WO2013159890A1 - Verfahren zum ermitteln einer leckage in einer tankentlüftungsvorrichtung eines kraftfahrzeugs und kraftfahrzeug - Google Patents

Verfahren zum ermitteln einer leckage in einer tankentlüftungsvorrichtung eines kraftfahrzeugs und kraftfahrzeug Download PDF

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WO2013159890A1
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tank
ventilation device
motor vehicle
negative pressure
tank ventilation
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PCT/EP2013/001183
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Harald Hagen
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Audi Ag
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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
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    • F02N11/0818—Conditions for starting or stopping the engine or for deactivating the idle-start-stop mode
    • F02N11/0829—Conditions for starting or stopping the engine or for deactivating the idle-start-stop mode related to special engine control, e.g. giving priority to engine warming-up or learning

Definitions

  • the invention relates to a method for determining a leakage in a tank ventilation device of a motor vehicle.
  • a shut-off element blocking the tank ventilation device to the surroundings of the motor vehicle is closed and the tank ventilation device is subjected to a negative pressure.
  • the invention relates to a motor vehicle with a tank ventilation device.
  • the tank ventilation device of a motor vehicle that is, in the line system of the motor vehicle contained in a gaseous fuel.
  • leaks with a diameter of 0.5 mm and 1 mm should be determined.
  • the check for leakage relates to both the fuel tank and an area of the tank ventilation device between a Tankabsperrventil, which is also referred to as Fuel Tank Isolation Valve (FTIV), and an internal combustion engine of the vehicle and the entire gas space from the fuel tank to the internal combustion engine.
  • FTIV Fuel Tank Isolation Valve
  • an activated carbon filter is arranged in the region between the tank shut-off valve and the internal combustion engine of the motor vehicle for storing gaseous hydrocarbons.
  • a pump may be provided in a line of the tank ventilation device which is in communication with the surroundings of the motor vehicle.
  • the opening into the environment line is connected to the activated carbon filter.
  • This pump can generate a negative pressure or an overpressure in the tank ventilation device.
  • DE 103 60 337 A1 describes a device for detecting leaks in a tank system, in which an electric pump pressurizes a tank and a reference leak, wherein a curve and the height of the self-adjusting electric pump current to the size of a leak in the Tank system is closed.
  • the reference leak satisfies a standardized standard in terms of geometry and dimensions.
  • DE 10 201 1 075 177 A1 describes a method for controlling fuel vapor in a hybrid vehicle, in which a shut-off element in the form of an activated charcoal filter vent valve is closed in the context of a leak diagnosis, which opens into a connected to the activated carbon filter, opening into the environment Line is arranged. Then, a gas space between a fuel tank and an engine of the hybrid vehicle is subjected to a negative pressure.
  • the negative pressure is provided in this case by a vacuum reservoir, wel can be fluidly coupled to the gas space. To generate the negative pressure in the vacuum accumulator, this can be fluidly coupled to an intake tract of the internal combustion engine during operation of the internal combustion engine.
  • a disadvantage here is the fact that such a tank ventilation device is comparatively expensive.
  • Object of the present invention is therefore to provide a method of the type mentioned above and a motor vehicle with a tank ventilation device, which allows in a particularly simple manner to determine a leakage in the tank ventilation device.
  • the negative pressure is generated in an intake tract of an internal combustion engine of the motor vehicle by rotating an output shaft of the internal combustion engine.
  • the tank ventilation device is fluidically connected to the intake tract.
  • the internal combustion engine is operated as a suction pump, which generates the negative pressure in the tank ventilation device. This is based on the knowledge that it is sufficient for generating a negative pressure in the tank ventilation device to let the internal combustion engine perform only one or two intake cycles. This makes it possible to dispense with a separate pump for the leak diagnosis.
  • the internal combustion engine is started to enable the output shaft to rotate.
  • Such forced start of the internal combustion engine associated with a short-term fluidic coupling of the intake tract of the internal combustion engine with the tank venting device is sufficient to easily apply to the tank venting device with the negative pressure.
  • the output shaft of the internal combustion engine is set into the rotary motion by closing a clutch coupling the internal combustion engine with an electric drive motor of the motor vehicle.
  • the magnitude of the leakage is concluded on the basis of a reduction of the negative pressure in the tank ventilation device that occurs after the fluidic coupling of the tank ventilation device with the intake tract.
  • pressure drop curves can be evaluated to see if there is a larger or a smaller leak in the tank venting device.
  • Corresponding characteristic values for the classification of the size of the leak can be provided in a particularly simple manner and then compared with the actually recorded pressure drop curves.
  • a tank shut-off valve is closed, which is arranged between a fuel tank of the tank ventilation device and a storage device which serves to store gaseous hydrocarbon substances.
  • a pressure in a region of the tank ventilation device between the fuel tank and the Tankabsperrventil is detected. Namely, if in the area or space between the fuel tank and the Tankabsperrventil an overpressure or a negative pressure exists, so there is no leakage at least in this area of the tank ventilation device. Then, by generating the negative pressure as a result of the rotation of the output shaft of the internal combustion engine, it can then be determined whether there is leakage in the remaining area of the tank ventilation device.
  • the pressure in the region between the fuel tank and the tank shut-off valve substantially corresponds to the pressure in the environment of the motor vehicle.
  • a condition may be due to physical reasons, that is to say because there is no overpressure or underpressure in the fuel tank at the currently prevailing temperature and the currently prevailing operating condition when the tank shutoff valve is closed.
  • the absence of such a tank pressure can also be an indication of the presence of a leak.
  • the tank ventilation device is subjected to two different test steps with the negative pressure.
  • the area between the Tankab- check valve and the tank vent valve in this case represents a portion of the tank ventilation device.
  • the application of the area between the fuel tank and the Tankentlwestungsven- til allows a review of the entire gas space of the tank venting device for leakage. This makes it possible to make a particularly detailed statement about the presence of leaks in the different areas or partial spaces of the tank ventilation device.
  • the smaller space or area between Tankabsperrventil and the tank vent valve is first monitored and then the entire gas space.
  • the motor vehicle has a tank ventilation device, which comprises a fuel tank and a vent line.
  • the vent line can be fluidically coupled to an intake tract of an internal combustion engine of the motor vehicle by opening a tank vent valve.
  • a shut-off device By means of a shut-off device, the tank ventilation device can be shut off towards the surroundings of the motor vehicle, and the tank ventilation device can be subjected to a negative pressure.
  • a control device is provided, by means of which for determining a leakage in the tank ventilation device, an output shaft of the combustion engine machine is set in a rotational movement to generate the negative pressure in the intake tract.
  • the control device is thus designed to output a control command for leak diagnosis, which results in the displacement of the previously stationary output shaft of the internal combustion engine into the rotational movement.
  • a fuel tank 10 is usually formed as a pressure tank.
  • This pressure tank may, for example, have a strength which allows the occurrence of a negative pressure of up to 150 mbar and an overpressure of up to 380 mbar.
  • gaseous hydrocarbons from the fuel tank 0 can not be introduced into an intake tract 12 of an internal combustion engine 14 of the hybrid vehicle. Therefore, the fuel tank 10 is connected via a vent line 16 with an activated carbon filter 18, in which gaseous hydrocarbons are cached.
  • a Tankabsperrventil 20 is arranged, which can be opened electromechanically and is usually closed in the de-energized state. When the tank shut-off valve 20 is closed, which is also referred to as the fuel tank isolation valve (FTIV), an overpressure or a negative pressure can build up correspondingly in the fuel tank 10.
  • FTIV fuel tank isolation valve
  • Tankabsperrventil 20 opens and the hydrocarbon gases flow into the activated carbon filter 18. Even when refueling the fuel tank 10 of the activated carbon filter 18 takes from the fuel tank 10 displaced gaseous hydrocarbons.
  • a tank vent valve 22 is controlled from time to time, which is arranged in a connection line 24 connecting the activated carbon filter 18 to the intake tract 12 of the internal combustion engine 14.
  • the containers and lines which contain gaseous hydrocarbons from the fuel tank 10 are components of a tank ventilation device 26 of the hybrid vehicle, to which a further shut-off valve 28 belongs in the present case.
  • This shut-off valve 28 is arranged in a ventilation line 30 of the tank ventilation device 26, via which air from an environment 32 of the hybrid vehicle can be sucked into the activated carbon filter 18, so that the activated carbon filter 18 is regenerated.
  • the tank venting valve 22 opens, and the negative pressure prevailing in the intake tract 12 causes purging of the activated carbon filter 18.
  • a further filter 34 can be arranged to intercept hydrocarbon emissions emerging from the activated carbon filter 18.
  • the tank ventilation device 26 is subjected to a negative pressure.
  • the shut-off valve 28 is closed and the tank venting valve 22 is opened.
  • an output shaft 36 of the internal combustion engine 14 is set in a rotational movement.
  • the internal combustion engine 14 can be forcibly started and taken out of operation after the build-up of the negative pressure in the intake tract 12 again.
  • the output shaft 36 is briefly by closing a clutch 38 with an electric drive motor 40 of the hybrid vehicle coupled.
  • an engine control unit 43 can output a control command to which the clutch 38 is closed.
  • the engine control unit 43 may also cause the actuation of a starter of the internal combustion engine 14.
  • the drive motor 40 which drives the hybrid vehicle in electric driving operation, tows the internal combustion engine 14 briefly when the clutch 38 is closed, without the latter being fired, ie supplied with fuel. Nevertheless, during at least one intake stroke of the internal combustion engine 14, a negative pressure is built up in the intake tract 12. With this negative pressure, the tank ventilation device 26 is acted upon when the tank venting valve 22 is open. If the negative pressure in the tank ventilation device 26 remains after the tank ventilation valve 22 has been closed, then there is no leakage. If, on the other hand, no negative pressure can be built up in the tank ventilation device 26, then there is a big leak - for example when the tank cover is missing or not closed.
  • a change in the pressure in the tank ventilation device 26 can be detected, which occurs at a slow degradation of existing in the tank ventilation device 26 vacuum with the tank vent valve 22 is closed.
  • a control unit such as the engine control unit 43 shown here by way of example, it is thus possible to deduce the size of a leak in the tank ventilation device 26.
  • a further pressure sensor 44 In order to check the partial spaces of the tank ventilation device 26 for their tightness, it can first be determined by means of a further pressure sensor 44 whether an overpressure or underpressure occurs at all in the fuel tank 10 when the tank shutoff valve 20 is closed. If a negative pressure or overpressure is present in the fuel tank 10, for example due to temperature fluctuations, this leads to the conclusion that a region 46 of the tank ventilation device 26 is sealed, which corresponds to the gas space from the fuel tank 10 to the tank shutoff valve 20.
  • shut-off valve 28 can then be closed when the tank shut-off valve 20 is closed and, when the tank-venting valve 22 is open, a second area 48 of the tank-venting device 26, namely the gas space between the tank-shutoff valve 20 and the tank-venting valve 22 be checked for its tightness. In this case, therefore, the activated carbon filter 18 is checked for the presence of leakage.
  • the Tankabsperrventil 20 is opened.
  • the tank shut-off valve 20 is open and the shut-off valve 28 is closed, the tank-venting valve 22 is then opened again and the entire gas space of the tank-venting device 26 is subjected to a negative pressure by repeated towing of the internal combustion engine 14. This makes it possible to also monitor the first area 46 of the tank ventilation device 26.
  • the Tankabsperrventil 20 can be opened after applying a negative pressure with the shut-off valve 28 is closed and the tank vent valve 22 open. If this does not lead to a reduction of the negative pressure, ie to an approximation of the negative pressure to the atmospheric pressure, a malfunction of the Tankabsperrventils 20 can be concluded.
  • a further control unit 50 is additionally shown by the hybrid vehicle, which is used to determine a refueling request of a vehicle user and receiving a signal for refueling release and which is coupled to the engine control unit 43.
  • a control unit 50 may also be integrated in the engine control unit 43 or such a control device.
  • Another control unit 52 serves to control a fuel pump 54 arranged in the fuel tank 10, which promotes the fuel to a combustion engine 14 upstream high-pressure pump 56.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Ermitteln einer Leckage in einer Tankentlüftungsvorrichtung (26) eines Kraftfahrzeugs. Ein die Tankentlüftungsvorrichtung (26) zur Umgebung (32) des Kraftfahrzeugs hin absperrendes Absperrelement (28) wird geschlossen, und die Tankentlüftungsvorrichtung (26) wird mit einem Unterdruck beaufschlagt. Hierbei wird der Unterdruck in einem Ansaugtrakt (12) einer Verbrennungskraftmaschine (14) des Kraftfahrzeugs erzeugt, indem eine Abtriebswelle (36) der Verbrennungskraftmaschine (14) in eine Drehbewegung versetzt wird. Die Tankentlüftungsvorrichtung (26) wird mit dem Ansaugtrakt (12) fluidisch verbunden. Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Kraftfahrzeug.

Description

Verfahren zum Ermitteln einer Leckage in einer Tankentlüftungsvorrichtung eines Kraftfahrzeugs und Kraftfahrzeug
BESCHREIBUNG:
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Ermitteln einer Leckage in einer Tankentlüftungsvorrichtung eines Kraftfahrzeugs. Hierbei wird ein die Tankentlüftungsvorrichtung zur Umgebung des Kraftfahrzeugs hin absperrendes Absperrelement geschlossen und die Tankentlüftungsvorrichtung mit einem Unterdruck beaufschlagt. Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Kraftfahrzeug mit einer Tankentlüftungsvorrichtung.
Beispielsweise in den USA besteht die gesetzliche Anforderung, Leckagen in der Tankentlüftungsvorrichtung eines Kraftfahrzeugs, also in einem gasför- migen Kraftstoff enthaltenen Leitungssystem des Kraftfahrzeugs detektieren zu können. Insbesondere sollen hierbei Leckagen mit einem Durchmesser von 0,5 mm und 1 mm ermittelt werden können. Die Überprüfung auf eine Leckage betrifft sowohl den Kraftstofftank als auch einen Bereich der Tankentlüftungsvorrichtung zwischen einem Tankabsperrventil, welches auch als Fuel Tank Isolation Valve (FTIV) bezeichnet wird, und einer Verbrennungskraftmaschine des Fahrzeugs sowie den gesamten Gasraum vom Kraftstofftank bis zur Verbrennungskraftmaschine. Zudem soll die Funktionsfähigkeit des Tankabsperrventils überprüft werden. Üblicherweise ist im Bereich zwischen dem Tankabsperrventil und der Verbrennungskraftmaschine des Kraftfahrzeugs zum Speichern von gasförmigen Kohlenwasserstoffen ein Aktivkohlefilter angeordnet.
Um in der Tankentlüftungsvorrichtung einen Unterdruck oder einen Über- druck zu erzeugen, kann in einer mit der Umgebung des Kraftfahrzeugs in Verbindung stehenden Leitung der Tankentlüftungsvorrichtung eine Pumpe vorgesehen sein. Die in die Umgebung mündende Leitung ist an den Aktivkohlefilter angeschlossen. Diese Pumpe kann in der Tankentlüftungsvorrichtung einen Unterdruck oder einen Überdruck erzeugen. Beispielsweise beschreibt die DE 103 60 337 A1 eine Vorrichtung zur Erkennung von Lecks in einem Tanksystem, bei welchem eine elektrische Pumpe einen Tank und ein Referenzleck mit Druck beaufschlagt, wobei aus einem Verlauf und der Höhe des sich einstellenden elektrischen Pumpenstroms auf die Größe eines Lecks im Tanksystem geschlossen wird. Das Referenzleck genügt hierbei in Geometrie und Abmessungen einem genormten Standard.
Anhand der Stromaufnahme der Pumpe versucht man hierbei, auf eine Le- ckage der Tankentlüftungsvorrichtung zu schließen. Bei einem raschen und hohen Anstieg einer Kurve der Stromaufnahme wird etwa auf eine Dichtigkeit der Tankentlüftungsvorrichtung geschlossen. Bei einer großen Leckage steigt hingegen eine die Stromaufnahme der Pumpe angebende Kurve langsamer und auf geringere Werte an. Je nach Auslegung der Tankentlüftungs- Vorrichtung und je nach Füllstand im Kraftstofftank und vorliegender Temperatur und auch in Abhängigkeit von der Art des Tankabsperrventils ist es jedoch sehr schwierig, anhand der die Stromaufnahme kennzeichnenden Kurvenschar auf die Leckage rückzuschließen. Es gibt daher Konzepte, bei welchen nicht die Stromaufnahme der Pumpe, sondern der Druck im Kraftstofftank oder an einer anderen Stelle der Tankentlüftungsvorrichtung gemessen und der sich einstellende Druckabfall zum Ermitteln einer Leckage ausgewertet wird. Hierbei ist als nachteilig anzusehen, dass von einem aufwändigen Diagnosemodul zum Ermitteln einer Leckage der Tankentlüftungsvorrichtung lediglich die Pumpe zum Einsatz kommt. Zudem ist die Pumpe anfällig für Feuchtigkeit und Schmutz, und das Erfassen der Stromaufnahme der Pumpe ist störungsanfällig, etwa in Folge einer mit der Alterung zusammenhängenden Drift sowie aufgrund von Toleranzen und dergleichen.
Des Weiteren beschreibt die DE 10 201 1 075 177 A1 ein Verfahren zur Kraftstoff dampf Steuerung bei einem Hybridfahrzeug, bei welchem im Rahmen einer Leckdiagnose ein Absperrelement in Form eines Aktivkohlebehälter- Entlüftungsventils geschlossen wird, welches in einer an den Aktivkohlefilter angeschlossenen, in die Umgebung mündenden Leitung angeordnet ist. Dann wird ein Gasraum zwischen einem Kraftstofftank und einem Verbrennungsmotor des Hybridfahrzeugs mit einem Unterdruck beaufschlagt. Der Unterdruck wird hierbei durch einen Unterdruckspeicher bereitgestellt, wel- eher mit dem Gasraum fluidisch gekoppelt werden kann. Um den Unterdruck in dem Unterdruckspeicher zu erzeugen, kann dieser während des Betriebs des Verbrennungsmotors mit einem Ansaugtrakt des Verbrennungsmotors fluidisch gekoppelt werden.
Als nachteilig ist hierbei der Umstand anzusehen, dass eine solche Tankentlüftungsvorrichtung vergleichsweise aufwändig ist.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein Verfahren der eingangs genannten Art sowie ein Kraftfahrzeug mit einer Tankentlüftungsvorrichtung zu schaffen, welches auf besonders einfache Weise das Ermitteln einer Leckage in der Tankentlüftungsvorrichtung ermöglicht.
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentan- spruchs 1 und durch ein Kraftfahrzeug mit den Merkmalen des Patentanspruchs 9 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Patentansprüchen angegeben.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zum Ermitteln einer Leckage wird der Unterdruck in einem Ansaugtrakt einer Verbrennungskraftmaschine des Kraftfahrzeugs erzeugt, indem eine Abtriebswelle der Verbrennungskraftmaschine in eine Drehbewegung versetzt wird. Hierbei wird die Tankentlüftungsvorrichtung mit dem Ansaugtrakt fluidisch verbunden. Es wird also durch kurzzeitiges Drehen der Abtriebswelle der Verbrennungskraftmaschine die Verbrennungskraftmaschine als Saugpumpe betrieben, welche den Unterdruck in der Tankentlüftungsvorrichtung erzeugt. Dem liegt die Erkenntnis zugrunde, dass es zum Erzeugen eines Unterdrucks in der Tankentlüftungsvorrichtung ausreichend ist, die Verbrennungskraftmaschine lediglich ein oder zwei Ansaugtakte durchführen zu lassen. Dadurch kann auf eine ge- sonderte Pumpe für die Leckdiagnose verzichtet werden.
Da die vor dem Prüfen auf die Leckage sich nicht drehende Abtriebswelle der Verbrennungskraftmaschine lediglich kurzzeitig in die Drehbewegung versetzt wird, braucht auch bloß vergleichsweise wenig Energie aufgebracht zu werden, um die Nutzung der Verbrennungskraftmaschine als Saugpumpe zu ermöglichen.
Durch das Nutzen der Verbrennungskraftmaschine zum Erzeugen des Unterdrucks in der Tankentlüftungsvorrichtung kann somit auf besonders einfa- che Weise eine Leckage in der Tankentlüftungsvorrichtung festgestellt werden.
Bei einer Ausführungsform der Erfindung wird die Verbrennungskraftmaschi- ne gestartet, um die Abtriebswelle in die Drehbewegung zu versetzen. Ein solcher Zwangsstart der Verbrennungskraftmaschine verbunden mit einem kurzzeitigen fluidischen Koppeln des Ansaugtrakts der Verbrennungskraftmaschine mit der Tankentlüftungsvorrichtung reicht aus, um auf einfache Weise die Tankentlüftungsvorrichtung mit dem Unterdruck zu beaufschlagen.
Bei einem als Hybridfahrzeug ausgebildeten Kraftfahrzeug, welches gerade zum Antreiben des Hybridfahrzeugs einen elektrischen Antriebsmotor nutzt, ist es jedoch möglicherweise störend, wenn die Verbrennungskraftmaschine kurzzeitig in Betrieb genommen wird. Da jedoch üblicherweise die Verbren- nungskraftmaschine zum Erzeugen des Unterdrucks lediglich dann angelassen wird, wenn der Verdacht auf eine Leckage der Tankentlüftungsvorrichtung besteht, tritt ein solcher Zwangsstart der Verbrennungskraftmaschine allenfalls selten auf. Bei der Ausbildung des Kraftfahrzeugs als Hybridfahrzeug ist es dennoch bevorzugt, wenn gemäß einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens die Abtriebswelle der Verbrennungskraftmaschine durch Schließen einer die Verbrennungskraftmaschine mit einem elektrischen Antriebsmotor des Kraftfahrzeugs koppelnden Kupplung in die Drehbewegung ver- setzt wird. Die unbefeuerte, also nicht mit Kraftstoff beaufschlagte Verbrennungskraftmaschine wird hierbei durch Schließen der Kupplung kurzzeitig angeschleppt, wobei lediglich ein sehr geringes Schleppmoment aufgebracht zu werden braucht. Das Erzeugen des Unterdrucks im Ansaugtrakt ist dann für einen Fahrzeugnutzer, welcher das Kraftfahrzeug elektrisch fährt, nicht wahrnehmbar, sodass die Leckdiagnose besonders unauffällig vorgenommen werden kann. Im Ansaugtrakt der mittels des elektrischen Antriebsmotors angeschleppten Verbrennungskraftmaschine wird aufgrund des Ansaughubvolumens besonders schnell der Unterdruck erzeugt, mit welchem bei mit der Tankentlüftungsvorrichtung fluidisch verbundenem Ansaugtrakt die Tankentlüftungsvorrichtung beaufschlagt wird.
Als weiter vorteilhaft hat es sich gezeigt, wenn auf ein Grobleck in der Tankentlüftungsvorrichtung geschlossen wird, wenn sich nach dem fluidischen Koppeln der Tankentlüftungsvorrichtung mit dem Ansaugtrakt kein Unter- druck in der Tankentlüftungsvorrichtung einstellt. Das Grobleck lässt sich nämlich besonders rasch und einfach anhand der Tatsache detektieren, dass bei Vorliegen eines Groblecks der Unterdruck in der Tankentlüftungsvorrichtung nicht gehalten wird.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird anhand eines Abbaus des sich nach dem fluidischen Koppeln der Tankentlüftungsvorrichtung mit dem Ansaugtrakt einstellenden Unterdrucks in der Tankentlüftungsvorrichtung auf die Größe der Leckage geschlossen. Es können bei- spielsweise Druckabfallkurven daraufhin ausgewertet werden, ob ein größeres oder ein kleineres Leck in der Tankentlüftungsvorrichtung vorliegt. Entsprechende Kennwerte für die Einstufung der Größe der Leckage lassen sich besonders einfach bereitstellen und dann mit den tatsächlich erfassten Druckabfallkurven vergleichen.
Bevorzugt wird vor dem Beaufschlagen der Tankentlüftungsvorrichtung mit dem Unterdruck ein Tankabsperrventil geschlossen, welches zwischen einem Kraftstofftank der Tankentlüftungsvorrichtung und einer Speichereinrichtung angeordnet ist, welche dem Speichern von gasförmigen Kohlenwasser- Stoffen dient. Hierbei wird ein Druck in einem Bereich der Tankentlüftungsvorrichtung zwischen dem Kraftstofftank und dem Tankabsperrventil erfasst. Ist nämlich in dem Bereich oder Raum zwischen dem Kraftstofftank und dem Tankabsperrventil ein Überdruck oder ein Unterdruck vorhanden, so liegt zumindest in diesem Bereich der Tankentlüftungsvorrichtung keine Leckage vor. Dann kann anschließend durch Erzeugen des Unterdrucks in Folge des Drehens der Abtriebswelle der Verbrennungskraftmaschine festgestellt werden, ob im restlichen Bereich der Tankentlüftungsvorrichtung eine Leckage vorliegt. Es kann jedoch auch sein, dass bei geschlossenem Tankabsperrventil der Druck in dem Bereich zwischen dem Kraftstofftank und dem Tankabsperrventil im Wesentlichen dem Druck in der Umgebung des Kraftfahrzeugs entspricht. Ein solcher Zustand kann physikalisch bedingt sein, also daran liegen, dass bei der derzeit herrschenden Temperatur und dem derzeit herr- sehenden Betriebszustand in dem Kraftstofftank bei geschlossenem Tankabsperrventil kein Überdruck oder Unterdruck vorhanden ist. Das Fehlen eines solchen Tankdrucks kann aber auch ein Hinweis auf das Vorliegen einer Leckage sein. Bevorzugt wird daher, wenn der Druck in dem Bereich zwischen dem Kraftstofftank und dem Tankabsperrventil im Wesentlichen dem Druck in der Umgebung des Kraftfahrzeugs entspricht, die Tankentlüftungsvorrichtung in zwei voneinander verschiedenen Prüfschritten mit dem Unterdruck beaufschlagt. Hierbei wird in einem der Prüfschritte ein Bereich der Tankentlüftungsvorrichtung zwischen dem Kraftstofftank und einem Tankentlüftungsventil einerseits und in einem weiteren Prüfschritt ein Bereich der Tankentlüftungsvorrichtung zwischen dem Tankabsperrventil und dem Tankentlüftungsventil andererseits mit dem Unterdruck beaufschlagt. Der Bereich zwischen dem Tankab- Sperrventil und dem Tankentlüftungsventil stellt hierbei einen Teilbereich der Tankentlüftungsvorrichtung dar. Demgegenüber ermöglicht das Beaufschlagen des Bereichs zwischen dem Kraftstofftank und dem Tankentlüftungsven- til eine Überprüfung des gesamten Gasraums der Tankentlüftungsvorrichtung auf eine Leckage hin. So lässt sich eine besonders detaillierte Aussage über das Vorhandensein von Leckagen in den unterschiedlichen Bereichen oder Teilräumen der Tankentlüftungsvorrichtung treffen.
Bevorzugt wird hierbei zunächst der kleinere Raum oder Bereich zwischen Tankabsperrventil und dem Tankentlüftungsventil überwacht und anschlie- ßend der gesamte Gasraum.
Schließlich hat es sich als vorteilhaft gezeigt, wenn bei geschlossenem Tankabsperrventil ein zwischen dem Tankabsperrventil und dem Tankentlüftungsventil angeordneter Bereich der Tankentlüftungsvorrichtung mit dem Unterdruck beaufschlagt wird. Hierbei wird auf eine Fehlfunktion des Tankabsperrventils geschlossen, wenn nach einem Öffnen des Tankabsperrventils kein Abbau des Unterdruck stattfindet. So lässt sich auf besonders einfache Weise das Tankabsperrventil auf seine Funktionsfähigkeit hin überprüfen.
Das erfindungsgemäße Kraftfahrzeug weist eine Tankentlüftungsvorrichtung auf, welche einen Kraftstofftank und eine Entlüftungsleitung umfasst. Die Entlüftungsleitung ist durch Öffnen eines Tankentlüftungsventils fluidisch mit einem Ansaugtrakt einer Verbrennungskraftmaschine des Kraftfahrzeugs koppelbar. Mittels eines Absperrelements ist die Tankentlüftungsvorrichtung zur Umgebung des Kraftfahrzeugs hin absperrbar, und die Tankentlüftungsvorrichtung ist mit einem Unterdruck beaufschlagbar. Hierfür ist eine Steuerungseinrichtung vorgesehen, mittels welcher zum Ermitteln einer Leckage in der Tankentlüftungsvorrichtung eine Abtriebswelle der Verbrennungskraft- maschine in eine Drehbewegung versetzbar ist, um den Unterdruck in dem Ansaugtrakt zu erzeugen. Die Steuerungseinrichtung ist also dazu ausgelegt, zur Leckdiagnose einen Steuerbefehl auszugeben, welcher das Versetzen der zuvor stillstehenden Abtriebswelle der Verbrennungskraftmaschine in die Drehbewegung zur Folge hat.
Die für das erfindungsgemäße Verfahren beschriebenen Vorteile und bevorzugten Ausführungsformen gelten auch für das erfindungsgemäße Kraftfahrzeug und umgekehrt.
Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in der Figur alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen, der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausfüh- rungsformen sowie anhand der Zeichnung.
Diese zeigt eine Tankentlüftungsvorrichtung eines Hybridfahrzeugs, welches einen Drucktank aufweist, wobei in einer zum Regenerieren eines Aktivkohlefilters vorgesehenen Belüftungsleitung ein Absperrventil angeordnet ist, und wobei zum Erzeugen eines Unterdrucks in der Tankentlüftungsvorrichtung eine Abtriebswelle eines Verbrennungsmotors des Hybridfahrzeugs kurzzeitig in eine Drehbewegung versetzt wird.
Bei einem Hybridfahrzeug ist ein Kraftstofftank 10 üblicherweise als Druck- tank ausgebildet. Dieser Drucktank kann beispielsweise eine Festigkeit aufweisen, welche das Auftreten eines Unterdrucks von bis zu 150 mbar und eines Überdrucks von bis zu 380 mbar zulässt. Im rein elektrischen Betrieb des Hybridfahrzeugs können gasförmige Kohlenwasserstoffe aus dem Kraftstofftank 0 nicht in einen Ansaugtrakt 12 eines Verbrennungsmotors 14 des Hybridfahrzeugs eingebracht werden. Daher ist der Kraftstofftank 10 über eine Entlüftungsleitung 16 mit einem Aktivkohlefilter 18 verbunden, in welchem gasförmige Kohlenwasserstoffe zwischengespeichert werden. In der Entlüftungsleitung 16 ist ein Tankabsperrventil 20 angeordnet, welches elektromechanisch geöffnet werden kann und üblicherweise im stromlosen Zustand geschlossen ist. Bei geschlossenem Tankabsperrventil 20, welches auch als Fuel Tank Isolation Valve (FTIV) bezeichnet wird, kann sich ent- sprechend in dem Kraftstofftank 10 ein Überdruck oder ein Unterdruck aufbauen.
Überschreitet der Überdruck im Kraftstofftank 10 einen Schwellenwert, so öffnet das Tankabsperrventil 20 und die Kohlenwasserstoff-Gase strömen in den Aktivkohlefilter 18. Auch beim Betanken des Kraftstofftanks 10 nimmt der Aktivkohlefilter 18 die aus dem Kraftstofftank 10 verdrängten gasförmigen Kohlenwasserstoffe auf. Um den Aktivkohlefilter 18 zu regenerieren, wird von Zeit zu Zeit ein Tankentlüftungsventil 22 angesteuert, welches in einer den Aktivkohlefilter 18 mit dem Ansaugtrakt 12 des Verbrennungsmotors 14 verbindenden Verbindungsleitung 24 angeordnet ist.
Die Behältnisse und Leitungen, welche gasförmige Kohlenwasserstoffe aus dem Kraftstofftank 10 enthalten, sind Komponenten einer Tankentlüftungsvorrichtung 26 des Hybridfahrzeugs, zu welcher vorliegend ein weiteres Ab- Sperrventil 28 gehört. Dieses Absperrventil 28 ist in einer Belüftungsleitung 30 der Tankentlüftungsvorrichtung 26 angeordnet, über welche Luft aus einer Umgebung 32 des Hybridfahrzeugs in den Aktivkohlefilter 18 gesaugt werden kann, damit der Aktivkohlefilter 18 regeneriert wird. Hierfür öffnet das Tankentlüftungsventil 22, und der im Ansaugtrakt 12 herrschende Unterdruck bewirkt ein Spülen des Aktivkohlefilters 18. In der Belüftungsleitung 30 kann ein weiterer Filter 34 angeordnet sein, um aus dem Aktivkohlefilter 18 austretende Kohlenwasserstoffemissionen abzufangen.
Um zu überprüfen, ob die Tankentlüftungsvorrichtung 26 dicht ist oder eine Leckage aufweist, wird vorliegend die Tankentlüftungsvorrichtung 26 mit einem Unterdruck beaufschlagt. Hierfür wird das Absperrventil 28 geschlossen und das Tankentlüftungsventil 22 geöffnet. Dann wird eine Abtriebswelle 36 des Verbrennungsmotors 14 in eine Drehbewegung versetzt. Hierfür kann der Verbrennungsmotor 14 zwangsweise gestartet und nach dem Aufbauen des Unterdrucks in dem Ansaugtrakt 12 wieder außer Betrieb genommen werden.
Bevorzugt wird jedoch die Abtriebswelle 36 kurzzeitig durch Schließen einer Kupplung 38 mit einem elektrischen Antriebsmotor 40 des Hybridfahrzeugs gekoppelt. Ein Motorsteuergerät 43 kann hierfür einen Steuerbefehl ausgeben, auf welchen hin die Kupplung 38 geschlossen wird. Anstelle des Schließens der Kupplung 38 kann das Motorsteuergerät 43 auch das Betätigen eines Anlassers des Verbrennungsmotors 14 bewirken.
Der im elektrischen Fahrbetrieb das Hybridfahrzeug antreibende Antriebsmotor 40 schleppt bei geschlossener Kupplung 38 den Verbrennungsmotor 14 kurzzeitig an, ohne dass letzterer befeuert, also mit Kraftstoff versorgt wird. Dennoch wird während zumindest eines Ansaugtakts des Verbrennungsmo- tors 14 im Ansaugtrakt 12 ein Unterdruck aufgebaut. Mit diesem Unterdruck wird bei geöffnetem Tankentlüftungsventil 22 die Tankentlüftungsvorrichtung 26 beaufschlagt. Bleibt nach dem Schließen des Tankentlüftungsven- tils 22 der Unterdruck in der Tankentlüftungsvorrichtung 26 erhalten, so liegt keine Leckage vor. Lässt sich hingegen in der Tankentlüftungsvorrichtung 26 kein Unterdruck aufbauen, so liegt ein Grobleck vor - etwa bei fehlendem oder nicht geschlossenem Tankdeckel.
Mittels eines in der Verbindungsleitung 24 angeordneten Drucksensors 42 kann eine Veränderung des Drucks in der Tankentlüftungsvorrichtung 26 erfasst werden, welche sich bei einem langsamen Abbau des in der Tankentlüftungsvorrichtung 26 vorhandenen Unterdrucks bei geschlossenem Tankentlüftungsventil 22 einstellt. Anhand entsprechender Druckabfallkurven, welche in einem Steuergerät wie dem vorliegend beispielhaft gezeigten Motorsteuergerät 43 hinterlegt sein können, lässt sich so auf die Größe eines Lecks in der Tankentlüftungsvorrichtung 26 schließen.
Um Teilräume der Tankentlüftungsvorrichtung 26 auf deren Dichtigkeit hin zu überprüfen, kann zunächst mittels eines weiteren Drucksensors 44 festgestellt werden, ob sich bei geschlossenem Tankabsperrventil 20 im Kraftstoff- tank 10 überhaupt ein Überdruck oder Unterdruck einstellt. Ist im Kraftstofftank 10 etwa aufgrund von Temperaturschwankungen ein Unterdruck oder Überdruck vorhanden, so lässt dies den Rückschluss zu, dass ein Bereich 46 der Tankentlüftungsvorrichtung 26 dicht ist, welcher dem Gasraum vom Kraftstofftank 10 bis zum Tankabsperrventil 20 entspricht.
Entsprechend kann anschließend bei geschlossenem Tankabsperrventil 20 das Absperrventil 28 geschlossen und bei geöffnetem Tanklüftungsventil 22 ein zweiter Bereich 48 der Tankentlüftungsvorrichtung 26, nämlich der Gasraum zwischen dem Tankabsperrventil 20 und dem Tankentlüftungsventil 22 auf seine Dichtigkeit hin überprüft werden. Hierbei wird folglich auch der Aktivkohlefilter 18 auf das Vorliegen einer Leckage hin überprüft.
Wenn mittels des Drucksensors 44 kein Überdruck oder Unterdruck im Kraft- stofftank 10 erfasst wird, so kann dies auf eine Leckage in der Tankentlüftungsvorrichtung 26 hindeuten. In einem solchen Fall kann beispielsweise zunächst das Tankabsperrventil 20 geschlossen werden. Anschließend wird bei geschlossenem Absperrventil 28 und zugleich geöffnetem Tankentlüftungsventil 22 an diesen Bereich 48 der Tankentlüftungsvorrichtung 26 durch Schleppen des Verbrennungsmotors 14 ein Unterdruck erzeugt. Nach dem Schließen des Tankentlüftungsventils 22 wird dann der Bereich 48 mittels des Drucksensors 42 auf Dichtigkeit hin überprüft.
Anschließend wird das Tankabsperrventil 20 geöffnet. Bei geöffnetem Tank- absperrventil 20 und geschlossenem Absperrventil 28 wird dann das Tank- entlüftungsventil 22 erneut geöffnet und durch ein wiederholtes Anschleppen des Verbrennungsmotors 14 der gesamte Gasraum der Tankentlüftungsvor- richtung 26 mit einem Unterdruck beaufschlagt. Dies ermöglicht es, auch den ersten Bereich 46 der Tankentlüftungsvorrichtung 26 zu überwachen.
Zum Überprüfen der Funktionstüchtigkeit des Tankabsperrventils 20 selber kann nach dem Aufbringen eines Unterdrucks bei geschlossenem Absperrventil 28 und geöffnetem Tankentlüftungsventil 22 das Tankabsperrventil 20 geöffnet werden. Falls dies nicht zu einem Abbau des Unterdrucks, also zu einem Sich-Annähern des Unterdrucks an den atmosphärischen Druck führt, kann auf eine Fehlfunktion des Tankabsperrventils 20 geschlossen werden.
Durch das Nutzen des Verbrennungsmotors 14 als Saugpumpe, welche kurzzeitig vom elektrischen Antriebsmotor 40 des Hybridfahrzeugs angetrie- ben wird, ist somit eine besonders einfache Leckdiagnose der Tankentlüftungsvorrichtung 26 ermöglicht.
In der Figur sind von dem Hybridfahrzeug zusätzlich ein weiteres Steuergerät 50 gezeigt, welches dem Feststellen eines Betankungswunsches eines Fahrzeugnutzers und dem Empfangen eines Signals zur Betankungsfreigabe dient und welches mit dem Motorsteuergerät 43 gekoppelt ist. Ein solches Steuergerät 50 kann auch in das Motorsteuergerät 43 oder eine derartige Steuerungseinrichtung integriert sein. Ein weiteres Steuergerät 52 dient dem Ansteuern einer in dem Kraftstofftank 10 angeordneten Kraftstoffpumpe 54, welche den Kraftstoff zu einer dem Verbrennungsmotor 14 vorgeschalteten Hochdruckpumpe 56 fördert.

Claims

PATENTANSPRÜCHE:
Verfahren zum Ermitteln einer Leckage in einer Tankentlüftungsvorrichtung (26) eines Kraftfahrzeugs, bei welchem ein die Tankentlüftungsvorrichtung (26) zur Umgebung (32) des Kraftfahrzeugs hin absperrendes Absperrelement (28) geschlossen und die Tankentlüftungsvorrichtung (26) mit einem Unterdruck beaufschlagt wird,
dadurch gekennzeichnet, dass
der Unterdruck in einem Ansaugtrakt (12) einer Verbrennungskraftmaschine (14) des Kraftfahrzeugs erzeugt wird, indem eine Abtriebswelle (36) der Verbrennungskraftmaschine (14) in eine Drehbewegung versetzt wird, wobei die Tankentlüftungsvorrichtung (26) mit dem Ansaugtrakt (12) fluidisch verbunden wird.
Verfahren nach Anspruch 1 ,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Verbrennungskraftmaschine (14) gestartet wird, um die Abtriebswelle (36) in die Drehbewegung zu versetzen.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Abtriebswelle (36) der Verbrennungskraftmaschine (14) durch Schließen einer die Verbrennungskraftmaschine (14) mit einem elektrischen Antriebsmotor (40) des Kraftfahrzeugs koppelnden Kupplung (38) in die Drehbewegung versetzt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet, dass
auf ein Grobleck in der Tankentlüftungsvorrichtung (26) geschlossen wird, wenn sich nach dem fluidischen Koppeln der Tankentlüftungsvorrichtung (26) mit dem Ansaugtrakt (12) kein Unterdruck in der Tankent- lüftungsvorrichtung (26) einstellt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet, dass
anhand eines Abbaus des sich nach dem fluidischen Koppeln der Tankentlüftungsvorrichtung (26) mit dem Ansaugtrakt (12) einstellenden Unterdrucks in der Tankentlüftungsvorrichtung (26) auf die Größe der Leckage geschlossen wird.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet, dass
vor dem Beaufschlagen der Tankentlüftungsvorrichtung (26) mit dem Unterdruck ein Tankabsperrventil (20) geschlossen wird, welches zwischen einem Kraftstofftank (10) der Tankentlüftungsvorrichtung (26) und einer Speichereinrichtung (18) zum Speichern von gasförmigen Kohlenwasserstoffen angeordnet ist, wobei ein Druck in einem Bereich (46) der Tankentlüftungsvorrichtung (26) zwischen dem Kraftstofftank (10) und dem Tankabsperrventil (20) erfasst wird.
7. Verfahren nach Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet, dass
in zwei voneinander verschiedenen Prüfschritten
ein Bereich der Tankentlüftungsvorrichtung (26) zwischen dem Kraftstofftank ( 0) und einem Tankentlüftungsventil (22) einerseits und
- ein Bereich (48) der Tankentlüftungsvorrichtung (26) zwischen dem Tankabsperrventil (20) und dem Tankentlüftungsventil (22) andererseits
mit dem Unterdruck beaufschlagt wird, wenn der Druck in dem Bereich (46) zwischen dem Kraftstofftank (10) und dem Tankabsperrventil (20) im Wesentlichen dem Druck in der Umgebung (32) des Kraftfahrzeugs entspricht.
8. Verfahren nach Anspruch 6 oder 7,
dadurch gekennzeichnet, dass
bei geschlossenem Tankabsperrventil (20) ein Bereich (48) der Tankentlüftungsvorrichtung (26) zwischen dem Tankabsperrventil (20) und einem Tankentlüftungsventil (22) mit dem Unterdruck beaufschlagt wird, wobei auf eine Fehlfunktion des Tankabsperrventils (20) geschlossen wird, wenn nach einem Öffnen des Tankabsperrventils (20) kein Abbau des Unterdrucks stattfindet. 9. Kraftfahrzeug mit einer Tankentlüftungsvorrichtung (26), welche einen Kraftstofftank (10) und eine Entlüftungsleitung (16) umfasst, wobei die Tankentlüftungsvorrichtung (26) durch Öffnen eines Tankentlüftungsventils (22) fluidisch mit einem Ansaugtrakt (12) einer Verbrennungskraftmaschine (14) des Kraftfahrzeugs koppelbar ist, mit einem Ab- sperrelement (28), mittels welchem die Tankentlüftungsvorrichtung (26) zur Umgebung (32) des Kraftfahrzeugs hin absperrbar ist, und wobei die Tankentlüftungsvorrichtung (26) mit einem Unterdruck beaufschlagbar ist,
gekennzeichnet durch
eine Steuerungseinrichtung (44), mittels welcher zum Ermitteln einer Leckage in der Tankentlüftungsvorrichtung (26) eine Abtriebswelle (36) der Verbrennungskraftmaschine (14) in eine Drehbewegung versetzbar ist, um den Unterdruck in dem Ansaugtrakt (12) zu erzeugen.
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