DE19834332A1

DE19834332A1 - Verfahren zur Prüfung der Funktionsfähigkeit eines Behältnisses

Info

Publication number: DE19834332A1
Application number: DE19834332A
Authority: DE
Inventors: Eberhard Schnaibel; Thorsten Fritz; Lutz Reuschenbach
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1998-07-30
Filing date: 1998-07-30
Publication date: 2000-02-17
Anticipated expiration: 2018-07-31
Also published as: FR2781881A1; JP2000055774A; DE19834332B4; US6105557A; FR2781881B1

Abstract

Ein Verfahren zur Prüfung der Funktionsfähigkeit eines Behältnisses, insbesondere einer Tankentlüftungsanlage, umfassend einen Tank, ein Adsorptionsfilter, das mit dem Tank über eine Anschlußleitung verbunden ist und eine Belüftungsleitung aufweist, ein Tankentlüftungsventil, das mit dem Adsorptionsfilter über eine Ventilleitung verbunden ist, wobei man mittels einer Druckquelle einen Druck in das Behältnis einbringt, und aus dem Druckverlauf und/oder dem geförderten Volumenstrom auf das Vorhandensein eines Lecks schließt und wobei man zur Bestimmung des Druckverlaufs und/oder des geförderten Volumenstroms die wenigstens eine Betriebskenngröße der Druckquelle beim Einbringen des Drucks erfaßt und hieraus auf das Vorhandensein eines Lecks schließt, ist dadurch gekennzeichnet, daß man die wenigstens eine Betriebskenngröße der Druckquelle bei einem Einbringen des Drucks nur in einem vorgebbaren Zeitintervall (DELTAt¶m¶) erfaßt und durch Extrapolation des dabei erfaßten Zeitverlaufs der wenigstens einen Betriebskenngröße auf das Vorhandensein eines Lecks schließt.

Description

Stand der Technik

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Prüfung der Funktionsfähigkeit eines Behältnisses, insbesondere einer Tankentlüftungsanlage, umfassend einen Tank, ein Adsorptionsfilter, das mit dem Tank über eine Tank anschlußleitung verbunden ist und eine Belüftungs leitung aufweist, ein Tankentlüftungsventil, das mit dem Adsorptionsfilter über eine Ventilleitung verbunden ist, wobei man mittels einer Druckquelle einen Druck in das Behältnis einbringt und aus dem Druckverlauf und/oder dem geförderten Volumenstrom auf das Vorhan densein eines Lecks schließt, und wobei man zur Bestimmung des Druckverlaufs und/oder des geförderten Volumenstroms wenigstens eine Betriebskenngröße der Druckquelle beim Einbringen des Drucks erfaßt und hieraus auf das Vorhandensein eines Lecks schließt.

Ein derartiges Verfahren geht beispielsweise aus der DE 196 36 431.0 sowie aus der DE 198 09 384.5 hervor.

Die Prüfung der Funktionsfähigkeit, die immer nur dann erfolgt, wenn das Fahrzeug stoppt, erfordert bei einem Fahrzeug mit einem sehr großen Tankvolumen, beispiels weise einem Tankvolumen von 80 bis 100 Litern eine Prüf-, Meß- oder Diagnosezeit von 5 Minuten oder mehr. Eine derartig lange Prüf- oder Diagnosezeit ist unerwünscht, da während dieser Zeit nicht sicherge stellt ist, daß der Prüfvorgang auf irgendeine Weise nachteilig beeinflußt wird. Die Prüfung auf Funktions fähigkeit erfolgt bei einem Stillstand des Fahrzeugs. Wird beispielsweise eine Prüfung bei einem kurzen Stopp des Fahrzeugs, beispielsweise an einer Ampelanlage oder dergleichen, in Gang gesetzt, so reicht in den meisten Fällen die Zeit, in der das Fahrzeug stoppt nicht aus, um eine vollständige Prüfung der Funktionsfähigkeit der Tankentlüftungsanlage vorzunehmen.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Verfahren zur Prüfung der Funktionsfähigkeit eines Behältnisses, insbesondere einer Tankentlüftungsanlage, der gattungs gemäßen Art derart weiterzubilden, daß die Prüf- oder Diagnosezeit wesentlich verkürzt wird.

Vorteile der Erfindung

Diese Aufgabe wird bei einem Verfahren zur Prüfung der Funktionsfähigkeit eines Behältnisses, insbesondere einer Tankentlüftungsanlage der eingangs beschriebenen Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß man die wenigstens eine Betriebskenngröße der Druckquelle bei Einbringen des Drucks nur in einem vorgebbaren Zeit intervall erfaßt und durch Extrapolation des dabei erfaßten Zeitverlaufs der wenigstens einen Betriebs kenngröße auf das Vorhandensein eines Lecks schließt.

Durch die Erfassung der wenigstens einen Betriebskenn größe in dem vorgebbaren Zeitintervall und durch die Extrapolation des dabei erfaßten Zeitverlaufs dieser Betriebskenngröße und das Schließen auf das Vorhanden sein eines Lecks aufgrund der extrapolierten Daten, wird eine deutliche Verkürzung der Prüf- oder Diagnose zeit erzielt, wobei durch die Extrapolation dennoch eine zuverlässige Prüfung der Funktionsfähigkeit des Behältnisses, insbesondere der Tankentlüftungsanlage möglich ist.

Vorzugsweise beträgt das Zeitintervall etwa 30 bis 60 Sekunden. Es hat sich gezeigt, daß innerhalb eines solchen Zeitintervalls eine für eine zuverlässige Extrapolation hinreichende Datenmenge erfaßbar ist.

Rein prinzipiell wäre es dabei möglich, die eine oder mehrere Betriebskenngrößen der Druckquelle vorweg anhand eines Vergleichslecks zu erfassen und in einem Speicher abzulegen und in späteren Messungen erfaßte Betriebskenngrößen mit diesen, in dem Speicher abgeleg ten Betriebskenngrößen zu vergleichen und so auf das Vorhandensein eines Lecks zu schließen. Hierdurch kann zwar verhältnismäßig genau auf das Vorhandensein eines Lecks geschlossen werden, es ist jedoch nicht möglich, beispielsweise Alterungseffekte der Tankentlüftungs anlage oder des Kraftfahrzeugs oder weitere die Messung beeinflussende Größen wie Temperatur, Luftdruck der Atmosphäre und dergleichen, durch ein solches Verfahren zu berücksichtigen.

Deshalb sieht eine besonders vorteilhafte Lösung, die insbesondere unterschiedliche Betriebszustände des Fahrzeugs, insbesondere auch alterungsbedingte Be triebszustände, berücksichtigt, vor, daß abwechselnd die Tankentlüftungsanlage und ein Referenzleck mit Überdruck beaufschlagt werden und daß die Betriebskenn größen der Druckquellen beim Einbringen des Drucks in die Tankentlüftungsanlage und beim Einbringen in das Referenzleck erfaßt und miteinander verglichen werden und hieraus auf ein Leck geschlossen wird.

Das Vorsehen eines Referenzlecks hat den großen Vorteil, daß zum einen nicht repräsentative Vergleichs- Betriebskenngrößen für ein vorhandenes Leck in einem Speicher abgelegt werden müssen und der Speicher daher entfallen kann, und daß zum anderen sämtliche Betriebs zustände des Fahrzeugs, Temperatur, Alterung und dergleichen, mitberücksichtigt werden.

Was die Anordnung des Referenzlecks betrifft, so sind hier die unterschiedlichsten Ausführungsformen denkbar.

Eine besonders vorteilhafte Ausführungsform, die insbesondere eine "echte" Referenzmessung in dem oben angegebenen Sinne ermöglicht, sieht vor, daß das Referenzleck parallel zur Tankentlüftungsanlage angeordnet ist.

Eine andere vorteilhafte Ausführungsform sieht vor, daß das Referenzleck durch gesteuertes teilweises Öffnen des Tankentlüftungsventils simuliert wird. Hierdurch kann ein zusätzlicher Referenzleckzweig in der Tank entlüftungsanlage entfallen. Durch das angesteuerte teilweise Öffnen des Tankentlüftungsventils können auf besonders vorteilhafte Weise darüber hinaus beliebige Leckgrößen realisiert werden.

Zeichnung

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung sind Gegenstand der nachfolgenden Beschreibung sowie der zeichnerischen Darstellung einiger Ausführungsbei spiele.

In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 der charakteristische zeitliche Verlauf des Motorstroms einer zur Prüfung einer Tank entlüftungsanlage verwendeten Überdruckpumpe und

Fig. 2 schematisch eine Tankentlüftungsanlage, bei welcher das von der Erfindung Gebrauch machende Verfahren zur Anwendung kommt.

Beschreibung der Ausführungsbeispiele

Eine Tankentlüftungsanlage eines Kraftfahrzeugtanksy stems, dargestellt in Fig. 2, 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 Tankentlüf tungsventil 30, das einerseits mit dem Adsorptions filter 20 über eine Ventilleitung 24 und andererseits mit einem Saugrohr 40 einer (nicht dargestellten) Brennkraftmaschine über eine Ventilleitung 42 verbunden ist.

Durch Verdunstung entstehen in dem Tank 10 Kohlen wasserstoffe, 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 Unter drucks Luft der Atmosphäre durch das Adsorptionsfilter 20 gesaugt wird, wodurch die in dem Adsorptionsfilter 20 angelagerten Kohlenwasserstoffe in das Saugrohr 40 gesaugt und der Brennkraftmaschine zugeführt werden.

Um die Funktionsfähigkeit der Tankentlüftungsanlage diagnostizieren zu können, ist eine Pumpe 50 vor gesehen, 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 parallelen Zweig 80 ein Referenzleck 81 angeordnet. Die Größe des Referenzlecks 81 ist so gewählt, daß sie der Größe des zu erfassenden Lecks entspricht (zwischen 0,3 mm und 0,8 mm).

Es versteht sich, daß das Referenzleck 81 beispiels weise 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 Prüfung der Funktionsfähigkeit der Tankentlüftungs anlage ist in der DE 196 36 431.0 sowie in der DE 198 09 384.5, auf die vorliegend vollinhaltlich Bezug genommen wird, ausführlich beschrieben. Es wird hierbei durch Erfassung des dem Pumpenmotor zuzuführen den Motorstroms i_mot festgestellt, ob der durch die Druckquelle 50 in die Tankentlüftungsanlage einzubrin gende Förderstrom von dem Förderstrom abweicht, der bei Einbringen des Überdrucks über das Referenzleck 81 vorhanden ist. Ist dies der Fall, liegt ein Fehler vor.

In Fig. 1 ist der zeitliche Verlauf des Stroms i_mot, der sich bei angelegter Spannung an der Druckquelle 50, d. h. an der Überdruckquelle ergibt, schematisch dargestellt.

Der dargestellte Verlauf entspricht dem zeitlichen Verlauf des Motorstroms i_mot einer funktionsfähigen Tankentlüftungsanlage. In dem mit I dargestellten Zeitabschnitt befindet sich das Umschaltventil 70 in der in Fig. 1 dargestellten, mit I gekennzeichneten Stellung. In dieser Stellung des Umschaltventils 70 wird ein Förderstrom durch die Druckquelle 50 über das Referenzleck 81 in die Tankentlüftungsanlage einge bracht. Dabei stellt sich ein zeitlich im wesentlichen konstanter Strom i_mot ein, wie es in Fig. 1 schematisch dargestellt ist. Sobald das Umschaltventil 70 von der Stellung I in die Stellung II umgeschaltet wird, beaufschlagt die Druckquelle 50 die Tankentlüftungs anlage mit einem Überdruck. Beim Umschalten nimmt zunächst der Motorstrom i_mot schnell ab und anschließend mit zunehmender Zeit kontinuierlich - etwa dem Verlauf einer e-Funktion entsprechend - zu, bis er einen Wert erreicht, der bei dichtem Tank über dem sich in Stellung I des Umschaltventils 70 ergebenden Motor stroms i_mot liegt. Dieser in Fig. 1 dargestellte zeitli che Verlauf ist charakteristisch für eine funktions fähige Tankentlüftungsanlage.

Der Überdruck wird dabei in einer Stellung II des Umschaltventils 79 in die Tankentlüftungsanlage eingebracht.

Bei großen Tankvolumina von etwa 80 bis 100 Litern erfordert eine derartige Prüfung der Funktionsfähigkeit der Tankentlüftungsanlage eine Meßzeit von etwa 5 Minuten.

Um die Meßzeit erheblich zu verkürzen, wird nun eine Messung nur in dem in Fig. 1 mit Δt_m bezeichneten Zeitintervall vorgenommen. Die Meßwerte, die dabei in der Schaltstellung II des Umschaltventils 70 erfaßt werden, werden als Grundlage für eine Extrapolation des zeitlichen Verlaufs des Motorstroms i_mot für ein Zeit intervall Δt_E verwendet. Der extrapolierte Verlauf ist dabei in Fig. 1 in einer gestrichelten Linie darge stellt. Der Verlauf der Kurve in der Schaltstellung II des Umschaltventils 70 entspricht weitestgehend dem einer e-Funktion, so daß eine Extrapolation mit hinreichender Genauigkeit ohne weiteres möglich ist. Es wird sodann in der Schaltungseinheit 60 überprüft, ob die extrapolierten Werte in dem Extrapolations-Zeit intervall Δt_E den in Schaltstellung I des Umschaltven tils 70 erfaßten Schwellenwert des Motorstroms i_mot,S überschreiten. Wenn dies der Fall ist, wird auf eine funktionsfähige Tankentlüftungsanlage geschlossen. Ist dies nicht der Fall, muß von einer Leckage ausgegangen werden.

Claims

1. Verfahren zur Prüfung der Funktionsfähigkeit eines Behältnisses, insbesondere einer Tankentlüftungs anlage, umfassend einen Tank (10), ein Adsorp tionsfilter (20), das mit dem Tank (10) über eine Anschlußleitung (12) verbunden ist und eine Belüftungsleitung (22) aufweist, ein Tankentlüf tungsventil (30), das mit dem Adsorptionsfilter über eine Ventilleitung (24) verbunden ist, wobei man mittels einer Druckquelle (50) einen Druck in das Behältnis einbringt, und aus dem Druckverlauf und/oder dem geförderten Volumenstrom auf das Vorhandensein eines Lecks schließt und wobei man zur Bestimmung des Druckverlaufs und/oder des geförderten Volumenstroms die wenigstens eine Be triebskenngröße der Druckquelle (50) beim Ein bringen des Drucks erfaßt und hieraus auf das Vorhandensein eines Lecks schließt, dadurch gekennzeichnet, daß man die wenigstens eine Betriebskenngröße der Druckquelle (50) bei einem Einbringen des Drucks nur in einem vorgebbaren Zeitintervall (Δt_m) erfaßt und durch Extrapolation des dabei erfaßten Zeitverlaufs der wenigstens einen Betriebskenngröße auf das Vorhandensein eines Lecks schließt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Zeitintervall (Δt_m) 30 bis 60 Sekunden beträgt.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn zeichnet, daß man abwechselnd das Behältnis und ein zu diesem parallel geschaltetes Referenzleck (81) mit Druck beaufschlagt und daß man die wenigstens eine Betriebskenngröße der Druckquelle beim Einbringen des Drucks in das Behältnis sowie beim Einbringen des Drucks in das Referenzleck (81) erfaßt und miteinander vergleicht und hieraus auf ein Leck schließt.

4. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß als Betriebskenngröße die Stromaufnahme der Druckquelle (i_mot) und/oder die Drehzahl der Druckquelle und/oder die an der Druckquelle anliegende Spannung verwendet werden.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Referenzleck (81) zur Tankentlüftungsanlage parallel zuschaltbar ist.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Referenzleck (81) durch gesteuertes teilweises Öffnen des Tank entlüftungsventils (30) simuliert wird.