WO2022228752A1 - Dichtheitsprüfung und komponentenprüfung eines tanksystems - Google Patents

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WO2022228752A1 PCT/EP2022/055148 EP2022055148W WO2022228752A1 WO 2022228752 A1 WO2022228752 A1 WO 2022228752A1 EP 2022055148 W EP2022055148 W EP 2022055148W WO 2022228752 A1 WO2022228752 A1 WO 2022228752A1
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Bruno Grimm
Kai Michael Polster
Marco MARTINS FERREIRA
Florin Dominik Korn
Christian Nichelmann
Dominic Gaussmann
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    • F02D2041/225—Leakage detection

Definitions

  • the invention relates to a method for leak testing and component testing of a tank system with a tank for holding liquid fuel, such a tank system with a control unit for leak testing and component testing of the tank system, and a vehicle with such a tank system.
  • Vehicle internal combustion engines typically run on liquid fuel such as gasoline.
  • the liquid fuel is carried in a tank and fed to the internal combustion engine in a petrol line.
  • both the tank and the components located between the tank and the internal combustion engine are tight, i. H. not only keep the liquid fuel, but also not release fuel vapors such as gasoline vapors into the environment of the vehicle.
  • Canisters are therefore known in the prior art, in particular activated carbon canisters, which are typically arranged between the tank and the internal combustion engine and are designed to absorb fuel vapors, which in turn can be fed to the internal combustion engine as fuel in certain situations, especially in gaseous form.
  • US 2014 0107906 A1 describes such a canister in a tank system. Furthermore, a two-part tank is described with a first and a second chamber, both of which can be closed in a pressure-tight manner, with liquid fuel being pumped between the chambers by means of a pump for leak testing, in order to artificially increase the pressure in one chamber and in the other Chamber to reduce the pressure in the opposite direction. However, this does not check the function of the components used for this.
  • a first aspect of the invention relates to a method for leak testing and component Technical testing of a tank system with a tank for holding liquid fuel, the tank having a first chamber with a first pressure sensor and a second chamber with a second pressure sensor, and the chambers being connected by a transfer valve and by a pump connection, with a pump on the pump connection is used to pump liquid fuel between the chambers, where at least one of the chambers is connected to an outlet with an external valve, in order to remove and/or fill liquid fuel into the tank, comprising the steps:
  • the first chamber and the second chamber are thus in principle connected to one another by two channels: on the one hand, the pump connection, which can be considered fluid-tight when the pump is at a standstill, and on the other hand, through the passage valve, which is designed in particular as a lockable hose or pipe connection. Both the pump and the passage valve can preferably be activated or opened or closed by actuating a control unit.
  • the liquid propellant can be moved between the first chamber and the second chamber through these channels.
  • the liquid fuel is preferably gasoline or another hydrocarbon-based fuel.
  • the fuel is pumped from the first chamber into the second chamber by means of the pump, which is preferably controlled accordingly by the control unit.
  • the Pump can be the system pump that provides fuel pressure to the internal combustion engine during normal operation, outside of diagnostic mode. This means that no separate diagnostic pump is required.
  • the pump can be a piston-cylinder-based pump or a turbo pump, or a vane pump, or any other pump. Before this pumping over occurs, there is advantageously such a level of liquid fuel in the first chamber and in the second chamber that there is sufficient volume of air in the second chamber to be compressed so that fuel is pumped from the first chamber to the second chamber can be.
  • Further components of the tank system can be arranged between the outer valve and the respective chamber.
  • the first pressure sensor and the second pressure sensor are advantageously always above a level of a respective chamber, so that they are never immersed in the liquid fuel. This advantageously facilitates the pressure measurement, since no hydrostatic pressure acts on a respective pressure sensor due to the liquid fuel.
  • the components tested during the component test serve in particular to carry out the leak test of the tank system.
  • By checking whether the pressure difference between the chambers decreases after the passage valve has opened it can be checked whether the passage valve has opened correctly.
  • By checking whether the pressure in the first chamber and the pressure in the second chamber completely equalize over a long period of time it is possible to check whether, firstly, the flow control valve has opened correctly and, secondly, whether the pressure sensors are working correctly If the pressure drops sufficiently quickly, it can be assumed that the gate valve is functioning correctly, but if the pressures do not equalize over the long term, defective pressure sensors can be assumed, since a constant, stationary offset occurs, which should not occur when the gate valve is correctly open.
  • the passage valve before fuel is pumped from the first chamber into the second chamber, the passage valve is opened without the pump being active, so that the same level of fuel and the same pressure distribution over the first chamber and in the second chamber the height of the chambers prevails, with the pressure recorded by the first pressure sensor and the pressure measured by the second pressure sensor being compared and, if there is a deviation, a fault in the passage valve or in the first and/or second pressure sensor is detected.
  • the two chambers before pumping over, the two chambers are in communication with one another and are in equilibrium with one another when the passage valve is correctly open. If a different result is detected due to a deviation between the measurement of the first pressure sensor and the measurement of the second pressure sensor, it can be concluded that either the through-flow valve is still closed by mistake or one of the pressure sensors is delivering incorrect results.
  • a pressure increase during the specified period of time in the first chamber and a pressure drop during the specified period of time in the second chamber compared with a respective limit value and the respective pressure is regarded as constant if the respective limit value is not exceeded.
  • a leak is detected in one of the chambers when the limit value for one of the chambers is fallen below and when the limit value for the other chamber is exceeded, and when the limit values for both chambers are simultaneously exceeded, a defect in the passage valve is detected.
  • the origin of a defect can advantageously be determined, since in the first case, when one limit value is complied with but not complied with for the other chamber, the chamber with the non-compliance limit value is obviously defective. If both limit values are exceeded at the same time, it can be assumed that there is a defect in the passage valve.
  • a pressure difference is determined at the first pressure sensor with regard to the points in time before and after pumping over and from this a theoretical pressure difference is determined at the second pressure sensor with regard to the same points in time and compared with the actual pressure difference determined by the second pressure sensor with regard to the same points in time.
  • a pressure difference is determined at the second pressure sensor with regard to the points in time before and after pumping over, and from this a theoretical pressure difference is determined at the first pressure sensor with regard to the same points in time and compared with the actual pressure difference determined by the first pressure sensor with regard to the same points in time.
  • thermodynamic model for pressure increase through volume reduction assume that the liquid fuel is incompressible, while the remaining air in the respective chamber is compressible. According to these specific embodiments, a defect in at least one of the pressure sensors can be inferred.
  • a check is made based on a pressure detected at the first pressure sensor and/or a pressure detected at the second pressure sensor as to whether the pressure difference between the chambers is decreasing sufficiently quickly.
  • empirical or theoretically determined values are stored in a control unit, which are compared with the pressure profile over time in the chambers.
  • the pressure reduction occurs in particular in a non-linear manner, that is to say faster with higher pressure differences than with lower pressure differences, so that the initial pressure difference is taken into account when checking the rate of reduction of the pressure difference. If the reduction in pressure difference does not occur as quickly as expected when the flow control valve is supposed to be open, it can be concluded that the flow control valve is defective, for example, it is not fully open.
  • an open passage valve and/or a defective pump is detected if, after the pumping has stopped, the pressure detected by the first pressure sensor and the pressure detected by the second pressure sensor are the same.
  • the method steps are repeated several times.
  • the method also has the step:
  • the pressure detected by the first pressure sensor is equal to the pressure detected by the second pressure sensor and is equal to the atmospheric pressure of the area surrounding the tank system.
  • a further aspect of the invention relates to a vehicle with a tank system as described above and below.
  • Fig. 2 A method for leak testing and component testing of the tank system from Fig. 1.
  • Fig. 1 shows a tank system 1 with a tank, the tank serving to hold liquid fuel and having a first chamber 3 with a first pressure sensor 7 and a second chamber 5 with a second pressure sensor 9 .
  • Each chamber in the tank is one-third filled with liquid fuel such as gasoline.
  • the chambers 3 , 5 are connected in principle by a passage valve 11 and by a pump connection 13 .
  • a turbo pump 15 of the pump connection 13 is ready to pump the liquid fuel between the chambers 3.5.
  • an outlet is arranged, which has a closable external valve 17 outside of the chambers 3.5. Liquid propellant can be removed from or added to the tank through the outlet.
  • FIG. 2 shows a method for leak testing and component testing of the tank system 1 from FIG. 1.
  • the tank system 1 additionally has a control unit (not shown) for leak testing and component testing of the tank system 1. The following steps are carried out with the control unit, which lead to different states of the tank system 1, which are shown in FIG. 2 in the two partial images:

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Dichtheitsprüfung eines Tanksystems (1), wobei ein Tank eine erste Kammer (3) mit einem ersten Drucksensor (7) und eine zweite Kammer (5) mit einem zweiten Drucksensor (9) aufweist und die Kammern (3, 5) durch ein Durchlassventil (11) und durch eine Pumpenverbindung (13) verbunden sind, und der Tank mit einem Außenventil (17) verbunden ist, mit: - Umpumpen (S1) von Treibstoff von der ersten (3) in die zweite Kammer (5) mit geschlossenem Außenventil (17) und Durchlassventil (11) durch eine Pumpe (15), sodass sich in der ersten Kammer (3) ein Unterdruck und in der zweiten Kammer (5) ein Überdruck aufbaut, - Öffnen (S3) des Durchlassventils (11) und Prüfen, ob sich die Druckdifferenz abbaut, - Prüfen (S4), ob sich der Druck in der ersten Kammer (3) und der Druck in der zweiten Kammer (5) auf lange Zeiten vollständig angleichen.

Description

DICHTHEITSPRÜFUNG UND KOMPONENTENPRÜFUNG EINES TANKSYSTEMS
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Dichtheitsprüfung und Komponentenprüfung eines Tanksystems mit einem Tank zum Aufnehmen von flüssigem Treibstoff, ein solches Tank system mit einer Steuereinheit zur Dichtheitsprüfung und Komponentenprüfung des Tank systems, sowie ein Fahrzeug mit einem solchen Tanksystem.
Verbrennungsmotoren von Fahrzeugen werden typischerweise mit flüssigem Treibstoff wie Benzin betrieben. Der flüssige Treibstoff wird in einem Tank mitgeführt und in einer Benzinleitung zum Verbrennungsmotor geführt. Aus Umweltschutzgründen und aus Si cherheitsgründen ist es dabei wichtig, dass sowohl der Tank wie auch zwischen dem Tank und dem Verbrennungsmotor liegende Komponenten dicht sind, d. h. nicht nur den flüssigen Treibstoff halten, sondern auch Treibstoffdämpfe wie Benzindämpfe nicht in die Umgebung des Fahrzeugs entlassen. Im Stand der Technik sind daher Kanister bekannt, insbesondere Aktivkohlekanister, die typischerweise zwischen Tank und Verbrennungs motor angeordnet sind und dazu ausgeführt sind, Treibstoffdämpfe aufzunehmen, die in bestimmten Situationen wiederum dem Verbrennungsmotor als Treibstoff zugeführt wer den können, insbesondere in gasförmiger Form.
Die US 2014 0107906 A1 beschreibt einen solchen Kanister in einem Tanksystem. Ferner wird ein zweiteiliger Tank mit einer ersten und einer zweiten Kammer beschrieben, die beide druckdicht verschließbar sind, wobei zur Dichtheitsprüfung mittels einer Pumpe flüs siger Treibstoff zwischen den Kammern gepumpt werden kann, um so künstlich in einer Kammer den Druck zu erhöhen und in der anderen Kammer den Druck gegenläufig dazu zu verringern. Hierdurch werden jedoch nicht die dafür verwendeten Komponenten auf ihre Funktion geprüft.
Es ist daher eine Aufgabe der Erfindung, eine Dichtheitsprüfung eines Tanksystems, ins besondere für ein Fahrzeug, zu verbessern und die dafür verwendeten Komponenten ebenfalls zu prüfen.
Die Erfindung ergibt sich aus den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche. Vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
Ein erster Aspekt der Erfindung betrifft ein Verfahren zur Dichtheitsprüfung und Kompo- nentenprüfung eines Tanksystems mit einem Tank zum Aufnehmen von flüssigem Treib stoff, wobei der Tank eine erste Kammer mit einem ersten Drucksensor und eine zweite Kammer mit einem zweiten Drucksensor aufweist und die Kammern durch ein Durchlass ventil und durch eine Pumpenverbindung verbunden sind, wobei eine Pumpe an der Pum penverbindung dazu dient, flüssigen Treibstoff zwischen den Kammern umzupumpen, wo bei zumindest eine der Kammern mit einem Auslass mit Außenventil verbunden ist, um flüssigen Treibstoff dem Tank zu entnehmen und/oder einzufüllen, aufweisend die Schritte:
- Umpumpen von Treibstoff von der ersten Kammer in die zweite Kammer mit geschlosse nem Außenventil und geschlossenem Durchlassventil, sodass sich in der ersten Kammer ein Unterdrück und in der zweiten Kammer ein Überdruck aufbaut,
- Stoppen des Umpumpens, wenn eine vorgegebene Druckdifferenz zwischen den Kam mern oder ein vorgegebener Absolutdruck in einer der Kammern gemäß dem ersten Drucksensor und/oder dem zweiten Drucksensor erreicht ist, und Geschlossenhalten des Außenventils und des Durchlassventils für eine vorgegebene Zeitdauer, und Prüfen, ob die Druckdifferenz zwischen den Kammern oder ein Absolutdruck über die vorgegebene Zeitdauer konstant bleibt,
- Öffnen des Durchlassventils nach Ablauf der vorgegebenen Zeitdauer und Prüfen, ob sich die Druckdifferenz zwischen den Kammern abbaut,
- Prüfen gemäß einem mit dem ersten Drucksensor erfassten Druck und/oder einem mit dem zweiten Drucksensor erfassten Druck, ob sich der Druck in der ersten Kammer und der Druck in der zweiten Kammer auf lange Zeiten vollständig angleichen.
Die erste Kammer und die zweite Kammer sind somit prinzipiell durch zwei Kanäle mitei nander verbunden: Einerseits die Pumpenverbindung, die jedoch beim Stillstand der Pumpe als fluiddicht betrachtet werden kann, andererseits durch das Durchlassventil, das insbesondere als eine abschließbare Schlauch- oder Rohrverbindung ausgeführt ist. Be vorzugt kann sowohl die Pumpe als auch das Durchlassventil durch die Ansteuerung ei ner Steuereinheit aktiviert bzw. geöffnet oder verschlossen werden.
Durch diese Kanäle kann der flüssige Treibstoff zwischen der ersten Kammer und der zweiten Kammer bewegt werden. Der flüssige Treibstoff ist bevorzugt Benzin oder ein an derer kohlenwasserstoffbasierter Treibstoff.
Das Umpumpen von Treibstoff von der ersten Kammer in die zweite Kammer erfolgt mit tels der Pumpe, die bevorzugt von der Steuereinheit entsprechend angesteuert wird. Die Pumpe kann die Systempumpe sein, die beim normalen Betrieb, außerhalb des Diagno semodus, den Kraftstoffdruck zum Verbrennungsmotor zur Verfügung stellt. Somit ist keine separate Diagnosepumpe notwendig. Die Pumpe kann eine Kolben-Zylinder ba sierte Pumpe oder eine Turbopumpe, oder eine Flügelzellenpumpe, oder jede beliebige andere Pumpe sein. Bevor dieses Umpumpen erfolgt, ist vorteilhaft in der ersten Kammer und in der zweiten Kammer ein solcher Pegel von flüssigem Treibstoff vorhanden, dass in der zweiten Kammer ausreichend Luftvolumen vorhanden ist, das komprimiert werden kann, sodass Treibstoff aus der ersten Kammer in die zweite Kammer gepumpt werden kann.
Zwischen dem Außenventil und der jeweiligen Kammer können noch weitere Komponen ten des Tanksystems angeordnet sein. Beispielsweise der in der Einleitung genannte Ka nister zum Aufnehmen von Treibstoffdämpfen, entsprechende Leitungen dazwischen, o- der Ähnliches. Dementsprechend kann die Dichtheit des Tanksystems bis hin zum Au ßenventil geprüft werden.
Der erste Drucksensor und der zweite Drucksensor befinden sich vorteilhaft durchgehend oberhalb eines Pegelstands einer jeweiligen Kammer, sodass sie nie in den flüssigen Treibstoff eingetaucht sind. Dies erleichtert vorteilhaft die Druckmessung, da kein hydro statischer Druck durch den flüssigen Treibstoff auf einen jeweiligen Drucksensor wirkt.
Die bei der Komponentenprüfung geprüften Komponenten dienen insbesondere dazu, die Dichtheitsprüfung des Tanksystems durchzuführen. Durch das Prüfen, ob sich die Druck differenz zwischen den Kammern nach dem Öffnen des Durchlassventils abbaut, kann geprüft werden, ob das Durchlassventil sich korrekt geöffnet hat. Durch das Prüfen, ob sich der Druck in der ersten Kammer und der Druck in der zweiten Kammer auf lange Zei ten vollständig angleichen, kann geprüft werden, ob erstens das Durchlassventil sich kor rekt geöffnet hat und zweitens, ob die Drucksensoren korrekt arbeiten, da bei ausreichend schnellem Druckabbau von einem korrekten Funktionieren des Durchlassventils ausge gangen werden kann, wenn sich langfristig jedoch die Drücke nicht angleichen, von defek ten Drucksensoren ausgegangen werden kann, da ein konstanter stationärer Versatz auf- tritt, wo er bei korrekt geöffnetem Durchlassventil nicht auftreten dürfte.
Es ist daher eine vorteilhafte Wirkung der Erfindung, dass nicht nur eine Dichtheitsprüfung des Tanksystems erfolgt, sondern auch zur Dichtheitsprüfung verwendete Komponenten mitgeprüft werden. Solche Fälle werden daher eingeschlossen, in denen eine Dichtheit durch ein Prüfungsverfahren erkannt wird, während jedoch der Tank nicht dicht ist und das falsche Ergebnis durch defekte Komponenten ermittelt wurde. Ferner kann der Fall auftreten, dass der Tank mit beiden Kammern und den umliegenden Komponenten tat sächlich dicht ist, jedoch die Komponenten zur Prüfung defekt sind und ausgetauscht wer den müssen. Beide Fälle werden durch das erfindungsgemäße Verfahren abgedeckt, so- dass eine Dichtheitsprüfung und eine Komponentenprüfung für die Dichtheitsprüfung des Tanksystems erfolgt.
Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform ist vor dem Umpumpen von T reibstoff von der ersten Kammer in die zweite Kammer das Durchlassventil geöffnet, ohne dass die Pumpe aktiv ist, sodass in der ersten Kammer und in der zweiten Kammer ein gleicher Pegel von Treibstoff und die gleiche Druckverteilung über die Höhe der Kammern vor herrscht, wobei der vom ersten Drucksensor und der vom zweiten Drucksensor jeweils er fasste Druck verglichen wird und bei einer Abweichung ein Fehler im Durchlassventil oder im ersten und/oder zweiten Drucksensor erkannt wird. Vor dem Umpumpen befinden sich gemäß dieser Ausführungsform die beiden Kammern in Kommunikation miteinander und bei korrekt geöffnetem Durchlassventil im Gleichgewicht miteinander. Wird ein davon ab weichendes Ergebnis durch eine Abweichung von der Messung des ersten Drucksensors von der Messung des zweiten Drucksensors erfasst, kann darauf geschlossen werden, dass entweder das Durchlassventil fälschlicherweise noch verschlossen ist oder einer der Drucksensoren falsche Ergebnisse liefert.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform wird beim Prüfen, ob die Druckdiffe renz zwischen den Kammern oder ein Absolutdruck über die vorgegebene Zeitdauer nach dem Umpumpen konstant bleibt, ein Druckanstieg während der vorgegebenen Zeitdauer in der ersten Kammer und ein Druckabfall während der vorgegebenen Zeitdauer in der zweiten Kammer mit einem jeweiligen Grenzwert verglichen und der jeweilige Druck als konstant angesehen wird, wenn der jeweilige Grenzwert nicht überschritten wird.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform wird beim Unterschreiten des Grenzwerts für eine der Kammern und beim Überschreiten des Grenzwerts für die andere der Kammern ein Leck in einer der Kammern festgestellt und beim gleichzeitigen Über schreiten der Grenzwerte für beide Kammern ein Defekt am Durchlassventil festgestellt. Vorteilhaft kann gemäß dieser Ausführungsform der Ursprung eines Defekts festgestellt werden, da im ersten Fall, wenn der eine Grenzwert eingehalten wird, der für die andere Kammer aber nicht eingehalten wird, offenbar diejenige Kammer mit dem nicht eingehal tenen Grenzwert defekt ist. Werden beide Grenzwerte gleichzeitig überschritten, kann da von ausgegangen werden, dass ein Defekt am Durchlassventil vorliegt. Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform wird eine Druckdifferenz an dem ersten Drucksensor bezüglich der Zeitpunkte vor und nach dem Umpumpen ermittelt und daraus eine theoretische Druckdifferenz am zweiten Drucksensor bezüglich der gleichen Zeitpunkte ermittelt und mit der vom zweiten Drucksensor ermittelten tatsächlichen Druck differenz bezüglich der gleichen Zeitpunkte verglichen.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform wird eine Druckdifferenz an dem zweiten Drucksensor bezüglich der Zeitpunkte vor und nach dem Umpumpen ermittelt und daraus eine theoretische Druckdifferenz am ersten Drucksensor bezüglich der glei chen Zeitpunkte ermittelt und mit der vom ersten Drucksensor ermittelten tatsächlichen Druckdifferenz bezüglich der gleichen Zeitpunkte verglichen.
Die theoretische Ermittlung in den beiden vorgenannten Ausführungsformen für einen Drucksensor auf Basis der Messungen des jeweils anderen Drucksensors erfolgt bevor zugt mittels eines thermodynamischen Modells zur Druckzunahme durch Volumenverklei nerung. Es wird in diesen Modellen insbesondere davon ausgegangen, dass der flüssige Treibstoff inkompressibel ist, während die übrige Luft in der jeweiligen Kammer kompres- sibel ist. Gemäß diesen Ausführungsformen kann auf einen Defekt an zumindest einem der Drucksensoren geschlossen werden.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform wird beim Öffnen des Durchlassven tils nach Ablauf der vorgegebenen Zeitdauer abhängig von einem am ersten Drucksensor erfassten Druck und/oder von einem am zweiten Drucksensor erfassten Druck geprüft, ob sich die Druckdifferenz zwischen den Kammern ausreichend schnell abbaut. Hierfür sind insbesondere in einer Steuereinheit empirische oder theoretisch ermittelte Werte abge speichert, die mit dem zeitlichen Druckverlauf in den Kammern verglichen werden. Der Druckabbau erfolgt insbesondere nichtlinear, das heißt mit höheren Druckdifferenzen schneller als bei geringeren Druckdifferenzen, sodass bei der Prüfung der Geschwindig keit des Abbaus der Druckdifferenz die initiale Druckdifferenz berücksichtigt wird. Erfolgt der Abbau der Druckdifferenz bei vermeintlich geöffnetem Durchlassventil nicht wie erwar tet ausreichend schnell, so kann auf ein defektes Durchlassventil geschlossen werden, das beispielsweise nicht vollständig geöffnet ist.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform wird ein offenes Durchlassventil und/oder eine defekte Pumpe erkannt, wenn nach dem Stoppen des Umpumpens der vom ersten Drucksensor erfasste Druck und der vom zweiten Drucksensor erfasste Druck gleich sind.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform werden die Verfahrensschritte mehrfach wiederholt.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform weist das Verfahren weiterhin den Schritt auf:
- Öffnen des Durchlassventils und des Außenventils und Prüfen, ob der vom ersten Drucksensor erfasste Druck gleich der vom zweiten Drucksensor erfasste Druck ist, und Erkennen eines Fehlers im ersten Drucksensor und/oder zweiten Drucksensor, wenn eine Abweichung vorliegt.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform wird geprüft, ob der vom ersten Drucksensor erfasste Druck gleich der vom zweiten Drucksensor erfasste Druck gleich dem Atmosphärendruck der Umgebung des Tanksystems ist.
Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft ein Tanksystem mit einem Tank und einer Steu ereinheit zur Dichtheitsprüfung und Komponentenprüfung des Tanksystems, wobei der Tank zum Aufnehmen von flüssigem Treibstoff dient und eine erste Kammer mit einem ersten Drucksensor und eine zweite Kammer mit einem zweiten Drucksensor aufweist und die Kammern durch ein Durchlassventil und durch eine Pumpenverbindung verbun den sind, wobei eine Pumpe der Pumpenverbindung dazu dient, flüssigen Treibstoff zwi schen den Kammern umzupumpen, wobei zumindest eine der Kammern mit einem Aus lass mit Außenventil verbunden ist, um flüssigen Treibstoff dem Tank zu entnehmen und/oder einzufüllen, wobei die Steuereinheit dazu ausgeführt ist die Pumpe zum Um pumpen von Treibstoff von der ersten Kammer in die zweite Kammer mit geschlossenem Außenventil und geschlossenem Durchlassventil anzusteuern, sodass sich in der ersten Kammer ein Unterdrück und in der zweiten Kammer ein Überdruck aufbaut, das Umpum pen zu stoppen, wenn eine vorgegebene Druckdifferenz zwischen den Kammern oder ein vorgegebener Absolutdruck in einer der Kammern gemäß dem ersten Drucksensor und/o der dem zweiten Drucksensor erreicht ist, und wobei die Steuereinheit ferner zum Ge schlossenhalten des Außenventils und des Durchlassventils für eine vorgegebene Zeit dauer und zum Prüfen ausgeführt ist, ob die Druckdifferenz zwischen den Kammern oder ein Absolutdruck über die vorgegebene Zeitdauer konstant bleibt, sowie zum Öffnen des Durchlassventils nach Ablauf der vorgegebenen Zeitdauer und zum Prüfen, ob sich die Druckdifferenz zwischen den Kammern abbaut, und zum Prüfen gemäß einem mit dem ersten Drucksensor erfassten Druck und/oder einem mit dem zweiten Drucksensor erfass ten Druck, ob sich der Druck in der ersten Kammer und der Druck in der zweiten Kammer auf lange Zeiten vollständig angleichen.
Vorteile und bevorzugte Weiterbildungen des vorgeschlagenen Tanksystems ergeben sich durch eine analoge und sinngemäße Übertragung der im Zusammenhang mit dem vorgeschlagenen Verfahren vorstehend gemachten Ausführungen.
Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft ein Fahrzeug mit einem Tanksystem wie oben und im Folgenden beschrieben.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten ergeben sich aus der nachfolgenden Be schreibung, in der - gegebenenfalls unter Bezug auf die Zeichnung - zumindest ein Aus führungsbeispiel im Einzelnen beschrieben ist. Gleiche, ähnliche und/oder funktionsglei che Teile sind mit gleichen Bezugszeichen versehen.
Es zeigen:
Fig. 1: Ein Tanksystem gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung.
Fig. 2: Ein Verfahren zur Dichtheitsprüfung und Komponentenprüfung des Tanksystems aus der Fig. 1.
Die Darstellungen in den Figuren sind schematisch und nicht maßstäblich.
Fig. 1 zeigt ein Tanksystem 1 mit einem Tank, wobei der Tank zum Aufnehmen von flüssi gem Treibstoff dient und eine erste Kammer 3 mit einem ersten Drucksensor 7 und eine zweite Kammer 5 mit einem zweiten Drucksensor 9 aufweist. Der Tank ist in jeder Kam mer zu einem Drittel gefüllt mit flüssigem Treibstoff wie Benzin. Die Kammern 3,5 sind prinzipiell durch ein Durchlassventil 11 und durch eine Pumpenverbindung 13 verbunden. Eine Turbo-Pumpe 15 der Pumpenverbindung 13 steht dazu bereit, den flüssigen Treib stoff zwischen den Kammern 3,5 umzupumpen. An der ersten Kammer 3 ist ein Auslass angeordnet, der außerhalb der Kammern 3,5 ein absperrbares Außenventil 17 aufweist. Durch den Auslass kann flüssiger Treibstoff dem Tank entnommen werden oder diesem zugefügt werden. Der gezeigte Auslass ist auch stellvertretend für getrennte Auslässe zu verstehen, einen für die Entnahme von Treibstoff aus dem Tank zur Zuführung an einen Verbrennungsmotor und einen Auslass, um Treibstoff in den Tank nachzufüllen. Fig. 2 zeigt ein Verfahren zur Dichtheitsprüfung und Komponentenprüfung des Tanksys tems 1 aus Fig. 1. Das Tanksystem 1 weist zusätzlich eine Steuereinheit (nicht darge stellt) zur Dichtheitsprüfung und Komponentenprüfung des Tanksystems 1 auf. Mit der Steuereinheit werden die folgenden Schritte ausgeführt, die zu verschiedenen Zuständen des Tanksystems 1 führen, die in der Fig. 2 in den zwei Teilbildern dargestellt sind:
- Umpumpen S1 von Treibstoff von der ersten Kammer 3 in die zweite Kammer 5 mit ge schlossenem Außenventil 17 und geschlossenem Durchlassventil 11 , sodass sich in der ersten Kammer 3 ein Unterdrück und in der zweiten Kammer 5 ein Überdruck aufbaut,
- Stoppen S2 des Umpumpens, wenn eine vorgegebene Druckdifferenz zwischen den Kammern 3,5 oder ein vorgegebener Absolutdruck in einer der Kammern 3,5 gemäß dem ersten Drucksensor 7 und/oder dem zweiten Drucksensor 9 erreicht ist, und Geschlossen halten des Außenventils 17 und des Durchlassventils 11 für eine vorgegebene Zeitdauer, und Prüfen, ob die Druckdifferenz zwischen den Kammern 3,5 oder ein Absolutdruck über die vorgegebene Zeitdauer konstant bleibt,
- Öffnen S3 des Durchlassventils 11 nach Ablauf der vorgegebenen Zeitdauer und Prüfen, ob sich die Druckdifferenz zwischen den Kammern 3,5 abbaut,
- Prüfen S4 gemäß einem mit dem ersten Drucksensor 7 erfassten Druck und/oder einem mit dem zweiten Drucksensor 9 erfassten Druck, ob sich der Druck in der ersten Kammer 3 und der Druck in der zweiten Kammer 5 auf lange Zeiten vollständig angleichen.
- Öffnen S5 des Durchlassventils 11 und des Außenventils 17 und Prüfen, ob der vom ersten Drucksensor 7 erfasste Druck gleich der vom zweiten Drucksensor 9 erfasste Druck ist, und Erkennen eines Fehlers im ersten Drucksensor 7 und/oder zweiten Druck sensor 9, wenn eine Abweichung vorliegt.
Obwohl die Erfindung im Detail durch bevorzugte Ausführungsbeispiele näher illustriert und erläutert wurde, so ist die Erfindung nicht durch die offenbarten Beispiele einge schränkt und andere Variationen können vom Fachmann hieraus abgeleitet werden, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen. Es ist daher klar, dass eine Vielzahl von Variationsmöglichkeiten existiert. Es ist ebenfalls klar, dass beispielhaft genannte Ausfüh rungsformen wirklich nur Beispiele darstellen, die nicht in irgendeiner Weise als Begren zung etwa des Schutzbereichs, der Anwendungsmöglichkeiten oder der Konfiguration der Erfindung aufzufassen sind. Vielmehr versetzen die vorhergehende Beschreibung und die Figurenbeschreibung den Fachmann in die Lage, die beispielhaften Ausführungsformen konkret umzusetzen, wobei der Fachmann in Kenntnis des offenbarten Erfindungsgedan kens vielfältige Änderungen, beispielsweise hinsichtlich der Funktion oder der Anordnung einzelner, in einer beispielhaften Ausführungsform genannter Elemente, vornehmen kann, ohne den Schutzbereich zu verlassen, der durch die Ansprüche und deren rechtliche Ent sprechungen, wie etwa weitergehende Erläuterungen in der Beschreibung, definiert wird.
Bezugszeichenliste 1 T anksystem
3 erste Kammer
5 zweite Kammer
7 erster Drucksensor
9 zweiter Drucksensor 11 Durchlassventil
13 Pumpenverbindung
15 Pumpe
17 Außenventil S1 Umpumpen
52 Stoppen
53 Öffnen
54 Prüfen
55 Öffnen

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zur Dichtheitsprüfung und Komponentenprüfung eines Tanksystems (1) mit einem Tank zum Aufnehmen von flüssigem Treibstoff, wobei der Tank eine erste Kammer (3) mit einem ersten Drucksensor (7) und eine zweite Kammer (5) mit ei nem zweiten Drucksensor (9) aufweist und die Kammern (3,5) durch ein Durchlass ventil (11) und durch eine Pumpenverbindung (13) verbunden sind, wobei eine Pumpe (15) an der Pumpenverbindung (13) dazu dient, flüssigen Treibstoff zwi schen den Kammern (3,5) umzupumpen, wobei zumindest eine der Kammern (3,5) mit einem Auslass mit Außenventil (17) verbunden ist, um flüssigen Treibstoff dem Tank zu entnehmen und/oder einzufüllen, aufweisend die Schritte:
- Umpumpen (S1) von Treibstoff von der ersten Kammer (3) in die zweite Kammer (5) mit geschlossenem Außenventil (17) und geschlossenem Durchlassventil (11), sodass sich in der ersten Kammer (3) ein Unterdrück und in der zweiten Kammer (5) ein Überdruck aufbaut,
- Stoppen (S2) des Umpumpens, wenn eine vorgegebene Druckdifferenz zwischen den Kammern (3,5) oder ein vorgegebener Absolutdruck in einer der Kammern (3,5) gemäß dem ersten Drucksensor (7) und/oder dem zweiten Drucksensor (9) erreicht ist, und Geschlossenhalten des Außenventils (17) und des Durchlassventils (11) für eine vorgegebene Zeitdauer, und Prüfen, ob die Druckdifferenz zwischen den Kam mern (3,5) oder ein Absolutdruck über die vorgegebene Zeitdauer konstant bleibt,
- Öffnen (S3) des Durchlassventils (11) nach Ablauf der vorgegebenen Zeitdauer und Prüfen, ob sich die Druckdifferenz zwischen den Kammern (3,5) abbaut,
- Prüfen (S4) gemäß einem mit dem ersten Drucksensor (7) erfassten Druck und/o der einem mit dem zweiten Drucksensor (9) erfassten Druck, ob sich der Druck in der ersten Kammer (3) und der Druck in der zweiten Kammer (5) auf lange Zeiten vollständig angleichen.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , wobei vor dem Umpumpen von Treibstoff von der ersten Kammer (3) in die zweite Kammer (5) das Durchlassventil (11) geöffnet ist, ohne dass die Pumpe (15) aktiv ist, sodass in der ersten Kammer (3) und in der zweiten Kammer (5) ein gleicher Pe gel von Treibstoff und die gleiche Druckverteilung über die Höhe der Kammern (3,5) vorherrscht, wobei der vom ersten Drucksensor (7) und der vom zweiten Druck sensor (9) jeweils erfasste Druck verglichen wird und bei einer Abweichung ein Feh ler im Durchlassventil (11) oder im ersten und/oder zweiten Drucksensor (9) erkannt wird.
3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei beim Prüfen, ob die Druckdifferenz zwischen den Kammern (3,5) oder ein Ab solutdruck über die vorgegebene Zeitdauer nach dem Umpumpen konstant bleibt, ein Druckanstieg während der vorgegebenen Zeitdauer in der ersten Kammer (3) und ein Druckabfall während der vorgegebenen Zeitdauer in der zweiten Kammer (5) mit einem jeweiligen Grenzwert verglichen wird und der jeweilige Druck als kon stant angesehen wird, wenn der jeweilige Grenzwert nicht überschritten wird.
4. Verfahren nach Anspruch 3, wobei beim Unterschreiten des Grenzwerts für eine der Kammern (3,5) und beim Überschreiten des Grenzwerts für die andere der Kammern (3,5) ein Leck in einer der Kammern (3,5) festgestellt wird und beim gleichzeitigen Überschreiten der Grenzwerte für beide Kammern (3,5) ein Defekt am Durchlassventil (11) festgestellt wird.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei eine Druckdifferenz an dem ersten Drucksensor (7) bezüglich der Zeitpunkte vor und nach dem Umpumpen ermittelt wird und daraus eine theoretische Druckdif- ferenz am zweiten Drucksensor (9) bezüglich der gleichen Zeitpunkte ermittelt wird und mit der vom zweiten Drucksensor (9) ermittelten tatsächlichen Druckdifferenz bezüglich der gleichen Zeitpunkte verglichen wird.
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei eine Druckdifferenz an dem zweiten Drucksensor (9) bezüglich der Zeitpunkte vor und nach dem Umpumpen ermittelt wird und daraus eine theoretische Druckdif ferenz am ersten Drucksensor (7) bezüglich der gleichen Zeitpunkte ermittelt wird und mit der vom ersten Drucksensor (7) ermittelten tatsächlichen Druckdifferenz be züglich der gleichen Zeitpunkte verglichen wird.
7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei beim Öffnen des Durchlassventils (11) nach Ablauf der vorgegebenen Zeit dauer abhängig von einem am ersten Drucksensor (7) erfassten Druck und/oder von einem am zweiten Drucksensor (9) erfassten Druck geprüft wird, ob sich die Druck- differenz zwischen den Kammern (3,5) ausreichend schnell abbaut.
8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei ein offenes Durchlassventil (11) und/oder eine defekte Pumpe (15) erkannt wird, wenn nach dem Stoppen des Umpumpens der vom ersten Drucksensor (7) er fasste Druck und der vom zweiten Drucksensor (9) erfasste Druck gleich sind.
9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Verfahrensschritte mehrfach wiederholt werden.
10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, weiterhin aufweisend den Schritt: - Öffnen (S5) des Durchlassventils (11) und des Außenventils (17) und Prüfen, ob der vom ersten Drucksensor (7) erfasste Druck gleich der vom zweiten Drucksensor (9) erfasste Druck ist, und Erkennen eines Fehlers im ersten Drucksensor (7) und/o der zweiten Drucksensor (9), wenn eine Abweichung vorliegt.
11. Verfahren nach Anspruch 10, wobei geprüft wird, ob der vom ersten Drucksensor (7) erfasste Druck gleich der vom zweiten Drucksensor (9) erfasste Druck gleich dem Atmosphärendruck der Um gebung des Tanksystems (1) ist.
12. Tanksystem (1) mit einem Tank und einer Steuereinheit zur Dichtheitsprüfung und
Komponentenprüfung des Tanksystems (1), wobei der Tank zum Aufnehmen von flüssigem Treibstoff dient und eine erste Kammer (3) mit einem ersten Drucksensor (7) und eine zweite Kammer (5) mit einem zweiten Drucksensor (9) aufweist und die Kammern (3,5) durch ein Durchlassventil (11) und durch eine Pumpenverbindung (13) verbunden sind, wobei eine Pumpe (15) der Pumpenverbindung (13) dazu dient, flüssigen Treibstoff zwischen den Kammern (3,5) umzupumpen, wobei zumin dest eine der Kammern (3,5) mit einem Auslass mit Außenventil (17) verbunden ist, um flüssigen Treibstoff dem Tank zu entnehmen und/oder einzufüllen, wobei die Steuereinheit dazu ausgeführt ist die Pumpe (15) zum Umpumpen von Treibstoff von der ersten Kammer (3) in die zweite Kammer (5) mit geschlossenem Außenven til (17) und geschlossenem Durchlassventil (11) anzusteuern, sodass sich in der ersten Kammer (3) ein Unterdrück und in der zweiten Kammer (5) ein Überdruck aufbaut, das Umpumpen zu stoppen, wenn eine vorgegebene Druckdifferenz zwi schen den Kammern (3,5) oder ein vorgegebener Absolutdruck in einer der Kam- mern (3,5) gemäß dem ersten Drucksensor (7) und/oder dem zweiten Drucksensor
(9) erreicht ist, und wobei die Steuereinheit ferner zum Geschlossenhalten des Au ßenventils (17) und des Durchlassventils (11) für eine vorgegebene Zeitdauer und zum Prüfen ausgeführt ist, ob die Druckdifferenz zwischen den Kammern (3,5) oder ein Absolutdruck über die vorgegebene Zeitdauer konstant bleibt, sowie zum Öffnen des Durchlassventils (11) nach Ablauf der vorgegebenen Zeitdauer und zum Prüfen, ob sich die Druckdifferenz zwischen den Kammern (3,5) abbaut, und zum Prüfen gemäß einem mit dem ersten Drucksensor (7) erfassten Druck und/oder einem mit dem zweiten Drucksensor (9) erfassten Druck, ob sich der Druck in der ersten Kam mer (3) und der Druck in der zweiten Kammer (5) auf lange Zeiten vollständig an gleichen.
13. Fahrzeug mit einem Tanksystem (1) nach Anspruch 12.
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