DE19809384C2

DE19809384C2 - Verfahren zur Prüfung der Funktionsfähigkeit einer Tankentlüftungsanlage

Info

Publication number: DE19809384C2
Application number: DE19809384A
Authority: DE
Inventors: Thorsten Fritz; Andreas Blumenstock
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1998-03-05
Filing date: 1998-03-05
Publication date: 2000-01-27
Anticipated expiration: 2018-03-06
Also published as: JPH11316171A; US6131550A; GB2335047B; JP4241989B2; GB2335047A; DE19809384A1; GB9904957D0

Description

Stand der Technik

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Prüfung der Funktionsfähigkeit einer Tankentlüftungsanlage eines Fahrzeugs, umfassend einen Tank, ein Adsorptionsfilter, das mit dem Tank über eine Anschlußleitung verbunden ist und eine Belüftungsleitung aufweist, ein Tankentlüftungs ventil, das mit dem Adsorptionsfilter über eine Ventil leitung verbunden ist, bei dem mittels einer Druckquelle ein Überdruck gegenüber dem Atmosphärendruck in das Behältnis eingebracht und zur Bestimmung des Druckver laufs wenigstens einer Betriebskenngröße, vorzugsweise der Druckquelle, beim Einbringen des Überdrucks erfaßt und hieraus auf das Vorhandensein eines Lecks geschlossen wird (Dichtheitsprüfung).

Ein derartiges Verfahren und eine Vorrichtung zur Prüfung der Funktionsfähigkeit einer Tankentlüftungsanlage geht aus der DE 196 36 431.0 hervor.

Ein solches Diagnoseverfahren kann nur bei einem stehen den Fahrzeug zuverlässige Diagnoseergebnisse liefern, da bei einem fahrenden Fahrzeug die Änderung des Umgebungs druckes, beispielsweise bei einer Bergfahrt, sowie beispielsweise schwappender Kraftstoff zu große Störgrößen dar stellen.

Eine zuverlässige Leckdiagnose kann daher nur bei einem stehenden Fahrzeug ausgeführt werden. Hierbei ist jedoch nicht auszuschließen, daß das Fahrzeug gerade betankt und hierdurch ein nicht vorhandenes Leck signalisiert wird.

Aus der DE 195 36 646.8 geht ein Verfahren hervor, bei dem man zur Erkennung von Betankungsvorgängen an Behältnissen aufgrund eines für einen Betankungsvorgang charakteristischen Druckver laufs auf einen Betankungsvorgang schließt.

Problematisch bei diesem Verfahren ist es, daß ein Drucksensor im Tank vorhanden sein muß, welcher den Druckverlauf im Tank erfaßt.

Aus der US 5,499,614 ist ein Verfahren zur Prüfung der Funktionsfähigkeit einer Tankentlüftungsanlage bekannt, bei welchem mittels einer Leckerkennungspumpe ein Druck aufgebracht wird, wobei die Pumpfreuquenz erfaßt und deren zeitlicher Verlauf mit zuvor festgelegten oder gemessenen und gespeicherten Verläufen verglichen und auf das Vorhandensein eines Lecks geschlossen wird. Problematisch bei diesem Verfahren ist es, daß ein Betankungsvorgang nicht sofort, sondern erst nach Ablauf einer Zeit von über 2 Minuten erfaßt und in diesem Falle die Prüfung der Funktionsfähigkeit abgebrochen werden kann.

Aus der DE 195 02 775 C1 ist ein Verfahren zum Überprüfen der Funktionstüchtigkeit einer Tankentlüftungsanlage für ein Kraftfahrzeug bekannt, bei dem zur Leckerkennung in der Tankentlüftungsanlage mittels Über- oder Unterdruck-Luftpumpen und Vergleich der Leckströmung mit einer Bezugsleckströmung durch eine Referenzöffnung mit Hilfe eines Differenzflußmessers auf ein eventuell vorhandenes Leck geschlossen wird. Auch bei diesem Verfahren führt ein offener Tankdeckel zunächst zu einer Fehlermeldung. Es sind mehrere Prüfungen erforderlich, um einen solchen Fehlereintrag zu falsifizieren.

Aus der US 5,685,279 geht ebenfalls ein Verfahren zur Detektion eines Lecks in einer Tankentlüftungsanlage und zur Entlüftung des Tanks hervor, bei dem in Abhängigkeit von dem von einer Pumpe erzeugten Druck auf ein Leck geschlossen wird. Bei diesem Verfahren ist eine Unterscheidung eines Lecks von einem offenen Tankdeckel nicht ohne weiteres möglich.

Die EP 0 750 108 A2 offenbart ein Verfahren zur Leckerkennung. Problematisch bei diesem Verfahren ist es, daß eine Unterscheidung zwischen einem offenen Tankdeckel und einem tatsächlich vorhandenen Leck nicht ohne weiteres möglich ist.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Prüfung der Funktionsfähigkeit einer Tankentlüftungsanlage eines Fahrzeugs der gattungsgemäßen Art derart weiterzubilden, daß durch Erfassung der Betriebskenngrößen der Druckquelle auf einen Betankungsvorgang geschlossen und in diesem Falle die Dichtheitsprüfung unmittelbar abgebrochen werden kann.

Vorteile der Erfindung

Diese Aufgabe wird bei einem Verfahren zur Prüfung der Funktionsfähigkeit einer Tankentlüftungsanlage der eingangs beschriebenen Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß man den zeitlichen Verlauf der wenigstens einen Betriebskenngröße während des Stillstands des Fahrzeugs erfaßt, mit dem für einen nicht von einem Betankungsvorgang gestörten charakteristischen, zuvor gemessenen, berechneten oder geschätzten zeitlichen Verlauf der wenigstens einen Betriebskenngröße (Diagnose verlauf) vergleicht und die Dichtheitsprüfung abbricht und eine Fehlermeldung dann nicht ausgibt, wenn der erfaßte zeitliche Verlauf um einen vorgebbaren Wert von dem Diagnoseverlauf abweicht.

Durch den Vergleich des erfaßten zeitlichen Verlaufs der wenigstens einen Betriebskenngröße der Druckquelle mit einem zuvor bestimmten Diagnoseverlauf ist es möglich, Betankungsvorgänge zuverlässig zu erkennen. Wird bei spielsweise während einer Prüfung auf Funktionsfähigkeit der Tankentlüftungeanlage der Tankdeckel geöffnet, die Zapfpistole eingeführt und das Fahrzeug betankt, so ist in der Tankentlüftungsanlage ein Druckanstieg festzustel len, der sich in einer signifikanten Änderung der Betriebskenngrößen der Druckquelle bemerkbar macht. Wird dagegen während einer Diagnose, d. h. während des Ein bringens eines Überdrucke durch die Druckquelle in die Tankentlüftungsanlage lediglich der Tankdeckel geöffnet, das Fahrzeug aber noch nicht betankt, so wird der Diagnoseüberdruck schlagartig abgebaut, was sich wiederum in einer signifikanten Änderung der Betriebskenngröße der Druckquelle bemerkbar macht.

In beiden Fällen wird die Dichtheitsprüfung unmittelbar abgebrochen, die Ausgabe einer Fehlermeldung unterbleibt.

Die Aufgabe wird bei einem Verfahren zur Prüfung der Funktionsfähigkeit einer Tankentlüftungsanlage der eingangs beschriebenen Art erfindungsgemäß auch noch dadurch gelöst, daß man während wenigstens zwei aufeinanderfolgender Stillstände des Fahrzeugs Dichtheitsprüfungen vornimmt und eine Fehlermeldung nur dann ausgibt, wenn bei beiden auf das Vorhandensein eines Lecks geschlossen wird und wenn zwischen den aufeinand erfolgenden Stillständen des Fahrzeugs der Kraftstoffver brauch, die zurückgelegte Fahrstrecke oder ein anderes Maß, das darauf schließen läßt, daß bei der zweiten Erfassung des Verlaufs der Betriebskenngröße der Druck quelle kein Betankungsvorgang vorliegt, eine vorbestimmte Schwelle nicht überschreitet.

Hierdurch wird auf besonders vorteilhafte Weise er möglicht, daß auch Lecks bei einer nicht ordnungsgemäßen Bedienung des Fahrzeugs erkannt werden. Wenn beispiels weise der Tankdeckel vor Beginn einer Diagnose geöffnet und der eigentliche Betankungsvorgang, d. h. die Kraft stoffzufuhr erst später nach Abschluß der Diagnose, d. h. nach Einbringen des Überdrucks durch die Druckquelle erfolgt, wird bei der ersten Dichtheitsprüfung zwar eine Leckage erfaßt, diese Leckage wird aber bei einer zweiten Dichtheitsprüfung nicht mehr festgestellt, wenn während dieser zweiten Dichtheitsprüfung kein weiterer Betan kungsvorgang vorliegt, d. h. wenn die zurückgelegte Fahrstrecke, der Kraftstoffverbrauch oder ein anderes Maß, das auf einen Betankungsvorgang schließen läßt, eine vorgebbare Schwelle nicht überschreitet. Nur wenn wirklich ein Leck vorliegt, wird auch bei der zweiten Dichtheitsprüfung eine Leckage feststellbar sein.

Durch die Dichtheitsprüfung während wenigstens zwei aufeinanderfolgender Stillstände des Fahrzeugs kann man daher auch Lecks bei einer nicht ordnungsgemäßen Bedie nung des Fahrzeugs erfassen, zum Beispiel bei einem sehr lange andauernden Offenstehenlassen des Tanks.

Was die Erfassung der Erfassung des zeitlichen Verlaufs der Betriebskenngrößen der Druckquelle betrifft, so kommen die unterschiedlichsten Betriebskenngrößen der Druckquelle in Betracht.

Eine besonders vorteilhafte Ausführungsform sieht vor, daß man als Betriebskenngröße der Druckquelle den elektrischen Strom einer Überdruckpumpe erfaßt. Durch die Erfassung des Stroms können nicht nur signifikante Änderungen des Betriebszustands der Druckquelle präzise erfaßt werden. Der erfaßte elektrische Strom ist auch auf besonders vorteilhafte, da einfache Weise zu verarbeiten.

Zeichnung

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung sind Gegen stand der nachfolgenden Beschreibung sowie der zeichneri schen Darstellung einiger Ausführungsbeispiele.

In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 eine Tankentlüftungsanlage, bei welcher das von der Erfindung Gebrauch machende Verfahren zur Anwendung kommt;

Fig. 2 der charakteristische zeitliche Verlauf des Motorstroms der Überdruckpumpe der in Fig. 1 dargestellten Tankentlüftungsanlage und

Fig. 3 schematisch den zeitlichen Verlauf des Motor stroms der Überdruckpumpe der in Fig. 1 darge stellten Tankentlüftungsanlage bei verschiede nen Betriebszuständen der Tankentlüftungs anlage.

Beschreibung der Ausführungsbeispiele

Eine Tankentlüftungsanlage eines Kraftfahrzeugstanksy stems, dargestellt in Fig. 1, umfaßt einen Tank 10, ein Adsorptionsfilter 20, beispielsweise ein Aktivkohlefil ter, das mit dem Tank 10 über eine Tankanschlußleitung 12 verbunden ist und eine mit der Umgebung verbindbare Belüftungsleitung 22 aufweist, sowie ein Tankentlüftungs ventil 30, das einerseits mit dem Adsorptionsfilter 20 über eine Ventilleitung 24 und andererseits mit einem Saugrohr 40 einer Brennkraftmaschine über eine Ventillei tung 42 verbunden ist.

Durch Verdunstung entstehen in dem Tank 10 Kohlenwasser stoffe, die sich in dem Adsorptionsfilter 20 anlagern. Zur Regenerierung des Adsorptionsfilters 20 wird das Tankentlüftungsventil 30 geöffnet, so daß aufgrund des in dem Saugrohr 40 herrschenden Unterdrucks Luft der Atmosphäre durch das Adsorptionsfilter 20 gesaugt wird, wodurch die in dem Adsorptionsfilter 20 angelagerten Kohlenwasserstoffe in das Saugrohr 40 gesaugt und einer (nicht dargestellten) Brennkraftmaschine zugeführt werden.

Um die Funktionsfähigkeit der Tankentlüftungsanlage diagnostizieren zu können, ist eine Pumpe 50 vorgesehen, die mit einer Schaltungseinheit 60 verbunden ist. Der Pumpe 50 nachgeschaltet ist ein Umschaltventil 70, beispielsweise in Form eines 3/2-Wegeventils. Parallel zu diesem Umschaltventil 70 ist in einem separaten Zweig 80 ein Referenzleck 81 angeordnet. Die Größe des Referenz lecks 81 ist so gewählt, daß sie der Größe des zu erfassenden Lecks entspricht.

Es versteht sich, daß das Referenzleck 81 beispielsweise auch Bestandteil des Umschaltventils 70 sein kann, etwa durch eine Kanalverengung oder dergleichen, so daß in diesem Falle ein zusätzlicher Referenzteil entfallen kann (nicht dargestellt).

Die Dichtheitsprüfung der Tankentlüftungsanlage ist in der DE 196 36 431.0, auf die vorliegend voll inhaltlich Bezug genommen wird, ausführlich beschrieben. Es wird hierbei durch Erfassung des dem Pumpenmotor zuzuführenden Stroms festgestellt, ob der durch die Druckquelle 50 in die Tankentlüftungsanlage einzubringende Förderstrom von dem Förderstrom abweicht, der bei Einbringen des Über drucks über das Referenzleck vorhanden ist.

In Fig. 2 ist der zeitliche Verlauf des Stroms, der sich ergibt, wenn eine Spannung die Druckquelle 50, d. h. an die Überdruckquelle angelegt wird, dargestellt.

Der mit a) bezeichnete Verlauf entspricht dem zeitlichen Verlauf des Motorstroms einer funktionsfähigen Tank entlüftungsanlage ohne Leckage. In dem mit I dargestell ten Zeitabschnitt befindet sich das Umschaltventil 70 in der in Fig. 1 dargestellten mit I gekennzeichneten Stellung. Bei dieser Stellung des Umschaltventils 70 wird ein Förderstrom durch die Druckquelle 50 über das Referenzleck 80 in die Tankentlüftungsanlage eingebracht. Dabei stellt sich ein zeitlich im wesentlichen konstanter Strom i_mot ein, wie es in Fig. 2 schematisch dargestellt ist. Sobald das Umschaltventil 70 von der Stellung I in die Stellung II umgeschaltet wird, beaufschlagt die Druckquelle 50 die Tankentlüftungsanlage mit einem Überdruck. Beim Umschalten nimmt zunächst der Motorstrom i_mot schnell ab und anschließend mit zunehmender Zeit kontinuierlich zu, bis er einen Wert erreicht, der größer oder gleich ist als der Motorstrom i_mot in der Stellung I des Umschaltventils 70. Dieser mit a) in Fig. 2 darge stellte zeitliche Verlauf ist charakteristisch für eine funktionsfähige Tankentlüftungsanlage.

Findet nun beispielsweise während der Zeit, in der der Überdruck in die Tankentlüftungsanlage eingebracht wird (Stellung II des Umschaltventils 70) ein Betankungsvor gang statt, erhöht sich der Druck in der Tankentlüftungs anlage, so daß der Motorstrom i_mot ansteigt. Dieser Verlauf ist schematisch in Fig. 2 durch den mit b) gekennzeichneten gepunkteten zeitlichen Verlauf darge stellt.

Umgekehrt sinkt der Motorstrom i_mot signifikant ab, wenn der Tankdeckel während einer Diagnose geöffnet wird, wie es durch den mit c) in Fig. 2 gepunktet dargestellten Verlauf angedeutet ist. In beiden Fällen kann ein eventuell in der Tankentlüftungsanlage vorhandenes Leck nicht sicher erkannt werden. Das Diagnoseverfahren muß abgebrochen werden, eine Fehlermeldung muß unterbleiben.

In Fig. 3 sind schematisch die Verfahrensschritte zum Vergleich der zeitlichen Verläufe des an die Überdruck pumpe 50 angelegten Motorstroms und die zeitlichen Verläufe der Motorströme zwischen den einzelnen Schritten dargestellt.

Dargestellt ist der in Fig. 2 mit II bezeichnete zeitli che Verlauf des Motorstroms, wobei in durchgezogener Linie der ungestörte Verlauf dargestellt ist, der bei einer funktionsfähigen, d. h. nicht durch eine Leckage gestörten Tankentlüftungsanlage erfaßt wird, und gepunk tet jeweils der in Fig. 2 mit b) und c) dargestellte zeitliche Verlauf des Motorstroms, der sich bei einem Betankungsvorgang bzw. beim Öffnen des Tankdeckels, ohne daß jedoch Kraftstoff zugeführt wird, einstellt.

Dem Vergleich liegt die Grundidee zugrunde, daß aus dem niederfrequenten Motorstrom höherfrequente Anteile her ausgefiltert und mit einer vorgebbaren Schwelle ver glichen werden.

Wie aus Fig. 3 hervorgeht, wird hierzu der Motorstrom, in Fig. 3 mit i(ein) bezeichnet, einem Tiefpaß zugeführt. Der von dem Tiefpaß ausgegebene Strom i(tp) wird von dem dem Tiefpaß zugeführten Eingangsstrom i(ein) subtrahiert, so daß sich ein Hochpaß-gefilterter Strom i(hp) ergibt. Es wird der Betrag dieses Stroms ermittelt, und der sich so ergebende Strom i(b) wird mit einer Schwelle ver glichen. Überschreitet der Strom i(b) eine vorgebbare Schwelle S. ist das Signal gestört, es kann keine zuver lässige Prüfung der Funktionsfähigkeit der Tankentlüf tungsanlage vorgenommen werden. Liegt der Strom i(b) unter der Schwelle, ist das Signal ungestört, es kann eine Prüfung der Funktionsfähigkeit der Tankentlüftungs anlage vorgenommen werden.

Wenn nun beispielsweise der Tankdeckel vor Beginn der Diagnose geöffnet und der eigentliche Betankungsvorgang, d. h. die Kraftstoffzufuhr erst später nach Abschluß der Diagnose erfolgt, was beispielsweise dann der Fall ist, wenn der Fahrer den Tankdeckel öffnet, das Fahrzeug aber nicht sofort betankt, sondern sich beispielsweise eine Zeitung kauft oder dergleichen, und erst dann das Fahrzeug betankt, dann kann während der eigentlichen Diagnose weder ein Betankungsvorgang noch das Öffnen des Tankdeckels (Kurvenverläufe b) und c) in Fig. 2) festge stellt werden.

Da aber auch in diesen Fällen kein Leck vorhanden ist und insoweit die Ausgabe und Speicherung einer Fehlermeldung unterbleiben muß, wird folgendermaßen vorgegangen. Es wird bei einer ersten Stillstandsphase des Fahrzeugs eine Dichtheitsprüfung der Tankentlüftungsanlage vorgenommen.

Bei einer darauffolgenden zweiten Stillstandsphase des Fahrzeugs wird eine erneute Dichtheitsprüfung der Tank entlüftungsanlage vorgenommen. Eine Fehlermeldung wird nur dann ausgegeben und gespeichert, wenn in beiden Fällen auf das Vorhandensein einer Leckage geschlossen wird, und wenn zwischen den beiden aufeinanderfolgenden Stillständen des Fahrzeugs der Kraftstoffverbrauch, die zurückgelegte Fahrstrecke oder ein anderes Maß, das darauf schließen läßt, daß bei dem zweiten Stillstand kein Betankungsvorgang vorliegt, eine vorbestimmte Schwelle nicht überschreitet.

Durch dieses Verfahren ist es mit anderen Worten möglich, auch eine Fehlbedienung des Fahrzeugs, beispielsweise ein zu langes Offenstehenlassen des Tankdeckels, von einem tatsächlich vorhandenen Leck zu unterscheiden. Ein Leck wird nämlich nur dann signalisiert und gespeichert, d. h. eine Fehlermeldung erfolgt nur dann, wenn die Erfassung eines Lecks auf die oben beschriebene Weise auch bei einem zweiten Fahrzeugstillstand verifiziert wird.

In der obenstehenden Beschreibung wird als Betriebskenn größe der Motorstrom des Pumpenmotors der Druckquelle verwendet. Es versteht sich, daß auch jegliche andere Betriebskenngröße, welche die Erfassung von Druckänderun gen in der Tankentlüftungsanlage ermöglicht, verwendet werden kann. Darüber hinaus ist es auch möglich, mehrere Betriebskenngrößen zu verwenden.

Claims

1. Verfahren zur Prüfung der Funktionsfähigkeit einer Tankentlüftungsanlage eines Fahrzeugs, umfassend einen Tank (10), ein Adsorptionsfilter (29), das mit dem Tank (10) über eine Anschlußleitung (12) ver bunden ist und eine Belüftungsleitung (22) aufweist, ein Tankentlüftungsventil (30), das mit dem Adsorp tionsfilter (20) über eine Ventilleitung (24) verbunden ist, bei dem mittels einer Druckquelle (50) ein Überdruck gegenüber dem Atmosphärendruck in die Tankentlüftungsanlage eingebracht und zur Bestimmung des Druckverlaufs wenigstens eine Betriebskenngröße der Druckquelle (50) beim Ein bringen des Überdrucks erfaßt und hieraus auf das Vorhandensein eines Lecks geschlossen wird (Dicht heitsprüfung), dadurch gekennzeichnet, daß man den zeitlichen Verlauf der wenigstens einen Betriebs kenngröße während des Stillstands des Fahrzeugs erfaßt, mit dem für einen nicht von einem Betan kungsvorgang gestörten charakteristischen, zuvor gemessenen, berechneten oder geschätzten zeitlichen Verlauf der wenigstens einen Betriebskenngröße (Diagnoseverlauf) vergleicht und die Dichtheitsprüfung abbricht und eine Fehlermeldung dann nicht ausgibt, wenn der erfaßte zeitliche Verlauf um einen vorgegebenen Wert von dem Diagnoseverlauf abweicht.

2. Verfahren zur Prüfung der Funktionsfähigkeit einer Tankentlüftungsanlage eines Fahrzeugs, umfassend einen Tank (10), ein Adsorptionsfilter (20), das mit dem Tank (10) über eine Anschlußleitung (12) ver bunden ist und eine Belüftungsleitung (22) aufweist, ein Tankentlüftungsventil (30), das mit dem Adsorp tionsfilter (20) über eine Ventilleitung (24) verbunden ist, bei dem mittels einer Druckquelle (50) ein Überdruck gegenüber dem Atmosphärendruck in die Tankentlüftungsanlage eingebracht und zur Bestimmung des Druckverlaufs wenigstens einer Betriebskenngröße, vorzugsweise der Druckquelle (50), beim Einbringen des Überdrucks erfaßt und hieraus auf das Vorhandensein eines Lecks geschlos sen wird (Dichtheitsprüfung), dadurch gekennzeich net, daß man während wenigstens zwei aufeinand erfolgender Stillstände des Fahrzeugs Dichtheits prüfungen vornimmt und eine Fehlermeldung nur dann ausgibt, wenn bei beiden Dichtheitsprüfungen auf das Vorhandensein eines Lecks geschlossen wird, und wenn die beiden erfaßten zeitlichen Verläufe von dem abgespeicherten um einen vorgebbaren Wert abweichen und wenn zwischen den aufeinanderfolgenden Still ständen des Fahrzeugs der Kraftstoffverbrauch, die zurückgelegte Fahrstrecke oder ein anderes Maß, das darauf schließen läßt, daß bei dem zweiten Still stand kein Betankungsvorgang vorliegt, eine vor bestimmte Schwelle nicht überschreitet.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn zeichnet, daß man als Betriebskenngröße der Druck quelle (50) den elektrischen Strom einer Überdruck pumpe erfaßt.