EP0288090A2 - Vorrichtung zur Entlüftung von Kraftstofftanks - Google Patents

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EP0288090A2
EP0288090A2 EP88106880A EP88106880A EP0288090A2 EP 0288090 A2 EP0288090 A2 EP 0288090A2 EP 88106880 A EP88106880 A EP 88106880A EP 88106880 A EP88106880 A EP 88106880A EP 0288090 A2 EP0288090 A2 EP 0288090A2
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EP
European Patent Office
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tank ventilation
adaptation
control
value
fuel
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EP0288090B1 (de
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Helmut Ing. Grad. Breitkreutz
Albrecht Dipl.-Ing. Clement
Dieter Dipl.-Ing. Mayer
Claus Dipl.-Ing. Ruppmann
Dieter Dipl.-Ing. Walz
Ernst Dipl.-Ing. Wild
Martin Dr. Ing. Zechnall
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Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
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Publication date
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    • F02D41/2454—Learning of the air-fuel ratio control

Definitions

  • the invention relates to a device according to the preamble of claim 1.
  • ⁇ probes that measure the composition of the exhaust gas are used to control tank ventilation valves, that such a valve is opened or closed continuously depending on the signal of the ⁇ probe.
  • the tank ventilation valve is in each case arranged between an intermediate store and the inlet of the internal combustion engine and is electrically controlled; a corresponding, but pneumatically controlled tank ventilation valve is also known from DE-A-2 612 300.
  • tank ventilation systems that are dependent for the output signal of a ⁇ probe or, depending on a fuel control pulse, actuate tank ventilation valves so that the release of vapors from the intermediate storage is always permitted if the output signal of the ⁇ probe results in a lean mixture composition while the tank ventilation valve is closed or almost closed when the ⁇ probe indicates a rich mixture composition.
  • This is to achieve a balancing effect with regard to a steady ratio of the fuel air mixture supplied to the internal combustion engine as a whole, but the treatment of the fuel air mixture via the gasification provided in both US patents remains unaffected by the tank ventilation means. This means that when a correspondingly lean mixture is indicated by the ⁇ probe, the enrichment takes place simultaneously and therefore in parallel via the mixture preparation system and the tank ventilation.
  • tank ventilation device according to US Pat. No. 4,275,697, which parallelly converts the output signal of the ⁇ probe, which is converted into a clock pulse sequence, and which is originally fed to the solenoid of a control nozzle in the carburetor, in order to ensure a stoichiometric mixture used to switch off the tank ventilation or to keep it to minimum values when either a minimum or a maximum fuel is added via the carburetor.
  • the additional tank ventilation should lead to an undesirable over-greasing of the mixture; in normal operation, the additional fuel quantities coming from the tank ventilation remain without major ones Influence and ultimately, also indirectly, namely indirectly via the reaction of the ⁇ probe, in its effect on the mixture composition, albeit with a time delay and possibly out of phase, are approximately corrected.
  • the intermediate storage container containing the activated carbon filter is able to store fuel vapors up to a certain maximum amount, the filter being flushed during engine operation by the vacuum developed by the internal combustion engine in the intake tract, for which purpose the filter has an opening to the outside air.
  • the filter has an opening to the outside air.
  • Such an additional amount of fuel which in particular also influences the driving behavior under certain conditions, which in extreme cases can consist of almost 100% air or 100% fuel vapor as a tank ventilation mixture, is also not acceptable if the influence of this disturbance variable is directly influenced by pneumatic actuators obtains the intake manifold pressure developed by the internal combustion engine or completely excludes the supply of the tank ventilation mixture by means of an electronic on / off control for particularly sensitive operating conditions, such as idling.
  • the invention is therefore based on the object of providing a device which supplies the tank ventilation mixture, which cannot be predetermined in terms of its proportions or quantities, to the intake tract of the respective internal combustion engine in such a way that, on the one hand, there is effective ventilation of the buffer store, but on the other hand none disruptive influence on the fuel metering for the internal combustion engine operating under the guidance of a ⁇ control results.
  • the invention solves this problem with the characterizing features of claim 1 and has the advantage that despite the fact that the extent of the tank ventilation influence eludes a mathematical forecast, both the actual fuel metering can be coordinated with the tank ventilation influence and measures can be taken, In order to ensure in the so-called adaptive learning systems (adaptive pilot control systems) that the unavoidable, long-term deviations of the controller output in the presence of a tank ventilation, which can only be attributed to this additional influence, do not introduce unwanted pilot control corrections per se. which would permanently disrupt the adaptation behavior.
  • adaptive learning systems adaptive pilot control systems
  • the deviation of the control factor from the setpoint value caused by the tank ventilation causes a correction value to run away, which occurs in the above
  • tank ventilation valve in the tank ventilation line between the filter and the suction tract is periodically controlled by an associated control device, the period resulting from the change between opening and closing the valve and by varying this ratio of opening duration to closing duration (which is the duty cycle of the Tank ventilation control corresponds) a corresponding adjustment of the tank ventilation mixture amount can be achieved.
  • tank ventilation can also be incorporated and implemented in the overall behavior of the internal combustion engine over a wide range depending on the lambda control factor.
  • FIG. 1 shows a fuel tank or tank 10 which is ventilated and vented exclusively via an activated carbon filter located in a temporary storage tank 11, the fuel evaporating from the tank being stored in the activated carbon filter up to a limited maximum amount. This stored fuel is then sucked into the engine by the running internal combustion engine - only the intake area 12 with the throttle valve 12a is shown in FIG. 1.
  • the tank ventilation valve 13 is activated on its magnetic part 13a by a tank ventilation control (TE) 34, which outputs a control pulse sequence with a variable pulse duty factor TV, whereby a suitable variation of the opening cross section of the tank ventilation system 13 can be set.
  • TE tank ventilation control
  • the characteristic curve of the tank ventilation valve 13 between the minimum throughput Qmin and Qmax over the pulse duty factor can be approximately linear, possibly also exponential, which can be included in the range.
  • the following information relates to specific numerical data of a suitable tank ventilation valve with a passage cross-section that can be changed continuously depending on the duty cycle of the control pulse sequence.
  • the basic function of a fuel injection system can therefore be such that for the generation of the fuel metering signal in connection with a lambda control circuit in a multiplier stage, starting from the output signal of a load sensor shown, for example an air flow meter, and a speed sensor, a load signal, namely an injection time duration signal t L, is generated and a further, downstream multiplier stage, ultimately for the control of the or injection valves.
  • the second multiplier stage corrects the injection duration with a correction factor F R , which is generated as a lambda correction factor behind a comparator from the actual lambda value generated by the lambda probe and a desired lambda value from a lambda controller 22, which is shown in FIG. 2 is shown.
  • the invention now also succeeds in adaptively designing the tank ventilation TE, in other words, the components, switching means, regulating and control processes involved in the tank ventilation are such that what the tank ventilation brings to the mixture for the internal combustion engine the actual mixture formation (basic adaptation) is subtracted again, which results in a particular advantage in those mixture preparation systems and fuel injection systems which themselves have an adaptive pilot control for lambda control and for which tank ventilation can therefore cause certain difficulties because this adaptive pilot control ( Basic adaptation) usually uses the longer-term deviations of the controller output (lambda controller) as a measure for a correction of the pilot control - the invention makes it possible to retain the advantages of adapting the pilot control in its extension.
  • FIG. 2 therefore shows schematically and without going into special detailed solutions, in the upper area the lambda control circuit for the mixture preparation, for example by a fuel injection system with basic adaptation, and in the lower part the extension of this basic principle to an adaptive pilot control of the tank ventilation.
  • the lambda controller 22 connected downstream of the actual value setpoint comparison point 20 for the output signal of the lambda probe generates the lambda correction factor F R , which leads to an intervention point 19, where, multiplicative and additive, preferably multiplicative, an effective injection time period t L ⁇ ⁇ i ⁇ F i generated by other components of the mixture preparation system, for example fuel injection system, is supplied.
  • the output signal F R of the lambda controller 22 is smoothed via a low-pass filter 23, that is to say subjected to averaging, and the smoothed or mean value signal F R of the correction factor is led after a comparison point 31 via a switch S3 to the basic adaptation block 32, which is usually a controller.
  • the basic adaptation block 32 which is usually a controller.
  • a downstream multiplier block 33 there is also a multiplication by a normalized speed value; memory (not shown) can also be provided, which temporarily stores the value of the basic pre-control adaptation, for example, for periods during which a lambda signal is not available, for example due to an inactive lambda probe.
  • the controller 32 for the basic adaptation adjusts its output variable for the multiplicative or additive factor resulting at the point of engagement 30, which originates from it, until the mean value of the output variable of the lambda controller 22 matches the setpoint at the comparison point 31, which is preferably the assumes neutral value 1, corresponds.
  • this basic pilot control adaptation can include various correction values - speed-proportional, speed-independent, which, depending on the load state of the internal combustion engine, intervene in the calculated injection period in an additive or multiplicative corrective manner, which is not shown.
  • the adaptive pre-control of the tank ventilation which is assigned to the pre-control adaptation of the injection duration, initially comprises a logic circuit or sequence control circuit, which is represented at 34 as representative of all conceivable embodiments, also in software version, and an associated block 35 for the TE adaptation, which alternatively via the already mentioned switch S3 from the mean value of the lambda correction factor F R is applied. Therefore, in this exemplary embodiment the control factor F R is used to intervene in the tank ventilation, an adaptation to the load value t L , for example additively, would of course also be conceivable.
  • block 35 for the TE adaptation passes information from block 34 of the sequence control TE, mainly via the duty cycle of the control pulse sequence for the tank ventilation valve 13, active lambda control, transition to pilot control map and the like.
  • the result of a limit value detection block 36 from the output of the TE adaptation block 35, at which a value of the adaptive pilot control for tank ventilation (ATE) is present, is whether this correction factor ATE (adaptation value) has a negative threshold value (ATEmin) or a positive threshold ATEpos has reached, which threshold values also as fat stroke or Lean stroke can be called.
  • ATE adaptive pilot control for tank ventilation
  • the adaptation value ATE passes through an intermediate multiplication stage 37, at which in turn, so that the two intervention values of the basic adaptation and the TE adaptation are equivalent, a standardized speed value is supplied, and via a switch S4 to a further intervention point 38 in the course of the t i preparation where multiplicative or additive interventions can be made.
  • a multiplier stage 39 with a speed value n is then connected downstream, so that a fuel / time-air mass / time mixture information is obtained at an addition point 40, which is then fed to the RE mixture at point 41.
  • the tank ventilation line 42 carrying the TE mixture from the tank ventilation valve 13 in front of the throttle valve can be connected to the intake tract of the internal combustion engine, as a result of which the amount of the extracted TE mixture remains approximately constant with the same cross section of the TE valve 13, since the negative pressure in front of the throttle valve is approximately constant and the amount increases with the root of the negative pressure.
  • a constant amount is also helpful for adaptive control as it is through an additive correction worth can be compensated.
  • the tank ventilation is activated at the start, when the overrun is switched off and also set a minimum value when the lambda control is inactive; a defined mixture should enable starting and reinsertion after overrun fuel cutoff.
  • the TE control starts softly and the duty cycle of the tank ventilation TVTE becomes, as in b) in 9, shown in a ramp shape, but with change limitation 1, increased starting from a predetermined minimum value TVTEmin1.
  • the slope of the duty cycle of the control pulse sequence for the TE valve is chosen so that the pilot control to be explained further below can compensate for the resulting disturbance in the mixture balance of the internal combustion engine in good time.
  • the pulse duty factor is increased until the adaptation value ATE has reached a minimum negative threshold value ATEmin, which can also be referred to as a lean stop in relation to the adaptation value.
  • a limit control then starts.
  • the duty cycle TVTE can already have reached a pre-control stop value at t 1, which can result from the pre-control map; therefore, the duty cycle is not changed until the time t2, at which the negative threshold ATEmin is reached.
  • the duty cycle TVTE is decremented until the threshold falls below (in the positive direction) again. From then on, the pulse duty factor is incremented again, until the threshold is exceeded again in the negative direction, etc.
  • the TE mixture is checked by the control process just explained beginning in block 34 with the regulation of the duty cycle from the beginning - it should also be pointed out here that the reduction of the duty cycle with a change limit 2 to the minimum value TVTEmin2 er follows, which enables a faster change in the duty cycle to small passage cross-sections of the tank ventilation valve.
  • This adaptation of the tank ventilation pre-control is expediently limited to a load-speed range that is effective only below the air quantity threshold, as shown in FIG. 10, since it can only be calculated precisely enough in this range.
  • the adapted value ATE is expediently only stored in a memory (not mentioned) assigned to block 35 of the TE adaptation when the engine is running - for use, for example, in the case of a temporarily inactive ⁇ probe, and is deleted again when the engine is switched off.
  • the TE feedforward adaptation is interrupted, and the last adapted value ATE is temporarily stored in the memory (not shown) assigned to block 35.
  • the effective range of the TE pilot control adaption according to Fig. 10 so much tank ventilation mixture can be output via the KFTE map that the influence on the lambda control can be neglected (the TE amount is proportional to the air volume), so that basic adaptation in this sub-area can also be effective during the tank ventilation - in other words, the switch S3 is switched to the block 32 in this case, which can also be done by the sequence control 34 by evaluating corresponding load and speed information.
  • sequence control for the activation of the tank ventilation valve in the form of a flow chart indicated on the next page 25 specifies the function of the sequence control 34 in software terms. It is therefore understood that, although the invention has been improved for better ver was explained on the basis of a block diagram using individual components, and a software version of the device according to the invention by means of a microcomputer or microcomputer is easily within the scope of the invention and can be carried out; Such an embodiment is not a problem for the person skilled in the field of fuel metering in internal combustion engines, since he can also call in experts in the field of data processing technology if necessary.

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Abstract

Bei einer Vorrichtung zur Entlüftung von Kraftstofftanks bei Brennkraftmaschinen o. dgl., bei der sich bildende Kraftstoffdämpfe in einem Aktivkohle-Filterbehälter als Zwischenspeicher aufgenommen werden und Mitteln zur gesteuerten Abgabe des Tankentlüftungsgemisches (TE-Gemisch) zur Brennkraftmaschine in Abhängigkeit von ausgewählten, mindestens das Ausgangssignal einer λ-Sonde umfassenden Betriebsbedingungen durch kontinuierliche Veränderung des Durchlaßöffnungsquerschnitts eines zwischen dem Zwischenspeicher und der Brennkraftmaschine geschalteten elektrisch gesteuerten Tanklüftungsventils vorgesehen sind, wird vorgeschlagen, die λ-Sondensignal-abhängige Regelung der Tankentlüftung so durchzuführen, daß hierbei gleichzeitig adaptiv der berechnete Wert der der Brennkraftmaschine zuzuführenden Kraftstoffmenge beeinflußt wird.

Description

    Stand der Technik
  • Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Bei bekannten Vorrichtungen dieser Art (US-A-4 275 697; US-A-4 013 054) werden die Zusammensetzung des Abgases erfassende λ-Sonden zur Steurung von Tankentlüftungsventilen so eingesetzt, daß abhängig vom Signal der λ-Sonde ein solches Ventil kontinuierlich geöffnet bzw. geschlossen wird. Das Tankenlüftungsventil ist dabei jeweils zwischen einem Zwischenspeicher und dem Einlaß der Brennkraft­maschine angeordnet und elektrisch gesteuert; ein entsprechendes, jedoch pneumatisch gesteuertes Tank­entlüftungsventil ist ferner bekannt aus DE-A-2 612 300.
  • Bemerkenswert ist aber bei allen bekannten Ausführungs­formen von Tankentlüftungssystemen, die in Abhängigkeit zum Ausgangssignal einer λ-Sonde oder auch abhängig von einem Kraftstoffregelimpuls Tankentlüftungsventile ansteuern, daß eine Freigabe von Dämpfen aus dem Zwischenspeicher immer dann zugelassen wird, wenn sich aus dem Ausgangssignal der λ-Sonde eine magere Gemischzusammensetzung ergibt, während das Tankentlüftungs­ventil geschlossen oder nahezu geschlossen ist, wenn die λ-Sonde eine fette Gemischzusammensetzung anzeigt. Hierdurch soll eine ausgleichende Wirkung im Hinblick auf eine Verstetigung der Verhältnisanteile des der Brennkraftmaschine insgesamt zugeführten Kraftstoff­luftgemisches erzielt werden, wobei aber die Aufbereitung des Kraftstoffluftgemisches über die in beiden US-Patent­schriften vorgesehene Vergasung durch die Tankentlüftungs­mittel unbeeinflußt bleibt. Das bedeutet, daß bei Anzeige eines entsprechend mageren Gemisches durch die λ-Sonde die Anfettung gleichzeitig und daher parallel über das Gemischaufbereitungssystem und die Tankentlüftung erfolgt.
  • Unterschiedlich hierzu ist lediglich die Tankentlüftungs­vorrichtung nach der US-A-4 275 697, die das in eine Taktimpulsfolge umgewandelte Ausgangssignal der λ-Sonde, welches ursprünglich dem Solenoid einer Steuerdüse im Vergaser zugeführt ist, um für ein möglichst stöchiometrisches Gemisch zu sorgen, parallel dazu benutzt, die Tankentlüftung immer dann abzuschalten oder auf minimale Werte zu halten, wenn entweder eine minimale oder eine maximale Kraftstoff­zugabe über den Vergaser erfolgt. In diesen beiden Fällen soll die zusätzliche Tankentlüftung zu einer nicht wünschenswerten Überfettung des Gemisches führen; bei Normalbetrieb bleiben die zusätzlichen, aus der Tankentlüftung stammenden Kraftstoffmengen ohne größeren Einfluß und werden letztlich auch, nämlich indirekt über die Reaktion der λ-Sonde, in ihrer Einwirkung auf die Gemischzusammensetzung, wenn auch mit Zeitver­zögerung und unter Umständen phasenverschoben, in etwa ausgeregelt.
  • Die genannten Veröffentlichungen sind Beispiele dafür, daß man bei dem Betrieb von Brennkraftmaschinen bestrebt ist, die sich aufgrund und Abhängigkeit bestimmter Parameter (Kraftstoff-Temperatur, -Menge, Dampdruck, Luftdruck, Spülmenge...) bildenden Kraftstoffdämpfe nicht lediglich ins Freie zu entlüften, sondern der Brennkraftmaschine wieder zuzuführen; üblicherweise so, daß der erwähnte, mit Aktivhohle gefüllte Zwischen­speicher vorgesehen ist, der die sich bildenden Kraft­stoffdämpfe, biespielsweise bei stehendem Fahrzeug, aufnimmt und über eine Leitung dem Ansaugbereich der Brennkraftmaschine zuführt. In diesem Zusammenhang ist es ferner bekannt, eine durch eine solche zusätzli­che, auf die Tankentlüftung zurückzuführende Kraft­stoffluftgemischmenge mögliche Erhöhung der Abgas­emission zu verhindern oder kleinzuhalten, indem die Tankentlüftung nur bei bestimmten Betriebszuständen der Brennkraftmaschine zugelassen wird (s. Bosch "Motronic"- Technische Beschriebung C5/1 vom August 1981; DE-OS 28 29 958).
  • Der den Aktivkohlefilter enthaltende Zwischenspeicher­behälter ist in der Lage, Kraftstoffdämpfe bis zu einer bestimmten Maximalmenge zu speichern, wobei eine Spülung des Filters während des Motorbetriebes durch den von der Brennkraftmaschine entwickelten Unterdruck im Ansaugtrakt erfolgt, wozu das Filter eine Öffnung zur Außenluft besitzt. Notwendigerweise ergibt sich daher auch dann, wenn man nur bei bestimmten Betriebsbedingungen die Spülung des Zwischenspeichers zuläßt, ein zusätzliches, auf diese Tankentlüftung zu­rückzuführendes Kraftstoffluftgemisch, welches als nicht gemessenes oder mit sinnvollem Aufwand nicht meßbares Gemisch das normalerweise mit hohem Berechnungsaufwand sehr exakt erstellt Kraftstoffzumeßsignal - bei einer Kraftstoffeinspritzanlage die Dauer des Einspritzsteuer­befehls ti - und die sich hierdurch ergebende, der Brenn­kraftmaschine zugeführte Kraftstoffmenge verfälscht. Eine solche, insbesondere auch das Fahrverhalten unter bestimmten Bedingungen beeinflussende zusätzliche Kraft­stoffmenge, die in den Extremfällen als Tankentlüftungs­gemisch auch aus nahezu 100 % Luft oder 100 % Kraft­stoffdampf bestehen kann, ist auch dann nicht akzeptier­bar, wenn man den Einfluß dieser Störgröße durch pneu­matische Stellglieder unmittelbar auf den von der Brenn­kraftmaschine entwickelten Saugrohrdruck bezieht oder die Zuführung des Tankentlüftungs-Gemisches durch eine elektronische Ein/Aus-Steuerung für besonders empfind­liche Betriebszustände, etwa Leerlauf, völlig aus­schließt.
  • Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zu schaffen, die das in seinen Verhältnis­anteilen bzw. seinen Mengen nicht vorgebbare Tankentlüf­tungs-Gemisch in einer solchen Weise dem Ansaugtrakt der jeweiligen Brennkraftmaschine zuführt, daß sich einerseits eine wirksame Entlüftung des Zwischen­speichers, andererseits aber kein störender Einfluß auf die unter der Führung einer λ-Regelung arbeitende Kraftstoffdosierung für die Brennkraftmaschine ergibt.
    • Vorteile der Erfindung
  • Die Erfindung löst diese Aufgabe mit den kennzeichnen­den Merkmalen des Anspruchs 1 und hat den Vorteil, daß trotz des Umstandes, daß das Ausmaß des Tank­entlüftungseinflusses sich einer rechnerischen Vor­hersage entzieht, dennoch sowohl die eigentliche Kraftstoffdosierung auf den Tankentlüftungseinfluß ab­gestimmt werden kann als auch Maßnahmen getroffen wer­den, um bei den sogenannten adaptiv lernenden Syste­men (adaptive Vorsteuerungssysteme) dafür zu sorgen, daß durch die nicht vermeidbaren, längerfristigen Ab­weichungen des Reglerausgangs bei Vorliegen einer Tankentlüftung, die insofern nur auf diesen zusätzli­chen Einfluß zurückzuführen sind, an sich ungewollte Vorsteuer-Korrekturen nicht eingeführt werden, wodurch das Adaptionsverhalten insgesamt nachhaltig gestört wer­den würde.
  • Auf diese Weise gelingt es, auch den Tankentlüftungs­bereich adaptiv vorzusteuern, wobei bei Start, Schub­abschaltung und bei inaktiver Lambda-Regelung auf einen Minimalwert gesetzt wird; ferner ist es möglich, eine Grenzwertregelung um den Grenzwert eines minimal zulässigen Adaptionswertes der Tankentlüftung einzu­führen.
  • Grundsätzlich verursacht die durch die Tankentlüftung hervorgerufene Abweichung des Regelfaktors vom Soll­wert ein Weglaufen eines Korrekturwerts, der im vor­ liegenden Fall allerdings mit Vorteil so in der Be­rechnung des normalen Einspritzsignals, hier bezogen auf eine Kraftstoffeinspritzanlage, berücksichtigt wird, daß unabhängig von Last und Drehzahl eine kon­stante Kraftstoff- bzw. Luftmenge kompensiert wird. Auf diese Weise ist es möglich, den Einfluß der Tank­entlüftung auf die Lambda-Regelung und die dazu ge­hörige Adaption der Vorsteuerung des Kraftstoffeinspritz­signals auszuschalten. Bei Veränderung in der Tankent­lüftungs-Gemischzusammensetzung und bei Lastwechsel läßt sich daher eine Beeinträchtigung des Fahrver­haltens vermeiden.
  • Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maß­nahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Ver­besserungen der im Hauptanspruch angegebenen Vor­richtung möglich. Hier ist vorteilhaft, daß das Tank­entlüftungsventil in der Tankentlüftungsleitung zwi­schen Filter und Saugtrakt von einem zugeordneten Steuergerät periodisch angesteuert wird, wobei die Pe­riode sich aus dem Wechsel zwischen Öffnen und Schlie­ßen des Ventils ergibt und durch eine Variation die­ses Verhältnisses Öffnungsdauer zu Schließdauer (was dem Tastverhältnis der Tankentlüftungsansteuerung ent­spricht) eine entsprechende Verstellung der Tankent­lüftung-Gemischmenge erzielt werden kann. Auf diese Weise kann über einen weiten Bereich in Abhängigkeit zum Lambda-Regelfaktor auch die Tankentlüftung im Sinne einer Regelung in das Gesamtverhalten der Brennkraftmaschine einbezogen und realisiert werden.
    • Zeichnung
  • Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeich­nung dargestellt und werden in der nachfolgenden Be­schreibung näher erläutert. Es zeigen:
    • Fig. 1 stark schematisiert das Grundprinzip der Tank­entlüftung mit Tankentlüftungsventil mit kon­tinuierlich änderbarem Öffnungsquerschnitt und elektronischem Steuergerät,
    • Fig. 2 ein Blockschaltbild einer adaptiven Tankent­lüftungsregelung mit möglicher Einflußnahme auf die vom Kraftstoffdosiersystem der Brenn­kraftmaschine zugeführten Kraftstoffmenge,
    • Fig. 3 Kurvenverläufe über der Zeit des Tankentlüf­tungsverlaufs, des Tastverhältnisses der An­steuerimpulsfolge, der adaptiven Vorsteuerung bei Tankentlüftung und des Lambda-Regelfaktors und
    • Fig. 4 den Bereich der Tankentlüftungsadaption im Lastdrehzahldiagramm.
    Beschreibung der Ausführungsbeispiele
  • In Fig. 1 ist ein Kraftstoffbehälter oder Tank 10 ge­zeigt, der ausschließlich über ein in einem Zwischen­speicherbehälter 11 befindliches Aktivkohlefilter be- ­und entlüftet wird, wobei der aus dem Tank verdampfende Kraftstoff bis zu einer begrenzten Maximalmenge im Ak­tivkohlefilter gespeichert wird. Dieser gespeicherte Kraftstoff wird dann die laufender Brennkraftmaschine - in Fig. 1 ist lediglich der Ansaugbereich 12 mit Drosselklappe 12a dargestellt - in den Motor abgesaugt.
  • Die Zumessung des aus dem Bereich der Tankentlüftung abgesaugten Kraftstoffs oder des dort gebildeten, in seinen Verhältnisanteilen nicht bestimmbaren Kraft­stoffluftgemisches erfolgt über ein spezielles Tank­entlüftungsventil 13 so, daß in allen Betriebszustän­den des Systems keine Beeinträchtigung von Fahrver­halten und Abgasverhalten und keine Beeinträchtigung der an der Kraftstoffzumessung beteiligten Regel­kreise und adaptiver Systeme auftritt.
  • Die Ansteuerung des Tankentlüftungsventils 13 er­folgt auf dessen Magnetteil 13a von einer Steuerung Tank­entlüftung (TE) 34, wobei diese eine Ansteuerimpuls­folge mit veränderbarem Tastverhältnis TV ausgibt, wodurch sich eine geeignete Variation des Öffnungs­querschnitts des Tankentlüftungssystems 13 ein­stellen läßt. Dabei kann die Kennlinie des Tank­entlüftungsventils 13 zwischen Minimaldurchsatz Qmin und Qmax über dem Tastverhältnis angenähert linear, gegebenenfalls auch exponentiell verlaufen, was in die Bereichnung einbezogen werden kann.
  • Die folgenden Angaben beziehen sich auf speziell nu­merische Daten eines geeigneten Tankentlüftungsven­tils mit in Abhängigkeit zum Tastverhältnis der An­steuerimpulsfolge kontinuierlich veränderbarem Durch­laßquerschnitt.
  • Mit Vorteil basiert das Tankentlüftungsventil auf dem Hubmagnetprinzip, welches im stromlosen Zustand offen ist und einer geeigneten Taktfrequenz-Impuls­folge von 10 Hz angesteuert wird. Hierbei ergibt sich dann bei einem Druckunterschied Δp = 20 mbar ein Maxi­ maldurchsatz von 2<Q≦4 m³/h und ein Minimaldurchsatz beim gleichen Druckunterschied von 0<Q≦0,1 m³/h, wo­bei bei diesem bevorzugten Ausführungsbeispiel die über das Tastverhältnis herstellbare Variation zwischen Qmin und Qmax im Verhältnis 1:20 liegen kann.
  • In diesem Zusammenhang wird darauf hingewiesen, daß die nachfolgenden Ausführungen sich im wesentlichen auf die Anwendung der Tankentlüftung auf eine Kraft­stoffeinspritzanlage beziehen, so daß im folgenden für die Einspritzung gebräuchliche Bezeichnungen verwen­det werden. Hierdurch wird die Erfindung jedoch nicht auf die Zuordnung zu einer Kraftstoffeinspritzanlage eingeschränkt, sondern umfaßt Anwendungsmöglich­keit bei beliebigen Kraftstoffzumeßeinrichtungen für Brennkraftmaschinen.
  • Die Grundfunktion einer Kraftstoffeinspritzanlage kann daher so verlaufen, daß für die Erstellung des Kraft­stoffzumeßsignals in Verbindung mit einem Lambda-­Regelkreis in einer Multiplizierstufe, ausgehend von dem Ausgangssignal eines dargestellten Last­sensors, beispielsweise eines Luftmengenmessers, und eines Drehzahlgebers ein Lastsignal, nämlich ein Ein­spritzzeitdauersignal tL erzeugt und einer weiteren, nachgeschalteten Multiplizierstufe, letztlich für die Ansteuerung des oder Einspritzventile, zugeführt wird. Die zweite Multiplizierstufe korrigiert die Ein­spritzzeitdauer mit einem Korrekturfaktor FR, der als Lambda-Korrekturfaktor hinter einem Vergleicher aus dem von der Lambda-Sonde erzeugten Lambda-Istwert und einem Lambda-Sollwert von einem Lambda-Regler 22 er­zeugt wird, der in Fig. 2 gezeigt ist.
  • Der Erfindung gelingt es nun, auch die Tankentlüftung TE ergänzend adaptiv auszubilden, mit anderen Worten, die an der Tankentlüftung beteiligten Komponenten, Schaltmittel, Regel- und Steuerungsabläufe sind so beschaffen, daß das, was die Tankentlüftung an zusätz­lichem Gemisch für die Brennkraftmaschine bringt, bei der eigentlichen Gemischbildung (Grundadaption) wieder abgezogen wird, was sich als besonderer Vorteil bei solchen Gemischaufbereitungssystemen und Kraftstoff­einspritzanlagen ergibt, die selbst über eine adap­tive Vorsteuerung zur Lambda-Regelung verfügen und bei denen daher die Tankentlüftung gewisse Schwie­rigkeiten deshalb bereiten kann, weil diese adaptive Vorsteuerung (Grundadaption) üblicherweise die länger­fristigen Abweichungen des Reglerausgangs (Lambda-­Regler) als Maß für eine Korrektur der Vorsteuerung benutzt - die Erfindung ermöglicht die Beibehaltung der Vorteile einer Adaption der Vorsteuerung in deren Ausdehnung.
  • Im Blockschaltbild der Fig. 2 ist daher schematisch und ohne auf spezielle Detaillösungen einzugehen, im oberen Bereich der Lambda-Regelkreis für die Gemisch­aufbereitung, beispielsweise durch eine Kraftstoff­einspritzanlage mit Grundadaption dargestellt und im unteren Teil die Erweiterung dieses Grundprin­zips auf eines adaptive Vorsteuerung der Tankentlüf­tung.
  • In Fig. 2 erzeugt der der Istwert-Sollwertvergleichs­stelle 20 für das Ausgangssignal der Lambda-Sonde nachgeschaltete Lambda-Regler 22 den Lambda-Korrek­turfaktor FR, der zu einer Eingriffsstelle 19 führt, wo, multiplikativ und additiv, vorzugsweise multi­plikativ, eine von anderen Komponenten des Gemisch­aufbereitungssystems, beispielsweise Kraftstoff­einspritzanlage, erzeugte effektiv Einspritzzeit­dauer tL · πi · Fi zugeführt ist.
  • Ein weiterer Eingriff in die Einspritzzeitdauer erfolgt dann bein 30; dieser Eingriff dient bzw. ist re­präsentativ dargestellt zur Anpassung der Vorsteue­rung (Grundadaption). Hierzu wird das Ausgangssig­nal FR des Lambda-Reglers 22 über einen Tiefpaß 23 geglättet, also einer Mittelwertbildung unterwor­fen und das geglättete oder Mittelwertsignal F R des Korrekturfaktors wird nach einer Vergleichsstelle 31 über einen Schalter S3 zum Grundadaptionsblock 32 geführt, der üblicherweise ein Regler ist. In einem nachgeschalteten Multiplizierblock 33 erfolgt noch eine Multiplikation mit einem normierten Drehzahl­wert; auch können nichtdargestellte Speicher vorge­sehen sein, die den Wert der Vorsteuergrundadaption beispielsweise für Zeiträume zwischenspeichern, wäh­rend welcher ein Lambda-Signal, etwa wegen inaktiver Lambda-Sonde, nicht zur Verfügung steht.
  • Der Regler 32 für die Grundadaption verstellt seine Ausgangsgröße für den an der Eingriffsstelle 30 sich ergebenden, von ihm herrührenden multiplikativen oder additiven Faktor so lange, bis der Mittelwert der Aus­gangsgröße des Lambda-Reglers 22 dem an der Vergleichs­stelle 31 anliegenden Sollwert, der vorzugsweise den neutralen Wert 1 annimmt, entspricht. Es versteht sich, daß diese Vorsteuerungs-Grundadaption verschiedene Korrekturwerte - drehzahlproportional, drehzahlunabhän­gig, die je nach Lastzustand der Brennkraftmaschine additiv oder multiplikativ korrigierend in die errech­nete Einspritzzeitdauer eingreifen, umfassen kann, was nicht dargestellt ist.
  • Die adaptive Vorsteurung der Tankentlüftung, die der Vorsteuerungsadaption der Einspritzzeitdauer zugeord­net ist, umfaßt zunächst eine Logikschaltung oder Ab­laufsteuerungsschaltung, die bei 34 repräsentativ für alle denkbaren Ausführungsformen, auch in software­mäßiger Ausführung, dargestellt ist, sowie einen zugeordneten Block 35 für die TE-Adaption, der alterna­tiv über den schon erwähnten Schalter S3 vom Mittelwert des Lambda-Korrekturfaktors F R beaufschlagt ist. Daher wird bei diesem Ausführungsbeispiel der Regelfaktor FR benutzt, um auf die Tankentlüftung einzugreifen, wobei eine Adaption natürlich auch auf den Lastwert tL, beispielsweise additiv, denkbar wäre.
  • Ferner gelangen zum Block 35 zur TE-Adaption Angaben vom Block 34 der Ablaufsteuerung TE, hauptsächlich über das Tastverhältnis der Ansteuerimpulsfolge für das Tankentlüftungsventil 13, aktive Lambda-Regelung, übergang auf Vorsteuer-Kennfeld u. dgl. Über einen Grenzwerterfassungsblock 36 ergibt sich vom Ausgang des TE-Adaptionsblocks 35, an welchem ein Wert der adaptiven Vorsteuerung bei Tankentlüftung (ATE) an­liegt, eine Mitteilung darüber, ob dieser Korrektur­faktor ATE (Adaptionswert) einen negativen Schwellwert (ATEmin) oder einen positiven Schwellwert ATEpos er­reicht hat, welche Schwellwerte auch als Fettanschlag­bzw. Mageranschlag bezeichnet werden können. Der Adap­tionswert ATE gelangt über eine Zwischenmultiplizier­stufe 37, an welcher wiederum, damit die beiden Ein­griffswerte der Grundadaption und der TE-Adaption gleichwertig sind, ein normierter Drehzahlwert zuge­führt wird, sowie über einen Schalter S4 zu einer wei­teren Eingriffsstelle 38 im Verlauf der ti-Aufbereitung, wo multiplikativ oder additiv eingegriffen werden kann.
  • Nachgeschaltet ist dann noch eine Multiplizierstufe 39 mit einem Drehzahlwert n, so daß sich an einer Addi­tionsstelle 40 eine Kraftstoff/Zeit-Luftmasse/Zeit-­Gemischangabe ergibt, der dann an der Stelle 41 noch das RE-Gemisch zugeführt wird.
  • Dabei kann die das TE-gemischführende Tankentlüftungs­leitung 42 vom Tankenlüftungsventil 13 vor der Dros­selklappe an den Saugtrakt der Brennkraftmaschine ange­schlossen sein, wodurch die Menge des abgesaugten TE-Gemisches bei gleichleibendem Querschnitt des TE-Ventils 13 in etwa konstant bleibt, da der Unter­druck vor der Drosselklappe in etwa konstant ist und die Menge mit der Wurzel des Unterdrucks anwächst. Tatsächlich variiert der Unterdruck etwas über Last und Drehzahl auch vor der Drosselklappe, so daß die Öffnung des TE-Ventils 13 im weiter vorn schon erwähn­ten Kennfeld 16 KFTE = f (n, tL) etwas korrigiert wer­den muß, um eine konstante Menge QTEzu erreichen. Eine konstante Menge ist auch für die adaptive Steue­rung hilfreich, da sie durch einen additiven Korrektur­ wert kompensiert werden kann. Wie erwähnt gelten daher die folgende Gleichungen:
        Δp = pLUFT - pDK
        QTE = const · TVTE · (Δp)1/2
    Bei einer ebenfalls möglichen Einleitung des TE-Gemi­sches hinter der Drosselklappe - hierauf wird weiter hinten noch anhand einer Tabelle eingegangen - ins Saug­rohr würde der Unterdruck und damit die Menge wesentlich stärker variieren, so daß gerade im Leerlauf, wo die Tankentlüftung besonders störend sein kann, diese TE-­Menge am größten wäre und bei steigender Last, wo sie immer weniger stört, als Spülmenge immer geringer wür­de.
  • Unter Zugrundelegung des Blockschaltbilds der Fig. 8 gelten folgende Grundfunktionen.
  • Die Abweichung des Lambda-Regelfaktors vom Sollwert FR = 1 verursacht ein Weglaufen eines Korrekturwertes, der in die Berechnung des Einspritzsignals additiv zur Luftmenge eingerechnet wird, wie weiter vorn er­läutert, so daß unabhängig von Last und Drehzahl eine konstante Kraftstoff- bzw. Luftmenge kompensiert wird (adaptive Vorsteuerung). Entsprechend dem Blockschalt­bild der Fig. 8 ergibt sich dann für
        ti = (tL+ATE·no/n)·πiFi+TVTE
    Die Tankentlüftung wird bei Start, bei Schubabschalten und bei inaktiver Lambda-Regelung auch einen Minimal­wert gesetzt; ein definiertes Gemisch soll Start und Wiedereinsetzen nach Schubabschalten ermöglichen.
  • Der weitere Ablauf der adaptiven Vorsteuerung bei Tank­entlüftung entsprechend dem Blockschaltbild der Fig. 8 unter Einbeziehung der Angaben aus dem Vorsteuerkenn­feld wird im folgenden anhand der Kurvenverläufe der Fig. 9 "Zeitablauf der Tankentlüftung" genauer erläu­tert: diese Funktionsangaben sind daher Teil der erfin­derischen Gesamtkonzeption für die Tankentlüftung.
  • Ist die Lambda-Regelung aktiv, also der Schalter S5 vor dem Lambda-Regler 22 geschlossen, wobei ein ent­sprechendes Signal auch zur Ablaufsteuerung 34 gelangt, dann setzt die TE-Steuerung weich ein und das Tastver­hältnis der Tankentlüftung TVTE wird, wie bei b) in Fig. 9 gezeigt, rampenförmig, jedoch mit Änderungsbe­grenzung 1, von einem vorgegebenen Minimalwert TVTEmin1 ausgehend erhöht. Die Steigung des Tastverhältnisses der Ansteuerimpulsfolge für das TE-Ventil ist dabei so gewählt, daß die weiter unten noch zu erläuternde Vor­steuerung die sich hierduch ergebende Störung im Ge­mischhaushalt der Brenkraftmaschine rechtzeitig kom­pensieren kann.
  • Die durch diese Änderung hervorgerufene Abweichung des Lambda-Regelfaktors - vergleiche den Kurvenverlauf bei a), wo zu dem Zeitpunkt der TVTE-Erhöhung von einem Kraftstoffanteil im TE-Gemisch von 100 % (vorausset­zungsgemäß) ausgegangen wird, vom Sollwert FR = 1 (vergleiche Kurvenverlauf d) bei Fig. 9) in Richtung fett verursacht das Weglaufen des Korrekturwertes, der dann so in die Berechnung des Einspritzsignals einge­rechnet wird, daß unabhängig von Last und Drehzahl eine konstante Kraftstoff- bzw. Luftmenge kompensiert wird, so daß sich die adaptive Vorsteuerung bei Tankenlüf­tung ergibt - s. auch den Verlauf des Adaptionswertes ATE bei c) in Fig. 9, der bis auf einen maximalen nega­tiven Wert ATEmax ansteigt und so, wie weiter vorn im Blockschaltbild der Fig. 8 schon erläutert, als adapti­ve Vorsteuerung bei Tankentlüftung auf die Lambda-Rege­lung einwirkt.
  • Das Tastverhältnis wird so lange erhöht, bis der Adap­tionswert ATE einen minimalen negativen Schwellwert ATEmin, der auch als Mageranschlag bezogen auf den Adaptionswert, bezeichnet werden kann, er­reicht hat. Anschließend setzt eine Grenzwertregelung ein. Vorher kann im übrigen das Tastverhältnis TVTE bei t₁ schon einen Vorsteuer-Anschlagwert erreicht ha­ben, der sich aus dem Vorsteuerkennfeld ergeben kann; daher wird das Tastverhältnis bis zum Zeitpunkt t₂, bei welchem der negative Schwellwert ATEmin erreicht ist, nicht mehr verändert. Anschließend, also ab t₂, wird das Tastverhältnis TVTE dekrementiert, bis die erwähnte Schwelle wieder (in positiver Richtung) unterschritten wird. Von da an wird im Tastverhältnis wieder inkremen­tiert, bid die Schwelle wieder in negativer Richtung überschritten wird usw. Auf diese Weise ergibt sich um den negativen Minimalwert (vorgegebener Mageranschlag) eine Dauerschwingung (Grenzwertregelung), wobei die Änderungsbegrenzung in der Verstellung des Tastverhält­nisses wie ein Integral-Anteil (ITE) wirkt, daher er­ gibt sich
        TVTE = KFTE(n,tL) - ITE(ATEmin)
    Im allgemeinen nimmt zunehmender Betriebsdauer der Kraftstoff aus dem Zwischenspeicher ab, so daß bei dieser Grenzwertregelung der Vorsteuerwert aus dem Kenn­feld 16 erreicht wird und daher das Tastverhältnis wäh­rend einer vorgegebenen Zeitdauer, währen welcher der Adaptionswert ATE vom negativen Anschlag in positiver Richtung läuft, konstant bleibt.
  • Erreicht der Adaptionswert einen positiven Schwellwert ATEmax (Fettanschlag), dann bedeutet dies, daß das Filter ausreichend gespült ist - die beiden Schwell­wertangaben gelangen über den Schwellwertblock 36 zur Ablaufsteuerung 34 - und das Tastverhältnis wird dann, nämlich ab dem Zeitpunkt t₃ schrittweise auf einen zwei­ten Minimalwert TVTEmin2 gefahren.
  • Gleichzeitig und nach Erreichen dieses Minimalwertes ist es dann möglich, die Grundadaption über dem Block 32 (= Adaption ohne TE) durch Umschalten des Schalters S3 für eine vorgegebene (programmierbare) Zeit (in der Größenordnung von einigen Minuten) freizugeben.
  • Nach Ablauf dieser Zeit wird das TE-Gemisch überprüft, indem der soeben erläuterte Steuerungsablauf durch den Block 34 mit dem Aufregeln des Tastverhältnisses von vorn beginnt - hierbei ist noch darauf hinzuweisen, daß die Abregelung des Tastverhältnisses mit einer Än­derungsbegrenzung 2 auf den Minimalwert TVTEmin2 er­ folgt, die eine schnellere Veränderung des Tastverhält­nisses auf kleine Durchlaßquerschnitte des Tankentlüf­tungsventils ermöglicht.
  • Diese Adaption der Tankentlüftungsvorsteuerung beschränkt sich zweckmäßigerweise auf einen Last-Drehzahl-Bereich, der nut unterhalb Luftmengenschwelle wirksam ist, wie dies in Fig. 10 dargestellt ist, da sie nur in diesem Bereich genau genug zu berechnen ist. Im übrigen wird der adaptierte Wert ATE zweckmäßigerweise nur bei laufendem Motor in einem nicht erwähnten, dem Block 35 der TE-­Adaption zugeordneten Speicher gespeichert - zur Anwendung etwa bei zwischenzeitlich inaktiver λ-Sonde-, bei Ab­stellen des Motors wieder gelöscht.
  • Oberhalb des in Fig. 10 angegebenen Bereichs wird die TE-­Vorsteuerungsadaption unterbrochen, und der letzte adaptier­te Wert ATE wird in dem nicht dargestellten, dem Block 35 zugeordneten Speicher zwischengespeichert. Oberhalb des Wirksamkeitsbereichs der TE-Vorsteuerungsadaption ent­sprechend Fig. 10 kann über das Kennfeld KFTE so viel Tankentlüftungsgemisch ausgegeben werden, daß der Ein­fluß auf die Lambda-Regelung vernachlässigt werden kann (die TE-Menge ist proportional zur Luftmenge), so daß in diesem Teilbereich Grundadaption auch während der Tankentlüftung wirksam sein kann - mit anderen Worten, der Schalter S3 ist in diesem Fall auf den Block 32 ge­schaltet, was ebenfalls von der Ablaufsteuerung 34 durch Auswertung entsprechender Last- und Drehzahlangaben er­folgen kann.
  • Die auf der nächsten Seite 25 angegebene Ablaufsteuerung für die Ansteuerung des Tankentlüftungsventils in Form eines Flußdiagramms gibt die Funktion der Ablaufsteuerung 34 in Software-Begriffen an. Es versteht sich daher, daß, obwohl die Erfindung zum besseren Ver­
    Figure imgb0001
    ständnis anhand eines Blockschaltbilds unter Verwendung von Einzelkomponenten erläutert wurde, auch eine soft­waremäßige Ausführung der erfindungsgemäßen Einrichtung mittels eines Mikrorechners oder Mikrocomputers ohne weiteres innerhalb des erfindungsgemäßen Rahmens liegt und durchgeführt werden kann; eine solche Ausführungs­form stellt für den Fachmann auf dem Gebiet der Kraft­stoffzumessung bei Brennkraftmaschinen kein Problem dar, da er notfalls auch Fachleute auf dem Gebiet der Daten­verarbeitungstechnik heranziehen kann.
  • Folgende Varianten der Vorsteuerung der Tankentlüftung seien noch erwähnt und sind im übrigen in der auf Seite 30 in Form einer Tabelle übersichtlich zusammen­gefaßt.
    • 1. Zur Erzielung einer konstanten TE-Menge pro Zeit (Variante 1.1) wird die Tankentlüftungsleitung vor der Drosselklappe dem Ansauggtrakt zugefüht, wie weiter vorn schon er­läutert. Da in diesem Fall die Menge des abgesaugten TE-Gemisches bei gleichbleibendem Querschnitt des Tankentlüftungsventils in etwa konstant ist, braucht dieses, um die weiter vorn erwähnten Funktionen und Werte zu realisieren, nur eine vergleichsweise kleine Variationsfähigkeit aufzuweisen, zur Einhaltung der Minimal- und Maximalwerte, die bei etwa 1:20 liegt.
      Die weiteren Alternativen der Vorsteuerung sind nach den verschiedenen Bewertungskriterien in Form der weiter vorn schon erwähnten tabellenartigen Ent­scheidungsmatrix zusammengefaßt (S. 24).
    • 2. Um einen konstanten relativen TE-Fehler zu erzielen(Var. 1.2), wird auch hier die Tankentlüftung vor der Drossel­klappe eingeleitet. Das Kennfeld wird so ausgelegt, daß die TE-Menge proportional zur Luftmenge ist (bis zu einer bestimmten maximalen Luftmenge, ca. das 10fache der Leerlaufmenge). Dann ist der relative Fehler in diesem Last- und Drehzahlbereich konstant. Allerdings ist die Spülmenge im Leerlaufgebiet rela­tiv klein; mit:
            KFTE ∼ (Δp)-1/2·QL Variation 1:8
      folgt:
            QTE = const·QL
    • 3. Zur Erzielung einer konstanten TE-Menge pro Umdrehung (Var. 2.1) müßte die Einleitung der Tankentlüftung hinter die Drosselklappe im Saugrohr erfolgen, wobei jedoch der Unterdruck wesentlich stärker variieren würde. Bei steigendem Unterdruck ist dann die Strömung nicht mehr laminar, sondern auf jeden Fall turbulent, bis zum Erreichen des kritischen, Druckverhältnisses, bei dem die Strömung die Schallgeschwindigkeit erreicht; bei überkritischem Druckverhältnis ist dann die Menge konstant. Die Berechnung hierfür ist komplex, und die folgenden Angaben stellen lediglich eine grobe Ab­schätzung dar, die auf der Annahme beruhen, daß die Gleichung nach Bernoulli gilt.
      Dabei muß einerseits das TE-Ventil eine wesentlich größere Variation bewältigen, um die obengenannten Minimal- und Maximalmengen einzuhalten, und zwar eine Variation von 1:110; wegen QTEmin/max = 1/20; Δpmin/max = 30/900.
      Andererseits müßte, um zu erreichen, daß der Fehler durch die Tankentlüftung pro Umdrehung konstant ist, das Tankentlüftungskennfeld eine größere Variation aufweisen, was für eine additive Adaption - hier addi­tiv auf tL) hilfreich ist.
      Es gilt dann näherungsweise:
            QTE = const·KFTE(Δp)1/2
            Δp = pLUFT - pSAUG
            30 < Δp < 900 mbar
      mit KFTE ∼ (Δp)-1/2/n Variation 1:22 (bei Variation Drehzahl 1:4
      folgt: QTE = const/n → ΔtL = const
    • 4. Zur Erzielung eines konstanten Vorsteuerwerts (Variante 2.2)erfolgt die Einleitung der Tankentlüftung ebenfalls im Saug­rohr, also hinter der Drosselklappe, wobei bei der einfachsten Vorsteuerung, einem Festwert anstelle des Kennfeldes, Unterdruck und damit die Menge viel stärker variieren würden, so daß gerade im Leerlauf- ­und Anfahrt-Bereich, wo die Tankentlüftung besonders stört, die Tankentlüftungsmenge am größten wäre, und bei steigender Last, wo die Tankentlüftung immer we­ niger stört, die Spülmenge immer geringer würde, wie es aus dem seitherigen System bekannt ist. Der Fehler wäre in einem luftmengenmessenden System von ver­schiedenen Größen wie Last (aus Luftmenge) und Dreh­zahl abhängig; eine Adaption daher besonders aufwen­dig, wobei näherungsweise gilt:
            QTE = const·(Δp)1/2
      Dabei sind die Varianten 1.1 und 1.2 für Systeme ge­eignet, die einen näherungsweise konstanten Druckab­fall vor der Drosselklappe erzeugen (Luftmengenmesser mit Stauklappe). Systeme mit vor allem im Leerlauf sehr kleinem Druckabfall (HLM, Alpha/n, P/n) sind nur mit Variante 2.1 abzudecken. Wenn diese Variante 2.1 der Vorsteuerung der TE gewählt werden muß (additiv auf tL), sind entsprechende Maßnahmen einzusetzen. Die Ein­rechnung der TE-Adaption erfolgt dann additiv auf tL, der Adaptionsbereich ist dann durch eine tL-Schwelle nach oben zu begrenzen.
  • Alle in der Beschreibung, den nachfolgenden Ansprüchen und der Zeichnung dargestellten Merkmale können sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination miteinander erfindungs­wesentlich sein.
    Figure imgb0002

Claims (14)

1. Vorrichtung zur Entlüftung von Kraftstofftanks bei Brennkraftmaschinen o. dgl., mit einem sich bildende Kraftstoffdämpfe aufnehmenden Zwischenspeicher, ins­besondere Aktivkohle-Filterbehälter, und Mitteln zur gesteuerten Abgabe des Tankentlüftungsgemisches (TE-­Gemisch) zur Brennkraftmaschine in Abhängigkeit zur ausgewählten, mindestens das Ausgangssignal einer λ-Sonde umfassenden Betriebsbedingungen durch kon­tinuierliche Veränderung des Durchlaßöffnungsquer­schnitts eines zwischen dem Zwischenspeicher und der Brennkraftmaschine geschalteten elektrisch gesteuer­ten Tankentlüftungsventils, dadurch gekennzeichnet, daß die λ-Sondensignal-abhängige Regelung der Tank­entlüftung dadurch erfolgt, daß adaptiv der berech­nete Wert der der Brennkraftmaschine zuzuführenden Kraftstoffmenge beeinflußt wird.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die adaptive Tankentlüftung durch Beeinflussung des berechneten Wertes der Kraftstoffmenge ferner von der Last (tL) und/oder Drehzahl (n) der Brenn­kraftmaschine im Sinne einer Beschränkung auf einen vorgegebenen Last-Drehzahl-Bereich abhängig ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich­net, daß die Adaption multiplikativ oder additiv pro Zeit auf Luftmenge (QL) erfolgt oder additiv auf Ein­spritzmenge/Hub bzw. auf Lastsignal (tL).
4. Vorrichtung nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekenn­zeichnet, daß bei bestimmten Werten von Luftmengen­durchsatz und Drehzahl das gemittelte Ausgangssignal als λ-Regelfaktor F R des λ-Reglers (22) zwischen einem Grundadaptionsblock (32) für die adaptive Korrektur­beeinflussung der errechneten Kraftstoffmenge und einem Tankentlüftungs-Adaptionsblock (35) für die Herausgabe eines Adaptionswertes (ATE) der Tankent­lüftung umschaltbar ist, so daß Grundadaption durch die Tankentlüftung unbeeinflußt bleibt.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß eine Ablaufsteuerschaltung (34) für die adaptive Vorsteuerung bei Tankentlüftung vorgesehen ist, die auch den Tankentlüftungs-Adaptionsblock (35) ansteuert, von dem ausgehend der Vorsteueradaptionswert (ATE) in den Berechnungsablauf für die der Brennkraftma­schine zuzuführende Kraftstoffmenge eingreift, so daß unabhängig von Last und Drehzahl eine konstante Kraftstoff- bzw. Luftmenge pro Zeit kompensiert ist.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß ein bei vorgegebenen Maximal- und Minimalwerten (ATEmax, ATEmin) des adaptiven Vorsteuerkorrektur­wertes bei Tankentflüftung (ATE) ansprechender und die Ablaufsteuerschaltung (34) im Sinne einer entspre­chend gerichteten Veränderung des Tastverhältnisses (TVTE) ansteuernder Grenzwerterfassungsblock (36) vorgesehen ist.
7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4, 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß bei aktiver λ-Regelung das Tastverhältnis (TVTE) der Ansteuerimpulsfolge für das Tankentlüftungsventil (13) rampenförmig mit vorgegebener erster Änderungsbegrenzung von einem Minimalwert (TVTEmin1) ausgehend erhöht wird, bis zum Erreichen eines negativen maximalen Schwellwerts (ATEmin-Mageranschlag) des Adaptionswerts (ATE) mit sich hieraus ergebender Reduzierung des Tastver­hältnisses der Ansteuerimpulsfolge bis zur Unter­schreitung des Schwellwerts und sich daran anschlie­ßender allmählicher Erhöhung zur Bildung einer Dauer­schwingung um den negativen minimalen Schwellwert (ATEmin) - Grenzwertregelung.
8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß bei durchlaufendem Anstieg des Adaptionswerts (ATE) vom negativen Anschlag in positiver Richtung das Tastverhältnis (TVTE) der Ansteuerimpulsfolge auf einem vorgegebenen, vorzugsweise aus dem Vor­steuerkennfeld (16) stammenden Wert konstant gehalten und bei Erreichen eines positiven maximalen Anschlags­werts (ATEmax) eine Änderung des Tastverhältnisses, vor­zugsweise mit zweiter steilerer Änderungsbegrenzung, eingeleitet wird, mit gleichzeitiger Freigabe der Grundadaption im λ-Regelkreis der Kraftstoffmengenbe­rechnung, insbesondere Einspritzsignalberechnung.
9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß nach Freigabe der einer Adaption ohne Tankent­lüftung entsprechenden Grundadaption für eine fest vorgegebene, programmierbare Zeit eine erneute Überprü­fung des Tankentlüftungsgemisches durch Aufregelung des Tastverhältnisses erfolgt.
10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5-9, dadurch gekennzeichnet, daß die Tankentlüftungs-Vorsteue­rungsadaption auf einen vorgegebenen, unterhalb einer bestimmten Luftmengendurchsatzgrenze und unterhalb einer bestimmten Drehzahlgrenze wirksamen Last-­Drehzahlbereich beschränkt ist und overhalb dieses Bereichs bei Unterbrechung der Tankentlüftungs-­Vorsteuerungsadaption und Freigabe der Grundadaption für die Kraftstoffmengenbereichnung die Bestimmung des Tastverhältnisses für die Freigabe des Tankent­lüftungsgemisches über das gespeicherte Kennfeld in Abhängigkeit zur Drehzahl und Last erfolgt.
11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeich­net, daß beim Übergang aus dem Bereich der Tankent­lüftungs-Vorsteuerungsadaption in den gesteuerten Kennfeldbereich der Tankentlüftungsgemischzugabe eine Zwischenspeicherung des letzten Adaptionswertes (ATE) erfolgt, mit welchem die adaptierte Tankentlüftungs­vorsteuerung nach Rückkehr in den Adaptionsbereich einsetzt.
12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7-11, dadurch gekennzeichnet, daß die TE-Menge proportional zur Luftmenfe gebildet wird und die Adaption multipli­ kativ wirkt.
13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7-11, dadurch gekennzeichnet, daß die TE-Menge unabhängig von der Drehzahl additiv pro Hub gebildet wird und die Adaption additiv auf das berechnete Vorsteuer-Einspritzsignal (tL) wirkt.
14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Bereich der Adaption nach oben durch eine tL-Schwelle begrenzt wird (Fig. 10).
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