EP2494180A1 - Method for flushing an activated carbon filter - Google Patents

Method for flushing an activated carbon filter

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Publication number
EP2494180A1
EP2494180A1 EP10778611A EP10778611A EP2494180A1 EP 2494180 A1 EP2494180 A1 EP 2494180A1 EP 10778611 A EP10778611 A EP 10778611A EP 10778611 A EP10778611 A EP 10778611A EP 2494180 A1 EP2494180 A1 EP 2494180A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
activated carbon
carbon filter
aav
valve
tank
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP10778611A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Ernst Wild
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.)
Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
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 Robert Bosch GmbH filed Critical Robert Bosch GmbH
Publication of EP2494180A1 publication Critical patent/EP2494180A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • 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
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • 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
    • F02M25/0818—Judging failure of purge control system having means for pressurising the evaporative emission space
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/02—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by adsorption, e.g. preparative gas chromatography

Definitions

  • the present invention relates to a method for rinsing an activated carbon filter of a tank ventilation system of an internal combustion engine according to the preamble of claim 1. Furthermore, the invention relates to a computer program and a computer program product for carrying out the method according to the invention.
  • a ventilation opening or duct of the activated carbon filter is in contact with the ambient air.
  • fresh air is drawn through the activated carbon via the venting line due to the negative pressure prevailing in the intake manifold.
  • the fresh air absorbs the adsorbed fuel in the purge stream and supplies it to the combustion in the engine.
  • an activated carbon filter shut-off valve AAV is often provided at the ventilation outlet of the activated carbon filter.
  • AAV is closed and the TEV is opened. Due to the vacuum prevailing in the intake manifold, a negative pressure is established in the entire tank system, which is supplied via an in-line system
  • Fuel tank installed differential pressure sensor can be detected. When the vacuum reaches a certain threshold, the TEV closes. If the required tightness of the tank system is given, the negative pressure is maintained with the AAV closed and the TEV closed.
  • An activated carbon filter has only a limited capacity. If the absorption capacity or the storage capacity of the activated carbon filter is exhausted, drips fuel from the activated carbon filter. This problem occurs especially when the engine is switched off, for example in vehicles with hybrid drive, in which the internal combustion engine or the internal combustion engine is switched off during electric operation.
  • the invention therefore has the object to improve the purging and regeneration of the activated carbon filter in order to provide a maximum absorption capacity of the activated carbon filter. Disclosure of the invention
  • the TAV is preferably closed.
  • the AAV can be controlled closed to keep the negative pressure and for intensive rinsing clocked.
  • the opening of the TEV is ramped until a predeterminable proportion of fuel has settled in the purge stream.
  • a ramp-down of the AAV takes place until a prescribable negative pressure and / or a predeterminable outgassing from the activated carbon filter is established.
  • the control of the valves is preferably carried out with the inclusion of the lambda control, by means of which the mass flows or the proportion of fuel in the purge stream can be determined.
  • corresponding pressure sensors may be provided for detecting the pressure in the activated carbon filter corresponding pressure sensors may be provided.
  • the execution of purging in partial load operation ensures a round engine run and a sufficient pressure gradient for carrying out the method according to the invention.
  • the inventive method can be carried out at predetermined intervals or as needed. The demand can be determined, for example, based on the degree of filling of the activated carbon filter.
  • the regeneration of the activated carbon can be controlled much better in comparison with conventional rinsing methods. If the concentration of hydrocarbons in the purge stream is low, the hydrocarbons remaining in the activated carbon can be released much more quickly due to the applied negative pressure. At higher hydrocarbon concentrations in the purge stream, however, the negative pressure may be troublesome. An excessively high proportion of fuel in the purge stream, in particular during idling, can lead to out-of-round running, since the hydrocarbon vapor can be distributed unevenly over the cylinders. This is taken into account according to the invention in that the hydrocarbon content in the purge stream is detected, for example, by means of the lambda control, and the TEV is correspondingly activated. Accordingly, as the hydrocarbon concentration in the purge stream increases, the TEV becomes less widely opened. However, since operating the TEV at very low flow rates is inaccurate, in this case preferably no vacuum is applied, i.e., the AAV is not closed.
  • the figure shows the tank ventilation system or the tank ventilation system of an internal combustion engine 1.
  • a fuel tank 2 liquid fuel is stored, which partially passes through evaporation in the gaseous phase.
  • a removal line 3 is provided, via which the fuel is supplied to the intake manifold 4 of the internal combustion engine 1 in a manner known per se (not shown).
  • the fuel vapors produced in the fuel tank 2 are fed via the vent tube 5 to an activated carbon filter 6.
  • the volatile hydrocarbons are adsorbed on the activated carbon within the filter 6.
  • the activated carbon filter 6 is connected via a ventilation line 7 with the ambient air in connection.
  • Another line 8 connects the activated carbon filter 6 with the suction pipe 4.
  • a tank venting valve TEV 9 is provided.
  • the TEV 9 is opened during engine operation.
  • fresh air is sucked through the activated carbon filter 6 through the vacuum prevailing in the intake pipe via the ventilation duct 7.
  • the fresh air absorbs hydrocarbons adsorbed on the activated carbon and conducts them via the line 8 to the intake manifold 4 for combustion within the internal combustion engine 1.
  • the AAV 10 is closed Rampenformig, so that sets a low pressure in the activated carbon filter 6.
  • the very low pressure in the activated carbon filter 6 does not propagate to the fuel tank 2, the TAV 12 is closed.
  • the AAV 10 is activated in a clocked manner for intensive rinsing.
  • the ramp-like closure of the AAV 10 is stopped as soon as a prescribable or maximum negative pressure has set in the activated carbon filter 6 or until a maximum outgassing fuel is reached.
  • the intensive rinsing can be continued by pulsed activation of the AAV 10. If the calculated
  • a corresponding pressure-measuring means may be provided for detecting the pressure in the activated carbon filter 6.
  • the opening of the TAV 12 can be controlled by the pressure prevailing in the tank 2. If the pressure in the fuel tank 2 exerted by the fuel vapors exceeds a predefinable threshold during the purging process, the TAV 12 can be opened so that fuel vapors reach the activated charcoal filter 6 and the intensive purging is ended. At the next opportunity - after the pressure in the activated carbon filter 6 has dropped again - rinsing can be carried out again in the manner described. If the pressure threshold in the tank 2 is not reached, the TAV 12 remains closed and no further flushing is required since no fuel vapors can reach the activated carbon filter 6 which has already been rinsed.
  • the pressure measurement in the fuel tank is preferably carried out by means of the differential pressure sensor 1 1.
  • the flushing described can be carried out if necessary, which is determined for example on the basis of the fill level of the activated carbon filter 6.
  • the inventive intensive rinsing of the activated carbon filter 6 is preferably carried out at low fuel concentration in the purge stream.
  • the applied negative pressure could interfere, as too high a fuel content in the purge stream can lead to non-round running in particular at idle.
  • the inventive method for rinsing an activated carbon filter is particularly suitable for those applications that require a maximum storage capacity of the activated carbon filter. These are in particular applications in which the internal combustion engine is partially switched off, for example at
  • the inventive intensive flushing of the activated carbon filter the storage capacity of the activated carbon filter is optimally utilized, in which case the existing valves and lines can be used.
  • the inventive method can be implemented as a computer program, for example in the control unit of a motor vehicle. Since the device components required for carrying out the method according to the invention, ie in particular the various valves, are often already present in the motor vehicle, the method according to the invention can be readily applied to the motor control device in a motor vehicle by loading the corresponding computer program.

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Abstract

The invention provides a method for flushing an activated carbon filter (6) of a tank ventilation system of an internal combustion engine (1). The tank ventilation system comprises a fuel tank (2) and an activated carbon filter (6) which is assigned a tank shut-off valve TAV (12), a tank ventilation valve TEV (9) and an activated carbon filter shut-off valve AAV (10). To flush the activated carbon filter (6), the tank shut-off valve TAV (12) is closed, the tank ventilation valve TEV (9) is opened and the activated carbon filter shut-off valve AAV (10) is closed. The activated carbon filter shut-off valve AAV (10) is subsequently actuated so as to close preferably in a clocked manner.

Description

Beschreibung Titel  Description title
Verfahren zum Spülen eines Aktivkohlefilters  Method for rinsing an activated carbon filter
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Spülen eines Aktivkohlefilters einer Tankentlüftungsanlage einer Brennkraftmaschine nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Weiterhin betrifft die Erfindung ein Computerprogramm und ein Computerprogrammprodukt zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens. The present invention relates to a method for rinsing an activated carbon filter of a tank ventilation system of an internal combustion engine according to the preamble of claim 1. Furthermore, the invention relates to a computer program and a computer program product for carrying out the method according to the invention.
Stand der Technik State of the art
Bei Kraftfahrzeugen treten Kraftstoffausdampfungen im Kraftstofftank auf. Um eine Emission dieser flüchtigen Kohlenwasserstoffe aus dem Tank zu vermeiden, sind bei heutigen Kraftfahrzeugen Einrichtungen zum Auffangen der Kraftstoffausdampfungen vorgesehen. Typischerweise ist hierfür ein Aktivkohlefilter vorgesehen. Eine Entlüftungsleitung des Kraftstofftanks mündet in diesen Aktivkohlefilter. Die Aktivkohle adsorbiert die Kraftstoffdämpfe bzw. die flüchtigen Kohlenwasserstoffe. Eine weitere Leitung führt vom Aktivkohlefilter zum Saugrohr des Motors bzw. der Brennkraftmaschine. In dieser Leitung ist ein Tankentlüftungsventil (TEV) angeordnet. Zur Regenerierung bzw. Spülung des Aktivkohlefilters wird das Tankentlüftungsventil geöffnet, sodass eine fluidische Verbindung zwischen dem Aktivkohlefilter und dem Saugrohr entsteht. Eine Belüftungsöffnung oder -leitung des Aktivkohlefilters steht mit der Umgebungsluft in Kontakt. Bei geöffnetem Tankentlüftungsventil und Motorbetrieb wird aufgrund des im Saugrohr herrschenden Unterdrucks über die Belüftungsleitung Frischluft durch die Aktivkohle gesaugt. Die Frischluft nimmt den adsorbierten Kraftstoff im Spülstrom auf und führt ihn der Verbrennung im Motor zu. Durch eine regelmäßige Spülung bzw. Regenerierung der Aktivkohle bleibt das Aktivkohlefilter für neu ausdampfenden Kraftstoff aufnahmefähig. Um eine Prüfung der Dichtheit des gesamten Tanksystems zu ermöglichen, ist oftmals am Belüftungsausgang des Aktivkohlefilters ein Aktivkohlefilterabsperrventil (AAV) vorgesehen. Um die Dichtheit zu überprüfen wird das AAV geschlossen und das TEV geöffnet. Durch den im Saugrohr herrschenden Unter- druck stellt sich ein Unterdruck im gesamten Tanksystem ein, der über einen imIn motor vehicles, fuel evaporations occur in the fuel tank. In order to avoid emission of these volatile hydrocarbons from the tank, facilities for collecting the fuel spills are provided in today's motor vehicles. Typically, this is an activated carbon filter provided. A vent line of the fuel tank opens into this activated carbon filter. The activated carbon adsorbs the fuel vapors or the volatile hydrocarbons. Another line leads from the activated carbon filter to the intake manifold of the engine or the internal combustion engine. In this line a tank vent valve (TEV) is arranged. For regeneration or flushing of the activated carbon filter, the tank venting valve is opened so that a fluidic connection between the activated carbon filter and the suction pipe is formed. A ventilation opening or duct of the activated carbon filter is in contact with the ambient air. When the tank venting valve and engine operation is open, fresh air is drawn through the activated carbon via the venting line due to the negative pressure prevailing in the intake manifold. The fresh air absorbs the adsorbed fuel in the purge stream and supplies it to the combustion in the engine. By a regular flushing or regeneration of the activated carbon, the activated carbon filter for new evaporating fuel remains receptive. In order to make it possible to check the tightness of the entire tank system, an activated carbon filter shut-off valve (AAV) is often provided at the ventilation outlet of the activated carbon filter. To check the tightness, the AAV is closed and the TEV is opened. Due to the vacuum prevailing in the intake manifold, a negative pressure is established in the entire tank system, which is supplied via an in-line system
Kraftstofftank installierten Differenzdrucksensor erfassbar ist. Wenn der Unterdruck eine bestimmte Schwelle erreicht hat, wird das TEV geschlossen. Sofern die erforderliche Dichtheit des Tanksystems gegeben ist, hält sich der Unterdruck bei geschlossenem AAV und geschlossenem TEV. Fuel tank installed differential pressure sensor can be detected. When the vacuum reaches a certain threshold, the TEV closes. If the required tightness of the tank system is given, the negative pressure is maintained with the AAV closed and the TEV closed.
Ein Aktivkohlefilter hat nur eine begrenzte Aufnahmekapazität. Wenn die Aufnahmekapazität bzw. die Speicherfähigkeit des Aktivkohlefilters erschöpft ist, tropft Kraftstoff aus dem Aktivkohlefilter. Dieses Problem tritt besonders bei abgestelltem Motor auf, beispielsweise bei Fahrzeugen mit Hybridantrieb, bei de- nen die Brennkraftmaschine bzw. der Verbrennungsmotor während des Elektro- betriebs abgeschaltet wird. Die Erfindung stellt sich daher die Aufgabe, die Spülung und Regenerierung des Aktivkohlefilters zu verbessern, um eine maximale Aufnahmekapazität des Aktivkohlefilters bereitzustellen. Offenbarung der Erfindung An activated carbon filter has only a limited capacity. If the absorption capacity or the storage capacity of the activated carbon filter is exhausted, drips fuel from the activated carbon filter. This problem occurs especially when the engine is switched off, for example in vehicles with hybrid drive, in which the internal combustion engine or the internal combustion engine is switched off during electric operation. The invention therefore has the object to improve the purging and regeneration of the activated carbon filter in order to provide a maximum absorption capacity of the activated carbon filter. Disclosure of the invention
Vorteile der Erfindung Advantages of the invention
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren zum Spülen eines Aktivkohlefilters einer Tankentlüftungsanlage gelöst, wie es in Anspruch 1 beschrieben ist. BevorzugteThis object is achieved by a method for rinsing an activated carbon filter of a tank ventilation system, as described in claim 1. preferred
Ausgestaltungen dieses Verfahrens sind in den abhängigen Ansprüchen ausgeführt. Embodiments of this method are set forth in the dependent claims.
Das erfindungsgemäße Verfahren dient zum Spülen eines Aktivkohlefilters einer Tankentlüftungsanlage einer Brennkraftmaschine mit einem Kraftstofftank. DemThe inventive method is used for rinsing an activated carbon filter of a tank ventilation system of an internal combustion engine with a fuel tank. the
Aktivkohlefilter sind ein Tankabsperrventil (TAV), ein Tankentlüftungsventil (TEV) und ein Aktivkohlefilterabsperrventil (AAV) zugeordnet. Erfindungsgemäß wird ein sehr intensives und schnelles Spülen des Aktivkohlefilters durch Anlegen eines sehr großen Unterdrucks am Aktivkohlefilter erreicht. Zur Einstellung des Un- terdrucks im Aktivkohlefilter werden das TEV geöffnet und das AAV geschlossen.Activated carbon filters are assigned a tank shut-off valve (TAV), a tank vent valve (TEV) and an activated charcoal filter shut-off valve (AAV). According to the invention, a very intensive and rapid rinsing of the activated carbon filter is achieved by applying a very large negative pressure to the activated carbon filter. To set the negative pressure in the activated carbon filter, the TEV are opened and the AAV is closed.
Damit sich der sehr niedrige Druck nicht zum Tank fortpflanzt und dort mögli- cherweise ein Absaugen von Kraftstoff verursacht, wird vorzugsweise das TAV geschlossen. Nach Einstellung des Unterdrucks kann das AAV zum Halten des Unterdrucks und zum intensiven Spülen getaktet geschlossen angesteuert werden. Vorzugsweise erfolgt zur Einstellung des Unterdrucks die Öffnung des TEV rampenförmig, bis sich ein vorgebbarer Kraftstoffanteil im Spülstrom eingestellt hat. Anschließend erfolgt ein rampenförmiges Schließen des AAV, bis sich ein vorgebbarer Unterdruck und/oder eine vorgebbare Ausgasung aus dem Aktivkohlefilter einstellt. Die Steuerung der Ventile erfolgt bevorzugt unter Einbeziehung der Lambdaregelung, anhand derer die Massenströme bzw. der Kraftstoff- anteil im Spülstrom ermittelt werden kann. Zur Erfassung des Drucks im Aktivkohlefilter können entsprechende Drucksensoren vorgesehen sein. So that the very low pressure does not propagate to the tank and can be cherweise causes a suction of fuel, the TAV is preferably closed. After setting the negative pressure, the AAV can be controlled closed to keep the negative pressure and for intensive rinsing clocked. Preferably, to adjust the negative pressure, the opening of the TEV is ramped until a predeterminable proportion of fuel has settled in the purge stream. Subsequently, a ramp-down of the AAV takes place until a prescribable negative pressure and / or a predeterminable outgassing from the activated carbon filter is established. The control of the valves is preferably carried out with the inclusion of the lambda control, by means of which the mass flows or the proportion of fuel in the purge stream can be determined. For detecting the pressure in the activated carbon filter corresponding pressure sensors may be provided.
Durch den bei dem erfindungsgemäßen Verfahren einstellbaren sehr niedrigen Druck im Aktivkohlefilter gibt die Aktivkohle den gespeicherten Kraftstoffdampf bzw. die adsorbierten Kohlenwasserstoffe wesentlich effektiver und schneller ab als bei einem herkömmlichen Spülen eines Aktivkohlefilters. Somit kann durch das erfindungsgemäße Verfahren die maximale Speicherkapazität des Aktivkohlefilters, die beispielsweise in der Abstellphase des Verbrennungsmotors bei einem Fahrzeug mit Hybridantrieb erforderlich ist, sehr schnell wieder bereitgestellt werden. By adjustable in the inventive method very low pressure in the activated carbon filter, the activated carbon gives the stored fuel vapor or the adsorbed hydrocarbons much more effective and faster than in a conventional rinsing of an activated carbon filter. Thus, by the inventive method, the maximum storage capacity of the activated carbon filter, which is required for example in the shutdown phase of the internal combustion engine in a vehicle with hybrid drive can be provided very quickly again.
Das Spülen kann beendet werden, indem das AAV wieder geöffnet wird, sodass sich der Unterdruck abbaut. Das AAV kann beispielsweise dann geöffnet werden, wenn der, beispielsweise über eine Lambda-Regelung erfassbare Kraftstoffanteil im Spülstrom unter eine vorgebbare Schwelle sinkt. Flushing can be stopped by reopening the AAV, releasing the vacuum. The AAV can be opened, for example, when the, for example, via a lambda control detectable fuel fraction in the purge stream drops below a predetermined threshold.
Das intensive Spülen kann weiterhin durch ein Öffnung des TAV beendet werden. Das TAV kann beispielsweise dann geöffnet werden, wenn im Kraftstofftank der Druck eine vorgebbare Schwelle überschreitet, wenn also vermehrt Kraft- stoffdämpfe entstanden sind. Durch die Öffnung des TAV gelangen die Kraftstoffdämpfe zum Aktivkohlefilter und werden dort aufgefangen bzw. absorbiert. The intensive rinsing can also be terminated by opening the TAV. The TAV can be opened, for example, if the pressure in the fuel tank exceeds a predefinable threshold, ie if more fuel vapors have formed. Through the opening of the TAV, the fuel vapors reach the activated charcoal filter where they are collected or absorbed.
In bevorzugter Weise wird das Spülen und insbesondere das Intensivspülen gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren in vorgebbaren Betriebsphasen der Brennkraftmaschine, insbesondere im Teillastbetrieb, durchgeführt. Die Durchführung des Spülens im Teillastbetrieb gewährleistet einen runden Motorlauf und ein ausreichendes Druckgefälle zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens. Das erfindungsgemäße Verfahren kann in vorgebbaren Zeitabständen oder je nach Bedarf durchgeführt werden. Der Bedarf kann beispielsweise anhand des Füllungsgrades des Aktivkohlefilters bestimmt werden. Preferably, the rinsing and in particular the intensive rinsing according to the method according to the invention in predetermined operating phases of the internal combustion engine, in particular in part-load operation, carried out. The execution of purging in partial load operation ensures a round engine run and a sufficient pressure gradient for carrying out the method according to the invention. The inventive method can be carried out at predetermined intervals or as needed. The demand can be determined, for example, based on the degree of filling of the activated carbon filter.
Mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens lässt sich die Regenerierung der Aktivkohle im Vergleich mit herkömmlichen Spülverfahren wesentlich besser steuern. Bei geringer Konzentration der Kohlenwasserstoffe im Spülstrom können durch den angelegten Unterdruck die in der Aktivkohle verbliebenen Kohlenwas- serstoffe wesentlich schneller ausgelöst werden. Bei höheren Kohlenwasserstoffkonzentrationen im Spülstrom kann der Unterdruck jedoch störend sein. Ein zu hoher Kraftstoffanteil im Spülstrom insbesondere im Leerlauf kann zu unrundem Lauf führen, da sich der Kohlenwasserstoffdampf ungleichmäßig auf die Zylinder verteilen kann. Dies wird erfindungsgemäß berücksichtigt, indem der Koh- lenwasserstoffgehalt im Spülstrom beispielsweise mittels der Lambda-Regelung erfasst wird und das TEV entsprechend angesteuert wird. Dementsprechend wird bei einer Erhöhung der Kohlenwasserstoffkonzentration im Spülstrom das TEV weniger weit geöffnet. Da das Betreiben des TEV bei sehr kleinen Durchflüssen jedoch ungenau ist, wird in diesem Fall vorzugsweise kein Unterdruck angelegt, d.h., das AAV wird nicht geschlossen. By means of the method according to the invention, the regeneration of the activated carbon can be controlled much better in comparison with conventional rinsing methods. If the concentration of hydrocarbons in the purge stream is low, the hydrocarbons remaining in the activated carbon can be released much more quickly due to the applied negative pressure. At higher hydrocarbon concentrations in the purge stream, however, the negative pressure may be troublesome. An excessively high proportion of fuel in the purge stream, in particular during idling, can lead to out-of-round running, since the hydrocarbon vapor can be distributed unevenly over the cylinders. This is taken into account according to the invention in that the hydrocarbon content in the purge stream is detected, for example, by means of the lambda control, and the TEV is correspondingly activated. Accordingly, as the hydrocarbon concentration in the purge stream increases, the TEV becomes less widely opened. However, since operating the TEV at very low flow rates is inaccurate, in this case preferably no vacuum is applied, i.e., the AAV is not closed.
Die Erfindung umfasst weiterhin ein Computerprogramm, das alle Schritte des beschriebenen Verfahrens ausführt, wenn es auf einem Rechengerät oder einem Steuergerät abläuft. Schließlich erfasst die Erfindung ein Computerprogramm- produkt mit Programmcode, der auf einem maschinenlesbaren Träger gespeichert ist, zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens, wenn das Programm auf einem Computer oder einem Steuergerät ausgeführt wird. Mittels des Computerprogramms bzw. des Computerprogrammprodukts ist das erfindungsgemäße Verfahren beispielsweise in bestehende Fahrzeuge implementierbar, ohne dass es des Einbaus weiterer Komponenten bedarf. The invention further includes a computer program that performs all the steps of the described method when it runs on a computing device or a controller. Finally, the invention relates to a computer program product with program code, which is stored on a machine-readable carrier, for carrying out the method according to the invention when the program is executed on a computer or a control unit. By means of the computer program or the computer program product, the method according to the invention can be implemented, for example, in existing vehicles, without requiring the installation of further components.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung der Ausführungsbeispiele im Zusammenhang mit der Beschreibung der Zeichnung. Hierbei können die verschiedenen Merkmale jeweils für sich oder in Kombination miteinander verwirklicht sein. Kurze Beschreibung der Zeichnung Further features and advantages of the invention will become apparent from the following description of the embodiments in conjunction with the description of the drawing. In this case, the various features can be implemented individually or in combination with each other. Short description of the drawing
In der Zeichnung zeigt die Figur eine schematische Darstellung einer Tankentlüftungsanlage einer Brennkraftmaschine zur Durchführung des erfindungsgemä- ßen Verfahrens. In the drawing, the figure shows a schematic representation of a tank ventilation system of an internal combustion engine for carrying out the inventive method.
Ausführungsbeispiele embodiments
Die Figur zeigt das Tankentlüftungssystem bzw. die Tankentlüftungsanlage einer Brennkraftmaschine 1. In einem Kraftstofftank 2 wird flüssiger Kraftstoff bevorratet, der durch Verdunstung teilweise in die gasförmige Phase übergeht. Zur Entnahme des flüssigen Kraftstoffs aus dem Kraftstofftank 2 ist eine Entnahmeleitung 3 vorgesehen, über die der Kraftstoff dem Saugrohr 4 der Verbrennungsmaschine 1 auf an sich bekannte Weise zugeführt wird (nicht dargestellt). Die im Kraftstofftank 2 entstehenden Kraftstoffdämpfe werden über das Entlüftungsrohr 5 einem Aktivkohlefilter 6 zugeführt. Die flüchtigen Kohlenwasserstoffe werden innerhalb des Filters 6 an der Aktivkohle adsorbiert. Das Aktivkohlefilter 6 steht über eine Belüftungsleitung 7 mit der Umgebungsluft in Verbindung. Eine weitere Leitung 8 verbindet das Aktivkohlefilter 6 mit dem Saugrohr 4. In der Leitung 8 ist ein Tankentlüftungsventil TEV 9 vorgesehen. Bei einer herkömmlichen Spülung des Aktivkohlefilters 6 wird das TEV 9 während des Motorbetriebs geöffnet. Hierdurch wird durch den im Saugrohr herrschenden Unterdruck über die Belüftungsleitung 7 Frischluft durch das Aktivkohlefilter 6 gesaugt. Die Frischluft nimmt an der Aktivkohle adsorbierte Kohlenwasserstoffe auf und leitet sie über die Leitung 8 dem Saugrohr 4 zur Verbrennung innerhalb der Brennkraftmaschine 1 zu. The figure shows the tank ventilation system or the tank ventilation system of an internal combustion engine 1. In a fuel tank 2 liquid fuel is stored, which partially passes through evaporation in the gaseous phase. For removing the liquid fuel from the fuel tank 2, a removal line 3 is provided, via which the fuel is supplied to the intake manifold 4 of the internal combustion engine 1 in a manner known per se (not shown). The fuel vapors produced in the fuel tank 2 are fed via the vent tube 5 to an activated carbon filter 6. The volatile hydrocarbons are adsorbed on the activated carbon within the filter 6. The activated carbon filter 6 is connected via a ventilation line 7 with the ambient air in connection. Another line 8 connects the activated carbon filter 6 with the suction pipe 4. In the line 8, a tank venting valve TEV 9 is provided. In a conventional purge of the activated carbon filter 6, the TEV 9 is opened during engine operation. As a result, fresh air is sucked through the activated carbon filter 6 through the vacuum prevailing in the intake pipe via the ventilation duct 7. The fresh air absorbs hydrocarbons adsorbed on the activated carbon and conducts them via the line 8 to the intake manifold 4 for combustion within the internal combustion engine 1.
In der Belüftungsleitung 7 ist ein Aktivkohlefilterabsperrventil AAV 10 vorgesehen. Das AAV 10 wird zusammen mit einem Differenzdrucksensor 1 1 im Kraftstofftank 2 herkömmlicherweise zur Überprüfung der Dichtheit des Tankentlüf- tungssystems eingesetzt. Diese Komponenten werden zusammen mit einem weiteren Ventil im Entlüftungsrohr 5, dem Tankabsperrventil TAV 12, für das erfindungsgemäße Verfahren eingesetzt, um eine intensive Spülung des Aktivkohlefilters 6 zu erreichen. Die intensive Spülung gemäß der Erfindung wird vorzugsweise in solchen Betriebsphasen der Brennkraftmaschine 1 durchgeführt, in de- nen sich eine Zuführung von größeren Mengen an Kraftstoffdämpfen nicht störend auf den Betrieb der Brennkraftmaschine auswirkt, beispielsweise im Teil- lastbetrieb. Zum Starten der Spülung wird zunächst das TEV 9 rampenformig geöffnet. Das AAV 10 wird rampenformig geschlossen, sodass sich ein niedriger Druck im Aktivkohlefilter 6 einstellt. Damit sich der sehr niedrige Druck im Aktivkohlefilter 6 nicht bis zum Kraftstofftank 2 fortpflanzt, wird das TAV 12 geschlossen. Zur Aufrechterhaltung des niedrigen Drucks im Aktivkohlefilter 6 wird zum intensiven Spülen das AAV 10 getaktet angesteuert. In the vent line 7 a Aktivkohlefilterabsperrventil AAV 10 is provided. The AAV 10 is used together with a differential pressure sensor 1 1 in the fuel tank 2 conventionally for checking the tightness of the tank ventilation system. These components are used together with another valve in the vent tube 5, the Tankabsperrventil TAV 12, for the inventive method to achieve an intensive flushing of the activated carbon filter 6. The intensive flushing according to the invention is preferably carried out in those operating phases of the internal combustion engine 1 in which a supply of relatively large amounts of fuel vapors does not interfere with the operation of the internal combustion engine, for example in the partial combustion engine. load operation. To start the flushing the TEV 9 is first opened rampenformig. The AAV 10 is closed Rampenformig, so that sets a low pressure in the activated carbon filter 6. Thus, the very low pressure in the activated carbon filter 6 does not propagate to the fuel tank 2, the TAV 12 is closed. In order to maintain the low pressure in the activated carbon filter 6, the AAV 10 is activated in a clocked manner for intensive rinsing.
Die Einstellung des Unterdrucks kann mit folgenden Schritten vorgenommen werden: The setting of the vacuum can be done with the following steps:
Nach dem Start, bei betriebsbereiter Lambdaregelung, wird die Spülrate (ratetes) von Null rampenformig erhöht: ratetes_neu = ratetes_alt + delta. After the start, with the lambda control ready, the rinse rate (ratetes) is ramped from zero: ratetes_neu = ratetes_alt + delta.
Der über das TEV 9 fließende Spülstrom (mstev) wird folgendermaßen berechnet: mstev = ratetes * msdk, wobei msdk den Massestrom über eine Drosselklappe der Brennkraftmaschine beschreibt, der beispielsweise über einen Heißfilm-Luftmassen- Durchflussmesser erfassbar ist. The purge flow (mstev) flowing over the TEV 9 is calculated as follows: mstev = ratetes * msdk, where msdk describes the mass flow via a throttle valve of the internal combustion engine, which can be detected, for example, via a hot-film air mass flowmeter.
Aus dem Spülstrom wird das Ansteuertastverhältnis (tatesoll) folgendermaßen berechnet: tatesoll = inverse Ventilkennlinie (Spülstrom). From the purge flow, the actuation duty cycle (tatesoll) is calculated as follows: tatesoll = inverse valve characteristic (purge current).
Aus dem Korrekturfaktor der Lambdaregelung (fr) lässt sich der Kraftstoffanteil (fucote) im Spülstrom folgendermaßen berechnen: fucote = (1 -fr)/(16*ratetes). From the correction factor of the lambda control (fr), the fuel fraction (fucote) in the purge stream can be calculated as follows: fucote = (1 -fr) / (16 * ratetes).
Wenn der maximale Kraftstoffanteil des Spülstroms in Bezug zum Gesamtkraftstoff eine vorgebbare bzw. zulässige Grenze erreicht, wird die Spülrate angehal- ten, d.h. das TEV 9 wird nicht weiter geöffnet. Sofern die zulässige Grenze noch nicht erreicht ist, wird das TEV 9 weiter geöffnet. Durch das rampenförmige Schließen des AAV 10 bei geschlossenem TAV 12 erfolgt anschließend eine intensive Spülung des Aktivkohlefilters 6, da durch das rampenförmige Schließen des AAV 10 der Druck im Aktivkohlefilter 6 weiter absinkt. Hierdurch werden die im Aktivkohlefilter 6 adsorbierten Kohlenwasserstoffe zunehmend freigesetzt. Das rampenförmige Schließen des AAV 10 wird angehalten, sobald sich ein vorgebbarer bzw. maximaler Unterdruck im Aktivkohlefilter 6 eingestellt hat oder bis ein maximal ausgasender Kraftstoff erreicht ist. Das intensive Spülen kann durch ein getaktetes Ansteuern des AAV 10 fortgeführt werden. Wenn der berechneteIf the maximum fuel content of the purge stream relative to the total fuel reaches a predeterminable or permissible limit, the purge rate is maintained. th, ie the TEV 9 will not be opened further. If the permissible limit has not yet been reached, the TEV 9 will be opened further. Due to the ramp-shaped closing of the AAV 10 when the TAV 12 is closed, intensive rinsing of the activated carbon filter 6 then takes place, since the pressure in the activated carbon filter 6 drops further as a result of the ramp-shaped closing of the AAV 10. As a result, the adsorbed in the activated carbon filter 6 hydrocarbons are increasingly released. The ramp-like closure of the AAV 10 is stopped as soon as a prescribable or maximum negative pressure has set in the activated carbon filter 6 or until a maximum outgassing fuel is reached. The intensive rinsing can be continued by pulsed activation of the AAV 10. If the calculated
Kraftstoffanteil im Spülstrom unter eine vorgebbare Schwelle sinkt, kann die intensive Spülung durch das Öffnen des AAV 10 beendet werden. Zur Erfassung des Drucks im Aktivkohlefilter 6 kann ein entsprechendes Druckmessmittel vorgesehen sein. Fuel portion in the purge stream drops below a predetermined threshold, the intensive flushing can be stopped by opening the AAV 10. For detecting the pressure in the activated carbon filter 6, a corresponding pressure-measuring means may be provided.
Die Öffnung des TAV 12 kann über den im Tank 2 herrschenden Druck gesteuert werden. Wenn der durch die Kraftstoffdämpfe ausgeübte Druck im Kraftstofftank 2 während des Spülvorgangs eine vorgebbare Schwelle überschreitet, kann das TAV 12 geöffnet werden, sodass Kraftstoffdämpfe zum Aktivkohlefilter 6 gelan- gen und das intensive Spülen beendet wird. Bei nächster Gelegenheit - nachdem der Druck im Aktivkohlefilter 6 wieder abgesunken ist - kann wieder ein Spülen in der beschriebenen Weise durchgeführt werden. Wird die Druckschwelle im Tank 2 nicht erreicht, bleibt das TAV 12 geschlossen und es ist keine weitere Spülung erforderlich, da keine Kraftstoffdämpfe zu dem bereits gespülten Ak- tivkohlefilter 6 gelangen können. Die Druckmessung im Kraftstofftank wird vorzugsweise mittels des Differenzdrucksensors 1 1 vorgenommen. The opening of the TAV 12 can be controlled by the pressure prevailing in the tank 2. If the pressure in the fuel tank 2 exerted by the fuel vapors exceeds a predefinable threshold during the purging process, the TAV 12 can be opened so that fuel vapors reach the activated charcoal filter 6 and the intensive purging is ended. At the next opportunity - after the pressure in the activated carbon filter 6 has dropped again - rinsing can be carried out again in the manner described. If the pressure threshold in the tank 2 is not reached, the TAV 12 remains closed and no further flushing is required since no fuel vapors can reach the activated carbon filter 6 which has already been rinsed. The pressure measurement in the fuel tank is preferably carried out by means of the differential pressure sensor 1 1.
Die Spülung des Aktivkohlefilters 6 in der beschriebenen Weise kann in regelmäßigen Abständen, beispielsweise zu vorgegebenen Zeiten und/oder bei vor- gegebenen Betriebsphasen des Motors 1 , vorgenommen werden. In anderenThe flushing of the activated carbon filter 6 in the manner described can be carried out at regular intervals, for example at given times and / or given operating phases of the engine 1. In other
Ausführungsformen oder zusätzlich hierzu kann die beschriebene Spülung bei Bedarf durchgeführt werden, der beispielsweise anhand des Füllstandes des Aktivkohlefilters 6 ermittelt wird. Embodiments or in addition thereto, the flushing described can be carried out if necessary, which is determined for example on the basis of the fill level of the activated carbon filter 6.
Die erfindungsgemäße intensive Spülung des Aktivkohlefilters 6 wird vorzugsweise bei geringer Kraftstoffkonzentration im Spülstrom durchgeführt. Bei hoher Kraftstoffkonzentration im Spülstrom könnte sich der angelegte Unterdruck störend auswirken, da ein zu hoher Kraftstoffanteil im Spülstrom insbesondere im Leerlauf zu unrundem Lauf führen kann. The inventive intensive rinsing of the activated carbon filter 6 is preferably carried out at low fuel concentration in the purge stream. At high Fuel concentration in the purge stream, the applied negative pressure could interfere, as too high a fuel content in the purge stream can lead to non-round running in particular at idle.
Das erfindungsgemäße Verfahren zum Spülen eines Aktivkohlefilters ist insbesondere für solche Anwendungen geeignet, die eine maximale Speicherkapazität des Aktivkohlefilters erfordern. Dies sind insbesondere Anwendungen, bei denen die Brennkraftmaschine teilweise abgeschaltet wird, beispielsweise bei The inventive method for rinsing an activated carbon filter is particularly suitable for those applications that require a maximum storage capacity of the activated carbon filter. These are in particular applications in which the internal combustion engine is partially switched off, for example at
Start/Stopp-Systemen oder bei Fahrzeugen mit Hybridantrieb. Während der Abstellzeiten der Brennkraftmaschine wird der anfallende Kraftstoffdampf in den Aktivkohlefilter geleitet. Sobald die Aufnahmekapazität der Aktivkohle erschöpft ist, tropft Kraftstoff aus dem Aktivkohlefilter. Durch die erfindungsgemäße intensive Spülung des Aktivkohlefilters wird die Speicherkapazität des Aktivkohlefilters optimal ausgenutzt, wobei hierbei die vorhandenen Ventile und Leitungen genutzt werden können. Vorzugsweise ist das erfindungsgemäße Verfahren als Computerprogramm beispielsweise in das Steuergerät eines Kraftfahrzeugs implementierbar. Da die für die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens erforderlichen Vorrichtungskomponenten, also insbesondere die verschiedenen Ventile, oftmals im Kraftfahrzeug bereits vorhanden sind, kann das erfindungsgemäße Verfahren durch das Aufspielen des entsprechenden Computerprogramms auf beispielsweise das Motorsteuergerät bei einem Kraftfahrzeug ohne Weiteres appliziert werden. Start / stop systems or vehicles with hybrid drive. During the shutdown of the internal combustion engine, the resulting fuel vapor is passed into the activated carbon filter. As soon as the capacity of the activated carbon is exhausted, fuel drips out of the activated charcoal filter. The inventive intensive flushing of the activated carbon filter, the storage capacity of the activated carbon filter is optimally utilized, in which case the existing valves and lines can be used. Preferably, the inventive method can be implemented as a computer program, for example in the control unit of a motor vehicle. Since the device components required for carrying out the method according to the invention, ie in particular the various valves, are often already present in the motor vehicle, the method according to the invention can be readily applied to the motor control device in a motor vehicle by loading the corresponding computer program.

Claims

Ansprüche claims
1 . Verfahren zum Spülen eines Aktivkohlefilters (6) einer Tankentlüftungsanlage einer Brennkraftmaschine (1 ) mit einem Kraftstofftank (2), wobei dem Aktivkohlefilter (6) ein Tankabsperrventil TAV (12), ein Tankentlüftungsventil TEV1 . A method for purging an activated carbon filter (6) of a tank ventilation system of an internal combustion engine (1) with a fuel tank (2), the activated carbon filter (6) a Tankabsperrventil TAV (12), a tank venting valve TEV
(9) und ein Aktivkohlefilterabsperrventil AAV (10) zugeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, dass zum Spülen des Aktivkohlefilters (6) das Tankabsperrventil TAV (12) geschlossen, das Tankentlüftungsventil TEV (9) geöffnet und das Aktivkohlefilterabsperrventil AAV (10) geschlossen werden. (9) and a Aktivkohlefilterabsperrventil AAV (10) are associated, characterized in that for purging the activated carbon filter (6) the Tankabsperrventil TAV (12) closed, the tank venting valve TEV (9) opened and the activated carbon filter shut-off valve AAV (10) are closed.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass zur Einstellung eines Unterdrucks das Tankentlüftungsventil TEV (9) bei geöffnetem Aktivkohlefilterabsperrventil AAV (10) zunächst rampenförmig geöffnet wird, bis sich ein vorgebbarer Kraftstoffanteil im Spülstrom eingestellt hat, bevor das Aktivkohlefilterabsperrventil AAV (10) rampenförmig geschlossen wird, bis sich ein vorgebbarer Unterdruck und/oder eine vorgebbare Ausgasung aus dem Aktivkohlefilter (6) eingestellt hat. 2. The method according to claim 1, characterized in that for setting a negative pressure, the tank vent valve TEV (9) with the activated carbon filter shut-off valve AAV (10) is first opened in a ramp until a predeterminable fuel content has set in the purge stream before the activated carbon filter shut-off valve AAV (10) is closed in a ramp shape until a predeterminable negative pressure and / or a predeterminable outgassing from the activated carbon filter (6) has been set.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass nach Einstellung des Unterdrucks das Aktivkohlefilterabsperrventil AAV (10) getaktet geschlossen angesteuert wird. 3. The method according to claim 2, characterized in that after setting the negative pressure, the Aktivkohlefilterabsperrventil AAV (10) clocked closed is driven.
4. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Spülen durch Öffnen des Aktivkohlefilterabsperrventils AAV4. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the rinsing by opening the activated carbon filter shut-off valve AAV
(10) beendet wird. (10) is ended.
5. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Spülen in vorgebbaren Betriebsphasen der Brennkraftmaschine (1 ), insbesondere im Teillastbetrieb, durchgeführt wird. Computerprogramm, das alle Schritte eines Verfahrens gemäß einem der vorstehenden Ansprüche ausführt, wenn es auf einem Rechengerät oder einem Steuergerät abläuft. 5. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the rinsing in predetermined operating phases of the internal combustion engine (1), in particular in partial load operation is performed. A computer program that performs all the steps of a method according to any one of the preceding claims when running on a computing device or controller.
Computerprogrammprodukt mit Programmcode, der auf einem maschinenlesbaren Träger gespeichert ist, zur Durchführung des Verfahrens gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, wenn das Programm auf einem Computer oder einem Steuergerät ausgeführt wird. Computer program product with program code, which is stored on a machine-readable carrier, for carrying out the method according to one of claims 1 to 5, when the program is executed on a computer or a control unit.
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