DE60201570T2 - Method for regulating the fuel tank vacuum of a vehicle - Google Patents
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Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bestimmung und zur Regelung des Unterdrucks in einem Kraftstofftank für Automobile, welcher durch die Reinigung/Entleerung des Absorbers für Kraftstoffdämpfe erzeugt wird. Das Kraftfahrzeug ist unter anderem mit einem Motor ausgestattet, der mit Kraftstoff betrieben wird, der in dem Kraftstofftank gelagert ist, mit einem Messstab für den Füllstand des Kraftstoffs, einem Absorber für Kraftstoffdämpfe, mit Leitungen, die notwendig sind, für die Entleerung/Reinigung des Absorbers für Kraftstoffdämpfe, einem elektromechanischen Aktuator, der vorgesehen ist, die Reinigung/Entleerung des Absorbers für Kraftstoffdämpfe zu regeln, und welcher zwischen letzterem und dem Einlasskrümmer des Motors auf einer der erwähnten Leitungen liegt und mit einem elektronischen Rechner, welcher ein Steuersignal des elektromechanischen Aktuators bestimmt und erzeugt.The The present invention relates to a method for the determination and for controlling the negative pressure in a fuel tank for automobiles, which is generated by the cleaning / emptying of the absorber for fuel vapors becomes. The motor vehicle is equipped inter alia with a motor, operated with fuel stored in the fuel tank is with a dipstick for the level fuel, an absorber for fuel vapor, with Lines that are necessary for the emptying / cleaning of the absorber for fuel vapors, a electromechanical actuator, which is provided, the cleaning / emptying the absorber for Fuel vapors to regulate, and which between the latter and the intake manifold of the Motors on one of the mentioned Lines lies and with an electronic calculator, which one Control signal of the electromechanical actuator determines and generates.
Innerhalb des Ziels, die Normen einzuhalten, welche den Ausstoß von Kohlenwasserstoffen durch ein Kraftfahrzeug betreffen, neben der Verbesserung der Dichtigkeit der Kohlenwasserstoffe enthaltenden Mittel, ist es bekannt, dass diejenigen, die mit Verbrennungsmotoren und insbesondere Motoren mit gesteuerter Zündung, "Benzinmotoren" genannt, ausgestattet sind, einen Absorber für Kraftstoffdämpfe zu benutzen. Dies erlaubt, die Kraftstoffdämpfe, die von dem Kraftstofftank ausgehen, der im Folgenden einfach Tank genannt werden wird, zu lagern, um den Ausstoß in die umgebende Luft zu vermeiden, ob das Fahrzeug und/oder sein Motor angehalten sind/ist oder in Betrieb.Within the goal of complying with the standards for the emission of hydrocarbons by a motor vehicle, in addition to improving the tightness hydrocarbons-containing agents, it is known that those with internal combustion engines and in particular engines with controlled ignition, called "gasoline engines" equipped are, an absorber for Fuel vapors to use. This allows the fuel vapors coming from the fuel tank go out, which will be called simply tank in the following, too store to discharge in Avoid the surrounding air, whether the vehicle and / or its engine stopped / is or in operation.
Der Absorber für Kraftstoffdämpfe, im Folgenden einfach Absorber (in Englisch: canister) genannt, erscheint als Behälter, welcher die Kraftstoffdämpfe lagert, mittels Absorptionselementen, die durchlässig sind, z. B. durch Aktivkohle. Er ist im Allgemeinen mit drei Öffnungen ausgestattet: eine zur Verbindung mit dem Tank, eine zum Einsaugen und eine zur Freisetzung.Of the Absorber for Fuel vapors hereinafter simply absorber (in English: canister), appears as a container, which the fuel vapors stores, by means of absorption elements which are permeable, z. B. by activated carbon. He is generally with three openings equipped: one for connection to the tank, one for suction and one for release.
Die Öffnung zur Verbindung des Absorbers ist mit dem Tank mittels einer durchlässigen Leitung verbunden, die Verbindungsleitung genannt wird. Auf Grund seiner Konstruktion, und in Abwesenheit von Lecks, erlaubt der Tank den Kraftstoffdämpfen, allein zu dem Absorber hin zu entweichen. Die Freisetzungsöffnung ist eine Öffnung des Absorbers zur Atmosphäre und so wird der Tank unter atmosphärischen Druck gesetzt, über den Absorber und insbesondere über die Absorptionselemente.The opening to the Connection of the absorber is to the tank by means of a permeable pipe connected, called the connection line. Because of his Construction, and in the absence of leaks, the tank allows the Fuel vapors, to escape alone to the absorber. The release opening is an opening the absorber to the atmosphere and so the tank is put under atmospheric pressure, over the Absorber and in particular about the absorption elements.
Der Absorber verfügt über eine bestimmte Lagerungskapazität. Wenn diese Kapazität erreicht ist, wird gesagt, dass der Absorber gesättigt ist. Um die Sättigung und daher den Ausstoß von Kohlenwasserstoffen in die umgebende Luft über die Freisetzungsöffnung zu vermeiden, ist es notwendig, die Absorptionselemente zu regenerieren. Es ist bekannt, dass die Regenerierung stattfindet, wenn der Motor in Betrieb ist, und dass es angebracht ist, ein System von Leitungen zu benutzen, welches Reinigungs-/Entleerungsleitung genannt wird, welche die Einsaugöffnung des Absorbers mit dem Einlasskrümmer des Motors verbindet. Die Bewegung der Kolben des Motors erzeugt einen Unterdruck in dem Einlasskrümmer, was erlaubt, über den Unterschied zu dem atmosphärischen Druck, einen Luftstrom zwischen der Freisetzungsöffnung und dem Einlasskrümmer herzustellen, welcher die Absorptionselemente überstreicht; die Luft lädt sich mit Kraftstoff auf, der in dem Absorber enthalten ist und das so erhaltene kraftstoffhaltige Gemisch wird durch den Motor angesaugt, um dort verbrannt zu werden.Of the Absorber has one certain storage capacity. If this capacity is reached, it is said that the absorber is saturated. To saturation and therefore the ejection of Hydrocarbons in the surrounding air through the release opening to avoid, it is necessary to regenerate the absorption elements. It is known that the regeneration takes place when the engine is in operation, and that it is appropriate, a system of wires to use what is called cleaning / emptying pipe which the suction opening of the absorber with the intake manifold the engine connects. Movement of pistons of the engine is made a negative pressure in the intake manifold, which allows, over the Difference to the atmospheric Pressure to create an airflow between the release port and the intake manifold, which sweeps over the absorption elements; the air is charging with fuel contained in the absorber and that so obtained fuel-containing mixture is sucked by the engine, to be burned there.
Wenn der Motor angehalten ist, und damit der Absorber so wirksam wie möglich ist, ist es trivial, dass die Öffnungen zur Freisetzung und zur Verbindung beabstandet sind und durch die Absorptionselemente voneinander getrennt sind. Ebenfalls, um den Absorber zu reinigen, ist es notwendig, dass die Öffnungen zum Einsaugen und zur Freisetzung durch die gleichen Absorptionselemente getrennt sind. So sind die Öffnungen zur Verbindung und zum Einsaugen daher nah beieinanderliegend; sie können in der gleichen Zone des Absorbers oberhalb der Absorptionselemente platziert sein; oder eine (beide) Öffnungen(en) kann/können leicht in die Absorptionselemente eindringen, während die Trennung zwischen den Öffnungen zur Verbindung und zum Einsaugen im Verhältnis zu der Trennung dieser Öffnungen von derjenigen der Freisetzung schwach bleibt.If the engine is stopped, and thus the absorber as effective as possible is, it is trivial that the openings are spaced for release and for connection and by the Absorption elements are separated from each other. Also, to the To clean absorber, it is necessary that the openings for absorption and release by the same absorption elements are separated. Such are the openings therefore, close to each other for connection and suction; she can in the same zone of the absorber above the absorption elements be placed; or one (both) openings can easily penetrate into the absorption elements, while the separation between the openings for connection and suction in relation to the separation of these openings remains weak from that of the release.
Es ist bekannt, dass das Ausdünsten von Kraftstoffdämpfen aus dem Tank abhängig von der Temperatur im Inneren desselben und seinem Füllstand ist. Ferner emittiert ein schwach mit Kraftstoff gefüllter Tank gewöhnlich mehr Dämpfe als ein stark gefüllter. Es können die folgenden Gründe aufgeführt werden, welche die Verdampfung von Kraftstoff begünstigen, die Kontaktoberfläche zwischen dem flüssigen Kraftstoff und dem darüber liegenden Gas ist im Allgemeinen der wichtigste, für eine Füllung des Tanks in der Ordnung von 40% des Gesamtvolumens, die thermischen Effekte (Erwärmung des Kraftstoffs auf Grund z. B., der Rückkehr von überschüssigem Kraftstoff, der von der Einspritzleitung ausgeht und welcher heiß ist oder auch auf Grund der thermischen Ausstrahlung der Abgasleitung des Motors), deren Übergangsphasen (Anstieg der Temperatur des Kraftstoffs) viel schneller sind, wenn die geladene Kraftstoffmenge reduziert ist, die Bewegungen des flüssigen Kraftstoffs in dem Tank, verursacht unter anderem bei Beschleunigungen und Verlangsamungen des Kraftfahrzeugs, welche viel erheblicher sind, wenn der Tank nur teilweise gefüllt ist.It is known that the evaporation of fuel vapors from the tank is dependent on the temperature inside it and its level. Further, a low fuel tank typically emits more fumes than a heavily filled one. The following reasons favoring the vaporization of fuel may be mentioned, the contact surface between the liquid fuel and the overlying gas is generally the most important, for a filling of the tank in the order of 40% of the total volume, the thermal effects ( Heating of the fuel due to, for example, the return of excess fuel, which emanates from the injection line and which is hot or because of the thermal radiation of the exhaust pipe of the engine), their transition phases (increase in temperature the fuel) are much faster when the amount of fuel charged is reduced, the movements of the liquid fuel in the tank caused, inter alia, accelerations and decelerations of the motor vehicle, which are much more significant when the tank is only partially filled.
Das kraftstoffhaltige Gemisch, welches durch die Reinigung/Entleerung des Absorbers herangebracht wird, darf nicht in den Zylindern des Motors Unterschiede im Mischungsverhältnis bewirken, die schädlich für die Einhaltung der Normen über die Emission von Schadstoffen durch den Motor sind. So ist es bekannt, dass dieser Beitrag durch eine Vorrichtung kontrolliert und begrenzt werden muss, welche einen elektromechanischen Aktuator umfasst, z. B. ein Elektroventil, welches durch den elektronischen Rechner gesteuert wird und welcher in der Reinigungs-/Entleerungsleitung integriert ist, programmierte Steuermittel in dem elek tronischen Rechner, welche unter anderem das Signal zur Steuerung des elektromechanischen Aktuators bestimmen und erzeugen, der im Folgenden einfach Aktuator genannt wird.The fuel-containing mixture, which by the cleaning / emptying the absorber is not allowed in the cylinders of the Motors cause differences in the mixing ratio, which are harmful to compliance of standards the emission of pollutants by the engine are. So it is known that this contribution is controlled and limited by a device which comprises an electromechanical actuator, z. B. an electric valve, which by the electronic computer is controlled and which in the cleaning / emptying line integrated, programmed control means in the electronic computer, which, inter alia, the signal for controlling the electromechanical Actuator determine and generate the following simply actuator is called.
Diese Vorrichtung erlaubt, im Bereich des Durchgangs der Gase der Reinigungs-/Entleerungsleitung zu regeln, der Verlust der Ladung dieser Leitung ist daher variabel abhängig von der Steuerung des Aktuators. Der Aktuator kann mehrere Zwischenpositionen besitzen, zwischen einem vollständigen Verschluss, d. h. einem unendlichen Verlust an Ladung der Reinigungs-/Entleerungsleitung, und, einer maximalen Öffnung, d. h. einem minimalen Verlust an Ladung (aber nicht 0) der Reinigungs-/Entleerungsleitung. Es ist daher angebracht, die Öffnung des Aktuators zu reduzieren, um den Beitrag von kraftstoffhaltigem Gemisch zu vermindern. Im Folgenden ist es angebracht, den allgemeinen Fall zu betrachten, in dem der Aktuator mehrere Zwischenpositionen der Öffnung besitzt; und das diejenigen, welche durch ein zyklisches Öffnungsverhältnis gesteuert werden, ihnen gleichgestellt sind, die Öffnungsposition ist durch den RCO genannten Wert des zyklischen Öffnungsverhältnisses gegeben.These Device allowed to pass in the area of passage of the gases of the cleaning / emptying line regulate, the loss of charge of this line is therefore variable dependent from the control of the actuator. The actuator can have several intermediate positions own, between a complete Closure, d. H. an infinite loss of charge of the cleaning / emptying pipe, and, a maximum opening, d. H. a minimum loss of charge (but not 0) of the purge / dump line. It is therefore appropriate to the opening of the actuator to reduce the contribution of fuel-containing Reduce the mixture. The following is appropriate to the general Consider case in which the actuator has several intermediate positions the opening has; and those which are controlled by a cyclic aperture ratio are equal to them, the opening position is through the Given RCO value of the cyclic opening ratio given.
Die Öffnung des Aktuators wird in fortschreitender Weise durch einen Öffnungsschritt bewirkt. So ist es gleichfalls für das Verschließen, außer in bestimmten Fällen, nicht ausgeführt, in denen ein abruptes und vollständiges Verschließen bewirkt wird.The opening of the Actuator is progressively through an opening step causes. So it is also for closing, except in certain cases, not executed, in which an abrupt and complete close is effected.
Es ist gleichfalls bekannt, dass bestimmte Fahrzeuge, abhängig von der geltenden Norm für Schadstoffemissionen in dem Land der Vermarktung, im Betrieb eine Diagnose der Dichtigkeit des Kraftstoffstanks und der zugehörigen Elemente bewirken müssen, wenn ein Verlust, gleich oder höher als der durch die Norm festgelegte, festgestellt wird, deshalb muss eine Information eines schlechten Funktionierens an den Fahrer gegeben werden, z. B. durch Aufleuchten einer Warnleuchte, die auf dem Armaturenbrett des Fahrzeugs platziert ist. Das bekannte Diagnoseprinzip ist, ein normalerweise geöffnetes Lüftungsventil zu benutzen, das auf der Freisetzöffnung des Absorbers platziert ist, und einen Drucksensor, der auf dem Kraftstofftank oder auf einem der Elemente, die der Funktion des Enthaltens von Kraftstoff zugeordnet sind, wie dem Absorber, platziert ist. Das Verfahren zur Diagnose ist in mehrere Phasen unterteilt, der Tank wird in Unterdruck versetzt durch das Verschließen des Lüftungsventils und die Öffnung des Aktuators. Nach einer bestimmten Verzögerung, der Aktuator ist geschlossen, wird, da das Lüftungsventil geschlossen bleibt, dann ein Unterdruck in dem Tank erhalten und dieser entwickelt sich abhängig von einem eventuellen Verlust. Die durch den Drucksensor ausgegebene Information erlaubt, das erneute Steigen des Drucks in dem Tank zu verarbeiten und die Erheblichkeit des Verlusts zu erfassen. Wenn der Test abgeschlossen ist, ist das Lüftungsventil offen und der Aktuator wird geöffnet, um den Absorber zu reinigen/entleeren.It is also known that certain vehicles, depending on the applicable standard for Pollutant emissions in the country of marketing, in operation one Diagnosis of the tightness of the fuel tank and associated elements have to effect if a loss, equal or higher as determined by the norm, it is therefore necessary to determine given information of a bad functioning to the driver be, for. B. by lighting a warning light on the dashboard of the vehicle is placed. The well-known diagnostic principle is a normally open vent valve to use that placed on the release opening of the absorber is, and a pressure sensor on the fuel tank or on one of the elements that has the function of containing fuel are assigned as the absorber is placed. The procedure for diagnosis is divided into several phases, the tank is in Negative pressure is offset by the closing of the ventilation valve and the opening of the Actuator. After a certain delay, the actuator is closed, will, as the vent valve remains closed, then a vacuum is obtained in the tank and this develops depending from a possible loss. The output by the pressure sensor Information allows re-rising the pressure in the tank process and assess the significance of the loss. If the test is complete, the vent valve is open and the Actuator is opened, to clean / empty the absorber.
Wenn der Motor im Betrieb und der Aktuator offen ist, selbst teilweise, werden dann statische Unterdrücke auf der Höhe der Öffnungen zum Einsaugen und zur Verbindung des Absorbers erzeugt (eventuell sind die Werte identisch). Dieser Unterdruck auf Höhe der Öffnung zur Verbindung existiert, ob ein Lüftungsventil auf der Freisetzungsöffnung des Absorbers vorhanden ist oder nicht, und wenn es vorhanden ist, ob es offen ist oder nicht. Da der Kraftstofftank dicht ist, entwickelt sich der Druck im Inneren desselben, um sich mit demjenigen auszugleichen, der auf Höhe der Verbindungsöffnung des Absorbers herrscht, auf Grund einer Strömung, welche in der Verbindungsleitung entsteht. Der Unterdruck, der durch die Reinigung/Entleerung des Absorbers so in dem Tank erzeugt wurde, ist im Stande, letzteren und/oder die verbundenen Elemente, wie die Kraftstoffpumpe, zu beschädigen.If the motor is in operation and the actuator is open, even partially, then become static negative pressures at the height the openings for sucking and connecting the absorber generated (possibly the values are identical). This vacuum at the height of the opening to Connection exists, whether a ventilation valve on the release opening the absorber is present or not, and if it is present, whether it is open or not. Since the fuel tank is tight, developed the pressure inside it to balance itself with that the at height the connection opening of the absorber prevails, due to a flow, which in the connecting line arises. The negative pressure caused by the cleaning / emptying of the Absorber was thus produced in the tank, the latter is capable and / or damaging the connected elements, such as the fuel pump.
Um den Unterdruck in dem Tank zu begrenzen, auf einen vernünftigen Wert, damit letzterer nicht beschädigt wird, existieren mehrere Lösungen. Sie habe entweder den Nachteil, die Kosten des Fahrzeugs zu erhöhen oder die Reinigung/Entleerung des Absorbers zu vermindern. Als Beispiele für Lösungen können angeführt werden: die Integration einer Klappe oder eines Sicherheitsventils in der Verbindungsleitung und welche zur Aufgabe hat, diese Leitung zu verschließen, wenn der Unterdruck auf Höhe des Verbindungsansatzes des Absorbers zu erheblich wird. Die Benutzung einer Klappe oder eines Sicherheitsventils, platziert auf dem Tank und welches den Tank in Kommunikation mit der Atmosphäre setzt, wenn der Unterdruck in demselben zu erheblich wird, neben den Kosten der Klappe, ist der Nachteil, das Risiko, äußerliche Partikel anzusaugen, welche in der Folge die Elemente der Kraftstoffpumpe oder der Filter verschließen können. Die Verminderung des Verlusts an Ladung zwischen den Stutzen der Verbindung und der Einsaugung mittels der Benutzung von absorbierenden Elementen, die durchlässiger aber teuerer sind. Die Erhöhung des Verlusts der Ladung der Leitung zur Reinigung/Entleerung (z. B., indem diejenige des Aktuators erhöht wird) erlaubt, das in Unterdruck Setzen des Tanks zu reduzieren, beschränkt jedoch auch die Reinigung/Entleerung des Absorbers und dies dauerhaft, was auch der in dem Tank vorhandene Unterdruck sei.To limit the negative pressure in the tank, to a reasonable value, so that the latter is not damaged, there are several solutions. It either has the disadvantage of increasing the cost of the vehicle or reducing the cleaning / emptying of the absorber. As examples of solutions may be mentioned: the integration of a flap or a safety valve in the connecting line and which has the task to close this line when the negative pressure at the level of the connection approach of the absorber is too significant. The use of a flap or safety valve placed on the Tank, and which sets the tank in communication with the atmosphere, when the negative pressure in the same becomes too substantial, in addition to the cost of the flap, the drawback is the risk of sucking up external particles which subsequently occlude the elements of the fuel pump or filters can. The reduction of the loss of charge between the joints of the connection and the suction by means of the use of absorbent elements which are more permeable but more expensive. However, increasing the loss of charging the charge / discharge line (eg, by increasing that of the actuator) allows to reduce the negative pressure of the tank, but it also limits the cleaning / depleting of the absorber, and this permanently also be the existing in the tank vacuum.
Das
Problem ist noch kritischer, wenn das Fahrzeug mit einem Lüftungsventil
ausgestattet ist und welches, im Fall eines Ausfalls, sich nicht öffnet, wenn
die Dichtigkeitsdiagnose des Tanks beendet ist. Das Patent
Die vorliegende Erfindung hat zum Ziel, diesen Nachteilen des Standes der Technik abzuhelfen, indem ein Verfahren zum Schätzen und zur Regelung des Drucks in dem Tank des Kraftfahrzeugs vorgeschlagen wird, welches erlaubt, den Unterdruck in einem Tank auf einen bestimmten Wert zu begrenzen, während eine Möglichkeit zur Reinigung/Entleerung des Absorbers erhalten wird. Angewandt auf ein Fahrzeug, das mit einem Drucksensor ausgestattet ist, der für eine Dichtigkeitsdiagnose des Tanks bestimmt ist, erlaubt sie auch, das richtige Funktionieren des Drucksensors zu diagnostizieren. Tatsächlich kann ein zu starker Unterdruck eine Beschädigung des Kraftstofftanks und von verbundenen Elementen, wie der Kraftstoffpumpe, nach sich ziehen.The The present invention aims to overcome these disadvantages of the prior art to remedy the technique by providing a method of estimating and is proposed for regulating the pressure in the tank of the motor vehicle, which allows the negative pressure in a tank to be specific Limit value while a possibility for cleaning / emptying of the absorber is obtained. Applied to a vehicle equipped with a pressure sensor, the for one Leakage diagnosis of the tank is determined, it also allows the to diagnose proper functioning of the pressure sensor. In fact, can too much negative pressure damages the fuel tank and associated elements, such as the fuel pump.
Weitere Besonderheiten und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden klarer in der nachfolgenden Beschreibung ersichtlich, die unter Bezugnahme auf die anliegenden Zeichnungen hergestellt wurde, in welchen:Further Particularities and advantages of the present invention become clearer in the following description, by reference was made on the attached drawings, in which:
Bevor im Detail das Verfahren gemäß der Erfindung beschrieben wird, ist es angebracht, an das Phänomen des in dem Tank erzeugten Unterdrucks zu erinnern.Before in detail the method according to the invention is described, it is appropriate to the phenomenon of the generated in the tank Low pressure to remember.
Wenn der Motor im Betrieb und der Aktuator geöffnet ist, selbst nur teilweise, wird dann ein Unterdruck auf Höhe der Öffnungen zum Einsaugen und zur Verbindung des Absorbers erzeugt. Da der Tank dicht ist, entwickelt sich der Druck im Inneren desselben, um ins Gleichgewicht mit demjenigen zu kommen, der auf Höhe der Öffnung zur Verbindung des Absorbers herrscht, auf Grund einer Strömung, die in der Verbindungsleitung entsteht. Die Richtung und der Durchsatz der Strömung in der Verbindungsleitung variieren im Verlauf der Zeit mit den Entwicklungen des Steuersignals des Aktuators und den Drücken in dem Tank und in dem Einlasskrümmer. Der Unterdruck in dem Tank ist minimal und von einem Wert von 0 mbar, nach Schließen des Aktuators oder dem Anhalten des Motors und dies, wenn eine Verzögerung, die für die Stabilisierung dieses Unterdrucks notwendig ist, abgelaufen ist. Der Unterdruck in dem Tank ist maximal, für einen maximalen Unterdruck im Krümmer und einen minimalen Verlust an Ladung der Leitung zur Reinigung/Entleerung und dies, nachdem eine Verzögerung, die für die Stabilisierung dieses Unterdrucks notwendig ist, abgelaufen ist.If the engine is in operation and the actuator is open, even partially, then a negative pressure on height the openings created for sucking and for connecting the absorber. Because the tank is dense, the pressure inside it develops to enter the To come to equilibrium with the one at the height of the opening to Connection of the absorber prevails, due to a current, the arises in the connecting line. The direction and the throughput the flow in the connecting line vary over time with the Developments of the control signal of the actuator and the pressures in the tank and the intake manifold. The negative pressure in the tank is minimal and of a value of 0 mbar, after closing the actuator or stopping the engine and this, if a delay, the for the stabilization of this vacuum is necessary has expired is. The negative pressure in the tank is maximum, for a maximum negative pressure in the tank elbow and a minimum loss of charge to the line for cleaning / emptying and this, after a delay, the for the stabilization of this vacuum is necessary has expired is.
Der statische Unterdruck, der auf Höhe der Öffnung zur Verbindung des Absorbers erzeugt wird, ist hauptsächlich abhängig von dem statischen Druck in dem Einlasskrümmer des Motors, dem statischen Druck auf Höhe des Freisetzungsanschlusses, trivialer Weise dem atmosphärischen Druck, dem Verlusts an Ladung zwischen den Öffnungen zum Ansaugen und zur Freisetzung abhängig von der Durchlässigkeit der Gesamtheit der Absorptionselemente, der Konstruktionseigenschaften des Absorbers), des Verlusts der Ladung (eventuell nicht 0) zwischen den Öffnungen zum Ansaugen und zur Verbindung, des Verlusts an Ladung der Reinigungs-/Entleerungsleitung abhängig von der Öffnung des Aktuators, von einer variablen und für die Stabilisierung dieses Unterdrucks notwendigen Verzögerung, von physischen Eigenschaften und der Temperatur des Gasgemischs, welche die Reinigungs-/Entleerungsleitung durchquert.Of the static negative pressure, at altitude the opening is generated to connect the absorber is mainly dependent on the static pressure in the intake manifold of the engine, the static Pressure on height the release port, trivial to the atmospheric Pressure, the loss of charge between the openings for suction and the Release dependent from the permeability the totality of the absorption elements, the construction properties of the absorber), the loss of the charge (possibly not 0) between the openings for suction and connection, loss of charge of the purge / drain line dependent from the opening of the actuator, of a variable and for the stabilization of this Negative pressure necessary delay, physical properties and the temperature of the gas mixture, which traverses the cleaning / emptying line.
Die Richtung und der Durchsatz der Strömung, welche in der Verbindungsleitung entsteht, sind hauptsächlich abhängig von dem Unterdruck auf Höhe der Öffnung zur Verbindung des Absorbers, von dem Unterdruck in dem Tank, vom Verlust der Ladung in dieser Leitung und von physischen Eigenschaften und der Temperatur des Gasgemischs, welches die Verbindungsleitung durchquert.The Direction and flow rate of the flow, which in the connecting line arises, are mainly dependent from the negative pressure to height the opening for connecting the absorber, from the negative pressure in the tank, from Loss of charge in this pipe and physical properties and the temperature of the gas mixture, which is the connecting line crosses.
So, und weil die Öffnung des Aktuators abhängig ist von dem durch den Rechner erzeugten Steuersignal, sind daher die Richtung und der Durchsatz der Gase in der Verbindungsleitung hauptsächlich abhängig von den folgenden Parametern: dem statischen Druck in dem Einlass des Motors, dem statischen Druck auf Höhe des Freisetzungsanschlusses, trivialer Weise dem Atmosphärendruck, dem entsprechenden Verlust an Ladung zwischen den Öffnungen zur Ansaugung und zur Freisetzung, dem Verlust an Ladung (eventuell nicht 0) zwischen den Öffnungen zur Ansaugung und zur Verbindung, dem Verlust an Ladung der Reinigungs-/Entleerungsleitung abhängig von dem Steuersignal des Aktuators, dem Unterdruck in dem Tank, dem Verlust an Ladung der Verbindungsleitung und der physischen Eigenschaften und Temperaturen des Gasgemischs, welches die Leitungen zur Verbindung und die Reinigung/Entleerung durchquert, aufgrund der variablen und zur Stabilisierung des statischen Unterdrucks auf Höhe der Verbindungsöffnung des Absorbers notwendigen Verzögerung.So, and because the opening of the actuator dependent is from the control signal generated by the computer, are therefore the direction and the flow rate of gases in the connecting pipe mainly depending on the following parameters: the static pressure in the inlet of the Motors, the static pressure at the release port, trivially to the atmospheric pressure, the corresponding loss of charge between the openings for aspiration and release, loss of charge (possibly not 0) between the openings for suction and connection, the loss of charge of the cleaning / emptying line dependent from the control signal of the actuator, the negative pressure in the tank, the loss of charge of the interconnector and the physical Properties and temperatures of the gas mixture containing the pipes to connect and the cleaning / emptying traverses, due the variable and for stabilizing the static negative pressure at height the connection opening the absorber necessary delay.
Die für die Stabilisierung des Unterdrucks in dem Tank notwendige Verzögerung ist variabel und ist hauptsächlich abhängig von den folgenden Parametern: dem Massendurchsatz, welcher die Verbindungsleitung durchquert und daher hauptsächlich von den zuvor gezeigten neuen Parametern, dem Volumen des Gases in dem Tank, unter Berücksichtigung, dass die Variation des Volumens einer Flüssigkeit, abhängig von dem Druck, vernachlässigbar ist gegenüber derjenigen eines Gases, den physischen Eigenschaften und der Temperatur der Gase in dem Tank.The for the Stabilization of the negative pressure in the tank is necessary delay variable and is mainly dependent of the following parameters: the mass flow rate, which the connection line crossed and therefore mainly from the new parameters shown above, the volume of the gas in the tank, taking into account, that the variation of the volume of a liquid, depending on the pressure, negligible is opposite that of a gas, the physical properties and the temperature the gases in the tank.
Die Tatsache, dass der Tank gleichzeitig von seinem flüssigen Kraftstoff entleert wird, für die Erfordernisse der Versorgung des Motors, ändert nicht die beschriebenen Phänomene, da dies ein Parameter ist, welcher das Volumen der in dem Tank vorhandenen Gase bestimmt.The Fact that the tank at the same time of its liquid fuel is emptied, for the requirements of the supply of the engine, does not change the described phenomena, since this is a parameter which determines the volume of the tank in the tank Gases determined.
Das Verfahren gemäß der Erfindung hat zur Aufgabe, insbesondere, im offenen Regelkreis und dauerhaft den in dem Tank vorhanden Unterdruck zu schätzen. Hierfür wird ein iteratives Modell benutzt, bei dem der Zeitschritt sorgfältig gewählt wird, welches die Masse an Gasen berechnet, welche die Verbindungsleitung durchquert und welche, verbunden mit einer Berechnung des Volumens der in dem Tank enthaltenen Gase, erlaubt, die Masse der in dem Tank vorhandenen Gase zu berechnen und folglich die Höhe des Unterdrucks.The Method according to the invention has the task, in particular, in the open loop and permanently to estimate the vacuum present in the tank. This is an iterative model in which the time step is carefully chosen, which is the mass calculated on gases which traverses the connecting line and which, associated with a calculation of the volume of the tank contained gases, allowing the mass of existing in the tank To calculate gases and consequently the level of negative pressure.
Die Konstruktion des Modells basiert auf der zuvor erwähnten vorläufigen Analyse, nichtsdestotrotz ist es möglich, bestimmte Vereinfachungen vorzunehmen. Das im Folgenden dargestellte Modell berücksichtigt bestimmte Parameter als Konstanten, da ihre Variationen keinen erheblichen Schätzfehler nach sich ziehen.The Construction of the model is based on the aforementioned preliminary analysis, nonetheless, it is possible certain simplifications. This is shown below Model takes into account certain Parameters as constants, since their variations are not significant estimation error entail.
Um das Modell zu vereinfachen werden das Gasgemisch, welches die Leitungen zur Verbindung und zur Reinigung/Entleerung durchströmt, so wie das in dem Tank vorhandene, als aus einer homogenen und konstanten Zusammensetzung bestehend betrachtet, bei einer gleichen Temperatur, die als Konstante angesehen wird, und der Atmosphärendruck wird auch als konstant angenommen. Folglich benutzt das Modell einen Wert der Gasdichte, eine Gaskonstante, eine Temperatur des Gases und einen Atmosphärendruck, welche sorgfältig zu definierende Kon stanten sind. Schließlich beruht das Modell auf folgenden Thesen: das Gas ist vollkommen, die Transformationen sind isoterm und die Variation des Volumens des Tanks abhängig von dem Druck ist vernachlässigbar (d. h.: vernachlässigbare Verformung der Wände).Around To simplify the model, the gas mixture containing the pipes flows through for connection and for cleaning / emptying, as well as that in the tank, as from a homogeneous and constant Composition considered, at a same temperature, which is regarded as a constant, and the atmospheric pressure is also assumed to be constant. Therefore, the model uses one Value of the gas density, a gas constant, a temperature of the gas and an atmospheric pressure, which carefully are constants to be defined. Finally, the model is based on following theses: the gas is perfect, the transformations are isoterm and the variation of the volume of the tank depends on the Pressure is negligible (ie: negligible Deformation of the walls).
Das Volumen der Gase in dem Tank und seinen verbundenen Elementen, kann leicht ausgehend von dem Füllstand des Tanks und der bekannten Eigenschaften seiner Konstruktion bestimmt werden, wie: maximales Volumen an Kraftstoff, das enthalten werden kann, Totvolumen (verbleibendes Volumen der Gase, wenn der Tank maximal gefüllt ist), etc. ... Die Höhe des Füllstandes des Kraftstofftanks kann gewusst werden: 1) mittels des Messstabs für Kraftstoff, bereits im Fahrzeug vorhanden, dessen Information durch den Rechner erlangt wird, wo diese Strategie programmiert ist, sei es direkt über eine Drahtverbindung, sei es indirekt über einen weiteren Rechner, der auf dem Fahrzeug montiert ist und Multiplexen der beiden Rechner, 2) eventuell mittels des Kraftstoffverbrauchs des Motors.The Volume of gases in the tank and its connected elements, can easy from the level of the tank and the known characteristics of its construction will be like: maximum volume of fuel contained can, dead volume (remaining volume of the gases when the tank maximum filled is), etc. ... The height the level of the fuel tank can be known: 1) by means of the dipstick for fuel, already present in the vehicle, the information obtained by the computer where this strategy is programmed, be it directly over one Wired connection, be it indirectly via another computer, which is mounted on the vehicle and multiplexing the two computers, 2) possibly by means of the fuel consumption of the engine.
Da das Modell im offenen Regelkreis funktioniert, kann es wünschenswert sein, einen Reserve-Unterdruck "schlimmster Fall" zu berechnen. So können die durch die zu definierenden Konstanten beeinflussten Werte folglich unter realistischen Werten ausgewählt werden. Ebenfalls wird in einer der folgenden Formeln, ein Korrekturterm zur eventuellen Berücksichtigung der Toleranz hinsichtlich der Exaktheit der durch den Kraftstoffmessstab gelieferten Information integriert. Es versteht sich auch, dass, wenn die Masse der Kraftstoffdämpfe, die in dem Tank während des Betriebs des Motors erzeugt wird, vernachlässigt wird, dies dann in Richtung dieses Modells "schlimmster Fall" geht.There the model works in the open loop, it may be desirable be a reserve negative "worst Case "to calculate. So can consequently the values influenced by the constants to be defined be selected under realistic values. Also will in one of the following formulas, a correction term for eventual consideration the tolerance regarding the accuracy of the fuel dipstick integrated information integrated. It is also understood that if the mass of fuel vapors, in the tank during of the operation of the engine is neglected, this then in the direction this model "worst Case "goes.
Das Berechnungsmodell beginnt mit der Initialisierung des Unterdrucks in dem Tank, mit ΔPres bezeichnet. Es kann ein Wert 0 für ΔPres benutzt werden, unter Berücksichtigung, das bei Anlassen des Motors, der Unterdruck in dem Tank 0 ist: ΔPres(t0) = 0, oder, einem Wert gleich nicht 0, unter Berücksichtigung, dass ein Unterdruck bereits in dem Tank vorhanden ist, z. B. bei einem Anlassen, wel ches unmittelbar auf das Anhalten des Motors folgt, in welchem Fall eine Möglichkeit darin besteht, den Reserve-Unterdruck auf das maximal zulässige ΔPres = ΔPmaxres zu initialisieren, oder ΔPmaxres ist die Schwelle des Unterdrucks in dem Tank, die nicht zu überschreiten ist, welche in dem elektronischen Rechner definiert und programmiert ist.The calculation model begins with the initialization of the negative pressure in the tank, denoted ΔP res . A value 0 can be used for ΔP res , taking into account that when the engine is started, the negative pressure in the tank is 0: ΔP res (t 0 ) = 0, or a value equal to 0, taking into account that Negative pressure already exists in the tank, z. In a case where the possibility of initializing the reserve negative pressure to the maximum allowable ΔP res = ΔPmax res or ΔPmax res is the threshold of the negative pressure in the engine Tank, which should not be exceeded, which is defined and programmed in the electronic computer.
Danach
wird die iterative Berechnung vorgenommen, bei jedem Schritt Δt der Berechnung,
gemäß der folgenden
Abschnitte:
der erste Abschnitt besteht im Berechnen des Volumens
der Gase in dem Tank Vgasres durch:
the first section consists in calculating the volume of gases in the tank Vgas res by:
Mit:
VGasres: zur Berechnung des Volumens der Gase
im Tank, von denen die Einheit m3 ist.
Vcarb: Volumen des Kraftstoffs in dem Tank,
dessen Einheit m3 ist, und welches mittels
der Information bekannt ist, die von dem Kraftstoffmessstab stammt,
welche vorzugsweise gefiltert werden sollte.
Vres:
maximales Volumen des Kraftstoffs, welchen der Tank enthalten kann,
dessen Einheit m3 ist, welches eine bekannte
Konstante ist.
Vmort: minimales Volumen
der in dem Tank enthaltenen Gase, dessen Einheit m3 ist,
das eine bekannte Konstante ist.
εjouge:
Fehler des Tankmessstabs, homogen bei einem Volumen, dessen Einheit
m3 ist, welches eine bekannte Konstante
ist.With:
Vgas res : to calculate the volume of gases in the tank, of which the unit is m 3 .
V carb : volume of fuel in the tank whose unit is m 3 , and which is known by the information coming from the fuel dipstick , which should preferably be filtered.
V res : maximum volume of fuel that the tank can contain, whose unit is m 3 , which is a known constant.
V mort : minimum volume of gases contained in the tank, whose unit is m 3 , which is a known constant.
ε jouge : error of the tank gauge , homogeneous at a volume whose unit is m 3 , which is a known constant.
Aus ΔPres(ti – 1) und VGasres(ti) wird ein
Referenzwert der Masse der Gase in dem Tank, mit Mgaz_refres(ti) bezeichnet,
abgeleitet durch:
Mit:
Mgaz_refres: zur berechneten Referenzmasse der in
dem Tank enthaltenen Gase, deren Einheit Kg ist.
T: Temperatur
der Gase in Kelvin, als Konstante betrachtet, deren Wert zu definieren
ist.
Patmo atmosphärischer Druck, betrachtet als
Konstante, deren Wert zu definieren ist.
r: Gaskonstante, deren
Einheit J/Kg/K ist, betrachtet als Konstante, deren Wert zu definieren
ist.With:
Mgaz_ref res : the calculated reference mass of the gases contained in the tank whose unit is Kg.
T: Temperature of gases in Kelvin, considered as a constant whose value is to be defined.
At atmospheric pressure, considered as a constant whose value is to be defined.
r: gas constant whose unit is J / Kg / K, considered as a constant whose value is to be defined.
Die Referenzmasse der Gase Mgaz_refres wird bei jedem Berechnungsschritt berechnet, um zu berücksichtigen: 1) die Entwicklung des Füllstands des Kraftstoffs in dem Tank, und 2) die Schwankungen des Füllstands, welche vorhanden sein können, obwohl die von dem Messstab für Kraftstoff stammende Information glatt ist. Es wird angenommen, dass die Schwankungen im Laufe der Zeit variieren, um einen tatsächlichen Füllstand, so wie die Referenzmasse der Gase im Verlauf der Zeit um ihren tatsächlichen Wert schwankt. Folglich wird der Unterdruck in dem Tank, welcher im Folgenden berechnet werden wird, um seinen tatsächlichen Wert bleiben.The reference mass of the gases Mgaz_ref res is calculated at each calculation step to take into account: 1) the evolution of the fuel level in the tank, and 2) the level fluctuations that may be present, even though the information from the fuel gauge is present is smooth. It is believed that the variations will vary over time, to an actual level, as the reference mass of the gases varies by their actual value over time. Consequently, the negative pressure in the tank, which will be calculated below, will remain around its actual value.
Zu
dem Referenzterm Mgaz_refres wird eine Gasmasse ΔMgazgen addiert, welche die Masse der durch Verdampfung
während
des Zeitschritts Δt
erzeugt wird, repräsentiert
und ein Wert des Massendurchflusses ΔMgazres,
welcher die Verbin dungsleitung während
dieses gleichen Zeitschritts durchquert, wird abhängig von der
Richtung der Strömung
der Gase in der Verbindungsleitung addiert oder subtrahiert. ΔMgazres rührt
von der Reinigung/Entleerung des Kanisters her. Die Masse der Gase
in dem Tank Mgazres, zum Zeitpunkt ti, wird erhalten durch:
Mit:
Mgazres: Masse der Gase in dem Tank, berechnet
nach Berechnung der Masse der Gase, die durch Verdampfung des Kraftstoffs
erzeugt wurden und Abschätzung
der, deren Einheit Kg ist.With:
Mgaz res: mass of the gases in the tank is calculated by calculating the mass of the gases generated by evaporation of the fuel and estimation, the unit is Kg.
Was dann erlaubt, zum Zeitpunkt ti, den statischen Unterdruck in dem Tank ΔPres abzuleiten, durch:Which then allows, at time t i , to derive the static negative pressure in the tank ΔP res by:
Die iterative Berechnung ist daher am Ausgang der Berechnung von ΔPres mittels der obigen der Gleichung E.4 rückgekoppelt. Es ist angebracht, im Folgenden zu erklären, wie ΔMgazgen und ΔMgazres erhalten werden.The iterative calculation is therefore fed back at the output of the calculation of ΔP res by means of the above equation E.4. It is appropriate to explain below how ΔMgaz gen and ΔMgaz res are obtained.
ΔMgazgen kann auf verschiedene Weisen, nicht ausgeführt, mittels z. B. einer Formulierung geschätzt werden, die empirisch, semiempirisch oder experimentell sein kann.ΔMgaz conditions can in various ways, not carried out by means of z. A formulation which may be empirical, semiempirical or experimental.
Bevor die Berechnung von ΔMgazres ausgeführt wird, ist es angebracht zu präzisieren, dass die im Folgenden aufgestellten Formeln (E.9), (E.5) und (E.5'), mittels der Gleichungen von Barré St. Venant und von Bernoulli, annehmen, dass zuerst die Variation der Höhe zwischen dem Kraftstofftank und dem Absorber vernachlässigbar ist, zweitens, dass die Vorstellung eines Reservoirs impliziert, dass die Geschwindigkeit des Gases in dem Tank 0 ist, drittens die Tatsache, dass der Unterdruck in dem Tank, der Unterdruck auf Höhe der Verbindungsöffnung des Absorbers und der Unterdruck auf Höhe des Einlasskrümmers als gemeinsame Referenz den Atmosphärendruck besitzen.Before carrying out the calculation of ΔMgaz res , it is appropriate to clarify that the following formulas (E.9), (E.5) and (E.5 ') are given by means of the equations of Barré St. Venant and of Bernoulli, suppose that first the variation of the height between the fuel tank and the absorber is negligible, secondly that the idea of a reservoir implies that the velocity of the gas in the tank is 0, thirdly the fact that the negative pressure in the tank, the negative pressure at the level of the connection opening of the absorber and the negative pressure at the level of the intake manifold have as a common reference the atmospheric pressure.
Wenn ein Lüftungsventil in geschlossener Position auf dem Freisetzungsanschluss des Absorbers vorhanden ist, wird das durch den Motor angesaugte Gas allein in den Tank abgezogen (unter Vernachlässigung des Volumens von Gasen, die in dem Absorber und den Leitungen zur Reinigung/Entleerung und zur Verbindung im Verhältnis zu dem Volumen des in dem Tank enthaltenen Gases enthalten sind). ΔMgazres kann daher direkt mittels der Werte des Unterdrucks in dem Tank ΔPres und dem Wert des Unterdrucks in dem Einlasskrümmer ΔPcoll berechnet werden. Die Verhältnisse der beobachteten Drücke berücksichtigend wird die Formel von Barré St. Venant benutzt. Ein Korrekturkoeffizient β im äquivalenten Abschnitt wird benutzt, um das Modell zu stabilisieren.If a vent valve is present in the closed position on the absorber release port, the gas drawn in by the engine is withdrawn alone into the tank (ignoring the volume of gases in the absorber and the purge / dump lines and the connection in proportion to the volume of the gas contained in the tank). ΔMgaz res can therefore be calculated directly by means of the values of the negative pressure in the tank ΔP res and the value of the negative pressure in the intake manifold ΔP coll . Taking into account the circumstances of the observed pressures, the formula of Barré St. Venant is used. A correction coefficient β in the equivalent section is used to stabilize the model.
Wenn so ist die Strömung subsonisch und der Durchsatz wird berechnet durch: andernfalls ist die Strömung sonisch und der Durchsatz wird berechnet durch:If so the flow is subsonic and the throughput is calculated by: otherwise the flow is sonic and the flow rate is calculated by:
Die beiden Gleichungen, die Ungleichungen und die bedingte Ausführung werden in einer einzigen mit (E.9) bezeichneten Formel vereinigt.The both equations, the inequalities, and the conditional execution in a single formula (E.9).
Und,
zu jedem Zeitpunkt ti berücksichtigend,
dass das Auftreten von Berechnungen im Zeitintervall Δt hinreichend
klein und deutlich weniger als das Auftreten von beobachteten Umkehrungen
des Durchsatzes gewählt
ist, wird Pamont und Paval gemäß der Strömungsrichtung
definiert durch:
Mit:
ΔPcoll: statischer Unterdruck auf Höhe des Einlasskrümmers des
Motors.
γ:
Verhältnis
der Massenwärmen
der Gase, betrachtet als Konstante, deren Wert zu definieren ist.
Se: äquivalenter
Querschnitt der Verbindungsleitung, welcher eine Konstante ist,
deren Wert bekannt ist.
Δt:
Zeitschritt, oder Wiederauftreten von Berechnungen, Δt = ti – ti – 1,
dessen Wahl bestimmend für
die Präzision
der Berechnung ist.
β:
Korrekturkoeffizient.With:
ΔP coll : static vacuum at the intake manifold of the engine.
γ: ratio of the mass heats of gases, considered as a constant whose value is to be defined.
Se: equivalent cross section of the connection line, which is a constant whose value is known.
Δt: time step, or recurrence of calculations, Δt = t i - t i - 1 , whose choice is decisive for the precision of the calculation.
β: correction coefficient.
Wenn die Vorrichtung kein Lüftungsventil umfasst oder sie eines besitzt und dieses in geöffneter Position ist, dann wird der Massendurchsatz, welcher das Elektroventil passiert, einerseits in die Atmosphäre über die Freisetzung des Absorbers und andererseits des Tanks gezogen. ΔMgazres wird daher unter anderem anhand von Werten der Unterdrücke an den Enden der Verbindungsleitung berechnet.If the device does not include or has one vent valve and this is in the open position, then the mass flow rate that passes through the solenoid valve is drawn on the one hand into the atmosphere via the release of the absorber and, on the other hand, the tank. ΔMgaz res is therefore calculated inter alia on the basis of values of the negative pressures at the ends of the connecting line.
Die
allgemein beobachteten Verhältnisse
der Drücke
an den Enden der Verbindungsleitung sind schwach, daher kann die
Formel von Bernoulli benutzt werden, um den Massendurchsatz ΔMgazres während einer
Zeit Δt
zu berechnen: und, zu jedem Zeitpunkt ti, berücksichtigend,
dass das Auftreten von Berechnungen in dem Zeitintervall Δt hinreichend
klein gewählt
ist und deutlich weniger als das Auftreten von beobachteten Umkehrungen
des Durchsatzes, wird angenommen, dass die Strömungsrichtung durch das Vorzeichen
bestimmt wird von:
Mit:
ΔPcan: statischer Unterdruck auf Höhe der Verbindungsöffnung,
welcher berechnet wird.
ρGas:
Gasdichte, betrachtet als Konstante, deren Wert zu definieren ist.
α: Korrekturkoeffizient.With:
ΔP can : static negative pressure at the level of the connection opening, which is calculated.
ρGas: gas density, considered as a constant whose value is to be defined.
α: correction coefficient.
Eventuell, um (E.5) und (E.6) zu ersetzen, kann die Formel von Barré St. Venant benutzt werden, was die folgende Gleichung ergibt, um den Massendurchsatz ΔMgazres während einer Zeit Δt zu berechnen.Eventually, to replace (E.5) and (E.6), the formula of Barré St. Venant can be used, resulting in the following equation to calculate the mass flow rate ΔMgaz res during a time .DELTA.t.
Wenn: so ist die Strömung subsonisch und der Durchsatz wird berechnet durch: andernfalls ist die Strömung sonisch und der Durchsatz wird berechnet durch:If: so the flow is subsonic and the throughput is calculated by: otherwise the flow is sonic and the flow rate is calculated by:
Die beiden Gleichungen, die Ungleichungen und die bedingte Ausführung werden in einer einzigen mit (E.9) bezeichneten Formel vereinigt.The both equations, the inequalities, and the conditional execution in a single formula (E.9).
Und,
zu jedem Zeitpunkt ti berücksichtigend,
dass das Auftreten von Berechnungen im Zeitintervall Δt hinreichend
klein und deutlich weniger als das Auftreten von beobachteten Umkehrungen
des Durchsatzes gewählt
ist, wird Pamont und Paval gemäß der Strömungsrichtung
definiert durch:
ΔPres ist der gesuchte Wert, daher ist es angebracht, den im vorhergehenden Schritt der Berechnung geschätzten Wert zu benutzen.ΔP res is the sought value, so it is appropriate to use the value estimated in the previous step of the calculation.
ΔPcan sollte bekannt sein und kann bestimmt werden mittels der Berechnungen und der Parameter, die ordnungsgemäß in den Rechner einprogrammiert sind, von denen ein Verfahren unten ausgeführt wird:ΔP can should be known and can be determined by means of the calculations and the parameters properly programmed into the computer, a procedure of which is explained below:
Die
Parameter sind die Resultate der ausgeführten Messungen auf den Elementen,
die mit denen übereinstimmen,
die durch das Fahrzeug in folgender Weise benutzt werden: unter
dem gewählten
Atmosphärendruck
Patmo und der Gastemperatur, wird der Versuch
ausgeführt
entweder auf einem Versuchsstand oder direkt im Fahrzeug; die Reinigungs-/Entleerungsleitung,
welche den Aktuator beinhaltet, verbindet die Einsaugöffnung des
Absorbers mit dem Einsaugkrümmer
des Motors wie zuvor dargestellt. Der Absorber ist eventuell mit
einem Lüftungsventil
auf der Freisetzöffnung
ausgestattet, in diesem Fall ist es in geöffneter Position. Die Verbindungsleitung
wird weggelassen und ersetzt durch einen statischen Drucksensor,
der auf der Verbindungsöffnung
des Absorbers fixiert ist. Für
verschiedene Steuersignale des Aktuators, welche jedes eine Öffnungsposition
des letzteren charakterisieren, und, für verschiedene Unterdrücke in dem
Krümmer ΔPcoll, wird der Unterdruck ΔPcan nach Stabilisierung seines Wert auf eine
Konstante gemessen. Das Steuersignal, mit SC bezeichnet, kann charakterisiert
werden durch einen oder mehrere Parameter, z. B.: Spannung, Steuerfrequenz,
zyklisches Öffnungsverhältnis, etc
... Man merkt sich PSCj den j-ten der n
erfassten Parameter, um das Signal SC zu beschreiben. Aus den Messungen
wird eine Wertmatrix von ΔPcan erhalten abhängig von mehreren Vektoren
von Werten von ΔPcoll und von dem (den) PSCj,
Parameter(n) des Steuersignals:
Die
in dem Rechner programmierten Parameter sind die Matrize [ΔPcan], der Vektor [ΔPcoll]
und die n Vektoren [PSCj]. Der Wert von ΔPcan wird in dem Zeitpunkt ti bestimmt
abhängig
von diesen Parametern und der Werte ΔPcoll und
von dem (der) PSCj, welche durch den Rechner
im Vorfeld im gleichen Schritt der Berechnung ti bestimmt
wurden.
Es wird daher betrachtet, dass das Auftreten (oder die Variation zwischen zwei Berechnungsschritten) des Unterdrucks auf Höhe der Verbindungsöffnung ΔPcan augenblicklich ist (sämtliche Effekte des dynamischen Verhaltens des Gases wer den hier vernachlässigt). Der Korrekturkoeffizient α des äquivalenten Querschnitts erlaubt gerade, das Modell zu stabilisieren. Dies erlaubt, ein einfaches, schnelles und leicht zu kalibrierendes Modell zu erhalten.It is therefore considered that the occurrence (or the variation between two calculation steps) of the negative pressure at the connection port ΔP can is instantaneous (all effects of the dynamic behavior of the gas are neglected here). The correction coefficient α of the equivalent cross section just allows to stabilize the model. This allows to obtain a simple, fast and easy to calibrate model.
Der Unterdruck in dem Einlasskrümmer ΔPcoll wird erhalten durch die Differenz zwischen dem zuvor definierten Atmosphärendruck Patmo und dem statischen Druck in dem Einlasskrümmer, welcher für die Erfordernisse der Regelung des Motors bekannt ist und entweder aus der Erfassung von Informationen des Sensors für den statischen Druck, der auf dem Einlasskrümmer platziert ist, oder aus der Wiederherstellung von Information(en) eines (mehrerer) weitere(n/r) Sensors/Sensoren stammt.The negative pressure in the intake manifold ΔP coll is obtained by the difference between the previously defined atmospheric pressure P atmo and the static pressure in the intake manifold, which is known for the requirements of the control of the engine and either from the detection of information of the sensor for the static pressure located on the intake manifold or originating from the recovery of information from one or more other sensors.
Im Rahmen eines mit einem Drucksensor ausgestatteten Fahrzeugs, welcher auf dem Absorber platziert ist, nahe der Einsaugmündung, zum Beispiel für die Erfordernisse einer Borddiagnose eines Kraftstofflecks, kann die von diesem Sensor stammende Information dann als Wert von ΔPcan benutzt werden.In the context of a vehicle equipped with a pressure sensor, which is placed on the absorber near the intake port, for example for the requirements of an on-board diagnosis of a fuel leak, the information coming from this sensor can then be used as a value of ΔP can .
Ferner kann, gemäß einer Variante der Erfindung, die Konstante Se durch zwei Konstanten Se1 und Se2 ersetzt werden, und die eine oder die andere abhängig von der Strömungsrichtung benutzt werden, die durch die Gleichung (E.6) bestimmt wird, da die Verbindungsleitung allgemein ein (mehrere) durchlässige(s) mechanische(s) System(e) umfasst, wie ein Sicherheitsventil bei Überschlagen des Fahrzeugs (englisches Akronym: ROV), welche(s) einen unterschiedlichen äquivalenten Querschnitt gemäß der Strömungsrichtung mit sich bringen kann (können). Diese äquivalenten Querschnitte können gemessen werden. In gleicher Weise kann der Koeffizient α ersetzt werden durch zwei verschiedene Koeffizienten α1 und α2.Further can, according to one Variant of the invention, the constant Se by two constants Se1 and Se2 are replaced, and one or the other depending on the flow direction which is determined by the equation (E.6) the connection line is generally one (several) permeable mechanical (s) System (s) includes, such as a safety valve when overturning the vehicle (English acronym: ROV), which (s) a different equivalent Cross section according to the flow direction with can (can) bring. These equivalent Cross sections can be measured. In the same way, the coefficient α can be replaced are given by two different coefficients α1 and α2.
Gleichfalls gemäß einer weiteren Variante der Erfindung werden die Konstante Se und der Koeffizient α durch den Term Se2 und α3 ersetzt, wenn der Verschluss des Elektroventils abrupt ist. Tatsächlich ist es vorzuziehen, ΔMgazres nicht mehr zwischen den Enden der Verbindungsleitung zu berechnen, aber zwischen der Freisetzungsöffnung des Absorbers und dem Tank.Likewise, according to another variant of the invention, the constant Se and the coefficient α are replaced by the term Se2 and α3 when the closure of the solenoid valve is abrupt. In fact, it is preferable to no longer calculate ΔMgaz res between the ends of the connection line, but between the release opening of the absorber and the tank.
Gemäß einer
Ausführungsform
der Erfindung ist es möglich,
in das Modell ein Leck von einem zuvor definierten Querschnitt zu
integrieren. Zum Beispiel ein Leck mit maximal durch die geltende
Norm definiertem Querschnitt und die Gegenstand eine Borddiagnose
ist. Hierfür
wird die Gleichung E.3 modifiziert, durch Subtrahieren eines Terms,
der repräsentativ
für die
Masse des durch das Leck verlorenen Gases ist, mit ΔMgazfuite(ti) bezeichnet,
während
des Zeitschritts Δt:
Und die Masse des durch das Leck während des Zeitschritts Δt verlorenen Gases, zwischen dem Tank und der Atmosphäre, kann modelliert werden in ähnlicher Weise zu der Berechnung von ΔMgazres:And the mass of the gas lost by the leak during the time step Δt, between the tank and the atmosphere, can be modeled similarly to the calculation of ΔMgaz res :
Im Rahmen des Verfahrens zur Regelung gemäß der Erfindung, ist es angebracht, einen Wert für den Querschnitt des Lecks von Null zu benutzen, um einen Unterdruck „im schlimmsten Fall" zu schätzen.in the As part of the method of regulation according to the invention, it is appropriate a value for to use the cross section of the leak from zero to a negative pressure "in the worst Case ".
Schliesslich ist es gemäß der Erfindung möglich, die Vorhersage des Modells in folgender Weise zu verbessern. Es werden als Variablen betrachtet, zum Beispiel mittels von Sensoren stammenden Informationen, die folgenden Parameter, die als konstant angenommen wurden, wie die Temperatur des Gases, der Atmosphärendruck. Es kann gleichfalls die Zusammensetzung des Gases in dem Absorber und dem Tank modelliert werden, zum Beispiel mittels einer Strategie, die sich auf die Abweichungen des Mischungsverhältnisses stützt, welche durch die Abgassonde beobachtet werden. Es kann bei jedem Schritt der Berechnung die Gaskonstante und die Gasdichte gefolgert werden.After all it is according to the invention possible, to improve the prediction of the model in the following way. It are considered as variables, for example by means of sensors originating information, the following parameters as constant were adopted, such as the temperature of the gas, the atmospheric pressure. It may also be the composition of the gas in the absorber and the tank, for example by means of a strategy, based on the deviations of the mixing ratio, which by the exhaust gas probe to be watched. It can at each step of the calculation, the gas constant and the gas density can be inferred.
Eine Aufgabe der Erfindung wird daher erreicht mittels der Initialisierung des Werts von ΔPres(t0) gefolgt von einer iterativen Berechnung des Unterdrucks in dem Tank, die rückgekoppelt ist, bei jeder Iteration des Auftretens Δt mit der folgenden Benutzung der Erfassung des Füllstandes des Kraftstoffs Vcarb, dann der Gleichungen E.1, E.2, E.7, E.6, E.5, E.8, E.3' und E.4 (oder der Gleichungen E.1, E.2, E.7, E.6, E.5, E.3 und E.4 für die erste Anwendung dieser Erfindung mit einer Berechnung eines Unterdrucks „im schlimmsten Fall").An object of the invention is therefore achieved by means of the initialization of the value of ΔP res (t0) followed by an iterative calculation of the negative pressure in the tank which is fed back at each iteration of the occurrence Δt with the following use of the detection of the level of the fuel Vcarb , then equations E.1, E.2, E.7, E.6, E.5, E.8, E.3 'and E.4 (or equations E.1, E.2, E. 7, E.6, E.5, E.3 and E.4 for the first application of this invention with a calculation of a "worst case" negative pressure).
Das
Verfahren zur Regelung des Unterdrucks in dem Tank besteht im Vergleichen,
zu jedem Zeitpunkt ti, der geschätzten
Höhe des
Unterdrucks in dem Tank ΔPres
mit einem Schwellwert des Unterdrucks, der in dem elektronischen
Rechner definiert und programmiert ist, welcher ΔPmaxres genannt
wird. Wenn der Schwellwert erreicht oder überschritten wird, berechnet
die Strategie dann, zu jedem Zeitpunkt ti,
einen Schwellwert über
einem der Parameter des Signals zur Steuerung des Aktuators, welcher
einen Wert von ΔPcan gleich dem Schwellwert ΔPmaxres gewährleistet.
Standardmäßig wird
der erste Parameter des Signals SC als derjenige betrachtet, für welchen
ein Schwellwert berechnet wird, welcher mit PSCmax1 bezeichnet wird.
Er kann bestimmt werden mittels Matrizen von Parametern [ΔPcan], [ΔPcoll] und [PSCj] mit j = 1, n zuvor definiert
und welche in dem Rechner programmiert sind, dem Schwellwert des
Unterdrucks ΔPmaxres und den Werten ΔPcoll und
PSCk mit k = 2, n dem elektronischen Rechner bekannt, durch:
Wenn nicht, wenn ΔPres kleiner ist als ΔPmaxres, dann setzt die Erfindung den Wert von PSCmax1 auf den maximalen Wert, der benutzt werden kann, d. h. die volle Öffnung des elektromechanischen Aktuators.If not, if ΔP res is less than ΔPmax res , then the invention sets the value of PSCmax1 to the maximum value that can be used, ie, the full opening of the electromechanical actuator.
Gemäß einer
Variante der Erfindung werden zwei Schwellwerte des Unterdrucks
in dem Rechner
Der zu benutzende Schwellwert wird gemäß Parametern ausgewählt. Zum Beispiel ist der festgehaltene Schwellwert der erste, außer in einem der folgenden Fälle: 1) im Fall der Abwesenheit von Information über das Niveau des Messstabs, wird ein standardmäßiges Niveau des Messstabs als herabgesetzter Modus benutzt (z. B. ein dem vollen Tank entsprechendes Niveau) und um die Reinigung/Entleerung des Absorbers durch dieses Verfahren nicht zu beschränken, wird der zweite Schwellwert benutzt, 2) wenn eine Information über den Grad der Ladung des Absorbers verfügbar ist (zum Beispiel mittels eines Verfahrens, welches die Ladung des Absorbers mit Kraftstoff schätzt) und wenn der Grad höher ist als eine in dem Rechner definierte und programmierte Ladung, was dem Fall entsprechen kann, in dem der Absorber im Verlauf der Sättigung mit Kraftstoff ist, um dann den Ausstoß von Kraftstoff in die Atmosphäre zu vermeiden, wird der zweite Schwellwert angewandt, um die Reinigung/Entleerung des Absorbers durch dieses Verfahren nicht zu beschränken.Of the threshold to be used is selected according to parameters. To the Example is the recorded threshold value of the first, except in one the following cases: 1) in the absence of information about the level of the dipstick, becomes a standard level of the dipstick is used as a lowered mode (eg, the full one Tank corresponding level) and to the cleaning / emptying of the Absorbing absorbers by this method becomes the second threshold 2) if information about the degree of charge of the Absorbers available is (for example by means of a method which the charge of the Absorber with fuel estimates) and if the grade is higher is defined as a charge defined and programmed in the computer, which may correspond to the case in which the absorber in the course of saturation with fuel, then to avoid the emission of fuel into the atmosphere, the second threshold is applied to the cleaning / emptying of the absorber should not be restricted by this procedure.
So besteht die Erfindung darin, ein Signal zur Steuerung des Aktuators zu erzeugen, indem der zuvor bestimmte Schwellwert PSCmax1(ti) berücksichtigt wird. Das neue Steuersignal wird bestimmt in dem folgenden Berechnungsschritt ti + 1. Wie zuvor angegeben ist die Basisfunktion des Aktuators, die Zufuhr von kraftstoffhaltigem Gemisch durch die Reinigung/Entleerung des Absorbers zu beschränken, so wird bei jedem Berechnungsschritt PSC1 bestimmt, um diese Zu fuhr zu regeln. Nach der anfänglichen Berechnung von PSC1(ti – 1) wird eine zusätzliche Bedingung hinzugefügt: wenn PSC1(ti + 1) > PSCmax1(ti), dann ist PSC1(ti + 1) = PSCmax1(ti). Das Signal zur Steuerung des Aktuators wird danach erzeugt mit der Konsequenz der Reduktion der Öffnung des Aktuators und einer erheblicher als vorgesehenen Beschränkung der Zufuhr von Kraftstoff.Thus, the invention is to generate a signal for controlling the actuator by taking into account the previously determined threshold PSCmax1 (t i ). The new control signal is determined in the following calculation step t i + 1. As previously stated, the basic function of the actuator is to limit the supply of fuel-containing mixture by the cleaning / emptying of the absorber, PSC1 is determined to be closed at each calculation step to regulate. After the initial calculation of PSC1 (t i - 1) is added to an additional condition: if PSC1 (t i + 1)> PSCmax1 (t i), then PSC1 (t i + 1) = PSCmax1 (t i). The signal for controlling the actuator is then generated with the consequence of reducing the opening of the actuator and a much greater than intended restriction on the supply of fuel.
Die Berechnungen, welche die Schätzung des Unterdrucks in dem Tank in Schritt ti + 1 betreffen, werden anschließend ausgeführt, und so fort, die Gesamtheit der Strategie ist daher rückgekoppelt.The calculations concerning the estimation of the negative pressure in the tank in step t i + 1 are then carried out, and so on, the whole of the strategy is therefore fed back.
So wird, indem PSC1(ti + 1) auf PSCmax1(ti) beschränkt wird, der Unterdruck in dem Behalter bei einem Wert von ΔPmaxres bei ti + 1 gehalten, wenn nicht, wird sich der Unterdruck bei Verschliessen des Aktuators vermindern.Thus, it is by PSC1 (t i + 1) is limited to PSCmax1 (t i), keeping the negative pressure in the container at a value of ΔPmaxres at t i + 1, if not, the negative pressure will decrease at closing of the actuator.
In einer weiteren Ausführungsvariante basiert das beschriebene Verfahren zur Regelung nicht auf einer Schätzung der Höhe des Unterdrucks wie definiert in den zuvor beschriebenen Formeln, aber durch die direkte Messung der Höhe des Unterdrucks über einen Drucksensor, die in dem Tank oder auf einem mit dem Tank verbundenen Element liegt.In a further embodiment The described method of regulation is not based on one estimate the height the negative pressure as defined in the formulas described above, but by directly measuring the level of negative pressure over one Pressure sensor in the tank or on one connected to the tank Element lies.
Die Erfindung wird nun detaillierter beschrieben unter Bezugnahme auf die anliegenden Figuren.The The invention will now be described in more detail with reference to FIG the adjacent figures.
Das
Fahrzeug, gemäß
Für gegebene
Batteriespannungen Ubat und Frequenz FC ist der Unterdruck ΔPcan auf
Höhe der
Verbindungsöffnung
Die
mit Hilfe der Vorrichtung erhaltenen Resultate sind in Form der
Graphik aus
Die
Algorithmen, die Variablen und die Konstanten, die für die Regelung
des Motors notwendig sind, von denen, die der Steuerung der Reinigung/Entleerung
des Absorbers
Nach
Unterspannungsetzen des Rechners
Gemäß
Gemäß
Gemäß
Die
Basisstrategie aus
Gemäß den
Das Verfahren gemäß der Erfindung kann auf ein Fahrzeug angewandt werden, das mit einem Lüftungsventil und einem Drucksensor ausgestattet ist, welcher auf dem Tank platziert ist. So ist es möglich, den Wert des durch den Sensor erfassten Unterdrucks mit dem Wert des Drucks zu vergleichen, der mit dem Verfahren der Erfindung geschätzt wurde.The Method according to the invention Can be applied to a vehicle that has a ventilation valve and a pressure sensor which is placed on the tank is. So it is possible the value of the negative pressure detected by the sensor with the value of the pressure estimated by the method of the invention.
Wenn der gemessene Unterdruck kleiner als der geschätzte Unterdruck ist, gibt es entweder:
- – Ein Leck in dem Tank oder auf der Verbindungsleitung oder auf der Reinigungs-/Entleerungsleitung. Tatsächlich bewirkt das Leck eine Zufuhr von Luft, welche die Unterdrucksetzung des Tanks vermindert.
- – Eine Verstopfung in der Reinigungs-/Entleerungsleitung. Tatsächlich erhöht diese Verstopfung, selbst teilweise, den Verlust an Ladung der Reinigungs-/Entleerungsleitung. So ist der Unterdruck ΔPcan viel schwächer und infolgedessen ist der Unterdruck in dem Tank viel schwächer.
- – Die vorigen zwei Mängel sind gleichzeitig vorhanden.
- - A leak in the tank or on the connecting pipe or on the cleaning / emptying pipe. In fact, the leak causes a supply of air, which reduces the pressurization of the tank.
- - A blockage in the cleaning / emptying pipe. In fact, this obstruction, even partially, increases the loss of charge to the purge / dump line. Thus, the negative pressure ΔP can is much weaker and as a result, the negative pressure in the tank is much weaker.
- - The previous two defects are present at the same time.
Wenn der gemessene Unterdruck größer ist als der geschätzte Unterdruck, dann gibt es eine Verstopfung der Freisetzungsöffnung des Absorbers. Diese Verstopfung kann auf eine Verunreinigung oder eine Fehlfunktion des Elektroventils zur Entlüftung zurückzuführen sein, das Elektroventil ist geschlossen anstatt offen, wenn es geöffnet sein soll.If the measured negative pressure is greater as the esteemed Negative pressure, then there is a blockage of the release opening of the Absorber. This clogging can be due to contamination or a Failure of the solenoid valve to vent due to the solenoid valve is closed instead of open when it should be open.
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