DE4100659C1 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum vorübergehenden Speichern und dosierten Einspeisen von im Freiraum einer Tankanlage befindlichen, flüchtigen Kraftstoffbestandteilen in das Ansaugrohr einer Brennkraftmaschine, bei der eine Leitung zwischen dem Freiraum und dem Ansaugrohr vorgesehen ist, wobei die Leitung ein Absorptionselement enthält und durch ein dem Absorptionselement nachgeschaltetes, signalbetätigbares Servo­ ventil verschließbar ist, wobei das Servoventil eine Durchläs­ sigkeit aufweist, die durch einen ihm vorgeschalteten Unter­ druckversteller veränderbar und durch das Signal eines Be­ triebsdaten der Verbrennungskraftmaschine erfassenden Diagnoseblocks ansteuerbar ist.

Eine solche Vorrichtung ist aus der DE-OS 39 09 887 bekannt. Darin wird ein Verfahren für die Überprüfung der Ansteuerbar­ keit eines Tankentlüftungsventils beschrieben, über das eine mit Kraftstoffdämpfen beladene Zusatzluftmenge dem Ansaugbe­ reich einer Brennkraftmaschine zuführbar ist. Für die Durch­ führung dieses Verfahrens werden Größen im Bereich des Tank­ entlüftungsventils gemessen, wie z. B. der Druck, der Massen­ durchfluß oder der Volumenstrom flüchtiger Kraftstoffbestand­ teile durch eine Leitung. Es ist vorgesehen, daß in Bewegungs­ richtung der flüchtigen Kraftstoffbestandteile sowohl vor als auch hinter dem Tankentlüftungsventil ein Sensor angeordnet ist, der jeweils signalleitend mit einem Diagnoseblock verbunden ist. Die in den Mikroprozessor eingehenden Daten werden vorzugsweise durch Differenzbildung ausgewertet. Unre­ gelmäßigkeiten die die Steuerbarkeit des Tankentlüftungsventils betreffen, werden bei Überschreitung einer vorgegebenen Tole­ ranz auf einem Anzeigegerät sichtbar gemacht.

Dabei ist allerdings zu beachten, daß die Überwachung der Ansteuerbarkeit des Tankentlüftungsventils nur durch eine, in wirtschaftlicher Hinsicht wenig befriedigende und anfällige Sensorik ermöglicht wird, die neben bereits bestehenden Sy­ stembauelementen zur Anwendung gelangt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung Art derart weiterzuentwickeln, daß keine kostenaufwendige und anfällige Sensorik verwendet, sondern weitestgehend auf vorhandene Signale zurückgegriffen wird bzw. durch einfache Modifikation vorhandener Systembauelemente eine Überwachung durchführbar ist, und somit erhebliche Kosten bei verbesserten Gebrauchseigenschaften eingespart werden können.

Diese Aufgabe wird bei einer gattungsgemäßen Vorrichtung mit den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruchs gelöst.

Es ist vorgesehen, daß die Leitung, die zwischen dem Freiraum der Tankanlage und dem Ansaugrohr angeordnet ist, mit einem dem Absorptionselement vorgeschalteten und Gasströmungen erfassen­ den ersten Sensor und der Unterdruckversteller mit einem seine Betätigung anzeigenden, zweiten Sensor versehen ist, daß der erste und der zweite Sensor signalleitend mit dem Diagnoseblock verbunden sind und daß die beiden Signale der Sensoren in dem Diagnoseblock mit dem das Servoventil ansteuernden Signal verglichen und zur Fehlerdiagnose verwendet werden.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung ermöglicht die Überwachung des dosierten Einspeisens flüchtiger Kraftstoffbestandteile in das Ansaugrohr einer Brennkraftmaschine. Die Grundbestandteile der Vorrichtung sind aus der DE-PS 38 02 664 bekannt und werden bei der vorliegenden Erfindung im wesentlichen durch folgende Bestandteile ergänzt. In einem Diagnoseblock, der signalleitend sowohl mit der Vorrichtung als auch mit der Brennkraftmaschine verbunden ist, laufen die Daten, die zur Ermittlung des Soll-Wertes der flüchtigen Bestandteile durch die Leitung in die Brennkraftmaschine benötigt werden, zusammen. Dies sind insbesondere Daten, die den Lastzustand der Brennkraftmaschine beschreiben, wie beispielsweise die Stellung der Drosselklappe oder einer vergleichbaren Einrichtung und die Drehzahl der Brennkraftmaschine. Die Ist-Werte, die ebenfalls dem Diagnoseblock zugeführt werden, stammen von einem Unterdruckversteller der mit einem integrierten Schaltelement versehen ist, das seine Öffnungsposition beschreibt. Das zweite Eingangssignal, das den Ist-Wert beschreibt, besteht aus einer Ventileinheit mit integriertem elektrischen Kontakt, das vorzugsweise als Tankentlüftungsventil ausgebildet ist. Durch den Unterdruckversteller mit Schaltelement wird das Druckniveau in der Zuleitung zur Brennkraftmaschine zwischen dem Absorptionselement und dem Saugrohranschluß der Brennkraftmaschine ermittelt.

Die Bauteile der vorliegenden Erfindung und Ihre Funktionsweise werden nachfolgend anhand des in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels weiter erläutert.

Eine Vorrichtung zum dosierten Einspeisen flüchtiger Kraft­ stoffbestandteile in das Ansaugrohr einer Brennkraftmaschine funktioniert beispielsweise wie in der DE-OS 39 09 887 und in der DE-PS 38 02 664 beschrieben. Der Diagnoseblock 14, dem Daten der Brennkraftmaschine 2 übermittelt werden, ist signalleitend mit einem Unterdruckversteller 12, der dem Servoventil 8 vorgeschaltet ist, verbunden. Der Unterdruckversteller 12 ist mit einem Sensor 13 versehen, und als Schaltelement ausge­ bildet. Außerdem ist zwischen dem Freiraum 11 der Tankanlage 10 ein Tankentlüftungsventil 21 angeordnet, in das ebenfalls ein elektrischer Kontakt zum Steuern der Durchflußmenge flüchtiger Kraftstoffbestandteile durch die Leitung 3 integriert ist. Durch das Schaltelement des Unterdruckverstellers 12 wird das Druckniveau zwischen dem Absorptionselement 9 und dem Ansaug­ rohr 1 der Brennkraftmaschine 2 ermittelt.

Zur Funktion der Vorrichtung wird folgendes ausgeführt: Die Brennkraftmaschine 2 wird in einem bestimmten Lastzustand betrieben, beispielsweise im Vollastzustand, im Teillastzustand oder dem Leerlaufzustand. Der Lastzustand wird durch ein Signal 18 an den Diagnoseblock 14 übermittelt. Der Lastzustand kann beispielsweise durch die Drehzahl oder die Stellung der Drosselklappen ermittelt werden. Außerdem ist der Diagnoseblock 14 mit einer Steuereinheit 6 verbunden, zur korrekten Betätigung des Servoventils 8. Die Steuereinheit 6 übermittelt an den Diagnoseblock 14 Informationen darüber, ob und in welcher Weise das Servoventil 8 angesteuert ist. Sowohl der Lastzustand der Brennkraftmaschine 2 als auch die Stellung des Servoventils 8 die durch die beiden Signale 17 und 18 beschrieben werden, zeigen den Sollzustand an. Dieser wird verglichen mit dem Ist-Zustand, der über das Signal 15 des ersten Sensors 4 im Tankentlüftungsventil 21 und 16 des Unterdruckverstellers 12 in den Diagnoseblock 14 eingegeben wird. Des weiteren wird das vorhandene Signal 7 der Lambda-Sonde 5 als Ist-Wert zum Logikvergleich herangezogen. Wird dabei ein willkürlich festgelegter Schwellwert, der die Toleranz zwischen Ist- und Sollwert beschreibt, überschritten, erfolgt eine Fehleranzeige durch das Ausgangssignal 20 auf einem Instrument 19, das signalleitend mit dem Diagnoseblock 14 verbunden ist.

Um bei der hier beschriebenen Anordnung eine sichere Überwa­ chung des Unterdruckverstellers 12 zu gewährleisten, wird die Verwendung einer bekannten elektronischen Schaltung vorge­ schlagen, die durch Auswertung des Signales 16 ein Gut- oder Schlechtsignal erzeugen kann. Als Eingangsgrößen, die hierbei zur Auswertung gelangen können, wären Strom, Spannung oder Induktivität möglich. Zur Überwachung der Vorrichtung im Bereich zwischen der Tankanlage 10 und dem Absorptionselement 9, das beispielsweise aus Aktivkohle besteht, wird ein im geschlossenen Entlüftungssystem der Tankanlage 10 üblicherweise verwendetes Tankentlüftungsventil 21 dahingehend modifiziert, daß sich das davon ausgehende Signal 15 vorzugsweise als Öffnung- bzw. Schließsignal ergibt. Erfolgt eine Öffnung des Tankentlüftungsventils 21, so werden Kraftstoffdämpfe in das Absorptionselement 9 entlüftet und bei ordnungsgemäßer Funktion des Gesamtsystems in das Ansaugrohr 1 der Brennkraft­ maschine 2 eingespeist.

Durch das aufgezeigte System lassen sich mit Hilfe von lo­ gischen Verknüpfungen durch den Diagnoseblock 14 in der Überwachungselektronik mit den vorliegenden Eingangssignalen 15, 16, 17 und 18 und 27 sicher und reproduzierbar sowohl mögliche Unregelmäßigkeiten/Defekte an der Vorrichtung zum dosierten Einspeisen von flüchtigen Kraftstoffbestandteilen feststellen, als auch Fehler im übrigen System. Mit dieser Anordnung wird der Bereich von der Tankanlage 10 bis zum Ansaugrohr 1 erfaßt und überwacht. Dabei können beispielsweise Fehler und Defekte am Servoventil 8, Fehlfunktionen im druckbeaufschlagten Unterdruckversteller 12, fehlerhafte Ansteuerung des Servoventils 8, beispielsweise durch abgefallene Kontakte, Leitungsverschlüsse in der Leitung 3 vor und hinter dem Servoventil 8, fehlerhafte Leitungsverbindungen, beispielsweise durch Vertauschen der Anschlüsse sowie Leitungsunterbrechungen festgestellt werden.

Ein wesentlicher Vorzug der Erfindung liegt darin, daß keine kostenaufwendige und anfällige Sensorik verwendet wird, sondern weitestgehend auf vorhandene Signale zurückgegriffen wird bzw. durch einfache Modifikation vorhandener Systembauelemente eine Überwachung durchgeführt werden kann. Durch Bauelemente die bereits verwendet werden und ihre Serientauglichkeit bereits unter Beweis gestellt haben, wird die Funktionssicherheit einer solchen Anlage wesentlich erhöht, so daß sich die Integrations­ zeiten sowie der Modifizierungsaufwand für den Anwender des Systems als äußerst gering bezeichnen lassen.

In Fig. 2 ist der Unterdruckversteller 12, der dem Servoventil 8 vorgeschaltet ist, dargestellt, der im wesentlichen aus einer elektrisch leitfähigen Membran 12.1 besteht, die über Kontakte 12.2, 12.3 Informationen über die Stellung der Nadel des Unterdruckverstellventils 22 an den Diagnoseblock 14 weiter­ gibt.

Eine bessere Signalauflösung ergibt sich allerdings bei Verwen­ dung des in Fig. 3 dargestellten Unterdruckverstellers 12, der dem Servoventils 8 vorgeschaltet und bei dem ein Hallelement 12.4 zur Anwendung gelangt, wobei die Nadel des Unterdruckver­ stellventils 22 die Aufnahme für den erforderlichen Permanent­ magneten 23 bildet.

Fig. 4 zeigt ein Tankentlüftungsventil 21, wie es für die erfindungsgemäße Vorrichtung vorgesehen ist in halbgeschnit­ tener Darstellung. Danach wird ein Ventilteller 21.1 durch eine Feder 26 auf einen Ventilsitz 21.2 gedrückt, an dem eine Elastomerdichtscheibe mit elektrischem Kontakt festgelegt ist. Das Tankentlüftungsventil 21 hat einen elek­ trischen Kontaktausgang 21.3 ebenso wie der Unterdruckverstel­ ler 12 aus den Fig. 2 und 3 und ist, wie in Fig. 1 dargestellt, signalleitend über die Leitung für das Signal 15 mit dem Diagnoseblock 14 verbunden. Der Diagnoseblock 14 erhält so Informationen über den Betriebszustand des Tankentlüftungsven­ tils 21. Mit der Ziffer 24 ist der Anschluß in Richtung des Absorptionselementes 9 gemäß Fig. 1 gekennzeichnet, mit der Ziffer 25 die Zuleitung vom Freiraum 11 der Tankanlage 10. Außerdem ist im Tankentlüftungsventil 21 ein Unterdrucksicher­ heitsventil in Form einer Pilzmembran vorgesehen, das bei kritischem Unterdruck den Durchfluß durch das Tankentlüftungsventil 21 freigibt.

Claims (1)

1. Vorrichtung zum vorübergehenden Speichern und dosierten Einspeisen von im Freiraum einer Tankanlage befind­ lichen, flüchtigen Kraftstoffbestandteilen in das Ansaugrohr einer Brennkraftmaschine, bei der eine Leitung zwischen dem Freiraum und dem Ansaugrohr vorgesehen ist, wobei die Leitung ein Absorptions­ element enthält und durch ein dem Absorptionselement nachgeschaltetes, signalbetätigbares Servoventil verschließbar ist, wobei das Servoventil eine Durchläs­ sigkeit aufweist, die durch einen ihm vorgeschalteten Unterdruckversteller veränderbar und durch das Signal eines Betriebsdaten der Verbrennungskraftmaschine erfassenden Diagnoseblocks ansteuerbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitung (3) mit einem dem Absorptionselemente (9) vorgeschalteten und Gasströ­ mungen erfassenden ersten Sensor (4) und der Unter­ druckversteller (12) mit einem seine Betätigung anzeigenden zweiten Sensor (13) versehen ist, daß der erste (4) und der zweite Sensor (13) signalleitend mit dem Diagnoseblock (14) verbunden sind und daß die beiden Signale (15, 16) der Sensoren (4, 13) in dem Diagnoseblock (14) mit dem das Servoventil (8) ansteuernden Signal (17) verglichen und zur Fehlerdiagnose verwendet werden.