DE102006045678A1

DE102006045678A1 - Verfahren zur Überprüfung einer Tankentlüftungsvorrichtung, Steuervorrichtung und Brennkraftmaschine

Info

Publication number: DE102006045678A1
Application number: DE102006045678A
Authority: DE
Inventors: Oliver Grunwald; Oliver Prinz
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Vitesco Technologies GmbH
Priority date: 2006-09-27
Filing date: 2006-09-27
Publication date: 2008-04-10
Anticipated expiration: 2026-09-28
Also published as: DE102006045678B4; US20100101541A1; KR101372473B1; KR20090057471A; WO2008037571A1; US8108127B2

Abstract

Die Erfindung stellt ein robustes Verfahren, eine entsprechend ausgebildete Steuervorrichtung und eine Brennkraftmaschine bereit, mit denen die Funktionsfähigkeit einer Tankentlüftungsvorrichtung bei Betrieb der Brennkraftmaschine möglich ist. Dazu wird: - die Stellung eines Druckschalters (23) der Tankentlüftungsvorrichtung erfasst, welcher den Druck in der Tankentlüftungsvorrichtung anzeigt, - ein steuerbares Tankentlüftungsventil (22), welches in einer Verbindungsleitung (21) zwischen einem Kraftstoffdämpfespeicher (17) und einem Saugrohr (12) der Brennkraftmaschine (2) angeordnet ist, bei Betrieb der Brennkraftmaschine (2) zumindest teilweise geöffnet, - nach dem Öffnen des Tankentlüftungsventils (22) die Stellung des Druckschalters (23) erneut erfasst, - die Funktionsfähigkeit der Tankentlüftungsvorrichtung (3), basierend auf einem Vergleich der Stellung des Druckschalters (23), vor dem Öffnen des Tankentlüftungsventils (22) mit der Stellung des Druckschalters (23) nach dem Öffnen des Tankentlüftungsventils (22) beurteilt.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Überprüfung einer Tankentlüftungsvorrichtung, eine Steuervorrichtung, mittels der das Verfahren ausführbar ist, und eine Brennkraftmaschine mit einer derartigen Steuervorrichtung.
Ein Verfahren zur Überprüfung einer Tankentlüftungsvorrichtung ist aus der Patentschrift US 5,263,462 bekannt.
Das Verfahren macht sich die natürliche Bildung eines Unterdrucks innerhalb der Tankentlüftungsvorrichtung bei abgeschalteter Brennkraftmaschine zunutze. Demnach wird nach Abstellen der Brennkraftmaschine die Abnahme der Kühlmitteltemperatur mittels eines Temperatursensors beobachtet. Unterschreitet die Kühlmitteltemperatur einen bestimmten Wert, so wird überprüft, ob ein in der Tankentlüftungsvorrichtung angeordneter Druckschalter geschlossen hat. Das Schließen des Druckschalters weist auf die Ausbildung des natürlichen Vakuums innerhalb der Tankentlüftungsvorrichtung hin. Bei geschlossenem Druckschalter kann daher ein Leck innerhalb der Tankentlüftungsvorrichtung ausgeschlossen werden.
Nachteilig an diesem Verfahren ist, dass es nur bei abgeschalteter Brennkraftmaschine ausgeführt werden kann, da sich die Tankentlüftungsvorrichtung nur bei abgeschalteter Brennkraftmaschine ausreichend stark abkühlt. Eine ausreichende Abkühlung tritt jedoch erst nach einer längeren Abkühldauer ein, was die Durchführbarkeit des Verfahrens auf länger andauernde Abstellphasen beschränkt. Die Ausführbarkeit des Verfahrens ist ferner auch von der Umgebungstemperatur abhängig. Bei zu hohen Umgebungstemperaturen ist die Abkühlung der Tankentlüftungsvorrichtung unzureichend für die Bildung des natürlichen Vakuums. Selbst bei ausreichender Abkühlung ist der Betrag der Druckerniedrigung relativ gering, so dass das Verfahren empfindlich gegenüber Störeinflüssen ist und einen hohen Kalibrierungsaufwand erfordert.
Es ist deshalb die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zur Überprüfung einer Tankentlüftungsvorrichtung, eine Steuervorrichtung und eine Brennkraftmaschine bereitzustellen, welche eine robuste und häufige Überprüfung der Tankentlüftungsvorrichtung der Brennkraftmaschine ermöglichen.
Diese Aufgabe wird durch das Verfahren, die Steuervorrichtung und die Brennkraftmaschine gemäß den unabhängigen Ansprüchen gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
In dem Verfahren zur Überprüfung der Funktionsfähigkeit einer Tankentlüftungsvorrichtung für eine Brennkraftmaschine gemäß dem Anspruch 1 wird zunächst die Stellung eines Druckschalters der Tankentlüftungsvorrichtung erfasst. Der Druckschalter befindet sich in einer Niederdruckstellung, falls in der Tankentlüftungsvorrichtung ein Druck herrscht, der kleiner ist als ein vorgegebener Druckgrenzwert, und andernfalls in einer Hochdruckstellung. In einer Verbindungsleitung zwischen einem Speicherbehälter für Kraftstoffdämpfe der Tankentlüftungsvorrichtung und einem Saugrohr der Brennkraftmaschine ist ein steuerbares Tankentlüftungsventil angeordnet, welches in einem geöffneten Zustand den Speicherbehälter und das Saugrohr pneumatisch verbindet und in einem geschlossenen Zustand den Speicherbehälter und das Saugrohr pneumatisch trennt. Gemäß dem Verfahren wird das steuerbare Tankentlüftungsventil bei Betrieb der Brennkraftmaschine zumindest teilweise geöffnet. Nach dem Öffnen des Tankentlüftungsventils wird die Stellung des Druckschalters erneut erfasst. Die Funktionsfähigkeit der Tankentlüftungsvorrichtung wird dann basierend auf einem Vergleich der Stellung des Druckschalters vor dem Öffnen des Tankentlüftungsventils mit der Stellung nach dem Öffnen des Tankentlüftungsventils beurteilt.
Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht eine Überprüfung der Funktionsfähigkeit der Tankentlüftungsvorrichtung während des Betriebs der Brennkraftmaschine. Da im Teillastbetrieb, dem häufigsten Betriebszustand der Brennkraftmaschine, im Saugrohr ein starker Unterdruck herrscht, kann durch Öffnen des Tankentlüftungsventils innerhalb von kürzester Zeit ein ausreichend großer Druckabfall in der Tankentlüftungsvorrichtung bewirkt werden. Die Durchführung des Verfahrens beansprucht daher wenig Zeit und kann während fast der gesamten Betriebszeit der Brennkraftmaschine durchgeführt werden. Die Häufigkeit, mit der das Verfahren durchgeführt werden kann ist daher sehr groß. Da der Unterdruck im Saugrohr gerade im Teillastbetrieb der Brennkraftmaschine entsprechend hoch ist, kann der Druck in der Tankentlüftungsvorrichtung durch geeignete Ansteuerung des Tankentlüftungsventils entsprechend stark abgesenkt werden. Dadurch ist das Verfahren unempfindlich gegenüber Schwankungen der Umgebungstemperatur, was das Verfahren störungsunempfindlich macht und den Kalibrierungsaufwand reduziert.
In einer Ausgestaltung des Verfahrens nach Anspruch 2 wird in dem Fall, dass sich der Druckschalter sowohl vor dem Öffnen des Tankentlüftungsventils als auch nach dem Öffnen des Tankentlüftungsventils in der Hochdruckstellung befindet, ein Fehler der Tankentlüftungsvorrichtung erkannt.
Aufgrund des Unterdrucks im Saugrohr ergibt sich durch das Öffnen des Tankentlüftungsventils ein Gasstrom von der Tankentlüftungsvorrichtung zum Saugrohr. In einer fehlerfreien Tankentlüftungsvorrichtung würde es dadurch zu einer Druckerniedrigung kommen, sodass der Druck in der Tankentlüftungsvorrichtung unter den Druckgrenzwert fallen würde. Unter diesen Umständen würde der Druckschalter von der Hochdruckstellung in die Niederdruckstellung umschalten. Befindet sich der Druckschalter sowohl vor als auch nach dem Öffnen des Tankentlüftungsventils in der Hochdruckstellung so gilt dies als sicherer Nachweis für einen Fehler der Tankentlüftungsvorrichtung. Als mögliche Fehler kommen beispielsweise ein defekter Druckschalter, ein defektes Tankentlüftungsventil oder ein Leck, durch welches Fremdluft unerwünscht in die Tankentlüftungsvorrichtung eindringt und somit eine Druckabnahme verhindern kann, in Frage.
In einer Ausgestaltung des Verfahrens nach Anspruch 3 wird in dem Fall, dass sich der Druckschalter vor dem Öffnen des Tankentlüftungsventils in der Hochdruckstellung befindet, das Tankentlüftungsventil bis zu einen vorgegebenen ersten Öffnungsgrad geöffnet wird. Der erste Öffnungsgrad ist derart bemessen ist, dass sich in der Tankentlüftungsvorrichtung nur dann ein Druck einstellt, der kleiner ist als der Druckgrenzwert, wenn die Tankentlüftungsvorrichtung leckfrei ist. Die Tankentlüftungsvorrichtung wird als fehlerfrei beurteilt, falls sich der Druckschalter nach dem Öffnen des Tankentlüftungsventils bis zum ersten Öffnungsgrad in der Niederdruckstellung befindet. Ansonsten wird ein Fehler der Tankentlüftungsvorrichtung erkannt.
Bei dieser Ausgestaltung des Verfahrens kann eine fehlerfreie Tankentlüftungsanlage sicher erkannt werden. Durch die geeignete Kalibrierung des ersten Öffnungsgrads wird verhindert, dass das Tankentlüftungsventil zu weit geöffnet wird, sodass der Druck in der Tankentlüftungsvorrichtung selbst dann unter den Druckgrenzwert absinkt, wenn ein Leck in der Tankentlüftungsvorrichtung vorhanden ist. Dieser Fall würde dann eintreten, wenn das Tankentlüftungsventil so weit geöffnet ist, dass der Gasstrom von der Tankentlüftungsvorrichtung über das Tankentlüftungsventil zum Saugrohr größer ist als der Fremdlufteintag über das Leck. Schaltet der Druckschalter nach Öffnen des Tankentlüftungsventils bis zum ersten Öffnungsgrad von der Hochdruckstellung in die Niederdruckstellung, so stellt dies den Nachweis für die ordnungsgemäße Funktionsfähigkeit des Tankentlüftungsventils und des Druckschalters sowie für die Dichtheit der Tankentlüftungsvorrichtung dar.
In der Ausgestaltung des Verfahrens nach Anspruch 4 wird bei Erkennen eines Fehlers der Tankentlüftungsvorrichtung das Tankentlüftungsventil bis zum einen vorgegebenen zweiten Öffnungsgrad geöffnet, welcher größer ist als der erste Öffnungsgrad. Anschließend wird die Stellung des Druckschalters nach dem Öffnen des Tankentlüftungsventils bis zum zweiten Öffnungsgrad erfasst. Falls sich der Druckschalter nach dem Öffnen des Tankentlüftungsventils bis zum zweiten Öffnungsgrad in der Niederdruckstellung befindet, wird der Fehler der Tankentlüftungsvorrichtung als Leck identifiziert wird.
Dieser Ausgestaltung des Verfahrens liegt die Erkenntnis zugrunde, dass beim Öffnen des Tankentlüftungsventils bis zum zweiten Öffnungsgrad der Gasfluss von der Tankentlüftungsvorrichtung zum Saugrohr der Brennkraftmaschine so stark ist, dass bei Vorliegen eines Lecks der Fremdlufteintrag durch dieses Leck nicht ausreicht, um ein Absinken des Drucks innerhalb der Tankentlüftungsvorrichtung unter den vorgegebenen Druckgrenzwert zu verhindern. Wird also die Stellung des Druckschalters nach dem Öffnen des Tankentlüftungsventils bis zu diesem zweiten Öffnungsgrad als die Niederdruckstellung erkannt, kann der Fehler dahingehend präzisiert werden, dass ein Leck in der Tankentlüftungsvorrichtung vorliegt. Der Druckschalter und das Tankentlüftungsventils funktionieren hingegen vorschriftsmäßig. Diese Vorgehensweise erlaubt daher eine Präzisierung des erkannten Fehlers.
Das Verfahren kann gemäß Anspruch 5 noch dahingehend ausgestaltet werden, dass der zweite Öffnungsgrad derart bemessen ist, dass sich in der Tankentlüftungsvorrichtung nur dann ein Druck einstellt, der kleiner ist als der Druckgrenzwert, wenn die Größe des Lecks kleiner ist als eine vorgegebene Größe.
Bei dieser Ausgestaltung des Verfahrens ist der zweite Öffnungsgrad derart kalibriert, dass der Fremdlufteintrag über ein vorhandenes Leck, welches kleiner ist als ein vorgegebe ner Leckgrößengrenzwert, nicht ausreicht, um den Gasabfluss von der Tankentlüftungsvorrichtung in das Saugrohr zu kompensieren. Schaltet der Druckschalter nach dem Öffnen des Tankentlüftungsventils bis zum zweiten Öffnungsgrad von der Hochdruckstellung in die Niederdruckstellung, so gilt dies als Nachweis, dass das Leck in der Tankentlüftungsvorrichtung kleiner ist als der Leckgrößengrenzwert. Diese Ausgestaltung des Verfahrens ermöglicht daher eine weitergehende Größenabschätzung des Lecks.
In einer Ausgestaltung des Verfahrens nach Anspruch 6 wird vor dem Öffnen des Tankentlüftungsventils bis zum zweiten Öffnungsgrad eine Funktionsüberprüfung des Tankentlüftungsventils durchgeführt. Das Tankentlüftungsventil wird nur dann bis zum zweiten Öffnungsgrad geöffnet, falls die Funktionsüberprüfung ergibt, dass das Tankentlüftungsventil fehlerfrei ist.
Durch diese Ausgestaltung wird sichergestellt, dass das Tankentlüftungsventil nicht in einer geschlossenen Stellung klemmt. Dies ist Voraussetzung zur Erkennung einer Leckage in der Tankentlüftungsvorrichtung.
Gemäß den Ausgestaltungen des Verfahrens nach den Ansprüchen 7 und 8 wird zur Beurteilung der Funktionsfähigkeit des Tankentlüftungsventils überprüft, ob sich nach dem Ansteuern des Tankentlüftungsventils bzw. nach dem Öffnen des Tankentlüftungsventils ein Betriebsparameter der Brennkraftmaschine ändert. Dieser Betriebsparameter kann beispielsweise der Sauerstoffgehalt des Abgases der Brennkraftmaschine sein, welcher durch einen im Abgastrakt der Brennkraftmaschine angeordneten Lambda-Sensor gemessen wird.
Durch diese Ausgestaltungen kann die Funktionsüberprüfung des Tankentlüftungsventils zuverlässig und mittels bereits in der Brennkraftmaschine vorhandenen Sensoren durchgeführt werden. Durch das Öffnen des Tankentlüftungsventils strömen Kraft stoffdämpfe von der Tankentlüftungsvorrichtung in das Saugrohr und nehmen am Verbrennungsvorgang teil. Dies hat eine Änderung der Abgaszusammensetzung zur Folge. Bleibt die Kraftstoffzusammensetzung unverändert, wird angenommen, dass das Tankentlüftungsventil in der geschlossenen Stellung klemmt.
Die Steuervorrichtung nach den Ansprüchen 9 bis 16 ist derart ausgestaltet, dass sie das Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 8 ausführen kann. Bezüglich der Vorteile wird auf die Ausführungen zu den Ansprüchen 1 bis 8 verwiesen.
Eine Brennkraftmaschine nach Anspruch 17 weist eine Steuervorrichtung nach den Ansprüchen 9 bis 16 auf. Auch hier wird bezüglich der Vorteile auf die Ausführungen zu den Ansprüchen 1 bis 8 verwiesen.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels mit Bezug auf die beigefügte Figur näher erläutert. In den Figuren sind:
1 eine schematische Darstellung eines Kraftfahrzeuges mit einer Brennkraftmaschine und einer Tankentlüftungsanlage,
2 eine schematische Detailansicht der Tankentlüftungsanlage und der Brennkraftmaschine,
3 ein Ablaufdiagramm des Verfahrens in einer allgemeinen Form
4 ein Ablaufdiagramm eines Ausführungsbeispiels des Verfahrens.
In 1 ist schematisch ein Kraftfahrzeug 1 dargestellt, welches eine Brennkraftmaschine 2 und eine Tankentlüftungsvorrichtung 3 aufweist. Die Tankentlüftungsvorrichtung 3 ist über eine Verbindungsleitung 21 mit der Brennkraftmaschine 2 verbunden. Das Kraftfahrzeug 1 umfasst ferner eine Steuervorrichtung 4, mittels welcher die Vorgänge in der Brennkraftmaschine 2 und der Tankentlüftungsvorrichtung 3 steuerbar sind. Zu diesem Zweck ist die Steuervorrichtung 4 über Daten- und Signalleitungen 5 mit der Tankentlüftungsvorrichtung 3 und der Brennkraftmaschine 2 verbunden.
In 2 sind die Tankentlüftungsvorrichtung 3, die Brennkraftmaschine 2 und die Steuervorrichtung 4 detailliert dargestellt. Aus Gründen der besseren Übersichtlichkeit ist die Darstellung auf die zur Erläuterung der Erfindung notwendigen Bestandteile beschränkt.
Die Brennkraftmaschine 2 weist einen Zylinder 6 und einen in dem Zylinder 6 auf und ab bewegbaren Kolben 7 auf. Die zur Verbrennung benötigte Frischluft wird über einen Ansaugtrakt 8 in den durch den Zylinder 6 und den Kolben 7 begrenzten Brennraum zugeführt. Der Ansaugtrakt 8 und der Brennraum werden über ein Einlassventil 9 wahlweise verbunden oder getrennt. Stromabwärts einer Ansaugöffnung 10 des Ansaugtrakts 8, an der Frischluft angesaugt wird, befindet sich eine steuerbare Drosselklappe 11, mittels welcher der Luftmassenstrom in dem Brennraum eingestellt werden kann. Stromabwärts der Drosselklappe 11 befindet sich ein Saugrohr 12. Die Verbrennungsgase werden über einen Abgastrakt 13 ausgestoßen. Der Brennraum und der Abgastrakt 13 werden über ein Auslassventil 24 wahlweise getrennt oder verbunden. Im Abgastrakt 13 ist ein Lambda-Sensor 14 angeordnet, um die Abgaszusammensetzung bzw. den Sauerstoffgehalt des Abgases zu messen.
Die Steuervorrichtung 4 ist über Daten- und Signalleitungen 5 mit dem Lambda-Sensor 14 und mit der Drosselklappe 11 verbunden. Die Steuervorrichtung 4 kann daher auf den Messwert des Lambda-Sensors 14 zugreifen und die Drosselklappe 11 ansteuern.
Die Tankentlüftungsanlage weist einen Kraftstoffvorratsbehälter 15 auf, in welchen Kraftstoff über einen Einfüllstutzen 16 zuführbar ist. Ferner ist ein Kraftstoffdämpfespeicher 17, beispielsweise ein Aktivkohlefilter, vorgesehen, welcher die Kraftstoffdämpfe adsorbiert. Der Kraftstoffdämpfespeicher 17 ist über eine weitere Verbindungsleitung 18 mit dem Kraftstoffvorratsbehälter 15 verbunden, so dass die dort entstehenden Kraftstoffdämpfe in den Kraftstoffdämpfespeicher 17 geleitet werden und dort adsorbiert werden. Der Kraftstoffdämpfespeicher 17 ist weiterhin über eine Entlüftungsleitung 19 und ein darin angeordnetes steuerbares Entlüftungsventil 20 mit der Umgebung verbindbar. Der Kraftstoffdämpfespeicher 17 ist über die Verbindungsleitung 21 und ein darin angeordnetes steuerbares Tankentlüftungsventil 22 mit dem Saugrohr 12 der Brennkraftmaschine 2 pneumatisch verbindbar. Bei geöffnetem Tankentlüftungsventil 22 ist der Kraftstoffdämpfespeicher 17 pneumatisch mit dem Saugrohr 12 verbunden, während der Kraftstoffdämpfespeicher 17 bei geschlossenem Tankentlüftungsventil 22 pneumatisch von dem Saugrohr 12 getrennt ist. Der Druck in der Tankentlüftungsanlage wird mittels eines Druckschalters 23 erfasst. Der Druckschalter 23 ist derart ausgebildet, dass er sich in einer Niederdruckstellung befindet, falls der Druck in der Tankentlüftungsvorrichtung 3 kleiner ist als ein vorgegebener Druckgrenzwert, und sich ansonsten in einer Hochdruckstellung befindet.
Das Tankentlüftungsventil 22 und das Entlüftungsventil 20 sind mit der Steuervorrichtung 4 über Daten- und Signalleitungen 5 verbunden und von dieser steuerbar. Der Öffnungsgrad des Tankentlüftungsventils 22 ist von der Steuervorrichtung 4 stufenlos einstellbar. Ferner ist der Druckschalter 23 derart über eine Daten- und Signalleitungen 5 mit der Steuervorrichtung 4 verbunden, dass diese die aktuelle Stellung des Druckschalters 23 erfassen kann.
In 3 ist das erfindungsgemäße Verfahren in einer allgemeinen Form als Ablaufdiagramm dargestellt. Nach dem Start des Verfahrens in Schritt 100 wird in Schritt 101 die Stellung des Druckschalters 23 erfasst. Anschließend wird das Tankentlüftungsventil 22 in Schritt 102 zumindest teilweise geöffnet, so dass die Tankentlüftungsvorrichtung 3 pneumatisch mit dem Saugrohr 12 gekoppelt ist. Zumindest im Teillastbetrieb der Brennkraftmaschine 2 herrscht im Saugrohr 12 Unterdruck, so dass es durch das Öffnen des Tankentlüftungsventils 22 zu einer Gasströmung von der Tankentlüftungsvorrichtung 3 bzw. vom Kraftstoffdämpfespeicher 17 zum Saugrohr 12 der Brennkraftmaschine 2 kommt. Nach einer gewissen Zeit wird in Schritt 103 die Stellung des Druckschalters 23 erneut erfasst. Die Beurteilung der Funktionsfähigkeit der Tankentlüftungsvorrichtung 3 geschieht nach Schritt 104 basierend auf einem Vergleich der Stellung des Druckschalters 23 vor dem Öffnen des Tankentlüftungsventils 22 mit der Stellung des Druckschalters 23 nach dem Öffnen des Tankentlüftungsventils 22.
Wie schon weiter oben erwähnt wurde, ermöglicht dieses Verfahren eine Funktionsüberprüfung der Tankentlüftungsvorrichtung 3 während des Betriebes der Brennkraftmaschine 2. Da die Brennkraftmaschine 2 die meiste Zeit im Teillastbetrieb, d.h. bei nur teilweise geöffneter Drosselklappe 11, betrieben wird, ist die Funktionsüberprüfung der Tankentlüftungsvorrichtung 3 fast während der gesamten Betriebszeit der Brennkraftmaschine 2 möglich. Dadurch kann die Häufigkeit der Überprüfung der Tankentlüftungsvorrichtung 3 deutlich gesteigert werden. Da ferner gerade im unteren Teillastbereich der Brennkraftmaschine 2 sehr hohe Unterdrücke im Saugrohr 12 herrschen, ist ein starker Druckabbau in der Tankentlüftungsanlage möglich, was die Überprüfung der Tankentlüftungsvorrichtung 3 stabiler macht und eine genauere Identifizierung vorhandener Defekte ermöglicht. Dies wird nachfolgend anhand des in 4 dargestellten Ausführungsbeispiels des Verfahrens deutlich.
In 4 ist ein vorteilhaftes Ausführungsbeispiel des Verfahrens zur Überprüfung des Tankentlüftungsventils 22 als Ablaufdiagramm dargestellt.
Nach dem Start des Verfahrens in Schritt 200 wird in Schritt 201 zunächst überprüft, ob die Brennkraftmaschine 2 in Betrieb ist. Ist dies nicht der Fall, so wird diese Abfrage wiederholt. Alternativ ist hier auch möglich, zu einem anderen Verfahren zur Überprüfung der Funktionsfähigkeit der Tankentlüftungsvorrichtung 3 bei Stillstand der Brennkraftmaschine 2, wie es beispielsweise aus dem Stand der Technik bekannt ist, überzuleiten.
Wird in Schritt 201 festgestellt, dass die Brennkraftmaschine 2 in Betrieb ist, wird zu Schritt 202 übergeleitet, bei dem geprüft wird, ob sich der Druckschalter 23 in der Hochdruckstellung befindet. Ist dies nicht der Fall, so wird die Abfrage wiederholt.
In dem Fall, dass sich der Druckschalter 23 in der Hochdruckstellung befindet, wird in Schritt 203 das Tankentlüftungsventil 22 bis zu einem ersten Öffnungsgrad geöffnet. Der erste Öffnungsgrad kann dabei so kalibriert sein, dass der Druck in der Tankentlüftungsvorrichtung 3 nur dann bis unterhalb des Druckgrenzwertes absinkt, falls die Tankentlüftungsvorrichtung 3 leckfrei bzw. dicht ist. Beim Öffnen des Tankentlüftungsventils 22 bis zum ersten Öffnungsgrad stellt sich ein Gasstrom von der Tankentlüftungsvorrichtung 3 bzw. dem Kraftstoffdämpfespeicher 17 in Richtung des Saugrohrs 12 ein, welcher so gering ist, dass nur in dem Fall, dass die Tankentlüftungsvorrichtung 3 kein Leck aufweist, der Druck in der Tankentlüftungseinrichtung unter den Druckgrenzwert absinkt und der Druckschalter 23 in die Niederdruckstellung umschaltet. Im Falle eines Lecks in der Tankentlüftungsvorrichtung 3 sinkt der Druck in der Tankentlüftungsvorrichtung 3 aufgrund des Fremdlufteintrags nicht unter den Druckgrenzwert ab, weshalb der Druckschalter 23 in der Hochdruckstellung verbleibt.
Nach dem Öffnen des Tankentlüftungsventils 22 bis zum ersten Öffnungsgrad wird in Schritt 204 die Stellung des Druckschalters 23 erneut erfasst und überprüft, ob sich der Druckschalter 23 in der Hochdruckstellung befindet. Ist dies nicht der Fall, d.h. der Druckschalter 23 befindet sich in der Niederdruckstellung, so kann die Tankentlüftungsvorrichtung 3 im Schritt 205 als fehlerfrei beurteilt werden. Dies ist dadurch begründbar, dass durch das Umschalten des Druckschalters 23 von der Hochdruckstellung in die Niederdruckstellung die ordnungsgemäße Funktionsfähigkeit des Druckschalters 23 erwiesen ist. Gleichzeitig ist dies auch ein Nachweis dafür, dass das Tankentlüftungsventil 22 ordnungsgemäß geöffnet hat, da sonst kein Druckabbau in der Tankentlüftungsvorrichtung 3 möglich gewesen wäre. Somit gilt auch das Tankentlüftungsventil 22 als ordnungsgemäß funktionsfähig. Da der erste Öffnungsgrad des Tankentlüftungsventils 22 derart kalibriert ist, dass ein Druckabbau in der Tankentlüftungsvorrichtung 3 unter den Druckgrenzwert und daher ein Umschalten des Druckschalters 23 in die Niederdruckstellung nur bei leckfreier Tankentlüftungsvorrichtung 3 möglich ist, ist auch die Leckfreiheit der Tankentlüftungsvorrichtung 3 durch das Einnehmen der Niederdruckstellung durch den Druckschalter 23 nachgewiesen.
Wird in Schritt 204 hingegen erkannt, dass sich der Druckschalter 23 weiterhin in der Hochdruckstellung befindet, wird in Schritt 206 eine Funktionsüberprüfung des Tankentlüftungsventils 22 durchgeführt.
Eine Funktionsüberprüfung des Tankentlüftungsventils 22 kann beispielsweise derart durchgeführt werden, dass bei Betrieb der Brennkraftmaschine 2 das Tankentlüftungsventil 22 geöffnet wird und überprüft wird, ob sich ein Betriebsparameter der Brennkraftmaschine 2 ändert. Genauer gesagt kommt es durch das Öffnen des Tankentlüftungsventils 22 zu einem Spüleffekt des Kraftstoffdämpfespeichers 17, sodass die in dem Aktivkohlefilter gespeicherten Kraftstoffdämpfe über das Saugrohr 12 und das Einlassventil 9 dem Brennraum der Brennkraftmaschine 2 zugeführt werden und an der Verbrennung teilnehmen. Die dadurch veränderte Brenngemischzusammensetzung hat auch eine veränderte Abgaszusammensetzung zu Folge, was durch den Lambda-Sensor 14 erfasst wird. Wird nach dem Öffnen des Tankentlüftungsventils 22 eine Veränderung der Abgaszusammensetzung durch den Lambda-Sensor 14 erfasst, so kann ein Klemmen des Tankentlüftungsventils 22 im geschlossenen Zustand ausgeschlossen werden und das Tankentlüftungsventil 22 als funktionsfähig beurteilt werden.
Wird in Schritt 207 erkannt, dass das Tankentlüftungsventil 22 defekt ist, so wird dies als der Fehler der Tankentlüftungsvorrichtung 3 identifiziert. Eine weitere Funktionsüberprüfung der Tankentlüftungsvorrichtung 3 ist an dieser Stelle nicht mehr weiter sinnvoll und wird daher mit Schritt 208 abgebrochen.
Wird hingegen in Schritt 207 das Tankentlüftungsventil 22 als fehlerfrei beurteilt, so wird das Tankentlüftungsventil 22 in Schritt 209 bis zu einem zweiten Öffnungsgrad, welcher größer ist als der erste Öffnungsgrad, geöffnet. Der zweite Öffnungsgrad kann dabei so kalibriert sein, dass das Tankentlüftungsventil 22 vollständig geöffnet wird, oder nur soweit, dass der Druck innerhalb der Tankentlüftungsvorrichtung 3 nur dann unterhalb des Druckgrenzwerts absinkt, wenn die Größe eines eventuellen Lecks kleiner ist als ein vorgegebener Leckgrößengrenzwert. Unter der Größe des Lecks kann dabei beispielsweise die Öffnungsfläche des Lecks verstanden werden.
In Schritt 210 wird die Stellung des Druckschalters 23 nach dem Öffnen des Tankentlüftungsventils 22 bis zum zweiten Öffnungsgrad erfasst. Befindet sich der Druckschalter 23 in der Niederdruckstellung, so wird in Schritt 211 der Fehler der Tankentlüftungsvorrichtung 3 zunächst als Leck identifiziert. Diese Feststellung ist dadurch begründbar, dass ein Defekt des Tankentlüftungsventils 22 aufgrund der vorhergehenden positiven Funktionsüberprüfung ausgeschlossen werden kann. Ferner ist durch das Umschalten des Druckschalters 23 von der Hochdruckstellung in die Niederdruckstellung auch ein Defekt des Druckschalters 23 auszuschließen. Folglich bleibt nur noch die Möglichkeit eines Lecks in der Tankentlüftungsvorrichtung 3. Durch das Umschalten des Druckschalters 23 in die Niederdruckstellung nach Öffnen des Tankentlüftungsventils 22 bis zum zweiten Öffnungsgrad kann weiterhin geschlossen werden, dass das Leck in der Tankentlüftungsanlage eine Größe aufweist, welche kleiner ist als der Leckgrößengrenzwert. Dies hängt damit zusammen, dass der Gasabfluss von der Tankentlüftungsvorrichtung 3 über das Tankentlüftungsventil 22 in das Saugrohr 12 bei einer Öffnung des Tankentlüftungsventils 22 bis zum zweiten Öffnungsgrad größer ist als der Fremdlufteintrag über das Leck. Da der Leckgrößengrenzwert beliebig kalibrierbar ist, könne Lecks mit beliebiger Größe erkannt werden.
Wird in Schritt 210 erkannt, dass sich der Druckschalter 23 in der Hochdruckstellung befindet, kann der Fehler der Tankentlüftungsvorrichtung 3 in Schritt 212 nicht näher definiert werden. Als mögliche Fehler kommen insbesondere ein Leck mit einer Größe über den Leckgrößengrenzwert, ein Fehler des Druckschalters 23 oder eine fehlende Verschlusskappe auf den Kraftstoffvorratsbehälter 15 der Tankentlüftungsvorrichtung 3 in Frage.
Das Verfahren wird in Schritt 213 beendet.
In dieser Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens kann nicht nur ein Fehler der Tankentlüftungsvorrichtung 3 bei Betrieb der Brennkraftmaschine 2 erkannt werden, sondern der Fehler kann auch näher präzisiert werden. Weiterhin kann durch geeignete Kalibrierung des ersten und zweiten Öffnungsgrades die Größe einer möglichen Leckarge grob abgeschätzt werden. Das Verfahren ist kostengünstig, da es keine zusätz lichen Komponenten benötigt, als solche, die in den meisten Brennkraftmaschinen heute standardmäßig integriert sind.

1: Kraftfahrzeug
2: Brennkraftmaschine
3: Tankentlüftungsvorrichtung
4: Steuervorrichtung
5: Daten- und Steuerleitungen
6: Zylinder
7: Kolben
8: Ansaugtrakt
9: Einlassventil
10: Ansaugöffnung
11: Drosselklappe
12: Saugrohr
13: Abgastrakt
14: Lambda-Sensor
15: Kraftstoffvorratsbehälter
16: Einfüllstutzen
17: Kraftstoffdämpfespeicher
18: Verbindungsleitung
19: Entlüftungsleitung
20: Entlüftungsventil
21: Weitere Verbindungsleitung
22: Tankentlüftungsventil
23: Druckschalter

Claims

Verfahren zur Überprüfung der Funktionsfähigkeit einer Tankentlüftungsvorrichtung (3) für eine Brennkraftmaschine (2), wobei – die Stellung eines Druckschalters (23) der Tankentlüftungsvorrichtung (3) erfasst wird, welcher sich in einer Niederdruckstellung befindet, falls der Druck in der Tankentlüftungsvorrichtung (3) kleiner ist als ein vorgegebener Druckgrenzwert, und welcher sich andernfalls in einer Hochdruckstellung befindet, – ein steuerbares Tankentlüftungsventil (22) der Tankentlüftungsvorrichtung (3), welches in einer Verbindungsleitung (21) zwischen einem Kraftstoffdämpfespeicher (17) und einem Saugrohr (12) der Brennkraftmaschine (2) angeordnet ist und in einem geöffneten Zustand den Kraftstoffdämpfespeicher (17) und das Saugrohr (12) pneumatisch verbindet und in einem geschlossenen Zustand den Kraftstoffdämpfespeicher (17) und das Saugrohr (12) pneumatisch trennt, bei Betrieb der Brennkraftmaschine (2) zumindest teilweise geöffnet wird, – nach dem Öffnen des Tankentlüftungsventils (22) die Stellung des Druckschalters (23) erneut erfasst wird, – die Funktionsfähigkeit der Tankentlüftungsvorrichtung (3) basierend auf einem Vergleich der Stellung des Druckschalters (23) vor dem Öffnen des Tankentlüftungsventils (22) mit der Stellung des Druckschalters (23) nach dem Öffnen des Tankentlüftungsventils (22) beurteilt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei in dem Fall, dass sich der Druckschalter (23) sowohl vor dem Öffnen als auch nach dem Öffnen des Tankentlüftungsventils (22) in der Hochdruckstellung befindet, ein Fehler der Tankentlüftungsvorrichtung (3) erkannt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei in dem Fall, dass sich der Druckschalter (23) vor dem Öffnen des Tankentlüftungsventils (22) in der Hochdruckstellung befindet, – das Tankentlüftungsventil (22) bis zu einen vorgegebenen ersten Öffnungsgrad geöffnet wird, welcher derart bemessen ist, dass sich in der Tankentlüftungsvorrichtung (3) nur dann ein Druck einstellt, der kleiner ist als der Druckgrenzwert, wenn die Tankentlüftungsvorrichtung (3) leckfrei ist, und – die Tankentlüftungsvorrichtung (3) als fehlerfrei beurteilt wird, falls sich der Druckschalter (23) nach dem Öffnen des Tankentlüftungsventils (22) bis zum ersten Öffnungsgrad in der Niederdruckstellung befindet, ansonsten ein Fehler der Tankentlüftungsvorrichtung (3) erkannt wird.
Verfahren nach Anspruch 3, wobei bei Erkennen eines Fehlers der Tankentlüftungsvorrichtung (3) – das Tankentlüftungsventil (22) bis zum einen vorgegebenen zweiten Öffnungsgrad geöffnet wird, welcher größer ist als der erste Öffnungsgrad, – die Stellung des Druckschalters (23) nach dem Öffnen des Tankentlüftungsventils (22) bis zum zweiten Öffnungsgrad erfasst wird, und – falls sich der Druckschalter (23) nach dem Öffnen des Tankentlüftungsventils (22) bis zum zweiten Öffnungsgrad in der Niederdruckstellung befindet, der Fehler der Tankentlüftungsvorrichtung (3) als Leck identifiziert wird.
Verfahren nach Anspruch 4, wobei – der zweite Öffnungsgrad derart bemessen ist, dass sich in der Tankentlüftungsvorrichtung (3) nur dann ein Druck einstellt, der kleiner ist als der Druckgrenzwert, wenn die Größe des Lecks kleiner ist als ein vorgegebener Leckgrößengrenzwert, und – falls die Stellung des Druckschalters (23) nach dem Öffnen des Tankentlüftungsventils (22) bis zum zweiten Öffnungsgrad als die Niederdruckstellung erkannt wird, der Fehler der Tankentlüftungsvorrichtung (3) als Leck mit einer Größe, welche kleiner ist als der Leckgrößengrenzwert, identifiziert wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 5, wobei vor dem Öffnen des Tankentlüftungsventils (22) bis zum zweiten Öffnungsgrad eine Funktionsüberprüfung des Tankentlüftungsventils (22) durchgeführt wird, und das Tankentlüftungsventil (22) nur dann bis zum zweiten Öffnungsgrad geöffnet wird, falls die Funktionsüberprüfung des Tankentlüftungsventils (22) ergibt, dass dieses fehlerfrei ist.
Verfahren nach Anspruch 6, wobei zur Funktionsüberprüfung des Tankentlüftungsventils (22) überprüft wird, ob sich nach der Ansteuerung des Tankentlüftungsventils (22) ein Betriebsparameter der Brennkraftmaschine (2) ändert.
Verfahren nach Anspruch 7, wobei es sich bei dem Betriebsparameter um den Sauerstoffgehalt des Abgases der Brennkraftmaschine (2) handelt, welcher von einem im Abgastrakt (13) der Brennkraftmaschine (2) angeordneten Lambda-Sensor (14) gemessen wird.
Steuervorrichtung (4) für ein Kraftfahrzeug (1), welche derart ausgebildet ist, dass – die Stellung eines Druckschalters (23) einer Tankentlüftungsvorrichtung (3) des Kraftfahrzeugs (1) erfasst wird, welcher sich in einer Niederdruckstellung befindet, falls der Druck in der Tankentlüftungsvorrichtung (3) kleiner ist als ein vorgegebener Druckgrenzwert, und welcher sich andernfalls in einer Hochdruckstellung befindet, – ein steuerbares Tankentlüftungsventil (22) der Tankentlüftungsvorrichtung (3), welches in einer Verbindungsleitung (21) zwischen einem Kraftstoffdämpfespeicher (17) und einem Saugrohr (12) einer Brennkraftmaschine (2) des Kraftfahrzeugs (1) angeordnet ist und in einem geöffneten Zustand den Kraftstoffdämpfespeicher (17) und das Saugrohr (12) pneumatisch verbindet und in einem geschlossenen Zustand den Kraftstoffdämpfespeicher (17) und das Saugrohr (12) pneumatisch trennt, bei Betrieb der Brennkraftmaschine (2) zumindest teilweise geöffnet wird, – nach dem Öffnen des Tankentlüftungsventils (22) die Stellung des Druckschalters (23) erneut erfasst wird, – die Funktionsfähigkeit der Tankentlüftungsvorrichtung (3) basierend auf einem Vergleich der Stellung des Druckschalters (23) vor dem Öffnen des Tankentlüftungsventils (22) mit der Stellung des Druckschalters (23) nach dem Öffnen des Tankentlüftungsventils (22) beurteilt wird.
Steuervorrichtung (4) nach Anspruch 9, wobei in dem Fall, dass sich der Druckschalter (23) sowohl vor dem Öffnen als auch nach dem Öffnen des Tankentlüftungsventils (22) in der Hochdruckstellung befindet, ein Fehler der Tankentlüftungsvorrichtung (3) erkannt wird.
Steuervorrichtung (4) nach Anspruch 9, wobei in dem Fall, dass sich der Druckschalter (23) vor dem Öffnen des Tankentlüftungsventils (22) in der Hochdruckstellung befindet, – das Tankentlüftungsventil (22) bis zu einen vorgegebenen ersten Öffnungsgrad geöffnet wird, welcher derart bemessen ist, dass sich in der Tankentlüftungsvorrichtung (3) nur dann ein Druck einstellt, der kleiner ist als der Druckgrenzwert, wenn die Tankentlüftungsvorrichtung (3) leckfrei ist, und – die Tankentlüftungsvorrichtung (3) als fehlerfrei beurteilt wird, falls sich der Druckschalter (23) nach dem Öffnen des Tankentlüftungsventils (22) bis zum ersten Öffnungsgrad in der Niederdruckstellung befindet, ansonsten ein Fehler der Tankentlüftungsvorrichtung (3) erkannt wird.
Steuervorrichtung (4) nach Anspruch 11, wobei bei Erkennen eines Fehlers der Tankentlüftungsvorrichtung (3) – das Tankentlüftungsventil (22) bis zum einen vorgegebenen zweiten Öffnungsgrad geöffnet wird, welcher größer ist als der erste Öffnungsgrad, – die Stellung des Druckschalters (23) nach dem Öffnen des Tankentlüftungsventils (22) bis zum zweiten Öffnungsgrad erfasst wird, und – falls die Stellung des Druckschalters (23) nach dem Öffnen des Tankentlüftungsventils (22) bis zum zweiten Öffnungsgrad als die Niederdruckstellung erkannt wird, der Fehler der Tankentlüftungsvorrichtung (3) als Leck identifiziert wird.
Steuervorrichtung (4) nach Anspruch 12, wobei – der zweite Öffnungsgrad derart bemessen ist, dass sich in der Tankentlüftungsvorrichtung (3) nur dann ein Druck einstellt, der kleiner ist als der Druckgrenzwert, wenn die Größe des Lecks kleiner ist als ein vorgegebener Leckgrößengrenzwert, und – falls die Stellung des Druckschalters (23) nach dem Öffnen des Tankentlüftungsventils (22) bis zum zweiten Öffnungsgrad als die Niederdruckstellung erkannt wird, der Fehler der Tankentlüftungsvorrichtung (3) als Leck mit einer Größe, welche kleiner ist als der Leckgrößengrenzwert, identifiziert wird.
Steuervorrichtung (4) nach einem der Ansprüche 12 bis 13, wobei vor dem Öffnen des Tankentlüftungsventils (22) bis zum zweiten Öffnungsgrad eine Funktionsüberprüfung des Tankentlüftungsventils (22) durchgeführt wird, und das Tankentlüftungsventil (22) nur dann bis zum zweiten Öffnungsgrad geöffnet wird, falls die Funktionsüberprüfung des Tankentlüftungsventils (22) ergibt, dass dieses fehlerfrei ist.
Steuervorrichtung (4) nach Anspruch 14, wobei zur Funktionsüberprüfung des Tankentlüftungsventils (22) überprüft wird, ob sich nach der Ansteuerung des Tankentlüftungsventils (22) ein Betriebsparameter der Brennkraftmaschine (2) ändert.
Steuervorrichtung (4) nach Anspruch 15, wobei es sich bei dem Betriebsparameter um den Sauerstoffgehalt des Abgases der Brennkraftmaschine (2) handelt, welcher von einem im Abgastrakt (13) der Brennkraftmaschine (2) angeordneten Lambda-Sensor (14) gemessen wird.
Brennkraftmaschine (2) mit einer Steuervorrichtung (4) nach einem der Ansprüche 9 bis 16.