WO2013053574A2 - Tankentlüftungssystem und verfahren zu dessen diagnose - Google Patents

Tankentlüftungssystem und verfahren zu dessen diagnose Download PDF

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WO2013053574A2
WO2013053574A2 PCT/EP2012/068422 EP2012068422W WO2013053574A2 WO 2013053574 A2 WO2013053574 A2 WO 2013053574A2 EP 2012068422 W EP2012068422 W EP 2012068422W WO 2013053574 A2 WO2013053574 A2 WO 2013053574A2
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venting valve
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Matthias HAEFELE
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Robert Bosch Gmbh
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    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
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    • 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
    • F02M25/0836—Arrangement of valves controlling the admission of fuel vapour to an engine, e.g. valve being disposed between fuel tank or absorption canister and intake manifold
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
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    • 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
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    • F02M25/0809—Judging failure of purge control system
    • F02M25/0818—Judging failure of purge control system having means for pressurising the evaporative emission space

Definitions

  • the present invention relates to a tank ventilation system. Furthermore, the invention relates to a method for diagnosing the tank ventilation system according to the invention. Moreover, the invention relates to a computer program that performs all the steps of the inventive method when it runs on a computing device. 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.
  • Today's internal combustion engines have tank venting systems in which evaporated fuel in the tank is stored in an activated carbon filter, which is connected via a lockable tank vent valve with the intake manifold of the internal combustion engine. When the tank vent valve is open, air is drawn in through a connection of the activated carbon filter to the surroundings, which entrains the cached fuel and supplies it to combustion. About the tank vent valve, the intake gas quantity is controlled so that on the one hand, the activated carbon filter is sufficiently flushed with air and on the other hand no intolerable large disturbances of the air-fuel ratio of the mixture supplied to the engine occur.
  • a defective tank-venting valve installed in a tank-venting system must now be identified as defective by suitable diagnostics. It is already known to open a tank vent valve during operation of the engine and to evaluate a reaction from a fuel / air ratio control loop for diagnosis.
  • the one with Air mixed fuel vapor from the tank ventilation causes a disturbance of the control loop, so that the occurrence of the fault indicates a functional tank ventilation and thus in particular a functional tank vent valve. This is described for example in DE 100 43 071 A1.
  • the charge detection takes place, for example, with the aid of a hot-film air mass meter. Filling detections by means of a Saugrohr horr- sensors are also known. In this type of charge detection, the gas additionally introduced into the system and thus into the intake manifold by the tank-venting valve is measured directly by means of an intake manifold pressure sensor. In modern hybrid vehicles is a constant starting and stopping the
  • a pressure sensor is arranged between the tank ventilation valve and the check valve.
  • the tank ventilation system according to the invention can be used, for example, for naturally aspirated engines. In this case, it has a check valve. It can also be used for supercharged engines. If they have an additional Volllasteinleitestelle the tank ventilation, the inventive tank ventilation system usually has two check valves, namely a check valve in each line, which leads from the tank ventilation valve in the air supply of the supercharged engine.
  • the tank ventilation valve and at least one non-return valve are formed in one piece.
  • This preferred embodiment of the invention is suitable for systems with one and more check valves in the tank vent line (s).
  • the function of the tank ventilation system of the tank ventilation line and the check valves can be easily diagnosed in the tank ventilation system according to the invention.
  • a method is provided according to the invention, in which between the tank vent valve and the tank vent valves and the check valve, a negative pressure p- ⁇ is stored, which is less than the ambient pressure p u outside the tank venting system.
  • the lowest value which the pressure p-1 can assume corresponds to the lowest value which the pressure p 2 in the intake manifold of the internal combustion engine can assume.
  • the negative pressure causes the check valves to close and remains constant with intact tank vent lines and intact valves.
  • the stored pressure can be selectively changed by activating the tank ventilation valve.
  • the change in pressure between the tank vent valve and the check valve is measured with the first pressure sensor and assigned to the control of the tank vent valve. From the correlation of the opening state of the tank vent valve with the change in the pressure pi between the tank vent valve and the check valve, the function of the tank vent lines and the check valves and the tank vent valve is closed.
  • a correlation according to the invention is understood to mean a causal relationship between the opening state of the valve and the pressure change.
  • the diagnostic method according to the invention can be used when the internal combustion engine is switched off, when starting the internal combustion engine and when the internal combustion engine is running.
  • the tank venting valve is opened and then closed again when the measured by the pressure sensor pressure p- ⁇ between the tank venting valve and the check valve is not equal to the ambient pressure p u .
  • the ambient pressure is measured for this purpose with another sensor outside the tank ventilation system. If, after closing the tank ventilation valve, the pressure pi is greater than the sum of the ambient pressure p u and an error threshold, a sensor drift is detected upwards.
  • the pressure p-1 is smaller than the sum of the ambient pressure p u and an error threshold, it is first checked whether the internal combustion engine has been switched off for a long or a short time before the diagnosis.
  • a period of time in which a negative pressure p-1, which was stored before the internal combustion engine is switched off, usually returns to the ambient pressure p u is regarded as a long shutdown period. This value depends on the tightness of the check valves and on the stored pressure difference between pi and p u when switching off the internal combustion engine.
  • a time period that exceeds a set period of time t is considered according to the invention as a long shutdown period and a period of at most the set period of time t as a short shutdown period.
  • the specified period t is the time in which intact check valves and intact tank vent valve, the pressure p- ⁇ is less than the ambient pressure.
  • This Period t can be determined by a measurement and can then be stored, for example, in a computer program.
  • Pressure p is 2 .
  • the pressure p 2 is measured with a further pressure sensor in the intake manifold of the internal combustion engine or determined by means of the measured air mass flow rate of a suction pipe pressure model calculated using a hot-film air mass meter.
  • the tank venting valve can be opened and closed again when the pressure p 2 is less than the ambient pressure p u and be closed to a blockage of the tank venting valve when the pressure p- ⁇ does not rise to the pressure p 2 ,
  • a lower limit pressure p 1u is defined as the pressure p- 1, which is measured when the tank venting valve is open and the line between the tank venting valve and the non -return valve or check valves on the pressure sensor is intact.
  • An upper limit pressure p 10 is defined as the pressure which is measured in intact valves but fallen line between the tank vent valve and the check valve or the nonreturn valves on the pressure sensor.
  • the lower limit pressure p 1u can be calculated from the pressure p 2 in the intake manifold and the throttling factor of the opened tank ventilation valve .
  • the upper limit pressure p 10 can be calculated from the pressure p 2 in the intake manifold and the throttling factor when the line between the tank venting valve and the pressure sensor has fallen. At a pressure pi which is greater than the lower limit pressure p 1u and less than or equal to the upper limit pressure p 10 (large offset ), it is detected that the pressure line between the pressure sensor and the tank vent valve is defective.
  • a line fault between the tank vent valve and the pressure sensor is detected when the pressure p- ⁇ is greater than the lower limit pressure p 1u and less than or equal to the upper limit pressure p 10 . If a diagnosis of the tank vent valve is not possible, then a line fault between the suction pipe and the pressure sensor is detected when the pressure pi is equal to the ambient pressure p u . If the pressure p- ⁇ is less than or equal to the pressure p 2 in the intake manifold and stops at the minimally stored intake manifold pressure p 2 , it is recognized that the tank-venting valve is stuck closed.
  • the pressure p- ⁇ is equal to the pressure p 2 , it is recognized that the tank vent valve is clamped closed and the check valve is defective. With overpressure in the intake manifold, ie when the pressure p 2 in the intake manifold is greater than the ambient pressure p u , three different errors can be detected. If the pressure p- 1 decreases with increasing pressure p 2 , depending on the change in the pressure pi with respect to the ambient pressure p u, it can be detected whether the tank-venting valve jams open or clamps closed. If the pressure p-1 is equal to the ambient pressure p u when the tank venting valve is closed, it is recognized that the full-load vent line is defective (this only occurs with supercharged engines with full-load tank venting). If the pressure p- ⁇ is greater than the ambient pressure p u and the pressure p- ⁇ correlated to the pressure p 2 , it is recognized that the check valve is defective.
  • the inventive method further allows a test of the line between the tank venting valve and the point of introduction into the intake manifold while the internal combustion engine is running.
  • the pressure p- ⁇ is less than or equal to the pressure p 2 in the intake manifold and the pressure p 2 is smaller than the ambient pressure, can be detected on three different errors.
  • a line drop is detected when the pressure p- ⁇ is equal to the ambient pressure p u .
  • a sensor drift of the pressure sensor downwards is detected when the measured pressure p- ⁇ is continuously smaller by an offset than the pressure p 2 .
  • the check valve is recognized as an open clamping, when the pressure p- 1 is equal to the pressure p 2 with increasing pressure p 2 .
  • the tank venting valve is opened, it is recognized that the line between tank venting valve and pressure sensor p- ⁇ has dropped when the pressure p- ⁇ is greater than the lower limit pressure p 1u and less than or equal to the upper limit pressure p 10 . If the pressure p-1 is less than or equal to the lower limit pressure p 1u and greater than the intake pipe pressure p 2 , it is recognized that the tank venting valve is open and that the line between intake manifold and tank venting valve is intact. If the pressure p- ⁇ is equal to the ambient pressure p u , it is recognized that the line between the tank vent valve and the pressure sensor has dropped.
  • the pressure p 2 in the intake manifold is greater than the ambient pressure p u and the pressure p- ⁇ corresponds to the ambient pressure p u , it is recognized that the line between the Volllasteinleitstelle and the pressure sensor is defective. If the pressure p 2 in the intake manifold is greater than the ambient pressure p u and the pressure pi corresponds to a pressure p v at the Venturi nozzle, it is recognized that the tank ventilation valve is clamming closed.
  • the pressure p v at the Venturi nozzle can be determined using the Benoulli equation.
  • the pressure p 2 in the intake manifold is greater than the ambient pressure p u , and the pressure p- ⁇ is greater than the lower limit pressure Piu and less than or equal to the upper limit pressure p 10 , it is recognized that the line between the tank vent valve and the pressure sensor is defective.
  • Pressure pi the lower limit pressure p u and with closed clamping tank vent valve corresponds to the pressure p- ⁇ the pressure p v at the venturi.
  • the inventive method allows a check of the check valves during operation of the internal combustion engine. Before switching off the
  • the tank vent valve is closed to between the tank vent valve and the check valve, the pressure p 2 in the intake manifold as pressure p- ⁇ between the tank vent valve and the check valve or the check valves. If, after closing the tank vent valve, an increase in the pressure pi is measured and the
  • Tank bleed valve and the line were judged to be faultless, three fault diagnostics are possible. It is recognized that the check valve of the discharge point in the intake manifold is defective when the pressure p- ⁇ is always equal to the pressure p 2 , provided that the pressure p 2 is less than the ambient pressure p u . If the pressure pi is always greater than the pressure p 2 and less than the ambient pressure p u , it is detected that the check valve of the line between the tank-venting valve and the Volllasteinleitstelle is defective. In addition, by means of the pressure pi stored during the stopping process, it can be checked once again whether the tank-venting valve works by switching off the internal combustion engine at an intake manifold pressure p 2 which is equal to the ambient pressure p u
  • Tank vent valve is opened.
  • the stored pressure p- ⁇ which is smaller than the ambient pressure p u , jumps in the function of the tank ventilation valve to the ambient pressure p u . If no pressure change is visible, it is detected that the tank vent valve is stuck closed.
  • the invention further relates to a computer program that performs all the steps of the method according to the invention when it runs on a computing device. This allows the simple implementation of the method according to the invention in the already existing diagnostic electronics of a motor vehicle.
  • the invention relates to a computer program product with program code stored on a machine-readable carrier for execution the method according to the invention, when the program is executed on a computer or a control unit.
  • FIG. 1 shows a tank ventilation system according to the invention with a tank ventilation inlet point for engine suction operation
  • Fig. 2 shows an embodiment of a tank ventilation system according to the invention with a Tankentlforungeinleitstelle for engine suction operation, tank vent valve and check valve are integrally formed;
  • FIG. 3 shows an embodiment of a tank ventilation system according to the invention with two Tankentlwestungseinleitstellen for engine suction operation and full load tank ventilation;
  • Fig. 4 shows another embodiment of a tank ventilation system according to the invention with two tank venting points for engine suction operation and full load tank ventilation;
  • Fig. 5 shows still another embodiment of an inventive
  • Tank ventilation system with two tank venting points for engine suction and full load tank ventilation.
  • Fig. 1 shows a tank ventilation system according to a first embodiment of the invention.
  • a fuel tank 1 is connected to an activated carbon filter 2. From the activated carbon filter 2 leads a line to a tank vent valve 3. From this tank vent valve 3 performs a line to the intake manifold 42 of an internal combustion engine 41st In this line, a check valve 51 is arranged, which allows only a transport of fluids in the direction of the suction pipe 42. Between the tank vent valve 3 and the check valve 51, a pressure sensor 6 is arranged. Ambient air is transported into a turbocharger 44 through an air filter 43. From there it is forwarded by a charge air cooler 45 in the suction pipe 42. In the intake manifold, there are a throttle valve 421 and an intake manifold pressure sensor 422. The intake manifold is connected to the internal combustion engine 41.
  • Fig. 2 shows a second embodiment of the invention.
  • the tank vent valve 3 the check valve 51 and the pressure sensor 6 are integrally formed.
  • the combined component has between the tank vent valve 3 and the check valve 51 via a cavity in which the pressure sensor 6 is arranged and can be stored in the negative pressure.
  • this cavity has a volume of at least 1 cm 3 .
  • Fig. 3 shows a third embodiment of the invention.
  • the tank venting valve 3 and the first check valve 51 branches from the tank venting line from a full load line, which in a
  • Venturi gland 46 ends up as a fullload discharge point.
  • a second check valve 52 In the full load line is a second check valve 52. This second check valve 52 prevents fluid transport in the full load line in the direction of the tank vent valve 3.
  • From the suction pipe 42 branches off from another line, which also ends in the venturi 46.
  • the venturi 46 is connected between air filter 43 and turbocharger 44 with the air inlet.
  • Fig. 4 shows a fourth embodiment of the invention.
  • This embodiment differs from the third embodiment in that the venturi is disposed in the conduit between the air cleaner 43 and the turbocharger 44. From the suction pipe 42 no line branches off, which ends in the venturi 46. A crankcase ventilation line 47 opens into the full load line. The crankcase ventilation line 47 is connected to the internal combustion engine 41. This connection is not shown.
  • Fig. 5 shows a fifth embodiment of the invention. This embodiment differs from the fourth embodiment in that no
  • Crankcase vent line 47 opens into the full load line.
  • various test paths are possible to diagnose the tank venting systems. When the internal combustion engine is switched off, this is electrically controllable
  • Tank vent valve 3 usually not energized and is in the closed state. If a pressure p-1 between the tank-venting valve 3 and the check valve or valves 51, 52 substantially corresponds to the ambient pressure p u or the pressure in the tank 1, a diagnosis can be started with the start of the internal combustion engine 41. Otherwise, inventions before starting the internal combustion engine are necessary according to the invention. In this case, the tank venting valve 3 is briefly opened and closed again before the engine starts, so that the pressure p- ⁇ equal to the ambient pressure p u or the pressure in the tank 1. If the pressure p- ⁇ does not change after activation of the tank-venting valve, it is recognized that the tank-venting valve is stuck closed.
  • the memoribestromtem tank venting valve 3 indicates a pressure p- ⁇ , which is less than or equal to the pressure p 2 in the intake manifold 42 and after a previously fest Stamm- th time to the minimum pressure p 2 in the suction pipe 42 decreases, it is recognized that the pressure sensor 6 is not defective.
  • the tank vent valve 3 is opened and closed again when the pressure p 2 is less than the ambient pressure p u . If the tank venting system to be diagnosed has a second discharge point of a full load vent according to FIG. 3, the tank venting valve 3 can however also be opened and closed when the pressure p 2 is greater than the ambient pressure p u . If in this case no pressure jumps of the pressure pi can be detected, it is recognized that the tank venting valve 3 is stuck in the closed state.
  • the course of the pressure pi is compared with the course of the pressure p 2 . If p- ⁇ is always less than or equal to p 2 and drops to the minimum value of p 2 after a predetermined time, then the tank vent line to the first discharge point 423 is present in the intake manifold 42 and intact and the check valves 51, 52 in order and the
  • Tank vent valve 3 is closed. In this case, no further diagnosis is necessary during engine startup. However, if the course of the pressure pi is equal to the course of the pressure p 2 , and the pressure p- ⁇ corresponds to the ambient pressure p u , then it is determined that the tank vent line between the pressure sensor 6 and the discharge point 423 is interrupted. If the course of the pressure pi does not correspond to the course of the pressure p 2 and the pressure pi is less than the ambient pressure p u and greater than the pressure p 2 , the course of the pressure pi during the further operation of the internal combustion engine 41 is examined.
  • a lower limit pressure Pi u is defined as the pressure p- ⁇ , which is measured with the tank vent valve open and intact line between the tank vent valve and the check valve or the check valves on the pressure sensor.
  • Pi o is defined as the pressure measured with intact valves but dropped line between the tank vent valve and the check valve or check valves on the pressure sensor.
  • the pressure pi corresponds to the course of the upper limit pressure pi 0 or is between the upper limit pressure p 10 and the lower limit pressure p 1u, the line between the pressure sensor 6 and the tank vent valve 3 is defective. Is the pressure p- ⁇ small ner as pi u clamps the tank vent valve 3 in the open state. If the pressure pi is greater than the lower limit pressure p 1u and less than the ambient pressure p u, and pressure surges on pi are visible by energizing the tank ventilation valve 3, then the check valve 52 is defective. If a further introduction point of the tank ventilation system according to FIGS.
  • a corresponding diagnosis can likewise be carried out at an intake manifold pressure p 2 which is greater than the ambient pressure p u . If the intake manifold pressure p 2 is greater than the ambient pressure p u and the pressure p- ⁇ is greater than the lower limit pressure p 1u and less than or equal to the upper limit pressure p 0 , the line between the pressure sensor 6 and the tank vent valve 3 is defective Saugrohr horr p 2 is greater than the ambient pressure p u and the pressure p- ⁇ is less than or equal to the lower limit pressure p 1u and greater than the pressure p v at the venturi 46, clamps the tank vent valve 3 open. If the pressure p-1 is greater than the ambient pressure p u, then the check valve 51 is defective. In cases where the intake manifold pressure p 2 is greater than the ambient pressure p u and the pressure p- ⁇ is greater than the lower limit pressure p 1u and less than the pressure p v at the venturi 46, clamps the tank vent valve 3 open.
  • Saugrohrbuch p 2 is not equal to the ambient pressure p u , is on a line drop between the pressure sensor and Saugrohreinleitstelle or
  • Testing of the tank venting valve 3 can take place both in the engine suction mode (p 2 ⁇ p u ) and with overpressure in the intake pipe 42 (p 2 > p u ).
  • the function of the tank venting valve 3 can be done by evaluating the waveform of the pressure pi as a function of p 2 or by opening and re-closing the tank venting valve. If pressure jumps of the pressure pi are recognizable during opening and closing of the tank ventilation valve, it is determined that the tank ventilation valve 3 is not defective and that the line between the tank ventilation valve 3 and the inlet 423 of the suction tube 42 is likewise not defective. If, on the other hand, no pressure jumps are visible, the pressure pi is evaluated on the basis of the pressures pi u and pi 0, depending on the pressure
  • Intake manifold pressure p 2 (waveform of the pressure pi to the pressure p 2 ). This can either it can be established that the line between the tank-venting valve 3 and the inlet 423 of the suction pipe 42 is in order and the tank-venting valve 3 is stuck in the open state or a diagnosis of the tank-venting valve 3 is not possible since the line between the tank-venting valve 3 and the pressure sensor 6 has fallen off. If no pressure jumps are visible and the waveform of the pressure pi is below the waveform of the pressure p 2 or equal to this, it is determined that the tank vent valve 3 is stuck in the closed state and the line between the tank vent valve 3 and the discharge 423 in the intake manifold 42 in Order is.
  • the non-return valve 51 in the embodiments according to FIGS. 1 and 2 or the two non-return valves 51, 52 in the embodiment according to FIG. 5 are not defective.
  • pressure in the intake manifold 42 is checked whether 3 pressure jumps of the pressure pi are detectable by opening and closing of the tank vent valve, or whether the pressure p- ⁇ in de-energized tank vent valve
  • the tank vent valve 3 (closed) is equal to the pressure p v at the venturi 46, and the pressure pi when the tank vent valve 3 is energized (open) is equal to the lower limit pressure Piu. If this is the case, the tank vent valve 3 is not defective. In the embodiments according to FIGS. 3 to 5, the line between the tank-venting valve 3 and the Venturi nozzle 46 is also not defective. Are not, however
  • Venturi nozzle 46 clamps the tank vent valve open. If the pressure p- ⁇ equal to the pressure p v at the venturi 46 so clamps the tank vent valve closed. If no pressure jumps of the pressure pi are recognizable and the pressure pi also corresponds to the ambient pressure p u when the tank venting valve 3 is opened, it is recognized that the line between the tank venting valve 3 and the Venturi nozzle 46 is defective.
  • the test of the line between tank vent valve 3 and discharge 432 in the intake pipe 42 according to the invention is carried out both with the tank vent valve 3 and when the tank vent valve 3. If the tank vent valve 3 closed the pressure curve of the pressure pi is below the pressure curve of the pressure p 2 or this corresponds to the pressure p 2 is less than the ambient pressure, then the line between tank vent valve 3 and inlet 423 into the suction pipe 42 is not defective. If the pressure pi is at a pressure which corresponds to the minimum pressure p 2 attained, then the check valves 51, 52 are likewise not defective.
  • Opened tank ventilation valve 3 is an evaluation of the pressures P 2 and P i is done. If the pressure p- ⁇ is greater than the pressure p 2 and the difference between pi and p 2 with increasing intake manifold pressure p 2 decreases, it is determined that the pipeline- between the tank vent valve 3 and the discharge point 423 into the intake manifold
  • Pressure curve is measurable than with open tank vent valve 3 and intact line.
  • the negative pressure p- ⁇ are then reduced when the pressure p 2 substantially corresponds to the ambient pressure p u .
  • the tank venting valve 3 must be opened briefly. The pressure p-1 then essentially corresponds to the ambient pressure p u .
  • a pressure p- ⁇ which is smaller than the ambient pressure p u .
  • the check valve 52 is likewise not defective, provided that the pressure p- 1 remains constant when the pressure p 2 drops to the ambient pressure p u .
  • the pressure p-1 is equal to the ambient pressure p u in the transition from the suction mode to the boost pressure mode. If the pressure p 2 rises above the ambient pressure p u , the pressure p- 1 drops again.
  • the pressure pi is dependent on the intake pipe pressure p 2 and that generated by the intake pipe pressure p 2
  • Subpressure p v of the venturi 46 is thus dependent on characteristics calculated by the intake manifold pressure p 2 as the lower limit pressure p 1u .
  • the pressure p- 1 is defined as the lower limit pressure p 1u , which is measured at the pressure sensor 6 when the tank-venting valve is open and the line between the tank-venting valve 3 and the check valve 51 or the check valves 51, 52 is intact. If the pressure p- ⁇ is less than or equal to the lower limit pressure p 1u and greater than the pressure p v at the Venturi nozzle 46, it is determined that the line between the tank venting valve 3 and Venturi nozzle 46 is not defective.
  • the tank vent valve 3 is once opened briefly.
  • the pressure p- 1 then increases either from the value stored as intake manifold pressure p 2 (less than the ambient pressure p u ) or from the pressure p v at the venturi 46 to the lower limit pressure p 1u until the tank-venting valve 3 is closed again. If the pressure p-1 subsequently does not drop back to the value of the pressure p v at the venturi 46, it is determined that the line between the tank-venting valve 3 and the venturi-type nozzle 46 is defective.
  • the function of the check valves 51, 52 can also be checked.
  • the tank venting valve 3 is closed and in the line between the tank venting valve 3 and the check valve 51 and the check valves 51, 52, the lowest intake manifold pressure p 2 remains enclosed as pressure p- 1 .
  • the lowest pressure p v that can be generated by the venturi 46 remains stored.
  • a check whether the pressure p- ⁇ can be maintained for a predetermined period of time, when the pressure p 2 again rises above the pressure pi, can take place directly after the start of the internal combustion engine 41.
  • the tank vent valve 3 Shortly before switching off the internal combustion engine 41, for example, when switching to electric driving in the hybrid vehicle, the tank vent valve 3 is quickly closed so that at a pressure p 2 , which is smaller than the ambient pressure p u , the pressure p 2 as pressure p- ⁇ gespei - can be chert.
  • the tank vent valve 3 is kept closed for the stop phase of the internal combustion engine 41, for example in the control unit tracking and it is measured how fast the pressure p- ⁇ increases to the ambient pressure p u . If the pressure p- ⁇ held for a predetermined time, it can be determined that the check valves 51, 52 are not defective.
  • the tank venting valve 3 is briefly opened again in the stop phase or in the control unit overrun, it can be determined from the pressure change of the pressure pi to ambient pressure p u be concluded that the tank vent valve 3 works. Subsequently, the start diagnosis of the internal combustion engine 41 can be started again, as described above. If the negative pressure p- ⁇ , however, is not maintained and the test of the tank ventilation valve 3 and the test of the lines has already been completed, it has been determined that the tank vent valve 3 and the lines are not defective, then the course of the pressure pi against the Check pressure p 2 with the tank vent valve closed. Corresponds to the pressure p- ⁇ in the operating range p 2 ⁇ p u always the pressure p 2 , the check valve 51 is defective.
  • All method steps according to the invention can be carried out by a computer program running on a computer or control unit which is connected to the tank ventilation system.
  • a computer program product with program code which is stored on a machine-readable carrier, is used to carry out the method according to the invention when the program is executed on a computer or control unit.

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Abstract

Ein Tankentlüftungssystem umfasst eine Verbrennungskraftmaschine (41) mit einem Saugroh (42), einen Kraftstofftank (1), einen Aktivkohlefilter (2) ein Tankentlüftungsventil (3) und mindestens ein Rückschlagventil (51). Zwischen dem Tankentlüftungsventil (3) und dem Rückschlagventil (51) ist ein Drucksensor (6) angeordnet. Zur Diagnose dieses Tankentlüftungssystems wird zwischen dem Tankentlüftungsventil (3) und dem Rückschlagventil (51) ein Unterdruck eingespeichert, welcher geringer ist als der Umgebungsdruck außerhalb des Motorsystems. Der eingespeicherte Druck wird durch Ansteuern des Tankentlüftungsventils (3) geändert. Die Änderung des Drucks zwischen dem Tankentlüftungsventil (3) und Rückschlagventil (51) wird mit dem Drucksensor (6) gemessen und der Ansteuerung des Tankentlüftungsventils (3) zugeordnet. Aus der Korrelation des Öffnungszustandes des Tankentlüftungsventils (6) mit der Änderung des Druckes zwischen dem Tankentlüftungsventil (3) und dem Rückschlagventil (51) wird auf die Funktion der Tankentlüftungsleitung, des Rückschlagventils (51) und des Tankentlüftungsventils (3) geschlossen.

Description

Beschreibung
Titel
Tankentlüftungssvstem und Verfahren zu dessen Diagnose
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Tankentlüftungssystem. Weiterhin betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Diagnose des erfindungsgemäßen Tankentlüftungssystems. Außerdem betrifft die Erfindung ein Computerprogramm, das alle Schritte des erfindungsgemäßen Verfahrens ausführt, wenn es auf einem Rechengerät abläuft. Schließlich betrifft die Erfindung ein Computerprogrammprodukt mit Programmcode, das auf einem maschinenlesbaren Träger gespeichert ist, zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens, wenn das Programm auf einem Computer oder einem Steuergerät ausgeführt wird.
Stand der Technik
Heutige Verbrennungskraftmaschinen weisen Tankentlüftungssysteme auf, bei denen im Tank verdunsteter Kraftstoff in einem Aktivkohlefilter gespeichert wird, das über ein absperrbares Tankentlüftungsventil mit dem Saugrohr des Verbrennungsmotors verbunden ist. Bei geöffnetem Tankentlüftungsventil wird über eine Verbindung des Aktivkohlefilters zur Umgebung Luft angesaugt, die den zwischengespeicherten Kraftstoff mitreißt und der Verbrennung zuführt. Über das Tankentlüftungsventil wird die angesaugte Gasmenge so gesteuert, dass einerseits das Aktivkohlefilter ausreichend mit Luft gespült wird und dass andererseits keine untolerierbar großen Störungen des Kraftstoff-Luft-Verhältnisses des dem Verbrennungsmotor zugeführten Gemisches auftreten.
Zum Zweck der Einhaltung gesetzlicher Vorschriften muss nun ein in einem Tankentlüftungssystem verbautes defektes Tankentlüftungsventil durch geeignete Diagnosen als defekt erkannt werden. Bekannt ist es bereits, ein Tankentlüftungsventil während des Betriebs des Motors zu öffnen und eine Reaktion aus einem Kraftstoff/Luft-Verhältnis-Regelkreis zur Diagnose auszuwerten. Der mit Luft vermischte Kraftstoffdampf aus der Tankentlüftung (Regeneriergas) bewirkt eine Störung des Regelkreises, sodass das Auftreten der Störung eine funktionsfähige Tankentlüftung und damit insbesondere ein funktionsfähiges Tankentlüftungsventil anzeigt. Dies ist beispielsweise in der DE 100 43 071 A1 beschrieben.
Dabei kann es vorgesehen sein, das Tankentlüftungsventil wiederholt zu öffnen und eine statistische Auswertung der Gemischveränderung, die sich durch das Aufsteuern des Ventils einstellt und mittels einer Lambdasonde erfasst wird, zur Diagnose heranzuziehen. Diese Prüfung kann im Leerlauf aber auch im Teillastbetrieb der Brennkraftmaschine durchgeführt werden. Hierbei wird das Tankentlüftungsventil langsam rampenförmig aufgesteuert, ohne dass das Gesamtsystem diese Aufsteuerung berücksichtigt. D. h. mit anderen Worten, es erfolgt bei der Aufsteuerung des Tankentlüftungsventils keine Berücksichtigung des Luft- und Kraftstoffanteils, der dem Motor über das Tankentlüftungsventil zugeführt wird. Über die Reaktion des Gesamtsystems auf diese auftretende Störgröße, die eine Gemischabweichung repräsentiert, kann auf ein intaktes bzw. defektes Tankentlüftungsventil geschlossen werden. Wenn nun jedoch der Fall auftritt, dass der über das Tankentlüftungsventil geleitete Massenstrom keine Kohlenwasserstoffmoleküle enthält, d. h. bei„Spülung" eines nicht beladenen Aktivkohlefilters, so resultiert hieraus keine Reaktion der Lambdaregelung nach dem Öffnen des Tankentlüftungsventils und somit kann nicht festgestellt werden, ob ein defektes Tankentlüftungsventil vorliegt. Es kann mit anderen Worten der Fall auftreten, dass zwar das Tankentlüftungsventil ordnungsgemäß aufsteuert, jedoch keine Gemischabweichung festgestellt wird, sodass - wie erwähnt - eine Aussage über die Funktionsfähigkeit des Tankentlüftungsventils nicht getroffen werden kann.
Die Füllungserfassung erfolgt beispielsweise mit Hilfe eines Heißfilmluftmassen- messers. Bekannt sind auch Füllungserfassungen mittels eines Saugrohrdruck- sensors. Bei dieser Art der Füllungserfassung wird mittels eines Saugrohrdruck- sensors das zusätzlich durch das Tankentlüftungsventil in das System und so in das Saugrohr eingebrachte Gas direkt gemessen. Bei modernen Hybridfahrzeugen wird ein ständiges Starten und Stoppen der
Verbrennungskraftmaschine durchgeführt. Dies macht es erforderlich, das not- wendige Diagnoseverfahren des Tankentlüftungssystems möglichst schnell durchzuführen, um andere Diagnosen nicht zu behindern.
Offenbarung der Erfindung
Bei dem erfindungsgemäßen Tankentlüftungssystem, welches eine Verbrennungskraftmaschine mit einem Saugrohr, einen Kraftstofftank, einen Aktivkohlefilter, ein Tankentlüftungsventil und mindestens ein Rückschlagventil umfasst, ist zwischen dem Tankentlüftungsventil und dem Rückschlagventil ein Drucksensor angeordnet. Das erfindungsgemäße Tankentlüftungssystem kann beispielsweise für Saugmotoren verwendet werden. In diesem Fall weist es ein Rückschlagventil auf. Es kann auch für aufgeladene Motoren verwendet werden. Wenn diese über eine zusätzliche Volllasteinleitestelle der Tankentlüftung verfügen, weist das erfindungsgemäße Tankentlüftungssystem üblicherweise zwei Rückschlagventile auf, nämlich ein Rückschlagventil in jeder Leitung, welche vom Tankentlüftungsventil in die Luftzufuhr des aufgeladenen Motors führt.
Um das Tankentlüftungssystem in einfach zu montierender Weise auszugestalten, ist es erfindungsgemäß bevorzugt, dass das Tankentlüftungsventil sowie mindestens ein Rückschlagventil einstückig ausgebildet sind. In diesem Fall befindet sich zwischen Rückschlagventil und Tankentlüftungsventil ein Hohlraum, in welchem der erste Drucksensor angeordnet ist. Diese bevorzugte Ausführungsform der Erfindung ist für Systeme mit einem und mehreren Rückschlagventilen in der Tankentlüftungsleitung bzw. den Tankentlüftungsleitungen geeignet.
Die Funktion des Tankentlüftungssystems der Tankentlüftungsleitung und der Rückschlagventile kann im erfindungsgemäßen Tankentlüftungssystem in einfacher Weise diagnostiziert werden. Hierzu ist erfindungsgemäß ein Verfahren vorgesehen, bei dem zwischen dem Tankentlüftungsventil bzw. den Tankentlüftungsventilen und dem Rückschlagventil ein Unterdruck p-ι eingespeichert wird, welcher geringer ist als der Umgebungsdruck pu außerhalb des Tankentlüftungssystems. Der niedrigste Wert, den der Druck p-ι annehmen kann, entspricht dem niedrigsten Wert, welcher der Druck p2 im Saugrohr der Verbrennungskraftmaschine annehmen kann. Bei geschlossenem Tankentlüftungsventil führt der Unterdruck zu einem Schließen der Rückschlagventile und bleibt bei intakten Tankentlüftungsleitungen und intakten Ventilen konstant. Der eingespeicherte Druck kann durch Ansteuern des Tankentlüftungsventils gezielt geändert werden. Die Änderung des Drucks zwischen Tankentlüftungsventil und dem Rückschlagventil wird mit dem ersten Drucksensor gemessen und der Ansteuerung des Tankentlüftungsventils zugeordnet. Aus der Korrelation des Öffnungszustandes des Tankentlüftungsventils mit der Änderung des Drucks pi zwischen dem Tankentlüftungsventil und dem Rückschlagventil wird auf die Funktion der Tankentlüftungsleitungen und der Rückschlagventile und des Tankentlüftungsventils geschlossen. Unter einer Korrelation wird erfindungsgemäß eine kausale Beziehung zwischen dem Öffnungszustand des Ventils und der Druckänderung ver- standen.
Das erfindungsgemäße Diagnoseverfahren kann bei ausgeschalteter Verbrennungskraftmaschine, beim Start der Verbrennungskraftmaschine und bei laufender Verbrennungskraftmaschine eingesetzt werden. Bei ausgeschalteter Verbrennungskraftmaschine ist es erfindungsgemäß bevorzugt, dass das Tankentlüftungsventil geöffnet und anschließend wieder geschlossen wird, wenn der vom Drucksensor gemessene Druck p-ι zwischen dem Tankentlüftungsventil und dem Rückschlagventil nicht gleich dem Umgebungsdruck pu ist. Der Umgebungsdruck wird hierzu mit einem weiteren Sensor außerhalb des Tankentlüftungssystems gemessen. Wenn nach dem Schließen des Tankentlüftungsventils der Druck p-i größer ist als die Summe aus dem Umgebungsdruck pu und einer Fehlerschwelle, so wird auf eine Sensordrift nach oben erkannt. Wenn nach dem Schließen des Tankentlüftungsventils der Druck p-ι kleiner ist als die Summe aus dem Umgebungsdruck pu und einer Fehlerschwelle, so wird zunächst geprüft, ob die Verbrennungskraftmaschine vor der Diagnose für eine lange oder für eine kurze Zeit abgeschaltet gewesen ist. Als langer Abschaltungszeitraum wird dabei erfindungsgemäß ein Zeitraum angesehen, in dem ein Unterdruck p-ι, welcher vor der Abschaltung der Verbrennungskraftmaschine eingespeichert wurde, üblicherweise auf den Umgebungsdruck pu zurückkehrt. Dieser Wert hängt von der Dichtigkeit der Rückschlagventile und von der eingespeicherten Druckdifferenz zwischen p-i und pu bei Abstellen der Verbrennungskraftmaschine ab. Üblicherweise wird ein Zeitraum, der einen festgesetzten Zeitraum t überschreitet erfindungsgemäß als langer Abschaltzeitraum angesehen und ein Zeitraum von maximal dem festgelegten Zeitraum t als kurzer Abschaltzeitraum. Der festgelegte Zeitraum t ist die Zeit, in welcher bei intakten Rückschlagventilen und intaktem Tankentlüftungsventil der Druck p-ι kleiner als der Umgebungsdruck ist. Dieser Zeitraum t kann durch eine Messung ermittelt werden und kann anschließend beispielsweise in einem Computerprogramm hinterlegt werden. Wird bei einem langen Abschaltzeitraum nach dem Schließen des Tankentlüftungsventils erkannt, dass der gemessene Druck p-ι kleiner ist als ein über die Abstellzeit, auf Basis der Differenz des Drucks pi beim letzten Abstellen der Verbrennungskraftmaschine zum Umgebungsdruck pu, ermittelter Solldruck p1s, so wird beim Start der Verbrennungskraftmaschine der Verlauf von p-ι gemessen und auf eine Sensordrift nach unten erkannt, wenn p-ι zu jedem Zeitpunkt des Startvorgangs um eine Fehlerschwelle kleiner dem Druck p2 im Saugrohr der Verbrennungskraft- maschine ist und am Ende des Startvorgangs kleiner dem minimal erreichten
Druck p2 ist. Der Druck p2 wird hierzu mit einem weiteren Drucksensor im Saugrohr der Verbrennungskraftmaschine gemessen oder mittels des gemessenen Luftmassenstroms eines Heißfilmluftmassenmesser berechneten Saugrohr- druckmodells ermittelt. Bei einer kurzen Abschaltzeit wird, wenn nach dem Schließen des Tankentlüftungsventils der Druck p-ι kleiner ist als ein über die Abstellzeit, auf Basis der Differenz des Drucks pi beim letzten Abstellen der Verbrennungskraftmaschine zum Umgebungsdruck pu, ermittelter Solldruck p1s, ebenfalls der Verlauf von p-ι beim Start der Verbrennungskraftmaschine gemessen und eine Sensordrift nach unten erkannt, wenn p-ι zu jedem Zeitpunkt des Startvorgangs um eine Fehlerschwelle kleiner dem Druck p2 im Saugrohr ist und am Ende des Startvorgangs kleiner dem minimalen Druck p2 ist. Zusätzlich kann am Ende des Startvorgangs der Verbrennungskraftmaschine das Tankentlüftungsventil geöffnet und wieder geschlossen werden, wenn der Druck p2 kleiner als der Umgebungsdruck pu ist und auf eine Blockade des Tankentlüftungsventils geschlossen werden, wenn der Druck p-ι nicht auf den Druck p2 ansteigt. Diese erfindungsgemäßen Verfahrensschritte erlauben eine Diagnose des Tankentlüftungsventils sowie der Rückschlagventile und der Einleitstelle ins Saugrohr direkt im Start der Verbrennungskraftmaschine was es erlaubt, den Zeitraum des Betriebs der Verbrennungskraftmaschine für andere Diagnosen zu nutzen sowie nicht erfordert die Verbrennungskraftmaschine nur für Diagnosen des Tankentlüftungssystems absichtlich anzulassen.
Es ist erfindungsgemäß weiterhin bevorzugt, dass beim Starten der Verbrennungskraftmaschine geprüft wird, ob der gemessene Druck p-ι nicht gleich dem Druck p2 im Saugrohr der Verbrennungskraftmaschine ist. In diesem Fall wird erkannt, dass die Leitung zwischen dem Drucksensor und der Einleitstelle der Tankentlüftungsleitung ins Luftzufuhrsystem der Verbrennungskraftmaschine unterbrochen ist, wenn der Druck p-ι gleich dem Umgebungsdruck pu ist. Wenn der Druck p-i kleiner als der Umgebungsdruck pu ist und größer als der Druck p2 im Saugrohr und der Druck p-ι beim weiteren Betrieb der Verbrennungskraftmaschi- ne gleich dem Druck p2 zuzüglich eines Offsets ist, so hängt das Ergebnis der
Diagnose von der Höhe des Offsets ab. Hierzu wird ein unterer Grenzdruck p1u als der Druck p-ι definiert, der bei geöffnetem Tankentlüftungsventil und intakter Leitung zwischen dem Tankentlüftungsventil und dem Rückschlagventil bzw. den Rückschlagventilen am Drucksensor gemessen wird. Ein oberer Grenzdruck p10 wird als der Druck definiert, der bei intakten Ventilen aber abgefallener Leitung zwischen dem Tankentlüftungsventil und dem Rückschlagventil bzw. den Rückschlagventilen am Drucksensor gemessen wird. Diese Drücke unterscheiden sich, weil der über die Tankentlüftungsleitungen ins Saugrohr der Verbrennungskraftmaschine fließende Massenstrom bei Vorhandensein eines offenen Tankent- lüftungsventils und intakter Tankentlüftungsleitungen kleiner ist, als der Massenstrom der bei abgefallener Leitung nur über die Tankentlüftungsleitungen ins Saugrohr fließt. Daraus ergibt sich bei offenem Tankentlüftungsventil eine größere Drosselwirkung und damit ein niedrigerer Druck p-ι als bei abgefallener Leitung zwischen dem Tankentlüftungsventil und dem Drucksensor. Der untere Grenzdruck p1u kann aus dem Druck p2 im Saugrohr und dem Drosselfaktor des geöffneten Tankentlüftungsventil berechnet werden. Der obere Grenzdruck p10 kann aus dem Druck p2 im Saugrohr und dem Drosselfaktor bei abgefallener Leitung zwischen Tankentlüftungsventil und Drucksensor berechnet werden Bei einem Druck p-i , der größer als der untere Grenzdruckp1u und kleiner oder gleich dem oberen Grenzdruck p10 ist (großes Offset), wird erkannt, dass die Druckleitung zwischen dem Drucksensor und dem Tankentlüftungsventil defekt ist. Bei einem Druck p-ι , der kleiner oder gleich dem unteren Grenzdruckp1u,(kleines Offset) und größer als der Saugrohrdruck p2 ist, wird bei einem Motorsystem mit einer Einleitstelle (Einleitstelle ins Saugrohr) erkannt, dass das Tankentlüftungs- ventil geöffnet ist. Bei einem Motorsystem mit zwei Einleitstellen (Einleitstelle ins
Saugrohr und Volllasteinleitstelle eines aufgeladenen Motors) wird erkannt, dass das Rückschlagventil der Volllasteinleitstelle defekt ist, wenn bei Bestromung des Tankentlüftungsventils ein Drucksprung auftritt und dass die Druckleitung zwischen dem Drucksensor und dem Tankentlüftungsventil defekt ist, wenn bei der Bestromung des Tankentlüftungsventils kein Drucksprung auftritt. Diese Verfahrensschritte ermöglichen eine Diagnose des Tankentlüftungssystems bereits während des Starts der Verbrennungskraftmaschine und dem Betrieb der Verbrennungskraftmaschine ohne Spühlmengenverlust.
Wenn beim Betrieb der Verbrennungskraftmaschine beim Öffnen und anschließenden Schließen des Tankentlüftungsventils keine Drucksprünge des Drucks pi auftreten, weist dies auf einen Defekt im Tankentlüftungssystem hin. Im Motorsaugbetrieb, d.h. wenn der Druck p2 im Saugrohr der Verbrennungskraftmaschine kleiner ist als der Umgebungsdruck pu, können in diesem Fall fünf verschiedene Defekte erkannt werden. Wenn das Tankentlüftungsventil bereits als defekt erkannt wurde, wird weiterhin erkannt, dass das Tankentlüftungsventil offen klemmt wenn der Druck p-ι kleiner gleich dem unteren Grenzdruck Druck p1u und größer dem Saugrohrdruck p2 ist. Wenn eine Diagnose des Tankentlüftungsventils nicht möglich ist, dann wird ein Leitungsfehler zwischen dem Tankentlüftungsventil und dem Drucksensor erkannt, wenn der Druck p-ι größer als der untere Grenzdruck p1u und kleiner oder gleich dem oberen Grenzdruck p10 ist. Wenn eine Diagnose des Tankentlüftungsventils nicht möglich ist, dann wird ein Leitungsfehler zwischen dem Saugrohr und dem Drucksensor erkannt, wenn der Druck p-i gleich dem Umgebungsdruck pu ist. Wenn der Druck p-ι kleiner oder gleich dem Druck p2 im Saugrohr ist und auf dem minimal eingespeicherten Saugrohrdruck p2 stehen bleibt, wird erkannt, dass das Tankentlüftungsventil geschlossen klemmt. Wenn der Druck p-ι gleich dem Druck p2 ist, wird erkannt, dass das Tankentlüftungsventil geschlossen klemmt und das Rückschlagventil defekt ist. Bei Überdruck im Saugrohr, d.h. wenn der Druck p2 im Saugrohr größer ist als der Umgebungsdruck pu, können drei verschiedene Fehler erkannt werden. Wenn der Druck p-ι mit steigendem Druck p2 sinkt, kann in Abhängigkeit von der Änderung des Druckes pi gegenüber dem Umgebungsdruck pu erkannt werden, ob das Tankentlüftungsventil offen klemmt oder geschlossen klemmt. Wenn bei geschlossenem Tankentlüftungsventil der Druck p-ι gleich dem Umgebungsdruck pu ist, wird erkannt, dass die Volllastentlüftungsleitung defekt ist (dies tritt nur bei aufgeladenen Motoren mit Volllasttankentlüftung auf). Wenn der Druck p-ι größer ist als der Umgebungsdruck pu und der Druck p-ι zum Druck p2 korreliert, wird erkannt, dass das Rückschlagventil defekt ist.
Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht weiterhin eine Prüfung der Leitung zwischen dem Tankentlüftungsventil und der Einleitstelle ins Saugrohr bei laufender Verbrennungskraftmaschine. Wenn das Tankentlüftungsventil bei Betrieb der Verbrennungskraftmaschine geschlossen ist, der Druck p-ι kleiner oder gleich dem Druck p2 im Saugrohr ist und der Druck p2 kleiner als der Umgebungsdruck ist, kann auf drei unterschiedliche Fehler erkannt werden. Ein Leitungsabfall wird erkannt, wenn der Druck p-ι gleich dem Umgebungsdruck pu ist. Eine Sensordrift des Drucksensors nach unten wird erkannt, wenn der gemessene Druck p-ι kontinuierlich um ein Offset kleiner ist als der Druck p2. Das Rückschlagventil wird als offen klemmend erkannt, wenn bei steigendem Druck p2 der Druck p-ι gleich dem Druck p2 ist. Wenn das Tankentlüftungsventil geöffnet ist, wird erkannt, dass die Leitung zwischen Tankentlüftungsventil und Drucksensor p-ι abgefallen ist, wenn der Druck p-ι größer als der untere Grenzdruck p1u und kleiner oder gleich dem oberen Grenzdruck p10 ist. Wenn der Druck p-ι kleiner oder gleich dem unteren Grenzdruck p1u und größer als der Saugrohrdruck p2 ist wird erkannt, dass das Tankentlüftungsventil offen ist und, dass die Leitung zwischen Saugrohr und Tankentlüftungsventil intakt ist. Wenn der Druck p-ι gleich dem Umgebungsdruck pu ist, wird erkannt, dass die Leitung zwischen dem Tankentlüftungsventil und dem Drucksensor abgefallen ist.
Weiterhin ist mit dem erfindungsgemäßen Verfahren eine Prüfung der Leitung zwischen Tankentlüftungsventil und Volllasteinleitstelle bei Betrieb einer Ver- brennungskraftmaschine mit zwei Tankentlüftungseinleitstellen möglich. Hierzu wird bei Betrieb der Verbrennungskraftmaschine mit geschlossenem Tankentlüftungsventil, beim Ansteigen des Saugrohrdrucks p2 von einem Wert kleiner als dem Umgebungsdruck pu auf einen Wert größer als der Umgebungsdruck pu, und wenn der Druck p-ι kleiner als der Umgebungsdruck pu ist, der Druck p-ι mit- tels Öffnen und Schließens des Tankentlüftungsventils auf den Umgebungsdruck pu erhöht. Wenn der Druck p2 im Saugrohr größer als der Umgebungsdruck pu ist und der Druck p-ι dem Umgebungsdruck pu entspricht, wird erkannt, dass die Leitung zwischen der Volllasteinleitstelle und dem Drucksensor defekt ist. Wenn der Druck p2 im Saugrohr größer als der Umgebungsdruck pu ist, und der Druck p-i einem Druck pv an der Venturidüse entspricht, wird erkannt, dass das Tankentlüftungsventil geschlossen klemmet. Der Druck pv an der Venturidüse lässt sich mit Hilfe der Benoulli-Gleichung ermitteln. Wenn der Druck p2 im Saugrohr größer als der Umgebungsdruck pu ist, und der Druck p-ι größer als der untere Grenzdruck Piu und kleiner oder gleich dem oberen Grenzdruck p10 ist, wird erkannt, dass die Leitung zwischen dem Tankentlüftungsventil und dem Drucksensor defekt ist.
Wenn der Druck p2 im Saugrohr größer als der Umgebungsdruck pu ist, und der Druck ρ-ι größer ist, als der Umgebungsdruck pu, wird erkannt, dass ein Rückschlagventil defekt ist. Wird das Tankentlüftungsventil bei einem Druck p2 im Saugrohr größer als der Umgebungsdruck pu geöffnet oder geschlossen, und ist dabei kein Drucksprung an p-ι messbar, wird erkannt, dass das Tankentlüftungs- ventil defekt ist. Bei offen klemmendem Tankentlüftungsventil entspricht der
Druck p-i dem unteren Grenzdruck pu und bei geschlossen klemmendem Tankentlüftungsventil entspricht der Druck p-ι dem Druck pv an der Venturidüse.
Außerdem ermöglicht das erfindungsgemäße Verfahren eine Prüfung der Rück- schlagventile bei Betrieb der Verbrennungskraftmaschine. Vor Abschalten der
Verbrennungskraftmaschine wird das Tankentlüftungsventil geschlossen, um zwischen dem Tankentlüftungsventil und dem Rückschlagventil den Druck p2 im Saugrohr als Druck p-ι zwischen dem Tankentlüftungsventil und dem Rückschlagventil bzw. den Rückschlagventilen einzuspeichern. Wenn nach Schließen des Tankentlüftungsventils ein Ansteigen des Drucks pi gemessen wird und das
Tankentlüftungsventil und die Leitung als fehlerfrei beurteilt wurden, sind drei Fehlerdiagnosen möglich. Es wird erkannt, dass das Rückschlagventil der Einleitstelle im Saugrohr defekt ist, wenn der Druck p-ι immer gleich dem Druck p2 ist, sofern der Druck p2 kleiner als der Umgebungsdruck pu ist. Wenn der Druck pi immer größer als der Druck p2 und kleiner als der Umgebungsdruck pu ist, wird erkannt, dass das Rückschlagventil der Leitung zwischen dem Tankentlüftungsventil und der Volllasteinleitstelle defekt ist. Zusätzlich kann mittels des beim Abstellvorgang eingespeicherten Drucks pi nochmals geprüft werden ob das Tankentlüftungsventil funktioniert, indem bei abgeschalteter Verbrennungskraftma- schine bei einem Saugrohrdruck p2 der gleich dem Umgebungsdruck pu ist das
Tankentlüftungsventil geöffnet wird. Der eingespeicherte Druck p-ι , der kleiner als der Umgebungsdruck pu ist, springt bei Funktion des Tankentlüftungsventils auf den Umgebungsdruck pu. Wenn keine Druckänderung sichtbar ist, wird erkannt, dass das Tankentlüftungsventil geschlossen klemmt.
Die Erfindung betrifft weiterhin ein Computerprogramm, das alle Schritte des erfindungsgemäßen Verfahrens ausführt, wenn es auf einem Rechengerät abläuft. Dies ermöglicht die einfache Implementierung des erfindungsgemäßen Verfahrens in die ohnehin vorhandene Diagnoseelektronik eines Kraftfahrzeugs.
Schließlich betrifft die Erfindung ein Computerprogrammprodukt 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.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.
Fig. 1 zeigt ein erfindungsgemäßes Tankentlüftungssystem mit einer Tankent- lüftungseinleitstelle für den Motorsaugbetrieb;
Fig. 2 zeigt eine Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Tankentlüftungssystems mit einer Tankentlüftungseinleitstelle für den Motorsaugbetrieb, wobei Tankentlüftungsventil und Rückschlagventil einstückig ausgebildet sind;
Fig. 3 zeigt eine Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Tankentlüftungssystems mit zwei Tankentlüftungseinleitstellen für Motorsaugbetrieb und Volllasttankentlüftung;
Fig. 4 zeigt eine andere Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Tankentlüftungssystems mit zwei Tankentlüftungseinleitstellen für Motorsaugbetrieb und Volllasttankentlüftung;
Fig. 5 zeigt noch eine andere Ausführungsform eines erfindungsgemäßen
Tankentlüftungssystems mit zwei Tankentlüftungseinleitstellen für Motorsaugbetrieb und Volllasttankentlüftung.
Ausführungsformen der Erfindung
Fig. 1 zeigt ein Tankentlüftungssystem gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung. Ein Kraftstofftank 1 ist mit einem Aktivkohlefilter 2 verbunden. Vom Aktivkohlefilter 2 führt eine Leitung zu einem Tankentlüftungsventil 3. Von diesem Tankentlüftungsventil 3 führt eine Leitung zum Saugrohr 42 einer Verbrennungskraftmaschine 41 . In dieser Leitung ist ein Rückschlagventil 51 angeordnet, welches nur ein Transport von Fluiden in Richtung des Saugrohres 42 zulässt. Zwischen dem Tankentlüftungsventil 3 und dem Rückschlagventil 51 ist ein Drucksensor 6 angeordnet. Durch einen Luftfilter 43 wird Umgebungsluft in einen Turbolader 44 transportiert. Von dort wird sie durch einen Ladeluftkühler 45 in das Saugrohr 42 weitergeleitet. Im Saugrohr befinden sich eine Drosselklappe 421 und ein Saugrohrdrucksensor 422. Das Saugrohr ist mit der Verbrennungskraftmaschine verbunden 41 .
Fig. 2 zeigt eine zweite Ausführungsform der Erfindung. Im Unterschied zur ersten Ausführungsform sind in dieser Ausführungsform das Tankentlüftungsventil 3, das Rückschlagventil 51 und der Drucksensor 6 einstückig ausgebildet. Das kombinierte Bauteil verfügt zwischen dem Tankentlüftungsventil 3 und dem Rückschlagventil 51 über einen Hohlraum in dem der Drucksensor 6 angeordnet ist und in dem Unterdruck eingespeichert werden kann. Dieser Hohlraum hat insbesondere ein Volumen von mindestens 1 cm3.
Fig. 3 zeigt eine dritte Ausführungsform der Erfindung. In dieser Ausführungsform zweigt zwischen dem Tankentlüftungsventil 3 und dem ersten Rückschlagventil 51 (welches dem Rückschlagventil 51 in der ersten Ausführungsform entspricht) von der Tankentlüftungsleitung eine Volllastleitung ab, welche in einer
Venturidrüse 46 als Volllasteinleitstelle endet. In der Volllastleitung befindet sich ein zweites Rückschlagventil 52. Dieses zweite Rückschlagventil 52 unterbindet einen Fluidtransport in der Volllastleitung in Richtung des Tankentlüftungsventils 3. Aus dem Saugrohr 42 zweigt eine weitere Leitung ab, die ebenfalls in der Venturidüse 46 endet. Die Venturidüse 46 ist zwischen Luftfilter 43 und Turbolader 44 mit der Lufteinleitung verbunden.
Fig. 4 zeigt eine vierte Ausführungsform der Erfindung. Diese Ausführungsform unterscheidet sich von der dritten Ausführungsform darin, dass die Venturidüse in der Leitung zwischen dem Luftfilter 43 und dem Turbolader 44 angeordnet ist. Aus dem Saugrohr 42 zweigt keine Leitung ab, die in der Venturidüse 46 endet. Eine Kurbelgehäuseentlüftungsleitung 47 mündet in die Volllastleitung. Die Kurbelgehäuseentlüftungsleitung 47 ist mit der Verbrennungskraftmaschine 41 verbunden. Diese Verbindung ist nicht gezeigt.
Fig. 5 zeigt eine fünfte Ausführungsform der Erfindung. Diese Ausführungsform unterscheidet sich von der vierten Ausführungsform darin, dass keine
Kurbelgehäuseentlüftungsleitung 47 in die Volllastleitung mündet. In den Tankentlüftungssystemen gemäß der ersten bis fünften Ausführungsform der Erfindung sind verschiedene Prüfpfade möglich, um die Tankentlüftungssysteme zu diagnostizieren. Bei ausgeschalteter Verbrennungskraftmaschine ist das elektrisch ansteuerbare
Tankentlüftungsventil 3 üblicherweise nicht bestromt und befindet sich in geschlossenem Zustand. Wenn ein Druck p-ι zwischen dem Tankentlüftungsventil 3 und dem bzw. den Rückschlagventilen 51 , 52 im Wesentlichen dem Umgebungsdruck pu bzw. dem Druck im Tank 1 entspricht, kann eine Diagnose mit dem Start der Verbrennungskraftmaschine 41 gestartet werden. Andernfalls sind erfindungsgemäß Diagnosen vor dem Start der Verbrennungskraftmaschine notwendig. In diesem Fall wird vor dem Motorstart das Tankentlüftungsventil 3 kurz geöffnet und wieder geschlossen, damit sich der Druck p-ι dem Umgebungsdruck pu bzw. dem Druck im Tank 1 angleicht. Wenn der Druck p-ι sich nach Ansteue- rung des Tankentlüftungsventils nicht verändert, wird erkannt, dass das Tankentlüftungsventil geschlossen klemmt. In beiden Fällen wird bereits vor dem Motorstart anhand des gemessenen Drucks pi und mittels dem über eine Druckverlustkurve in Abhängigkeit von der Abstellzeit der Verbrennungskraftmaschine und der beim Abstellen vorliegenden Druckdifferenz des Drucks pi und des Umge- bungsdrucks pu ermittelt ob ein plausibler Druck p-ι vorliegt, und um wie viel dieser Druck p-i von einem berechneten Sollwert p1s des Drucks pi abweicht. Wenn der Druck p-ι größer ist als pis und oder kleiner gleich dem Umgebungsdruck pu ist, wird erkannt, dass eine Undichtigkeit an mindestens einem der Rückschlagventile 51 , 52, am Tankentlüftungsventil 3 oder an der Leitung zwischen dem Tankentlüftungsventil 3 und den Rückschlagventilen 51 , 52 vorliegt. Zur Unterscheidung dieser Fehler wird als zusätzliche Kontrolle der Signalverlauf des Drucks pi sowie die Änderung des Drucks pi durch Öffnen und Schließen des Tankentlüftungsventils 3 bei laufender Verbrennungskraftmaschine untersucht. Wenn der Druck p-\ größer ist als pis und größer als der Umgebungsdruck pu ist, ist das Sensorsignal des Drucksensors pi unplausibel, und es wird erkannt, dass eine Sensordrift nach oben vorliegt. Wenn der Druck p-ι kleiner ist als pis, wird eine Drucksensordrift p-ι nach unten erkannt. In diesem Fall erfolgt eine zusätzliche Kontrolle des Signalverlaufs des Drucks pi über den Motorstart. Wenn der Drucksensor 6 beim Start der Verbrennungskraftmaschine und bei
nichtbestromtem Tankentlüftungsventil 3 einen Druck p-ι anzeigt, welcher kleiner oder gleich dem Druck p2 im Saugrohr 42 ist und nach einem vorher festgesetz- ten Zeitpunkt auf den minimalen Druck p2 im Saugrohr 42 absinkt, wird erkannt, dass der Drucksensor 6 nicht defekt ist. In diesem Fall wird das Tankentlüftungsventil 3 geöffnet und wieder geschlossen, wenn der Druck p2 kleiner als der Umgebungsdruck pu ist. Sofern das zu diagnostizierende Tankentlüftungssystem über eine zweite Einleitstelle einer Volllastentlüftung gemäß Fig. 3 verfügt, so kann das Tankentlüftungsventil 3 allerdings auch dann geöffnet und geschlossen werden, wenn der Druck p2 größer als der Umgebungsdruck pu ist. Wenn hierbei keine Drucksprünge des Drucks pi festgestellt werden können, so wird erkannt, dass das Tankentlüftungsventil 3 im geschlossenen Zustand klemmt.
Beim Start der Verbrennungskraftmaschine 41 wird der Verlauf des Drucks pi mit dem Verlauf des Drucks p2 verglichen. Wenn p-ι stets kleiner oder gleich p2 ist und nach einer vorher festgesetzten Zeit auf dem minimalen Wert von p2 absinkt, dann ist die Tankentlüftungsleitung zur ersten Einleitstelle 423 ins Saugrohr 42 vorhanden und intakt sowie die Rückschlagventile 51 , 52 in Ordnung und das
Tankentlüftungsventil 3 ist geschlossen. In diesem Fall ist während des Motorstarts keine weitere Diagnose notwendig. Wenn allerdings der Verlauf des Drucks pi ungleich dem Verlauf des Drucks p2 ist, und der Druck p-ι dem Umgebungsdruck pu entspricht, dann wird festgestellt, dass die Tankentlüftungsleitung zwischen dem Drucksensor 6 und der Einleitstelle 423 unterbrochen ist. Wenn der Verlauf des Drucks pi nicht dem Verlauf des Drucks p2 entspricht und der Druck p-i kleiner als der Umgebungsdruck pu und größer als der Druck p2 ist, wird der Verlauf des Drucks pi während des weiteren Betriebs der Verbrennungskraftmaschine 41 untersucht. Entspricht er während des weiteren Betriebs der Verbrennungskraftmaschine 41 im Saugbetrieb im Wesentlichen dem Druck p2, so ist anhand einer Bewertung des Offsetabstandes zwischen p-ι und p2 ein Rückschluss auf zwei Fehlerpfade möglich. Hierzu wird ein unterer Grenzdruck Piu als der Druck p-ι definiert, der bei geöffnetem Tankentlüftungsventil und intakter Leitung zwischen dem Tankentlüftungsventil und dem Rückschlagventil bzw. den Rückschlagventilen am Drucksensor gemessen wird. Ein oberer Grenzdruck
Pio wird als der Druck definiert, der bei intakten Ventilen aber abgefallener Leitung zwischen dem Tankentlüftungsventil und dem Rückschlagventil bzw. den Rückschlagventilen am Drucksensor gemessen wird. Entspricht der Druck p-i dem Verlauf des oberen Grenzdrucks pi0 bzw. liegt zwischen dem oberen Grenzdruck p10 und dem unteren Grenzdruck p1u, so ist die Leitung zwischen dem Drucksensor 6 und dem Tankentlüftungsventil 3 defekt. Ist der Druck p-ι klei- ner gleich als piu klemmt das Tankentlüftungsventil 3 in offenem Zustand. Ist der Druck p-i größer als der untere Grenzdruck p1u und kleiner als der Umgebungsdruck pu und durch Bestromen des Tankentlüftungsventils 3 sind Drucksprünge an p-i sichtbar, so ist das Rückschlagventil 52 defekt. Sofern eine weitere Einleit- stelle des Tankentlüftungssystems gemäß Fig. 3 - 5 an einer Venturidüse 46 bzw. Unterdruckquelle vorhanden ist, kann bei einem Saugrohrdruck p2, der größer als der Umgebungsdruck pu ist, eine entsprechende Diagnose ebenfalls durchgeführt werden. Wenn der Saugrohrdruck p2 größer als der Umgebungsdruck pu ist und der Druck p-ι größer als der untere Grenzdruck p1u und kleiner oder gleich dem oberen Grenzdruck p 0 ist, ist die Leitung zwischen dem Drucksensor 6 und dem Tankentlüftungsventil 3 defekt Wenn der Saugrohrdruck p2 größer als der Umgebungsdruck pu ist und der Druck p-ι kleiner oder gleich dem unteren Grenzdruck p1u und größer als der Druck pv an der Venturidüse 46 ist, klemmt das Tankentlüftungsventil 3 offen. Ist der Druck p-ι größer als der Umge- bungsdruck pu so ist das Rückschlagventil 51 defekt. In den Fällen, in denen der
Saugrohrdruck p2 ungleich dem Umgebungsdruck pu ist, wird auf einen Leitungs- abfalle der zwischen Drucksensor und Saugrohreinleitstelle bzw.
Venturieinleitstelle geschlossen wenn der Druck p-ι gleich dem Umgebungsdruck
Bei Betrieb der Verbrennungskraftmaschine 41 erfolgt mit Hilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens eine Prüfung des Tankentlüftungsventils 3, eine Prüfung der Leitung zwischen Tankentlüftungsventil 3 und der Einleitstelle 423 des Saugrohrs 42, eine Prüfung der Leitung zwischen Tankentlüftungsventil 3 und Voll- lasteinleitungsstelle 46 sowie eine Prüfung der Rückschlagventile 51 , 52. Die
Prüfung des Tankentlüftungsventils 3 kann sowohl im Motorsaugbetrieb (p2 < pu) als auch mit Überdruck im Saugrohr 42 (p2 > pu) erfolgen. Die Funktion des Tankentlüftungsventils 3 kann mittels Bewertung des Signalverlaufs des Drucks p-i in Abhängigkeit von p2 erfolgen oder durch Öffnen und erneutes Schließen des Tankentlüftungsventils. Sind hierbei beim Öffnen und Schließen des Tankentlüftungsventils Drucksprünge des Drucks pi erkennbar, so wird festgestellt, dass das Tankentlüftungsventil 3 nicht defekt ist und dass die Leitung zwischen dem Tankentlüftungsventil 3 und der Einleitstelle 423 des Saugrohrs 42 ebenfalls nicht defekt ist. Sind hingegen keine Drucksprünge sichtbar so erfolgt eine Be- wertung des Drucks pi anhand der Drücke piu und pi0, in Abhängigkeit vom
Saugrohrdruck p2 (Signalverlauf des Drucks pi zum Druck p2). Hierdurch kann entweder festgestellt werden, dass die Leitung zwischen dem Tankentlüftungsventil 3 und der Einleitstelle 423 des Saugrohrs 42 in Ordnung ist und das Tankentlüftungsventil 3 im offenen Zustand klemmt oder das eine Diagnose des Tankentlüftungsventils 3 nicht möglich ist, da die Leitung zwischen dem Tankent- lüftungsventil 3 und dem Drucksensor 6 abgefallen ist. Wenn keine Drucksprünge sichtbar sind und der Signalverlauf des Drucks pi unter dem Signalverlauf des Drucks p2 liegt oder diesem entspricht, so wird festgestellt, dass das Tankentlüftungsventil 3 in geschlossenem Zustand klemmt und die Leitung zwischen dem Tankentlüftungsventil 3 und der Einleitstelle 423 im Saugrohr 42 in Ordnung ist. Wenn der Druck p-ι unter dem Druck p2 liegt, kann weiterhin festgestellt werden, dass auch das Rückschlagventil 51 in den Ausführungsformen gemäß Fig. 1 und Fig.2 bzw. die beiden Rückschlagventile 51 , 52 in der Ausführungsform gemäß Fig. 3 - 5 nicht defekt sind. Bei Überdruck im Saugrohr 42 wird geprüft, ob durch Öffnen und Schließen des Tankentlüftungsventils 3 Drucksprünge des Drucks pi nachweisbar sind, oder ob der Druck p-ι bei unbestromten Tankentlüftungsventil
3 (geschlossen) gleich dem Druck pv an der Venturidüse 46 ist, und der Druck p-i bei bestromten Tankentlüftungsventil 3 (offen) gleich dem unteren Grenzdruck Piu ist. Ist dies der Fall, so ist das Tankentlüftungsventil 3 nicht defekt. In den Ausführungsformen gemäß Fig. 3 - 5 ist auch die Leitung zwischen dem Tank- entlüftungsventil 3 und der Venturidüse 46 nicht defekt. Sind hingegen keine
Drucksprünge sichtbar oder weicht der Druck p-ι vom pv an der Venturidüse 46 bzw. vom unteren Grenzdruck p1u ab, erfolgt eine Bewertung des Signalverlaufs des Drucks pi. Es erfolgt eine Korrelation des Drucks pi in Abhängigkeit vom Druck p2. Sinkt der Druck p-ι mit steigendem Druck p2, wird festgestellt, dass die Leitung zwischen dem Tankentlüftungsventil 3 und der Venturidüse 46 nicht defekt ist. Abhängig von der Änderung des Drucks pi gegenüber dem Umgebungsdruck pu ist ableitbar, ob das Tankentlüftungsventil 3 in geöffnetem Zustand klemmt oder in geschlossenem Zustand klemmt. In beiden Fällen wird auf einen Fehler des Tankentlüftungsventils 3 geschlossen. Ist der Druck p-ι kleiner oder gleich dem unteren Grenzdruck p1u und größer als der Druck pv an der
Venturidüse 46, klemmt das Tankentlüftungsventil offen. Ist der Druck p-ι gleich dem Druck pv an der Venturidüse 46 so klemmt das Tankentlüftungsventil geschlossen. Sind keine Drucksprünge des Drucks pi erkennbar und der Druck p-i entspricht zudem dem Umgebungsdruck pu, wenn das Tankentlüftungsventil 3 geöffnet ist, so wird erkannt, dass die Leitung zwischen dem Tankentlüftungsventil 3 und der Venturidüse 46 defekt ist. Wenn der Druck p2 größer als der Umge- bungsdruck pu ist und ein Überdruck am Drucksensor 6 gemessen wird, der bei geschlossenem Tankentlüftungsventil 3 zum Druck p2 korreliert und bei geöffnetem Tankentlüftungsventil 3 um einen Offset geringer ist als der Druck p2, also auch Drucksprünge beim Öffnen und Schließen des Tankentlüftungsventils 3 er- kennbar sind, so wird festgestellt, dass das Rückschlagventil 51 defekt ist.
Die Prüfung der Leitung zwischen Tankentlüftungsventil 3 und Einleitstelle 432 ins Saugrohr 42 erfolgt erfindungsgemäß sowohl bei geschlossenem Tankentlüftungsventil 3 als auch bei geöffnetem Tankentlüftungsventil 3. Wenn bei geschlossenem Tankentlüftungsventil 3 der Druckverlauf des Drucks pi unter dem Druckverlauf des Drucks p2 liegt oder diesem entspricht, wenn der Druck p2 kleiner als der Umgebungsdruck ist, dann ist die Leitung zwischen Tankentlüftungsventil 3 und Einleitstelle 423 ins Saugrohr 42 nicht defekt. Stellt sich der Druck p-i auf einen Druck ein der dem minimalen erreichten Druck p2 entspricht, so sind die Rückschlagventile 51 , 52 ebenfalls nicht defekt. Wenn der Druck p-ι allerdings dem Umgebungsdruck pu entspricht, so wird ein Abfall der Leitung zwischen Tankentlüftungsventil 3 und Einleitstelle 423 ins Saugrohr 42 festgestellt. Wenn der Druckverlauf des gemessenen Drucks pi kontinuierlich um einen Offset geringer ist als der Druck p2 und der Änderung des Drucks p2 folgt bzw. der Drucksensor 6 nach einem vorher festgesetzten Zeitraum einen Druck p-ι detektiert, welcher kleiner ist als der minimal erreichbare Druck p2, so wird ein Fehler des ersten Drucksensors 6 erkannt, welcher in der Sensordrift nach unten besteht. Wenn der Verlauf des Drucks pi jenem des Drucks p2 entspricht, wenn der Druck p2 ansteigt, so wird festgestellt, dass das Rückschlagventil 51 in offenem Zustand klemmt.
Bei geöffnetem Tankentlüftungsventil 3 erfolgt eine Bewertung der Drücke p2 und Pi. Wenn der Druck p-ι größer ist als der Druck p2 und die Differenz zwischen p-i und p2 mit steigendem Saugrohrdruck p2 abnimmt, wird festgestellt, dass die Lei- tung zwischen dem Tankentlüftungsventil 3 und der Einleitstelle 423 ins Saugrohr
42 nicht defekt ist. Diese Prüfung wird dann durchgeführt, wenn der Saugrohrdruck p2 kleiner ist als der Umgebungsdruck pu. Nimmt die Druckdifferenz zwischen p-i und p2 nicht mit steigendem Druck p2 ab, so wird festgestellt, dass ein Sensordrift des Drucksensors 6 nach oben vorliegt. Ist der Druck p-ι kleiner oder gleich dem oberen Grenzdruck p10 und größer als der untere Grenzdruck p1u so ist die Leitung zwischen Tankentlüftungsventil 3 und Drucksensor 6 defekt. Ist der Druck p-ι kleiner oder gleich dem unteren Grenzdruck Druck p1u und größer dem Unterdruck pv an der Venturidüse 46, so ist das Tankentlüftungsventil 3 geöffnet. Dies beruht darauf, dass das Tankentlüftungsventil 3 auch im geöffneten Zustand eine Drosselwirkung hat und bei Entfall der Leitung zum Tankentlüf- tungsventil 3 hinter dem Drucksensor 6 daher noch immer ein deutlich höherer
Druckverlauf messbar ist als mit geöffnetem Tankentlüftungsventil 3 und intakter Leitung.
Im Tankentlüftungssystem gemäß Fig. 3 erfolgt bei laufender Verbrennungs- kraftmaschine 41 auch eine Prüfung der Leitung zwischen Tankentlüftungsventil
3 und Volllasteinleitstelle 46. Diese Prüfung ist nur möglich, wenn der Druck p2 größer ist als der Umgebungsdruck pu. Das Tankentlüftungsventil 3 kann für die Prüfung geöffnet und wieder geschlossen werden oder es wird bei offenem oder geschlossenem Tankentlüftungsventil der Signalverlauf des Drucksensors 6 be- wertet. Wenn hierbei ein Drucksprung des Drucks pi gemessen wird, wird festgestellt, dass das Tankentlüftungsventil 3 in Ordnung ist und auch die Leitung vom Tankentlüftungsventil 3 zur Volllastentlüftung 46 in Ordnung ist. Eine Leitungsprüfung erfolgt in Abhängigkeit vom messbaren Druckverlauf. Sollte der Druck p-i kleiner sein als der Umgebungsdruck pu und weiterhin kleiner sein als der maximal durch die Venturidüse 46 erzeugbare Druck, so muss beim Übergang vom Saugbetrieb, bei dem der Druck p2 kleiner ist als der Umgebungsdruck pu, in den aufgeladenen Betrieb, bei dem der Druck p2 größer ist als der Umgebungsdruck pu, der Unterdruck p-ι dann abgebaut werden, wenn der Druck p2 im Wesentlichen dem Umgebungsdruck pu entspricht. Dazu muss das Tankentlüf- tungsventil 3 kurz geöffnet werden. Der Druck p-ι entspricht dann im Wesentlichen dem Umgebungsdruck pu. Bei nun geschlossenem Tankentlüftungsventil 3 stellt sich abhängig vom Druck p2 ein Druck p-ι ein, der kleiner als der Umgebungsdruck pu ist. Dies weist darauf hin, dass die Leitung zwischen Tankentlüftungsventil 3 und Venturidüse 46 nicht defekt ist und dass auch das Rückschlag- ventil 51 nicht defekt ist. Das Rückschlagventil 52 ist ebenfalls nicht defekt, sofern beim Absinken des Drucks p2 auf Umgebungsdruck pu der Druck p-ι konstant bleibt. Bei geöffnetem Tankentlüftungsventil 3 ist im Übergang vom Saugbetrieb in den Ladedruckbetrieb der Druck p-ι gleich dem Umgebungsdruck pu. Steigt der Druck p2 über den Umgebungsdruck pu, so sinkt der Druck p-ι wieder. Der Druck pi ist abhängig vom Saugrohrdruck p2 und dem vom Saugrohrdruck p2 erzeugten
Unterdruck pv der Venturidrüse 46 und ist somit über Kennlinien in Abhängigkeit vom Saugrohrdruck p2 als unterer Grenzdruck p1u berechnet. Als unterer Grenzdruck p1u wird der Druck p-ι definiert, der bei geöffnetem Tankentlüftungsventil und intakter Leitung zwischen dem Tankentlüftungsventil 3 und dem Rückschlagventil 51 bzw. den Rückschlagventilen 51 , 52 am Drucksensor 6 gemes- sen wird. Ist der Druck p-ι hierbei kleiner oder gleich dem unteren Grenzdruck p1u und größer als der Druck pv an der Venturidüse 46, so wird festgestellt, dass die Leitung zwischen Tankentlüftungsventil 3 und Venturidüse 46 nicht defekt ist. Bei einem Ausgangszustand in dem der Druck p2 größer als der Umgebungsdruck pu ist, wird das Tankentlüftungsventil 3 einmal kurz geöffnet. Der Druck p-ι steigt dann entweder von dem als Saugrohrdruck p2 (kleiner als der Umgebungsdruck pu) eingespeicherten Wert oder vom Druck pv an der Venturidüse 46 auf den unteren Grenzdruck p1u an bis das Tankentlüftungsventil 3 wieder geschlossen wird. Sinkt der Druck p-ι anschließend nicht wieder auf den Wert des Drucks pv an der Venturidüse 46, so wird festgestellt, dass die Leitung zwischen Tankent- lüftungsventil 3 und Venturidüse 46 defekt ist.
Schließlich kann erfindungsgemäß auch noch die Funktion der Rückschlagventile 51 , 52 überprüft werden. Hierzu wird das Tankentlüftungsventil 3 geschlossen und in der Leitung zwischen dem Tankentlüftungsventil 3 und dem Rückschlag- ventil 51 bzw. den Rückschlagventilen 51 , 52 bleibt der niedrigste Saugrohrdruck p2 als Druck p-ι eingeschlossen. Bei Lasten mit p2 > pu, bleibt in der Ausführungsform gemäß Fig. 3 der niedrigste durch die Venturidüse 46 erzeugbare Druck pv eingespeichert. Eine Prüfung, ob der Druck p-ι für einen vorher festgesetzten Zeitraum gehalten werden kann, wenn der Druck p2 wieder über dem Druck p-i steigt, kann direkt im Anschluss an den Start der Verbrennungskraftmaschine 41 erfolgen. Kurz vor dem Abschalten der Verbrennungskraftmaschine 41 , beispielsweise beim Umschalten auf elektrisches Fahren beim Hybridfahrzeug, wird das Tankentlüftungsventil 3 schnell geschlossen, damit bei einem Druck p2, welcher kleiner ist als der Umgebungsdruck pu, der Druck p2 als Druck p-\ eingespei- chert werden kann. Das Tankentlüftungsventil 3 wird für die Stopphase der Verbrennungskraftmaschine 41 , beispielsweise im Steuergerätenachlauf geschlossen gehalten und es wird gemessen, wie schnell der Druck p-ι auf den Umgebungsdruck pu ansteigt. Wird der Druck p-ι für eine vorher festgesetzte Zeit gehalten, so kann festgestellt werden, dass die Rückschlagventile 51 , 52 nicht defekt sind. Wird in der Stopphase bzw. im Steuergerätnachlauf das Tankentlüftungsventil 3 wieder kurz geöffnet, so kann anhand der Druckänderung des Drucks pi auf Umgebungsdruck pu darauf geschlossen werden, dass das Tankentlüftungsventil 3 funktioniert. Anschließend kann beim Start der Verbrennungskraftmaschine 41 wieder mit der Startdiagnose begonnen werden, die voranstehend beschrieben wurde. Wird der Unterdruck p-ι hingegen nicht gehalten und die Prüfung des Tankentlüftungsventils 3 sowie die Prüfung der Leitungen wurde bereits abgeschlossen, wobei festgestellt wurde, dass das Tankentlüftungsventil 3 und die Leitungen nicht defekt sind, so wird im Folgenden der Verlauf des Drucks pi gegenüber dem Druck p2 bei geschlossenem Tankentlüftungsventil untersucht. Entspricht der Druck p-ι im Betriebsbereich p2 < pu immer dem Druck p2, so ist das Rückschlagventil 51 defekt. Ist der Druck p-\ bei p2 > pu auch größer als pu, kann außerdem darauf geschlossen werden, dass das Rückschlagventil 51 defekt ist. Ist hingegen der Druck p-ι im Bereich p2 < pu, immer größer als p2 und stellt sich bei p2 > pu der bei offenem Tankentlüftungsventil 3 auf einen Wert größer als piu ein und bei geschlossenen Tankentlüftungsventil auf den Druck pv an der Venturidüse 46 ein und hält sich dieser Unterdruck auch bei geschlossenem Tankentlüftungsventil 3, wenn der Druck p2 wieder abfällt, allerdings nicht unter den Umgebungsdruck pu sinkt, so ist das Rückschlagventil 51 in Ordnung und das Rückschlagventil 52 ist defekt.
Alle erfindungsgemäßen Verfahrensschritte können von einem Computerprogramm ausgeführt werden, das auf einem Rechengerät oder Steuergerät läuft, das mit dem Tankentlüftungssystem verbunden ist. Ein Computerprogrammprodukt mit Programmcode, der auf einem maschinenlesbaren Träger gespeichert ist, dient zur Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens, wenn das Programm auf einem Computer oder Steuergerät ausgeführt wird. So ist es einfach möglich, dass erfindungsgemäße Verfahren in einem Steuergerät zu implementieren.

Claims

Ansprüche
1 . Tankentlüftungssystem, umfassend eine Verbrennungskraftmaschine (41 ) mit einem Saugrohr (42), einen Kraftstofftank (1 ), einen Aktivkohlefilter (2), ein Tankentlüftungsventil (3) und mindestens ein Rückschlagventil (51 , 52), dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Tankentlüftungsventil (3) und dem Rückschlagventil (51 , 52) ein Drucksensor (6) angeordnet ist.
2. Verfahren zur Diagnose des Tankentlüftungsventils in einem Tankentlüftungssystem nach Anspruch 1 , wobei
- zwischen dem Tankentlüftungsventil (3) und dem Rückschlagventil (51 , 52) ein Druck p-i eingespeichert wird, welcher geringer ist, als der Umgebungsdruck pu außerhalb des Tankentlüftungssystems,
- der eingespeicherte Druck p-ι durch Ansteuern des Tankentlüftungsventils (3) geändert wird,
- die Änderung des Drucks pi zwischen dem Tankentlüftungsventil (3) und dem Rückschlagventil (51 , 52) mit dem Drucksensor (6) gemessen wird und der An- steuerung des Tankentlüftungsventils (3) zugeordnet wird, und
- aus der Korrelation des Öffnungszustands des Tankentlüftungsventils (3) mit der Änderung des Drucks pi zwischen dem Tankentlüftungsventil (3) und dem Rückschlagventil (51 , 52) auf die Funktion von mindestens einer Tankentlüftungsleitung, der Rückschlagventile (51 , 52) und des Tankentlüftungsventils (3) geschlossen wird.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass bei ausgeschalteter Verbrennungskraftmaschine (41 ) das Tankentlüftungsventil (3) geöffnet und wieder geschlossen wird, wenn der Druck p-ι nicht gleich dem Umgebungsdruck pu ist, und dass
- wenn nach dem Schließen des Tankentlüftungsventils (3) der Druck p-ι größer ist als die Summe aus dem Umgebungsdruck pu und einer Fehlerschwelle, auf eine Sensordrift nach oben erkannt wird, - wenn nach dem Schließen des Tankentlüftungsventils (3) der Druck p-ι kleiner ist als ein über die Abstellzeit, auf Basis der Differenz des Drucks pi beim letzten Abstellen der Verbrennungskraftmaschine (41 ) zum Umgebungsdruck pu, ermittelter Solldruck p1s,der Verlauf von p-ι beim Start der Verbrennungskraftmaschine (41 ) gemessen wird und auf eine Sensordrift nach unten erkannt wird, wenn p-ι zu jedem Zeitpunkt des Startvorgangs um eine Fehlerschwelle kleiner dem Druck p2 im Saugrohr (42) der Verbrennungskraftmaschine (41 ) ist und/oder wenn p-ι am Ende des Startvorgangs kleiner dem minimal erreichten Druck p2 ist, und
- am Ende des Startvorgangs das Tankentlüftungsventil (3) geöffnet wird, wenn der Druck p2 kleiner als der Umgebungsdruck pu ist, und auf ein Klemmen des Tankentlüftungsventils (3) geschlossen wird, wenn hierbei keine Änderung des Druckes pi gemessen wird bzw. der Druck p-ι gleich dem minimal seit Start erreichten Druck p2 bleibt.
Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass wenn der Druck Pi beim Starten nicht gleich dem Druck p2 im Saugrohr (42) der Verbrennungskraftmaschine (41 ) ist, a) erkannt wird, dass die Leitung zwischen dem Drucksensor (6) und einer Einleitstelle (423) der Tankentlüftung ins Saugrohr (42) unterbrochen ist, wenn der Druck Pi gleich dem Umgebungsdruck pu ist, und
b) wenn der Druck p-ι kleiner als der Umgebungsdruck pu ist und größer als der Druck p2 im Saugrohr (42) ist und der Druck p-ι beim weiteren Betrieb der Verbrennungskraftmaschine (41 ) gleich dem Druck p2 zuzüglich einer Fehlerschwelle ist, ein unterer Grenzdruck p1u als der Druck p-ι definiert wird, der bei geöffnetem Tankentlüftungsventil (3) und intakter Leitung zwischen dem Tankentlüftungsventil (3) und dem Rückschlagventil (51 ) oder den Rückschlagventilen (51 , 52) am Drucksensor (6) gemessen wird, ein oberer Grenzdruck p10 als der Druck p-ι definiert wird, der bei intakten Ventilen aber abgefallener Leitung zwischen dem Tankentlüftungsventil (51 ) und dem Rückschlagventil (51 ) oder den Rückschlagventilen (52) am Drucksensor gemessen wird, und
b1 ) wenn der Druck p-ι kleiner oder gleich dem oberen Grenzdruck pi0 und größer als der untere Grenzdruckp1u ist, erkannt wird, dass die Druckleitung zwischen dem Drucksensor (6) und dem Tankentlüftungsventil (3) defekt ist, b2) wenn der Druck p-ι kleiner oder gleich dem unteren Grenzdruck p1u und größer als der Druck p2 im Saugrohr (42) ist, erkannt wird, dass das Tank- entlüftungsventil (3) geöffnet ist,
b3) wenn der Druck p-ι größer als der Druck p2 im Saugrohr und kleiner als der Umgebungsdruck pu, ist, bei einem Motorsystem mit zwei Tankentlüftungs- einleitstellen (423, 46), welches eine Volllasteinleitstelle (46) umfasst, erkannt wird, dass das Rückschlagventil (52) der Leitung zwischen dem Tankentlüftungsventil (3) und der Volllasteinleitstelle (46) defekt ist, wenn bei Bestromung des Tankentlüftungsventils (3) eine Druckänderung auftritt, und dass die Druckleitung (3) zwischen dem Drucksensor (6) und dem Tankentlüftungsventil (3) defekt ist, wenn bei Bestromung des Tankentlüftungsventils (3) kein Drucksprung auftritt.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass wenn sich bei Betrieb der Verbrennungskraftmaschine (41 ) bei offenem und geschlossenem Tankentlüftungsventil (3) keine unterschiedliche Druckniveaus des Drucks pi einstellen, ein unterer Grenzdruck p1u als der Druck p-ι definiert wird, der bei geöffnetem Tankentlüftungsventil (3) und intakter Leitung zwischen dem Tankentlüftungsventil (3) und dem Rückschlagventil (51 ) oder den Rückschlagventilen (51 , 52) am Drucksensor (6) gemessen wird, ein oberer Grenzdruck p10 als der Druck Pi definiert wird, der bei intakten Ventilen aber abgefallener Leitung zwischen dem Tankentlüftungsventil (51 ) und dem Rückschlagventil (51 ) oder den Rückschlagventilen (52) am Drucksensor gemessen wird, und
- wenn der Druck p2 im Saugrohr kleiner ist, als der Umgebungsdruck pu und
(i) wenn das Tankentlüftungsventil (3) als defekt erkannt wurde, weiterhin erkannt wird, dass das Tankentlüftungsventil (3) offen klemmt wenn der Druck p-i kleiner oder gleich dem unteren Grenzdruck p1u ist und größer als der Druck p2 im Saugrohr (42) ist,
(ii) wenn eine Diagnose des Tankentlüftungsventils (3) nicht möglich ist, ein Leitungsfehler erkannt wird, wenn der Druck p-ι größer ist als der untere Grenzdruck p1u und kleiner als der Umgebungsdruck pu,
(iii) wenn der Druck p-ι kleiner oder gleich dem Druck p2 im Saugrohr (42) ist und auf dem minimalen erreichten Wert p2 stehen bleibt, erkannt wird, dass das Tankentlüftungsventil (3) geschlossen klemmt, (iv) wenn der Druck p-ι immer gleich dem Druck p2 im Saugrohr (42) ist, erkannt wird, dass das Rückschlagventil (51 ) defekt ist,
- wenn der Druck p2 im Saugrohr (42) größer ist, als der Umgebungsdruck pu und
(i) wenn der Druck p-ι mit steigendem Druck p2 sinkt, bei einem Motorsystem mit zwei Tankentlüftungseinleitstellen (423, 46), welches eine Volllastein- leitstelle (46) umfasst, erkannt wird, dass das Tankentlüftungsventil (3) offen klemmt, wenn der Druck p-ι kleiner oder gleich dem unteren Grenzdruck p1u und größer als der Druck pv an der Volllasteinleistelle ist, und erkannt wird, dass das Tankentlüftungsventil (3) geschlossen klemmt, wenn der Druck p-ι gleich dem Druck pv an der Volllasteinleitstelle (46) ist.
(ii) wenn bei geöffnetem Tankentlüftungsventil (3) der Druck p-ι gleich dem Umgebungsdruck pu ist, erkannt wird, dass die Leitung zwischen dem Drucksensor (6) und einer Volllasteinleitstelle (46) defekt ist,
(iii) wenn der Druck p-ι größer ist als der Umgebungsdruck pu und der Druck p-i zum Druck p2 korreliert, erkannt wird, dass das Rückschlagventil (51 ) defekt ist, und
(iv) wenn der Druck p-ι größer als der untere Grenzdruck p1u und kleiner oder gleich dem oberen Grenzdruck p10 ist, erkannt wird, dass die Leitung zwischen Tankentlüftungsventil (3) und Drucksensor (6) defekt ist.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass bei Betrieb der Verbrennungskraftmaschine (41 )
- wenn das Tankentlüftungsventil (3) geschlossen ist, der Druck p-ι kleiner oder gleich dem Druck p2 im Saugrohr (42) ist, und der Druck p2 kleiner als der Umgebungsdruck pu ist,
(i) ein Leitungsabfall erkannt wird, wenn der Druck p-ι gleich dem Umgebungsdruck pu ist,
(ii) eine Sensordrift nach unten erkannt wird, wenn der Druck p-ι kontinuierlich um ein Offset kleiner ist als der Druck p2, und
(iii) das Rückschlagventil (51 ) als offen klemmend erkannt wird, wenn bei steigendem Druck p2 der Druck p-ι gleich dem Druck p2 ist,
- wenn das Tankentlüftungsventil geöffnet ist ein unterer Grenzdruck p1u als der Druck p-i definiert wird, der bei geöffnetem Tankentlüftungsventil (3) und intakter Leitung zwischen dem Tankentlüftungsventil (3) und dem Rückschlagventil (51 ) oder den Rückschlagventilen (51 , 52) am Drucksensor (6) gemessen wird, ein oberer Grenzdruck p10 als der Druck p-ι definiert wird, der bei intakten Ventilen aber abgefallener Leitung zwischen dem Tankentlüftungsventil (51 ) und dem Rückschlagventil (51 ) oder den Rückschlagventilen (52) am Drucksensor gemessen wird, und erkannt wird
(i) dass die Leitung zwischen Tankentlüftungsventil (3) und Drucksensor (6) abgefallen ist, wenn der Druck p-ι größer als der untere Grenzdruck p1u und kleiner oder gleich dem oberen Grenzdruck p10 ist.
(ii) dass die Leitung zwischen Drucksensor (6) und einer Tankentlüftungsein- leitstelle (423, 46) abgefallen ist, wenn der Druck p-ι gleich dem Umgebungsdruck pu ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass bei Betrieb der Verbrennungskraftmaschine (41 ), beim Übergang des Drucks p2 im Saugrohr (42) von einem Wert kleiner als dem Umgebungsdruck pu zu einem Wert größer als dem Umgebungsdruck pu , das Tankentlüftungsventil (3) geöffnet wird, bis der Druck p-ι dem Umgebungsdruck pu entspricht, und ein Defekt der Leitung zwischen dem Tankentlüftungsventil (3) und einer Volllasteinleitstelle (46) erkannt wird, wenn der Druck p-ι nach Schließen des Tankentlüftungsventils (3) nicht unter den Umgebungsdruck pu fällt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass vor Abschalten der Verbrennungskraftmaschine (41 ) das Tankentlüftungsventil (3) geschlossen wird, um zwischen dem Tankentlüftungsventil (3) und dem Rückschlagventil (51 , 52) den Druck p2 im Saugrohr (42) als Druck p-ι einzuspeichern, und dass wenn nach Schließen des Tankentlüftungsventils (3) ein Ansteigen des Drucks pi gemessen wird, und das Tankentlüftungsventil (3) und die Leitungen als fehlerfrei beurteilt wurden,
- erkannt wird, dass das Rückschlagventil (51 ) der Einleitstelle (432) ins Saugrohr (42) defekt ist, wenn der Druck p-ι immer gleich dem Druck p2 ist, sofern der Druck p2 kleiner als der Umgebungsdruck pu ist,
- erkannt wird, dass das Rückschlagventil (52) einer Volllasteinleitestelle (46) defekt ist, wenn der Druck p-ι immer um ein Offset größer als der Druck p2 ist, sofern der Druck p2 kleiner als der Umgebungsdruck pu ist, und sich, wenn der Druck p2 größer als der Umgebungsdruck pu ist, ein Druck p-ι einstellt, der konstant bleibt, wenn der Druck p2 sinkt. Computerprogramm, das alle Schritte eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 2 bis 8 ausführt, wenn es auf einem Rechengerät abläuft.
0. Computerprogrammprodukt mit Programmcode, der auf einem maschinenlesbaren Träger gespeichert ist, zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 2 bis 8, wenn das Programm auf einem Computer oder Steuergerät ausgeführt wird.
PCT/EP2012/068422 2011-10-13 2012-09-19 Tankentlüftungssystem und verfahren zu dessen diagnose WO2013053574A2 (de)

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