DE3502573C2 - Vorrichtung zur Entlüftung von Kraftstofftanks - Google Patents
Vorrichtung zur Entlüftung von KraftstofftanksInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung nach der Gattung
des Hauptanspruchs. Bei Brennkraftmaschinen ist es zur
Tankentlüftung bekannt, die sich aufgrund und in Abhängigkeit
bestimmter Parameter (Kraftstoff-Temperatur,
-Menge, Dampfdruck, Luftdruck, Spülmenge . . .) bildenden
Kraftstoffdämpfe nicht lediglich ins Freie zu entlüften,
sondern der Brennkraftmaschine zuzuführen, und zwar
üblicherweise so, daß ein etwa mit Aktivkohle gefüllter
Zwischenspeicher vorgesehen ist, der die sich bildenden
Kraftstoffdämpfe, beispielsweise bei stehendem Fahrzeug,
aufnimmt und über eine Leitung dem Ansaugbereich der
Brennkraftmaschine zuführt. In diesem Zusammenhang ist
es ferner bekannt, eine durch eine solche zusätzliche,
auf die Tankentlüftung zurückzuführende Kraftstoffluftgemischmenge
mögliche Erhöhung der Abgasemission zu verhindern
oder kleinzuhalten, indem die Tankentlüftung
nur bei bestimmten Betriebszuständen der Brennkraftmaschine
zugelassen wird (s. Bosch "Motronic" - Technische
Beschreibung C5/1 vom August 1981 -; DE-OS 28 29 958).
Der den Aktivkohlefilter enthaltende Zwischenspeicherbehälter
ist in der Lage, Kraftstoffdämpfe bis zu einer
bestimmten Maximalmenge zu speichern, wobei eine Spülung
des Filters während des Motorbetriebes durch den von
der Brennkraftmaschine entwickelten Unterdruck im Ansaugtrakt
erfolgt, wozu das Filter eine Öffnung zur
Außenluft besitzt. Notwendigerweise ergibt sich daher
auch dann, wenn man nur bei bestimmten Betriebsbedingungen
die Spülung des Zwischenspeichers zuläßt, ein
zusätzliches, auf diese Tankentlüfung zurückzuführendes
Kraftstoffluftgemisch, welches als nicht gemessenes oder
mit sinnvollem Aufwand nicht meßbares Gemisch das normalerweise
mit hohem Berechnungsaufwand sehr exakt erstellte
Kraftstoffzumeßsignal - bei einer Kraftstoffeinspritzanlage
die Dauer des Einspritzsteuerbefehls ti
- und die sich hierdurch ergebende, der Brennkraftmaschine
zugeführte Kraftstoffmenge verfälscht. Eine solche,
insbesondere auch das Fahrverhalten unter bestimmten
Bedingungen beeinflussende zusätzliche Kraftstoffmenge,
die in den Extremfällen als Tankentlüftungsgemisch
auch aus nahezu 100% Luft oder 100% Kraftstoffdampf
bestehen kann, ist auch dann nicht akzeptierbar,
wenn man den Einfluß dieser Störgröße durch pneumatische
Stellglieder unmittelbar auf den von der Brennkraftmaschine
entwickelten Saugrohrdruck bezieht oder die Zuführung
des Tankentlüftungs-Gemisches durch eine elektronische
Ein/Aus-Steuerung für besonders empfindliche Betriebszustände,
etwa Leerlauf, völlig ausschließt.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine
Vorrichtung zu schaffen, die das in seinen Verhältnisanteilen
bzw. seinen Mengen nicht vorgebbare Tankentlüftungs-
Gemisch hin einer solchen Weise dem Ansaugtrakt
der jeweiligen Brennkraftmaschine zuführen kann, daß
sich einerseits eine wirksame Entlüftung des Zwischenspeichers,
andererseits aber kein störender Einfluß auf
den Brennkraftmaschinenbetrieb ergibt, wobei insbesondere
bei unter dem Einfluß einer Lambdaregelung arbeitenden
Kraftstoffdosiereinrichtungen, also beispielsweise
Kraftstoffeinspritzanlagen oder gesteuerte Vergaser
o. dgl., nicht Störgrößen in einer Weise überlagert
werden, daß die Regelung an einen Anschlag gebracht
wird oder bei adaptiven Vorsteuerungssystemen durch längerfristige
Abweichungen des Reglerausgangs, die aber
dennoch nur auf den zusätzlichen Einfluß des Tankentlüftungsgemisches
zurückzuführen sind, Vorsteuer-Korrekturen
eingeführt werden, die das Adaptionsverhalten nachhaltig
stören.
Die Erfindung löst diese Aufgabe mit den kennzeichnenden
Merkmalen des Hauptanspruchs und hat den entscheidenden
Vorteil, daß der Tanktentlüftungseinfluß aus dem Bereich
willkürlicher Aufschaltungen herausgenommen und gezielt
bei kontinuierlicher Änderung der jeweils zuzuführenden
Maximalmenge feinfühlig auf das jeweilige Brennkraftmaschinenverhalten
abgestimmt wird, wobei insbesondere
auch der Bereich der Tankentlüftung in Abhängigkeit zur
bei Brennkraftmaschinen ohnehin schon vorhandenen Lambdaregelung
des Betriebsgemisches gesteuert und geregelt
wird, so daß negative Einflüsse weder auf das Fahrverhalten,
noch auf die Regelung möglich sind.
Dabei ist von besonderem Vorteil die Steuerung der Tankentlüftung
im Sinne einer Vorsteuerung aus einem Last-
Drehzahl-Kennfeld heraus, wobei diese Vorsteuerung dann
noch weiter abhängig vom Lambda-Regelfaktor gemacht wird.
Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen
sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen
der im Hauptanspruch angegebenen Vorrichtung möglich.
Besonders vorteilhaft ist die Einführung einer zusätzlichen
oder auch allein in Verbindung mit dem Last-
Drehzahlkennfeld wirksamen Grenwertregelung um den
Grenzwert eines minimal zulässigen Lambda-Regelfaktors
und schließlich eine adaptive Vorsteuerung der Tankentlüftung,
wobei diese bei Start, Schubabschaltung und bei
inaktiver Lambda-Regelung auf einen Minimalwert gesetzt
wird, sowie ferner ebenfalls eine Grenzwertregelung um den Grenzwert
eines minimal zulässigen Adaptionswertes.
Dabei verursacht die durch die Tankentlüftung hervorgerufene
Abweichung des Regelfaktors vom Sollwert ein
Weglaufen eines Korrekturwertes, der dann so in die Berechnung
des Einspritzsignals, hier angewendet auf eine
Kraftstoffeinspritzanlage, eingerechnet wird, daß unabhängig
von Last und Drehzahl eine konstante Kraftstoff-
bzw. Luftmenge kompensiert wird. Auf diese Weise ist es
möglich, den Einfluß der Tankentlüftung auf die Lambda-
Regelung und die dazugehörige Adaption der Vorsteuerung
des Kraftstoffeinspritzsignals auszuschalten. Bei Veränderungen
in der Tankentlüftung-Gemischzusammensetzung
und bei Lastwechsel läßt sich daher eine Beeinträchtigung
des Fahrverhaltens vermeiden.
Von Vorteil ist weiterhin, daß das Tankentlüftungfsventil
in der Tankentlüftungsleitung zwischen dem Filter
und dem Saugtrakt vom zugeordneten Steuergerät periodisch
angesteuert wird, wobei die Periode sich aus dem Wechsel
zwischen Öffnen und Schließen des Ventils ergibt und
eine Variation dieses Verhältnisses Öffnungsdauer zu
Schließdauer (was dem Tastverhältnis der Tankentlüftungsansteuerung
entspricht) eine entsprechende Verstellung
der Tankentlüftung-Gemischmenge erzielt werden
kann. Auf diese Weise kann über einen weiten Bereich
in Abhängigkeit zum Lambda-Regelfaktor auch die
Tankentlüftung im Sinne einer Regelung in das Gesamtverhalten
der Brennkraftmaschine einbezogen und realisiert
werden.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung
dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung
näher erläutert. Es zeigen Fig. 1 stark
schematisiert das Grundprinzip der Tankentlüftung mit
Tankentlüftungsventil mit kontinuierlich änderbarem
Öffnungsquerschnitt und elektronischem Steuergerät,
Fig. 2 den angenähert linearen Verlauf der Kennlinie
des Tankentlüftungsventil über dem Tastverhältnis der
Ansteuerimpulsfolge, Fig. 3 ein Tankentlüftungs-Kennfeld
zur Vorsteuerung des Tastverhältnisses der Ansteuerimpulsfolge
für das Tankentlüftungsventil über Last
und Drehzahl, Fig. 4 den Kennlinienverlauf des Mittelwerts
des Lambda-Regelfaktors zur Lambda-regelungsabhängigen
Steuerung der Tankentlüftung, Fig. 5 Kennlinienverläufe
von Tastverhältnis, Tankentlüftung und
Lambda-Regelfaktor über der Zeit jeweils bei reiner
Steuerung über das Tankentlüftungs-Kennfeld und zusätzlich
mit vom Mittelwert des Lambda-Regelfaktors abhängiger
Steuerung, Fig. 6 den Kennlinienverlauf des Tastverhältnisses
der Ansteuerimpulsfolge, der Tankentlüftung
und des Mittelwerts des Lambda-Regelfaktors über
der Zeit bei Vorsteuerung über das Tankentlüftungs-
Kennfeld und zusätzlicher Grenzwertregelung, Fig. 7
schematisiert das Blockschaltbild der Tankentlüftung
mit Vorsteuerkennfeld und wahlweisem ergänzendem Eingriff
einer Lambda-regelungsunabhängigen Steuerung und
einer Grenzwertregelung, Fig. 8 ein weiteres schematisiertes
Blockschaltbild einer adaptiven Tankentlüftungsregelung
mit möglicher Einflußnahme auf die vom
Kraftstoffdosiersystem der Brennkraftmaschine zugeführten
Kraftstoffmenge, Fig. 9 Kurvenverläufe über der Zeit
des Tankentlüftungsverlaufs, des Tastverhältnisses der
Ansteuerimpulsfolge, der adaptiven Vorsteuerung bei
Tankentlüftung und des Lambda-Regelfaktors und Fig. 10
den Bereich der Tankentlüftungsadaption im Lastdrehzahldiagramm.
In Fig. 1 ist ein Kraftstoffbehälter oder Tank 10 gezeigt,
der ausschließlich über ein in einem Zwischenspeicherbehälter
11 befindliches Aktivkohlefilter be-
und entlüftet wird, wobei der aus dem Tank verdampfende
Kraftstoff bis zu einer begrenzten Maximalmenge im Aktivkohlefilter
gespeichert wird. Dieser gespeicherte
Kraftstoff wird dann bei laufender Brennkraftmaschine
- in Fig. 1 ist lediglich der Ansaugbereich 12 mit
Drosselklappe 12a dargestellt - in den Motor abgesaugt.
Die Zumessung des aus dem Bereich der Tankentlüftung
abgesaugten Kraftstoffs oder des dort gebildeten, in
seinen Verhältnisanteilen nicht bestimmbaren Kraftstoffluftgemisches
erfolgt über ein spezielles Tankentlüftungsventil
13 so, daß in allen Betriebszuständen
des Systems keine Beeinträchtigung von Fahrverhalten
und Abgasverhalten und keine Beeinträchtigung der an
der Kraftstoffzumessung beteiligten Regelkreise und
adaptiver Systeme auftritt.
Die Ansteuerung des Tankentlüftungsventils 13 erfolgt
auf dessen Magnetteil 13a von einem Steuergerät 14,
wobei dieses eine Ansteuerimpulsfolge mit veränderbarem
Tastverhältnis TV ausgibt, wodurch sich eine geeignete
Variation des Öffnungsquerschnitts des Tankentlüftungssystems
13 einstellen läßt. Dabei kann die
Kennlinie des Tankentlüftungsventils 13 zwischen Minimaldurchsatz
Qmin und Qmax über dem Tastverhältnis angenähert
linear, gegebenenfalls auch exponentiell verlaufen,
was in die Berechnung einbezogen werden kann.
Die folgenden Angaben beziehen sich auf speziell numerische
Daten eines geeigneten Tankentlüftungsventils
mit in Abhängigkeit zum Tastverhältnis der Ansteuerimpulsfolge
kontinuierlich veränderbarem Durchlaßquerschnitt.
Mit Vorteil basiert das Tankentlüftungsventil auf dem
Hubmagnetprinzip, welches im stromlosen Zustand offen
ist und einer geeigneten Taktfrequenz-Impulsfolge von
10 Hz angesteuert wird. Hierbei ergibt sich dann bei
einem Druckunterschied Δp = 20 mbar ein Maximaldurchsatz
von 2<Q≦4 m³/h und ein Minimaldurchsatz beim gleichen
Druckunterschied von 0<Q≦0,1 m³/h, wobei bei diesem
bevorzugten Ausführungsbeispiel die über das Tastverhältnis
herstellbare Variation zwischen Qmin und
Qmax im Verhältnis 1 : 20 liegt. Ein entsprechender Kennlinienverlauf
ist in Fig. 2 qualitativ dargestellt.
Für die weiteren Funktionen der Tankentlüftung TE wird
auf die Blockbilddarstellung der Fig. 7 Bezug genommen;
hierbei umfaßt eine erste Ausführungsform, die auch
unabhängig von anderen, gegebenenfalls ergänzend und
unterstützend eingreifenden Steuer- und Regelungsmöglichkeiten
für die Tankentlüftung erfinderische Bedeutung
besitzt, die Ansteuerung des Tankentlüftungsventils
über ein Tankentlüftungs-Kennfeld oder Vorsteuerkennfeld,
welches in Abhängigkeit zur Last (dargestellt als
Vorsteuer-Einspritzimpuls tL hier einer Kraftstoffeinspritzanlage)
und der Drehzahl n über 4×4 Stützstellen
mit der Möglichkeit der Interpolation jeweils quantisierte
Tastverhältnisgrößen ausgibt und beispielsweise
einer Multiplizierstelle 15 für die Tankentlüftungsventilansteuerung
zuführt. In der Darstellung der Fig. 7
ist ein solches Vorsteuerkennfeld mit 16 bezeichnet und
in Fig. 3 als Diagramm dargestellt, wobei das Kennfeld
so auszulegen ist, daß die prozentuale Anfettung des
der Brennkraftmaschine zugeführten Verbrennungsgemisches
bei gegebenem TE-Gemisch in allen Bereichen gleich
groß ist.
In diesem Zusammenhang wird darauf hingewiesen, daß die
nachfolgenden Ausführungen sich im wesentlichen auf
die Anwendung der Tankentlüftung auf eine Kraftstoffeinspritzanlage
beziehen, so daß im folgenden für die
Einspritzung gebräuchliche Bezeichnungen verwendet
werden. Hierdurch wird die Erfindung jedoch nicht auf
die Zuordnung zu einer Kraftstoffeinspritzanlage eingeschränkt,
sondern umfaßt die Anwendungsmöglichkeit bei
beliebigen Kraftstoffzumeßeinrichtungen für Brennkraftmaschinen.
Die Quantisierung des Tastverhältnisses der Ansteuerimpulsfolge
für das Tankentlüftungsventil kann dabei
kontinuierlich oder in Schritten von beispielsweise
jeweils 10% im Bereich zwischen 0 und 100% erfolgen.
In Fig. 7 ist die Ansteuerung der weiterverarbeitenden
Stelle 15 aus dem Vorsteuerkennfeld 16 über einen Schalter
S1 dargestellt, was sinnvoll ist, damit bei bestimmten
Betriebszuständen (Leerlauf, Schubabschaltung)
die Tankentlüftung gegebenenfalls völlig unterbunden
werden kann, oder auch deshalb, um unter Verzicht auf
die Vorsteuer-Kennfeldansteuerung andere, im folgenden
noch zu erläuternde Steuer- und Regelverfahren wirksam
werden zu lassen.
Fig. 7 zeigt zum besseren Verständnis auch den Lambda-
Regelkreis für die Erstellung des Kraftstoffzumeßsignals
der Brennkraftmaschine 17, in diesem Fall einer fremdgezündeten
Brennkraftmaschine (Otto-Motor) mit Einspritzung,
wobei in einer Multiplizierstufe 18, ausgehend von
dem Ausgangssignal eines nicht dargestellten Lastsensors,
beispielsweise eines Luftmengenmessers, und eines Drehzahlgebers
ein Lastsignal, nämlich ein Einspritzzeitdauersignal
tL erzeugt und einer weiteren, nachgeschalteten
Multiplizierstufe 19, letztlich für die Ansteuerung
des oder der Einspritzventile, zugeführt wird. An
der Multiplizierstufe 19 wird die Einspritzzeitdauer
mit einem Korrekturfaktor FR beaufschlagt, der als
Lambda-Korrekturfaktor hinter einem Vergleicher 20 aus
dem von der Lambda-Sonde 21 erzeugten Lambda-Istwert
und einem Lambda-Sollwert von einem Lambda-Regler 22
erzeugt wird.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung vorliegender Erfindung
wird dieser ohnehin aufgrund des Lambda-Regelkreises
vorliegende Lambda-Korrekturfaktor FR benutzt, um
eine Lambda-regelungsabhängige Steuerung auch der Tankentlüftung
möglich zu machen.
Hierzu wird der über einen zwischengeschalteten Tiefpaß
23 erzeugte gemittelte Wert R des Lambda-Korrekturfaktors
benutzt und gelangt über einen Kennlinienblock
24 ebenfalls zur Multiplizierstelle 15 für die TE-
Ventilansteuerung.
Der Kennlinienverlauf der Tankentlüftungsänderung oder
-beeinflussung über dem Mittelwert der Lambda-Regelung
ist in Fig. 4 nochmals gesondert dargestellt und umfaßt
vier Stützstellen mit Interpolation, wobei die
Grundfunktion so ist, daß eine steigende Anfettung des
Tankentlüftungsgemisches (TE-Gemisches) über den Mittelwert
R des Lambda-Korrekturfaktors erkannt wird,
da dieser sich zu niedrigeren Werten verschiebt, und
die Tankentlüftung durch entsprechende Veränderung des
Tastverhältnisses der Ansteuerimpulsfolge für das Tankentlüftungsventil
entsprechend geschlossen wird.
Schließlich enthält das Blockschaltbild der Fig. 7
noch eine zweite mögliche Variante zur Kennlinien-
Mittelwertregelung, die alternativ zu dieser eingesetzt
werden kann und eine Grenzwertregelung des Mittelwerts
des Lambda-Korrekturfaktors umfaßt. Hierzu ist eine
weitere Vergleichsstelle 25 vorgesehen, der ein Grenzwert
RGW des Mittelwerts des Lambda-Korrekturfaktors
zugeführt wird, zusammen mit dem Istwert-Mittelwert R
des Korrekturfaktors. Über einen Schalter S2 gelangt
das Vergleichsergebnis auf einen Komparator 26, der
entscheidet, ob der Mittelwert R des Korrekturfaktors
oberhalb oder unterhalb des vorgegebenen Grenzwerts
liegt; je nach dem Ergebnis wird ein nachgeschalteter
Integrator 27 als I-Regler für die Grenzwertregelung
mit entsprechender Polung angesteuert, dessen Ausgangssignal
dann ebenfalls der Multiplizierstelle 15 zugeführt
wird.
Anhand der Diagrammverläufe der Fig. 5 und 6 werden
im folgenden die sich aufgrund der möglichen Tankentlüftungs-
Steuerungsverfahren ergebenden Funktionen erläutert.
Dabei zeigen die Diagrammverläufe auf der linken Seite
der Fig. 5 die Zustände, die sich bei reiner Steuerung
aus dem Vorsteuer-Kennfeld 16 ergeben; es sei angenommen,
daß das Tastverhältnis der Steuerung sich aufgrund
der Drehzahlen und Lastwerte bei 0,25 befindet; tritt
zu einem vorgegebenen Zeitpunkt t₁ (s. Diagramm b) der
Fig. 5) ein sprungartiger Anstieg des Kraftstoffgehalts
im TE-Gemisch auf (verdeutlicht durch drei verschiedene
Kurvenverläufe (1); (2); (3)), dann reagiert die
Steuerung über das Vorsteuerkennfeld hierauf überhaupt
nicht und der Lambda-Korrekturfaktor FR verschiebt
sich lediglich entsprechend in Richtung auf mageres
Gemisch als Folge der "Kraftstoffwolke" (theoretische Sprungfunktion) im
TE-Gemisch (s. bei c) der Fig. 5), d. h. der Regler magert ab.
Anders ist dies bei den Diagrammverläufen auf der rechten
Seite der Fig. 5; geht man auch hier zunächst von
einem Tastverhältnis 0,25 aus der Kennfeldsteuerung aus,
dann ergeben sich durch die Einflußnahme der R-abhängigen
Steuerung je nach der Kraftstoffwolke im
TE-Gemisch geringere Tastverhältnis-Werte, wie bei
(2) und (3) gezeigt; diese Veränderung des Tastverhältnisses
resultiert aus dem Vorsteueranteil über dem
Kennlinienblock der Mittelwert-Lambda-Regelung und
zeigt bei c) auch einen weniger starken Abfall des
Lambda-Korrekturfaktors FR.
Die Wirkung der Grenzwertregelung, in den Diagrammverläufen
der Fig. 6 bei a), b) und c) ohne eine FR-abhängige
Steuerung dargestellt, ist demgegenüber so, daß
die Tankentlüftung TE über das Tastverhältnis der Ansteuerimpulsfolge
vom Vorsteuerkennfeld der Tankentlüftung
KFTE des Blocks 16 (maximal) geöffnet ist
(numerischer Wert bei a) in Fig. 6: TV = 0,25), bis
sich zum Zeitpunkt t₁ die TE-Kraftstoffanreicherung
auf in diesem Fall einen angenommenen Wert von 100%
ergibt (s. b) der Fig. 6).
Entsprechend dem Kennlinienverlauf bei c) der Fig. 6
für den Lambda-Korrekturfaktor (= durchgezogene, einem
Dreieckverlauf folgende Linie, wobei der Mittelwert
R des Korrekturfaktors in diesem Diagramm gestrichelt
dargestellt ist) verschiebt die durch die Tankentlüftung
jetzt bewirkte Anfettung den Mittelwert R über
den Grenzwert GW hinaus, was zum Zeitpunkt t₂ eintritt.
Ab hier wird dann über den I-Regler 27 das Tastverhältnis
der Ansteuerimpulsfolge (zunehmend) geschlossen,
nimmt also ab, bis zum Zeitpunkt t₃ der Mittelwert R
wieder über den Grenzwert zurückgelaufen ist; ab diesem
Zeitpunkt steigt dann entsprechend der Verstellung
des I-Reglers 27 das Tastverhältnis wieder an, wobei
sich auch mehrfache Schwingungen, wie bei c) in Fig. 6
dargestellt, um den Grenzwert GW ergeben können, bis
die Wolkenbildung zum Zeitpunkt t₄ abgeklungen ist und
Mittelwert R und Tastverhältnis wieder auf die früheren
Werte zurückkehren.
Es versteht sich, daß die Zeitkonstante des I-Reglers
27 für die Tankentlüftung größer als die Zeitkonstante
des für sich gesehen bekannten I-Reglers der Lambda-
Regelung für die Kraftstoffzumessung oder die Berechnung
der Kraftstoffeinspritzimpulse sein muß, wobei
für den gesamten Drehzahl/Lastbereich eine konstante
Zeitkonstante für die Tankentlüftung ausreichend ist.
Ferner sollte für den I-Regler eine Maximalbegrenzung ITEmax
vorgesehen und die Quantisierung des I-Reglers etwa
vierfach feiner als die Ausgabequantisierung für das
Tastverhältnis sein.
Die Gesamtfunktion der Tankentlüftung entsprechend
der Blockbilddarstellung der Fig. 7 kann daher so aussehen,
wie die beiden nachfolgenden Formeln alternativ
angeben und wobei die alternativ vorgesehenen ergänzenden
Regelungsmöglichkeiten über den Mittelwert der
Lambda-Regelung oder die Grenzwertregelung additiv
zur Kennfeldsteuerung auftreten:
Dabei sind noch folgende Randbedingungen als Einschaltbedingungen
generell zu beachten:
- 1. Die Ausgabe des Tastverhältnisses TV ist unterbunden
(TV = 0), also die Tankentlüftung gesperrt,
wenn
- a) die Lambda-Regelung der Brennkraftmaschine selbst unwirksam ist,
- b) der Betriebszustand Schubabschneiden vorliegt oder
- c) gegebenenfalls bei Leerlauf.
- 2. Erfolgt die Kraftstoffzuführung oder -dosierung, etwa bei einer Kraftstoffeinspritzanlage mit adaptiver Vorsteuerung der Lambda-Regelung (LRA), dann würden diese beiden Funktionen (LRA und TE) sich gegenseitig beeinflussen und zu einem Fehlverhalten führen. Die TE ist daher abzuschalten, wenn LRA aktiv ist oder umgekehrt, die adaptive Lambda-Regelung ist abzuschalten, wenn die Tankentlüftung TE aktiv ist.
- 3. Dabei können noch folgende Bedingungen gelten:
- a) Bei Start mit Motortemperatur TMOT<30° und TANS<30° ist die Tankentlüftung TE für ca. 10 Minuten geschlossen; währenddessen ist die erwähnte adaptive Vorsteuerung der Lambda-Regelung (LRA) aktiv.
- b) Es schließt sich eine TE-Phase von ca. 5 Minuten an, dann wird TE mit Änderungsbegrenzung geschlossen. Unter Beachtung des Korrekturfaktors FR wird dann, wenn die Abweichung ΔFR<5% vom Normalwert FR=1 ist, die LRA aktiviert und abgewartet, bis ΔFR<5% ist oder maximal 5 Minuten vergangen sind. Anschließend kann die TE wieder mit Änderungsbegrenzung zugelassen werden.
Eine weitere, bevorzugte Ausführungsform vorliegender
Erfindung umfaßt die Möglichkeit, die Tankentlüftung TE
ergänzend adaptiv auszubilden, einfach ausgedrückt,
die an der Tankentlüftung beteiligten Komponenten,
Schaltmittel, Regel- und Steuerungsabläufe so auszugestalten,
daß das, was die Tankentlüftung an zusätzlichem
Gemisch für die Brennkraftmaschine bringt, bei der
eigentlichen Gemischbildung (Grundadaption) sozusagen wieder abgezogen
wird, was sich auch als besonderer Vorteil bei
solchen Gemischaufbereitungssystemen und Kraftstoffeinspritzanlagen
ergibt, die selbst über eine adaptive
Vorsteuerung zur Lambda-Regelung verfügen und bei denen
daher die Tankentlüftung gewisse Schwierigkeiten
insofern bereiten kann, als diese adaptive Vorsteuerung
(Grundadaption) die längerfristigen Abweichungen des
Reglerausgangs (Lambda-Regler) als Maß für eine Korrektur
der Vorsteuerung benutzt - durch die Erfindung
in der im folgenden zu erläuternden Ausgestaltung lassen
sich die Vorteile einer Adaption der Vorsteuerung
im Lambda-Kreis beibehalten und auf die Tankentlüftung
ausdehnen.
Im Blockschaltbild der Fig. 8 ist daher schematisch
und ohne auf spezielle Detaillösungen einzugehen, im
oberen Bereich der Lambda-Regelkreis für die Gemischaufbereitung,
beispielsweise durch eine Kraftstoffeinspritzanlage
mit Grundadaption dargestellt und im unteren
Teil die Erweiterung des Grundprinzips auf eine
adaptive Vorsteuerung der Tankentlüftung. Dabei sind
gleiche Elemente und Komponenten wie im Blockschaltbild
der Fig. 7 mit gleichen Bezugszeichen versehen,
da auch die adaptive Vorsteuerung der Tankentlüftung
mindestens Teilbereiche der Blockschaltbilddarstellung
der Fig. 7 weiter verwendet, beispielsweise das Grundprinzip
des Vorsteuer-Kennfelds 16 bei Erreichen bestimmter
Grenzwerte oder dort, wo mit einer TE-Vorsteuerungsadaption
nicht gearbeitet wird, was weiter unten
noch im Hinblick auf die Darstellung der Fig. 10 erläutert
wird.
In Fig. 8 ist der der Istwert-Sollwertvergleichsstelle
20 für das Ausgangssignal der Lambda-Sonde nachgeschaltete
Lambda-Regler wieder mit 22 bezeichnet; der Lambda-
Korrekturfaktor FR wird zu einer Eingriffsstelle 19′ geführt,
wo, multiplikativ oder additiv, vorzugsweise
multiplikativ, eine von anderen Komponenten des Gemischaufbereitungssystems,
beispielsweise Kraftstoffeinspritzanlage,
erzeugte effektive Einspritzzeitdauer tL · πi · Fi
zugeführt ist.
Ein weiterer Eingriff in die Einspritzzeitdauer erfolgt
dann bei 30; dieser Eingriff dient bzw. ist repräsentativ
dargestellt zur Anpassung der Vorsteuerung (Grundadaption).
Hierzu wird das Ausgangssignal FR des Lambda-
Reglers 22 über eine Tiefpaß 23 geglättet, also einer
Mittelwertbildung unterworfen und das geglättete oder
Mittelwertsignal R des Korrekturfaktors wird nach
einer Vergleichsstelle 31 über einen Schalter S3 zum
Grundadaptionsblock 32 geführt, der üblicherweise ein
Regler ist. In einem nachgeschalteten Multiplizierblock
33 erfolgt noch eine Multiplikation mit einem normierten
Drehzahlwert; auch können nicht dargestellte Speicher
vorgesehen sein, die den Wert der Vorsteuergrundadaption
beispielsweise für Zeiträume zwischenspeichern,
während welcher ein Lambda-Signal, etwa wegen inaktiver
Lambda-Sonde, nicht zur Verfügung steht.
Der Regler 32 für die Grundadaption verstellt seine
Ausgangsgröße für den an der Eingriffsstelle 30 sich
ergebenden, von ihm herrührenden multiplikativen oder
additiven Faktor so lange, bis der Mittelwert der Ausgangsgröße
des Lambda-Reglers 22 dem an der Vergleichsstelle
31 anliegenden Sollwert, der vorzugsweise den
neutralen Wert 1 annimmt, entspricht. Es versteht sich,
daß diese Vorsteuerungs-Grundadaption verschiedene
Korrekturwerte, drehzahlproportional, drehzahlunabhängig,
die je nach Lastzustand der Brennkraftmaschine
additiv oder multiplikativ korrigierend in die errechnete
Einspritzzeitdauer eingreifen, umfassen kann, was
nicht dargestellt ist.
Die adaptive Vorsteuerung der Tankentlüftung, die der
Vorsteuerungsadaption der Einspritzzeitdauer zugeordnet
ist, umfaßt zunächst eine Logikschaltung oder Ablaufsteuerungsschaltung,
die bei 34 repräsentativ für
alle denkbaren Ausführungsformen, auch in softwaremäßiger
Ausführung, dargestellt ist, sowie einen
zugeordneten Block 35 für die TE-Adaption, der alternativ
über den schon erwähnten Schalter S3 vom Mittelwert
des Lambda-Korrekturfaktors R beaufschlagt ist. Daher
wird bei diesem Ausführungsbeispiel der Regelfaktor
FR benutzt, um auf die Tankentlüftung einzugreifen,
wobei eine Adaption natürlich auch auf den Lastwert
tL, beispielsweise additiv, denkbar wäre.
Ferner gelangen zum Block 35 zur TE-Adaption Angaben
vom Block 34 der Ablaufsteuerung TE, hauptsächlich
über das Tastverhältnis der Ansteuerimpulsfolge für
das Tankentlüftungsventil 13, aktive Lambda-Regelung,
Übergang auf Vorsteuer-Kennfeld u. dgl. Über einen
Grenzwerterfassungsblock 36 ergibt sich vom Ausgang
des TE-Adaptionsblocks 35, an welchem ein Wert der
adaptiven Vorsteuerung bei Tankentlüftung (ATE) anliegt,
ein Mitteilung darüber, ob dieser Korrekturfaktor
ATE (Adaptionswert) einen negativen Schwellwert
(ATEmin) oder einen positiven Schwellwert ATEpos erreicht
hat, welche Schwellwerte auch als Fettanschlag
bzw. Mageranschlag bezeichnet werden können. Der Adaptionswert
ATE gelangt über eine Zwischenmultiplizierstufe
37, an welcher wiederum, damit die beiden Eingriffswerte
der Grundadaption und der TE-Adaption
gleichwertig sind, ein normierter Drehzahlwert zugeführt
wird, sowie über einen Schalter S4 zu einer weiteren
Eingriffsstelle 38 im Verlauf der ti-Aufbereitung,
wo multiplikativ oder additiv eingegriffen werden kann.
Nachgeschaltet ist dann noch eine Multiplizierstufe 39
mit einem Drehzahlwert n, so daß sich an einer Additionsstelle
40 eine Kraftstoff/Zeit-Luftmasse/Zeit-
Gemischangabe ergibt, der dann an der Stelle 41 noch
das TE-Gemisch zugeführt wird.
Dabei kann die das TE-gemischführende Tankentlüftungsleitung
42 vom Tankentlüftungsventil 13 vor der Drosselklappe
an den Saugtrakt der Brennkraftmaschine angeschlossen
sein, wodurch die Menge des abgesaugten
TE-Gemisches bei gleichbleibendem Querschnitt des
TE-Ventils 13 in etwa konstant bleibt, da der Unterdruck
vor der Drosselklappe in etwa konstant ist und
die Menge mit der Wurzel des Unterdrucks anwächst.
Tatsächlich variiert der Unterdruck etwas über Last
und Drehzahl auch vor der Drosselklappe, so daß die
Öffnung des TE-Ventils 13 im weiter vorn schon erwähnten
Kennfeld 16 KFTE = f(n,tL) etwas korrigiert werden
muß, um eine konstante Menge QTE zu erreichen.
Eine konstante Menge ist auch für die adaptive Steuerung
hilfreich, da sie durch einen additiven Korrekturwert
kompensiert werden kann. Wie erwähnt gelten daher
die folgenden Gleichungen:
Δp = pLUFT - pDK
QTE = const · TVTE · (Δp)½
QTE = const · TVTE · (Δp)½
Bei einer ebenfalls möglichen Einleitung des TE-Gemisches
hinter der Drosselklappe - hierauf wird weiter
hinten noch anhand einer Tabelle eingegangen - ins Saugrohr
würde der Unterdruck und damit die Menge wesentlich
stärker variieren, so daß gerade im Leerlauf, wo die
Tankentlüftung besonders störend sein kann, diese TE-
Menge am größten wäre und bei steigender Last, wo sie
immer weniger stört, als Spülmenge immer geringer würde.
Unter Zugrundelegung des Blockschaltbilds der Fig. 8
gelten folgende Grundfunktionen.
Die Abweichung des Lambda-Regelfaktors vom Sollwert
FR = 1 verursacht ein Weglaufen eines Korrekturwertes,
der in die Berechnung des Einspritzsignals additiv
zur Luftmenge eingerechnet wird, wie weiter vorn erläutert,
so daß unabhängig von Last und Drehzahl eine
konstante Kraftstoff- bzw. Luftmenge kompensiert wird
(adaptive Vorsteuerung). Entsprechend dem Blockschaltbild
der Fig. 8 ergibt sich dann für
ti = (tL + ATE · n₀/n) · πiFi + TVTE
Die Tankentlüftung wird bei Start, bei Schubabschalten
und bei inaktiver Lambda-Regelung auf einen Minimalwert
gesetzt; ein definiertes Gemisch soll Start und
Wiedereinsetzen nach Schubabschalten ermöglichen.
Der weitere Ablauf der adaptiven Vorsteuerung bei Tankentlüftung
entsprechend dem Blockschaltbild der Fig. 8
unter Einbeziehung der Angaben aus dem Vorsteuerkennfeld
wird im folgenden anhand der Kurvenverläufe der
Fig. 9 "Zeitablauf der Tankentlüftung" genauer erläutert;
diese Funktionsangaben sind daher Teil der erfinderischen
Gesamtkonzeption für die Tankentlüftung.
Ist die Lambda-Regelung aktiv, also der Schalter S5
vor dem Lambda-Regler 22 geschlossen, wobei ein entsprechendes
Signal auch zur Ablaufsteuerung 34 gelangt,
dann setzt die TE-Steuerung weich ein, und das Tastverhältnis
der Tankentlüftung TVTE wird, wie bei b) in
Fig. 9 gezeigt, rampenförmig, jedoch mit Änderungsbegrenzung
1, von einem vorgegebenen Minimalwert TVTEmin1
ausgehend erhöht. Die Steigung des Tastverhältnisses
der Ansteuerimpulsfolge für das TE-Ventil ist dabei so
gewählt, daß die weiter unten noch zu erläuternde Vorsteuerung
die sich hierdurch ergebende Störung im Gemischhaushalt
der Brennkraftmaschine rechtzeitig kompensieren
kann.
Die durch diese Änderung hervorgerufene Abweichung des
Lambda-Regelfaktors - vergleiche den Kurvenverlauf bei
a), wo zu dem Zeitpunkt der TVTE-Erhöhung von einem
Kraftstoffanteil im TE-Gemisch von 100% (voraussetzungsgemäß)
ausgegangen wird, vom Sollwert FR = 1
(vergleiche Kurvenverlauf d) bei Fig. 9) in Richtung
fett verursacht das Weglaufen des Korrekturwertes, der dann
so in die Berechnung des Einspritzsignals eingerechnet
wird, daß unabhängig von Last und Drehzahl eine
konstante Kraftstoff- bzw. Luftmenge kompensiert wird,
so daß sich die adaptive Vorsteuerung bei Tankentlüftung
ergibt - s. auch den Verlauf des Adaptionswertes
ATE bei c) in Fig. 9, der bis auf einen maximalen negativen
Wert ATEmax ansteigt und so, wie weiter vorn im
Blockschaltbild der Fig. 8 schon erläutert, als adaptive
Vorsteuerung bei Tankentlüftung auf die Lambda-Regelung
einwirkt.
Das Tastverhältnis wird so lange erhöht, bis der Adaptionswert
ATE einen minimalen negativen Schwellwert
ATEmin, der auch als Mageranschlag, bezogen auf den
Adaptionswert, bezeichnet werden kann, erreicht
hat. Anschließend setzt eine Grenzwertregelung
ein. Vorher kann im übrigen das Tastverhältnis TVTE
bei t₁ schon einen Vorsteuer-Anschlagwert erreicht haben,
der sich aus dem Vorsteuerkennfeld ergeben kann;
daher wird das Tastverhältnis bis zum Zeitpunkt t₂, bei
welchem der negative Schwellwert ATEmin erreicht ist,
nicht mehr verändert. Anschließend, also ab t₂, wird
das Tastverhältnis TVTE dekrementiert, bis die erwähnte
Schwelle wieder (in positiver Richtung) unterschritten
wird. Von da an wird im Tastverhältnis wieder inkrementiert,
bis die Schwelle wieder in negativer Richtung
überschritten wird usw. Auf diese Weise ergibt sich
um den negativen Minimalwert (vorgegebener Mageranschlag)
eine Dauerschwingung (Grenzwertregelung), wobei die
Änderungsbegrenzung in der Verstellung des Tastverhältnisses
wie ein Integral-Anteil (ITE) wirkt, daher ergibt
sich
TVTE = KFTE(n,tL) - ITE(ATEmin)
Im allgemeinen nimmt mit zunehmender Betriebsdauer
der Kraftstoff aus dem Zwischenspeicher ab, so daß bei
dieser Grenzwertregelung der Vorsteuerwert aus dem Kennfeld
16 erreicht wird und daher das Tastverhältnis während
einer vorgegebenen Zeitdauer, während welcher der
Adaptionswert ATE vom negativen Anschlag in positiver
Richtung läuft, konstant bleibt.
Erreicht der Adaptionswert einen positiven Schwellwert
ATEmax (Fettanschlag), dann bedeutet dies, daß das
Filter ausreichend gespült ist - die beiden Schwellwertangaben
gelangen über den Schwellwertblock 36 zur
Ablaufsteuerung 34 - und das Tastverhältnis wird dann,
nämlich ab dem Zeitpunkt t₃ schrittweise auf einen zweiten
Minimalwert TVTEmin2 gefahren.
Gleichzeitig und nach Erreichen dieses Minimalwertes
ist es dann möglich, die Grundadaption über dem Block
32 (= Adaption ohne TE) durch Umschalten des Schalters
S3 für eine vorgegebene (programmierbare) Zeit (in der
Größenordnung von einigen Minuten) freizugeben.
Nach Ablauf dieser Zeit wird das TE-Gemisch überprüft,
indem der soeben erläuterte Steuerungsablauf durch den
Block 34 mit dem Aufregeln des Tastverhältnisses von
vorn beginnt - hierbei ist noch darauf hinzuweisen,
daß die Abregelung des Tastverhältnisses mit einer Änderungsbegrenzung
2 auf den Minimalwert TVTEmin2 erfolgt,
die eine schnellere Veränderung des Tastverhältnisses
auf kleine Durchlaßquerschnitte des Tankentlüftungsventils
ermöglicht.
Diese Adaption der Tankentlüftungsvorsteuerung beschränkt
sich zweckmäßigerweise auf einen Last-Drehzahl-Bereich,
der nur unterhalb einer Luftmengenschwelle wirksam ist, wie
dies in Fig. 10 dargestellt ist, da sie nur in diesem
Bereich genau genug zu berechnen ist. Im übrigen wird der
adaptierte Wert ATE zweckmäßigerweise nur bei laufendem
Motor in einem nicht erwähnten, dem Block 35 der TE-
Adaption zugeordneten Speicher gespeichert - zur Anwendung
etwa bei zwischenzeitlich inaktiver λ-Sonde -, bei Abstellen
des Motors wieder gelöscht.
Oberhalb des in Fig. 10 angegebenen Bereichs wird die TE-
Vorsteuerungsadaption unterbrochen, und der letzte adaptierte
Wert ATE wird in dem nicht dargestellten, dem Block 35
zugeordneten Speicher zwischengespeichert. Oberhalb des
Wirksamkeitsbereichs der TE-Vorsteuerungsadaption entsprechend
Fig. 10 kann über das Kennfeld KFTE so viel
Tankentlüftungsgemisch ausgegeben werden, daß der Einfluß
auf die Lambda-Regelung vernachlässigt werden kann
(die TE-Menge ist proportional zur Luftmenge), so daß in
diesem Teilbereich die Grundadaption auch während der
Tankentlüftung wirksam sein kann - mit anderen Worten,
der Schalter S3 ist in diesem Fall auf den Block 32 geschaltet,
was ebenfalls von der Ablaufsteuerung 34 durch
Auswertung entsprechender Last- und Drehzahlangaben erfolgen
kann.
Die im folgenden angegebene Ablaufsteuerung
für die Ansteuerung des Tankentlüftungsventils in Form
eines Flußdiagramms gibt die Funktion der Ablaufsteuerung 34
in Software-Begriffen an.
Es versteht sich daher, daß,
obwohl die Erfindung zum besseren Verständnis
anhand eines Blockschaltbilds unter Verwendung
von Einzelkomponenten erläutert wurde, auch eine softwaremäßige
Ausführung der erfindungsgemäßen Einrichtung
mittels eines Mikrorechners oder Mikrocomputers ohne
weiteres innerhalb des erfindungsgemäßen Rahmens liegt
und durchgeführt werden kann; eine solche Ausführungsform
stellt für den Fachmann auf dem Gebiet der Kraftstoffzumessung
bei Brennkraftmaschinen kein Problem dar,
da er notfalls auch Fachleute auf dem Gebiet der Datenverarbeitungstechnik
heranziehen kann.
Folgende Varianten der Vorsteuerung der Tankentlüftung
seien noch erwähnt und sind im übrigen in der auf
Seite in Form einer Tabelle übersichtlich zusammengefaßt.
1. Zur Erzielung einer konstanten TE-Menge pro Zeit (Variante 1.1)
wird die Tankentlüftungsleitung vor der Drosselklappe
dem Ansaugtrakt zugeführt, wie weiter vorn schon erläutert.
Da in diesem Fall die Menge des abgesaugten
TE-Gemisches bei gleichbleibendem Querschnitt des
Tankentlüftungsventils in etwa konstant ist, braucht
dieses, um die weiter vorn erwähnten Funktionen und
Werte zu realisieren, nur eine vergleichsweise kleine
Variationsfähigkeit aufzuweisen, zur Einhaltung der
Minimal- und Maximalwerte, die bei etwa 1 : 20 liegt.
Die weiteren Alternativen der Vorsteuerung sind nach
den verschiedenen Bewertungskriterien in Form der
weiter vorn schon erwähnten tabellenartigen Entscheidungsmatrix
zusammengefaßt (S. ).
2. Um einen konstanten relativen TE-Fehler zu erzielen (Var. 1.2),
wird auch hier die Tankentlüftung vor der Drosselklappe
eingeleitet. Das Kennfeld wird so ausgelegt,
daß die TE-Menge proportional zur Luftmenge ist
(bis zu einer bestimmten maximalen Luftmenge, ca.
das 10fache der Leerlaufmenge). Dann ist der relative
Fehler in diesem Last- und Drehzahlbereich konstant.
Allerdings ist die Spülmenge im Leerlaufgebiet relativ
klein; mit:
KFTE ∼ (Δp)-1/2 · QL Variation 1 : 8
folgt:
QTE = const · QL
3. Zur Erzielung einer konstanten TE-Menge pro Umdrehung (Var.
2.1) müßte die Einleitung der Tankentlüftung hinter
die Drosselklappe im Saugrohr erfolgen, wobei jedoch
der Unterdruck wesentlich stärker variieren würde.
Bei steigendem Unterdruck ist dann die Strömung nicht
mehr laminar, sondern auf jeden Fall turbulent, bis
zum Erreichen des kritischen Druckverhältnisses, bei
dem die Strömung die Schallgeschwindigkeit erreicht;
bei überkritischem Druckverhältnis ist dann die Menge
konstant. Die Berechnung hierfür ist komplex, und die
folgenden Angaben stellen lediglich eine grobe Abschätzung
dar, die auf der Annahme beruhen, daß die
Gleichung nach Bernoulli gilt.
Dabei muß einerseits das TE-Ventil eine wesentlich
größere Variation bewältigen, um die obengenannten
Minimal- und Maximalmengen einzuhalten, und zwar eine
Variation von 1 : 110; wegen QTEmin/max = 1/20;
Δpmin/max = 30/900.
Andererseits müßte, um zu erreichen, daß der Fehler
durch die Tankentlüftung pro Umdrehung konstant ist,
das Tankentlüftungskennfeld eine größere Variation
aufweisen, was für eine additive Adaption - hier additiv
auf tL - hilfreich ist.
Es gilt dann näherungsweise:
QTE = const · KFTE(Δp)1/2
Δp = pLUFT - pSAUG
30 < Δp < 900 mbar
Δp = pLUFT - pSAUG
30 < Δp < 900 mbar
mit
KFTE ∼ (Δp)-1/2/n Variation 1 : 22
(bei Variation Drehzahl 1 : 4)
KFTE ∼ (Δp)-1/2/n Variation 1 : 22
(bei Variation Drehzahl 1 : 4)
folgt:
QTE = const/n → ΔtL = const
4. Zur Erzielung eines konstanten Vorsteuerwerts (Variante 2.2) erfolgt
die Einleitung der Tankentlüftung ebenfalls im Saugrohr,
also hinter der Drosselklappe, wobei bei der
einfachsten Vorsteuerung, einem Festwert anstelle
des Kennfeldes, Unterdruck und damit die Menge viel
stärker variieren würden, so daß gerade im Leerlauf-
und Anfahrt-Bereich, wo die Tankentlüftung besonders
stört, die Tankentlüftungsmenge am größten wäre, und
bei steigender Last, wo die Tankentlüftung immer weniger
stört, die Spülmenge immer geringer würde, wie
es aus dem seitherigen System bekannt ist. Der Fehler
wäre in einem luftmengenmessenden System von verschiedenen
Größe wie Last (aus Luftmenge) und Drehzahl
abhängig; eine Adaption daher besonders aufwendig,
wobei näherungsweise gilt:
QTE = const · (Δp)1/2
Dabei sind die Varianten 1.1 und 1.2 für Systeme geeignet,
die einen näherungsweise konstanten Druckabfall
vor der Drosselklappe erzeugen (Luftmengenmesser
mit Stauklappe). Systeme mit vor allem im Leerlauf sehr
kleinem Druckabfall (HLM, Alpha/n, P/n) sind nur mit
Variante 2.1 abzudecken. Wenn diese Variante 2.1 der
Vorsteuerung der TE gewählt werden muß (additiv auf
tL), sind entsprechende Maßnahmen einzusetzen. Die Einrechnung
der TE-Adaption erfolgt dann additiv auf
tL, der Adaptionsbereich ist dann durch eine tL-Schwelle
nach oben zu begrenzen.
Alle in der Beschreibung, den nachfolgenden Ansprüchen und
der Zeichnung dargestellten Merkmale können sowohl einzeln
als auch in beliebiger Kombination miteinander erfindungswesentlich
sein.
Claims (23)
1. Vorrichtung zur Entlüftung von Kraftstofftanks bei
Brennkraftmaschinen o. dgl., mit einem sich bildende
Kraftstoffdämpfe aufnehmenden Zwischenspeicher
(Aktivkohle-Filterbehälter) und Mitteln zur gesteuerten
Abgabe des Tankentlüftungsgemischs (TE-Gemisch)
zur Brennkraftmaschine in Abhängigkeit zu ausgewählten
Betriebsbedingungen, dadurch gekennzeichnet, daß
der Durchlaßöffnungsquerschnitt eines zwischen den
Zwischenspeicher (11) und der Brennkraftmaschine (17)
geschalteten elektrisch gesteuerten Tankentlüftungsventils
(13) in Abhängigkeit zu den Betriebsbedingungen
kontinuierlich veränderbar ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß das Tankentlüftungsventil (13) als Magnetventil
(Hubmagnet) durch eine getaktete, in ihrem Tastverhältnis
von einer Steuerschaltung (14) zur Veränderung
des Durchlaßöffnungsquerschnitts veränderlichen
Ansteuerimpulsfolge angesteuert ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,
daß die Einstellung des Tastverhältnisses
(TVTE) der Ansteuerimpulsfolge für das Tankentlüftungsventil
(13) mindestens teilweise über ein Vorsteuer-
Kennfeld über Last (tL) und Drehzahl (n) zwischen
vorgegebenen Werten (0%-100%; TVTEmin1,
TVTEmin2, TVTEmax) erfolgt.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet,
daß das Vorsteuerkennfeld (KFTE) mindestens 4×4 Stützstellen
mit der Möglichkeit der Interpolation umfaßt
und so ausgelegt ist, daß die prozentuale Anfettung
des Verbrennungsgemisches bei gegebenem TE-Gemisch
durchlaufend gleich groß ist.
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch
gekennzeichnet, daß mindestens ergänzend eine
Lambda-regelungsabhängige Steuerung des Durchlaßöffnungsquerschnitts
bzw. des Tastverhältnisses der Ansteuerimpulsfolge
des Tankentlüftungsventils (13)
vorgesehen ist.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet,
daß die Lambda-regelungsabhängige Steuerung des Tastverhältnisses
(TVTE) längs einer Mittelwert-Kennlinie
des Lambda-Regelungsfaktors (R) erfolgt, derart,
daß eine steigende Anfettung des TE-Gemisches über
den Mittelwert des Lambda-Regelfaktors (R) erkannt
und die Tankentlüftung durch entsprechende Reduzierung
des Tastverhältnisses entsprechend geschlossen
wird.
7. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche
1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß alternativ zur
kennlinienabhängigen Steuerung über den Mittelwert
des Lambda-Korrekturfaktors nach Anspruch 6 eine
Grenzwertregelung des Tastverhältnisses (TVTE) der
Ansteuerimpulsfolge vorgenommen wird, wobei bei Überschreiten
eines vorgegebenen Grenzwertes (RGW)
durch den Mittelwert des Lambda-Regelfaktors (R)
das Tastverhältnis im Sinne einer Reduzierung des
Öffnungsquerschnittes und bei Überschreiten im Sinne
einer Erhöhung des Öffnungsquerschnittes verändert
wird.
8. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche
1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Tankentlüftung
adaptiv unter Berücksichtung des Lambda-Regelfaktors
(FR) oder zusätzlich der Last (tL), Drehzahl (n) durch Beeinflussung
des berechneten Wertes der der Brennkraftmaschine zuzuführenden
Kraftstoffmenge vorgenommen wird.
9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet,
daß die Adaption multiplikativ oder additiv pro Zeit (auf Luftmenge
QL) erfolgt oder additiv auf Einspritzmenge/Hub (auf
Lastsignal tL).
10. Vorrichtung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet,
daß bei Ausnutzung längerfristiger Abweichungen
(Mittelwertbildung) des Lambda-Reglerausgangs
als Maß für eine Korrektur einer adaptiven, errechneten
Kraftstoffzufuhr-Vorsteuermenge der Reglerausgang
zwischen dem Grundadaptionsblock (32) für die
Korrekturbeeinflussung der errechneten Kraftstoffmenge
und dem Tankentlüftungs-Adaptionsblock (35)
für einen Adaptionswert (ATE) der Tankentlüftung
mindestens bei bestimmten Werten von Luftmengendurchsatz
und Drehzahl umschaltbar ist derart, daß
die Grundadaption durch die Tankentlüftung unbeeinflußt
bleibt.
11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch
gekennzeichnet, daß ein Tastverhältniswerte
für die Ansteuerimpulsfolge des Tankentlüftungsventils
gespeichert enthaltender Kennfeld-Vorsteuerblock
(16) vorgesehen ist, der in Abhängigkeit zu Last
(tL) und Drehzahl (n) vorgegebene Werte des Tastverhältnisses
ausgibt und einer Eingriffsstelle (Multiplizierstufe
15) zuführt.
12. Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet,
daß der Eingriffsstelle (Multiplizierstufe
15) ein weiteres Ausgangssignal eines Kennlinienblocks
(24) zugeführt ist, der in Abhängigkeit zum
Verlauf des Mittelwerts (R) des Lambda-Regelfaktors
vorgegebene Werte des Tastverhältnisses erstellt zur
alleinigen Auswertung oder in Kombination mit den
Angaben des Vorsteuerkennfeldes.
13. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet,
daß eine Vergleichsstelle (25) vorgesehen ist, der
ein Grenzwert (RGW) des Mittelwerts des Lambda-
Regelfaktors und dieser zugeführt ist, mit einem
nachgeschalteten Komparator (26) zur Vorzeichenbestimmung
und einem Integrator (27), der in kontinuierlicher
Verstellung mit vorgegebener Konstante ein
sich änderndes Tastverhältnis für die Ansteuerimpulsfolge
erzeugt und der Eingriffsstelle (Multiplizierstufe
15) zuführt, alternativ zur kennlinienabhängigen
Verstellung und gegebenenfalls ergänzend
zur Auswertung des Vorsteuerkennfeldes.
14. Vorrichtung nach Anspruch 8, 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet,
daß eine Ablaufsteuerungsschaltung (34)
für die adaptive Vorsteuerung bei Tankentlüftung sowie
ein von dieser angesteuerter Tankentlüftungs-
Adaptionsblock (35) vorgesehen ist, der unter Auswertung
eines vorzugsweise gemittelten Werts des
Lambda-Regelfaktors (R) einen Vorsteueradaptionswert
(ATE) erstellt und dem Berechnungsablauf für die
der Brennkraftmaschine zuzuführende Kraftstoffmenge
(Einspritzsignal) vermittelt derart, daß unabhängig
von Last und Drehzahl eine konstante Kraftstoff-
bzw. Luftmenge pro Zeit kompensiert wird.
15. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet,
daß ein bei vorgegebenen Maximal- und Minimalwerten
(ATEmax, ATEmin) des adaptiven Vorsteuerkorrekturwertes
bei Tankentlüftung (ATE) ansprechender und
die Ablaufsteuerung (34) im Sinne einer entsprechend
gerichteten Veränderung des Tastverhältnisses (TVTE)
ansteuert.
16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 13, 14 oder 15,
dadurch gekennzeichnet, daß bei aktiver Lambda-Regelung
das Tastverhältnis (TVTE) der Ansteuerimpulsfolge
für das Tankentlüftungsventil (13) rampenförmig
mit vorgegebener erster Änderungsbegrenzung
von einem Minimalwert (TVTEmin1) ausgehend erhöht
wird, bis zum Erreichen eines negativen maximalen
Schwellwerts (ATEmin-Mageranschlag) des Adaptionswerts
(ATE) mit sich hieraus ergebender Reduzierung
des Tastverhältnisses der Ansteuerimpulsfolge bis
zur Unterschreitung des Schwellwerts und sich daran
anschließender allmählicher Erhöhung zur Bildung
einer Dauerschwingung um den negativen minimalen
Schwellwert (ATEmin) - Grenzwertregelung.
17. Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet,
daß bei durchlaufendem Anstieg des Adaptionswerts
(ATE) vom negativen Anschlag in positiver
Richtung das Tastverhältnis (TVTE) der Ansteuerimpulsfolge
auf einem vorgegebenen, vorzugsweise aus
dem Vorsteuerkennfeld (16) stammenden Wert konstant
gehalten und bei Erreichen eines positiven maximalen
Anschlagwerts (ATEmax) eine Änderung des Tastverhältnisses,
vorzugsweise mit zweiter steilerer Änderungsbegrenzung,
eingeleitet wird, mit gleichzeitiger
Freigabe der Grundadaption im Lambda-Regelkreis
der Kraftstoffmengenberechnung (Einspritzsignalberechnung).
18. Vorrichtung nach Anspruch 17 oder 16, dadurch gekennzeichnet,
daß nach Freigabe der Grundadaption
(Adaption ohne Tankentlüftung) für eine fest vorgegebene,
programmierbare Zeit eine erneute Überprüfung
des Tankentlüftungsgemisches durch Aufregelung des
Tastverhältnisses erfolgt.
19. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 14 bis 18, dadurch
gekennzeichnet, daß die Tankentlüftungs-
Vorsteuerungsadaption auf einen vorgegebenen, unterhalb
einer bestimmten Luftmengendurchsatzgrenze und
unterhalb einer bestimmten Drehzahlgrenze wirksamen
Last-Drehzahlbereich beschränkt ist und oberhalb
dieses Bereichs bei Unterbrechnung der Tankentlüftungs-
Vorsteuerungsadaption und Freigabe der Grundadaption
für die Kraftstoffmengenberechnung (Einspritzsignalberechnung)
die Bestimmung des Tastverhältnisses für
die Freigabe des Tankentlüftungsgemisches über das
gespeicherte Kennfeld in Abhängigkeit zur Drehzahl
und Last erfolgt.
20. Vorrichtung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet,
daß beim Übergang aus dem Bereich der Tankentlüftungs-
Vorsteuerungsadaption in den gesteuerten Kennfeldbereich
der Tankentlüftungsgemischzugabe eine Zwischenspeicherung
des letzten Adaptionswertes (ATE)
erfolgt, mit welchem die adaptierte Tankentlüftungsvorsteuerung
nach Rückkehr in den Adaptionsbereich
einsetzt.
21. Vorrichtung nach Anspruch 16 bis 18, dadurch gekennzeichnet,
daß die TE-Menge proportional zur Luftmenge
gebildet wird, und die Adaption multiplikativ wirkt.
22. Vorrichtung nach Anspruch 16 bis 18, dadurch gekennzeichnet,
daß die TE-Menge unabhängig von der Drehzahl
additiv pro Hub gebildet wird und die Adaption additiv
auf TL wirkt.
23. Vorrichtung nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet,
daß der Bereich der Adaption nach oben durch eine TL-
Schwelle begrenzt wird.
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