DE19650517A1

DE19650517A1 - Tank ventilation for direct fuel injection IC engine with external ignition

Info

Publication number: DE19650517A1
Application number: DE19650517A
Authority: DE
Inventors: Erwin Dr Achleitner; Alain Aubourg; Karlheinz Dr Croissant
Original assignee: Siemens AG; Siemens Automotive SA
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1996-12-05
Filing date: 1996-12-05
Publication date: 1998-06-18
Anticipated expiration: 2016-12-06
Also published as: DE19650517C2

Abstract

The method involves sucking fuel from an adsorption container (32) with an overpressure pump electrically powered or driven via a mechanically coupling from the internal combustion engine which can be connected and disconnected. The overpressure pump is a diagnosis pump used for diagnosing the tank ventilation system using the overpressure method.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Tankentlüftung für eine direkteinspritzende, fremdgezündete Brennkraftmaschine, die sowohl mit homogenem Gemisch als auch mit hohem Luftüberschuß unter Bildung einer Schichtladung be trieben werden kann.The invention relates to a method and an apparatus for Tank ventilation for a direct-injection, spark-ignited Internal combustion engine with both a homogeneous mixture and with high excess air to form a stratified charge can be driven.

Brennkraftmaschinen mit Direkteinspritzung beinhalten ein großes Potential zur Reduktion des Kraftstoffverbrauches bei geringem Schadstoffausstoß. Im Gegensatz zur Saugrohrein spritzung bei einer Otto-Brennkraftmaschine, bei der Kraft stoff in das Saugrohr eingespritzt wird, sich dort mit der angesaugten Luft vermischen kann und als ein im wesentlichen homogenes Luft/Kraftstoffgemisch in den Zylinder strömt, wird bei einer Direkteinspritzung Kraftstoff mit hohem Einspritz druck direkt in den Verbrennungsraum eingespritzt. Der Kraft stoff muß in möglichst kleinen Tröpfchen in den Brennraum des Zylinders eingebracht werden und durch Ladungsschichtung wird das Gemisch im Bereich der Zündkerze so weit angereichert, daß eine sichere Entflammung garantiert ist, die Verbrennung im Mittel aber bei stark abgemagerten Gemisch (Luftzahlen λ << 1, abhängig vom Betriebsbereich der Brennkraftmaschine) stattfindet.Internal injection engines include a great potential for reducing fuel consumption low emissions. In contrast to the intake manifold injection in an Otto internal combustion engine, in the force substance is injected into the intake manifold, there with the sucked air can mix and as one essentially homogeneous air / fuel mixture flows into the cylinder with direct injection, fuel with high injection pressure injected directly into the combustion chamber. The force Substance must be in the smallest possible droplets in the combustion chamber of the Cylinder are introduced and by charge stratification the mixture enriched so far in the area of the spark plug, combustion is guaranteed to ensure safe ignition on average, however, in the case of a strongly emaciated mixture (air numbers λ << 1, depending on the operating range of the internal combustion engine) takes place.

Es ist bekannt, Brennkraftmaschinen mit Kraftstoffverdun stungs-Rückhaltesystemen, in der Regel auch als Tankent lüftungsanlagen bezeichnet, auszustatten. Der Zweck solcher Anlagen besteht darin, das Ausdampfen von Kohlenwasserstoffen aus dem Kraftstofftank an die Atmosphäre zu vermeiden. Hierzu weisen bekannte Tankentlüftungsanlagen für Otto-Brennkraft maschinen mit einer Saugrohreinspritzung (z. B. DE 40 12 111 C1) einen Kraftstofftank auf, der über eine Leitung mit einem Aktivkohlebehälter verbunden ist. Die durch die Erwärmung des Kraftstoffes verdampfenden Kohlenwasserstoffe werden in die sem Behälter adsorbiert. In bestimmten Betriebsbereichen der Brennkraftmaschine wird ein normalerweise geschlossenes Tankentlüftungsventil in einer Regenierungsleitung zwischen Aktivkohlebehälter und Ansaugtrakt der Brennkraftmaschine mittels Signalen einer elektronischen Steuerungseinrichtung geöffnet. Durch den im Saugrohr herrschenden Unterdruck ge langen die Kraftstoffdämpfe aus dem Aktivkohlebehälter in den Ansaugtrakt stromabwärts der Drosselklappe und vermischen sich dort mit der Ansaugluft und mit dem in das Saugrohr ein gespritzten Kraftstoff. Dieses Gemisch strömt dann bei geöff netem Einlaßventil in den Zylinder, wo es mittels einer Zündeinrichtung gezündet und anschließend verbrannt wird. Während des Spülvorganges ist ein am Aktivkohlebehälter ange ordnetes Belüftungsventil offen, so daß aufgrund des Saug rohrunterdruckes Spülluft durch den Behälter strömen und die Aktivkohle regeneriert werden kann.It is known to use internal combustion engines with fuel evaporation restraint systems, usually also as tank detectors ventilation systems referred to equip. The purpose of such Equipment consists in the evaporation of hydrocarbons to avoid from the fuel tank to the atmosphere. For this have known tank ventilation systems for Otto internal combustion machines with a suction pipe injection (e.g. DE 40 12 111 C1) a fuel tank that is connected to a Activated carbon canister is connected. By heating the Evaporating hydrocarbons are in the fuel adsorbed this container. In certain operating areas of the Internal combustion engine is a normally closed Tank vent valve in a rain pipe between Activated carbon canister and intake tract of the internal combustion engine by means of signals from an electronic control device open. Due to the negative pressure prevailing in the intake manifold the fuel vapors from the activated carbon canister into the Intake tract downstream of the throttle valve and mix there with the intake air and with the in the intake manifold sprayed fuel. This mixture then flows when open netem inlet valve in the cylinder, where it by means of a Ignition device is ignited and then burned. During the rinsing process is on the activated carbon canister ordered ventilation valve open, so that due to the suction Pipe vacuum flushing air through the container and the Activated carbon can be regenerated.

Bei direkteinspritzenden Brennkraftmaschinen kann in bestimm ten Betriebsbereichen der Brennkraftmaschine, insbesondere während des Betriebes mit Zylinderladungsschichtung keine Spülung des Aktivkohlebehälters durchgeführt werden, da die Spülgase welche in den Ansaugtrakt der Brennkraftmaschine eingeleitet werden, nicht vollständig verbrennen können. Die Spülgase werden nämlich über den gesamten Brennraum homogen verteilt. Im Brennraum verbrennt jedoch nur das Gemisch, das in der Nähe der Zündkerze geschichtet ist und eine Luftzahl besitzt, bei der kein Erlöschen der Flammenfront bei der Aus breitung auftritt. Im Rest des Brennraumes erlischt die Flam menfront, weil das Gemisch nicht innerhalb der Zündgrenzen liegt, da abhängig vom Betriebsbereich der Brennkraftmaschine sehr stark abgemagertes Gemisch bis zu reiner Luft und/oder rückgeführtes Abgas vorliegt.With direct-injection internal combustion engines can in certain Operating areas of the internal combustion engine, in particular none during operation with cylinder charge stratification Flushing the activated carbon can be carried out as the Purge gases which are in the intake tract of the internal combustion engine initiated, can not burn completely. The Purge gases become homogeneous across the entire combustion chamber distributed. However, only the mixture that burns in the combustion chamber is layered near the spark plug and an air ratio owns, in which no extinction of the flame front at the end spread occurs. The flame goes out in the rest of the combustion chamber menfront because the mixture is not within the ignition limits lies because it depends on the operating range of the internal combustion engine very lean mixture to pure air and / or recirculated exhaust gas is present.

Außerdem tritt das Problem auf, daß bei Betrieb der Brenn kraftmaschine ab einer bestimmten Last bis hin zur Vollast der Unterdruck im Saugrohr nicht ausreicht, den Absorptions behälter zu spülen.In addition, there is the problem that when operating the burner engine from a certain load up to full load the vacuum in the intake manifold is insufficient, the absorption to rinse the container.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Tankentlüftung einer, mit Direktein spritzung arbeitenden Brennkraftmaschine anzugeben.The invention has for its object a method and a device for tank ventilation, with direct one specify injection working internal combustion engine.

Die Erfindung ist für das Verfahren durch die Merkmale von Patentanspruch 1 und für die Vorrichtung durch die Merkmale des Patentanspruches 9 gegeben. Vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprüche.The invention is for the method by the features of Claim 1 and for the device by the features of claim 9 given. Advantageous further training and configurations are the subject of the dependent claims.

Mit Hilfe einer Überdruckpumpe in der Regenerierungsleitung zwischen dem Adsorptionsbehälter und dem Ansaugkanal wird es ermöglicht, unabhängig von dem gerade im Saugrohr herrschen den Unterdruck in allen Betriebsbereichen der Brennkraftma schine, in denen eine Spülung des Adsorptionsbehälters mög lich ist eine solche Spülung auch durchzuführen.With the help of a pressure pump in the regeneration line between the adsorption container and the intake duct enables, regardless of what is currently in the intake manifold the negative pressure in all operating areas of the internal combustion engine machine in which rinsing of the adsorption container is possible Such a rinsing is also to be carried out.

Eine besonders kostengünstige, da aufwandsarme Vorrichtung wird erzielt, wenn als Überdruckpumpe eine ohnehin zur Dia gnose der Tankentlüftungsanlage mittels Überdruckverfahren vorhandene Diagnosepumpe verwendet wird.A particularly cost-effective device because it requires little effort is achieved if an overpressure pump is used for the slide forecast of the tank ventilation system using the overpressure process existing diagnostic pump is used.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dar gestellt und werden in der folgenden Beschreibung näher er läutert. Es zeigen:Embodiments of the invention are shown in the drawing and are described in the following description purifies. Show it:

Fig. 1 ein Blockschaltbild einer direkteinspritzenden, fremdgezündeten Brennkraftmaschine mit einer Tankent lüftungsanlage und einer Einrichtung zur Abgasrück führung und Fig. 1 is a block diagram of a direct-injection, spark-ignition internal combustion engine with a tank ventilation system and a device for exhaust gas recirculation and

Fig. 2 einen Ausschnitt aus der Figur mit einem abgewandel ten Aufbau der Tankentlüftungsanlage. Fig. 2 shows a detail from the figure with a modified structure of the tank ventilation system.

Die Fig. 1 zeigt in grob schematischer Darstellung eine Brennkraftmaschine mit Hochdruck-Speichereinspritzung (Common Rail), die abhängig vom Betriebsbereich sowohl mit homogenem Gemisch als auch mit geschichteter Ladung mit sehr stark ab gemagertem Gemisch betreibbar ist. Sie weist eine Tankentlüf tungsanlage und eine Vorrichtung zur Abgasrückführung auf. Aus Gründen der Übersichtlichkeit sind dabei nur diejenigen Teile gezeichnet, die für das Verständnis der Erfindung not wendig sind. Insbesondere ist nur ein Zylinder einer mehrzy lindrigen Brennkraftmaschine dargestellt. Fig. 1 shows a highly diagrammatic representation of an internal combustion engine with high-pressure storage injection (Common Rail) which is dependent on the operating range with both a homogeneous mixture and stratified charge with very strong operable from gemagertem mixture. It has a tank ventilation system and a device for exhaust gas recirculation. For reasons of clarity, only those parts are drawn that are necessary for understanding the invention. In particular, only one cylinder of a multi-cylinder internal combustion engine is shown.

Mit dem Bezugszeichen 10 ist ein Kolben bezeichnet, der in einem Zylinder 11 einen Verbrennungsraum 12 begrenzt. In den Verbrennungsraum 12 mündet ein Ansaugkanal 13, durch den ge steuert durch ein Einlaßventil 14 die Verbrennungsluft in den Zylinder 11 strömt. Gesteuert durch ein Auslaßventil 15 zweigt vom Verbrennungsraum 12 ein Abgaskanal 16 ab, in des sen weiterer Verlauf ein Sauerstoffsensor in Form einer breitbandigen (linearen) Lambdasonde 17 und ein NOx-Speicher katalysator 18 angeordnet ist. Der NOx-Speicherkatalysator dient dazu, in Betriebsbereichen mit magerer Verbrennung die geforderten Abgasgrenzwerte einhalten zu können. Er adsor biert aufgrund seiner Beschichtung die bei magerer Verbren nung erzeugten NOx-Verbindungen im Abgas.Reference number 10 denotes a piston which delimits a combustion chamber 12 in a cylinder 11 . In the combustion chamber 12 opens an intake duct 13 through which controls the combustion air flows into the cylinder 11 through an inlet valve 14 . Controlled by an exhaust valve 15 , an exhaust duct 16 branches off from the combustion chamber 12 , in the further course of which an oxygen sensor in the form of a broadband (linear) lambda probe 17 and a NOx storage catalytic converter 18 are arranged. The NOx storage catalytic converter is used to comply with the required exhaust gas limit values in operating areas with lean combustion. Due to its coating, it adsorbs the NOx compounds in the exhaust gas that are produced when the combustion is lean.

Um die speziell bei Brennkraftmaschinen mit Direkteinsprit zung und Schichtladebetrieb auftretenden NOx-Emissionen der Brennkraftmaschine zu verringern, ist eine Abgasrückführung vorgesehen. Durch Zumischen von bereits verbranntem Abgas zur angesaugten Frischluft wird die Verbrennungs-Spitzentempera tur gesenkt, wodurch die temperaturabhängige Stickoxid- Emission reduziert wird. Dieser Mechanismus gilt auch für ho mogenes Gemisch der Brennkraftmaschine. Zum Rückführen eines definierten Teilstromes des Abgases zweigt deshalb vom Abgas kanal 16 in Strömungsrichtung des Abgases gesehen vor dem Ka talysator 18 eine Abgasrückführleitung 19 ab, die stromab wärts einer Drosselklappe 20 in den Ansaugkanal 13 mündet. Exhaust gas recirculation is provided in order to reduce the NOx emissions of the internal combustion engine, particularly in internal combustion engines with direct injection and stratified charge operation. By adding already burned exhaust gas to the fresh air drawn in, the combustion peak temperature is reduced, which reduces the temperature-dependent nitrogen oxide emission. This mechanism also applies to the homogeneous mixture of the internal combustion engine. To return a defined partial flow of the exhaust gas branches off from the exhaust gas duct 16 seen in the flow direction of the exhaust gas in front of the catalyst 18 from an exhaust gas recirculation line 19 which opens downstream of a throttle valve 20 into the intake duct 13 .

Die Menge des rückgeführten Abgases wird durch ein mittels von Signalen einer elektronischen Steuerungseinrichtung 21 ansteuerbares Ventil 22, in der Regel als Abgasrückführventil bezeichnet, eingestellt. Alternativ hierzu kann das Abgas rückführventil auch pneumatisch z. B. mit Hilfe einer Druckdo se gesteuert sein.The amount of the recirculated exhaust gas is set by a valve 22 which can be controlled by means of signals from an electronic control device 21 , generally referred to as an exhaust gas recirculation valve. Alternatively, the exhaust gas recirculation valve can also be pneumatic, e.g. B. be controlled with the help of a Druckdo se.

Die zur Verbrennung im Zylinder 11 notwendige Frischluft strömt über ein nichtdargestelltes Luftfilter und einen Luft massenmesser 23 in den Ansaugtrakt 13 zu der Drosselklappe 20. Bei dieser Drosselklappe 20 handelt es sich um ein elek tromotorisch angesteuertes Drosselorgan (E-Gas), dessen Öff nungsquerschnitt neben der Betätigung durch den Fahrer (Fahrerwunsch) abhängig vom Betriebsbereich der Brennkraftma schine über Signale der elektronischen Steuerungseinrichtung 21 einstellbar ist. Damit lassen sich beispielsweise störende Lastwechselreaktionen des Fahrzeugs beim Gasgeben und - wegnehmen genauso reduzieren wie Drehmomentsprünge beim Über gang vom Betrieb mit homogenem Gemisch zum Betrieb mit ge schichteter Ladung und ungedrosseltem Luftweg. Zugleich wird zur Überwachung und Überprüfung ein Signal für die Stellung der Drosselklappe an die Steuerungseinrichtung 21 abgegeben.The fresh air necessary for combustion in the cylinder 11 flows via an air filter (not shown) and an air mass meter 23 into the intake tract 13 to the throttle valve 20 . This throttle valve 20 is an electric motor-controlled throttle element (E-gas), the opening cross section of which can be adjusted in addition to the operation by the driver (driver's request) depending on the operating range of the internal combustion engine via signals from the electronic control device 21 . This can, for example, reduce disturbing load change reactions of the vehicle when accelerating and decelerating, as well as torque jumps during the transition from operation with a homogeneous mixture to operation with ge stratified charge and unrestricted airway. At the same time, a signal for the position of the throttle valve is sent to the control device 21 for monitoring and checking.

In den Verbrennungsraum 12 ragt eine Zündkerze 24 und ein Einspritzventil 25, durch das entgegen den Kompressionsdruck im Verbrennungsraum 12 Kraftstoff eingespritzt werden kann. Die Förderung und Bereitstellung des Kraftstoffes für dieses Einspritzventil 25 erfolgt durch ein bekanntes Common-Rail- System für Benzin-Direkteinspritzung. Der Kraftstoff wird da bei aus einem Kraftstoffvorratsbehälter 26 mittels einer, in der Regel im Behälter angeordneten, einen Vorfilter aufwei senden Elektrokraftstoffpumpe 27 unter geringem Druck (typisch 1 bar) gefördert und anschließend über einen Kraft stoffilter 28 zu einer Kraftstoffhochdruckpumpe 29 geleitet. Diese Kraftstoffhochdruckpumpe 29 wird entweder mechanisch durch eine Kopplung mit der Kurbelwelle der Brennkraftmaschi ne oder elektrisch angetrieben. Sie erhöht den Kraftstoff druck auf einen Wert von typisch 100 bar in einem Hochdruck speicher 30 (common rail), an dem die Zuführleitungen aller Einspritzventile angeschlossen sind und der somit die Ein spritzventile mit Kraftstoff versorgt. Der Druck im Hoch druckspeicher 30 wird durch einen Drucksensor 39 von der Steuerungseinrichtung 21 erfaßt. Abhängig von diesem Drucksi gnal wird der Druck im Speicher 30 entweder auf einen kon stanten oder einen variablen Wert mittels eines Druckreglers 40 eingestellt. Überflüssiger Kraftstoff wird nicht in den Kraftstoffvorratsbehälter 26 zurückgeführt, sondern an die Eingangsleitung der Hochdruckpumpe 29.A spark plug 24 and an injection valve 25 protrude into the combustion chamber 12 and can be used to inject fuel against the compression pressure in the combustion chamber 12 . The fuel is supplied and provided for this injection valve 25 by a known common rail system for gasoline direct injection. The fuel is pumped from a fuel reservoir 26 by means of a, usually arranged in the container, a pre-filter on sending electric fuel pump 27 under low pressure (typically 1 bar) and then passed through a fuel filter 28 to a high-pressure fuel pump 29 . This high-pressure fuel pump 29 is either mechanically driven by coupling with the crankshaft of the internal combustion engine or electrically. It increases the fuel pressure to a value of typically 100 bar in a high-pressure accumulator 30 (common rail), to which the supply lines of all the injection valves are connected and which thus supplies the injection valves with fuel. The pressure in the high pressure accumulator 30 is detected by a pressure sensor 39 from the control device 21 . Depending on this Drucksi signal, the pressure in the memory 30 is either set to a constant or a variable value by means of a pressure regulator 40 . Unnecessary fuel is not returned to the fuel tank 26 but to the input line of the high pressure pump 29 .

Zum gezielten Einleiten von im Kraftstoffvorratsbehälter 26 auftretenden Kraftstoffdämpfen ist eine Tankentlüftungsanlage vorgesehen. Hierzu ist der Kraftstoffvorratsbehälter 26 über eine Entlüftungsleitung 31 mit einem Adsorptionsbehälter 32 verbunden. Dieser Adsorptionsbehälter enthält beispielsweise ein Aktivkohlefilter zum vorübergehenden Speichern der aus dem Kraftstoffbehälter 26 ausgasenden Kohlenwasserstoffe. Vom Adsorptionsbehälter 32 zweigt eine Regenerierungsleitung 33 ab, die an einer Stelle stromabwärts der Drosselklappe 20 in den Ansaugkanal 13 mündet. In der Regenerierungsleitung 33 ist ein elektromagnetisches Durchflußsteuerventil, im nach folgenden als Tankentlüftungsventil 34 bezeichnet, angeord net. Durch entsprechende Ansteuerung mit Signalen von der Steuerungseinrichtung 21 kann die Durchflußmenge in der Rege nerierungsleitung 13 in Abhängigkeit vom Betriebsbereich der Brennkraftmaschine und vom Beladungsgrad des Adsorptionsbe hälters eingestellt werden.A tank ventilation system is provided for the targeted introduction of fuel vapors occurring in the fuel reservoir 26 . For this purpose, the fuel tank 26 is connected to an adsorption tank 32 via a ventilation line 31 . This adsorption container contains, for example, an activated carbon filter for temporarily storing the hydrocarbons outgassing from the fuel container 26 . A regeneration line 33 branches off from the adsorption container 32 and opens into the intake duct 13 at a point downstream of the throttle valve 20 . In the regeneration line 33 is an electromagnetic flow control valve, hereinafter referred to as tank vent valve 34 , net angeord. By appropriate control with signals from the control device 21 , the flow rate in the regeneration line 13 can be set as a function of the operating range of the internal combustion engine and the degree of loading of the adsorption container.

Weitere Steuerparameter, die zum Betrieb der Brennkraftma schine benötigt werden, wie beispielsweise Drehzahl, Gaspe dalstellung, Temperatur des Kühlmittels, Temperatur der An saugluft usw. sind ebenfalls der Steuerungseinrichtung 21 zu geführt und sind allgemein in der Figur mit dem Bezugszeichen 35 gekennzeichnet. Über die bereits erwähnten Parameter wird in der Steuerungseinrichtung 21 durch Abarbeiten abgelegter Steuerungsroutinen u. a. der Lastzustand der Brennkraftmaschi ne erkannt. Auch werden die Parameter derart aufbereitet und weiterverarbeitet, daß bei bestimmten Betriebszuständen der Brennkraftmaschine u. a. eine Umschaltung vom Betrieb mit Schichtladung auf Betrieb mit homogenem Gemisch oder eine Spülung des Adsorptionsbehälters oder eine Überprüfung der Dichtheit der Tankentlüftungsanlage eingeleitet und durchge führt werden kann.Other control parameters that are required for the operation of the internal combustion engine, such as speed, gas pedal position, temperature of the coolant, temperature of the intake air, etc., are also routed to the control device 21 and are generally identified in the figure by reference number 35 . The load state of the internal combustion engine, inter alia, is recognized in the control device 21 by executing stored control routines via the parameters already mentioned. The parameters are also prepared and processed in such a way that, in certain operating states of the internal combustion engine, a switchover from operation with stratified charge to operation with a homogeneous mixture or flushing of the adsorption container or a check of the tightness of the tank ventilation system can be initiated and carried out.

Damit eine Spülung des Adsorptionsbehälters 32 erfolgen kann, ist eine Belüftungsleitung 36 vorgesehen, die mit der Atmo sphäre in Verbindung steht und zur Diagnose der Tankentlüf tungsanlage mittels eines elektromagnetischen Belüftungsven tils 37 durch ein geeignetes Ansteuersignal von der Steue rungseinrichtung 21 absperrbar ist.So that the adsorption container 32 can be flushed, a ventilation line 36 is provided, which is connected to the atmosphere and for diagnosis of the tank ventilation system by means of an electromagnetic ventilation valve 37 can be shut off by a suitable control signal from the control device 21 .

Da in bestimmten Betriebsbereichen der Brennkraftmaschine (Vollast, ungedrosselter Schichtladungsbetrieb, teilgedros selter Betrieb) der Unterdruck im Saugrohr nicht ausreicht, bei geöffnetem Tankentlüftungsventil 34 und geöffnetem Belüf tungsventil 37 eine Spülung des Adsorptionsbehälters durchzu führen, ist in der Regenerierungsleitung 31 eine Druckerzeu gungseinrichtung in Form einer elektrisch angetriebenen Über druckpumpe 38 eingeschaltet, die über Signale der Steuerungs einrichtung 21 angesteuert wird.Since in certain operating areas of the internal combustion engine (full load, unthrottled stratified charge operation, partially throttled operation) the negative pressure in the intake manifold is not sufficient to flush the adsorption container with the tank vent valve 34 and the vent valve 37 open, a pressure generating device is in the form of a regeneration line 31 electrically driven over pressure pump 38 turned on, which is controlled via signals from the control device 21 .

Alternativ hierzu kann die Überdruckpumpe 38 auch von der Brennkraftmaschine selbst über eine mechanische Kupplung an getrieben werden.Alternatively, the pressure pump 38 can also be driven by the internal combustion engine itself via a mechanical clutch.

Als Überdruckpumpe 38 kann auch eine für die Überprüfung der Dichtigkeit der Tankentlüftungsanlage bereits vorhandene Überdruckpumpe verwendet werden. Diese Pumpe erzeugt bei ge schlossenem Tankentlüftungsventil und geschlossenem Belüf tungsventil einen gezielten Überdruck in der Tankentlüftungs anlage. Durch Überwachen und Auswerten der Druckaufbau- und Druckabbaugradienten wird die Tankentlüftungsanlage hinsicht lich ihrer Dichtigkeit bewertet. Eine Tankentlüftungsdiagnose mit Hilfe einer solchen Überdruckpumpe, auch als Leak Detek tion Pump bezeichnet bei einer Brennkraftmaschine mit Saug rohreinspritzung ist beispielsweise in dem US-Patent 5, 499, 614 beschrieben.An overpressure pump which is already present for checking the tightness of the tank ventilation system can also be used as the overpressure pump 38 . When the tank ventilation valve is closed and the ventilation valve is closed, this pump generates a targeted overpressure in the tank ventilation system. By monitoring and evaluating the pressure build-up and pressure reduction gradients, the tank ventilation system is assessed with regard to its tightness. A tank ventilation diagnosis using such a pressure pump, also known as a leak detection pump in an internal combustion engine with suction pipe injection, is described, for example, in US Pat. No. 5,499,614.

In Fig. 2 ist schematisch das Blockschaltbild einer Tankent lüftungsanlage dargestellt, bei der der Überdruck zum Spülen des Adsorptionsbehälters mittels einer solchen Pumpe zum Überprüfen der Dichtigkeit der Tankentlüftungsanlage erzeugt wird. Gleiche Blöcke und Komponenten sind dabei mit denselben Bezugszeichen versehen wie in der Fig. 1. Die restlichen Komponenten der Brennkraftmaschine und deren Zusammenwirken sind identisch mit dem in Fig. 1 dargestellten Aufbau und sind deshalb in der Fig. 2 nicht mehr dargestellt.In Fig. 2, the block diagram of a tank ventilation system is shown schematically, in which the excess pressure for flushing the adsorption container is generated by means of such a pump for checking the tightness of the tank ventilation system. The same blocks and components are provided with the same reference numerals as in FIG. 1. The remaining components of the internal combustion engine and their interaction are identical to the structure shown in FIG. 1 and are therefore no longer shown in FIG. 2.

Der Adsorptionsbehälter 32 hat in diesem Ausführungsbeispiel nur zwei Anschlüsse, der Belüftungsanschluß mit dem Belüf tungsventil fehlt hier. Die Saugseite der Pumpe 38 ist direkt mit der Atmosphäre verbunden. Wahlweise kann auch ein Luft filter 41 dazwischen geschaltet sein. Die Regeneration des Adsorptionsbehälters 32 erfolgt bei geöffnetem Tankentlüf tungsventil 34 durch Ansteuern der Pumpe 38. Diese saugt Frischluft an und drückt sie durch den Adsorptionsbehälter 32. Die mit Kraftstoff angereicherten Spülgase gelangen dann durch das Tankentlüftungsventil 34 in den Ansaugkanal 13.The adsorption container 32 has only two connections in this embodiment, the ventilation connection with the ventilation valve is missing here. The suction side of the pump 38 is directly connected to the atmosphere. Optionally, an air filter 41 can be connected in between. The regeneration of the adsorption container 32 takes place when the tank ventilation valve 34 is open by actuating the pump 38 . This draws in fresh air and pushes it through the adsorption container 32 . The purge gases enriched with fuel then pass through the tank ventilation valve 34 into the intake duct 13 .

In Betriebsbereichen der Brennkraftmaschine, bei denen keine Spülung der Aktivkohle des Adsorptionsbehälters 32 erfolgt, ist das Tankentlüftungsventil 34 geschlossen und die Über druckpumpe 38 wird nicht angesteuert.In operating areas of the internal combustion engine, in which there is no flushing of the activated carbon of the adsorption container 32 , the tank ventilation valve 34 is closed and the pressure pump 38 is not activated.

Die folgende Tabelle zeigt in Abhängigkeit vom Betriebsbe reich der Brennkraftmaschine und der Gemischaufbereitung (homogen oder geschichtet), ob ein Spülvorgang des Adsorp tionsbehälters möglich bzw. zugelassen ist. The following table shows depending on the operating area rich in the internal combustion engine and mixture preparation (homogeneous or layered) whether a rinsing process of the Adsorp tion container is possible or approved.

Während des Leerlaufs der Brennkraftmaschine findet eine Spü lung des Aktivkohlefilters bei einem Lambdawert statt, bei dem sichergestellt ist, daß die gesamte Ladung durchbrennt. Dies ist im allgemeinen für Lambdawerte λ < 1,5 der Fall. Das gleiche gilt für niedrige Last.A purging takes place while the engine is idling development of the activated carbon filter instead of a lambda value which ensures that the entire load burns out. This is generally the case for lambda values λ <1.5. The the same applies to low loads.

Der Einsatz der Überdruckpumpe zur Spülung des Aktivkohlefil ters kann entweder auf die Betriebsbereiche beschränkt wer den, in denen der Saugrohrunterdruck nicht ausreicht, um eine schnelle und effektive Spülung zu erreichen (hohe Last bis hin zur Vollast) und in den restlichen Betriebsbereichen er folgt die Spülung mittels des Unterdruckes im Saugrohr, oder die Überdruckpumpe wird in allen Betriebsbereichen, in denen eine Spülung möglich ist, eingesetzt.The use of the pressure pump for flushing the activated carbon fil ters can either be limited to the operating areas those in which the intake manifold vacuum is not sufficient by one to achieve fast and effective flushing (high load up to to full load) and in the other operating areas follows the flushing by means of the negative pressure in the suction pipe, or the pressure pump is used in all operating areas in which flushing is possible.

Im ersten Fall ist sicherzustellen, daß bei abgeschalteter Pumpe eine Fließverbindung zwischen Adsorptionsbehälter und Saugrohr aufrechterhalten wird. Dies kann entweder durch die Bauart der Pumpe oder durch einen absperrbaren Bypass für die Pumpe erfolgen, wie er in der Fig. 1 mit strichlierten Lini en eingezeichnet ist.In the first case it must be ensured that a flow connection between the adsorption container and the suction pipe is maintained when the pump is switched off. This can be done either by the design of the pump or by a lockable bypass for the pump, as is shown in FIG. 1 with dashed lines.

Claims

1. A method for tank ventilation for a direct-injection, spark-ignition internal combustion engine, which can be operated both with a homogeneous mixture and with a large excess of air to form a stratified charge in the cylinder and which stores fuel vapors emerging from a fuel reservoir ( 26 ) in an adsorption container ( 32 ) are and in certain operating areas of the internal combustion engine, the stored fuel of the intake air is added to an intake duct ( 13 ), characterized in that the fuel is extracted from the adsorption container ( 32 ) by means of a pressure pump ( 38 ) which is in the adsorption container ( 32 ) and the suction duct ( 13 ) connecting regeneration line ( 33 ) is arranged.

2. The method according to claim 1, characterized in that the pressure pump ( 38 ) is electrically driven.

3. The method according to claim 1, characterized in that the pressure pump ( 38 ) is driven by a switchable and disconnectable mechanical coupling coupling from the internal combustion engine.

4. The method according to claim 1, characterized in that as a pressure pump ( 38 ) for diagnosis of the tank ventilation system by means of pressure method existing diagnostic pump is used ver.

5. The method according to claim 1, characterized in that in operating areas of the internal combustion engine in which a flushing of the adsorption container ( 32 ) is possible, regardless of the position of a throttle valve ( 20 ) in the intake duct ( 13 ), the fuel from the adsorption container ( 32 ) is sucked off by means of the pressure pump and fed into the intake duct ( 32 ).

6. The method according to claim 1, characterized in that in operating areas of the internal combustion engine in which a flushing of the adsorption container ( 32 ) is possible, depending on the position of a throttle valve ( 20 ) in the intake duct ( 13 ), the fuel from the adsorption container ( 32 ) either suctioned off by the negative pressure in the intake duct ( 13 ) or by means of the pressure pump and passed into the intake duct ( 32 ).

7. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the suction of the fuel from the adsorption container ( 32 ) takes place during the warming-up of the internal combustion engine with a homogeneous mixture up to a time at which an in the exhaust duct of the internal combustion engine to the ordered catalyst ( 18th ) has reached its light-off temperature.

8. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the suction of the fuel from the adsorption container ( 32 ) during throttled operation with stratified charge in the idle operating range and low loads of the internal combustion engine takes place when there is an air ratio in the combustion chamber in which the entire charge in the cylinder is blowing.

9. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the suction of the fuel from the adsorption container ( 32 ) takes place during homogeneous operation with high load and high exhaust gas recirculation rate.

10. Device for tank ventilation for a direct-injection, spark-ignition internal combustion engine, which can be operated both with a homogeneous mixture and with a high excess of air to form a stratified charge in the cylinder, with an adsorption container ( 32 ) for collecting and intermediate storage from a fuel tank ( 26 ) emerge from the fuel vapors and by means ( 31 , 33 , 34 , 38 ) which mix the fuel stored in the adsorption container ( 32 ) in certain operating areas of the internal combustion engine with the intake air in an intake duct ( 13 ), characterized in that the Means comprise an overpressure pump ( 38 ) which is arranged in a regeneration line ( 33 ) binding the adsorption container ( 32 ) and the intake duct ( 13 ).

11. The device according to claim 10, characterized in that in the regeneration line ( 33 ) a controllable tank vent valve ( 34 ) is arranged, the degree of opening for flushing the adsorption container ( 32 ) is set depending on the loading degree.