WO2013023883A1 - Luftzuführsystem eines verbrennungsmotors - Google Patents

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WO2013023883A1
WO2013023883A1 PCT/EP2012/064482 EP2012064482W WO2013023883A1 WO 2013023883 A1 WO2013023883 A1 WO 2013023883A1 EP 2012064482 W EP2012064482 W EP 2012064482W WO 2013023883 A1 WO2013023883 A1 WO 2013023883A1
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Helmut Denz
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Robert Bosch Gmbh
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Definitions

  • the invention relates to an air supply system of an internal combustion engine, in particular of a motor vehicle, with an air supply for supplying combustion air to the internal combustion engine, a sorption filter for
  • the invention relates to a method for performing a diagnosis on such an air supply system.
  • volatile substances such as essentially hydrocarbons, and in a smaller proportion, further volatile components evaporate.
  • volatile substances such as essentially hydrocarbons
  • the volatile substances are usually adsorbed and cached by means of a sorption filter, in particular an activated carbon filter.
  • a sorption filter in particular an activated carbon filter.
  • the substances by means of a fluid stream
  • Line connections of the fuel tank ventilation system can be ensured, including in particular errors must be reliably detected at the line connections between the sorption and the air supply.
  • a canister Intake manifold of an internal combustion engine and a fuel tank known.
  • a canister In an intermediate part of the purge passage, a canister is provided to adsorb temporarily evaporated fuel generated in the fuel tank.
  • a purge pump is further provided in a portion of the purge passage, the purge pump being configured to deliver vaporized fuel from the canister to the intake manifold. After closing an atmosphere-air inlet valve of the canister, the operation of the scavenge pump is stopped when the negative pressure in the fuel tank has reached a predetermined value due to the operation of the scavenge pump. After stopping the rinse pump is a
  • Closed flow control valve which is provided on the intake pipe or in the vicinity thereof. If, after a predetermined period of time, a
  • DE 197 35 549 A1 discloses a device for diagnosing a
  • Fuel tank is connected. For ventilation includes the
  • Fuel Tank Breather A fuel tank breather valve connected to the adsorption filter via a valve line.
  • a switching means applied by means of an on-board pressure source alternately the
  • an air supply for supplying combustion air to the internal combustion engine
  • a sorption filter for temporarily storing evaporating fuel from a fuel tank
  • a fluid line between the sorption filter and the air supply and a control device for changing a fluid flow through the fluid line
  • Evaluation device is provided, by means of a signal change of at least one sensor on the air supply system in response to a
  • Fluid line is preferably at a location on the air supply
  • the method according to the invention for carrying out a diagnosis on such an air supply system provides the steps of: deliberately changing a fluid flow through the fluid line by means of the control device and detecting an error on the fluid line due to a signal change displayed on the at least one sensor by the evaluation device.
  • the air supply system according to the invention preferably comprises a
  • Fuel tank with a sorption filter, preferably a
  • Aktivkohleadsorptionsfilter fluidly connected. This sorption filter temporarily stores volatile substances of the fuel, such as volatile hydrocarbons and other components resulting from the effects of the
  • the sorption filter is fluid-conducting via an irrigation line or fluid line with an air supply to the
  • a control device is provided, by means of which the fluid flow through the fluid line is variable depending on the desired operating state.
  • the solution according to the invention is particularly advantageous for turbo engines in which there are two discharge points at the air supply of the tank venting Internal combustion engine gives.
  • a vent line leads into the intake manifold of the turbo engine, wherein a regeneration takes place when there is enough Saugrohrunterdruck on the turbo engine.
  • a second tank vent leads to the turbocharger of the turbo engine for regeneration in turbocharged operation.
  • Valve device for selectively closing and opening the fluid line and / or a conveyor for conveying fluid through the fluid line for regenerating the sorption filter and / or for performing a
  • Fuel tank leak diagnosis is used on the fuel tank.
  • the conveyor is preferably designed as a Regenerierpumpe, which has a much larger
  • Such a conveyor is particularly preferably designed as a bidirectional pump.
  • the bidirectional conveyor is optionally in a first conveying direction in the direction of the suction pipe or
  • Sorption filter or fuel tanks switchable.
  • Conveyor is thus designed so that it can promote fluids in opposite directions.
  • Fluids are in particular fuel, fuel-air mixtures and gaseous mixtures of fuel components, such as volatile hydrocarbons, and to understand air.
  • the bidirectional conveyor is switched in the direction of the internal combustion engine with respect to its conveying direction, a sufficiently large suction or fluid flow is set in the direction of the intake pipe.
  • the sorption filter temporarily enriched with vaporized fuel is then regenerated by means of the flushing fluid supplied thereto, i. essentially completely desorbed.
  • the sorption filter is "flushed" by means of the fluid, which may be, for example, fresh air to be supplied from outside, which is bidirectional
  • Conveyor however, connected with the engine stopped in the conveying direction in the direction of the sorption, it is preferably in the area between the bidirectional conveyor and the fuel tank, an overpressure built up. On the basis of determined pressure values is a
  • the at least one sensor of the air supply system according to the invention is particularly preferably an air mass meter and the evaluation device is preferably set up to detect a signal change over time of the signal of the air mass meter.
  • fluid is conveyed through the fluid line by means of the control device and in particular by means of the conveyor, while at the same time the internal combustion engine is not operated. Because of the
  • the flow generated by the control or conveyor can be detected on the basis of the signal of the air mass meter on the intake side of the internal combustion engine.
  • This flow or this volume flow drawn off by the delivery device is formed, in particular, over the course of time of the signal.
  • this signal change can not be detected.
  • the at least one sensor is an air mass meter and the evaluation device is set up to determine a signal change of the air mass meter in comparison to a lambda controller.
  • Air mass meter connected to the air supply. If during the operation of the internal combustion engine by the control device in the fluid line additional flow is generated, a fluid flow in the
  • the filling signal of the air mass meter can be compared with the filling signal of an intake manifold pressure sensor arranged on the intake manifold. Since the air mass meter does not measure the air introduced by the conveyor in front of the internal combustion engine, the signal of the air mass meter is smaller than the filling signal of
  • Air mass meter Air mass meter.
  • the filling signal at the air mass meter is therefore correspondingly larger than that at the intake manifold pressure sensor. Subsequently, the conveyor can be used to Regeneriergas from the
  • the at least one sensor is preferably an air mass meter and the evaluation device is set up to detect a signal change of the air mass meter signal in comparison to an intake manifold pressure sensor.
  • the at least one sensor is preferably a boost pressure sensor and the evaluation device is set up to determine a signal change over time of the signal of the boost pressure sensor.
  • Intercooler and a throttle device preferably in the form of a throttle valve, is arranged on the air supply of the internal combustion engine.
  • the at least one sensor is also advantageous in that
  • Flow direction upstream of a turbocharger unit arranged pressure sensor and the evaluation device is adapted to determine a signal change in the time course of the signal of the pressure sensor.
  • a pressure sensor is provided, which can be used almost cost-neutral by replacing an otherwise required ambient pressure sensor.
  • This pressure sensor is particularly advantageously arranged at the connection point of the fluid line to the air supply, wherein the
  • Connection preferably forms a solid or integral unit with the air duct. This pressure sensor measures the ambient pressure when the
  • the diagnosis is also possible without a conveyor by a
  • FIG. 1 shows a schematic illustration of a first exemplary embodiment of an air supply system according to the invention
  • FIG. 2 is a schematic representation of a second embodiment of an air supply system according to the invention.
  • Fig. 3 is a schematic representation of a third embodiment of an air supply system according to the invention.
  • Fig. 4 is a schematic representation of a fourth embodiment of an air supply system according to the invention.
  • FIG. 1 illustrates an air supply system 10 of an engine of a
  • the air supply system 10 is coupled to a fuel tank 12 of the motor vehicle, wherein the coupling is made via a sorption filter 14, which serves for temporarily receiving evaporating fuel from the fuel tank 12.
  • the sorption filter 14 is connected to the fuel tank 12 via a
  • Tank connection line 16 connected. Further, the sorption filter 14 via a purge line 18 on the one hand by means of a first line 40 with an air supply 19 of the engine, in this case an internal combustion engine 22 in the form of a
  • Turbomotors and on the other hand fluidly connected by means of a second line 42 with a suction pipe 20 of the engine.
  • an air mass meter 30, a turbocharger unit 36 and a charge air cooler 38 is arranged at the air supply 19.
  • a throttle device 32 which is preferably in the form of a throttle valve.
  • the first line 40 is connected to the air supply 19 at a first discharge point 19, the air mass meter 30th
  • the second line 42 is fluid-conductively connected to the suction pipe 20 at one of the throttling device 32 downstream of the second introduction point 31.
  • a first check valve 44 and in the second line 42 a second
  • the air supply 19 is thus that line section of the air supply system 10 through which combustion air is supplied to the engine from the outside and which is in the flow direction in front of the intercooler 38.
  • the suction pipe 20 forms that line section for supplying combustion air of the
  • Air supply system 10 which is located behind the charge air cooler 38 in terms of flow.
  • the sorption filter 14 is designed as an activated carbon filter, which can ad- and resorb the volatile components.
  • a bidirectional pump 24 is interposed between the sorption filter 14 and the suction tube 20, and a tank vent valve 26 is interposed between this pump 24 and the suction tube 20.
  • the sorption filter 14 is further associated with a shut-off valve 28, which is closed for diagnostic purposes and in the open state fresh air - so-called flushing fluid - Wegläset by means of which the adsorbed in the filter volatile fuel components are desorbed again.
  • the bidirectional pump 24 is by means of a control unit, not shown, either in a first conveying direction in the direction of the internal combustion engine 22 and the suction pipe 20 and in a second conveying direction in the direction of
  • Sorptionsfilters 14 and fuel tanks 12 switchable.
  • the previously enriched with vaporized fuel sorption filter 14 is regenerated, that is desorbed.
  • a leak diagnosis of the fuel tank 12 is performed.
  • Tank vent valve 26 and the shut-off valve 28 of the filter 14 is opened and fresh air is sucked from the atmosphere through the shut-off valve 28 by the previously enriched with vaporized fuel sorption filter 14 in the purge line 18. In this case, the air flowing through the filter 14 desorbs the enriched fuel there.
  • the second line 42 is connected to the intake manifold 20 at the second discharge point 31, which is located behind the throttle device 32 in the flow direction of the combustion air.
  • the rinsing fluid which is substantially enriched in hydrocarbons, is therefore added to a fuel-air mixture in the intake manifold 20, specifically at the point of introduction 31, for combustion.
  • the regeneration is carried out with the pump 24 by their leakage.
  • the pump 24 is turned on when there is insufficient intake manifold vacuum. This desorbing of the sorption filter 14 via the pump 24 is preferably carried out when the Engine 22 must generate high power, such as for longer trips uphill, so if the throttle device 32 is open.
  • the bi-directional pump 14 transfers switched switching valve 48 fluid, especially fresh air supplied from the outside, in the direction of the fuel tank 12. In all areas between the pump 24 and the fuel tank 12 with closed shut-off valve 28, an overpressure is generated , Thereafter, the switching valve 48 is switched back and the tank ventilation valve 26th
  • the pump 24 When the engine is operating in the loading area, the pump 24 is turned on and the fluid flows through the first line 40 in front of the turbocharger unit 36. Is the bidirectional pump 24 with the engine stopped in the direction of
  • Sorption filter 14 is switched to perform a fuel tank leak diagnosis, so a switching valve 48 is driven in the form of a 2/3-way valve in the purge line 18 between the pump 24 and the tank vent valve 26, which selectively releases a fresh air supply.
  • the pump 24 can suck in fresh air. This is pumped in the direction of the fuel tank 12 and when the shut-off valve 28 is closed, an overpressure is generated.
  • the pressure sensor 34 in the fuel tank 12 determined at subsequently switched back
  • Combustion engine 22 is switched, then the switching valve 48 is switched to a position in which the fresh air supply is interrupted and the purge line
  • the filling signal of the air mass meter 30 is smaller than the filling signal of the intake manifold pressure sensor 39.
  • FIGS. 2 to 4 show embodiments of the air supply system 10 in which also each of the sorption filter 14 via the first line 40 with the air supply
  • the first line 40 in turn opens at a first point of introduction 29 into the air feed 19, that of the turbocharger unit 36 is upstream, and the second line 42 opens at a second point of introduction, 31 in the suction pipe 20, which is the throttle device 32 downstream.
  • the pump 24 is not designed as a bidirectional pump, but it is a bidirectional conveyor 50 in the first line 40th
  • This conveyor 50 is formed by means of a unidirectional pump 52 having a first switching valve 54 arranged at the pump outlet and a second switching valve 56 arranged at the pump inlet.
  • the two reversing valves 54, 56 for conveying direction reversal are designed as 2/3-way valves and controlled simultaneously.
  • the switching valves 54, 56 are designed in particular as a combination valve, which is activated via only one output stage of a control unit.
  • the first switching valve 54 is connected in fluid communication with the sorption filter 14 via a third line 58 and the second switching valve 56 is connected via a fourth line 60 to the first line 40 at a point downstream of the first switching valve 54.
  • the bidirectional conveyor 50 thus has only three pneumatic connections as a so-called regeneration and diagnostic module.
  • the first and the second switching valve 54, 56 are connected in a first position 40 releasing the first position.
  • the sorption filter 14 can now be regenerated during a charging operation of the internal combustion engine 22 when the unidirectional pump 52 is switched off by means of a Venturi effect via the first line 40.
  • the unidirectional pump 42 is turned on, thereby increasing the rate of regeneration.
  • Flow resistance of the pump 24 are regenerated via the second line 42 into the suction pipe 20.
  • the rate of regeneration of the sorption filter 14 is controlled by means of a cyclical behavior of the tank ventilation valve 26.
  • the first and second switching valves 54, 56 are simultaneously driven.
  • the first and second switching valves 54, 56 are switched to a second position, in which the first line 40 between the pump inlet and the tank vent valve 26 and between the pump outlet and the suction pipe 20 is closed.
  • the third and fourth line 58, 60 are enabled.
  • Shut-off valve 28 can thus be constructed by switching on the unidirectional pump 52, an overpressure in the tank ventilation system 10.
  • a gross leak diagnosis is carried out and, with the engine 22 stationary, a fine leak diagnosis is carried out by evaluating pressure profiles.
  • the air mass meter 30 measures an additional air mass that does not flow into the engine 22.
  • the filling signal of the air mass meter 30 is thus correspondingly larger than a filling signal of a Saugrohr Anlagensensors 39th
  • the unidirectional pump 52 is switched off and the two changeover valves 54, 56 are switched to the rest position after reaching a defined overpressure in the still closed tank vent valve 26 and shut-off valve 28.
  • the tank ventilation system is completed and it is determined whether the defined excess pressure is maintained and thus there is no leak.
  • the tank vent valve 26 can be opened and the pump 52 pumps supported by the pressure from the tank ventilation system
  • the internal combustion engine 22 Regenerating to the point of introduction 29 behind the air mass meter 30. Then the internal combustion engine 22 receives again not measured by the air mass meter 30 additional air, and to an increased extent, because the pump 52 is supported by the pressure in the tank ventilation system.
  • the filling signal of the air mass meter 30 is thus smaller than that of the intake manifold pressure sensor 39. By means of the flow reversal, the measurement effect is thus more than twice as large as in non-bidirectional promotion.
  • the resulting selectivity usually also allows the detection of only partially clogged lines.
  • the signal of the air mass meter 30 can be evaluated.
  • a system as shown in Fig. 3 and which is not equipped with an air mass meter 30 and a Saugrohrdrucksensor 39, but with a charge air between 38 and throttle 32 arranged boost pressure sensor 41, with the internal combustion engine 22 during a suction with the Pump 52 to detect errors on the line 40 done. Due to the flow resistance of an air filter 19 disposed (not shown) air filter is formed during the suction, a slight negative pressure at the boost pressure sensor 41 before the throttle device 32. This can be measured as a level change in the time course of the signal of the boost pressure sensor 41. In order to improve the measuring effect, it may be advantageous to perform several Abpumpvor réelle with intervening vents.
  • FIG. 4 shows an embodiment of an air supply system 10, in which instead of an ambient pressure sensor of a (not shown) control device, a pressure sensor 43 is provided.
  • the pressure sensor 43 is connected to a line 45, which branches off from the line 40 in the vicinity of the point of introduction 29 and thereby represents a structural unit with the air supply 19.
  • the line 45 is perpendicular from the line 40, so that in the line 45, a Venturi effect results when flow in the line 40 occurs.
  • the arrangement of the pressure sensor 43 is such that the line 45 forms a structural unit with the air supply 19.
  • a connection unit is formed at which there is a connection nipple for the remaining line 40 (Regeneriertechnisch) and a connection nipple for the remaining line 45 (pressure sensor line).
  • the pressure sensor 43 approximates Ambient pressure measured. Only at high throughput on
  • Internal combustion engine 22 is given a certain negative pressure due to the air filter, which can be compensated by means of a model calculation. At low throughput, this negative pressure is negligible.
  • the pressure sensor 43 can therefore be used as an ambient pressure sensor when the pump 52 is not active.
  • the pressure value of the pressure sensor 43 before switching on the pump 52 is first as
  • Air mass meter a quantitative diagnosis of the discharge 19 possible.
  • the additional costs of an external pressure sensor 43 are only slightly higher than those of a pressure sensor integrated in a control unit.
  • This arrangement can also be used in a system without pump 24 or 52. It is then determined that pressure difference by means of the pressure sensor 43, which is between closed tank vent valve 26 and open tank vent valve 26, in particular at high

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Abstract

Bei einem Luftzuführsystem (10) eines Verbrennungsmotors (22), mit einer Luftzuführung (19) zum Zuführen von Verbrennungsluft zum Verbrennungsmotor (22), einem Sorptionsfilter (14) zum temporären Speichern von verdampfendem Kraftstoff aus einem Kraftstofftank (12), einer Fluidleitung (40) zwischen dem Sorptionsfilter (14) und der Luftzuführung (19) und einer Steuereinrichtung (24, 26, 50) zum Verändern einer Fluidströmung durch die Fluidleitung (40), ist erfindungsgemäß eine Auswerteeinrichtung (37) vorgesehen, mittels der eine Signalveränderung mindestens eines Sensors (30, 39, 41, 43) am Luftzuführsystem (10) in Abhängigkeit einer Veränderung der Fluidströmung durch die Fluidleitung (40) erkennbar ist.

Description

Beschreibung
Titel
Luftzuführsystem eines Verbrennungsmotors Stand der Technik
Die Erfindung betrifft ein Luftzuführsystem eines Verbrennungsmotors, insbesondere eines Kraftfahrzeugs, mit einer Luftzuführung zum Zuführen von Verbrennungsluft zum Verbrennungsmotor, einem Sorptionsfilter zum
temporären Speichern von verdampfendem Kraftstoff aus einem Kraftstofftank, einer Fluidleitung zwischen dem Sorptionsfilter und der Luftzuführung und einer Steuereinrichtung zum Verändern einer Fluidströmung durch die Fluidleitung. Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Durchführen einer Diagnose an einem solchen Luftzuführsystem.
In einem Kraftstofftank verdampfen in Abhängigkeit von den dort herrschenden Druck- und Temperaturbedingungen sowie der jeweiligen Zusammensetzung des Kraftstoffs flüchtige Substanzen, wie im Wesentlichen Kohlenwasserstoffe und in einem geringeren Anteil weitere flüchtige Komponenten. Aus Gründen des
Umweltschutzes und der Sicherheit müssen diese Substanzen aufgefangen und dem Motor zur Verbrennung zugeführt werden. Hierfür werden die flüchtigen Substanzen in der Regel mittels eines Sorptionsfilters, insbesondere eines Aktivkohlefilters, adsorbiert und zwischengespeichert. Zur Regenerierung bzw. Desorption des Aktivkohlefilters werden die Substanzen mittels eines Fluidstroms
- in der Regel Frischluft - abgesaugt und einem dem Verbrennungsmotor vorgeordneten Saugrohr zur Verbrennung zugeführt. Das Absaugen geschieht dabei mittels Unterdruck, der sich im Saugrohr aufgrund einer Drosselung des Motors einstellt.
Bei Turbomotoren, Hybridfahrzeugen und Motoren, die zur Reduzierung des Kraftstoffverbrauchs den Motor möglichst entdrosselt betreiben, besteht grundsätzlich das Problem, dass eine konventionelle Kraftstofftankentlüftung über einen Unterdruck im Saugrohr den Aktivkohlefilter nicht hinreichend regeneriert. Die Gesetzgebung einiger Staaten fordert eine Überprüfung bzw. Diagnose der Funktionsfähigkeit von Kraftstofftankentlüftungssystemen bei Kraftfahrzeugen mit bordeigenen Mitteln, das heißt eine so genannte On-Board-Diagnose (OBD). Im Rahmen der On-Board-Diagnose müssen etwaige Lecks und Verstopfungen erkannt, signalisiert und entsprechende Daten einem bordeigenen Speicher für eine in einer Werkstatt durchzuführende Off-Board-Diagnose zur Verfügung gestellt werden. Insbesondere muss die Durchlässigkeit von
Leitungsverbindungen des Kraftstofftankentlüftungssystems gewährleistet werden, wozu insbesondere Fehler an den Leitungsverbindungen zwischen dem Sorptionsfilter und der Luftzuführung sicher erkannt werden müssen.
Aus DE 101 54 360 A1 ist ein Behandlungssystem für verdampfenden Kraftstoff mit einem Spülkanal zur Bereitstellung einer Verbindung zwischen einem
Ansaugrohr einer Brennkraftmaschine und einem Kraftstofftank bekannt. In einem Zwischenteil des Spülkanals ist ein Kanister vorgesehen, um temporär verdampften Kraftstoff zu adsorbieren, der in dem Kraftstofftank erzeugt wird. In einem Abschnitt des Spülkanals ist ferner eine Spülpumpe vorgesehen, wobei die Spülpumpe dazu ausgebildet ist, verdampften Kraftstoff von dem Kanister zu dem Ansaugrohr zu fördern. Nach Schließen eines Atmosphärenluft- Einlassventils des Kanisters wird der Betrieb der Spülpumpe unterbrochen, wenn der Unterdruck in dem Kraftstofftank infolge des Betriebs der Spülpumpe einen vorbestimmten Wert erreicht hat. Nach Anhalten der Spülpumpe wird ein
Flusssteuerventil geschlossen, das an dem Ansaugrohr oder in dessen Nähe vorgesehen ist. Wenn nach Ablauf eines vorbestimmten Zeitraums eine
Änderung des Drucks in dem Kraftstofftank festgestellt wird, wird der gesamte
Spülkanal in Bezug auf einen Fehler untersucht.
Ferner ist aus DE 197 35 549 A1 eine Vorrichtung zur Diagnose einer
Kraftstofftankentlüftungsanlage eines Fahrzeugs mit einem Kraftstofftank und einem Adsorptionsfilter bekannt, der über eine Tankanschlussleitung mit dem
Kraftstofftank verbunden ist. Zur Entlüftung umfasst die
Kraftstofftankentlüftungsanlage ein Kraftstofftankentlüftungsventil, das mit dem Adsorptionsfilter über eine Ventilleitung verbunden ist. Ein Schaltmittel beaufschlagt mittels einer bordeigenen Druckquelle abwechselnd die
Kraftstofftankentlüftungsanlage und ein Referenzleck mit einem Druck und ermittelt auf diese Art und Weise ein etwaiges Leck. Offenbarung der Erfindung
Erfindungsgemäß ist ein Luftzuführsystem eines Verbrennungsmotors
geschaffen, mit einer Luftzuführung zum Zuführen von Verbrennungsluft zum Verbrennungsmotor, einem Sorptionsfilter zum temporären Speichern von verdampfendem Kraftstoff aus einem Kraftstofftank, einer Fluidleitung zwischen dem Sorptionsfilter und der Luftzuführung und einer Steuereinrichtung zum Verändern einer Fluidstromung durch die Fluidleitung, bei dem eine
Auswerteeinrichtung vorgesehen ist, mittels der eine Signalveränderung mindestens eines Sensors am Luftzuführsystem in Abhängigkeit einer
Veränderung der Fluidstromung durch die Fluidleitung erkennbar ist. Die
Fluidleitung ist vorzugsweise an einer Stelle an der Luftzuführung
angeschlossen, an der näherungsweise Umgebungsdruck herrscht,
insbesondere vor einem Turbolader eines Turbomotors.
Das erfindungsgemäße Verfahren zum Durchführen einer Diagnose an einem derartigen Luftzuführsystem sieht die Schritte vor: Gezieltes Verändern einer Fluidstromung durch die Fluidleitung mittels der Steuereinrichtung und Erkennen eines Fehlers an der Fluidleitung aufgrund einer von der Auswerteeinrichtung angezeigten Signalveränderung an dem mindestens einen Sensor.
Das erfindungsgemäße Luftzuführsystem umfasst vorzugsweise einen
Kraftstofftank, der mit einem Sorptionsfilter, vorzugsweise einem
Aktivkohleadsorptionsfilter, fluidleitend verbunden ist. Dieser Sorptionsfilter speichert temporär flüchtige Substanzen des Kraftstoffs, wie etwa flüchtige Kohlenwasserstoffe und andere Komponenten, die infolge von den im
Kraftstofftank vorliegenden Druck- und Temperaturbedingungen, insbesondere beim Betanken des Kraftstofftanks, freigesetzt werden. Der Sorptionsfilter ist über eine Spülleitung bzw. Fluidleitung fluidleitend mit einer Luftzuführung zum
Zuführen von Verbrennungsluft zum Verbrennungsmotor verbunden. In der Fluidleitung ist eine Steuereinrichtung vorgesehen, mittels der die Fluidstromung durch die Fluidleitung je nach gewünschtem Betriebszustand veränderbar ist.
Die erfindungsgemäße Lösung ist besonders für Turbomotoren vorteilhaft, bei denen es für die Tankentlüftung zwei Einleitstellen an der Luftzuführung des Verbrennungsmotors gibt. Eine Entlüftungsleitung führt in das Saugrohr des Turbomotors, wobei eine Regenerierung dann stattfindet, wenn am Turbomotor genügend Saugrohrunterdruck vorliegt. Eine zweite Tankentlüftung führt vor den Turbolader des Turbomotors zur Regenerierung bei aufgeladenem Betrieb.
Bei Hybridfahrzeugen und bei kleinen Turbomotoren (so genannte Downsize- Turbomotoren), bei denen insbesondere in Verbindung mit Start-Stop-Systemen wenig Betriebszustände mit ausreichendem Saugrohrunterdruck vorliegen, ist es erfindungsgemäß von Vorteil, wenn für die Regenerierung eine Fördereinrichtung zum aktiven Verändern der Fluidströmung durch die Fluidleitung und eine
Ventileinrichtung zum wahlweisen Verschließen und Öffnen der Fluidleitung und/oder eine Fördereinrichtung zum Fördern von Fluid durch die Fluidleitung zum Regenerieren des Sorptionsfilters und/oder zum Durchführen einer
Kraftstofftankleckdiagnose am Kraftstofftank genutzt wird. Die Fördereinrichtung ist bevorzugt als eine Regenerierpumpe gestaltet, die einen deutlich größeren
Regenerieranteil vor dem Lader (bei Betrieb ohne Saugrohrunterdruck) ermöglicht. Die derartige Fördereinrichtung ist besonders bevorzugt als eine bidirektionale Pumpe gestaltet. Die bidirektionale Fördereinrichtung ist wahlweise in eine erste Förderrichtung in Richtung des Saugrohrs bzw.
Verbrennungsmotors und in eine zweite Förderrichtung in Richtung des
Sorptionsfilters bzw. Kraftstofftanks schaltbar. Die bidirektionale
Fördereinrichtung ist also derart gestaltet, dass sie Fluide in entgegen gesetzte Richtungen fördern kann. Unter Fluiden sind dabei insbesondere Kraftstoff, Kraftstoff-Luftgemische und gasförmige Mischungen aus Kraftstoffkomponenten, wie flüchtige Kohlenwasserstoffe, und Luft zu verstehen.
Ist die bidirektionale Fördereinrichtung hinsichtlich ihrer Förderrichtung in Richtung des Verbrennungsmotors geschaltet, so wird ein hinreichend großer Sog bzw. Fluidstrom in Richtung des Ansaugrohrs eingestellt. Der temporär mit verdampftem Kraftstoff angereicherte Sorptionsfilter wird dann mittels des ihm dabei zugeführten Spülfluids regeneriert, d.h. im Wesentlichen vollständig desorbiert. Der Sorptionsfilter wird mittels des Fluids, das beispielsweise von außen zuzuführende Frischluft sein kann,„gespült". Ist die bidirektionale
Fördereinrichtung hingegen bei stehendem Motor in Förderrichtung in Richtung des Sorptionsfilters geschaltet, so wird vorzugsweise im Bereich zwischen der bidirektionalen Fördereinrichtung und dem Kraftstofftank ein Überdruck aufgebaut. Anhand von ermittelten Druckwerten ist eine
Kraftstofftankleckdiagnose - eine On-Board-Diagnose - durchführbar.
Das erfindungsgemäße Luftzuführsystem gewährleistet vorteilhaft eine
Regenerierung des Sorptionsfilters und eine Kraftstofftankleckdiagnose bei denen zugleich eine sichere Diagnose des Systems im Hinblick auf Fehler insbesondere an der Einleitstelle der zweiten Tankentlüftung vor dem Lader bzw. Turbolader eines Turbomotors möglich ist. Für diese Diagnose sind weitgehend keine weiteren Komponenten erforderlich.
Der mindestens eine Sensor des erfindungsgemäßen Luftzuführsystems ist besonders bevorzugt ein Luftmassenmesser und die Auswerteeinrichtung ist vorzugsweise dazu eingerichtet, eine Signalveränderung im zeitlichen Verlauf des Signals des Luftmassenmessers zu ermitteln.
Bei dieser Weiterbildung wird mittels der Steuereinrichtung und insbesondere mittels der Fördereinrichtung Fluid durch die Fluidleitung gefördert, während zugleich der Verbrennungsmotor nicht betrieben wird. Da vom
Verbrennungsmotor dann keine Luft angesaugt wird, kann anhand des Signals des Luftmassenmessers an der Ansaugseite des Verbrennungsmotors die von der Steuer- bzw. Fördereinrichtung erzeugte Strömung erkannt werden. Diese Strömung bzw. dieser von der Fördereinrichtung abgesaugte Volumenstrom bildet sich insbesondere im zeitlichen Verlauf des Signals ab. Liegt an der Fluidleitung hingegen ein Fehler vor und ist diese insbesondere verstopft oder abgefallen, so ist diese Signalveränderung nicht zu erkennen.
Alternativ oder zusätzlich ist der mindestens eine Sensor ein Luftmassenmesser und die Auswerteeinrichtung ist dazu eingerichtet, eine Signalveränderung des Luftmassenmessers im Vergleich zu einem Lambdaregler zu ermitteln.
Diese Weiterbildung wird bei laufendem Verbrennungsmotor angewendet und die Fluidleitung ist insbesondere in Strömungsrichtung hinter dem
Luftmassenmesser an der Luftzuführung angeschlossen. Wenn während des Betriebs des Verbrennungsmotors von der Steuereinrichtung in der Fluidleitung zusätzliche Strömung erzeugt wird, wird ein Fluidstrom in den
Verbrennungsmotor eingeleitet, der vom Luftmassenmesser nicht gemessen wurde. Ist dieser Fluidstrom weitgehend mit Kraftstoff gesättigt, kann bei kleinen oder mittleren Motorluftdurchsätzen eine Korrektur des Lambdareglers festgestellt werden.
Handelt es sich bei dem Fluidstrom um reine Luft, kann das Füllungssignal des Luftmassenmessers mit dem Füllungssignal eines am Saugrohr angeordneten Saugrohrdrucksensors verglichen werden. Da der Luftmassenmesser die von der Fördereinrichtung vor dem Verbrennungsmotor eingeführte Luft nicht misst, ist das Signal des Luftmassenmessers kleiner als das Füllungssignal des
Saugrohrdrucksensors.
Ist ein inverer Betrieb der Fördereinrichtung mit Frischluftabsaugung hinter dem Luftmassenmesser vorhanden, kann trotzdem durch zyklisches Ein- und
Ausschalten der Fördereinrichtung bei Saugrohrdrücken um oder über
Umgebungsdruck und Korrelation der Signale der Lambdaregelung und der
Füllungsdifferenz zwischen Luftmassenmesser und Saugrohrdrucksensor eine verstopfte oder abgefallene Fluidleitung vor Lader noch ausreichend gut erkannt werden. Ferner kann bei laufendem Verbrennungsmotor mittels der bidirektionalen
Fördereinrichtung von der Anschlussstelle der Fluidleitung an der Luftzuführung Frischluft in das Tankentlüftungssystem gepumpt werden. Dies Funktion ist insbesondere für eine Leckdiagnose nach dem Überdruckverfahren geeignet. Diese zum Kraftstofftank geführte Frischluft, die nicht in den Verbrennungsmotor strömt, ergibt ebenfalls eine abweichende Signalerzeugung am
Luftmassenmesser. Das Füllungssignal am Luftmassenmesser ist also entsprechend größer als jenes am Saugrohrdrucksensor. Nachfolgend kann die Fördereinrichtung dazu genutzt werden, um Regeneriergas aus dem
Tankentlüftungssystem herauszufordern. Dieses Herausfördern erfolgt mit Unterstützung des zuvor im Kraftstofftank erzeugten Überdrucks. Nun erhält der
Verbrennungsmotor vom Luftmassenmesser nicht gemessene Zusatzluft.
Aufgrund der Strömungsumkehr wird der Messeffekt mehr als doppelt so groß. Die Trennschärfe erlaubt dabei durchaus auch das Erkennen von teilweise verstopften Leitungen. Der mindestens eine Sensor ist dazu vorzugsweise ein Luftmassenmesser und die Auswerteeinrichtung ist dazu einrichtet, eine Signalveränderung des Signals des Luftmassenmessers im Vergleich zu einem Saugrohrdrucksensor zu ermitteln.
Ferner ist bei dem erfindungsgemäßen Luftzuführsystem vorzugsweise der mindestens eine Sensor ein Ladedrucksensor und die Auswerteeinrichtung ist dazu eingerichtet, eine Signalveränderung im zeitlichen Verlauf des Signals des Ladedrucksensors zu ermitteln.
Diese Weiterbildung wird ebenfalls bei stehendem Verbrennungsmotor ausgeführt, falls kein Luftmassenmesser vorhanden ist, sondern das Signal eines Ladedrucksensors ausgewertet wird, der insbesondere zwischen einem
Ladeluftkühler und einer Drosseleinrichtung, vorzugsweise in Form einer Drosselklappe, an der Luftzuführung des Verbrennungsmotors angeordnet ist.
Während des Absaugens mittels der Fördereinrichtung bildet sich vor der Drosseleinrichtung ein gewisser Unterdruck aus, der vom Ladedrucksensor gemessen werden kann. Um den Messeffekt zu erhöhen, können vorteilhaft mehrere Aufpumpvorgänge mit dazwischen liegenden Entlüftungen
vorgenommen werden.
Vorteilhaft ist darüber hinaus auch der mindestens eine Sensor ein in
Strömungsrichtung vor einer Turbolader-Einheit angeordneter Drucksensor und die Auswerteeinrichtung ist dazu eingerichtet, eine Signalveränderung im zeitlichen Verlauf des Signals des Drucksensors zu ermitteln.
Bei dieser Vorgehensweise ist ein Drucksensor vorgesehen, der nahezu kostenneutral eingesetzt werden kann, indem er einen sonst erforderlichen Umgebungsdrucksensor ersetzt. Dieser Drucksensor ist besonders vorteilhaft an der Anschlussstelle der Fluidleitung an der Luftzuführung angeordnet, wobei der
Anschluss vorzugsweise eine feste bzw. einstückige Einheit mit der Luftführung bildet. Dieser Drucksensor misst den Umgebungsdruck, wenn der
Verbrennungsmotor und auch die Fördereinrichtung nicht betrieben werden. Auch bei geringem Motorluftdurchsatz ist der Unterdruck am Drucksensor vernachlässigbar. Dieser Effekt kann unterstützt werden, indem der Drucksensor so an der Fluidleitung angeschlossen ist, dass durch eine Strömung in der Fluidleitung an ihm nur ein Unterdruck aufgrund eines Venturi-Effekts erzeugt wird. Zur Diagnose der Fluidleitung wird an dem Drucksensor zunächst der Druckwert vor dem Anschalten der Fördereinrichtung als Referenz ermittelt. Nachfolgend wird die Differenz ermittelt, die sich bei laufender Fördereinrichtung einstellt. Ist insbesondere die Fluidleitung verstopft, so stellt sich keine
Druckdifferenz ein.
Die Diagnose ist auch ohne eine Fördereinrichtung möglich, indem eine
Strömung in der Fluidleitung allein durch den Venturieffekt der vom
Verbrennungsmotor angesaugten Luft gemessen wird. In diesem Fall wird die
Druckdifferenz ermittelt, die sich zwischen der geschlossenen Ventileinrichtung und der geöffneten Ventileinrichtung bei hohem Motordurchsatz ergibt.
Mit der erfindungsgemäßen Vorgehensweise ist eine sichere Diagnose aller Fehlerfälle an einer Fluidleitung zum Regenerieren eines Sorptionsfilters und/oder zum Durchführen einer Kraftstofftankleckdiagnose an einem
Kraftstofftank möglich. Die Diagnose erfordert keine bzw. wenig Zusatzsensorik und kann einfach und sicher durchgeführt werden. Insbesondere ist eine
Diagnose der Fluidleitung selbst bei gleichzeitiger Feinleckdiagnose des
Kraftstofftanks und des Fluidsystems möglich.
Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen Lösung anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert: Es zeigen: Fig. 1 eine schematische Darstellung eines ersten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Luftzuführsystems,
Fig. 2 eine schematische Darstellung eines zweiten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Luftzuführsystems,
Fig. 3 eine schematische Darstellung eines dritten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Luftzuführsystems und
Fig. 4 eine schematische Darstellung eines vierten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Luftzuführsystems.
Beschreibung von Ausführungsformen Fig. 1 veranschaulicht ein Luftzuführsystem 10 eines Motors eines
Kraftfahrzeugs. Das Luftzuführsystem 10 ist mit einem Kraftstofftank 12 des Kraftfahrzeugs gekoppelt, wobei die Kopplung über einen Sorptionsfilter 14 hergestellt ist, der zur temporären Aufnahme von verdampfendem Kraftstoff aus dem Kraftstofftank 12 dient.
Der Sorptionsfilter 14 ist mit dem Kraftstofftank 12 über eine
Tankanschlussleitung 16 verbunden. Ferner ist der Sorptionsfilter 14 über eine Spülleitung 18 zum einen mittels einer ersten Leitung 40 mit einer Luftzuführung 19 des Motors, vorliegend eines Verbrennungsmotors 22 in Gestalt eines
Turbomotors, und zum anderen mittels einer zweiten Leitung 42 mit einem Saugrohr 20 des Motors fluidleitend verbunden.
An der Luftzuführung 19 ist ein Luftmassenmesser 30, eine Turbolader-Einheit 36 sowie ein Ladeluftkühler 38 angeordnet. Im Saugrohr 20 befindet sich eine Drosseleinrichtung 32, die vorzugsweise in Gestalt einer Drosselklappe ausgebildet ist. Die erste Leitung 40 ist an der Luftzuführung 19 an einer ersten Einleitstelle 19 angeschlossen, die dem Luftmassenmesser 30
strömungstechnisch nachgeschaltet und der Turbolader-Einheit 36
strömungstechnisch vorgelagert ist. Die zweite Leitung 42 ist an einer der Drosseleinrichtung 32 strömungstechnisch nachgelagerten zweiten Einleitstelle 31 mit dem Saugrohr 20 fluidleitend verbunden. In der ersten Leitung 40 ist ein erstes Rückschlagventil 44 und in der zweiten Leitung 42 ein zweites
Rückschlagventil 46 angeordnet.
Die Luftzuführung 19 ist also jener Leitungsabschnitt des Luftzuführsystems 10, durch den dem Motor Verbrennungsluft von außen zugeführt wird und der sich in Strömungsrichtung vor dem Ladeluftkühler 38 befindet. Das Saugrohr 20 bildet jenen Leitungsabschnitt zum Zuführen von Verbrennungsluft des
Luftzuführsystems 10 der sich strömungstechnisch hinter dem Ladeluftkühler 38 befindet.
Wenn der Kraftstofftank 12 mit Kraftstoff betankt wird bzw. wenn im Kraftstofftank 12 bestimmte Druck- und Temperaturbedingungen vorliegen, bei denen flüchtige Komponenten des Kraftstoffs, wie Kohlenwasserstoffe, in die gasförmige Phase übergehen, so werden diese flüchtigen Komponenten über die Tankanschlussleitung 16 dem Sorptionsfilter 14 zugeführt und dort temporär gespeichert. Der Sorptionsfilter 14 ist als ein Aktivkohlefilter ausgebildet, der die flüchtigen Komponenten ad- und resorbieren kann. In der Spülleitung 18 ist zwischen dem Sorptionsfilter 14 und dem Saugrohr 20 eine bidirektionale Pumpe 24 und zwischen dieser Pumpe 24 und dem Saugrohr 20 ein Tankentlüftungsventil 26 zwischengeschaltet. Dem Sorptionsfilter 14 ist ferner ein Absperrventil 28 zugeordnet, das zu Diagnosezwecken geschlossen wird und im geöffneten Zustand Frischluft - so genanntes Spülfluid - durchläset, mittels dem die im Filter adsorbierten flüchtigen Kraftstoffkomponenten wieder desorbiert werden.
Die bidirektionale Pumpe 24 ist mittels einer nicht dargestellten Steuereinheit wahlweise in eine erste Förderrichtung in Richtung des Verbrennungsmotors 22 bzw. des Saugrohrs 20 und in eine zweite Förderrichtung in Richtung des
Sorptionsfilters 14 bzw. Kraftstofftanks 12 schaltbar. Im ersten Fall wird der zuvor mit verdampftem Kraftstoff angereicherte Sorptionsfilter 14 regeneriert, das heißt desorbiert. Im zweiten Fall wird eine Leckdiagnose des Kraftstofftanks 12 durchgeführt.
Während des Regenerierens des Sorptionsfilters 14 sind das
Tankentlüftungsventil 26 sowie das Absperrventil 28 des Filters 14 geöffnet und es wird Frischluft aus der Atmosphäre über das Absperrventil 28 durch den zuvor mit verdampftem Kraftstoff angereicherten Sorptionsfilter 14 in die Spülleitung 18 gesaugt. Dabei desorbiert die den Filter 14 durchströmende Luft den dort angereicherten Kraftstoff.
Die zweite Leitung 42 ist am Saugrohr 20 an der zweiten Einleitstelle 31 angeschlossen, die sich in Strömungsrichtung der Verbrennungsluft hinter der Drosseleinrichtung 32 befindet. Das im Wesentlichen mit Kohlenwasserstoffen angereicherte Spülfluid wird daher zur Verbrennung einem Kraftstoff-Luft- Gemisch im Saugrohr 20, und zwar an der Einleitstelle 31 , beigemengt.
Bei ausreichendem Unterdruck im Saugrohr 20 erfolgt die Regenerierung bei stehender Pumpe 24 durch deren Leckage. Die Pumpe 24 wird eingeschaltet, wenn kein ausreichender Saugrohrunterdruck vorhanden ist. Dieses Desorbieren des Sorptionsfilters 14 über die Pumpe 24 erfolgt bevorzugt, wenn der Verbrennungsmotor 22 hohe Leistungen generieren muss, wie beispielsweise bei längeren Fahrten bergauf, wenn also die Drosseleinrichtung 32 geöffnet ist.
Mittels der Pumpe 24 wird also eine bedarfsorientierte Regenerierung des Sorptionsfilters 14 ermöglicht, wodurch die Leistungsaufnahme des
Pumpenmotors minimiert werden kann. Ferner kann eine bereits bestehende Fahrzeughardware unverändert beibehalten werden.
Zum Durchführen einer On-Board-Kraftstofftankleckdiagnose fördert die bidirektionale Pumpe 14 umgeschaltetem Umschaltventil 48 Fluid, insbesondere von außen zuzuführende Frischluft, in Richtung des Kraftstofftanks 12. Dabei wird in allen Bereichen zwischen der Pumpe 24 und dem Kraftstofftank 12 bei geschlossenem Absperrventil 28 ein Überdruck erzeugt. Danach wird das Umschaltventil 48 zurückgeschaltet und das Tankentlüftungsventil 26
geschlossen und ein im Kraftstofftank 12 angeordneter Drucksensor 34 ermittelt den Druck über einen bestimmten Zeitverlauf. Hierdurch kann auf ein etwaiges Leck im Entlüftungssystem 10 geschlossen werden. Bei laufendem Motor kann so eine Grobleck- und bei stehendem Motor eine Feinleckdiagnose erfolgen. Ist die bidirektionale Pumpe 24 in Richtung des Verbrennungsmotors 22 geschaltet, so werden das Absperrventil 28 des Sorptionsfilters 14 sowie das Kraftstofftankentlüftungsventil 26 geöffnet. Frischluft als Spülfluid strömt durch das Absperrventil 28 und den Sorptionsfilter 14 in die Spülleitung 18 und desorbiert die temporär gespeicherten flüchtigen Kraftstoffkomponenten. Im Saugbetrieb des Verbrennungsmotors 22 strömt das Fluid bei abgeschalteter
Pumpe 24 über die zweite Leitung 42 in das Saugrohr 20. Bei Motorbetrieb im Ladebereich wird die Pumpe 24 eingeschaltet und das Fluid strömt über die erste Leitung 40 vor der Turbolader-Einheit 36. Ist die bidirektionale Pumpe 24 bei stehendem Motor in Richtung des
Sorptionsfilters 14 zum Durchführen einer Kraftstofftankleckdiagnose geschaltet, so wird ein Umschaltventil 48 in Form eines 2/3-Wegeventils in der Spülleitung 18 zwischen der Pumpe 24 und dem Tankentlüftungsventil 26 angesteuert, das wahlweise eine Frischluftzufuhr freigibt. Somit kann die Pumpe 24 Frischluft ansaugen. Diese wird in Richtung des Kraftstofftanks 12 gepumpt und bei geschlossenem Absperrventil 28 wird ein Überdruck erzeugt. Der Drucksensor 34 im Kraftstofftank 12 ermittelt bei anschließend zurückgeschaltetem
Umschaltventil 48 und geschlossenem Tankentlüftungsventil 26 über einen bestimmten Zeitverlauf Druckwerte und detektiert auf diese Weise ein etwaiges Leck im Tanksystem.
Wenn die bidirektionale Pumpe 24 hingegen in Richtung des
Verbrennungsmotors 22 geschaltet ist, dann wird das Umschaltventil 48 in eine Stellung geschaltet, in der die Frischluftzufuhr unterbrochen und die Spülleitung
18 freigegeben ist.
Mit diesem Fördern von Regeneriergas aus dem Sorptionsfilter 14 mittels der Pumpe 24 in die Leitung 40 wird Fluid vor die Turbolader-Einheit 36 in die Luftzuführung 19 eingeleitet, ohne dass dieses Fluid vom Luftmassenmesser 30 gemessen worden ist. Wenn dieser Regeneriergasstrom weitgehend mit Kraftstoff gesättigt ist, kann eine Korrektur eines Lambdareglers 33 festgestellt werden. Für diese Feststellung ist eine Auswerteeinrichtung 37 vorgesehen, die dazu eingerichtet ist, eine Signalveränderung des Luftmassenmessers 30 im Vergleich zum Lambdaregler 33 zu ermitteln. Handelt es sich bei dem Regeneriergas um reine Luft, kann das Füllungssignal des Luftmassenmessers 30 von der Auswerteeinrichtung mit dem Füllungssignal eines am Saugrohr 20 angeordneten Saugrohrdrucksensors 39 verglichen werden. Der Luftmassenmesser 30 misst nicht die durch die Pumpe 24 eingeblasene Luft. Daher ist das Füllungssignal des Luftmassenmessers 30 kleiner als das Füllungssignal des Saugrohrdrucksensors 39. Insbesondere mittels zyklischem Ein- und Ausschalten der Pumpe 24 bei Saugrohrdrücken um oder über Umgebungsdruck und mittels Korrelation der Signale des
Lambdareglers 33 und der Füllungsdifferenz
Luftmassenmesser/Saugrohrdrucksensor mit der Ansteuerfolge der Pumpe 24 kann eine abgefallene oder verstopfte Leitung 40 erkannt werden.
Fig. 2 bis 4 zeigen Ausführungsformen des Luftzuführsystem 10 bei denen ebenfalls je der Sorptionsfilter 14 über die erste Leitung 40 mit der Luftzuführung
19 und die zweite Leitung 42 mit dem Saugrohr 20 des Verbrennungsmotors 22 fluidleitend verbunden sind. Dabei mündet die erste Leitung 40 wiederum an einer ersten Einleitstelle 29 in die Luftzuführung 19, die der Turbolader-Einheit 36 vorgelagert ist, und die zweite Leitung 42 mündet an einer zweiten Einleitstelle, 31 in das Saugrohr 20, die der Drosseleinrichtung 32 nachgelagert ist.
Die Pumpe 24 ist dabei nicht als bidirektionale Pumpe gestaltet, sondern es ist eine bidirektionale Fördereinrichtung 50 in der ersten Leitung 40
zwischengeschaltet. Diese Fördereinrichtung 50 ist mittels einer unidirektionalen Pumpe 52 mit einem am Pumpenausgang angeordneten ersten Umschaltventil 54 und einem am Pumpeneingang angeordneten zweiten Umschaltventil 56 gebildet. Die beiden Umschaltventile 54, 56 zur Förderrichtungsumkehr sind als 2/3-Wege-Ventile gestaltet und simultan angesteuert. Die Umschaltventile 54, 56 sind insbesondere als ein Kombiventil gestaltet, das über lediglich nur eine Endstufe eines Steuergeräts aktiviert wird.
Das erste Umschaltventil 54 ist über eine dritte Leitung 58 fluidleitend mit dem Sorptionsfilter 14 und das zweite Umschaltventil 56 über eine vierte Leitung 60 mit der ersten Leitung 40 an einer dem ersten Umschaltventil 54 nachgeordneten Stelle verbunden. Die bidirektionale Fördereinrichtung 50 weist als ein so genanntes Regenerier- und Diagnosemodul somit nur drei pneumatische Anschlüsse auf.
Zur Regenerierung des Sorptionsfilters 14 sind das erste und das zweite Umschaltventil 54, 56 in eine die erste Leitung 40 freigebende erste Stellung geschaltet. Die dritte Leitung 58 zwischen dem ersten Umschaltventil 54 und dem Sorptionsfilter 14 sowie die vierte Leitung 60 zwischen dem zweiten
Umschaltventil 56 und der ersten Leitung 40 sind unterbrochen.
Zum einen kann nun bei einem Ladebetrieb des Verbrennungsmotors 22 bei ausgeschalteter unidirektionaler Pumpe 52 mittels eines Venturi-Effekts über die erste Leitung 40 der Sorptionsfilter 14 regeneriert werden. Bei hoher Beladung des Sorptionsfilters 14 wird die unidirektionale Pumpe 42 eingeschaltet und dadurch die Regenerierrate erhöht. Zum anderen kann im Saugbetrieb des Verbrennungsmotors 22 durch den Saugrohrunterdruck ohne den
Strömungswiderstand der Pumpe 24 über die zweite Leitung 42 in das Saugrohr 20 regeneriert werden. Die Regenerierrate des Sorptionsfilters 14 wird dabei mittels eines taktenden Verhaltens des Tankentlüftungsventils 26 gesteuert. Zum Durchführen einer Tankleckdiagnose werden das erste und das zweite Umschaltventil 54, 56 simultan angesteuert. Das erste und zweite Umschaltventil 54, 56 werden in eine zweite Stellung geschaltet, bei der die erste Leitung 40 zwischen dem Pumpeneingang und dem Tankentlüftungsventil 26 sowie zwischen dem Pumpenausgang und dem Saugrohr 20 verschlossen ist. Die dritte und vierte Leitung 58, 60 sind hingegen freigeschaltet.
Bei einem geschlossenem Tankentlüftungsventil 26 und geschlossenem
Absperrventil 28 kann somit durch Einschalten der unidirektionalen Pumpe 52 ein Überdruck im Tankentlüftungssystem 10 aufgebaut werden. Bei laufendem Verbrennungsmotor 22 erfolgt eine Grobleckdiagnose und bei stehendem Motor 22 eine Feinleckdiagnose durch ein Auswerten von Druckverläufen.
Während dieser Tankleckdiagnose misst der Luftmassenmesser 30 eine zusätzliche Luftmasse, die nicht in den Verbrennungsmotor 22 strömt. Das Füllungssignal des Luftmassenmessers 30 ist also entsprechend größer als ein Füllungssignal eines Saugrohrdrucksensors 39.
Bei der Feinleckdiagnose werden nach Erreichen eines definierten Überdrucks bei dem weiterhin geschlossenen Tankentlüftungsventil 26 und Absperrventil 28 die unidirektionale Pumpe 52 aus- und die beiden Umschaltventile 54, 56 in Ruhestellung geschaltet. Dadurch ist das Tankentlüftungssystem abgeschlossen und es wird ermittelt, ob der definierte Überdruck erhalten bleibt und somit kein Leck vorliegt.
Nachfolgend kann das Tankentlüftungsventil 26 geöffnet werden und die Pumpe 52 pumpt unterstützt vom Überdruck aus dem Tankentlüftungssystem
Regeneriergas zu der Einleitstelle 29 hinter den Luftmassenmesser 30. Dann erhält der Verbrennungsmotor 22 erneut vom Luftmassenmesser 30 nicht gemessene Zusatzluft, und zwar in erhöhtem Maß, denn die Pumpe 52 wird durch den Überdruck im Tankentlüftungssystem unterstützt. Das Füllungssignal des Luftmassenmessers 30 wird also kleiner als das des Saugrohrdrucksensors 39. Mittels der Strömungsumkehr wird der Messeffekt also mehr als doppelt so groß als bei nicht bidirektionaler Förderung. Die damit erzielte Trennschärfe erlaubt in der Regel auch das Erkennen von nur teilweise verstopften Leitungen. Alternativ oder zusätzlich kann bei stehendem Verbrennungsmotor 22 während der Tankleckdiagnose das Signal des Luftmassenmessers 30 ausgewertet werden. Da vom stehenden Verbrennungsmotor 22 dann keine Luft angesaugt wird, kann vom zeitlichen Verlauf des Signals des Luftmassenmessers 30 genau der von der Pumpe 52 abgesaugte Volumenstrom ermittelt werden. Damit ist eine hochgenaue Erkennung aller möglichen Fehler, auch einer teilweise verschlossenen Leitung 40 möglich.
Ferner kann bei einem System, wie es in Fig. 3 dargestellt ist und welches nicht mit einem Luftmassenmesser 30 und einem Saugrohrdrucksensor 39, sondern mit einem zwischen Ladeluftkühler 38 und Drosseleinrichtung 32 angeordneten Ladedrucksensor 41 ausgestattet ist, bei stehendem Verbrennungsmotor 22 während eines Absaugens mit der Pumpe 52 ein Detektieren von Fehlern an der Leitung 40 erfolgen. Aufgrund des Strömungswiderstandes eines vor der Luftzuführung 19 angeordneten (nicht dargestellten) Luftfilters entsteht während des Absaugens ein geringer Unterdruck am Ladedrucksensor 41 vor der Drosseleinrichtung 32. Dieser kann als Pegeländerung im zeitlichen Verlauf des Signals des Ladedrucksensors 41 gemessen werden. Um den Messeffekt zur verbessern, kann es vorteilhaft sein, mehrere Abpumpvorgänge mit dazwischen liegenden Entlüftungen vorzunehmen.
Fig. 4 zeigt eine Ausführungsform eines Luftzuführsystems 10, bei dem anstelle eines Umgebungsdrucksensors eines (nicht dargestellten) Steuergeräts ein Drucksensor 43 vorgesehen ist. Der Drucksensor 43 ist an einer Leitung 45 angeschlossen, die von der Leitung 40 in der Nähe der Einleitstelle 29 abzweigt und dabei eine bauliche Einheit mit der Luftzuführung 19 darstellt. Die Leitung 45 geht dabei senkrecht von der Leitung 40 ab, damit sich in der Leitung 45 ein Venturi-Effekt ergibt, wenn Strömung in der Leitung 40 auftritt. Die Anordnung des Drucksensors 43 ist derart, dass die Leitung 45 eine Baueinheit mit der Luftzuführung 19 bildet. Insbesondere ist dazu an der Luftzuführung 19 eine Anschlusseinheit ausgebildet, an der sich ein Anschlussnippel für die restliche Leitung 40 (Regenerierleitung) und ein Anschlussnippel für die restliche Leitung 45 (Drucksensorleitung) befindet.
Bei nicht aktiver Pumpe 52, d.h. ohne eine Strömung von der Pumpe 52 zur Einleitstelle 19 oder umgekehrt, wird mit dem Drucksensor 43 näherungsweise Umgebungsdruck gemessen. Lediglich bei hohem Durchsatz am
Verbrennungsmotor 22 ist ein gewisser Unterdruck aufgrund des Luftfilters gegeben, der mittels einer Modellrechnung kompensiert werden kann. Bei geringem Durchsatz ist dieser Unterdruck vernachlässigbar. Der Drucksensor 43 kann also bei nicht aktiver Pumpe 52 als Umgebungsdrucksensor genutzt werden.
Zur Diagnose der Einleitstelle 19 vor der Turbo-Ladereinheit 36 wird zunächst der Druckwert des Drucksensors 43 vor dem Einschalten der Pumpe 52 als
Referenzwert genommen. Nachfolgend wird jene Differenz der Druckwerte ermittelt, die sich mit laufender Pumpe 52 im zeitlichen Verlauf des Signals des Drucksensors 43 ergibt. Ist die Leitung 40 abgefallen oder verstopft, stellt sich keine Druckdifferenz ein. Mit dieser Anordnung ist also auch ohne einen
Luftmassenmesser eine quantitative Diagnose der Einleitstelle 19 möglich. Dabei sind die Mehrkosten eines externen Drucksensors 43 nur geringfügig höher, als die eines in einem Steuergerät integrierten Drucksensors.
Diese Anordnung kann auch in einem System ohne Pumpe 24 oder 52 eingesetzt werden. Es wird dann jene Druckdifferenz mittels des Drucksensors 43 ermittelt, die sich zwischen geschlossenem Tankentlüftungsventil 26 und geöffnetem Tankentlüftungsventil 26, insbesondere bei hohem
Motorluftdurchsatz ergibt.

Claims

Ansprüche
1 . Luftzuführsystem (10) eines Verbrennungsmotors (22) mit
- einer Luftzuführung (19) zum Zuführen von Verbrennungsluft zum
Verbrennungsmotor (22),
- einem Sorptionsfilter (14) zum temporären Speichern von verdampfendem Kraftstoff aus einem Kraftstofftank (12),
- einer Fluidleitung (40) zwischen dem Sorptionsfilter (14) und der
Luftzuführung (19) und
- einer Steuereinrichtung (24, 26, 50) zum Verändern einer Fluidströmung durch die Fluidleitung (40),
dadurch gekennzeichnet, dass eine Auswerteeinrichtung (37) vorgesehen ist, mittels der eine Signalveränderung mindestens eines Sensors (30, 39, 41 , 43) am Luftzuführsystem (10) in Abhängigkeit einer Veränderung der Fluidströmung durch die Fluidleitung (40) erkennbar ist.
2. Luftzuführsystem nach Anspruch 1 ,
dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung (24, 26, 50) eine Ventileinrichtung (26) zum wahlweisen Verschließen und Öffnen der
Fluidleitung (40) umfasst
3. Luftzuführsystem nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung (24, 26, 50) eine Fördereinrichtung (24, 52) zum Fördern von Fluid durch die Fluidleitung (40) zum Regenerieren des Sorptionsfilters (14) und/oder zum Durchführen einer Kraftstofftankleckdiagnose am Kraftstofftank (12) umfasst
4. Luftzuführsystem nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet, dass die Fördereinrichtung (24, 26, 50) als eine bidirektionale Pumpe (24) gestaltet ist.
5. Luftzuführsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Sensor (30, 39, 41 , 43) ein Luftmassenmesser (30) ist und die Auswerteeinrichtung (37) dazu eingerichtet ist, eine Signalveränderung im zeitlichen Verlauf des Signals des Luftmassenmessers (30) zu ermitteln.
6. Luftzuführsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Sensor (30, 39, 41 , 43) ein Luftmassenmesser (30) ist und die Auswerteeinrichtung (37) dazu eingerichtet ist, eine Signalveränderung des Luftmassenmessers (30) im Vergleich zu einem Lambdaregler (33) zu ermitteln.
7. Luftzuführsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Sensor (30, 39, 41 , 43) ein Luftmassenmesser (30) ist und die Auswerteeinrichtung (37) dazu einrichtet ist, eine Signalveränderung des Signals des Luftmassenmessers (30) im Vergleich zu einem Saugrohrdrucksensor (39) zu ermitteln.
8. Luftzuführsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Sensor (30, 39, 41 , 43) ein Ladedrucksensor (41 ) ist und die Auswerteeinrichtung (37) dazu eingerichtet ist, eine Signalveränderung im zeitlichen Verlauf des Signals des Ladedrucksensors (41 ) zu ermitteln.
9. Luftzuführsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Sensor (30, 39, 41 , 43) ein in Strömungsrichtung vor einer Turbolader-Einheit (36) angeordneter Drucksensor (43) ist und die Auswerteeinrichtung (37) dazu eingerichtet ist, eine Signalveränderung im zeitlichen Verlauf des Signals des Drucksensors (43) zu ermitteln.
10. Verfahren zum Durchführen einer Diagnose an einem Luftzuführsystem (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 9,
gekennzeichnet durch die Schritte:
- gezieltes Verändern einer Fluidströmung durch die Fluidleitung (40) mittels der Steuereinrichtung (24, 26, 50) und
- Erkennen eines Fehlers an der Fluidleitung (40) aufgrund einer von der Auswerteeinrichtung (37) angezeigten Signalveränderung an dem
mindestens einen Sensor (30, 39, 41 , 43) an dem Luftzuführsystem (10).
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