DE19809384A1 - Verfahren zur Prüfung der Funktionsfähigkeit einer Tankentlüftungsanlage - Google Patents
Verfahren zur Prüfung der Funktionsfähigkeit einer TankentlüftungsanlageInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Prüfung der
Funktionsfähigkeit einer Tankentlüftungsanlage eines
Fahrzeugs, umfassend einen Tank, ein Adsorptionsfilter,
das mit dem Tank über eine Anschlußleitung verbunden ist
und eine Belüftungsleitung aufweist, ein Tankentlüftungs
ventil, das mit dem Adsorptionsfilter über eine Ventil
leitung verbunden ist, bei dem mittels einer Druckquelle
ein Überdruck gegenüber dem Atmosphärendruck in das
Behältnis eingebracht und zur Bestimmung des Druckver
laufs wenigstens einer Betriebskenngröße, vorzugsweise
der Druckquelle, beim Einbringen des Überdrucks erfaßt
und hieraus auf das Vorhandensein eines Lecks geschlossen
wird (Dichtheitsprüfung).
Ein derartiges Verfahren und eine Vorrichtung zur Prüfung
der Funktionsfähigkeit einer Tankentlüftungsanlage geht
aus der DE 196 36 431.0 hervor.
Ein solches Diagnoseverfahren kann nur bei einem stehen
den Fahrzeug zuverlässige Diagnoseergebnisse liefern, da
bei einem fahrenden Fahrzeug die Änderung des Umgebungs
druckes, beispielsweise bei einer Bergfahrt, sowie
beispielsweise schwappender Kraftstoff zu große Stör
größen darstellen.
Eine zuverlässige Leckdiagnose kann daher nur bei einem
stehenden Fahrzeug ausgeführt werden. Hierbei ist jedoch
nicht auszuschließen, daß das Fahrzeug gerade betankt und
hierdurch ein nicht vorhandenes Leck signalisiert wird.
Aus der DE 195 26 645.8 geht ein Verfahren hervor, bei
dem man zur Erkennung von Betankungsvorgängen an Behält
nissen aufgrund eines für einen Betankungsvorgang
charakteristischen Druckverlaufs auf einen Betankungsvor
gang schließt.
Problematisch bei diesem Verfahren ist es, daß ein
Drucksensor im Tank vorhanden sein muß, welcher den
Druckverlauf im Tank erfaßt.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein
Verfahren zur Prüfung der Funktionsfähigkeit einer
Tankentlüftungsanlage eines Fahrzeugs der gattungsgemäßen
Art derart weiterzubilden, daß durch Erfassung der
Betriebskenngrößen der Druckquelle auf einen die Dicht
heitsprüfung störenden Betankungsvorgang geschlossen
werden kann.
Diese Aufgabe wird bei einem Verfahren zur Prüfung der
Funktionsfähigkeit einer Tankentlüftungsanlage der
eingangs beschriebenen Art erfindungsgemäß dadurch
gelöst, daß man den zeitlichen Verlauf der wenigstens
einen Betriebskenngröße während des Stillstands des
Fahrzeugs erfaßt, mit dem für einen nicht von einem
Betankungsvorgang gestörten charakteristischen, zuvor
gemessenen, berechneten oder geschätzten zeitlichen
Verlauf der wenigstens einen Betriebskenngröße (Diagnose
verlauf) vergleicht und eine Fehlermeldung dann nicht
ausgibt, wenn der erfaßte zeitliche Verlauf um einen
vorgebbaren Wert von dem Diagnoseverlauf abweicht.
Durch den Vergleich des erfaßten zeitlichen Verlaufs der
wenigstens einen Betriebskenngröße der Druckquelle mit
einem zuvor bestimmten Diagnoseverlauf ist es möglich,
Betankungsvorgänge zuverlässig zu erkennen. Wird bei
spielsweise während einer Prüfung auf Funktionsfähigkeit
der Tankentlüftungsanlage der Tankdeckel geöffnet, die
Zapfpistole eingeführt und das Fahrzeug betankt, so ist
in der Tankentlüftungsanlage ein Druckanstieg festzustel
len, der sich in einer signifikanten Änderung der
Betriebskenngrößen der Druckquelle bemerkbar macht. Wird
dagegen während einer Diagnose, d. h. während des Ein
bringens eines Überdrucks durch die Druckquelle in die
Tankentlüftungsanlage lediglich der Tankdeckel geöffnet,
das Fahrzeug aber noch nicht betankt, so wird der
Diagnoseüberdruck schlagartig abgebaut, was sich wiederum
in einer signifikanten Änderung der Betriebskenngröße der
Druckquelle bemerkbar macht.
Die Aufgabe wird bei einem Verfahren zur Prüfung der
Funktionsfähigkeit einer Tankentlüftungsanlage der
eingangs beschriebenen Art erfindungsgemäß auch noch
dadurch gelöst, daß man während wenigstens zwei aufein
anderfolgender Stillstände des Fahrzeugs Dichtheits
prüfungen vornimmt und eine Fehlermeldung nur dann
ausgibt, wenn bei beiden auf das Vorhandensein eines
Lecks geschlossen wird und wenn zwischen den aufeinand
erfolgenden Stillständen des Fahrzeugs der Kraftstoffver
brauch, die zurückgelegte Fahrstrecke oder ein anderes
Maß, das darauf schließen läßt, daß bei der zweiten
Erfassung des Verlaufs der Betriebskenngröße der Druck
quelle kein Betankungsvorgang vorliegt, eine vorbestimmte
Schwelle nicht überschreitet.
Hierdurch wird auf besonders vorteilhafte Weise er
möglicht, daß auch Lecks bei einer nicht ordnungsgemäßen
Bedienung des Fahrzeugs erkannt werden. Wenn beispiels
weise der Tankdeckel vor Beginn einer Diagnose geöffnet
und der eigentliche Betankungsvorgang, d. h. die Kraft
stoffzufuhr erst später nach Abschluß der Diagnose, d. h.
nach Einbringen des Überdrucks durch die Druckquelle
erfolgt, wird bei der ersten Dichtheitsprüfung zwar eine
Leckage erfaßt, diese Leckage wird aber bei einer zweiten
Dichtheitsprüfung nicht mehr festgestellt, wenn während
dieser zweiten Dichtheitsprüfung kein weiterer Betan
kungsvorgang vorliegt, d. h. wenn die zurückgelegte
Fahrstrecke, der Kraftstoffverbrauch oder ein anderes
Maß, das auf einen Betankungsvorgang schließen läßt, eine
vorgebbare Schwelle nicht überschreitet. Nur wenn
wirklich ein Leck vorliegt, wird auch bei der zweiten
Dichtheitsprüfung eine Leckage feststellbar sein.
Durch die Dichtheitsprüfung während wenigstens zwei
aufeinanderfolgender Stillstände des Fahrzeugs kann man
daher auch Lecks bei einer nicht ordnungsgemäßen Bedie
nung des Fahrzeugs erfassen, zum Beispiel bei einem sehr
lange andauernden Offenstehenlassen des Tanks.
Was die Erfassung der Erfassung des zeitlichen Verlaufs
der Betriebskenngrößen der Druckquelle betrifft, so
kommen die unterschiedlichsten Betriebskenngrößen der
Druckquelle in Betracht.
Eine besonders vorteilhafte Ausführungsform sieht vor,
daß man als Betriebskenngröße der Druckquelle den
elektrischen Strom einer Überdruckpumpe erfaßt. Durch die
Erfassung des Stroms können nicht nur signifikante
Änderungen des Betriebszustands der Druckquelle präzise
erfaßt werden. Der erfaßte elektrische Strom ist auch auf
besonders vorteilhafte, da einfache Weise zu verarbeiten.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung sind Gegen
stand der nachfolgenden Beschreibung sowie der zeichneri
schen Darstellung einiger Ausführungsbeispiele.
In der Zeichnung zeigen:
Fig. 1 eine Tankentlüftungsanlage, bei welcher das
von der Erfindung Gebrauch machende Verfahren
zur Anwendung kommt;
Fig. 2 der charakteristische zeitliche Verlauf des
Motorstroms der Überdruckpumpe der in Fig. 1
dargestellten Tankentlüftungsanlage und
Fig. 3 schematisch den zeitlichen Verlauf des Motor
stroms der Überdruckpumpe der in Fig. 1 darge
stellten Tankentlüftungsanlage bei verschiede
nen Betriebszuständen der Tankentlüftungs
anlage.
Eine Tankentlüftungsanlage eines Kraftfahrzeugstanksy
stems, dargestellt in Fig. 1, umfaßt einen Tank 10, ein
Adsorptionsfilter 20, beispielsweise ein Aktivkohlefil
ter, das mit dem Tank 10 über eine Tankanschlußleitung 12
verbunden ist und eine mit der Umgebung verbindbare
Belüftungsleitung 22 aufweist, sowie ein Tankentlüftungs
ventil 30, das einerseits mit dem Adsorptionsfilter 20
über eine Ventilleitung 24 und andererseits mit einem
Saugrohr 40 einer Brennkraftmaschine über eine Ventillei
tung 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 gesaugt wird,
wodurch die in dem Adsorptionsfilter 20 angelagerten
Kohlenwasserstoffe in das Saugrohr 40 gesaugt und einer
(nicht dargestellten) Brennkraftmaschine zugeführt
werden.
Um die Funktionsfähigkeit der Tankentlüftungsanlage
diagnostizieren zu können, ist eine Pumpe 50 vorgesehen,
die mit einer Schaltungseinheit 60 verbunden ist. Der
Pumpe 50 nachgeschaltet ist ein Umschaltventil 70,
beispielsweise in Form eines 3/2-Wegeventils. Parallel zu
diesem Umschaltventil 70 ist in einem separaten Zweig 80
ein Referenzleck 81 angeordnet. Die Größe des Referenz
lecks 81 ist so gewählt, daß sie der Größe des zu
erfassenden Lecks entspricht.
Es versteht sich, daß das Referenzleck 81 beispielsweise
auch Bestandteil des Umschaltventils 70 sein kann, etwa
durch eine Kanalverengung oder dergleichen, so daß in
diesem Falle ein zusätzlicher Referenzteil entfallen kann
(nicht dargestellt).
Die Dichtheitsprüfung der Tankentlüftungsanlage ist in
der DE 196 36 431.0, auf die vorliegend voll inhaltlich
Bezug genommen wird, ausführlich beschrieben. Es wird
hierbei durch Erfassung des dem Pumpenmotor zuzuführenden
Stroms festgestellt, ob der durch die Druckquelle 50 in
die Tankentlüftungsanlage einzubringende Förderstrom von
dem Förderstrom abweicht, der bei Einbringen des Über
drucks über das Referenzleck vorhanden ist.
In Fig. 2 ist der zeitliche Verlauf des Stroms, der sich
ergibt, wenn eine Spannung die Druckquelle 50, d. h. an
die Überdruckquelle angelegt wird, dargestellt.
Der mit a) bezeichnete Verlauf entspricht dem zeitlichen
Verlauf des Motorstroms einer funktionsfähigen Tank
entlüftungsanlage ohne Leckage. In dem mit I dargestell
ten Zeitabschnitt befindet sich das Umschaltventil 70 in
der in Fig. 1 dargestellten mit I gekennzeichneten
Stellung. Bei dieser Stellung des Umschaltventils 70 wird
ein Förderstrom durch die Druckquelle 50 über das
Referenzleck 80 in die Tankentlüftungsanlage eingebracht.
Dabei stellt sich ein zeitlich im wesentlichen konstanter
Strom imot ein, wie es in Fig. 2 schematisch dargestellt
ist. Sobald das Umschaltventil 70 von der Stellung I in
die Stellung II umgeschaltet wird, beaufschlagt die
Druckquelle 50 die Tankentlüftungsanlage mit einem
Überdruck. Beim Umschalten nimmt zunächst der Motorstrom
imot schnell ab und anschließend mit zunehmender Zeit
kontinuierlich zu, bis er einen Wert erreicht, der größer
oder gleich ist als der Motorstrom imot in der Stellung I
des Umschaltventils 70. Dieser mit a) in Fig. 2 darge
stellte zeitliche Verlauf ist charakteristisch für eine
funktionsfähige Tankentlüftungsanlage.
Findet nun beispielsweise während der Zeit, in der der
Überdruck in die Tankentlüftungsanlage eingebracht wird
(Stellung II des Umschaltventils 70) ein Betankungsvor
gang statt, erhöht sich der Druck in der Tankentlüftungs
anlage, so daß der Motorstrom imot ansteigt. Dieser
Verlauf ist schematisch in Fig. 2 durch den mit b)
gekennzeichneten gepunkteten zeitlichen Verlauf darge
stellt.
Umgekehrt sinkt der Motorstrom imot signifikant ab, wenn
der Tankdeckel während einer Diagnose geöffnet wird, wie
es durch den mit c) in Fig. 2 gepunktet dargestellten
Verlauf angedeutet ist. In beiden Fällen kann ein
eventuell in der Tankentlüftungsanlage vorhandenes Leck
nicht sicher erkannt werden. Das Diagnoseverfahren muß
abgebrochen werden, eine Fehlermeldung muß unterbleiben.
In Fig. 3 sind schematisch die Verfahrensschritte zum
Vergleich der zeitlichen Verläufe des an die Überdruck
pumpe 50 angelegten Motorstroms und die zeitlichen
Verläufe der Motorströme zwischen den einzelnen Schritten
dargestellt.
Dargestellt ist der in Fig. 2 mit II bezeichnete zeitli
che Verlauf des Motorstroms, wobei in durchgezogener
Linie der ungestörte Verlauf dargestellt ist, der bei
einer funktionsfähigen, d. h. nicht durch eine Leckage
gestörten Tankentlüftungsanlage erfaßt wird, und gepunk
tet jeweils der in Fig. 2 mit b) und c) dargestellte
zeitliche Verlauf des Motorstroms, der sich bei einem
Betankungsvorgang bzw. beim Öffnen des Tankdeckels, ohne
daß jedoch Kraftstoff zugeführt wird, einstellt.
Dem Vergleich liegt die Grundidee zugrunde, daß aus dem
niederfrequenten Motorstrom höherfrequente Anteile her
ausgefiltert und mit einer vorgebbaren Schwelle ver
glichen werden.
Wie aus Fig. 3 hervorgeht, wird hierzu der Motorstrom, in
Fig. 3 mit i(ein) bezeichnet, einem Tiefpaß zugeführt.
Der von dem Tiefpaß ausgegebene Strom i(tp) wird von dem
dem Tiefpaß zugeführten Eingangsstrom i(ein) subtrahiert,
so daß sich ein Hochpaß-gefilterter Strom i(hp) ergibt.
Es wird der Betrag dieses Stroms ermittelt, und der sich
so ergebende Strom i(b) wird mit einer Schwelle ver
glichen. Überschreitet der Strom i(b) eine vorgebbare
Schwelle S, ist das Signal gestört, es kann keine zuver
lässige Prüfung der Funktionsfähigkeit der Tankentlüf
tungsanlage vorgenommen werden. Liegt der Strom i(b)
unter der Schwelle, ist das Signal ungestört, es kann
eine Prüfung der Funktionsfähigkeit der Tankentlüftungs
anlage vorgenommen werden.
Wenn nun beispielsweise der Tankdeckel vor Beginn der
Diagnose geöffnet und der eigentliche Betankungsvorgang,
d. h. die Kraftstoffzufuhr erst später nach Abschluß der
Diagnose erfolgt, was beispielsweise dann der Fall ist,
wenn der Fahrer den Tankdeckel öffnet, das Fahrzeug aber
nicht sofort betankt, sondern sich beispielsweise eine
Zeitung kauft oder dergleichen, und erst dann das
Fahrzeug betankt, dann kann während der eigentlichen
Diagnose weder ein Betankungsvorgang noch das Öffnen des
Tankdeckels (Kurvenverläufe b) und c) in Fig. 2) festge
stellt werden.
Da aber auch in diesen Fällen kein Leck vorhanden ist und
insoweit die Ausgabe und Speicherung einer Fehlermeldung
unterbleiben muß, wird folgendermaßen vorgegangen. Es
wird bei einer ersten Stillstandsphase des Fahrzeugs eine
Dichtheitsprüfung der Tankentlüftungsanlage vorgenommen.
Bei einer darauffolgenden zweiten Stillstandsphase des
Fahrzeugs wird eine erneute Dichtheitsprüfung der Tank
entlüftungsanlage vorgenommen. Eine Fehlermeldung wird
nur dann ausgegeben und gespeichert, wenn in beiden
Fällen auf das Vorhandensein einer Leckage geschlossen
wird, und wenn zwischen den beiden aufeinanderfolgenden
Stillständen des Fahrzeugs der Kraftstoffverbrauch, die
zurückgelegte Fahrstrecke oder ein anderes Maß, das
darauf schließen läßt, daß bei dem zweiten Stillstand
kein Betankungsvorgang vorliegt, eine vorbestimmte
Schwelle nicht überschreitet.
Durch dieses Verfahren ist es mit anderen Worten möglich,
auch eine Fehlbedienung des Fahrzeugs, beispielsweise ein
zu langes Offenstehenlassen des Tankdeckels, von einem
tatsächlich vorhandenen Leck zu unterscheiden. Ein Leck
wird nämlich nur dann signalisiert und gespeichert, d. h.
eine Fehlermeldung erfolgt nur dann, wenn die Erfassung
eines Lecks auf die oben beschriebene Weise auch bei
einem zweiten Fahrzeugstillstand verifiziert wird.
In der obenstehenden Beschreibung wird als Betriebskenn
größe der Motorstrom des Pumpenmotors der Druckquelle
verwendet. Es versteht sich, daß auch jegliche andere
Betriebskenngröße, welche die Erfassung von Druckänderun
gen in der Tankentlüftungsanlage ermöglicht, verwendet
werden kann. Darüber hinaus ist es auch möglich, mehrere
Betriebskenngrößen zu verwenden.
Claims (3)
1. Verfahren zur Prüfung der Funktionsfähigkeit einer
Tankentlüftungsanlage eines Fahrzeugs, umfassend
einen Tank (10), ein Adsorptionsfilter (29), das mit
dem Tank (10) über eine Anschlußleitung (12) ver
bunden ist und eine Belüftungsleitung (22) aufweist,
ein Tankentlüftungsventil (30), das mit dem Adsorp
tionsfilter (20) über eine Ventilleitung (24)
verbunden ist, bei dem mittels einer Druckquelle
(50) ein Überdruck gegenüber dem Atmosphärendruck in
die Tankentlüftungsanlage eingebracht und zur
Bestimmung des Druckverlaufs wenigstens einer
Betriebskenngröße der Druckquelle (50) beim Ein
bringen des Überdrucks erfaßt und hieraus auf das
Vorhandensein eines Lecks geschlossen wird (Dicht
heitsprüfung), dadurch gekennzeichnet, daß man den
zeitlichen Verlauf der wenigstens einen Betriebs
kenngröße während des Stillstands des Fahrzeugs
erfaßt, mit dem für einen nicht von einem Betan
kungsvorgang gestörten charakteristischen, zuvor
gemessenen, berechneten oder geschätzten zeitlichen
Verlauf der wenigstens einen Betriebskenngröße
(Diagnoseverlauf) vergleicht und eine Fehlermeldung
dann nicht ausgibt, wenn der erfaßte zeitliche
Verlauf um einen vorgebbaren Wert von dem Diagnose
verlauf abweicht.
2. Verfahren zur Prüfung der Funktionsfähigkeit einer
Tankentlüftungsanlage eines Fahrzeugs, umfassend
einen Tank (10), ein Adsorptionsfilter (29), das mit
dem Tank (10) über eine Anschlußleitung (12) ver
bunden ist und eine Belüftungsleitung (22) aufweist,
ein Tankentlüftungsventil (30), das mit dem Adsorp
tionsfilter (20) über eine Ventilleitung (24)
verbunden ist, bei dem mittels einer Druckquelle
(50) ein Überdruck gegenüber dem Atmosphärendruck in
die Tankentlüftungsanlage eingebracht und zur
Bestimmung des Druckverlaufs wenigstens einer
Betriebskenngröße, vorzugsweise der Druckquelle
(50), beim Einbringen des Überdrucks erfaßt und
hieraus auf das Vorhandensein eines Lecks geschlos
sen wird (Dichtheitsprüfung), dadurch gekennzeich
net, daß man während wenigstens zwei aufeinand
erfolgender Stillstände des Fahrzeugs Dichtheits
prüfungen vornimmt und eine Fehlermeldung nur dann
ausgibt, wenn bei beiden Dichtheitsprüfungen auf das
Vorhandensein eines Lecks geschlossen wird, und wenn
die beiden erfaßten zeitlichen Verläufe von dem
abgespeicherten um einen vorgebbaren Wert abweichen
und wenn zwischen den aufeinanderfolgenden Still
ständen des Fahrzeugs der Kraftstoffverbrauch, die
zurückgelegte Fahrstrecke oder ein anderes Maß, das
darauf schließen läßt, daß bei dem zweiten Still
stand kein Betankungsvorgang vorliegt, eine vor
bestimmte Schwelle nicht überschreitet.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn
zeichnet, daß man als Betriebskenngröße der Druck
quelle (50) den elektrischen Strom einer Überdruck
pumpe erfaßt.
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