EP1257738A1 - Vorrichtung und verfahren zur überprüfung eines tankentlüftungssystems - Google Patents

Vorrichtung und verfahren zur überprüfung eines tankentlüftungssystems

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EP1257738A1
EP1257738A1 EP01905711A EP01905711A EP1257738A1 EP 1257738 A1 EP1257738 A1 EP 1257738A1 EP 01905711 A EP01905711 A EP 01905711A EP 01905711 A EP01905711 A EP 01905711A EP 1257738 A1 EP1257738 A1 EP 1257738A1
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tank ventilation
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speed
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    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M25/00—Engine-pertinent apparatus for adding non-fuel substances or small quantities of secondary fuel to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture
    • F02M25/08—Engine-pertinent apparatus for adding non-fuel substances or small quantities of secondary fuel to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture adding fuel vapours drawn from engine fuel reservoir
    • F02M25/0809—Judging failure of purge control system

Definitions

  • the invention relates to a device and a method for checking a tank ventilation system according to the preambles of claims 1 and 4, respectively
  • the object of the present invention is to provide a device and a method for checking a tank ventilation system which, independently of the applications of an idle controller, permits a precise and flawless check of its functionality
  • a key idea of the present invention is to be found in the fact that the respective individual sizes (operating data) are not compared by themselves with their own threshold value. Rather, the various changes in the individual sizes are combined to form an overall reaction, which is then assessed make known comparison with a threshold value
  • the additional air mass supplied via the tank ventilation valve is not measured or determined.
  • the engine is provided with more air than is controlled via the idle actuator.
  • the total air mass when the tank ventilation valve is open thus results from the measured air mass (ml ) and the additional air mass flowing in via the tank ventilation valve (ml T ⁇ v)
  • the pre-controlled air mass setpoint (ml_soll) of the idle controller can also be used as an air mass signal. This is particularly advantageous if the measured air mass value cannot be resolved with sufficient precision or fluctuates too much Use of the air mass setpoint as an air mass signal even when there is no air mass sensor
  • a relative change in the air mass is calculated from the air mass and the engine speed with the tank ventilation valve open and the air mass and the speed with the tank ventilation valve closed.
  • the relative air mass can be determined in particular from a difference in the quotient of the speed with the tank ventilation valve open and the speed with the tank ventilation valve closed on the one hand and the quotient of the air mass with the tank ventilation valve open and the air mass with the tank ventilation valve closed on the other hand
  • Fig. 1 is a schematic block diagram of an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 shows a simple method for operating the device according to FIG. 1
  • FIG. 1 shows a schematic block diagram of an engine 1 with an exhaust gas duct 5 and an intake area 3.
  • a throttle valve 2 and an air mass meter 12 are arranged in series.
  • the air mass meter 12 detects the air mass moving through an intake duct and emits a corresponding signal to an evaluation device 14
  • a speed sensor 10 is provided in the engine 1, which likewise outputs its speed signal to the evaluation unit 14.
  • a threshold value 16 is also stored in the evaluation unit 14
  • the throttle valve 2 is acted upon, among other things, by an idle controller 13, which outputs an air mass setpoint mi_soll corresponding to the throttle valve opening degree to the evaluation device 14
  • a tank ventilation system is provided, of which only the tank ventilation valve 7 is shown with a supply channel 6.
  • the air flowing through the tank ventilation valve 7 is supplied to the suction area 3 via the supply channel 6.
  • the tank ventilation valve 7 can be closed or opened (see control by arrow shown)
  • a check of the tank ventilation system is now carried out in the present exemplary embodiment in such a way that the air mass ml 0 and the associated speed n 0 are first detected when the tank ventilation valve 7 is closed (step 50 in FIG. 2)
  • the tank vent valve 7 is then opened (step 52)
  • the air mass ml and the associated speed n are then recorded with the tank ventilation valve 7 open (step 54).
  • step 56 An overall reaction value is subsequently calculated in step 56.
  • the engine is idling the air mass and speed behave approximately proportionally (n ⁇ ml). It follows that the quotient of air mass and speed is approximately constant
  • the quotient from ml T Ev / mlo denotes the relative change in air mass. In the present case, this is also the total reaction value that describes the motor reaction as a whole
  • the tank ventilation valve 7 is opened continuously, that is to say in the form of a ramp or in steps, and steps 54, 56 and 58 are carried out at the same time. If the threshold value is reached in step 58, the tank ventilation valve 7 does not need to be opened any further
  • reaction evaluation from an open tank ventilation valve to a closed tank ventilation valve in an analogous manner.
  • maximum information is obtained from the respective targeted opening or closing of the tank ventilation valve and the associated diagnostic reliability
  • the total reaction value in the present case the relative change in the air mass, is then compared with the threshold value 16 and, depending on whether the threshold value is exceeded or not, is obtained as to whether the tank ventilation valve 7 and the tank ventilation system as a whole function perfectly
  • the present process is relatively independent of an application of the idle controller Otherwise, the present process is simpler than the originally used process, since only one size, namely the total reaction, has to be applied

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Überprüfung eines Tankentlüftungssystems mit einem Tankentlüftungsventil (7) bei einem Kraftfahrzeug umfassend einen Motor-Drehzahlsensor (10), einen Luftmassensensor (12) und/oder einen Leerlaufregler (13) zur Bereitstellung eines Luftmassensignals sowie eine Auswerteeinheit (14), welche die Änderungen der Drehzahl und Luftmassen bei geöffnetem und geschlossenem Tankentlüftungsventil zumindest mit einem Schwellwert (16) vergleicht. Zur Verbesserung der Diagnose des Tankentlüftungssystems wird vorgeschlagen, die Auswerteeinheit derart auszubilden, dass aus den Motor-Drehzahlen bei geschlossenem und geöffnetem Tankentlüftungsventil sowie den Luftmassen bei geschlossenem und geöffnetem Tankentlüftungsventil ein Gesamtreaktionswert gebildet wird, der dann mit einem Schwellwert zur vergleichen ist.

Description

Vorrichtung und Verfahren zur Überprüfung eines Tankentlüftungssystems
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Überprüfung eines Tankentluftungssystems gemäß den Oberbegriffen der Ansprüche 1 bzw 4
Es ist bekannt, das Tankentluftungsventil eines Tankentluftungssystems zur Überprüfung seiner Funktionsfahigkeit gezielt zu offnen und zu schließen Die Motorreaktionen auf das Offnen oder Schließen des Tankentluftuπgsventils wird dann un- tersucht Beispielsweise andern sich die Drehzahl und die Luftmasse beim Offnen oder Schließen des Tankentluftungsventils Bei den bisherigen Systemen ist es jedoch nur bekannt, jedes Betriebsdatum für sich mit einem Schwellwert zu vergleichen, um die Funktionsfahigkeit des Tankentluftungssystems insgesamt zu überprüfen
Je nachdem, wie schnell ein Leerlaufregler jedoch auf die durch ein Offnen oder Schließen des Tankentluftungsventils vorgenommenen Änderungen reagiert, kommt es zu unterschiedlichen Reaktionen Bei einem langsamen Leerlaufregler wird es überwiegend zu einer Reaktion bei der Drehzahl kommen Bei einem schnellen Leerlaufregler wird es überwiegend zu einer Reaktion bei der Luftmasse kommen Überdies sind naturlich auch alle dazwischenliegenden Reaktionen möglich, bei denen sich sowohl die Drehzahl als auch die gemessene bzw vorgesteuerte Luftmasse ändert Insgesamt bedeutet dies, daß die jeweilige Reaktion stark von der Applikation abhangig ist Für den Fall, daß sich die Drehzahl und die Luft- masse gleichzeitig andern, können die Amplituden eines jeden einzelnen Signals unterschiedlich groß ausfallen Dies fuhrt insgesamt zu einem schlechten Rauschabstand
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Überprüfung eines Tankentluftungssystems anzugeben, welche bzw welches unabhängig von den Applikationen eines Leerlaufreglers eine genaue und einwandfreie Überprüfung dessen Funktionsfahigkeit zulaßt
Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 bzw durch die im Anspruch 4 angegebenen Merkmale gelost
Ein Kerngedanke der vorliegenden Erfindung ist darin zu finden, daß die jeweiligen Einzelgroßeπ (Betriebsdaten) nicht für sich mit einem eigenen Schwellwert verglichen werden Vielmehr werden die verschiedenen Änderungen der Einzelgroßen zu einer Gesamtreaktion zusammengefaßt, welche dann beurteilt wird Bei der Beurteilung kann man dann den an sich bekannten Vergleich mit einem Schwellwert vornehmen
Bei der erfindungsgemaßen Vorrichtung bzw dem erfindungsgemaßeπ Verfahren wird die Annahme zugrundegelegt, daß sich die jeweiligen Luftmassen und Drehzahlen bei leerlaufendem Motor annähernd proportional zueinander verhalten (n ~ ml) Insbesondere wird davon ausgegangen, daß bei einem geschlossen Tankent- luftungsventil der Quotient aus Luftmasse und Drehzahl in etwa konstant ist (ml0 n0 = ungefähr konstant)
In der Regel wird die über das Tankentluftungsventil zusätzlich zugefuhrte Luftmasse nicht gemessen oder bestimmt Daher bekommt der Motor bei geöffnetem Tankentluftungsventil mehr Luft zur Verfugung gestellt, als dies über den Leerlaufsteller vorgesteuert wird Die Gesamtluftmasse bei einem geöffneten Tankentluftungsventil ergibt sich somit aus der gemessenen Luftmasse (ml) sowie der über das Tankentluftungsventil zusätzlich zustromenden Luftmasse (mlTεv) Anstelle einer mit einem Luftmasseπsensor gemessenen Luftmasse (ml) kann auch der vorgesteuerte Luftmassensollwert (ml_soll) des Leerlaufreglers als Luftmassensignal verwendet werden Dies ist insbesondere dann von Vorteil, wenn der gemes- sene Luftmassenwert nicht fein genug auflösbar ist oder zu stark schwankt Natürlich eignet sich die Verwendung des Luftmassensollwertes als Luftmassensignal auch gerade dann, wenn kein Luftmassensensor vorhanden ist
Bei einer vorteilhaften Ausfuhrungsform wird aus der Luftmasse und der Motor- Drehzahl bei geöffnetem Tankentluftungsventil sowie der Luftmasse und der Drehzahl bei geschlossenem Tankentluftungsventil eine relative Änderung der Luftmasse berechnet Die relative Luftmasse kann insbesondere aus einer Differenz des Quotienten aus der Drehzahl bei geöffnetem Tankentluftungsventil und der Drehzahl bei geschlossenem Tankentluftungsventil einerseits sowie dem Quotienten aus der Luftmasse bei geöffnetem Tankentluftungsventil und der Luftmasse bei geschlossenem Tankentluftungsventil andererseits berechnet werden
Die in den Patentansprüchen angegebenen Verfahren eignen sich zum Betrieb der erfindungsgemaßen Vorrichtung
Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausfuhruπgsbeispiels und mit Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen naher erläutert Die Zeichnungen zeigen in
Fig 1 ein schematisches Blockdiagramm einer Ausfuhrungsform der vorliegenden Erfindung und
Fig 2 eine Darstellung eines einfachen Verfahrens zum Betrieb der Vorrichtung gemäß Fig 1
In Fig 1 ist in schematischer Blockschaltweise ein Motor 1 mit einem Abgaskanal 5 und einem Ansaugbereich 3 dargestellt Im Ansaugbereich 3 sind eine Drosselklappe 2 und ein Luftmassenmesser 12 in Serie angeordnet Der Luftmassenmesser 12 erfaßt die sich durch einen Ansaugkanal bewegende Luftmasse und gibt ein entsprechendes Signal an eine Auswerteeinrichtung 14 ab
Zudem ist im Motor 1 ein Drehzahlsensor 10 vorgesehen, der sein Drehzahlsignal ebenfalls an die Auswerteeinheit 14 abgibt In der Auswerteeinheit 14 ist ferner ein Schwellwert 16 gespeichert
Die Drosselklappe 2 wird unter anderem von einem Leerlaufregler 13 beaufschlagt, der einen dem Drosselklappenoffnungsgrad entsprechenden Luftmassensollwert mi_soll an die Auswerteeinrichtung 14 abgibt
Ferner ist ein Tankentluftungssystem vorgesehen, von dem vorliegend lediglich das Tankentluftungsventil 7 mit einem Zufuhrkanal 6 dargestellt ist Über den Zufuhrkanal 6 wird die durch das Tankentluftungsventil 7 stromende Luft dem Ansaugbe- reich 3 zugeführt Das Tankentluftungsventil 7 kann geschlossen oder geöffnet werden (vgl Ansteuerung durch Pfeil dargestellt)
Je nach Schaltzustand des Tankentluftungsventils 7 erfolgt eine Motorreaktion in Form einer Änderung der Motordrehzahl und/oder der durch den Ansaugbereich 3 stromenden Luftmasse
Eine Überprüfung des Tankentluftungssystems erfolgt nun bei dem vorliegenden Ausfuhrungsbeispiel in der Weise, daß zunächst bei geschlossenem Tankentluftungsventil 7 die Luftmasse ml0 sowie die zugehörige Drehzahl n0 erfaßt wird (Schritt 50 in Fig 2)
Sodann wird das Tankentluftungsventil 7 geöffnet (Schritt 52)
Anschließend wird die Luftmasse ml sowie die zugehörige Drehzahl n bei geoffne- tem Tankentluftungsventil 7 erfaßt (Schritt 54)
Nachfolgend wird im Schritt 56 ein Gesamtreaktionswert errechnet Beim vorliegenden Ausfuhrungsbeispiel geht man davon aus, daß sich bei leerlaufendem Motor die Luftmasse und die Drehzahl annähernd proportional verhalten (n ~ ml) Daraus folgt, daß der Quotient aus Luftmasse und Drehzahl in etwa konstant ist
mL konst
Bei geöffnetem Tankentluftungsventil 7 ergibt sich dagegen eine Gesamtluftmasse ml + ΠITEV, wobei mlTE die Luftmasse über das Tankentluftungsventil 7 beschreibt
Damit ergibt sich insgesamt die Gleichung
mL ml + ml τrι
Nach einer Umformung erhalt man daraus
ml τrι ml ml0 n0 ml0
Dabei bezeichnet der Quotient aus mlTEv/mlo die relative Änderung der Luftmasse Dies ist vorliegend auch der Gesamtreaktionswert, der die Motorreaktion gesamthaft beschreibt
Vorteilhafterweise wird das Tankentluftungsventil 7 kontinuierlich, d h rampenfor- mig oder treppenformig geöffnet Gleichzeitig werden die Schritte 54, 56 und 58 ausgeführt Erreicht man in Schritt 58 den Schwellwert, braucht das Tankentluftungsventil 7 nicht mehr weiter geöffnet zu werden
Natürlich kann man analog auch die Reaktionsbewertung von einem geöffnetem Tankentluftungsventil zu einem geschlossenen Tankentluftungsventil durchfuhren Bei Durchfuhrung des Verfahrens in beide Richtungen erhalt man eine maximale Information aus dem jeweiligen gezielten Offnen oder Schließen des Tankentluftungsventils und eine damit einhergehenden Diagnosesicherheit Den Gesamtreaktionswert, vorliegend also die relative Änderung der Luftmasse, vergleicht man dann mit dem Schwellwert 16 und erhalt je nach Unter- oder Überschreiten des Schwellwerts eine Information darüber, ob das Tankentluftungsventil 7 und das Tankentluftungssystem insgesamt einwandfrei funktionieren
Schwankt das vom Luftmassenmesser 12 stammende Luftmassensignal zu stark, kann man auf den vom Leerlaufregler 13 stammenden Luftmassensollwert ml_soll ausweichen, der dann als Ersatz für den an sich zu messenden Luftmassenwert ml verwendet wird
Mit der vorliegenden Erfindung ist man relativ unabhängig von einer Applikation des Leerlaufreglers Überdies erreicht man ein besseres Rauschverhaltnis als mit dem eingangs genannten Verfahren Überdies muß das Tankentluftungsventil nicht weit geöffnet werden bis eine bestimmte Reaktion erfolgt Dies bedeutet somit eine kleinere Störung des Leerlaufs wahrend eines Testlaufs Im übrigen gestaltet sich das vorliegende Verfahren einfacher als das ursprünglich angewendete Verfahren, da man nur eine Große, nämlich die Gesamtreaktioπ applizieren muß

Claims

Vorrichtung und Verfahren zur Überprüfung eines Tankentlüftungssystems
Patentansprüche:
1 Vorrichtung zur Überprüfung eines Tankentluftungssystems mit einem Tank- entluftungsventil bei einem Kraftfahrzeug, umfassend einen Motor- Drehzahlsensor (10), einen Luftmassensensor (12) und/oder einen Leerlaufregler (13) zur Bereitstellung eines Luftmassensignales sowie eine Auswerteeinheit (14), welche die Änderungen der Drehzahl und Luftmassen bei geöffnetem und geschlossenem Tankentluftungsventil zumindest mit einem Schwellwert vergleicht, dadurch gekennzeichnet, daß die Auswerteeinheit (14) derart ausgebildet ist, um aus den Motor- Drehzahlen sowie den Luftmassen jeweils bei geschlossenem und geöffnetem Tankentluftungsventil einen Gesamtreaktionswert zu bilden und diesen Wert mit einem Schwellwert zu vergleichen
2 Vorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß aus der Luftmasse und der Motor-Drehzahl bei geöffnetem Tankentluf- tungsventil (ml, n) sowie aus der Luftmasse und der Drehzahl bei geschlossenem Tankentluftungsventil (ml0, n0) eine relative Änderung der Luftmasse (mlτEv mlo) berechenbar ist Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die relative Luftmasse (mlTEV/mlo) berechnet wird als Differenz der Quo- tienten aus Drehzahl bei geöffnetem Tankentluftungsventil (n) und Drehzahl bei geschlossenem Tankentluftungsventil (n0) einerseits sowie Luftmasse bei geöffnetem Tankentluftungsventil (ml) und Luftmasse bei geschlossenem Tankentluftungsventil (mi0) andererseits
Verfahren zur Überprüfung eines Tankentluftungssystems mit den Schritten
Erfassen der Motor-Drehzahl bei geschlossenem Tankentluftungsventil (n0), Erfassen der Motor-Drehzahl bei geöffnetem Tankentluftungsventil (n), Erfassen oder Bestimmen einer Luftmasse bei geschlossenem Tankentluftungsventil (ml0), Erfassen oder Bestimmen einer Luftmasse bei geöffnetem Tankentluftungsventil (ml),
Bilden eines Gesamtreaktionswertes aus den erfaßten Drehzahlen und den erfaßten oder bestimmten Luftmassen und Vergleich des Gesamtreaktionswertes mit einem vorgegebenen Schwellwert
Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß aus der Luftmasse und der Drehzahl bei geöffnetem Tankentluftungsventil sowie aus der Luftmasse und der Drehzahl bei geschlossenem Tan- kentluftungsventil eine relative Änderung der Luftmasse (mlTEV/mlo) berech¬
Verfahren nach Anspruch 5 dadurch gekennzeichnet, daß die relative Luftmasse berechnet wird als Differenz der Quotienten aus
Drehzahl bei geöffnetem Tankentluftungsventil (n) und Drehzahl bei geschlossenem Tankentluftungsventil (n0) einerseits sowie Luftmasse bei geöffnetem Tankentluftungsventil (ml) und Luftmasse bei geschlossenem Tankentluftungsventil (mlo) andererseits
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