DE19735549B4

DE19735549B4 - Vorrichtung zur Diagnose einer Tankentlüftungsanlage eines Fahrzeugs

Info

Publication number: DE19735549B4
Application number: DE19735549A
Authority: DE
Inventors: Helmut Schwegler; Andreas Blumenstock
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1997-08-16
Filing date: 1997-08-16
Publication date: 2008-02-14
Anticipated expiration: 2017-08-17
Also published as: FR2767287A1; DE19735549A1; GB9817299D0; FR2767287B1; GB2328516A; US6112728A; GB2328516B

Abstract

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 Tankentlüftungsventil (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 Tankentlüftungsanlage und ein zu dieser parallelgeschaltetes Referenzleck (75) mit Druck beaufschlagbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass ein Absperrmittel (80) vorgesehen ist, das sowohl dann, wenn das Referenzleck (75) mit Druck beaufschlagt wird, als auch dann, wenn die Tankentlüftungsanlage mit Druck beaufschlagt wird, öffnet und durchströmt wird.

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 Belüftungsleitung 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 (CARS) genauso wie die amerikanische Umweltbundesbehörde (Environment Protection Agency, EPA) fordern eine Überprüfung der Funktionsfähigkeit 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 97 A ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Prüfung der Funktionsfähigkeit einer Tankentlüftungsanlage hervor, bei dem die Dichtheit der Tankentlüftungsanlage durch Einbringen eines Unterdrucks 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 Tankentlüftungsanlage 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 programmierbaren Schwelle entschieden, ob ein Leck vorhanden ist oder nicht. Problematisch bei dieser Vorrichtung ist es, daß eine externe Werkstattprüfung der Tankentlüftungsanlage, 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 Patentanmeldung P 196 36 431.0 geht ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Prüfung der Funktionsfähigkeit einer Tankentlüftungsanlage hervor, welche einen Tank, ein Adsorptionsfilter, das mit dem Tank über eine Tankanschlussleitung verbunden ist und eine Belüftungsleitung 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, 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 Werkstatttest 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.
Aus der US 5 297 529 A ist eine Vorrichtung zur Diagnose einer Tankentlüftungsanlage mit einem Gebläse bekannt, das im Kraftstofftank während einer Leckdiagnose einen Überdruck aufbaut. Stromab des Gebläses ist ein Rückschlagventil angeordnet, um den Überdruck im Kraftstofftank zu halten.
Inder DE 195 23 935 A1 ist eine Vorrichtung zur Diagnose einer Tankentlüftungsanlage offenbart, die einen Adsorptionsfilter aufweist, der über eine Belüftungsleitung belüftet werden kann. In der Belüftungsleitung ist ein Absperrventil angeordnet.
Aus der DE 195 27 367 A1 ist ein Diagnoseverfahren bekannt, bei dem eine Referenzleckage zur Diagnose der Tankentlüftungsanlage verwendet wird.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur Diagnose einer Tankentlüftungsanlage eines Fahrzeugs der gattungsgemäßen Art derart weiterzubilden, dass auf technisch möglichst einfach zu realisierende Weise eine sichere Abdichtung der Tankentlüftungsanlage gegenüber der Umgebung immer dann möglich ist, wenn ein Werkstatttest durchgeführt wird, d.h., wenn die Tankentlüftungsanlage durch eine Off-Board-Druckquelle mit einem Überdruck beaufschlagt wird.
Vorteile der Erfindung
Die erfindungsgemäße Aufgabe wird durch eine Vorrichtung zur Diagnose einer Tankentlüftungsanlage eines Fahrzeugs, umfassend einen Tank, ein Adsorptionsfilter, das mit dem Tank über eine Tankanschlußleitung verbunden ist und eine Belüftungsleitung 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 Absperrmittel vorgesehen ist, das sowohl dann, wenn das Referenzleck 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 Referenzmessung.
Vorteilhafterweise ist auch vorgesehen, daß das Schaltmittel so geschaltet ist, daß das Absperrmittel bei einem Regeneriervorgang des Aktivkohlefilters nicht durchströmt wird. Auf diese Weise wird erreicht, daß das Absperrmittel 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 unterschiedlichste 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.
Durch dieses Absperrmittel wird einerseits eine On-Board-Diagnose der Tankentlüftungsanlage dadurch ermöglicht, daß das Absperrventil nur dann öffnet, wenn die Tankentlüftungsanlage durch die bordeigene Druckquelle mit Druck beaufschlagt wird, andererseits wird eine Undichtigkeit 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 Verschmutzung und infolge davon eine hohe Lebensdauer aufweist.
Rein prinzipiell kommen unterschiedliche Anordnungsmöglichkeiten des Absperrmittels in der Tankentlüftungsanlage 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 Absperrmittel vorhandene Komponenten der Tankentlüftungsanlage von einer On-Board-Diagnose erfaßt werden.
Eine andere Ausführungsform sieht vor, daß das Absperrmittel in Strömungsrichtung unmittelbar vor der Druckquelle angeordnet ist. In diesem Fall muß die Druckquelle gegenüber der Umgebung weitestgehend druckdicht sein.
Zeichnung
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung sind Gegenstand der nachfolgenden Beschreibung sowie der zeichnerischen 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, dargestellt in der Figur, umfaßt einen Tank 10, ein Adsorptionsfilter 20, beispielsweise ein Aktivkohlefilter, das mit dem Tank 10 über eine Tankanschlußleitung 12 verbunden ist und eine mit der Umgebung verbundene Belüftungsleitung 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 Kohlenwasserstoffe, 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 Schaltstellung befindet, in welcher die Leitung die von dem Verdichter 72 zu dem Adsorptionsfilter 20 führt, verschlossen ist (wie in der Figur gezeigt).
Ein Vergleich der Messungen in den beiden Schaltstellungen 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-Wegeventil 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 Verdichter 72 mit einem Druck beaufschlagt wird. Durch die Anordnung des Rückschlagventils 80 direkt hinter dem Verdichter 72 wird dabei sowohl bei einer Referenzmessung, 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 Tankentlüftungsanlage bei der zweiten Schaltstellung des 3/2-Wegeventils durch den Verdichter 72 mit Druck beaufschlagt wird, öffnet und durchströmt wird. Durch diese Anordnung des Rückschlagventils 80 wird dieses daher sowohl bei der Tankmessung als auch bei der Referenzmessung 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 Tankentlüftungsventil 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, so 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 Tankmessung, d.h. dann, wenn der Verdichter 72 die Tankentlüftungsanlage mit einem Überdruck beaufschlagt, zugeschaltet ist.
– Das Rückschlagventil 80 wird nur von einem kleinen Luftstrom der Überdruckpumpe (Motor 71, Verdichter 72) durchströmt und kann daher kleine Querschnitte 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

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 Tankentlüftungsventil (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 Tankentlüftungsanlage und ein zu dieser parallelgeschaltetes Referenzleck (75) mit Druck beaufschlagbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass ein Absperrmittel (80) vorgesehen ist, das sowohl dann, wenn das Referenzleck (75) mit Druck beaufschlagt wird, als auch dann, wenn die Tankentlüftungsanlage mit Druck beaufschlagt wird, öffnet und durchströmt wird.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Schaltmittel (73) ein 3/2-Wegeventil ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Schaltmittel (73) ein 4/2-Wegeventil ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Referenzleck (75) Teil des Schaltmittels (73) ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Schaltmittel. (73) so geschaltet ist, dass das Absperrmittel (80) bei einem Regeneriervorgang des Aktivkohlefilters (20) nicht durchströmt wird.
Vorrichtung nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Absperrmittel (80) ein Rückschlagventil ist.