DE19735549A1 - Vorrichtung zur Diagnose einer Tankentlüftungsanlage eines Fahrzeugs - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Diagnose einer Tankentlüftungsanlage eines Fahrzeugs, umfassend einen Tank, ein Adsorptionsfilter, das mit dem Tank über eine Tankanschlußleitung verbunden ist und eine Belüf­ tungsleitung aufweist, ein Tankentlüftungsventil, das mit dem Adsorptionsfilter über eine Ventilleitung verbunden ist, und eine bordeigene Druckquelle, durch welche die Tankentlüftungsanlage mit einem Druck beaufschlagbar ist.

Die kalifornische Umweltbehörde (CARB) genauso wie die amerikanische Umweltbundesbehörde (Environment Protection Agency, EPA) fordern eine Überprüfung der Funktions­ fähigkeit von Tankentlüftungsanlagen bei Kraftfahrzeugen mit bordeigenen Mitteln (On-Board-Diagnose, OBDII). Hierbei müssen ab dem Modelljahr 2000 Lecks ab einer Größe von 0,5 mm erfaßt, signalisiert und in einem bordeigenen Speicher des Kraftfahrzeugs zur späteren Off- Board-Diagnose abgelegt werden.

So geht beispielsweise aus der US 5 347 971 ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Prüfung der Funktionsfähigkeit einer Tankentlüftungsanlage hervor, bei dem die Dichtheit der Tankentlüftungsanlage durch Einbringen eines Unter­ drucks in die Tankentlüftungsanlage und Vergleich des sich dabei ergebenden Druckverlaufs mit dem Druckverlauf, der durch ein Referenzleck hervorgerufen wird, überprüft wird.

Nachteilig bei diesem Verfahren ist es, daß durch den Unterdruck die Ausgasung des in dem Tank befindlichen Kraftstoffs erhöht wird.

Aus der DE 195 02 776 C1 geht daher eine Vorrichtung zur Überprüfung der Funktionsfähigkeit einer Tankentlüftungs­ anlage hervor, bei der die Überprüfung durch einen Überdruck, der mittels einer Strömungsmaschine in die Tankentlüftungsanlage eingebracht wird, überprüft wird. Hierbei wird der eingebrachte Volumenstrom mittels einer Differenzdruckmessung an einer Blende gemessen und anschließend durch einen Vergleich mit einer programmier­ baren Schwelle entschieden, ob ein Leck vorhanden ist oder nicht. Problematisch bei dieser Vorrichtung ist es, daß eine externe Werkstattprüfung der Tankentlüftungs­ anlage, bei der durch eine externe Druckquelle ein Überdruck in die Tankentlüftungsanlage eingebracht wird, nur schwer möglich ist, da die Tankentlüftungsanlage nicht ohne weiteres gegenüber der Umgebung abdichtbar ist und insoweit ein Leck nur schwer detektierbar ist.

Aus der nicht vorveröffentlichten deutschen Patentanmel­ dung P 196 36 431.0 geht ein Verfahren und eine Vor­ richtung zur Prüfung der Funktionsfähigkeit einer Tankentlüftungsanlage hervor, welche einen Tank, ein Adsorptionsfilter, das mit dem Tank über eine Tank­ anschlußleitung verbunden ist und eine Belüftungsleitung aufweist, ein Tankentlüftungsventil, das mit dem Adsorp­ tionsfilter über eine Ventilleitung verbunden ist, und eine bordeigene Druckquelle, durch welche die Tank­ entlüftungsanlage mit einem Druck beaufschlagbar ist, bei der zur Bestimmung des Druckverlaufs und/oder des geförderten Volumenstroms die Betriebskenngrößen der Druckquelle beim Einbringen des Drucks erfaßt werden und hieraus auf das Vorhandensein eines Lecks geschlossen wird.

Auch bei dieser Vorrichtung ist das Einbringen eines Überdrucks durch eine externe Druckquelle problematisch, da bei dieser Vorrichtung das Adsorptionsfilter nicht vollständig abgedichtet werden kann. Bei einem Werkstatt­ test der Tankentlüftungsanlage würde daher Luft aus dem Tanksystem entweichen und auf ein Leck hinweisen. Es könnte mithin nicht zwischen einem echten, tatsächlich vorhandenen Leck und einem derartigen vorgetäuschten Leck unterschieden werden.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur Diagnose einer Tankentlüftungsanlage eines Fahrzeugs der gattungsgemäßen Art derart weiterzu­ bilden, daß auf technisch möglichst einfach zu realisie­ rende Weise eine sichere Abdichtung der Tankentlüftungs­ anlage gegenüber der Umgebung immer dann möglich ist, wenn ein Werkstattest durchgeführt wird, d. h. wenn die Tankentlüftungsanlage durch eine Off-Board-Druckquelle mit einem Überdruck beaufschlagt wird.

Vorteile der Erfindung

Diese Aufgabe wird bei einer Vorrichtung zur Diagnose einer Tankentlüftungsanlage eines Fahrzeugs der eingangs beschriebenen Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß ein Absperrmittel vorgesehen ist, welches nur dann öffnet, wenn die Tankentlüftungsanlage durch die bordeigene Druckquelle mit Druck beaufschlagt wird und welche schließt, wenn die Tankentlüftungsanlage durch eine zur Funktionsprüfung extern angekoppelte Druckquelle mit Druck beaufschlagt wird.

Durch dieses Absperrmittel wird einerseits eine On-Board- Diagnose der Tankentlüftungsanlage dadurch ermöglicht, daß das Absperrventil nur dann öffnet, wenn die Tank­ entlüftungsanlage durch die bordeigene Druckquelle mit Druck beaufschlagt wird, andererseits wird eine Undich­ tigkeit gegenüber der Umgebung verhindert, wenn die Tankentlüftungsanlage durch eine zur Funktionsprüfung extern angekoppelte Druckquelle mit Druck beaufschlagt wird, was beispielsweise bei einem Werkstattest der Tankentlüftungsanlage der Fall ist.

Um insbesondere eine lange Lebensdauer des Absperrmittels zu gewährleisten, ist vorteilhafterweise vorgesehen, daß das Absperrmittel so angeordnet ist, daß es nicht im Strömungspfad der Regenerierluft des Adsorptionsfilters enthalten ist.

Auf diese Weise wird das Absperrmittel lediglich bei einer Tankdiagnose, die etwa einmal pro Fahrzyklus vorgenommen wird, durchströmt, so daß es nur wenig Ver­ schmutzung und infolge davon eine hohe Lebensdauer aufweist.

Rein prinzipiell kommen unterschiedliche Anordnungs­ möglichkeiten des Absperrmittels in der Tankentlüftungs­ anlage in Frage.

Eine vorteilhafte Ausführungsform sieht vor, daß das Absperrmittel in Strömungsrichtung unmittelbar nach der Druckquelle angeordnet ist. Dies hat insbesondere den großen Vorteil, daß auch sämtliche hinter dem Absperr­ mittel vorhandene Komponenten der Tankentlüftungsanlage einer On-Board-Diagnose erfaßt werden.

Eine andere Ausführungsform sieht vor, daß das Absperr­ mittel in Strömungsrichtung unmittelbar vor der Druck­ quelle angeordnet ist. In diesem Fall muß die Druckquelle gegenüber der Umgebung weitestgehend druckdicht sein.

Die erfindungsgemäße Aufgabe wird darüber hinaus auch noch durch eine Vorrichtung zur Diagnose einer Tank­ entlüftungsanlage eines Fahrzeugs, umfassend einen Tank, ein Adsorptionsfilter, das mit dem Tank über eine Tankanschlußleitung verbunden ist und eine Belüftungs­ leitung aufweist, ein Tankentlüftungsventil, das mit dem Adsorptionsfilter über eine Ventilleitung verbunden ist, und eine bordeigene Druckquelle, durch welche über ein Schaltmittel abwechselnd die Tankentlüftungsanlage und ein zu dieser parallelgeschaltetes Referenzleck mit Druck beaufschlagbar sind, gelöst, bei welcher ein Absperr­ mittel vorgesehen ist, das sowohl dann, wenn das Refe­ renzleck mit Druck beaufschlagt wird, als auch dann, wenn die Tankentlüftungsanlage mit Druck beaufschlagt wird, öffnet und durchströmt wird.

Bei dieser Vorrichtung, welche die Diagnose durch ein Referenzleck ermöglicht, wird auf sehr vorteilhafte Weise ein Durchströmen des Absperrmittels sowohl bei einer Referenzmessung, d. h. dann, wenn das Referenzleck mit Druck beaufschlagt wird, als auch bei einer sogenannten Tankmessung, d. h. dann, wenn die Tankentlüftungsanlage mit Druck beaufschlagt wird, erreicht.

Was die Ausbildung des Schaltmittels betrifft, so sind die unterschiedlichsten Ausführungsformen denkbar.

Das Schaltmittel ist vorzugsweise ein 3/2-Wegeventil.

Darüber hinaus kann auch vorgesehen sein, daß das Schaltmittel ein 4/2-Wegeventil ist.

Eine besonders vorteilhafte Ausführungsform sieht vor, daß das Referenzleck Teil des Schaltmittels ist. Diese Ausführungsform ermöglicht insbesondere eine Reduzierung der erforderlichen Bauteile zur Durchführung der Refe­ renzmessung.

Vorteilhafterweise ist auch vorgesehen, daß das Schalt­ mittel so geschaltet ist, daß das Absperrmittel bei einem Regeneriervorgang des Aktivkohlefilters nicht durchströmt wird. Auf diese Weise wird erreicht, daß das Absperr­ mittel lediglich bei einer Tankdiagnose, die etwa einmal pro Fahrzyklus vorgenommen wird, durchströmt wird, woraus eine geringe Verschmutzung und eine hohe Lebensdauer des Absperrmittels resultiert.

Rein prinzipiell kann das Absperrmittel auf die unter­ schiedlichste Art und Weise ausgebildet sein. So sind beispielsweise elektrisch ansteuerbare Ventile denkbar. Eine besonders vorteilhafte Ausführungsform sieht vor, daß das Absperrmittel ein Rückschlagventil ist. Ein derartiges mechanisches Rückschlagventil erfordert insbesondere keine elektrische Ansteuerung und ermöglicht aufgrund der einfachen Bauweise eine sichere Funktion.

Zeichnung

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung sind Gegen­ stand der nachfolgenden Beschreibung sowie der zeichneri­ schen Darstellung eines Ausführungsbeispiels einer Vorrichtung zur Diagnose einer Tankentlüftungsanlage eines Fahrzeugs, welches schematisch in der Figur dargestellt ist.

Beschreibung eines Ausführungsbeispiels

Im folgenden wird eine Vorrichtung zur Diagnose einer Tankentlüftungsanlage eines Fahrzeugs beschrieben. Es versteht sich, daß die Erfindung nicht auf die Diagnose einer Tankentlüftungsanlage eines Fahrzeugs beschränkt ist, sondern vielmehr auch bei der Diagnose eines beliebigen Behältnisses zum Einsatz kommen kann.

Eine Tankentlüftungsanlage eines Kraftfahrzeugs, darge­ stellt in der Figur, umfaßt einen Tank 10, ein Adsorp­ tionsfilter 20, beispielsweise ein Aktivkohlefilter, das mit dem Tank 10 über eine Tankanschlußleitung 12 ver­ bunden ist und eine mit der Umgebung verbundene Belüf­ tungsleitung 22 aufweist, sowie ein Tankentlüftungsventil 30, das einerseits mit dem Adsorptionsfilter 20 über eine Ventilleitung 24 und andererseits mit einem Saugrohr 40 einer Brennkraftmaschine über eine Ventilleitung 42 verbunden ist.

Durch Verdunstung entstehen in dem Tank 10 Kohlenwasser­ stoffe, die sich in dem Adsorptionsfilter 20 anlagern. Zur Regenerierung des Adsorptionsfilters 20 wird das Tankentlüftungsventil 30 geöffnet, so daß aufgrund des in dem Saugrohr 40 herrschenden Unterdrucks Luft der Atmosphäre durch das Adsorptionsfilter 20 über ein Filter 50 gesaugt wird, wodurch die in dem Adsorptionsfilter 20 angelagerten Kohlenwasserstoffe in das Saugrohr 40 gesaugt und der Brennkraftmaschine zugeführt werden.

Zur Diagnose dieser Tankentlüftungsanlage ist ein Diagnosemodul 70 vorgesehen, welches eine Druckquelle in Form eines Motors 71 und eines Verdichters 72 umfaßt, durch welchen über ein ansteuerbares Schaltmittel 73, beispielsweise in Form eines 3/2-Wegeumschaltventils, das zum Beispiel elektromagnetisch ansteuerbar ist, Druck in die Tankentlüftungsanlage über die Belüftungsleitung 22 des Adsorptionsfilters 20 eingebracht werden kann. Parallel zu dem Schaltmittel 73, d. h. parallel zu dem 3/2-Wegeventil ist ein Referenzleck 75 angeordnet, welches dann von dem Verdichter 72 mit Druck beaufschlagt wird, wenn sich das 3/2-Wegeventil in einer Schalt­ stellung befindet, in welcher die Leitung die von dem Verdichter 72 zu dem Adsorptionsfilter 20 führt, ver­ schlossen ist (wie in der Figur gezeigt).

Ein Vergleich der Messungen in den beiden Schaltstellun­ gen des Schaltmittels 73 ermöglicht eine Aussage über ein eventuell in der Tankentlüftungsanlage vorhandenes Leck. In diesem Zusammenhang wird verwiesen auf die nicht vorveröffentlichte deutsche Patentanmeldung P 196 36 431.0, auf die insoweit Bezug genommen wird.

Wie aus der Figur weiter hervorgeht, ist direkt hinter dem Verdichter 72 in der Druckleitung, die zu dem 3/2-Wege­ ventil sowie zu dem Referenzleck 75 führt, vor der Abzweigung für das Referenzleck 75 ein Rückschlagventil 80 angeordnet, welches immer dann öffnet, wenn die Tankentlüftungsanlage durch die bordeigene Druckquelle, d. h. durch den von dem Motor 71 angetriebenen Verdich­ ter 72 mit einem Druck beaufschlagt wird. Durch die Anordnung des Rückschlagventils 80 direkt hinter dem Verdichter 72 wird dabei sowohl bei einer Referenzmes­ sung, d. h. dann, wenn das Referenzleck 75 durch den Verdichter 72 mit einem Druck beaufschlagt wird, als auch bei einer Tankmessung, d. h. dann, wenn die Tankentlüf­ tungsanlage bei der zweiten Schaltstellung des 3/2-Wege­ ventils durch den Verdichter 72 mit Druck beauf­ schlagt wird, öffnet und durchströmt wird. Durch diese Anordnung des Rückschlagventils 80 wird dieses daher sowohl bei der Tankmessung als auch bei der Referenzmes­ sung berücksichtigt, so daß sich zwischen der Tankmessung und der Referenzmessung hierdurch keinerlei Differenzen durch durch das Rückschlagventil 80 hervorgerufene Störeinflüsse ergeben.

Bei einer Werkstattmessung, d. h. dann, wenn durch eine externe Überdruckquelle, beispielsweise eine in der Figur schematisch dargestellte Gasflasche 100 über eine zusätzliche Leitung 110, die in die zum Tankentlüf­ tungsventil 30 führenden Ventilleitung 24 mündet, ein Überdruck in die Tankentlüftungsanlage eingebracht wird, schließt das Rückschlagventil 80 und dichtet so die gesamte Tankentlüftungsanlage gegenüber der Umgebung ab.

Die Vorteile der oben beschriebenen Vorrichtung lassen sich wie folgt zusammenfassen:

• - Eine Werkstattprüfung wird auf einfache Weise ermöglicht dadurch, daß das Rückschlagventil bei Beaufschlagung der Tankentlüftungsanlage durch eine externe Überdruckquelle 100 schließt und somit die gesamte Tankentlüftungsanlage gegenüber der Umgebung abdichtet.
• - Das Rückschlagventil 80 ist ein mechanisches Ventil, daß keinerlei zusätzliche elektrische Ansteuerung notwendig ist.
• - Das Rückschlagventil 80 beeinflußt die Toleranzen der Leckdiagnose nicht, da es sowohl bei einer Referenzmessung, d. h. einer Messung, bei der das Referenzleck 75 durch den Verdichter 72 mit einem Druck beaufschlagt wird, als auch bei einer Tankmes­ sung, d. h. dann, wenn der Verdichter 72 die Tank­ entlüftungsanlage mit einem Überdruck beaufschlagt, zugeschaltet ist.
• - Das Rückschlagventil 80 wird nur von einem kleinen Luftstrom der Überdruckpumpe (Motor 71, Verdich­ ter 72) durchströmt und kann daher kleine Quer­ schnitte aufweisen.
• - Das Rückschlagventil 80 ist so angeordnet, daß es nicht von Regenerierluft durchströmt wird, sondern nur bei den verhältnismäßig selten ablaufenden Diagnosevorgängen, die etwa einmal pro Fahrzyklus stattfinden, durchströmt wird. Hierdurch resultiert eine geringe Verschmutzung und dadurch eine hohe Lebensdauer des Rückschlagventils 80.

Claims (10)

1. Vorrichtung zur Diagnose einer Tankentlüftungsanlage eines Fahrzeugs, umfassend einen Tank (10), ein Adsorptionsfilter (20), das mit dem Tank (10) über eine Tankanschlußleitung (12) verbunden ist und eine Belüftungsleitung (22) aufweist, ein Tankentlüf­ tungsventil (30), das mit dem Adsorptionsfilter (20) über eine Ventilleitung (24) verbunden ist, und eine bordeigene Druckquelle (71, 72), durch welche die Tankentlüftungsanlage mit einem Druck beaufschlagbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß ein Absperrmittel (80) vorgesehen ist, welches nur dann öffnet, wenn die Tankentlüftungsanlage durch die bordeigene Druckquelle (71, 72) mit Druck beaufschlagt wird und welches schließt, wenn die Tankentlüftungsanlage durch eine zur Funktionsprüfung extern angekoppelte Druckquelle (100) mit Druck beaufschlagt wird.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Absperrmittel so angeordnet ist, daß es nicht im Strömungspfad der Regenerierluft des Adsorptionsfilters (20) enthalten ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Absperrmittel (80) in Strömungs­ richtung unmittelbar nach der Druckquelle (71, 72) angeordnet ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Absperrmittel (80) in Strömungs­ richtung unmittelbar vor der Druckquelle (71, 72) angeordnet ist.

5. Vorrichtung zur Diagnose einer Tankentlüftungsanlage eines Fahrzeugs, umfassend einen Tank (10), ein Adsorptionsfilter (20), das mit dem Tank (10) über eine Tankanschlußleitung (12) verbunden ist und eine Belüftungsleitung (22) aufweist, ein Tankentlüf­ tungsventil (30), das mit dem Adsorptionsfilter (20) über eine Ventilleitung (24) verbunden ist, und eine bordeigene Druckquelle (71, 72), durch welche über ein Schaltmittel (73) abwechselnd die Tankentlüf­ tungsanlage und ein zu dieser parallelgeschaltetes Referenzleck (75) mit Druck beaufschlagbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß ein Absperrmittel (80) vorgesehen ist, das sowohl dann, wenn das Referenz­ leck (75) mit Druck beaufschlagt wird, als auch dann, wenn die Tankentlüftungsanlage mit Druck beaufschlagt wird, öffnet und durchströmt wird.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Schaltmittel (73) ein 3/2-Wegeventil ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Schaltmittel (73) ein 4/2-Wegeventil ist.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Referenzleck (75) Teil des Schaltmittels (73) ist.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Schaltmittel (75) so geschaltet ist, daß das Absperrmittel (80) bei einem Regeneriervorgang des Aktivkohlefilters (20) nicht durchströmt wird.

10. Vorrichtung nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Absperrmittel (80) ein Rückschlagventil ist.