolgenden Beschreibung sowie der zeichnerischen Darstellung eines Ausführungsbeispiels der Erfindung.
In der Zeichnung zeigen:
1 schematisch eine Tankentlüftungsanlage eines Kraftfahrzeugs und
2 ein Ablaufdiagramm eines von der Erfindung Gebrauch machenden Verfahrens zur Diagnose des Tankentlüftungsventils.
Beschreibung eines Ausführungsbeispiels
Ein Ausführungsbeispiel einer Tankentlüftungsanlage eines Kraftfahrzeugs, dargestellt in 1, umfaßt einen Tank 10, einen Kraftstoffdampfspeicher, beispielsweise ein Aktivkohlefilter 20, das mit dem Tank 10 über eine Filterleitung 12 verbunden ist und eine mit der Umgebung verbindbare Belüftungsleitung 22 aufweist, sowie ein Tankentlüftungsventil 30, das einerseits mit dem Aktivkohlefilter 20 über eine Ventilleitung 24 und andererseits mit einem Saugrohr 40 einer Brennkraftmaschine 44 über eine Ventilleitung 42 verbindbar ist. Das Tankentlüftungsventil 30 ist durch eine Schaltungseinheit 60 mittels beispielsweise einem elektromagnetischen Aktor 31 über eine elektrische Leitung 32 ansteuerbar.
Im Abgaskanal 46 der Brennkraftmaschine 44 ist vor einem Katalysator 48 eine an sich bekannte Lambda-Sonde 47 zur Erfassung des Kraftstoff/Luftverhältnis angeordnet, deren Ausgangssignal mittels einer elektrischen Leitung 49 dem Steuergerät 60 zugeführt wird.
Die Brennkraftmaschine wird auf an sich bekannte Weise so betrieben, daß das Kraftstoff/Luftverhältnis einen stöchiometrischen Wert annimmt.
Die Prüfung der Funktionsfähigkeit des Tankentlüftungsventils wird nachfolgend in Verbindung mit 2 näher erläutert. In einem Schritt 201 wird das Verfahren gestartet. Zunächst wird in einem Schritt 202 ein Wert n, der die Anzahl der durchgeführten Funktionsprüfungen charakterisiert, auf Null gesetzt. In einem Schritt 204 erfolgt ein Hochsetzen dieses Wertes n um eins. Sodann wird in einem Schritt 206 das Tankentlüftungsventil (TEV) 30 öffnend angesteuert und in einem Schritt 208 das Kraftstoff/Luftverhältnis λ mittels der Lambda-Sonde 47 bestimmt. In dem Steuergerät 60 wird sodann eine Differenz eines vorgegebenen Lambda-Werts λ_v und des erfaßten Lambda-Werts λ bestimmt (Schritt 210): Δλ = λ_v – λ.
Der Wert n sowie die so gebildete Differenz Δλ wird in Schritt 212 gespeichert. Sodann wird geprüft, ob der Wert n einem vorgegebenen Wert n_v entspricht (Schritt 214). Dieser Wert n_v kann beispielsweise auf zwei, drei, vier, fünf oder auch zehn gesetzt werden, je nachdem, wie häufig die Diagnose des Tankentlüftungsventils durch Erfassen des Lambda-Werts durchgeführt werden soll. Wenn der aktuelle Wert n nicht dem vorgegebenen Wert n_v entspricht, erfolgt ein Rücksprung auf den Schritt 204, in dem der Wert n um eins erhöht wird, und das Tankentlüftungsventil 30 wiederum öffnend angesteuert wird sowie die Differenz Δλ bestimmt und zusammen mit dem Wert n gespeichert wird. Diese Schritte werden solange wiederholt, bis der Wert n dem vorgegebenen Wert n_v entspricht. In diesem Falle erfolgt in Schritt 216 eine statistische Auswertung der ermittelten Differenz Δλ. Aus dieser Auswertung werden in Schritt 218 Aussagen über die Funktionsfähigkeit des Tankentlüftungsventils 30 getroffen und das Verfahren wird in Schritt 220 gestoppt.
Die Erfindung geht von der Erkenntnis aus, daß die Wahrscheinlichkeit dafür, daß über ein intaktes Tankentlüftungsventil 30 dasselbe Gemisch geleitet wird wie es auch dem Verbrennungsmotor 44 durch die Einspritzung zugeführt wird, relativ gering ist. Bei einer häufigen Wiederholung der Gemischprüfung, das heißt dann, wenn der Wert n_v der vorgegebenen Anzahl der Wiederholungen der Gemischprüfung auf einen entsprechend hohen Wert gesetzt wird, ist es bei einem nur kurzzeitigen Aufsteuern des Tankentlüftungsventils 30 sehr unwahrscheinlich, daß innerhalb eines Fahrzyklus bei jedem Aufsteuern ein stöchiometrisches Gemisch über das Tankentlüftungsventil 30 geleitet wird. Dies muß allein schon deshalb ausgeschlossen werden, weil im Verlauf eines Betriebszyklus des Verbrennungsmotors 44, z. B. im Verlauf einer Fahrt, der Aktivkohlefilter 20 durch Spülen entleert wird und damit immer weniger Kraftstoff im Spülstrom enthalten ist. Nach Durchführung einer vorgegebenen Anzahl n_v derartiger Prüfungen und der in Schritt 216 erfolgten Auswertung der Gemischabweichungen, beispielsweise der Erfassung und Auswertung der Anzahl der Gemischabweichungen, kann mit sehr großer Wahrscheinlichkeit auf ein defektes Tankentlüftungsventil geschlossen werden, beispielsweise dann, wenn in allen Prüfungen keine Gemischabweichung festgestellt wird, das heißt Δλ gleich Null ist. In diesem Falle wird das Kraftstoff/Luftverhältnis durch Aufsteuern des Tankentlüftungsventils 30 nicht gestört, so daß auf einen Fehler im Tankentlüftungsventil 30 geschlossen werden kann.
Besonders vorteilhaft bei dem vorbeschriebenen Verfahren ist es, daß die Diagnose des Tankentlüftungsventils 30 nicht nur wesentlich sicherer wird, sondern insbesondere auch häufiger ablaufen kann. Von besonderem Vorteil ist dabei, daß die Diagnose des Tankentlüftungsventils 30 auch außerhalb des Leerlaufs des Verbrennungsmotors möglich ist. Hierdurch werden andere Funktionsprüfungen und Prüfungen der Funktion des Verbrennungsmotors, die im Leerlauf stattfinden müssen, weniger blockiert. Ein ganz wesentlicher Vorteil vorbeschriebenen Verfahrens liegt auch darin begründet, daß keine zusätzlichen Komponenten erforderlich sind, die beispielsweise zur Erfassung von Stellgliedern, beispielsweise des Leerlaufstellers und dgl. erforderlich sind.

Claims

Verfahren zur Prüfung der Funktionsfähigkeit eines Tankentlüftungsventils (30) zwischen einem Verbrennungsmotor (44) und einem Kraftstoffdampfspeicher (20) eines Kraftfahrzeugs, wobei der gespeicherte Kraftstoffdampf aus dem Kraftstoffdampfspeicher (20) dem Verbrennungsmotor (44) bei geöffnetem Tankentlüftungsventil (30) zugeführt wird und wobei eine Reaktion aus einem Kraftstoff/Luftverhaltnis-Regelkreis zur Diagnose der Funktionsfähigkeit des Tankentlüftungsventils (30) ausgewertet wird, dadurch gekennzeichnet, daß in einem Fahrzyklus wenigstens zweimal der gespeicherte Kraftstoffdampf aus dem Kraftstoffdampfspeicher (20) dem Verbrennungsmotor (44) bei geöffnetem Tankentlüftungsventil (30) zugeführt wird, hierbei jeweils eine Reaktion des Kraftstoff/Luftverhältnis-Regelkreis erfaßt wird und durch Vergleich der erfaßten Reaktionen auf die Funktionsfähigkeit des Tankentlüftungsventils (30) geschlossen wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die erfaßten Reaktionen statistisch ausgewertet werden.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Reaktion des Kraftstoff/Luftverhältnis-Regelkreis die Anzahl der Abweichungen des Kraftstoff/Luftverhältnis (Δλ) von einem vorgegebenen Wert (λ_v) erfaßt und hieraus auf die Funktionsfähigkeit des Tankentlüftungsventils (30) geschlossen wird.
Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß auf ein defektes Tankentlüftungsventil (30) dann geschlossen wird, wenn keine Abweichungen von den vorgegebenen Kraftstoff/Luftverhältnis-Wert (λ_v) ermittelt werden.