CN110594050B - 用于监控油箱通风***中的管路的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于监控油箱通风***中在燃料箱和活性炭过滤器之间的管路的方法。在起始时间点（t1）上求取在活性炭过滤器中的碳氢化合物的起始负载（m_t1）。然后求取离开油箱通风***的碳氢化合物的经积分的HC扫气质量（M(t)）。

Description

用于监控油箱通风***中的管路的方法

技术领域

本发明涉及用于监控油箱通风***中在燃料箱和活性炭过滤器之间的管路的方法。本发明还涉及计算机程序，当该计算机程序在计算器上运行时，该计算机程序实施所述方法的每个步骤，以及涉及机器可读的存储介质，该存储介质储存所述计算机程序。最后，本发明涉及一种电子的控制器，该控制器设置成实施按本发明的方法。

背景技术

为了保持汽化排放极值，机动车的燃料箱具有油箱通风***。这种油箱通风***由活性炭过滤器构成，所述活性炭过滤器通过管路与燃料箱连接。从燃料箱逸出的燃料蒸汽主要是碳氢化合物，通过管路流向活性炭过滤器。所述碳氢化合物在那里被活性炭过滤器吸附，因而仅经净化的空气能排出到大气中。

设置有再生管路用于活性炭的再生，所述再生管路将活性炭过滤器与内燃机的抽吸管连接。在这个管路中布置有油箱通风阀。在再生运行中，油箱通风阀被打开并且所吸附的燃料蒸汽被导入到内燃机的抽吸管中。在所述抽吸管中有负压，因而在油箱通风阀打开时也在管路中和在活性炭过滤器中产生负压。空气因此从环境通过活性炭流到抽吸管中。所述活性炭脱附（desorbiert）积聚的碳氢化合物并且将其输送给马达式的燃烧。在管路中的油箱通风阀配给这种再生质量流。

这种管路也可能例如由于堵塞（Verstopfung）而阻塞。识别这种阻塞的管路是所希望的并且部分也是法规所要求的。传统上为了监控所述管路而在油箱或活性炭过滤器中使用附加的压力传感器。备选将活性炭过滤器在加料（Betankung）后的骤然更高的负载用于诊断。可以执行诊断的频率因此取决于加料的频率。

针对活性炭过滤器的负载可以考虑一模型，所述模型例如由检测加料事件、环境压力变化和油箱中的燃料温度构成。能够在压力油箱***中额外考虑压力调节事件以及油箱截止阀的泄漏。

发明内容

本发明涉及一种在油箱通风***中在燃料箱和活性炭过滤器之间的管路。为了监控所述管路而实施下列步骤：

在起始时间点上，求取在活性炭过滤器中的碳氢化合物的起始负载。起始负载是在每一个监控周期的起始时间点上处在活性炭过滤器中的碳氢化合物的质量。优选在活性炭过滤器中的碳氢化合物的起始负载由本身公知的针对活性炭过滤器的负载模型求取。

此外，求取离开油箱通风***的碳氢化合物的经积分的扫气质量。所述扫气质量是由环境空气和来自活性炭过滤器的碳氢化合物构成的混合物，该混合物视活性炭过滤器的负载程度和环境条件、像比如其温度而定而不一样强地积聚。

通过在燃烧时用也称为λ值的燃烧空气比的调整，可以确定再生质量流中碳氢化合物的份额。所述份额在下文中称为扫气质量流的碳氢化合物份额，简称为HC扫气质量流或HC扫气质量。

优选求取在整个监控周期期间的经积分的HC扫气质量。备选也在满足用于诊断的释放条件后才能求取所述经积分的HC扫气质量；这种释放条件进一步在下文中加以说明。可选在结束诊断之后可以取消对经积分的HC扫气质量的进一步的求取。流过管路并且离开油箱通风***的碳氢化合物被输送给与燃料箱连接的内燃机。油箱通风***的活性炭过滤器的再生管路典型地在内燃机的抽吸管中、特别是直接在内燃机的上游或也在用于内燃机的涡轮增压器的上游终止。再生管路优选具有油箱通风阀，该油箱通风阀调节再生质量流。优选由在内燃机中燃烧时也称为λ值的燃烧空气比的变化求取碳氢化合物的经积分的HC扫气质量。所述燃烧空气比在此直接取决于输送给燃烧的碳氢化合物的HC扫气质量。

为了诊断，在起始时间点上的碳氢化合物的起始负载和当前在诊断的时间点上求取的经积分的HC扫气质量之间进行比较。如果经积分的HC扫气质量在比较时大于起始负载，那么管路被诊断为是可以正常工作的。在这种情况下，除了起始负载外，附加质量的碳氢化合物从燃料箱流向活性炭过滤器。因为活性炭过滤器仅通过有待监控的管路和再生管路连接，所以所述附加的质量必然流过所述管路。因此所述管路在这种情况下不会阻塞。

但如果在活性炭容器和油箱之间的管路阻塞，那么就不会有附加的碳氢化合物进入活性炭容器。以如下方式识别这种状态，即，尽管在起始负载必须已经洗掉的时间点上有足够的再生质量流，但经积分的HC扫气质量仍未超过起始负载。起始负载必须已经被洗掉的时间点可以优选借助通过活性炭过滤器的经积分的扫气空气量求取。如果经积分的扫气空气量超过了一定的阈值，那么可以以此认为，碳氢化合物的对应起始负载的质量被从活性炭过滤器清除（entfernen）。如果在这个时间点上，通过来自油箱通风***的扫气空气输送的经积分的HC扫气质量不大于起始负载，那么在油箱和活性炭容器之间的管路被诊断为是阻塞的。

可选能在诊断得出一个结果后重复所述方法，其中，优选确定在诊断的时间点上的负载并且用作新的起始负载。

有利地设置用于诊断的释放条件。因此仅当活性炭过滤器用碳氢化合物的负载处在一个阈值之上时才实施在起始负载和当前的经积分的扫气质量之间的比较。该阈值代表了足以用于诊断的分离精度。所述阈值优选由用于活性炭过滤器的上述负载模型求取。换句话说，用于活性炭过滤器的负载模型提供了这样的信息，是否有足够的附加质量的碳氢化合物通过环境条件进入到活性炭过滤器中，以便实现诊断的充分的分离精度。

按照一个方面，设置有IUMPR分子（Numerator）。IUMPR（使用中监控性能比）说明了在所实施的诊断的数量与可能的诊断的总数量之间的比例并且由法规要求规定。IUMPR分子在下列两种情况中提高：在第一种情况中，管路如之前所说明那样被诊断为是可以正常工作的并且经积分的HC扫气质量同时处在上文说明的阈值之上，其中，起始负载必须已经被洗掉。在第二种情况下，管路被诊断为是阻塞的。在第二种情况中要注意的是，在该第二种情况下，经积分的HC扫气质量也处在所述阈值之上，其中，起始负载必须已经被洗掉，这在上面的说明中通过时间点表达。

优选考虑到***性的公差，像比如燃料类型和在求取起始负载时该燃料类型在油箱通风***中的气体排出特性。这表现为在活性炭过滤器的负载中的偏移。

计算机程序设置成特别是当该计算机程序在计算器或控制器上执行时，执行所述方法的每个步骤。所述计算机程序实现了所述方法在传统的电子的控制器中的实现，而不必为此作结构性的改变。为此将该计算机程序储存在机器可读的存储介质上。

通过计算机程序在传统的电子的控制器上的运行，获得了电子的控制器，该电子的控制器设置成监控油箱通风***的管路。

附图说明

本发明的实施例在附图中示出并且在接下来的说明书中加以详细阐释。

图1是油箱通风***的示意图；

图2是按本发明的方法的一个实施例的流程图；

图3是针对管路的可以正常工作的情况在一段时间上碳氢化合物的经积分的HC扫气质量（上方）、油箱通风阀的操控（中央）和活性炭过滤器的负载（下方）的图表。

图4是针对管路阻塞的情况在一段时间上经积分的HC扫气质量（上方）、油箱通风阀的操控（中央）和活性炭过滤器的负载（下方）的图表。

具体实施方式

图1中示意性示出了车辆的油箱通风***，该油箱通风***具有燃料箱10和活性炭过滤器20。在燃料箱10和活性炭过滤器之间布置有管路30，按本发明的方法使用在所述管路中。燃料处在燃料箱10中，其中，在液态的燃料上方形成了气态的碳氢化合物。所述气态的碳氢化合物通过管路30输送给活性炭过滤器20。所述活性炭过滤器20吸附碳氢化合物，碳氢化合物作为负载加载所述活性炭过滤器20。为了活性炭过滤器20的再生，扫气空气（Spülluft）被导引经过活性炭过滤器20，所述扫气空气吸收来自活性炭过滤器20的以气体形式的碳氢化合物。碳氢化合物然后作为再生质量流q通过再生管路40进一步传导给内燃机50。在再生管路40中布置有油箱通风阀41，该油箱通风阀调节通过再生管路40的碳氢化合物气体的再生质量流（Regeneriermassenstrom）q。

内燃机50具有气缸51，气缸与共同的抽吸管52连接。通过抽吸管52从环境抽吸空气，所述空气在进入气缸51的未示出的喷射阀之前，其经过空气过滤器53、涡轮增压器54、增压空气冷却器（Ladeluftkühler）55和节气门（Drosselklappe）56。在这个实施例中，再生管路40在油箱通风阀41的下游分开。分开的再生管路42中的一个再生管路在涡轮增压器54的上游在文丘里喷嘴中终止并且另一个分开的再生管路43在节气门56的下游终止于气缸51之前。在两个分开的再生管路42、43中分别布置有单向阀（Einwegeventil）44、45，所述单向阀朝抽吸管52的方向导引再生质量流q。碳氢化合物气体最终输送给内燃机50，然后在那里燃烧。λ传感器（Lambdasonde）60额外在内燃机50的下游布置在排气系（Abgasstrang）57中，该λ传感器求取废气的氧含量（Sauerstoffgehalt）并且将对应的信号传递（weitergibt）给电子的控制器70。此外，电子的控制器70与油箱通风阀41连接并且控制该油箱通风阀。此外，为活性炭过滤器20设置泄漏识别装置25。

图2示出了根据按本发明的方法的一个实施例的流程图。在起始时间点t1上，由针对活性炭过滤器20的负载模型101求取100活性炭过滤器20的起始负载m_t1。在整个监控期间，连续地（laufend）求取110离开油箱通风***的碳氢化合物的HC扫气质量（HC-Spülmasse）M。在本实施例中由在内燃机50中燃烧时的燃烧空气比（λ值）的变化求取110经积分的HC扫气质量M。燃烧空气比直接与输送给燃烧的碳氢化合物的扫气质量有关。燃烧空气比通过在排气系57中的λ传感器60在一段时间上测量并且由所测量的燃烧空气比基于碳氢化合物的所输送的扫气质量求取111变化。紧接着由所求取的燃烧空气比的变化求取HC扫气质量和对该HC扫气质量求积分。换句话说，对通过燃烧空气比的变化公知的燃烧的碳氢化合物的质量求积分。

此外，求取120流过活性炭过滤器20的经积分的扫气空气量（Spülluftmenge）L。经积分的扫气空气量L一方面用于计算130时间点t3，在该时间点上必须已经洗掉（ausgespült）活性炭过滤器20的起始负载m_t1。为此将扫气空气量L与额定值L_s相比较。如果扫气空气量L处在额定值L_s之上，那么可以以此认为，扫气空气量足够大，以便完全冲洗（spülen）来自活性炭过滤器20的起始负载m_t1。正好在这时（Ebendann）确定已经提到的时间点t3。

设置用于诊断的释放条件。为此将活性炭过滤器20的当前的负载m(t)与阈值ms相比较140。阈值ms由同样从针对活性炭过滤器20的已说明的负载模型101中求取并且代表了足以用于诊断的分离精度（Trennschärfe）。这个时间点在图3和4中称为释放时间点t₂，在该时间点上满足这个释放条件。如果负载m(t)没有达到阈值m_s，那么进一步求取110经积分的HC扫气质量M(t)。当负载m(t)最终处在阈值m_s之上时，实施诊断。

现在在诊断时，对活性炭过滤器20的起始负载m_t1和在当前时间点上的经积分的HC扫气质量M(t)之间进行比较150。如果经积分的HC扫气质量M(t)处在起始负载m_t1上，那么碳氢化合物的附加的质量必须从燃料箱10通过管路30进入到活性炭过滤器中。在此要注意的是，燃料箱10和再生管路40通常通过其它方法来就泄漏进行检查。因此管路30在这种情况下被诊断为是可以正常工作的160。在这个实施例中，针对所述情况紧接着检查，活性炭过滤器20的起始负载m_t1是否必须已经洗掉。为此，如用于时间点t3的求取已经说明的那样，将扫气空气质量L与阈值L_s相比较161。如果扫气空气质量L处在阈值L_s之上，那么起始负载m_t1在诊断时已经被洗掉并且诊断可以视作是成功的。在这种情况下，额外提高190用于诊断的IUMPR分子（Numerator）。否则就随着求取120经积分的扫气空气量L继续所述方法。

反之，如果当前的经积分的HC扫气质量M(t)在比较150中低于起始负载m_t1，那么直至时间点t3都继续求取110经积分的HC扫气质量M，在所述时间点上必须已经洗掉活性炭过滤器20的起始负载m_t1。因此在时间点t3上求取115经积分的HC扫气质量M_t3。要注意的是，这种求取115对应上述针对时间点t3的求取110。将在时间点t3上的经积分的HC扫气质量M_t3与起始负载m_t1相比较170。针对管路30没有阻塞的情况，在时间点t3上的经积分的HC扫气质量M_t3必须至少和起始负载m_t1一样大，因为这个起始负载在时间点t3上必须已经洗掉，也就是说，必须已经是经积分的HC扫气质量M_t3的一部分。可以以此认为，附加质量的碳氢化合物从燃料箱10逸出到活性炭过滤器25中并且因此成了经积分的HC扫气质量M的一部分，因而在时间点t3上的经积分的扫气质量M_t3在管路30未阻塞时大于起始负载m₁。如果在时间点t3上的经积分的HC扫气质量M_t3不大于，也就是说小于或等于起始负载m_t1，那么管路30被诊断为是阻塞的180。针对这种情况，IUMPR分子被提高190。针对另一种情况，则不能从诊断得出结论并且随着求取110经积分的HC扫气质量M_t3重复所述方法。

针对诊断得出也就是说管路被诊断为是可以正常工作的160或阻塞的180的结果的情况，将当前的负载确定为是新的起始负载m_t1´并且重复所述方法。

图3和4在一段时间t上分别在上方的区段中示出了离开油箱通风***的碳氢化合物的经积分（integrierte）的HC扫气质量，在中部的区段中示出了油箱通风阀41的操控A并且在下方的区段中示出了活性炭过滤器20的负载m。在图3中示出了管路30是可以正常工作的情况，并且在图4中示出了管路30是阻塞的情况。为了能对两种情况比较，油箱通风阀41在两种情况下都被相同地操控并且负载的时间走势m(t)应当同样对应。两个图在下文中被共同说明，倘如果它们对应的话。

在起始时间点t1上求取100起始负载m_t1，所述起始负载在此直接可以从下方的区段读取。起始负载m_t1针对每一个图表在上方的区段中被作为阈值引入（eintragen），所述阈值代表了比较150。在起始时间点t1上，油箱通风阀41被打开，这在图表中在中央的区段中通过操控A的上升表征。要注意的是，起始时间点t1可以随意选择并且不必与操控A关联。通过打开油箱通风阀41将碳氢化合物从活性炭过滤器20冲洗出，因此在时间t的进程中提高了经积分的HC扫气质量M(t)。如果油箱通风阀41再次关闭，特征在于操控A的下降，那么经积分的HC扫气质量M(t)保持恒定。在活性炭过滤器20中的碳氢化合物的负载m(t)同时上升。在时间点t2，负载m(t)处在阈值m_s之上并且用于诊断的释放条件得到满足。因此油箱通风阀41被另外打开两次。在此，经积分的HC扫气质量M(t)的时间走势在两个图中不同。

在图3中，经积分的HC扫气质量M(t)强烈上升并且超过了活性炭过滤器20的起始负载（Anfangsbeladung）m_t1。在时间点t3上的经积分的HC扫气质量M_t3甚至处在所匹配的起始负载m_t1*之上，其中，考虑到***性的公差、像比如不同的燃料类型的不同的气体排出特性（Ausgasungsverhalten）作为在活性炭过滤器20的负载m时的偏移。按照本发明，管路30被诊断为是可以正常工作的160。

在图4中虽然经积分的HC扫气质量M(t)同样上升，但在起始负载m_t1必须已经被洗掉的时间点t3上的经积分的HC扫气质量M_t3保持处于起始负载m_t1之下。在这种情况下，管路30按照本发明被诊断为是阻塞的180。明显也不会有相比起始负载m_t1更大量的碳氢化合物在时间点t3之后被从活性炭过滤器20冲洗出。

在两个图中，还引入了新的起始时间点t1´，在该新的起始时间点上重复所述方法。在此也求取了新的起始负载m_t1´。

Claims (9)

1.用于监控油箱通风***中在燃料箱（10）和活性炭过滤器（20）之间的管路（30）的方法，其特征在于下列步骤：

- 求取在起始时间点t1上在活性炭过滤器（20）中的碳氢化合物的起始负载（m_t1）；

- 求取离开油箱通风***的碳氢化合物的经积分的HC扫气质量（M(t)）;

- 在起始时间点t1上的起始负载（m_t1）和当前的经积分的HC扫气质量（M(t)）之间进行比较；

- 当经积分的HC扫气质量（M(t)）大于起始负载（m_t1）时，将管路（30）诊断为能够正常工作的；

- 当在时间点t3上的经积分的HC扫气质量（M(t)）不大于起始负载（m_t1）时，将管路（30）诊断为是阻塞的，在所述时间点t3上起始负载（m_t1）必须已经被洗掉，

由针对所述活性炭过滤器（20）的负载模型求取所述活性炭过滤器（20）的起始负载（m_t1），

由在与燃料箱（10）以及与油箱通风***连接的内燃机（50）中燃烧时燃烧空气比的变化求取碳氢化合物的经积分的HC扫气质量（M(t)）。

2.按照权利要求1所述的方法，其特征在于，借助通过所述活性炭过滤器（20）的经积分的扫气空气量（L）求取时间点t3，在所述时间点t3上所述起始负载（m_t1）必须已经被洗掉。

3.按照权利要求1所述的方法，其特征在于用于诊断的释放条件，其中，当所述活性炭过滤器的负载（m）处在阈值之上时，才实施在起始负载（m_t1）和当前的经积分的HC扫气质量（M(t)）之间的比较。

4.按照权利要求3所述的方法，其特征在于，由针对所述活性炭过滤器（20）的负载模型求取所述阈值。

5.按照权利要求1所述的方法，其特征在于使用中监控性能比IUMPR分子（190），当

- 所述管路（30）诊断为能够正常工作的并且通过所述活性炭过滤器（20）的经积分的扫气空气量（L）处在阈值之上时，其中，所述起始负载（m_t1）必须已经被洗掉；和/或

- 所述管路（30）被诊断为是阻塞的时，

使用中监控性能比IUMPR分子被提高。

6.按照权利要求1所述的方法，其特征在于，考虑到在油箱通风***中的***性公差。

7.按照权利要求6所述的方法，其特征在于，***性公差是不同的燃料类型在求取起始负载时的不同的气体排出特性。

8.机器可读的存储介质，在所述存储介质上储存有计算机程序，所述计算机程序设置成执行按照权利要求1至7中任一项所述的方法的每个步骤。

9.电子的控制器（70），所述电子的控制器设置用于，借助按照权利要求1至7中任一项所述的方法监控油箱通风***中的管路（30）。

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