DE19536646A1

DE19536646A1 - Verfahren zur Erkennung von Betankungsvorgängen an Behältnissen

Info

Publication number: DE19536646A1
Application number: DE19536646A
Authority: DE
Inventors: Andreas Dipl Ing Blumenstock
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1995-09-30
Filing date: 1995-09-30
Publication date: 1997-04-03
Anticipated expiration: 2015-10-01
Also published as: DE19536646B4; FR2739371B1; JP4021957B2; IT1284544B1; US6289721B1; JPH09138176A; FR2739371A1; ITMI961907A1; US6035708A

Description

Stand der Technik

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erkennung von Betankungsvorgängen an Behältnissen

Betankungsvorgänge müssen in den unterschiedlichsten Bereichen der Technik zuverlässig erkannt werden. So ist es beispielsweise in der chemischen Industrie oder in der Verfahrenstechnik von Bedeutung, Betankungsvorgänge zu erfassen und zu erkennen. Darüber hinaus ist es aber auch in der Fahrzeugtechnik von Vorteil, Betankungsvorgänge zu erkennen. Die Erkennung eines Betankungsvorgangs ist insbesondere im Zusammenhang mit einer Dichtheitsprüfung einer Tankentlüftungsanlage von Bedeutung.

Die kalifornische Umweltbehörde (CARB) fordert nämlich ab dem Jahr 1996 eine Diagnose mit bordeigenen Mitteln (On- Board-Diagnose) zur Überprüfung der Funktionsfähigkeit von Tankentlüftungsanlagen bei Fahrzeugen. Dabei soll insbesondere eine Prüfung auf Dichtheit der Tankentlüf tungsanlage vorgenommen werden.

Eine Tankentlüftungsanlage für ein Fahrzeug weist generell einen Kraftstofftank und ein Tankentlüftungs ventil auf, das mit dem Saugrohr einer Brennkraftmaschine verbunden ist, damit mit Hilfe des Unterdrucks im Saugrohr Kraftstoffdämpfe abgesaugt werden. Dabei wird üblicherweise das über dem Kraftstoff befindliche Volumen im Tank über ein zwischen dem Tank und dem Tankentlüf tungsventil angeordnetes Adsorptionsfilter, zumeist ein Aktivkohlefilter, abgesaugt. Dieses Aktivkohlefilter adsorbiert Kraftstoff in denjenigen Zeiträumen, in denen kein Absaugen vom Saugrohr her erfolgt, z. B. beim Stillstand der Brennkraftmaschine oder dann, wenn aufgrund des aktuellen Betriebszustandes des Tankentlüf tungsventils geschlossen gehalten wird.

So ist beispielsweise aus der DE 40 03 751 A1 eine Tankentlüftungsanlage für ein Kraftfahrzeug mit einem Kraftstofftank, mit einem Adsorptionsfilter, das mit dem Kraftstofftank über eine Filterleitung verbunden ist und das eine Belüftungsleitung aufweist, und mit einem Tank entlüftungsventil, das über eine Ventilleitung das Adsorptionsfilter mit dem Saugrohr der Brennkraftmaschine verbindet, bekannt, bei der in der Belüftungsleitung des Adsorptionsfilters ein steuerbares Absperrventil angeord net ist. Hierdurch wird ermöglicht, daß die Belüftungs leitung des Adsorptionsfilters gesteuert absperrbar ist.

Dies ermöglicht die Durchführung eines Verfahrens zum Überprüfen der Funktionstüchtigkeit der Anlage dadurch, daß die Belüftungsleitung des Adsorptionsfilters der Anlage abgesperrt wird, das Tankentlüftungsventil der Anlage geöffnet wird, und gemessen wird, ob sich im Tank ein Unterdruck aufbaut und, falls dies der Fall ist, hindurch auf die Funktionstüchtigkeit der Anlage ge schlossen wird.

Dieses Verfahren erlaubt somit die Überprüfung der Dichtheit der Tankentlüftungsanlagen im wesentlichen durch die Messung der Druckdifferenz zwischen dem im Tank herrschenden Druck und dem Umgebungsdruck. Dabei wird die Anlage als dicht betrachtet, wenn sich ein Unterdruck in der Tankentlüftungsanlage über einen gewissen vorgegebe nen Zeitraum hält. Wird jedoch festgestellt, daß der Unterdruck erst gar nicht aufgebaut oder aber sehr schnell abgebaut wird, so wird auf das Vorliegen eines Lecks in der Tankentlüftungsanlage geschlossen, eine Fehlermeldung an den Fahrer des Kraftfahrzeugs ausgegeben und diese Fehlermeldung in einem Speicher gespeichert. Die Überprüfung der Funktionsfähigkeit der Tankentlüf tungsanlage findet bei diesem Verfahren im Leerlauf und bei stehendem Fahrzeug statt.

Dieses Verfahren zur Überprüfung der Funktionstüchtigkeit der Tankentlüftungsanlage funktioniert zufriedenstellend bei einem ordnungsgemäßen Betrieb des Fahrzeugs.

Es kommt jedoch immer wieder vor, daß Fahrzeuge verbo tenerweise verbotenerweise bei laufendem Motor betankt werden, beispielsweise um den Betrieb der Klimaanlage in heißen Ländern oder den Betrieb der Heizung in sehr kalten Ländern beim Betanken nicht zu unterbrechen. Wenn nun beim Betanken des Fahrzeugs bei nicht abgestelltem Motor, d. h. im Leerlauf des Fahrzeugs eine Diagnose zur Überprüfung der Funktionstüchtigkeit der Tankentlüftungs anlage abläuft, wird aufgrund des geöffneten Tankdeckels ein Leck diagnostiziert. Ein solches "Leck" ist aber nicht auf einen Schaden an der Tankentlüftungsanlage zurückzuführen, sondern auf einen nicht bestimmungs gemäßen Gebrauch des Fahrzeugs. Es besteht nun kein Interesse daran, ein solches temporär auftretendes "Leck" zu diagnostizieren. Insbesondere soll es nicht in dem Fehlerspeicher des Diagnosesystems gespeichert werden.

Es besteht deshalb grundsätzlich das Problem, Betankungs vorgänge bei Kraftfahrzeugen zu erkennen und insbesondere die obenerwähnten Fehlermeldungen nur dann abzuspeichern, wenn der Tank geschlossen ist.

Aus der US-A-5,193,511 ist es bekannt, einen Tankdeckel schalter für Steuerungszwecke einzusetzen, der bei geöffnetem Tank beispielsweise geöffnet und bei ge schlossenem Tank geschlossen ist. Ein solcher Tankdeckel schalter könnte zur Erkennung von Betankungsvorgängen bei Fahrzeugen verwendet werden. Dies hat jedoch den Nach teil, daß auch ein solcher Tankdeckelschalter gemäß den Vorschriften der kalifornischen Umweltbehörde (CARB) selbst auf Funktionstüchtigkeit überprüft, d. h. diagno stiziert, werden müßte. Darüber hinaus verursacht ein solcher Tankdeckelschalter zusätzliche Kosten und schließlich würde eine Leckdiagnose fortwährend unter drückt, wenn beispielsweise vergessen würde, den Tank zu schließen.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Verfahren zur Erkennung von Betankungsvorgängen an Behältnissen, insbesondere ein Verfahren zur Erkennung von Betankungs vorgängen bei Fahrzeugen mit einem Diagnosesystem zur Überprüfung der Funktionsfähigkeit einer Tankentlüftungs anlage zu vermitteln, das die vorgenannten Nachteile beseitigt.

Vorteile der Erfindung

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnen den Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.

Besonders vorteilhaft ist es, daß aufgrund eines für einen Betankungsvorgang charakteristischen Druckverlauf s auf einen Betankungsvorgang geschlossen wird. Auf diese Weise ist lediglich eine Druckmessung erforderlich, um auf einen Betankungsvorgang zu schließen. Eine solche Druckmessung kann mit herkömmlichen Drucksensoren auf besonders kostengünstige und einfache Weise vorgenommen werden.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegen stand der Unteransprüche.

So ist es beispielsweise vorteilhaft, daß die Messung des Druckverlauf s in dem Behältnis innerhalb eines vor gegebenen Zeitintervalls vorgenommen wird. Auf diese Weise ist es möglich, einen Betankungsvorgang, der sich über einen gewissen Zeitraum durch die Abfolge: Öffnen des Tankdeckels des Behältnisses, Einführen der Zapfpi stole, Betanken, Entnehmen der Zapfpistole und Schließen des Behältnisses erstreckt, zu erfassen. Insbesondere wird vermieden, daß eine Fehlermeldung sofort nach Öffnen des Deckels des Behältnisses und vor dem Einführen der Zapfpistole vermieden wird.

Es hat sich gezeigt, daß bei einem Betankungsvorgang in dem Behältnis ein leichter Überdruck gegenüber dem Umgebungsdruck auftritt, der durch das einströmende Volumen verursacht wird. Aus diesem Grunde wird vorzugs weise bei Messung eines solchen, gegenüber dem Umgebungs druck sich in dem Behältnis aufbauenden Überdrucks auf einen Betankungsvorgang geschlossen.

Das Verfahren läßt sich ganz besonders vorteilhaft bei Kraftstofftanks eines Fahrzeugs einsetzen.

Insbesondere kann zur Erkennung von Betankungsvorgängen bei Fahrzeugen mit einem Diagnosesystem zur Überprüfung der Funktionstüchtigkeit einer Tankentlüftungsanlage, insbesondere während der Überprüfung der Funktions fähigkeit der Tankentlüftungsanlage durch das Diagnosesy stem eine Druckmessung durchgeführt werden und aufgrund des sich ergebenden Druckverlaufs auf einen Betankungs vorgang geschlossen werden. Auf diese Weise kann durch eine einfache Druckmessung auf den Betankungsvorgang geschlossen werden. Dies erfordert keine zusätzlichen Aggregate, da zur Überprüfung der Funktionsfähigkeit der Tankentlüftungsanlage ohnehin Druckmessungen vorgenommen werden müssen.

Die Druckmessung wird dabei vorzugsweise während der Überprüfung der Funktionstüchtigkeit der Tankentlüftungs anlage durch das Diagnosesystem ausgeführt, da auf diese Weise während der Prüfung auf Dichtheit gleichzeitig ein temporäres Leck, das durch einen geöffneten Tankdeckel verursacht wird, erfaßt werden kann.

Vorzugsweise erstreckt sich das obenerwähnte Zeitinter vall im Falle der Erkennung eines Betankungsvorgangs bei einem Kraftfahrzeug über den Stillstand und/oder die Leerlaufphase des Fahrzeugs, da bei einem bewegten Fahrzeug oder bei einem Fahrzeug, bei dem das Fahrpedal betätigt wird, der Betankungsvorgang abgeschlossen sein muß.

Des weiteren ist es vorteilhaft, daß bei Erkennen eines Betankungsvorgangs eine auf ein Leck in der Tankentlüf tungsanlage hinweisende Fehlermeldung des Diagnosesystems unterdrückt wird. Auf diese Weise können die oben beschriebenen irrtümlichen Leckmeldungen, die auf ein temporäres Leck aufgrund eines geöffneten Tankdeckels beruhen, vermieden werden.

Schließlich ist es besonders vorteilhaft, daß zur Messung des Drucks im Tank ein Drucksensor des Diagnosesystems verwendet wird, da hierdurch keine weiteren Aggregate für die Durchführung des Verfahrens zur Erkennung von Betankungsvorgängen erforderlich sind und so keine weiteren Kosten verursacht werden. Zudem kann das Verfahren zur Erkennung von Betankungsvorgängen auch bei bereits bestehenden Tankentlüftungsanlagen durch Nachrü stung eingesetzt werden.

Zeichnung

Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung werden nachstehend anhand der Zeichnung noch näher erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 schematisch ein Flußdiagramm zur Erläu terung eines Verfahrens zur Erkennung von Betankungsvorgängen bei Kraftfahrzeugen und zur Unterdrückung von irrtümlichen Fehlermeldungen bei erkanntem Betankungs vorgang;

Fig. 2 und 3 jeweils schematisch charakteristische Druckverläufe beim Betanken zweier unter schiedlicher Fahrzeuge.

Fig. 4 schematisch eine Tankentlüftungsanlage eines Kraftfahrzeugs, bei dem das erfin dungsgemäße Verfahren zur Anwendung kommt.

Beschreibung der Ausführungsbeispiele

Der Grundgedanke vorliegender Erfindung besteht darin, über die Messung eines bei einem Betankungsvorgang charakteristischen Druckverlaufs auf einen Betankungsvor gang zu schließen und dadurch insbesondere Leck-Fehler meldungen, die durch ein Öffnen eines Behältnisses oder Tanks beim Betanken hervorgerufen werden, zu unter drücken. Dabei soll im Falle eines Tanksystems eines Fahrzeugs der ohnehin für die Leckdiagnose eingebaute Tankdrucksensor verwendet werden, um den Betankungsvor gang zu erfassen und eine Fehlermeldung zu unterdrücken.

Nachfolgend wird das erfindungsgemäße Verfahren anhand eines Tanksystems eines Fahrzeugs mit einem Diagnosesy stem zur Überprüfung der Funktionstüchtigkeit einer Tankentlüftungsanlage beschrieben.

Es versteht sich, daß das Verfahren jedoch nicht auf die Anwendung bei einem Kraftfahrzeug beschränkt ist, es ist vielmehr möglich, das erfindungsgemäße Verfahren bei jeglicher Art von Betankungsvorgängen an beliebigen Behältnissen, zum Beispiel Behältnissen der chemischen Industrie, der Verfahrenstechnik und dgl. anzuwenden.

Fig. 4 zeigt schematisch eine an sich bekannte Tank entlüftungsanlage mit einem Kraftstofftank KT, einem Adsorptionsfilter AF und einem Tankentlüftungsventil TEV. Letzteres liegt in einer Ventilleitung VL, die das Adsorptionsfilter AF mit dem Saugrohr SR einer nicht dargestellten Brennkraftmaschine verbindet. Die Ventil leitung mündet in Strömungsrichtung L der angesaugten Luft hinter der Drosselklappe in das Saugrohr. Dadurch ist es möglich, einen relativ hohen Unterdruck in der Ventilleitung zu erzielen, um dadurch das Adsorptions filter AF wirksam zu spülen. Bei weitgehend geschlossener Drosselklappe und höheren Drehzahlen der Brennkraftma schine fällt der Unterdruck bis auf einige wenige 100 hPa.

Das Adsorptionsfilter AF wiederum ist mit dem Kraftstoff tank KT über eine Filterleitung FL verbunden. Gast der Kraftstoff im Kraftstofftank, wird der ausgasende Kraftstoff von Aktivkohle im Adsorptionsfilter AF adsorbiert. Außer der eben genannten Filterleitung FL und der Ventilleitung VL mündet noch eine Belüftungsleitung BL in das Adsorptionsfilter AF. Durch diese Belüftungs leitung BL strömt Luft, wenn das Adsorptionsfilter AF über die Ventilleitung mit dem Tankentlüftungsventil TEV abgesaugt wird. Dadurch wird die Aktivkohle regeneriert. In Stillstandsphasen des Motors oder in Betriebsphasen, in denen das Tankentlüftungsventil geschlossen ist, kann die Aktivkohle dann wieder Kraftstoff aufnehmen.

Die in Fig. 4 dargestellte Tankentlüftungsanlage weist aufgrund noch zu beschreibender Bauteile einen Aufbau auf, der sich besonders sicher auf Funktionstüchtigkeit überprüfen läßt. Diese zusätzlichen Bauteile sind ein Differenzdruckmesser DDM, der den Differenzdruck im Tank gegenüber dem Atmosphärendruck mißt, und ein Absperrventil zum steuerbaren Absperren der Belüftungsleitung BL. Das Absperrventil AV läßt sich mit Hilfe eines Signals öffnen und schließen, das von einem Steuergerät SG ausgegeben wird.

Es hat sich gezeigt, daß beim Betanken eines Fahrzeugs im Tank KT ein leichter Überdruck gegenüber dem Umgebungs druck auftritt. Dies wird durch das einströmende Kraft stoffvolumen verursacht, das erst über eine leichte Kom pression das im Tank KT befindliche Dampfvolumen über den Tankstutzen oder das Adsorptionsfilter AF nach außen ver drängt.

In Fig. 2 und 3 sind jeweils zwei charakteristische Druckverläufe über der Zeit dargestellt, die beim Betanken zweier unterschiedlicher Fahrzeuge aufgenommen wurden. Dabei ist zu erkennen, daß der Druck im Tank beim Beginn des Betankungsvorgangs deutlich zunimmt und nach dem Betankungsvorgang wieder auf sein ursprüngliches Niveau abnimmt. Ein solcher charakteristischer Druckver lauf, der sich bei allen Fahrzeugen ergibt, kann zur Erkennung von Betankungsvorgängen durch Druckmessung im Tank, insbesondere während der Überprüfung der Funktions tüchtigkeit einer Tankentlüftungsanlage durch ein Diagnosesystem verwendet werden. Dabei wird die Messung des Druckverlaufs beim Betankungsvorgang innerhalb eines vorgegebenen Zeitintervalls vorgenommen. Auf diese Weise läßt sich einerseits vermeiden, daß bei geöffnetem Tankdeckel aber noch nicht vorgenommener Betankung des Fahrzeugs sofort eine Fehlermeldung von dem Diagnosesy stem ausgegeben wird, zum anderen kann aufgrund der zeitlichen Entwicklung des charakteristischen Druckver laufs sicher auf einen Betankungsvorgang geschlossen werden.

Das Zeitintervall zur Messung des Druckverlauf s erstreckt sich dabei beispielsweise über den Stillstand und/oder die Leerlaufphase des Fahrzeugs, da ein Betanken bei einem bewegten Fahrzeug oder bei Betätigen des Fahrpedals des Fahrzeugs abgeschlossen sein muß. Um bei Erkennen eines Betankungsvorgangs eine auf ein Leck in der Tankentlüftungsanlage hinweisende Fehlermeldung des Diagnosesystems zu unterdrücken, werden die in Fig. 1 dargestellten Verfahrensschritte ausgeführt. Bei Schritt S1 wird die Leckdiagnose, wie sie beispielsweise aus der DE 40 03 751 A1 bekannt ist, in Gang gesetzt. Wenn bei Schritt S2 kein Leck entdeckt wird, wird die Leckdiagnose bei Schritt S3 abgeschlossen.

Wird jedoch ein Leck entdeckt, so wird bei Schritt S4 untersucht, ob sich innerhalb eines vorgegebenen Zeit intervalls, das sich - wie oben erwähnt - über den Stillstand und/oder die Leerlaufphase des Fahrzeugs erstreckt, ein charakteristischer Überdruck einstellt, aufgrund dessen auf einen Betankungsvorgang geschlossen werden kann. Ist dies nicht der Fall, so wird in Schritt S5 eine auf ein Leck in der Tankentlüftungsanlage hinweisende Fehlermeldung des Diagnosesystems ausgegeben und abgespeichert und sodann in Schritt S6 die Leckdia gnose beendet.

Baut sich jedoch ein charakteristischer Überdruck auf, der auf einen Betankungsvorgang schließen läßt, so wird in Schritt S7 eine derartige Fehlermeldung unterdrückt und sodann die Leckdiagnose in Schritt S8 abgeschlossen.

Besonders vorteilhaft ist dabei, daß sowohl die Leckdia gnose als auch das Erkennen des Betankungsvorgangs mittels eines einzigen Tankdrucksensors, wie er bei an sich bekannten Diagnosesystemen zur Überprüfung der Funktionstüchtigkeit von Tankentlüftungsanlagen einge setzt wird, vorgenommen werden kann.

Claims

1. Verfahren zur Erkennung von Betankungsvorgängen an Behältnissen, dadurch gekennzeichnet, daß aufgrund eines für einen Betankungsvorgang charakteristischen Druckverlaufs auf einen Betankungsvorgang geschlos sen wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Messung des Druckverlaufs innerhalb eines vorgegebenen Zeitintervalls vorgenommen wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn zeichnet, daß bei Messung eines sich gegenüber dem Umgebungsdruck im Behältnis aufbauenden Überdrucks auf einen Betankungsvorgang geschlossen wird.

4. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Behältnis ein Kraftstofftank (KT) eines Fahrzeugs ist.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erkennung von Betankungsvorgängen bei Fahrzeugen mit einem Diagnosesystem zur Überprüfung der Funktionstüchtigkeit einer Tankentlüftungsanlage insbesondere während der Überprüfung der Funktions fähigkeit der Tankentlüftungsanlage durch das Diagnosesystem eine Druckmessung durchgeführt wird und aufgrund des sich dabei ergebenden Druckverlaufs auf einen Betankungsvorgang geschlossen wird.

6. Verfahren nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekenn zeichnet, daß sich das Zeitintervall über den Stillstand und/oder die Leerlaufphase des Fahrzeugs erstreckt.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß bei Erkennen eines Betankungsvorgangs eine auf ein Leck in der Tankentlüftungsanlage hinweisende Fehlermeldung des Diagnosesystems unterdrückt wird.

8. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß zur Messung des Drucks im Kraftstofftank (KT) ein Differenzdruckmes ser (DDM) des Diagnosesystems verwendet wird.