WO1995016122A1 - Verfahren zur ermittlung von aussagen über den zustand einer tankentlüftungsanlage - Google Patents

Verfahren zur ermittlung von aussagen über den zustand einer tankentlüftungsanlage Download PDF

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WO1995016122A1
WO1995016122A1 PCT/DE1994/001411 DE9401411W WO9516122A1 WO 1995016122 A1 WO1995016122 A1 WO 1995016122A1 DE 9401411 W DE9401411 W DE 9401411W WO 9516122 A1 WO9516122 A1 WO 9516122A1
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tank ventilation
pressure
ventilation system
fuel
tank
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PCT/DE1994/001411
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English (en)
French (fr)
Inventor
Helmut Denz
Ernst Wild
Andreas Blumenstock
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
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Publication date
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M25/00—Engine-pertinent apparatus for adding non-fuel substances or small quantities of secondary fuel to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture
    • F02M25/08—Engine-pertinent apparatus for adding non-fuel substances or small quantities of secondary fuel to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture adding fuel vapours drawn from engine fuel reservoir
    • F02M25/0809—Judging failure of purge control system

Definitions

  • the invention relates to a tank ventilation system for an internal combustion engine in a motor vehicle, in which statements about the state of the tank ventilation system are derived from the result of measurements of the pressure in the tank ventilation system.
  • statements about the state of the tank ventilation system statements about the filling state of the fuel tank or statements about the functionality of the tank ventilation system can serve.
  • REPLACEMENT LEAF A diagnostic method is known from DE P41 32 055.7, in which a vacuum is first generated in the tank ventilation system when the connection to the intake manifold is open. After the connection to the intake manifold has been closed, the loss of vacuum, ie the pressure increase, is used to determine the tightness and thus the functionality of the tank ventilation system. A leak can be identified by comparing the speed of the pressure rise (pressure gradient) with a threshold value. It is noticeable by a comparatively rapid increase in pressure, that is to say by a threshold being exceeded.
  • Both methods are sensitive to the evaporation of fuel in the tank ventilation system (TE system), which in a way influences the pressure measurements as an additional gas source.
  • TE system tank ventilation system
  • a strong outgassing is noticeable, for example, by enriching the air / fuel mixture of the internal combustion engine. If the outgassing is detected, the respective process is terminated. Since the outgassing occurs frequently, the diagnosis or the level determination is often aborted.
  • the object of the invention is to provide methods which provide information on the condition of a tank ventilation system which is independent of the influence of the outgassing of fuel, the information being derived from measured tank pressure profiles.
  • the invention solves this problem with the features of claim 1, in particular taking into account the influence of the evaporation of fuel on pressure changes within the tank ventilation system.
  • Advantageous developments of the invention are the subject of the dependent claims.
  • Advantages of the method according to the invention are that both the diagnosis and the level measurement can be carried out more frequently without the risk of false statements, because they do not have to be stopped even when the fuel is strongly gassing. Compared to disregarding the outgassing (evaporation), there is a higher level of measurement certainty when determining the fill level and a higher level of diagnostic certainty in the diagnosis.
  • Fig.l shows a known device which is suitable for performing an embodiment of the method according to the invention.
  • FIG 2 shows, by way of example, the time course of the pressure in the tank ventilation system in connection with the opening states of the valves according to the prior art.
  • FIG. 5 shows a flow chart for the first exemplary embodiment of the method according to the invention.
  • Fig. 6 shows waveforms as they occur in connection with a second embodiment of the invention.
  • Fig. 7 discloses a flow chart for the second embodiment.
  • Fig. 8 shows waveforms as they occur in a modification of the second embodiment.
  • a tank ventilation system which here has an activated carbon filter 5, a shut-off valve 6 (AV) arranged in the ventilation line of the activated carbon filter and a tank ventilation valve arranged in the line between the activated carbon filter and intake manifold 7 (TEV). Fuel vaporizing in the tank is stored in the activated carbon filter and fed to the combustion via the open tank ventilation valve and the intake manifold during operation of the internal combustion engine. Because of the pressure conditions that arise, the activated carbon filter is simultaneously flushed with fresh air when the shut-off valve is open.
  • a control device 8 is used to control the tank ventilation by opening and closing the aforementioned valves.
  • a pressure sensor 9 supplies a signal about the pressure inside the tank ventilation system, as is used to carry out the methods described above for determining statements about the state of the Tank ventilation system is required.
  • the control device is also supplied with signals which indicate the operating state of the internal combustion engine and the composition of the fuel / air mixture supplied to the internal combustion engine.
  • the number 10 represents the detection of the speed, the load and, if appropriate, other variables
  • the number 11 represents a sensor for detecting the exhaust gas composition in the exhaust pipe 12 of the internal combustion engine.
  • the control unit forms 8 integrated control functions, a fuel metering signal ti with which the fuel metering device 3 in the intake pipe of the internal combustion engine is controlled.
  • 2 a and b illustrate the opening and closing state of the tank ventilation valve (FIG. 2 a) and the shut-off valve (FIG. 2 b) over time t in processes known from the prior art.
  • FIG. 2 c shows the Corresponding course of the tank pressure, or the difference between the ambient and tank pressure.
  • the tank ventilation valve When the tank ventilation valve is open, the shut-off valve is closed and the supply of air to the tank ventilation system is thus interrupted. As a result, the tank pressure gradually drops until, for example, the tank ventilation valve is closed at a pressure difference of 10 hPa from the ambient pressure.
  • the slope of the pressure drop i.e. the extent of the rate of change in pressure, a measure of the level in the tank.
  • the extent of the pressure change that occurs further to the right when the shut-off and tank ventilation valve is closed is a measure of the tightness of the tank ventilation system.
  • the pressure In the ideal case of a completely sealed system, the pressure remains constant, as is illustrated by the continuous pressure curve in the time range t greater than t2.
  • a leaky system is characterized by the pressure increase shown in dashed lines. However, such an increase in pressure when the valves are closed can also be caused by the vaporization of fuel.
  • the outgassing weakens to a certain extent the suction pipe negative pressure acting on the tank when the tank ventilation valve is open, and between times t2 and t3, the outgassing accelerates the pressure equalization between the tank and ambient atmosphere when the valves are closed.
  • the influence of outgassing on the measured tank pressure curve is determined in a first step by determining the gradient gradO of the tank pressure curve between the times to and tl. In a second step, this gradO (positive) is subtracted from the gradl (negative) determined between times t1 and t2.
  • a third step the process of increasing the pressure is characterized
  • the gradient of the gradient of the tank pressure grad2 between times t2 and t3 is determined.
  • the value grad2corr, corrected for the influence of the outgassing, results from the difference between grad2 and gradO. Only when the corrected gradient value grad2corr " exceeds a threshold value SW to be matched to the tank ventilation system, is the system considered to be leaking.
  • This procedure is based on the knowledge that the size of the detectable leaks increases when the fuel is outgassed (grad0> 0). In other words, smaller leaks can be detected without outgassing than with outgassing.
  • Another design option is to divide the compensation gradient gradO into classes (0 ⁇ grad0 ⁇ SGl; SGl ⁇ gradO ⁇ SG2; ...) and to select the leak detection threshold SW depending on the assigned class and the level FS of the tank.
  • step S1 the pressure PO is detected with the tank ventilation valve closed and the shutoff valve open, before the shutoff valve is also closed in step S2.
  • gradO is a measure of the outgassing of the fuel.
  • step S5 values for gradl from the time interval t2-tl (step S5) and grad2 from the time interval t3-t2 can be used for the opening and closing states of the shut-off and tank ventilation valve explained in connection with FIG. 3 ⁇ vote (step S6).
  • step S7 gradl and grade 2 are corrected with gradO and in step 8 the fill level of the tank is read out from the characteristic curve according to FIG. 4 via gradlkorr.
  • step S9 is used to compare grad2korr with a threshold value SW. If this is exceeded, an error message is issued in step S10, which signals a leak. Otherwise the end of the procedure is reached.
  • FIG. 6a shows the time profile of a manipulated variable FR from a lambda control loop. It comes about by first comparing the signal L of the exhaust gas probe with a target value. If the comparison result reflects a fuel mixture that is too lean, FR is increased, which ultimately goes into the ti formation in such a way that the fuel portion is increased. If, on the other hand, the comparison result reflects a mixture that is too rich, FR is reduced.
  • the time course of the control factor FR shown in FIG. 6a is established. From the course of this control factor, as will be shown in the following, the influence of the outgassing of fuel on the course of the tank pressure can be concluded.
  • the flowchart in FIG. 7 shows examples of step sequences for obtaining the statements mentioned.
  • FR1 can be determined as the mean value of FR or also as the value of FR immediately before a proportional jump.
  • Steps S2 and S3 serve to open the tank ventilation valve and to close the shut-off valve.
  • a value FR2 is determined in a step S4 in a manner analogous to the determination of FR1.
  • dFR ⁇ 0 and thus the amount of gradlkorr becomes larger than gradl. As already described above, this compensates for the output falsifying the pressure measurement.
  • Grad2korr can be determined in a similar way.
  • the leak detection threshold SW can be changed as a function of the determined outgassing dFR, as is disclosed by FIG. In FIG. 4a, only the gradO would have to be replaced by dFR.
  • This process can be followed by a leak test and a second test of the outgassing. See FIG. 8, in which, at time t3, the tank ventilation valve is closed with the shutoff valve still closed and the subsequent pressure change is observed until time t4.
  • a degree 2 can be formed from the pressure values at times t4 and t3.
  • the influence of the outgassing on this gradient can be measured from the FR values at times t2 and t3. Opening the tank vent valve at time t4 with the shut-off valve still closed serves to safeguard the results obtained by the previous process sequence. If the pressure rises rapidly in the interval (t3, t4), this indicates a leak on the one hand.
  • an increased outgassing of fuel in the negative pressure phase can also be responsible for this.
  • a second outgassing test is carried out starting at t4.
  • the shut-off valve is also closed at the beginning of the second outgassing test.
  • the activated carbon filter is therefore not flushed with fresh air and as As a result, any remaining loading of the Aktov carbon filter with fuel has no influence on the following outgassing test. Otherwise, the conditions for the control factor FR for times t> t4 are analogous to those in FIG. 6a from time t1.
  • the fuel vapor generated during the vacuum reduction by sloshing the fuel to increase the amount of the vacuum reduction gradient, which incorrectly indicates a leak.
  • the test result is to be rejected.
  • the difference between the amounts of the dFR values is formed in the first vacuum build-up (dFRl) and the second vacuum build-up (dFR2) (FIG. 8d). If the difference exceeds a threshold value, the test result is rejected.

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Abstract

Die Erfinding betrifft eine Tankentlüftungsanlage für eine Brennkraftmaschine bei einem Kraftfahrzeug, bei der Aussagen über den Zustand der Tankentlüftungsanlage aus dem Ergebnis von Messungen des Drucks in der Tankentlüftungsanlage abgeleitet werden. Der Einfluß der Ausgasung von Kraftstoff im TE-System, der gewissermaßen als zusätzliche Gasquelle die Druckmessungen beeinflußt, wird bei der Ableitung der Aussagen berücksichtigt.

Description

Verfahren zur Ermittlung von Aussagen über den Zustand einer Tankentluftunσsanlaσe
Die Erfindung betrifft eine Tankentlüftungsanlage für eine Brenn¬ kraftmaschine bei einem Kraftfahrzeug, bei der Aussagen über den Zu¬ stand der Tankentlüftungsanlage aus dem Ergebnis von Messungen des Drucks in der Tankentlüftungsanlage abgeleitet werden.
Als Beispiele für Aussagen über den Zustand der Tankentlüftungsanla¬ ge können Ausagen über den Füllungszustand des Kraftstofftanks oder Aussagen über die Funktionsfähigkeit der Tankentlüftungsanlage die¬ nen.
Aus der DE P42 03 099.4 ist es bekannt, bei einer mit einer Tankent¬ lüftungsanlage ausgerüsteten Brennkraftmaschine die Änderung des Drucks in der Tankentlüftungsanlage bei geöffneter Verbindung zum Saugrohr der Brennkraf maschine zu erfassen und aus der Änderungsge¬ schwindigkeit des Drucks (Druckgradient) auf den Kraftstoffüllstand im Tank zu schließen. Diese Vorgehensweise basiert auf der Zunahme des Gasvolumens im Tank bei sinkendem Flüssigkeitsspiegel. Je leerer der Tank ist, desto mehr Gas muß bis zum Erreichen eines vorgegebe¬ nen Unterdrucks abgesaugt werden. Als Folge stellt sich bei ver¬ gleichbarer Saugleistung, gegeben durch die Unterdruckverhältnisse im Saugrohr und durch den Öffnungszustand des Tankentlüftungsven¬ tils, ein mit fallendem Füllstand flacher werdender Druckgradient ein.
ERSATZBLATT Aus der DE P41 32 055.7 ist ein Diagnoseverfahren bekannt, bei dem zunächst bei geöffneter Verbindung zum Saugrohr ein Unterdruck in der Tankentlüftungsanlage erzeugt wird. Nach dem Schließen der Ver¬ bindung zum Saugrohr wird aus dem Abbau des Unterdrucks, d.h. aus dem Druckanstieg, auf die Dichtigkeit und damit die Funktionsfähig¬ keit der Tankentlüftungsanlage geschlossen. Ein Leck ist durch den Vergleich der Geschwindigkeit des Druckanstiegs (Druckgradient) mit einem Schwellwert zu erkennen. Es macht sich durch einen vergleichs¬ weise schnellen Druckanstieg, also durch eine Schwellwertüberschrei¬ tung, bemerkbar.
Beide Verfahren reagieren empfindlich auf das Verdampfen von Kraft¬ stoff im Tankentlüftungssystem (TE-System), das gewissermaßen als zusätzliche Gasquelle die Druckmessungen beeinflußt. Eine starke Ausgasung macht sich bspw. durch eine Anfettung des Luft/Kraftstoff¬ gemisches der Brennkraftmaschine bemerkbar. Bei erkannter Ausgasung wird das jeweilige Verfahren abgebrochen. Da die Ausgasung häufig auftritt, wird die Diagnose bzw. die Füllstandsermittlung oft abge¬ brochen.
Vor diesem Hintergrund besteht die Aufgabe der Erfindung in der An¬ gabe von Verfahren, die von dem Einfluß der Ausgasung von Kraftstoff unabhängige Aussagen über den Zustand einer Tankentlüftungsanlage liefern, wobei die Aussagen aus gemessenen Tankdruckverläufen abge¬ leitet werden.
Die Erfindung löst diese Aufgabe mit den Merkmalen des Anspruchs 1, insbesondere der Berücksichtigung des Einflusses der Verdampfung von Kraftstoff auf Druckänderungen innerhalb der Tankentlüftungsanlage. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der ab¬ hängigen Ansprüche. Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens liegen darin, daß sowohl die Diagnose als auch die Füllstandsmessung ohne Gefahr von Falsch¬ aussagen häufiger ausgeführt werden können, weil sie auch bei stark gasendem Kraftstoff nicht abgebrochen werden müssen. Gegenüber der Nichtberücksichtigung der Ausgasung (Verdampfung) er¬ gibt sich eine höhere Meßsicherheit bei der Füllstandsbestimmung und bei der Diagnose eine höhere Diagnosesicherheit. Diese Vorteile las¬ sen sich ohne zusätzlichen Hardware-Aufwand erzielen.
Fig.l zeigt eine bekannte Vorrichtung, die zur Durchführung eines Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Verfahrens geeignet ist.
Fig. 2 zeigt beipielhaft den zeitlichen Verlauf des Drucks im Tank¬ entlüftungssystem im Zusammenhang mit den dffnungszuständen der ge¬ nannten Ventile nach dem Stand der Technik.
Fig. 3 offenbart den zeitlichen Verlauf des Drucks im Tankentlüf¬ tungsystem im Zusammenhang mit den Öffnungszuständen der genannten Ventile bei einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung.
Fig. 4 verdeutlicht eine mögliche Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens.
Fig. 5 stellt ein Flußdiagramm zum ersten Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens dar.
Fig. 6 zeigt Signalverläufe, wie sie in Verbindung mit einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung auftreten.
Fig. 7 offenbart ein Flußdiagramm zum zweiten Ausführungsbeispiel. Fig. 8 zeigt Signalverläufe, wie sie in einer Abwandlung des zweiten Ausführungsbeispiels auftreten.
In der Fig. 1 wird einer Brennkraftmaschine 1 über ein Saugrohr 2 Luft und über ein Kraftstoffzumeßmittel 3 Kraftstoff aus einem Tank 4 zugeführt. Um das Entweichen von Kraftstoffdämpfen aus dem Tank in die Umgebung zu verhindern, ist ein Tankentlüftungssystem vorgese¬ hen, das hier einen Aktivkohlefilter 5, ein in der Belüftungsleitung des Aktivkohlefilters angeordnetes Absperrventil 6 (AV) und ein in der Leitung zwischen Aktivkohlefilter und Saugrohr angeordnetes Tankentlüftungsventil 7 (TEV) umfaßt. Im Tank verdampfender Kraft¬ stoff wird in dem Aktivkohlefilter gespeichert und während des Be¬ triebs der Brennkraftmaschine über das geöffnete Tankentlüftungsven¬ til und das Saugrohr der Verbrennung zugeleitet. Aufgrund der sich einstellenden Druckverhältnisse wird gleichzeitig der Aktivkohlefil¬ ter bei geöffnetem Absperrventil mit Frischluft gespült.
Zur Steuerung der Tankentlüftung über das Offnen und Schließen der genannten Ventile dient ein Steuergerät 8. Ein Drucksensor 9 liefert ein Signal über den Druck im Inneren des Tankentlüftungssystems, wie es zur Durchführung der weiter oben beschriebenen Verfahren zum Er¬ mitteln von Aussagen über den Zustand des Tankentluftungssystems be¬ nötigt wird. Dem Steuergerät werden außerdem Signale zugeführt, die den Betriebszustand der Brennkraftmaschine und die Zusammensetzung des der Brennkraftmaschine zugeführten Kraftstoff/Luft-Gemisches an¬ geben. So steht bspw. die Nummer 10 stellvertretend für die Erfas¬ sung der Drehzahl, der Last und ggf. weiterer Größen und die Nummer 11 stellt einen Sensor zur Erfassung der Abgaszusammensetzung in dem Abgasrohr 12 der Brennkraftmaschine dar. Ausgehend von diesen Größen bilden in das Steuergerät 8 integrierte Regelfunktionen ein Kraft¬ stoffzumeßsignal ti, mit dem das Kraftstoffzumeßmittel 3 im Ansaug¬ rohr der Brennkraftmaschine angesteuert wird. Die Fig. 2 a und b verdeutlichen den Öffnungs- bzw. Schließzustand des Tankentlüftungsventils (Fig. 2a) und des Absperrventils (Fig. 2b) über der Zeit t bei aus dem Stand der Technik bekannten Verfah¬ ren. Fig. 2 c zeigt den dazu korrespondierenden Verlauf des Tank¬ drucks, bzw. der Differenz von Umgebungs- und Tankdruck.
Zum Zeitpunkt tl wird bei geöffnetem Tankentlüftungsventil das Ab¬ sperrventil geschlossen und damit die Zufuhr von Luft zum Tankent¬ lüftungssystem unterbrochen. Als Folge sinkt der Tankdruck mit einer Geschwindigkeit gradl ab bis bspw. bei einer Druckdifferenz von 10 hPa zum Umgebungsdruck das Tankentlüftungsventil geschlossen wird. Wie eingangs beschrieben, ist die Steilheit des Druckabfalls, d.h. das Ausmaß der Änderungsgeschwindigkeit des Drucks, ein Maß für den Füllstand im Tank. Analog dazu ist das Ausmaß der sich weiter rechts bei geschlossenem Absperr- und Tankentlüftungsventil einstellenden Druckänderung ein Maß für die Dichtheit der Tankentlüftungsanlage. Im Idealfall einer vollständig dichten Anlage bleibt der Druck kon¬ stant, wie es durch den durchgezogene Druckverlauf im Zeitbereich t größer t2 verdeutlicht wird. Eine undichte Anlage zeichnet sich da¬ gegen durch den gestrichelt gezeichneten Druckanstieg aus. Ein sol¬ cher Druckanstieg bei geschlossenen Ventilen kann jedoch auch durch das Verdampfen von Kraftstoff verursacht werden.
Die Fig. 3 zeigt, wie der Einfluß der Verdampfung von Kraftstoff auf die Auswertung der Gradienten in einem Ausführungsbeispiel der Er¬ findung ermittelt werden kann.
Zu einem Zeitpunkt tO wird bei geschlossenem Tankentlüftungsventil (Fig. 3a) auch das Absperrventil (Fig. 3b) geschlossen. Ein Druckan¬ stieg, wie in Fig. 3c im einer durchgezogenen Linie dargestellt, wird unter diesen Voraussetzungen auf das Verdampfen von Kraftstoff zurückgeführt und bei der Auswertung der im weiteren erfaßten Druck¬ gradienten berücksichtigt. Der unter diesem Einfluß gemessene Tankdruckverlauf ist in der durchgezogenen Linie der Fig. 3c dargestellt. Er ergibt sich aus den in Fig. 3a und b dargestellten Offnungszuständen von Tankentlüf- tungs- und Absperrventil in analoger Weise zur Darstellung der Fig. 2.
Zwischen den Zeitpunkten tl und t2 schwächt die Ausgasung gewisser¬ maßen den bei geöffnetem Tankentlüftungsventil in den Tank hinein¬ wirkenden Saugrohrunterdruck ab und zwischen den Zeitpunkten t2 und t3 beschleunigt die Ausgasung den Druckausgleich zwischen Tank- und UmbgebungsatmoSphäre bei geschlossenen Ventilen.
Ein Druckverlauf, wie er sich ohne den Einfluß der Ausgasung unter sonst gleichen Bedingungen einstellen würde, ist in der Fig. 3c punktiert gezeichnet, wobei die punktierte Linie in der Fig. 3a den zugehörigen Offnungszustand des Tankentlüftungsventils angibt.
Zur Gewinnung einer Aussage über den Füllzustand des Kraftstofftanks wird im Rahmen eines Ausführungsbeispiels der Erfindung der Einfluß der Ausgasung auf den gemessenen Tankdruckverlauf in einem ersten Schritt durch Bestimmen der Steigung gradO des Tankdruckverlaufs zwischen den Zeitpunkten to und tl erfaßt. In einem zweiten Schritt wird dieser gradO (positiv) von dem zwischen den Zeitpunkten tl und t2 ermittelten gradl (negativ) subtrahiert. Der aus dem Druckverlauf zwischen diesen beiden Zeitpunkten ermittelbare Tankfüllstand wird auf der Basis einer korrigierten Steigung gradkorrl=gradl-gradO aus einer bspw. im Steuergerät 7 gespeicherten Kennlinie, wie sie in der Fig. 4 schematisch dargestellt ist, ermittelt.
Zur Gewinnung einer Aussage über den Zustand der Tankentlüftungsan¬ lage hinsichtlich ihrer Funktionsf higkeit wird in einem dritten Schritt als eine den Verlauf der Druckerhöhung charakterisierende Größe die Steigung des Tankdruckverlaufs grad2 zwischen den Zeit¬ punkten t2 und t3 ermittelt. Der um den Einfluß der Ausgasung korri¬ gierte Wert grad2korr ergibt sich durch Differenzbildung von grad2 und gradO. Erst wenn der korrigierte Steigungswert grad2korr "einen auf die Tankentlüftungsanlage abzustimmenden Schwellwert SW über¬ schreitet, gilt die Anlage als undicht.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung des Verfahrens besteht darin, den Schwellwert SW vom Füllstand FS des Tanks abhängig zu machen (siehe Fig. 4b, die in der durchgezogenen Linie eine SW=f(FS)-Kennlinie zeigt. Dadurch ist eine verbesserte Leckerkennungssicherheit gewähr¬ leistet.
Eine weitere Ausgestaltung des Verfahrens kann darin bestehen, den Schwellwert von der Ausgasung, d.h. vom Gradienten gradO abhängig zu machen und zwar so, daß mit größer werdenden gradO auch SW betrags¬ mäßig vergrößert wird, beipielsweise durch SW=SW0*K mit K=f(gradO) .
Diesem Vorgehen liegt die Erkenntnis zugrunde, daß bei vorhandener Ausgasung des Kraftstoffes (grad0>0) die Größe der erkennbaren Lecks steigt. Mit anderen Worten: Ohne Ausgasung können kleinere Lecks er¬ kannt werden als mit Ausgasung.
Eine weitere Ausgestaltungsmöglichkeit besteht darin, den Kompensa- tionsgradienten gradO in Klassen einzuteilen (0<grad0<SGl; SGl<gradO<SG2; ... ) und abhängig von der zugeteilten Klasse und vom Füllstand FS des Tanks die Leckerkennungsschwelle SW auszuwählen.
Zum Bsp. kann dazu ein Korrekturfaktor K=f(gradO) bestimmt werden, wie es durch Fig. 4a symbolisiert ist. Mit diesem Faktor wird dann ein Schwellwert SW multipliziert, wie er aus einer SW=f(FS)-Kenn¬ linie nach Fig. 4b bestimmbar ist. Dabei zeigt die gestrichelte Linie, wie der Schwellwert SW durch die Multiplikation mit K vergrö¬ ßert wird, wobei K sich mit steigender Ausgasung vergrößert. Es ist auch möglich, anstelle des Schwellwertes den grad2 mit K zu korrigieren, bspw. dadurch, daß ein korrigierter grad 2 folgender¬ maßen ermittelt wird:grad2k= grad2+K*gradO
Das Flußdiagramm der Fig. 5 veranschaulicht die Vorgehensweise der Leckerkennung nach Fig. 3. Zunächst wird in einem Schritt Sl zur Zeit tO der Druck PO bei geschlossenem Tankentlüftungsventil und offenem Absperrventil erfaßt, bevor in einem Schritt S2 auch das Ab¬ sperrventil geschlossen wird. Zum Zeitpunkt tl wird in einem Schritt S3 der Druck erneut bestimmt (Pl) und in einem Schritt S4 aus den P- und t-Werten der gradO zu gradO=(Pl-PO)/(tl-tO) bestimmt. Wie be¬ reits beschrieben, ist gradO ein Maß für die Ausgasung des Kraft¬ stoffes. Auf analoge Weise lassen sich bei den in Zusammenhang mit der Fig. 3 erläuterten Offnungs- und Schließzuständen von Ab¬ sperr- und Tankentlüftungsventil Werte für gradl aus dem Zeitinter¬ vall t2-tl (Schritt S5) und grad2 aus dem Zeitintervall t3-t2 be¬ stimmen (Schritt S6). Im Schritt S7 werden gradl und grad 2 mit gradO korrigiert und in Schritt 8 wird der Füllstand des Tanks aus der Kennlinie nach Fig. 4 über gradlkorr ausgelesen. Der Schritt S9 dient zum Vergleich von grad2korr mit einem Schwellwert SW. Wird dieser überschritten, wird in einem Schritt S10 eine Fehlermeldung ausgegeben, die ein Leck signalisiert. Andernfalls wird das Ende des Verfahrens erreicht.
Anstelle der Addition bzw. Subtraktion der Gradienten kann es auch sinnvoll sein, mit Faktoren gewichtete Gradienten miteinander zu verknüpfen. Die Verknüpfung muß lediglich so erfolgen, daß der Be¬ trag der im Intervall (tl,t2) erfaßten Druckänderung aufgrund der Verknüpfung mit dem Betrag der im Intervall (tO,tl) erfaßten Druck¬ änderung vergrößert wird und daß der Betrag der im Intervall (t2,t3) erfaßten Druckänderung verkleinert wird. Die Verfahren zur Bestim¬ mung von gradlkorr oder grad2korr können auch voneinander getrennt werden. Eine Alternative zum beschriebenen Verfahren, das auf der Messung des druckverfälschend wirkenden gradl beruht, stellt die Ableitung des Einflusses der Ausgasung aus dem Verhalten eines zur La bdarege- lung dienenden Regelkreises dar.
Die Fig. 6a zeigt den zeitlichen Verlauf einer Stellgröße FR aus ei¬ nem Lambdaregelkreis. Sie kommt zustande, indem zunächst das Signal L der Abgassonde mit einem Sollwert verglichen wird. Spiegelt das Vergleichsergebnis ein zu mageres Brennstoffgemisch wider, wird FR vergrößert, was letztlich so in die ti-Bildung eingeht, daß der Kraftstoffanteil vergrößert wird. Spiegelt das Vergleichsergebnis dagegen ein zu fettes Gemisch wieder, wird FR verkleinert. Bei Ver¬ wendung einer 2-Punktregelung mit Pl-Charakteristik stellt sich da¬ mit der in Figur 6a gezeichnete zeitliche Verlauf des Regelfaktors FR ein. Aus dem Verlauf dieses Regelfaktors kann, wie im folgenden dargestellt wird, auf den Einfluß der Ausgasung von Kraftstoff auf den Tankdruckverlauf geschlossen werden.
Tritt als Folge einer Öffnung des Tankentlüftungsventils (Fig. 6b) zum Zeitpunkt tl bei zunächst offenem Absperrventil (Fig. 6c) die gezeigte Verkleinerung des Regelfaktors auf, deutet das auf eine vergleichsweise starke Ausgasung von Kraftstoff aus dem Aktivkohle¬ filter hin, da eine starke Ausgasung zu einer Gemischanfettung führt, die über eine Verkleinerung von FR auszuregeln ist. Der Ver¬ satz delta FR des Mittelwerts von FR kann daher als Maß für den Ein¬ fluß der Ausgasung von Kraftstoff auf erfaßte Tankdruckverläufe die¬ nen. Wird bspw. , wie in der Fig. 6d dargestellt, der Druckverlauf bei geöffnetem Tankentlüftungsventil und ab t2 geschlossenem Ab¬ sperrventil erfaßt (gradl), so ist davon auszugehen, daß der Druck¬ abfall ohne den Einfluß der Ausgasung steiler wäre. Eine Möglichkeit zur Korrektur dieses Einflusses besteht darin, den erfaßten gradl mit einem Wert (l+k*delta FR) zu multiplizieren, wobei das Produkt k*delta FR positiv ist. gradlkorr=gradl*(l+k*delta FR) wird größer als grad 1, was einem ohne Ausgasung zu erwartenden steileren Druck¬ abfall entspricht. Aus dem korrigierten Wert gradlkorr kann dann wie im ersten Ausfüh¬ rungsbeispiel bspw. eine Aussage über den Füllstand des Kraftstoff¬ tanks gewonnen werden. Entsprechend kann aus einer Beobachtung des Druckanstiegs ab dem Zeitpunkt t3 eine Aussage über den Zustand der Tankentlüftungsanlage hinsichtlich ihrer Funktionsf higkeit gewonnen werden. Wie bereits im Zusammenhang mit dem ersten Ausführungsbei¬ spiel erläutert, muß die Korrektur hier so erfolgen, daß der korri¬ gierte grad2korr im Bereich (t>t3) kleiner als der erfaßte grad2 ist.
Das Flußdiagramm der Fig. 7 stellt dazu beispielhaft Schrittfolgen zur Gewinnung der genannten Aussagen dar.
Zunächst wird in einem Schritt Sl zur Zeit tl bei offenem Absperr¬ ventil und geschlossenem Tankentlüftungsventil der Tankdruck Pl und ein Wert FRl aus dem Regelfaktor FR bestimmt. FRl kann bspw. als Mittelwert von FR oder auch als Wert von FR unmittelbar vor einem Proportionalsprung bestimmt werden. Die Schritte S2 und S3 dienen zum Öffnen des Tankentlüftungsventils und zum Schließen des Absperr¬ ventils. Zu einem Zeitpunkt t3, bspw. dann, wenn der absinkende Tankdruck einen Wert P2 erreicht hat, wird ein Wert FR2 auf zur Er¬ mittlung von FRl analoge Weise in einem Schritt S4 ermittelt. Die in einem Schritt S5 aus FR2 und FRl gebildete Differenz dFR=FR2-FRl stellt ein Maß für die Ausgasung von Kraftstoff dar, mit der der in einem Schritt S6 gebildete Druckgradient gradl=(P2-Pl)/(t3-t2) in einem Schritt S7 korrigiert wird. Wie dort angegeben, kann eine Korrektur bspw. durch die Berechnungsvorschrift gradlkorr=gradl*(l-k*dFR) erfolgen, wobei k eine positive Zahl ist. Im Bsp. der Fig. 6 ist dFR<0 und damit wird gradlkorr betragsmäßig größer als gradl. Wie bereits weiter oben beschrieben, erfolgt da¬ durch eine Kompensation der die Druckmessung verfälschenden Ausga¬ sung. Auf ähnliche Weise läßt sich grad2korr bestimmen. Lediglich das Vorzeichen der Korrektur muß sich im Bereich (t2,t3) ändern: Da die Ausgasung hier in die gleiche Richtung wie ein mögliches Leck, nämlich drucksteigernd wirkt, ergibt sich grad2korr zu grad2korr=grad2*(l+k*dFR) . Da dFR wie weiter oben bemerkt, negativ ist, ist grad2korr damit kleiner (flacher) als grad2.
Auch bei diesem Ausführungsbeispiel können kann die Leckerkennungs- schwelle SW abhängig von der ermittelten Ausgasung dFR verändert werden, so wie es durch Fig. offenbart wird. In der Fig. 4a wäre da¬ zu lediglich der gradO durch dFR zu ersetzen.
Aus den korrigierten Größen ergeben sich Aussagen über Füllstand und/oder Funktionsfähigkeit der Anlage durch zur Figur 5 analoge Schritte.
An diesen Ablauf kann sich noch eine Dichtheitsprüfung und eine zweite Prüfung der Ausgasung anschließen. Siehe dazu Fig. 8, bei der zum Zeitpunkt t3 das Tankentlüftungsventil bei weiter geschlossenem Absperrventil geschlossen und die sich anschließende Druckänderung bis zum Zeitpunkt t4 beobachtet wird. Auf analoge Weise wie im Zu¬ sammenhang mit der Fig 6 beschrieben, kann aus den Druckwerten zu den Zeitpunkten t4 und t3 ein grad2 gebildet werden. Der Einfluß der Ausgasung auf diesen Gradienten kann durch aus den FR-Werten zu den Zeitpunkten t2 und t3 bemessen werden. Das Öffnen des Tankentluf- tungsventil zum Zeitpunkt t4 bei weiter geschlossenem,Absperrventil dient zur Absicherung der durch den vorhergehenden Verfahrensablauf erhaltenen Resultate. Steigt der Druck im Intervall (t3,t4) schnell an, deutet das einerseits auf ein Leck hin. Andererseits kann dafür aber auch eine verstärkte Ausgasung von Kraftstoff in der Unter¬ druckphase verantwortlich sein. Zur Unterscheidung der beiden Ursa¬ chen wird beginnend mit t4 eine zweite Ausgasungsprufung vorgenom¬ men. Anders als bei der ersten Ausgasungsprufung ist das Absperrven¬ til auch zu Beginn der zweiten Ausgasungspr fung geschlossen. Der Aktivkohlefilter wird daher nicht mit Frischluft gespült und als Folge übt eine möglicherweise vorhandene Restbeladung des Aktovkoh- lefilters mit Kraftstoff keinen Einfluß auf die folgende Ausgasungs¬ prufung aus. Ansonsten ergeben sich für den Regelfaktor FR für Zei¬ ten t>t4 analoge Verhältnisse wie in der Fig. 6a ab dem Zeitpunkt tl.
Wenn der schnelle Druckanstieg im Intervall (t3,t4) wirklich auf ein Leck zurückzuführen ist, dann wird für Zeiten t>t4 kein oder nur ein kleines dFR zu beobachten sein, da das Leck Frischluft liefert. Ein solches dFR verifiziert damit eine im Intervall (t3,t4) Aussage über ein erkanntes Leck.
Tritt dagegen ein vergleichsweise großes dFR auf, so ist das auf ei¬ ne starke Ausgasung des Kraftstoffs im Tank in der Unterdruckphase zurückzuführen. Unter diesen Umständen wird eine Aussage über ein erkanntes Leck falsifiziert.
Es ist auch möglich, daß während des Unterdruckabbaus durch Schwap¬ pen des Kraftstoffs erzeugter Kraftstoffdampf den Unterdruckabbau¬ gradienten betragsmäßig vergrößert, was f lschlicherweise auf ein Leck hindeutet. In diesem Fall ist das Prüfungsergebnis zu verwer¬ fen. Dazu wird die Differenz der Beträge der dFR-Werte bei dem er¬ sten Unterdruckaufbau (dFRl) und dem zweiten Unterdruckaufbau (dFR2) gebildet (Fig. 8d) . Überschreitet die Differenz einen Schwellwert, wird das Prüfergebnis verworfen.

Claims

Ansprüche
1. Verfahren zur Ermittlung einer Aussage über den Zustand einer Tankentlüftungsanlage bei einer Brennkraftmaschine
- bei welchem Verfahren Maßnahmen durchgeführt werden, die zu Ände¬ r ngen des Drucks innerhalb der Tankentlüftungsanlage führen und
- bei welchem Verfahren die sich einstellende Druckänderung beo¬ bachtet wird und bei welchem Verfahren
- die Aussage über den Zustand der Tankentlüftungsanlage aus der beobachteten Druckänderung ermittelt wird, dadurch gekennzeichnet, daß
- ein Maß für den Einfluß der Verdampfung von Kraftstoff innerhalb der Tankentlüftungsanlage auf die sich einstellende Druckänderung ermittelt wird und daß dieses Maß bei der Ermittlung der Aussage über den Zustand der Tankentlüftungsanlage berücksichtigt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Ma߬ nahme zur Änderung des Drucks innerhalb der Tankentlüftungsanlage ein in der Verbindung der Tankentlüftungsanlage zur Umgebung ange¬ ordnetes Absperrventil geschlossen und ein in der Verbindung der Tankentlüftungsanlage zum Saugrohr der Brennkraftmaschine angeordne¬ tes Tankentlüftungsventil geöffnet wird und daß der Verlauf der sich einstellenden Absenkung des Drucks innerhalb der Tankentlüftungsan¬ lage erfaßt wird. . -.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß anschlie¬ ßend das Tankentlüftungsventil geschlossen wird und der Verlauf der sich einstellenden Druckerhöhung erfaßt wird.
4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Maß für den Einfluß der Verdampfung von Kraftstoff aus der Reaktion des Drucksensors auf ein Abschließen des Tankentluftungssystems gegen¬ über der Umgebung ermittelt wird.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß
- bei geschlossenem Tankentlüftungsventil auch das Absperrventil geschlossen wird,
- das Ausmaß einer sich daraufhin einstellenden Druckerhöhung er¬ faßt wird
- und daß aus diesem Ausmaß auf den Einfluß der Verdampfung von Kraftstoff auf Druckänderungen in der Tankentlüftungsanlage ge¬ schlossen wird.
6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Maß für den Einfluß der Verdampfung von Kraftstoff aus der Reaktion ei¬ ner Größe (dFR) aus einem Regelkreis zur Regelung der Zusammen¬ setzung des der Brennkraftmaschine zuzuführenden Kraft¬ stoff/Luft-Gemisches auf ein Offnen des Tankentlüftungsventils er¬ mittelt wird.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß als Ma߬ nahme zur Änderung des Drucks innerhalb der Tankentlüftungsanlage ein in der Verbindung der Tankentlüftungsanlage zur Umgebung ange¬ ordnetes Absperrventil geschlossen und ein in der Verbindung der Tankentlüftungsanlage zum Saugrohr der Brennkraftmaschine angeordne¬ tes Tankentlüftungsventil geöffnet und daß der Verlauf der sich ein¬ stellenden Absenkung des Drucks innerhalb der Tankentlüftungsanlage erfaßt wird und daß anschließend das Tankentlüftungsventil geschlos¬ sen wird und der Verlauf der sich einstellenden Druckerhöhung erfaßt wird, daß aus dem Verlauf dieser Druckerhöhung und dem Maß für die Verdampfung von Kraftstoff auf die Dichtheit der Tankentlüftungsan¬ lage geschlossen wird, und daß, wenn der Schluß auf ein Leck hindeutet, bei weiterhin ge¬ schlossenem Absperrventil erneut ein Maß für den Einfluß der Ver¬ dampfung von Kraftstoff aus der Reaktion einer Größe aus einem Re¬ gelkreis zur Regelung der Zusammensetzung des der Brennkraftmaschine zuzuführenden Kraftstoff/Luft-Gemisches auf ein Offnen des Tankent¬ lüftungsventils ermittelt wird (dFR2) und daß der Schluß auf ein Leck verworfen wird, wenn das Maß für den Einfluß der Verdampfung von Kraftstoff einen vorgegebenen Schwell¬ wert überschreitet oder wenn die Differenz der Beträge des erneut ermittelte Maßes (dFR2) und des vorher ermittelten Maßes (dFR) einen vorgegebenen Schwellwert überschreitet.
8. Verfahren nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, da¬ durch gekennzeichnet, daß als Maß für die Dichtheit des TE-Systems ein füllstandsabhängiger Schwellwert SW für eine den Verlauf der Druckerhöhung charakterisierende Größe (grad2) verwendet wird, wobei diese Größe (grad2) oder der Schwellwert SW zusätzlich abhängig von dem ermittelten Maß für die Verdampfung von Kraftstoff (gradO, dFR) korrigierbar ist.
9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß ein kor¬ rigierter grad 2 folgendermaßen ermittelt wird: grad2k= grad2+K*grad0
10. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Schwellwert folgendermaßen gebildet wird:
SW=SW0(Füllstand)*K(grad0) .
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