DE4401887A1

DE4401887A1 - Verfahren zur Diagnose von Komponenten eines Tankentlüftungssystems

Info

Publication number: DE4401887A1
Application number: DE19944401887
Authority: DE
Inventors: Manfred Dr Ing Wier; Hartmut Dipl Ing Pfleger; Axel Dipl Ing Daase; Holger Dipl Ing Frenzel
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Continental Automotive GmbH
Priority date: 1993-01-29
Filing date: 1994-01-24
Publication date: 1994-08-11
Anticipated expiration: 2014-01-25
Also published as: DE4401887C2

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Dia gnose von Komponenten eines Tankentlüftungssystems bei ei ner Brennkraftmaschine nach dem Oberbegriff des Patentan spruchs 1.

Bei bekannten Tankentlüftungssystemen werden die im Kraft stofftank entstehenden Kraftstoffdämpfe in einem Aktivkoh lefilter gespeichert und in zeitlichen Abständen nach dem Öffnen eines Entlüftungsventils dem Brennraum der Brenn kraftmaschine zugeführt. Bei Auftreten von Fehlern in ei nem derartigen System kann es vorkommen, daß das Tankent lüftungssystem nicht ordnungsgemäß arbeitet. Als Folge da von können dann Kraftstoffdämpfe in die Umwelt gelangen.

Durch die EP-A 0 411 173 ist eine Anordnung zur Fehlerer kennung bei einem Tankentlüftungssystem bekannt, bei dem zum Erkennen von Fehlern Mittel vorgesehen sind, die die ankommenden Signale von der Lambdasonde und einem Strö mungsmesser mit den ausgehenden Steuersignalen für das Tankentlüftungsventil auf unplausiblen Verlauf untersu chen. Bei erkanntem Fehler wird ein Fehlersignal gespei chert.

Es ist Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zur Diagnose eines Tankentlüftungssystems anzugeben, bei dem Fehler im Tankentlüftungssystem bei verschiedenen Betriebszuständen der Brennkraftmaschine sicher erkannt werden.

Diese Aufgabe wird durch die im Patentanspruch 1 genannten Merkmale gelöst. Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.

Gegenüber der genannten EP-A 0 411 173 sind zur Durchfüh rung des Verfahrens nur Komponenten notwendig, die für ei ne Tankentlüftung unbedingt erforderlich sind. Demzufolge ist eine Anordnung eines Strömungssensors zur Bestimmung der aus dem Aktivkohlefilter stammenden Luftströmung nicht erforderlich, wodurch die Betriebssicherheit erhöht wird und die Kosten gesenkt werden.

Mit den Schritten (a) ist das Diagnoseverfahren beendet, d. h. das Tankentlüftungssystem ist in Ordnung ist, wenn λ ≠ 1 ist. Das Tankentlüftungsventil wird insbesondere lang sam geöffnet, so daß die Lambdaregelung der Brennkraftma schine den zusätzlichen Kohlenwasserstoffanteil aus dem Aktivkohlefilter ausgleichen kann.

Wird bei den Schritten (a) nicht erkannt, daß das Tankent lüftungsventil in Ordnung ist, z. B. bei einem Wert λ = 1, wo der Lambdaregler nicht korrigieren muß, so wird die Diagnose des Tankentlüftungssystems anschließend in den Schritten (b) durchgeführt. Hier sollte die Drehzahl der Brennkraftmaschine zweckmäßigerweise im Leerlaufbereich liegen, da sie hier nicht allzu großen Schwankungen unter worfen ist, die die Messung stören könnten. Dies kann beim Auskuppeln des Fahrzeugs oder bei einer Geschwindigkeit von Null vorliegen.

Um Diagnosefehler auszuschließen, wird die Messung in be stimmten zeitlichen Abständen zweckmäßigerweise mehrmals durchgeführt, so daß Änderungen der Drehzahl aufgrund von Einflüssen anderer Verbraucher ausgeschaltet werden kön nen.

Im normalen Fahrbetrieb werden die Schritte (a) und (b) ausreichen. Die Schritte (c) sind jedoch dann erforder lich, wenn durch die Schritte (b) keine Drehzahländerung auftritt. Die Ursache dafür kann darin liegen, daß die Verbindungsleitung im Tankentlüftungssystem unterbrochen oder geknickt ist oder das Aktivkohlefilter neu oder ver stopft ist, so daß in den Ansaugtrakt der Brennkraftma schine zusätzlich reine Luft oder keine Luft gelangt.

Die Gefahr, daß bei den Schritten (c) die Brennkraftma schine aufgrund eines zu fetten Gemisches bei ordnungsge mäß funktionierendem Tankentlüftungssystem abstirbt, wird im Extremfall durch Schließen des Tankentlüftungsventils ausgeschlossen.

Im folgenden sei die Erfindung anhand von zwei Figuren nä her erläutert.

Es zeigt

Fig. 1 ein Flußdiagramm zur Erklärung der einzelnen Ver fahrensschritte nach der Erfindung, und

Fig. 2 eine Blockdarstellung eines Tankentlüftungssystems.

Die in Fig. 2 gezeigte Blockdarstellung zeigt schematisch einen Kraftstofftank 1, der über eine Verbindungsleitung 2 mit einem Aktivkohlefilter 3 verbunden ist. Ein Tankent lüftungsventil 4 ist über eine weitere Verbindungsleitung 5 mit dem Aktivkohlefilter 3 und über eine Verbindungslei tung 6 mit dem Ansaugtrakt einer Brennkraftmaschine 8 ver bunden. Im Ansaugtrakt 7 ist ein Luftmassenmesser 9 zur Messung der angesaugten Luftmasse sowie ein Leerlauffül lungssteller 10 vorgesehen. Im Abgastrakt 11 ist in be kannter Weise eine Lambdasonde 12 angeordnet. Das Tankent lüftungsventil 4, der Leerlauffüllungssteller 10, der Luftmassenmesser 9 und die Lambdasonde (12) sind elek trisch mit einem Steuergerät 13 verbunden. Eingangsgrößen für das Steuergerät sind u. a. die Fahrzeuggeschwindigkeit V, die Motordrehzahl N und der Drosselklappenwinkel DK. Die einzelnen Komponenten und deren Wirkungsweise sind beispielsweise durch die EP-A 0 411 173 bekannt, so daß auf eine nähere Beschreibung verzichtet wird.

Das Verfahren zur Diagnose des Tankentlüftungssystems wird nun anhand des Flußdiagramms von Fig. 1 beschrieben.

Nach dem Start des Motors bei Schritt S1 befindet sich die Brennkraftmaschine 8 in einem stationären Betrieb mit Lambda regelung. Über das Steuergerät (13) wird der Befehl ausgegeben, daß sich das Tankentlüftungsventil (TEV) 4 langsam öffnen soll (S3). Über das Aktivkohlefilter (AKF) 3 gelangt nun zusätzlich Kohlenwasserstoff in den Ansaug trakt 7 der Brennkraftmaschine 8, so daß die Ansaugluft einem fetten Gemisch entspricht, das durch den Lambdareg ler abgemagert werden muß (λ = 1 - Regelung). Wenn der Lambdaregler (nicht gezeigt) reagiert, d. h. das Gemisch abmagert, wird nach Überschreiten einer bestimmten Grenze (S5) bestimmt, daß das Tankentlüftungsventil 4 in Ordnung ist.

Bleibt nun eine Reaktion des Lambdareglers aus, z. B. dann, wenn das angesaugte Gemisch genau λ = 1 ist, so schreitet das Verfahren zum Schritt S6 fort. Dabei soll sich die Drehzahl der Brennkraftmaschine in einem bestimmten, eng begrenzten Bereich (S7) befinden, wie dies beispielsweise der Leerlaufbereich ist, der sich beispielsweise durch Aus kuppeln oder Stillstand des Wagens bei laufender Brenn kraftmaschine einstellt. In diesem Zustand wird das Tankentlüftungsventil so angesteuert, daß es kurzzeitig weit öffnet (S8). Als Folge davon sollte die Drehzahl der Brennkraftmaschine wegen der Zufuhr von zusätzlichem Ge misch vom Aktivkohlefilter kurzzeitig ansteigen. Geschieht dies, so wird darauf erkannt, daß das Tankentlüftungsven til mit großer Wahrscheinlichkeit in Ordnung ist. Diese Prozedur wird jedoch mehrmals nacheinander in bestimmten zeitlichen Abständen (S7-S11) durchgeführt, um so andere Ursachen einer Drehzahländerung, wie Lastaufschalten ande rer Verbraucher, auszuschließen.

Wenn jedoch darauf erkannt wird, daß trotz Öffnen des Tankentlüftungsventils kein Drehzahlanstieg eintritt, wird zu den Schritten S13-S19 übergegangen. Der Grund für ei nen ausbleibenden Drehzahlanstieg kann in einem defekten Tankentlüftungsventil liegen. Es kann aber auch sein, daß die Verbindungsleitung zwischen dem Tankentlüftungsventil und dem Aktivkohlefilter unterbrochen ist oder daß das Ak tivkohlefilter aufgrund eines Kundendienstes ausgetauscht und daher neu ist.

Die Brennkraftmaschine muß sich wie bei den Schritten S6-S9 wiederum in einem stationären Betriebszustand wie z. B. im Leerlauf für eine gewisse Zeit befinden (S13). Durch eine Rechenoperation wird nun bei zwei verschiedenen Tankentlüftungsventilstellungen jeweils der Quotient aus gemessener Luftmasse zu einer in einem Kennfeld des Steu ergeräts 13 abgespeicherten Luftmasse, die u. a. von der Drehzahl und dem Drosselklappenwinkel DK abhängt, gebil det. Im speziellen Fall wird der Quotient Q1 (S14) bei der momentanen Stellung des Tankentlüftungsventils 4 und der Quotient Q2 bei einem weit geöffneten Tankentlüftungsven til 4 ermittelt (S15). Unterscheiden sich die beiden Quo tienten Q1, Q2 bzw. überschreitet der Betrag einen vorbe stimmten Grenzwert, so ist das Tankentlüftungsventil 4 bzw. die Verbindungsleitung 6 in Ordnung. Wenn dieses Er gebnis nicht eintritt, so können eine oder mehrere Kompo nenten wie das Tankentlüftungsventil, das Aktivkohlefilter oder die Verbindungsleitungen 5 und 6 des Tankentlüftungs systems defekt sein.

Die Ermittlung der Quotienten Q1, Q2 benötigt eine gewisse Zeit. Wenn man nun annimmt, daß alle Komponenten des Tankentlüftungssystems in Ordnung sind, so kann es vorkom men, daß dem Ansaugtrakt der Brennkraftmaschine plötzlich sehr viel Kohlenwasserstoff zugeführt wird, was ein zu fettes Gemisch zur Folge hätte, was im Leerlauf zu einem Stillstand der Brennkraftmaschine führen kann. Um dies auszuschließen, wird während des langsamen Öffnens des Tankentlüftungsventils bei der Ermittlung des Quotienten Q2 (Tankentlüftungsventil weit offen) der Lambdaregler durch das Steuergerät beobachtet (S14a). Dieses steuert das Tankentlüftungsventil bei einem zu fetten Gemisch der art an, daß das Tankentlüftungsventil in eine Schließrich tung bewegt wird, so daß ein Stillstand der Brennkraftma schine ausgeschlossen wird.

Claims

1. Verfahren zur Diagnose von Komponenten eines Tankent lüftungssystems bei einer Brennkraftmaschine mit einem Tankentlüftungsventil (4), einem Kraftstofftank (1), einem Aktivkohlefilter (3), einem Steuergerät (13), einer Lambda sonde (12) mit Lambdaregelung, einem Luftmassenmesser (9) und einem Leerlauffüllungssteller (10),

- wobei die Lambdasonde (12) ein Steuersignal an die Lamb daregelung im Steuergerät (13) abgibt,
- wobei das Tankentlüftungsventil (4) durch ein Steuersi gnal vom Steuergerät (13) betätigbar ist,
- wobei das Aktivkohlefilter (3) einerseits mit dem Kraft stofftank (1) über eine Verbindungsleitung (2) und ande rerseits über eine durch das Tankentlüftungsventil (4) sperrbare Verbindungsleitung (5, 6) mit dem Ansaugtrakt (7) einer Brennkraftmaschine (8) verbunden ist, und
- wobei der Leerlauffüllungssteller (10) und der Luftmas senmesser (9) mit dem Steuergerät (13) in Verbindung stehen, dadurch gekennzeichnet, daß das Verfahren folgende Schritte umfaßt:
(a) Öffnen des Tankentlüftungsventils TEV (4) im Teillast bereich der Brennkraftmaschine, wobei das Tankentlüf tungssystem, insbesondere das Tankentlüftungsventil in Ordnung ist, wenn der λ-Regler reagiert (S1-S5);
(b) Ansteuern des Tankentlüftungsventils (4) in eine of fene Stellung (S8) in einem bestimmten Drehzahlbe reich, wenn der λ-Regler bei Schritt (a) nicht rea giert, wobei eine sich daraufhin einstellende Dreh zahländerung der Brennkraftmaschine (Motor) bedeutet, daß das Tankentlüftungssystem in Ordnung ist (S6-S9);
(c) Bildung der Quotienten (Q1, Q2) im Leerlauf der Brenn kraftmaschine aus gemessener Luftmasse zu einer in ei nem im Steuergerät abgelegten Kennfeld abgespeicherten Luftmasse sowohl bei einer Ventilstellung des Tankent lüftungsventils in einer ersten Stellung (S14) als auch bei bei einer Ventilstellung des Tankentlüftungs ventils in einer zweiten Stellung (S15), wenn nach Schritt (b, S6-S9) festgestellt wird, daß sich keine Drehzahländerung ergibt, wobei das Tankentlüftungsven til in Ordnung ist, wenn der Betrag der Differenz zwi schen den beiden Quotienten (Q1, Q2) größer einem vor bestimmten Grenzwert ist S13-S19).

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Tankentlüftungsventil langsam geöffnet wird (S3, S14a).

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auf die Schritte (a, S1-S4) die Schritte (b, S6-S9) folgen, wenn der Wert λ = 1 ist.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schritte (b) bei stehendem Fahrzeug durchgeführt wer den.

5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der bestimmte Drehzahlbereich bei Schritt S7 durch den Leerlaufbereich der Brennkraftmaschine (8) gebildet wird, die für die Zeit der Diagnose eine in etwa konstante Dreh zahl aufweisen soll.

6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei Schritt (b, S8) das Tankentlüftungsventil (4) sehr weit geöffnet wird, so daß das Tankentlüftungsventil (4) in Ordnung ist, wenn die Drehzahl der Brennkraftmaschine (8) kurzfristig ansteigt.

7. Verfahren nach Anspruch 1 und 6, dadurch gekennzeich net, daß die Schritte (b, S7-S9) mehrmals durchgeführt werden und eine Plausibilitätsprüfung über den ordnungsge mäßen Zustand des Tankentlüftungsventils (4) im Rechner des Steuergeräts (13) durchgeführt wird.

8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Messungen der Drehzahl in den Schritten S7-S9 eine vorbestimmte Wartezeit eingehalten wird.

9. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in den Schritten (c, S13-S19) diagnostiziert wird, daß das Tankentlüftungsventil (4) nicht in Ordnung ist, wenn ein Fehler entweder beim Tankentlüftungsventil (4) und/oder ein Fehler in der Zuleitung (5) oder beim Aktiv kohlefilter (3) vorliegt.

10. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Stellung bei Schritt (c, S14) durch eine belie bige Stellung des Tankentlüftungsventils (4) gebildet wird, während die zweite Stellung bei Schritt (c, S15) durch eine weit geöffnete Stellung des Tankentlüftungsven tils (4) gebildet wird.

11. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei allzu fettem Gemisch während Schritt S15 das Tankent lüftungsventil (4) geschlossen wird.