EP1518047A1 - Verfahren zur bestimmung einer beladung eines aktivkohlebehälters eines tankentlüftungssystems - Google Patents

Verfahren zur bestimmung einer beladung eines aktivkohlebehälters eines tankentlüftungssystems

Info

Publication number
EP1518047A1
EP1518047A1 EP03735358A EP03735358A EP1518047A1 EP 1518047 A1 EP1518047 A1 EP 1518047A1 EP 03735358 A EP03735358 A EP 03735358A EP 03735358 A EP03735358 A EP 03735358A EP 1518047 A1 EP1518047 A1 EP 1518047A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
exhaust gas
tank ventilation
activated carbon
engine
determined
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
EP03735358A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP1518047B1 (de
Inventor
Neil Armstrong
Peter Hohner
Anton Waltner
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mercedes Benz Group AG
Original Assignee
DaimlerChrysler AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by DaimlerChrysler AG filed Critical DaimlerChrysler AG
Publication of EP1518047A1 publication Critical patent/EP1518047A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP1518047B1 publication Critical patent/EP1518047B1/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M25/00Engine-pertinent apparatus for adding non-fuel substances or small quantities of secondary fuel to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture
    • F02M25/08Engine-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
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/0025Controlling engines characterised by use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures
    • F02D41/003Adding fuel vapours, e.g. drawn from engine fuel reservoir
    • F02D41/0045Estimating, calculating or determining the purging rate, amount, flow or concentration
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/02Circuit arrangements for generating control signals
    • F02D41/14Introducing closed-loop corrections
    • F02D41/1438Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor
    • F02D41/1444Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor characterised by the characteristics of the combustion gases
    • F02D41/1446Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor characterised by the characteristics of the combustion gases the characteristics being exhaust temperatures
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/02Circuit arrangements for generating control signals
    • F02D41/14Introducing closed-loop corrections
    • F02D41/1401Introducing closed-loop corrections characterised by the control or regulation method
    • F02D2041/1433Introducing closed-loop corrections characterised by the control or regulation method using a model or simulation of the system
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/0025Controlling engines characterised by use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures
    • F02D41/003Adding fuel vapours, e.g. drawn from engine fuel reservoir
    • F02D41/0042Controlling the combustible mixture as a function of the canister purging, e.g. control of injected fuel to compensate for deviation of air fuel ratio when purging
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/30Controlling fuel injection
    • F02D41/3011Controlling fuel injection according to or using specific or several modes of combustion
    • F02D41/3017Controlling fuel injection according to or using specific or several modes of combustion characterised by the mode(s) being used
    • F02D41/3023Controlling fuel injection according to or using specific or several modes of combustion characterised by the mode(s) being used a mode being the stratified charge spark-ignited mode

Definitions

  • the invention relates to a method for determining a loading of an activated carbon container of a tank ventilation system according to the preamble of patent claim 1 and a direct-injection gasoline engine according to the preamble of patent claim 9.
  • Direct injection gasoline engines have injectors or injectors that inject fuel directly into the cylinders of the engine. Depending on a time of injection of the fuel into the cylinders, the operating modes of the engine are designated. If the injection occurs during the intake of the air, so that the injected fuel has sufficient time to distribute uniformly throughout the combustion chamber, it is called a homogeneous operation of the gasoline engine. The homogeneous operation differs essentially not from previously known combustion method with injection of the fuel into the intake passage. In the ideal case of homogeneous operation, the fuel burns completely.
  • the fuel does not have enough time in the entire combustion chamber to distribute. It forms a mixture cloud on the spark plug, while in the remaining combustion chamber, only air is present. This mode is called shift operation. Here, ideally, the entire mixture burns in the cloud.
  • the mixture composition changes in the homogeneous operation of the engine by about 20%.
  • a targeted introduction of the fuel vapor into the engine must take place.
  • an engine control unit controls a regeneration valve (RV).
  • RSV regeneration valve
  • the flow rate in the working area of the regeneration valve can be controlled almost continuously via a map adaptation with the parameters load and speed.
  • regeneration shuts off (idle) or can not operate (for example, at full load, i.e., lack of vacuum, or stratified operation without throttling).
  • a lambda control monitors whether the amount of fuel added complies with the specified limits when the regeneration is switched on. If the flow is too large, the flow rate will be reduced to keep driveability and exhaust emissions within an optimal range.
  • a loading of the activated carbon container can be determined via the deviation or change in the injection quantity.
  • Appropriate condition for such a relationship is a substantially complete combustion of all hydrocarbons.
  • the engine In stratified operation, the engine must be throttled slightly, so that it can be regenerated via a resulting negative pressure of the activated carbon canister.
  • the hydrocarbons from the activated carbon container are distributed homogeneously in the combustion chamber and are only partially burned there. The unburned hydrocarbons enter the catalyst where they are chemically converted and increase the catalyst temperature.
  • Hydrocarbons can not be measured by means of a lambda probe since the lambda probe reacts only to the oxygen content in the exhaust gas.
  • a tank ventilation system for a direct-injection internal combustion engine is known.
  • the internal combustion engine has an air-assisted injection system, wherein in certain operating states of the internal combustion engine, the scavenging air for regenerating the activated carbon Filter the tank ventilation system is added to the injection system by means of an air compressor generated atomizing air.
  • a method for tank ventilation in an internal combustion engine is known.
  • a degree of loading of an activated carbon filter is determined, and calculated depending on the height and a predetermined value for a maximum fuel mass flow through the tank venting a target purge flow, and the duty cycle for the tank vent valve depending on the desired purge flow, the temperature of the purge stream and the Pressure gradient on the tank venting valve adjusted so that caused by the purging Lambda deviation of a controller of the lambda control device does not exceed a predetermined maximum value.
  • the object of the present invention is the specification of methods with which a simple determination of a loading state of an activated carbon container is possible. This object is achieved by a method having the features of patent claim 1 and a gasoline engine having the features of patent claim 9.
  • the loading state of an activated carbon container can be determined in a simple manner, so that, for example, on the basis of this loading state, an optimum tank ventilation can be carried out, taking into account a desired force / air ratio.
  • an exhaust gas temperature determined downstream of a catalytic converter arranged downstream of the gasoline engine is compared during operation of the tank venting with an exhaust gas temperature determined when the tank venting is switched off or inactive.
  • the exhaust gas temperatures are calculated for different operating conditions of the engine with non-activated tank ventilation via a model and divided by activated with tank ventilation (in the presence of the same engine operating condition) measured exhaust gas temperatures, based on such established temperature quotients the loading of the activated carbon container is calculated or derived on the basis of corresponding previously known characteristic curves. This method is associated with relatively little measurement effort.
  • a regeneration valve of a tank ventilation system is controlled on the basis of the detected load condition of an activated carbon container.
  • control of the regeneration valve is expediently carried out as a function of the exhaust gas temperature, a speed-load operating point of the engine, a loading of the activated carbon container and / or the operating mode of the engine (homogeneous operation or stratified operation) or a combination of these parameters.
  • Direct injection gasoline engines according to the invention expediently have thermocouples for measuring the respective exhaust gas temperatures downstream and / or upstream of a catalytic converter downstream of the gasoline engine.
  • thermocouples exhaust gas temperatures are easier and reliably measurable, so that the illustrated methods are reliable feasible.
  • the gasoline engine according to the invention is designed with a computer device, for example a motor control device, for carrying out the methods according to the invention.
  • the inventive method allows over conventional solutions higher Regenerierraten, since according to the invention, for example, a regeneration in shift operation is possible. Overall, the engine operation can take place to a greater extent in shift operation, since regeneration can be carried out both in homogeneous operation and in shift operation. Overall, this results in lower fuel consumption. The possibility of regeneration in all engine operating modes also results in lower emissions of unburned hydrocarbons.
  • 1 is a schematic representation of the injection components of a direct injection gasoline engine
  • FIG. 2 is a schematic representation of the essential components of a direct injection gasoline engine
  • FIG. 3 shows a diagram for illustrating a first preferred embodiment of the method according to the invention
  • Fig. 6 is a diagram illustrating a fourth preferred embodiment of the inventive method.
  • a spark plug for igniting the air-fuel mixture is designated 16.
  • FIG. 2 schematically shows an internal combustion engine 21 which has an intake tract 22 for intake of air. Fuel is injected directly into the cylinders of the internal combustion engine via injection valves 25, which are supplied with fuel by an injection rail 26. In the intake manifold 22 is a throttle valve 28 and upstream of this, an air mass meter 30, in which a Ansaug ⁇ réelle 32 intake air is passed.
  • the injection rail 26 is supplied via a fuel line 27, which is fed from a pump module 37, with fuel.
  • the pump module 37 is arranged in a tank 40.
  • the tank 40 there is fuel 41.
  • the cavity located above the fuel 41 is filled with fuel vapor 42 filled.
  • the tank 40 is further coupled via a tank vent line 44, which opens into a ventilation port 46, to the environment, so that a pressure equalization can take place.
  • an activated carbon container 50 is connected, which is formed with hydrocarbons absorbent activated carbon material. This measure ensures that no hydrocarbons can be released from the tank vent line 44 to the vent connection 46, since the hydrocarbons are absorbed in the activated carbon material.
  • a valve 52 is connected, which can be actuated by an actuator 54.
  • the actuator 54 is controlled via unspecified lines of an engine control unit 60.
  • the activated charcoal canister 50 is connected to the intake tract 22 of the internal combustion engine 21 with a second outlet via a regeneration line 62.
  • the regeneration line 62 opens in this case between the throttle valve 28 and the internal combustion engine 21 in the intake tract 22nd
  • a regeneration valve 64 is connected, which is actuated via an actuator 66.
  • the regeneration valve 64 is commonly referred to as a tank vent valve.
  • the control unit 60 is via unspecified, and only partially shown lines with the air mass meter 30, the throttle valve 28, the injection valves 25 and the actuator 66 of the regeneration valve 64 is connected and reads from these lines corresponding measured values or controls the corresponding components.
  • the activated charcoal canister 50 absorbs fuel vapor at its inlet facing the tank 40.
  • the activated carbon container 50 is regenerated during operation of the internal combustion engine.
  • the regeneration valve 64 by switching the regeneration valve 64, the regeneration line 62 is released from the activated carbon container 50 to the intake tract 22.
  • the discharge valve 52 is closed so that the output of the activated charcoal canister 50 associated therewith is disconnected from the ventilation connection 46. It is then possible to supply air to the activated charcoal canister 50 via a line (not shown), which then flows from the activated charcoal canister 50 into the exhaust gas tract 22 with the regenerating line 64 open, with the vapor line 62 entrained.
  • the regeneration valve 64 is controlled by the engine control system 60 to ensure a targeted introduction of fuel vapor.
  • the flow rate in the regeneration valve workspace can be almost continuously controlled via a map adaptation with the parameters Last and control speed. In certain operating ranges, the regeneration switches off (for example, empty run), or can not work.
  • the engine in the shift operation, the engine must be easily throttled so that it can be regenerated via the negative pressure of the activated charcoal filter 50.
  • the hydrocarbons from the activated carbon container are homogeneously distributed in the combustion chamber and are only partially burned there. Unburned hydrocarbons pass via the exhaust gas tract 68 into the catalytic converter 70 where they are chemically converted and increase the catalyst temperature.
  • hydrocarbons can not be measured by means of the lambda probe 72 since the lambda probe 72 only reacts to the oxygen content in the exhaust gas. A determination of the loading of the activated carbon container 50 via the lambda probe 72 in stratified operation is therefore not possible.
  • thermocouple 74 the downstream of the catalyst 70 thermocouple 74 is provided, by means of which the temperature of the exhaust gas can be measured downstream of the catalyst. On the basis of the difference of the exhaust gas temperature when carried out tank venting to the exhaust gas temperature without tank venting can be concluded on the loading condition of the activated carbon container 50.
  • the realization of the detection of the loading of the activated carbon container 50 can take place in various ways.
  • the agglomerate temperature is determined without corrections from a map spanned by engine speed and engine load.
  • Two further characteristics are used to factor in the influences of fuel-air ratio (lambda) and ignition timing as factors in the exhaust gas temperature.
  • the generation of the exhaust gas temperature above lambda is performed based on the air-fuel ratio in a step 302 and the exhaust gas temperature characteristic on an ignition angle based on the ignition timing in a step 303.
  • the thus obtained (calculated) value for the exhaust gas temperature without tank venting is divided in step 306 by the (measured) temperature determined in the exhaust gas line downstream of the catalytic converter 70 by means of the temperature element 74. If unburned HC fractions of the tank ventilation are converted in the catalytic converter during the shift, a (measurable) increase in the temperature of the exhaust gas occurs, causing a Factor of the temperature quotient of> 1 results.
  • This temperature quotient serves as the input variable of a characteristic curve in which the conversion into the current charge of the activated carbon container takes place (step 307).
  • the loading of the activated carbon container 50 can also be carried out via an exhaust gas temperature adaptation algorithm.
  • an exhaust gas temperature adaptation algorithm Such a method will now be explained with reference to FIG.
  • the measured exhaust gas temperature without tank ventilation is determined and stored within certain characteristic map areas. This determination or measurement takes place only in non-active tank ventilation to determine a ground state. To determine the exhaust gas temperature without tank ventilation, it proves useful to let the engine drive through all the map areas. The difference to the algorithm described with reference to FIG.
  • exhaust gas temperatures are measured here as a function of the respective speed and load values. According to the algorithm described with reference to FIG. 3, these exhaust-gas temperatures are calculated in the manner illustrated with the aid of the abovementioned parameters or characteristic numbers when tank ventilation is not switched on.
  • the map measurement is symbolized at 402 by means of a dashed line position of a switch 402 ', wherein in this position a correlation is possible with the tank venting of measured temperatures with the parameters load and speed. If all the map areas are traversed or detected, the tank ventilation is activated at 402. After switching on or activating the tank ventilation, the stored values of the exhaust gas temperature in the characteristic field are no longer changed (symbolized by a second position of the switch 402 'represented by a solid line).
  • step 404 The values determined in this way are, in analogy to step 306, divided in a step 403 by the temperature measured by means of the thermocouple 74 downstream of the catalytic converter.
  • the loading of the activated carbon container is then determined analogously to the method shown in Figure 3 with the exhaust gas temperature model via quotient formation and conversion by means of a characteristic (step 404).
  • thermocouple 84 is disposed upstream of the catalyst 70. A corresponding method is shown in FIG.
  • a speed-dependent and load-dependent characteristic map of a catalyst exothermy is calculated when the tank ventilation is not switched on.
  • the exhaust gas temperatures are measured before and after the catalyst.
  • the difference is determined from the temperatures thus measured.
  • the values, again modified by means of delay element and low-pass filter, of the characteristic map determined in step 501 are correlated in a step 505 with the temperature difference determined in step 504 with quotient formation. From the resulting characteristic of the temperature turquotienten the loading of the activated carbon container 50 can be determined (step 506).
  • the absolute exhaust gas temperature which depends not only on the rotational speed and the load but also on the ignition angle, lambda, etc., need not be known. Therefore, the exhaust gas temperature model described in FIG. 3 simplifies here to a catalyst exothermic model dependent only on the rotational speed and the load of the engine.
  • a step 601 exhaust gas temperatures upstream and downstream of the catalytic converter are initially measured when tank ventilation is not switched on via suitable speed and load ranges (switch 602 'at 602 in dashed line position). The temperature differences determined in this way are stored in a speed-dependent and load-dependent adaptation characteristic map for a catalytic exotherm without tank venting.
  • step 604 the characteristic curve of the quotient with respect to the loading of the activated charcoal canister 50 determined in step 603 is determined.
  • This algorithm thus again provides the catalyst exotherm without tank venting by measurement to compare it with the measured catalytic exothermicity with the tank vent on at the end of the detection or learning phase and to determine the charcoal container loading based on this comparison.
  • a regulation of the tank ventilation rate is expediently carried out to provide a constant exhaust gas temperature or a predetermined flow rate of the regeneration valve 64.
  • the purpose of the regeneration is to remove the bound hydrocarbons from the activated carbon container 50. Depending on a determined charge of the activated carbon container 50, a more or less intensive regeneration can then be carried out.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Exhaust Gas After Treatment (AREA)
  • Supplying Secondary Fuel Or The Like To Fuel, Air Or Fuel-Air Mixtures (AREA)
  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)

Abstract

Verfahren zur Bestimmung der Beladung eines Aktivkohlebehälters eines Tankentlüftungssystems eines insbesondere direkteinspritzenden Ottomotors mit einer Fesstellung des thermischen Einflusses eines Betriebes der Tankentlüftung auf das Abgas des Ottomotors und einer Feststellung des Aktivkohlebhälters auf der Grundlage dieses thermischen Einflusses.

Description

Verfahren zur Bestimmung einer Beladung eines Aktivkohlebehälters eines Tankentlύftungssystems
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bestimmung einer Beladung eines Aktivkohlebehälters eines Tankentlüftungssystems nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 sowie einen direkteinspritzenden Ottomotor nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 9.
Direkteinspritzende Ottomotoren verfügen über Einspritzventile bzw. Injektoren, die den Kraftstoff direkt in die Zylinder des Motors einspritzen. Abhängig von einem Zeitpunkt der Einspritzung des Kraftstoffes in die Zylinder werden die Betriebsarten des Motors bezeichnet. Erfolgt die Einspritzung während des Ansaugens der Luft, so dass der eingespritzte Kraftstoff ausreichend Zeit hat, sich im gesamten Brennraum gleichförmig zu verteilen, spricht man von einem homogenen Betrieb des Ottomotors. Der homogene Betrieb unterscheidet sich im wesentlichen nicht von bisher bekannten Brennverfahren mit Einspritzung des Kraftstoffes in den Ansaugkanal. Im Idealfall des homogenen Betriebes verbrennt der Kraftstoff vollständig.
Erfolgt die Einspritzung des Kraftstoffes erst während der Kompression, das heisst kurz vor der Zündung, hat der Kraftstoff nicht ausreichend Zeit, sich im gesamten Brennraum zu verteilen. Es bildet sich eine Gemischwolke an der Zündkerze, während im restlichen Brennraum nur Luft vorhanden ist. Diese Betriebsart wird als Schichtbetrieb bezeichnet. Hier verbrennt im Idealfall das gesamte Gemisch in der Wolke.
Zwischenzustände zwischen homogenem Betrieb und Schichtbetrieb sind ebenfalls möglich, falls beispielsweise Kraftstoff in den Ansaugkanal zugegeben wird, oder eine frühe (in den Saughub) oder eine späte Einspritzung (in den Kompressionshub) vorgesehen ist. In diesem Fall verbrennt, abhängig von der Gemischzusammensetzung, nur das Gemisch in der Wolke komplett. Das restliche, homogen im Brennraum verteilte Gemisch wird als unverbrannte HC-Emissionen über den Auslasskanal ausgeschoben. Im Auslass treffen die unverbrannten Kohlenwasserstoffe auf den Katalysator, in dem sie mit der überschüssigen Luft der Schichtladung zu Wasser und Kohlendioxid umgesetzt werden. Diese Umsetzung im Katalysator hat eine Temperaturerhöhung von Katalysator und Abgas (Exothermie) zur Folge.
Bei der Konzipierung eines Ottomotors ist ferner zu beachten, dass durch Verdampfen von Kraftstoff Kohlenwasserstoffe aus dem Tank in die Atmosphäre entweichen. Dieser Effekt belastet die Umwelt und steigt mit der Temperatur des Kraftstoffes im Tank an. Mit dem Einsatz von Aktivkohlebehältern (AKB) , die die aus dem Tank verdampfenden Kohlenwasserstoffe speichern, lassen sich die gesetzlichen Auflagen (shed-Test) im Zusammenhang mit Verdampfungsverlusten erfüllen. Hierbei ist der Tank nur über den genannten Aktivkohlebehälter belüftet. Wegen des begrenzten Aufnahmevolumens der Aktivkohle muss jedoch eine stetige Regenerierung der Aktivkohle erfolgen. Bei laufendem Motor wird hierzu Luft über den Aktivkohlebehälter angesaugt und als Gemisch dem Motor zur Verbrennung zugeführt. Wird beispielsweise 1% der angesaugten Motorluft als Kraftstoffdampf zugegeben, so verändert sich die Gemischzusammensetzung im homogenen Betrieb des Motors um etwas 20%. Um die Abgasemissionen in den gewünschten Grenzen zu halten und die Laufeigenschaften des Motors sicherzustellen, muss eine gezielte Einleitung des Kraftstoffdampfes in den Motor erfolgen.
Zu diesem Zwecke steuert ein Motorsteuergerät (MSG) ein Regenerierventil (RV) an. Die Durchflussmenge lässt sich im Arbeitsbereich des Regenerierventils nahezu kontinuierlich über eine Kennfeldanpassung mit den Parametern Last und Drehzahl steuern. In bestimmten Betriebsbereichen schaltet die Regenerierung ab (Leerlauf) oder kann nicht wirken (beispielsweise bei Volllast, d.h. fehlendem Unterdruck, oder einem Schichtbetrieb ohne Androsselung) .
Zusätzlich überwacht eine Lambdaregelung, ob beim Einschalten der Regenerierung die zugegebene Krafstoffmenge die vorgegebenen Grenzen einhält. Ist der Durchfluss zu gross, wird die Durchflussmenge verringert, um Fahrverhalten und Abgasemissionen in einem optimalen Bereich zu halten.
Die Überwachung der Durchflussmenge aus der Tankentlüftung basiert auf der Lambdaregelung, die im homogenen Motorbetrieb das Gemisch auf Lambda = 1 festhält. Je höher der Anteil der Kraftstoffdämpfe aus der Tankentlüftung im Saugrohr ist, desto weniger Kraftstoff muss über die Einspritzventile eingespritzt werden, um den Motor in einem konstanten Betriebspunkt zu halten.
Über die Abweichung bzw. Veränderung der Einspritzmenge ist daher eine Beladung des Aktivkohlebehälters bestimmbar. Zweckmässige Voraussetzung für eine derartige Beziehung ist eine im wesentlichen vollständige Verbrennung sämtlicher Kohlenwasserstoffe .
Im Schichtbetrieb muss der Motor leicht angedrosselt werden, damit über einen hierbei entstehenden Unterdruck der Aktivkohlebehälter regeneriert werden kann. Die Kohlenwasserstoffe aus dem Aktivkohlebehälter gelangen homogen verteilt in den Brennraum und werden dort nur teilweise verbrannt. Die unverbrannten Kohlenwasserstoffe gelangen in den Katalysator, werden dort chemisch umgesetzt und erhöhen die Katalysatortemperatur.
Mittels einer Lambda-Sonde können Kohlenwasserstoffe nicht gemessen werden, da die Lambda-Sonde nur auf den Sauerstoffanteil im Abgas reagiert.
Eine Bestimmung der Beladung des Aktivkohlebehälters mittels einer Lambda-Sonde im Schichtbetrieb ist also nicht möglich.
Aus der DE 199 47 080 Cl ist eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Regenerierung eines Aktivkohlefilters bekannt. Dabei wird zum Regenerieren eines Aktivkohlebehälters, der in der Tankentlüftung einer Brennkraftmaschine, welche mit luftunterstützter Benzin-Direkteinspritzung betrieben wird, vorgesehen ist, an der Hochdruckseite der die Druckluft für die Einspritzung erzeugenden Druckerzeugunseinheit ein Druckregler angeschlossen, dessen abgelassene Luft durch den Aktivkohlebehälter geleitet wird, um diesen zu regenerieren.
Aus der DE 196 17 386 Cl ist ein Tanklüftungssystem für eine direkt einspritzende Brennkraftmaschine bekannt. Hierbei weist die Brennkraftmaschine ein luftunterstütztes Einspritzsystem auf, wobei in bestimmten Betriebszuständen der Brennkraftmaschine die Spülluft zum Regenerieren des Aktivkohle- filters der Tankentlüftungsanlage der mittels eines Luftkompressors erzeugten Zerstäubungsluft für das Einspritzsystem beigemengt wird.
Schliesslich ist aus der DE 197 01 353 Cl ein Verfahren zur Tankentlüftung bei einer Brennkraftmaschine bekannt . Hierbei wird ein Belandungsgrad eines Aktivkohlefilters ermittelt, und abhängig von dessen Höhe und einem vorgegebenen Wert für einen maximal möglichen Kraftstoffmassenstrom durch das Tankentlüftungsventil ein Soll-Spülstrom berechnet, und das Tastverhältnis für das Tankentlüftungsventil abhängig von dem Soll-Spülstrom, der Temperatur des Spülstromes und dem Druckgefälle am Tankentlüftungsventil so eingestellt, dass die durch den Spülvorgang hervorgerufene Lambdaabweichung eines Reglers der Lambdaregelungseinrichtung einen vorgegebenen Maximalwert nicht überschreitet.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Angabe von Verfahren, mit denen eine einfache Bestimmung eines Beladungszustandes eines Aktivkohlebehälters möglich ist. Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 sowie einen Ottomotor mit den Merkmalen des Patentanspruchs 9.
Mit dem erfindungsgemäss angegebenen Verfahren ist der Beladungszustand eines Aktivkohlebehälters in einfacher Weise feststellbar, so dass beispielsweise auf der Grundlage dieses Beladungszustandes eine unter Berücksichtigung eines gewünschten Kraft-Luft-Verhältnisses optimale Tankentlüftung durchgeführt werden kann.
Vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemässen Verfahrens sind Gegenstand der Unteransprüche. Gemäss einer ersten bevorzugten Ausführungsform des erfin- dungsgemässen Verfahrens wird eine stromabwärts eines dem Ottomotor nachgeschalteten Katalysators festgestellte Abgastemperatur bei Betrieb der Tankentlüftung mit einer bei ausgeschalteter bzw. inaktiver Tankentlüftung ermittelten Abgas- temperatur verglichen. Ein derartiger Vergleich zwischen Abgastemperaturen bei eingeschalteter und nicht eingeschalteter Tankentlüftung (bei im übrigen gleichen Betriebsparametern des Motors) erlaubt in einfacher Weise Rückschlüsse auf den Beladungszustand des Aktivkohlebehälters.
Es erweist sich als vorteilhaft, dass die Abgastemperaturen für unterschiedliche Betriebszustände des Motors bei nichtak- tivierter Tankentlüftung über ein Modell berechnet werden und durch bei aktivierter Tankentlüftung (bei Vorliegen des gleichen Motor-Betriebszustandes) gemessene Abgastemperaturen geteilt werden, wobei auf der Grundlage derart festgestellter Temperaturquotienten die Beladung des Aktivkohlebehälters berechnet bzw. anhand entsprechender vorbekannter Kennlinienfelder abgeleitet wird. Dieses Verfahren ist mit relativ wenig Messaufwand verbunden.
Für den Fall, dass das beschriebene Modell keine ausreichenden Genauigkeiten liefert, erweist es sich als zweckmässig, Abgastemperaturen bei nicht aktivierter Tankentlüftung zu messen und in einem von der Motordrehzahl und Motorlast abhängigen Kennfeld zu speichern, und anschliessend bei aktiver Tankentlüftung gemessene Abgastemperaturen durch die derart gespeicherten Abgastemperaturen zu dividieren, und die Beladung des Aktivkohlebehälters auf der Grundlage derart ermittelter Temperaturquotienten zu ermitteln. Dieses Verfahren erweist sich in der Praxis als sehr genau und zuverlässig. Anstelle einer Messung bzw. Betrachtung von Temperaturen lediglich stromabwärtig des Katalysators ist es gemäss einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ebenfalls möglich, Temperaturen stromaufwärtig und stromabwärtig des Katalysators bei nicht aktiver bzw. aktiver Tankentlüftung festzustellen, d.h. zu berechnen oder zu messen, auf der Grundlage derart ermittelter Temperaturen für die jeweiligen Motorbetriebszustände Abgastemperaturdifferenzen festzustellen, und unter entsprechender Korrelation dieser Temperaturdifferenzen bei aktiver und nicht aktiver Tankentlüftung auf dem Beladungszustand des Aktivkohlebehälters zu schliessen. Mit dieser Feststellung der Exothermie des Katalysators, d.h. der Temperaturfreisetzung durch Umsetzung unverbrannter Kohlenwasserstoffe, müssen keine absoluten Abgastemperaturen berechnet bzw. verwendet werden, wodurch sich zu verwendende Rechenmodelle stark vereinfachen.
Zweckmässigerweise wird auf der Grundlage des festgestellten Beladungszustandes eines Aktivkohlenbehälters ein Regenerierventil eines Tankentlüftungssystems gesteuert .
Hierbei erfolgt die Steuerung des Regenerierventils zweckmässigerweise in Abhängigkeit von der Abgastemperatur, einem Drehzahl-Last-Betriebspunkt des Motors, einer Beladung des Aktivkohlebehälters und/oder des Betriebsmodus des Motors (homogener Betrieb oder Schichtbetrieb) oder einer Kombination dieser Parameter.
Erfindungsgemässe direkteinspritzende Ottomotoren weisen zweckmässigerweise stromabwärtig und/oder stromaufwärtig eines dem Ottomotor nachgeschalteten Katalysators Thermoelemente zur Messung der jeweiligen Abgastemperaturen auf. Mit derartigen Thermoelementen sind Abgastemperaturen in einfacher und zuverlässiger Weise messbar, so dass die dargestellten Verfahren zuverlässig durchführbar sind.
Zweckmässigerweise ist der erfindungsgemässe Ottomotor mit einer Rechnereinrichtung, beispielsweise einem Motorsteuerge- rät zur Durchführung der erfindungsgemässen Verfahren ausgebildet.
Das erfindungsgemässe Verfahren erlaubt gegenüber herkömmlichen Lösungen höhere Regenerierraten, da erfindungsgemäss beispielsweise auch eine Regenerierung im Schichtbetrieb möglich ist. Der Motorbetrieb kann insgesamt zu einem grösseren Anteil im Schichtbetrieb erfolgen, da sowohl im homogenen Betrieb, als auch im Schichtbetrieb regeneriert werden kann. Dies hat insgesamt einen geringeren Benzinverbrauch zur Folge. Die Möglichkeit der Regenerierung in sämtlichen Motorbetriebsmodi führt ferner zu geringeren Emissionen an unverbrannten Kohlenwasserstoffen.
Die Erfindung wird nun anhand der beigefügten Zeichnung weiter erläutert.
Dabei zeigen:
Fig. 1 eine schematische Darstellung der Einspritzkomponenten eines direkt einspritzenden Ottomotors,
Fig. 2 eine schematische Darstellung der wesentlichen Komponenten eines direkteinspritzenden Ottomotors,
Fig. 3 ein Schaubild zur Darstellung einer ersten bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemässen Verfahrens,
Fig. 4 ein Schaubild zur Darstellung einer zweiten bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemässen Verfahrens, Fig. 5 ein Schaubild zur Darstellung einer dritten bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemässen Verfahrens, und
Fig. 6 ein Schaubild zur Darstellung einer vierten bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemässen Verfahrens .
Wie in Figur 1 zu erkennen ist, erfolgt bei einem direkteinspritzenden Ottomotor das Einspritzen von Kraftstoff in einen mittels eines Kolbens 10 beaufschlagten Zylinder 11 über eine Einspritzdüse 12. Der hierbei entstehende kegelförmige Einspritzstrahl ist schematisch dargestellt und mit 14 bezeichnet. Die Mittel zur Zugabe von Luft bzw. unverbrannten Kohlenwasserstoffen aus der Tankentlüf ung in den Zylinder 11 sind nicht im Einzelnen dargestellt .
Eine Zündkerze zum Entzünden des Luft-Kraftstoffgemisches ist mit 16 bezeichnet.
In Figur 2 ist schematisch eine Brennkraftmaschine 21 dargestellt, die einen Ansaugtrakt 22 zum Ansaugen von Luft aufweist. Über Einspritzventile 25, die von einer Einspritzschiene 26 mit Kraftstoff versorgt werden, wird Kraftstoff direkt in die Zylinder der Brennkraftmaschine eingespritzt. Im Ansaugtrakt 22 befindet sich eine Drosselklappe 28 und stromauf von dieser ein Luftmassenmesser 30, in den über eine Ansaugδffnung 32 Ansaugluft geleitet wird.
Die Einspritzschiene 26 wird über eine Kraftstoffleitung 27, die aus einem Pumpenmodul 37 gespeist wird, mit Kraftstoff versorgt. Das Pumpenmodul 37 ist in einem Tank 40 angeordnet.
In dem Tank 40 befindet sich Kraftstoff 41. Der über dem Kraftstoff 41 befindliche Hohlraum ist mit Kraftstoffdampf 42 gefüllt. Der Tank 40 ist ferner über eine Tankentlüftungsleitung 44, die in einem Belüftungsanschluss 46 mündet, an die Umgebung angekoppelt, so dass ein Druckausgleich erfolgen kann.
In die Tankentlüftungsleitung 44 ist ein Aktivkohlebehälter 50 geschaltet, welcher mit Kohlenwasserstoffe absorbierendem Aktivkohlematerial ausgebildet ist. Durch diese Massnahme ist sichergestellt, dass aus der Tankentlüftungsleitung 44 keine Kohlenwasserstoffe an den Belüftungsanschluss 46 abgegeben werden können, da die Kohlenwasserstoffe im Aktivkohlematerial absorbiert werden.
Zwischen dem Belüftungsanschluss 46 und dem diesen zugeordneten Ausgang des Aktivkohlebehälters ist ein Ventil 52 angeschlossen, das von einem Stellglied 54 betätigbar ist. Das Stellglied 54 ist über nicht näher bezeichnete Leitungen von einem Motorsteuergerät 60 ansteuerbar.
Der Aktivkohlebehälter 50 ist mit einem zweiten Ausgang über eine Regenerierleitung 62 mit dem Ansaugtrakt 22 der Brennkraftmaschine 21 verbunden.
Die Regenerierleitung 62 mündet hierbei zwischen der Drosselklappe 28 und der Brennkraftmaschine 21 in dem Ansaugtrakt 22.
In die Regenerierleitung 62 ist ein Regenerierventil 64 geschaltet, das über ein Stellglied 66 betätigbar ist. Das Regenerierventil 64 wird üblicherweise als Tankentlüftungsventil bezeichnet.
Das Steuergerät 60 ist über nicht näher bezeichnete, und nur teilweise dargestellte Leitungen mit dem Luftmassenmesser 30, der Drosselklappe 28, den Einspritzventilen 25 und dem Stellglied 66 des Regenerierventils 64 verbunden und liest über diese Leitungen entsprechende Messwerte aus bzw. steuert die entsprechenden Bauteile an.
Der Aktivkohlebehälter 50 absorbiert an seinem dem Tank 40 zugewandten Eingang eintreten Kraftstoffdampf . Um zu verhindern, dass bei vollständiger Beladung des Aktivkohlebehälters ein Durchbruch von Kohlenwasserstoffen zum Belüftungsanschluss 46 erfolgt, wird der Aktivkohlebehälter 50 im Betrieb der Brennkraftmaschine regeneriert . Zu diesem Zwecke wird durch Schalten des Regenerierventils 64 die Regenerierleitung 62 vom Aktivkohlebehälter 50 zum Ansaugtrakt 22 freigeschaltet. Gleichzeitig wird das Ablassventil 52 geschlossen, so dass der diesem zugeordnete Ausgang des Aktivkohlebehälters 50 vom Belüftungsanschluss 46 abgetrennt ist. Es ist dann möglich, über eine (nicht dargestellte) Leitung dem Aktivkohlebehälter 50 Luft zuzuführen, welche anschliessend bei offenem Regenerierventil 64 durch die Regenerierleitung 62 unter Mitnahme von Kraftstoffdämpfen aus dem Aktivkohlebehälter 50 in den Abgastrakt 22 strömt.
Es wurde bereits darauf hingewiesen, dass, wenn beispielsweise 1% der angesaugten Motorluft als Kraftstoffdampf zugegeben wird, sich die Gemischzusammensetzung im homogenen Betrieb des Motors um ca. 20% verändert. Um die Abgasemissionen in gewünschten Grenzen zu halten und die Laufeigenschaften des Motors sicherzustellen, erfolgt zur Gewährleistung einer gezielten Einleitung von Kraftstoffdampf eine Steuerung des Regenerierventils 64 durch die Motorsteuerung 60. Die Durchflussmenge lässt sich im Arbeitsbereich des Regenerierventils nahezu kontinuierlich über eine Kennfeldanpassung mit den Parametern Last und Drehzahl steuern. In bestimmten Betriebsbereichen schaltet die Regenerierung ab (beispielsweise Leer- lauf) , oder kann nicht wirken. Wie bereits erwähnt, ist es beim homogenen Betrieb des Motors möglich, die Beladung des Aktivkohlebehälters 50 über die Abweichung der Einspritzmenge zu bestimmen.
Es wurde ferner bereits darauf hingewiesen, dass im Schichtbetrieb der Motor leicht angedrosselt werden muss, damit über den Unterdruck der Aktivkohlebehälter 50 regeneriert werden kann. Die Kohlenwasserstoffe aus dem Aktivkohlebehälter sind homogen verteilt in dem Brennraum und werden dort nur teilweise verbrannt. Unverbrannte Kohlenwasserstoffe gelangen ü- ber den Abgastrakt 68 in den Katalysator 70, werden dort chemisch umgesetzt und erhöhen die Katalysatortemperatur.
Mittels der Lambdasonde 72 können Kohlenwasserstoffe jedoch nicht gemessen werden, da die Lambdasonde 72 nur auf den Sauerstoffanteil im Abgas reagiert . Eine Bestimmung der Beladung des Aktivkohlebehälters 50 über die Lambdasonde 72 im Schichtbetrieb ist also nicht möglich.
Aus diesem Grunde ist das dem Katalysator 70 nachgeschaltete Thermoelement 74 vorgesehen, mittels dessen die Temperatur des Abgases stromabwärts des Katalysators gemessen werden kann. Auf der Grundlage der Differenz der Abgastemperatur bei durchgeführter Tankentlüftung zu der Abgastemperatur ohne Tankentlüftung kann auf den Beladungszustand des Aktivkohlebehälters 50 geschlossen werden.
Die Realisierung der Erkennung der Beladung des Aktivkohlebehälters 50 kann auf verschiedene Arten erfolgen. Zunächst wird anhand der Figur 3 die Möglichkeit eines Vergleiches einer berechneten Abgastemperatur ohne Tankentlüftung mit einer gemessenen Abgastemperatur (bei wirksamer Tankentlüftung) betrachtet . Bei dem Vergleich von berechneter Abgastemperatur (ohne Tankentlüftung) und gemessener Abgastemperatur (mit Tankentlüftung) wird zunächst in einem Schritt 301 aus einem über Motordrehzahl und Motorlast aufgespannten Kennfeld die Ag- bastemperatur ohne Korrekturen ermittelt. Über zwei weitere Kennlinien werden die Einflüsse von Kraftstoff-Luft-Verhältnis (Lambda) und Zündzeitpunkt als Faktoren in die Abgastemperatur eingerechnet. Die Erstellung der Kennlinie für die Abgastemperatur über Lambda wird auf der Grundlage des Kraftstoff-Luft-Verhältnisses in einem Schritt 302 und die Kennlinie für die Abgastemperatur über einem Zündwinkel auf der Grundlage des Zündzeitpunktes in einem Schritt 303 durchgeführt .
Bei Änderungen von Drehzahl, Last, Zündzeitpunkt oder Lambda wirken sich diese erst mit einer gewissen Zeitverzögerung auf die Abgastemperatur stromabwärts des Katalysators aus, da die Gassäule zunächst die Brennkraftmaschine 21, und anschliessend den Katalysator 70 durchlaufen muss. Weiterhin müssen bei einer Änderung zuerst der Motor, sowie der Abgasstrang und der Katalysator erwärmt bzw. abgekühlt werden. Diese Gegebenheiten werden mittels einer Tiefpassfilterung in einem Schritt 305 berücksichtigt, wobei dem Schritt 305 zweckmässigerweise eine Verzögerung mittels eines Verzδgerungsgliedes in einem Schritt 304 vorgeschaltet ist.
Der so erhaltene (berechnete) Wert für die Abgastemperatur ohne Tankentlüftung wird in einem Schritt 306 durch die in dem Abgasstrang stromabwärts des Katalysators 70 mittels des Temperaturgliedes 74 ermittelte (gemessene) Temperatur dividiert. Werden unverbrannte HC-Anteile der Tankentlüftung im Schichtbetrieb im Katalysator umgesetzt, kommt es zu einer (messbaren) Temperaturerhöhung im Abgas, wodurch sich ein Faktor des Temperaturquotienten von >1 ergibt. Dieser Temperaturquotient dient als Eingangsgrösse einer Kennlinie, in der die Umrechnung in die aktuelle Beladung des Aktivkohlebehälters erfolgt (Schritt 307) .
Ist das Abgastemperaturmodell, welches im Zusammenhang mit dem in Figur 3 dargestellten Algorithmus verwendet wurde, zu ungenau, um die Beladung des Aktivkohlebehälters 50 hinreichend genau zu bestimmen, kann die Beladung des Aktivkohlebehälters 50 auch über einen Algorithmus mit Adaption der Abgastemperatur durchgeführt werden. Ein derartiges Verfahren wird nun unter Bezugnahme auf Figur 4 erläutert . Hier wird in einem Schritt 401 in einem Kennfeld, welches über Drehzahl und Last des Motors aufgespannt ist, jeweils innerhalb von bestimmten Kennfeldbereichen die gemessene Abgastemperatur ohne Tankentlüftung festgestellt und gespeichert. Diese Feststellung bzw. Messung erfolgt nur bei nichtaktiver Tankentlüftung, um einen Grundzustand zu ermitteln. Zur Feststellung der Abgastemperatur ohne Tankentlüftung erweist es sich als zweckmässig, den Motor alle Kennfeldbereiche durchfahren zu lassen. Der Unterschied zu dem unter Bezugnahme auf Figur 3 beschriebenen Algorithmus besteht demnach darin, dass hier abhängig von jeweiligen Drehzahl- und Lastwerten Abgastemperaturen gemessen werden. Gemäss dem unter Bezugnahme auf Figur 3 beschriebenen Algorithmus werden diese Abgastemperaturen bei nicht eingeschalteter Tankentlüftung auf die dargestellte Weise unter Zugrundelegung der genannten Parameter bzw. Kennzahlen berechnet. In Figur 4 ist die Kennfeldausmessung bei 402 mittels einer gestrichelt dargestellten Position eines Schalters 402' symbolisiert, wobei in dieser Stellung eine Korrelation bei ausgeschalteter Tankentlüftung gemessener Temperaturen mit den Parametern Last und Drehzahl möglich ist . Sind sämtliche Kennfeldbereiche durchfahren bzw. festgestellt, wird bei 402 die Tankentlüftung aktiviert. Nach Zuschaltung bzw. Aktivierung der Tankentlüftung werden die gespeicherten Werte der Abgastemperatur im Kennfeld nicht mehr verändert (symbolisiert durch eine zweite, mit durchgezogener Linie dargestellte Position des Schalters 402').
Die so ermittelten Werte werden, analog zu Schritt 306, in einem Schritt 403 durch die mittels des Thermoelements 74 stromabwärts des Katalysators gemessene Temperatur dividiert . Die Beladung des Aktivkohlebehälters wird dann analog zu dem in Figur 3 dargestellten Verfahren mit dem Abgastemperaturmodell über Quotientenbildung und Umrechnung mittels einer Kennlinie ermittelt (Schritt 404) .
Eine weitere Möglichkeit zur Ermittlung der Exothermie des Katalysators 50, d.h. der Temperaturfreisetzung durch Umsetzung unverbrannter Kohlenwasserstoffe, besteht in der Messung der Abgastemperatur vor und hinter dem Katalysator. Zu diesem Zwecke ist ein weiteres Thermoelement 84 vor bzw. stromaufwärts des Katalysators 70 angeordnet. Ein entsprechendes Verfahren ist in Figur 5 dargestellt.
Bei dem gemäss Figur 5 dargestellten Verfahren wird in einem Schritt 501 ein Drehzahl- und Last abhängiges Kennfeld einer Katalysatorexothermie bei nicht eingeschalteter Tankentlüftung berechnet. In Schritten 502 und 503 werden die Abgastemperaturen vor und nach dem Katalysator gemessen. In einem Schritt 504 wird die Differenz aus den so gemessenen Temperaturen ermittelt. Die wiederum mittels Verzögerungsglied und Tiefpass modifizierten Werte des in Schritt 501 ermittelten Kennfeldes werden in einem Schritt 505 mit der in Schritt 504 festgestellten Temperaturdifferenz unter Quotientenbildung korreliert. Aus der sich so ergebenden Kennlinie des Tempera- turquotienten lässt sich die Beladung des Aktivkohlebehälters 50 ermitteln (Schritt 506) .
Vorteile insbesondere gegenüber der unter Bezugnahme auf Figur 3 dargestellten Methode bestehen darin, dass hierbei die absolute Abgastemperatur, die nicht nur von der Drehzahl und der Last, sondern auch vom Zündwinkel, Lambda usw. abhängt, nicht bekannt sein muss. Daher vereinfacht sich das in Figur 3 beschriebene Abgastemperaturmodell hier zu einem lediglich von der Drehzahl und der Last des Motors abhängigen Katalysa- torexothermiemodell .
Bei dem in Figur 4 beschriebenen Verfahren wurde die Möglichkeit erörtert, die Abgastemperaturen für verschiedene Kennfeldbereiche zu ermitteln, d.h. zu messen, und zu speichern. In analoger Weise ist es möglich, die Katalysatorexothermie festzustellen. Ein entsprechendes Verfahren wird nun unter Bezugnahme auf Figur 6 erläutert. Hierbei werden in einem Schritt 601 zunächst bei nicht eingeschalteter Tankentlüftung über geeignete Drehzahl- und Lastbereiche Abgastemperaturen vor und nach dem Katalysator gemessen (Schalter 602 ' bei 602 in gestrichelt dargestellter Position) . Die so ermittelten Temperaturdifferenzen werden in einem drehzahl- und lastabhängigen Adaptionskennfeld für eine Katalysatorexothermie ohne Tankentlüftung gespeichert. Nach Zuschaltung der Tankentlüftung bei (602, Schalter 602' in zweiter, mittels durchgezogener Linie dargestellter Position) werden die so ermittelten Werte durch die jeweils gemessenen Temperaturdifferenzen vor und nach dem Katalysator bei aktiver Tankentlüftung dividiert (Schritt 603) . Auf der Grundlage dieser Quotientenbildung wird in Schritt 604 die Kennlinie des in Schritt 603 ermittelten Quotienten bezüglich der Beladung des Aktivkohlebehälters 50 ermittelt. Dieser Algorithmus stellt also wiederum die Katalysatorexothermie ohne Tankentlüftung durch Messung fest, um sie nach dem Ende der Feststell- bzw. Lernphase mit der gemessenen Katalysatorexothermie bei eingeschalteter Tankentlüftung zu vergleichen, und auf der Grundlage dieses Vergleiches die Beladung des Aktivkohlebehälters zu ermitteln.
Auf der Grundlage der dargestellten Verfahren erfolgt eine Regelung der Tankentlüftungsrate zweckmässigerweise zur Bereitstellung einer konstanten Abgastemperatur oder einer vorgegebenen Durchflussmenge des Regenerierventils 64. Ziel der Regenerierung ist es hierbei, die gebundenen Kohlenwasserstoffe aus dem Aktivkohlebehälter 50 zu entfernen. Abhängig von einer ermittelten Ladung des Aktivkohlebehälters 50 kann dann eine mehr oder weniger intensive Regeneration durchgeführt werden.

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zur Bestimmung der Beladung eines Aktivkohlebehälters eines Tankentlüftungssystems eines insbesondere direkteinspritzenden Ottomotors, g e k e n n z e i c h n e t d u r c h, eine Feststellung des thermischen Einflusses eines Betriebes der Tankentlüftung auf das Abgas des Ottomotors und eine Feststellung der Beladung des Aktivkohlebehälters auf der Grundlage dieses thermischen Einflusses.
2. Verfahren nach Anspruch 1 d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass eine stromabwärts eines dem Ottomotor nachgeschalteten Katalysators festgestellte Abgastemperatur bei aktiver Tankentlüftung mit einer bei ausgeschalteter bzw. inaktiver Tankentlüftung ermittelten Abgastemperatur verglichen wird.
3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Abgastemperaturen bei nicht aktiver Tankentlüftung über ein Modell berechnet werden und durch bei aktivierter Tankentlüftung gemessene Abgastemperaturen geteilt werden, wobei auf der Grundlage derart festgestellter Temperaturquotienten die Beladung des Aktivkohlebe- hälters berechnet bzw. anhand entsprechender Kennlinienfelder abgeleitet wird.
4. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass Abgastemperaturen bei nicht aktiver Tankentlüftung gemessen und in einem von der Motordrehzahl und Motorlast abhängigen Kennfeld gespeichert werden, bei aktiver Tankentlüftung gemessene Abgastemperaturen durch die derart gespeicherten Abgastemperaturen dividiert, und die Beladung des Aktivkohlebehälters auf der Grundlage derart ermittelter Temperaturquotienten ermittelt wird.
5. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass Differenzen von Abgastemperaturen vor und nach dem Katalysator bei nicht aktiver Tankentlüftung über ein Modell berechnet werden und durch bei aktivierter Tankentlüftung gemessene Abgastemperaturdifferenzen geteilt werden, wobei auf der Grundlage derart festgestellter Abgastemperaturdifferenzquotienten die Beladung des Aktivkohlebehälters- berechnet bzw. anhand entsprechender Kennlinienfelder abgeleitet wird.
6. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass auf der Grundlage vor und nach dem Katalysator gemessener Abgastemperaturen Abgastemperaturdifferenzen bei nicht aktiver Tankentlüftung gemessen und in einem von der Motordrehzahl und Motorlast abhängigen Kennfeld gespeichert werden, bei aktiver Tankentlüftung gemessene Abgastemperaturdifferenzen durch die derart gespeicherten Abgastemperaturdifferenzen dividiert, und die Beladung des Aktivkohlebehälters auf der Grundlage derart ermittelter Temperaturdifferenzquotienten ermittelt wird.
7. Verfahren zur Steuerung eines Regenerierventils eines mit einem Tankentlüftungssystem ausgebildeten, insbesondere direkteinspritzenden Ottomotors in Abhängigkeit von einem gemäss einem der vorstehenden Ansprüche festgestellten Beladungszustand eines Aktivkohlebehälters.
8. Verfahren nach Anspruch 7 , d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Steuerung des Regenerierventils in Abhängigkeit von der Abgastemperatur, einem Drehzahl-Last-Betriebspunkt des Motors, einer Beladung des Aktivkohlebehälters, und/oder des Betriebsmodus des Motors oder einer Kombination dieser Parameter durchgeführt wird.
9. Direkteinspritzender Ottomotor mit einem nachgeschalteten Katalysator (70) , g e k e n n z e i c h n e t d u r c h, ein dem Katalysator nachgeschaltetes Thermoelement (74) zur Messung der Abgastemperatur stromabwärtig des Katalysators (70) .
10. Direkteinspritzender Ottomotor nach Anspruch 9, g e k e n n z e i c h n e t d u r c h, ein stromaufwärtig des Katalysators (70) ausgebildetes Thermoelement (84) zur Messung einer Abgastemperatur stromaufwärtig des Katalysators (70) .
11. Direkteinspritzender Ottomotor nach einem der Ansprüche 9 oder 10, mit einer Rechnereinrichtung (60) zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 8.
EP03735358A 2002-06-22 2003-05-03 Verfahren zur bestimmung einer beladung eines aktivkohlebehälters eines tankentlüftungssystems Expired - Lifetime EP1518047B1 (de)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE10228004 2002-06-22
DE10228004A DE10228004A1 (de) 2002-06-22 2002-06-22 Verfahren zur Bestimmung einer Beladung eines Aktivkohlebehälters eines Tankentlüftungssystems
PCT/EP2003/004651 WO2004001211A1 (de) 2002-06-22 2003-05-03 Verfahren zur bestimmung einer beladung eines aktivkohlebehälters eines tankentlüftungssystems

Publications (2)

Publication Number Publication Date
EP1518047A1 true EP1518047A1 (de) 2005-03-30
EP1518047B1 EP1518047B1 (de) 2005-11-30

Family

ID=29723388

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP03735358A Expired - Lifetime EP1518047B1 (de) 2002-06-22 2003-05-03 Verfahren zur bestimmung einer beladung eines aktivkohlebehälters eines tankentlüftungssystems

Country Status (4)

Country Link
US (1) US7013215B2 (de)
EP (1) EP1518047B1 (de)
DE (2) DE10228004A1 (de)
WO (1) WO2004001211A1 (de)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7444233B2 (en) * 2005-12-27 2008-10-28 Nissan Motor Co., Ltd. Diagnostic apparatus and diagnostic method for an internal combustion engine
EP1956219B1 (de) * 2007-02-08 2008-12-31 Delphi Technologies, Inc. Kraftstoffdampf-Tankentlüftungssystem für einen Fahrzeugkraftstofftank
KR100999609B1 (ko) * 2007-09-06 2010-12-08 현대자동차주식회사 캐니스터의 초기 탄화수소 농도 측정방법, 이를 이용한 연료 분사량 제어 방법 및 그 시스템
DE102014221704A1 (de) * 2014-10-24 2016-04-28 Robert Bosch Gmbh Tankentlüftungssystem und Verfahren zu seinem Betrieb
DE102014115888A1 (de) * 2014-10-31 2016-05-04 Dr. Ing. H.C. F. Porsche Aktiengesellschaft Adsorptionseinheit für die Adsorption von Treibstoffdämpfen in einer Tankentlüftung

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4408647B4 (de) * 1993-03-19 2004-02-05 Volkswagen Ag Verfahren und Vorrichtung zur Bestimmung der Arbeitskapazität einer Adsorberanordnung
DE19701353C1 (de) * 1997-01-16 1998-03-12 Siemens Ag Verfahren zur Tankentlüftung bei einer Brennkraftmaschine
JP3799758B2 (ja) * 1997-08-05 2006-07-19 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の触媒再生装置
DE10019007A1 (de) * 1999-04-20 2000-11-16 Siemens Ag Verfahren und Vorrichtung zur Emissionsminderung bei Motoren
DE19936202A1 (de) * 1999-07-31 2001-02-08 Bosch Gmbh Robert Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine
US6233924B1 (en) * 1999-08-02 2001-05-22 Ford Global Technologies, Inc. Temperature control method for a direct injection engine
DE19947097C1 (de) * 1999-09-30 2001-01-25 Siemens Ag Verfahren zur Regenerierung eines Aktivkohlebehälters
US6561166B2 (en) * 2000-06-13 2003-05-13 Visteon Global Technologies, Inc. Purge fuel canister measurement method and system
DE10043699A1 (de) * 2000-09-04 2002-03-14 Bosch Gmbh Robert Verfahren zur Bestimmung des Kraftstoffgehaltes des Regeneriergases bei einem Verbrennungsmotor mit Benzindirekteinspritzung im Schichtbetrieb
US6568179B2 (en) * 2001-03-01 2003-05-27 Engelhard Corporation Apparatus and method for vehicle emissions control

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See references of WO2004001211A1 *

Also Published As

Publication number Publication date
US20050154525A1 (en) 2005-07-14
DE50301817D1 (de) 2006-01-05
DE10228004A1 (de) 2004-01-15
EP1518047B1 (de) 2005-11-30
US7013215B2 (en) 2006-03-14
WO2004001211A1 (de) 2003-12-31

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE19711477C2 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Steuern von Verbrennungsmotoren
DE60116823T2 (de) Brennkraftmaschine mit Direkteinspritzung mit einem Turbolader und Verfahren zu ihrer Steuerung
EP0433632B1 (de) Verfahren zum Steuern eines Ottomotors ohne Drosselklappe
DE19650517C2 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Tankentlüftung für eine direkteinspritzende Brennkraftmaschine
DE102015216504B4 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Steuern einer Verbrennungskraftmaschine während des Kaltstarts und Warmlaufs
WO2019121169A1 (de) Vorrichtung zum betreiben eines tankentlüftungssystems einer brennkraftmaschine
DE102018106441A1 (de) Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine und Brennkraftmaschine
EP1630394A2 (de) Dieselmotor
DE102010030640A1 (de) Späte Nacheinspritzung von Kraftstoff für Partikelfilteraufheizung
DE10043859A1 (de) Verfahren zur Diagnose der Gemischbildung
DE19938037A1 (de) Diagnose-System für einen Motor
DE60122642T2 (de) Steuerungsvorrichtung für das Kraftstoff-Luft-Verhältnis in einer Brennkraftmaschine
DE102006020675A1 (de) Verfahren zur Lambda- und Momentenregelung einer Verbrennungskraftmaschine sowie Programmalgorithmus
DE602004006927T2 (de) Abgaskontrollvorrichtung für Brennkraftmaschine und Abgaskontrollverfahren
DE19947097C1 (de) Verfahren zur Regenerierung eines Aktivkohlebehälters
DE19855601C2 (de) Steuereinrichtung für Direkteinspritzungsmotor
EP3533985B1 (de) Verfahren zum betreiben einer brennkraftmaschine, brennkraftmaschine und kraftfahrzeug
DE19900729A1 (de) System zum Betreiben einer Brennkraftmaschine insbesondere für ein Kraftfahrzeug
EP1518047B1 (de) Verfahren zur bestimmung einer beladung eines aktivkohlebehälters eines tankentlüftungssystems
EP1165953B1 (de) Verfahren zum betreiben einer brennkraftmaschine
EP2633175A1 (de) Verfahren zur überwachung einer adaption einer einspritzzeit eines einspritzventils einer brennkraftmaschine
DE19938121A1 (de) Kraftstoffdampf-Verarbeitungsvorrichtung und Verfahren eines Verbrennungsmotors
DE102007000006A1 (de) Luft-Kraftstoffverhältnissteuergerät, das mit einer Abgasemissionssteuervorrichtung Ausgestattet ist
DE60029519T2 (de) Steuerung für Verbrennungsmotor mit Direkteinspritzung mit System zur Entlüftung von Kraftstoffdämpfen
WO2017093061A1 (de) Verfahren und vorrichtung zum betrieb einer brennkraftmaschine, insbesondere eines kraftfahrzeugs mit dualer kraftstoffeinspritzung

Legal Events

Date Code Title Description
PUAI Public reference made under article 153(3) epc to a published international application that has entered the european phase

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009012

17P Request for examination filed

Effective date: 20041204

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HU IE IT LI LU MC NL PT RO SE SI SK TR

GRAP Despatch of communication of intention to grant a patent

Free format text: ORIGINAL CODE: EPIDOSNIGR1

RBV Designated contracting states (corrected)

Designated state(s): DE FR GB IT

GRAS Grant fee paid

Free format text: ORIGINAL CODE: EPIDOSNIGR3

GRAA (expected) grant

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009210

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: B1

Designated state(s): DE FR GB IT

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: IT

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT;WARNING: LAPSES OF ITALIAN PATENTS WITH EFFECTIVE DATE BEFORE 2007 MAY HAVE OCCURRED AT ANY TIME BEFORE 2007. THE CORRECT EFFECTIVE DATE MAY BE DIFFERENT FROM THE ONE RECORDED.

Effective date: 20051130

Ref country code: GB

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20051130

REG Reference to a national code

Ref country code: GB

Ref legal event code: FG4D

Free format text: NOT ENGLISH

REF Corresponds to:

Ref document number: 50301817

Country of ref document: DE

Date of ref document: 20060105

Kind code of ref document: P

GBV Gb: ep patent (uk) treated as always having been void in accordance with gb section 77(7)/1977 [no translation filed]

Effective date: 20051130

PLBE No opposition filed within time limit

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009261

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: NO OPPOSITION FILED WITHIN TIME LIMIT

26N No opposition filed

Effective date: 20060831

EN Fr: translation not filed
PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: FR

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20070119

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: FR

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20051130

PGFP Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: DE

Payment date: 20150730

Year of fee payment: 13

REG Reference to a national code

Ref country code: DE

Ref legal event code: R119

Ref document number: 50301817

Country of ref document: DE

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: DE

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20161201