DE19708329A1

DE19708329A1 - Verfahren zur Dichtheitsprüfung eines Tanksystems eines Fahrzeugs mit Brennkraftmaschine

Info

Publication number: DE19708329A1
Application number: DE19708329A
Authority: DE
Inventors: Andreas Blumenstock
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1996-03-01
Filing date: 1997-03-03
Publication date: 1997-09-04
Also published as: SE9700726D0; SE9700726L; SE510750C2; JP3886587B2; US5794599A; JPH09242633A

Description

Stand der Technik

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Dichtheits prüfung eines Tanksystems eines Fahrzeugs mit Brenn kraftmaschine nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Die kalifornische Umweltbehörde (CARB) fordert ab Mitte des Jahres 1996 eine Diagnose mit bordeigenen Mitteln (on-board-Diagnose) zur Überprüfung der Funktionsfähig keit von Fahrzeugsystemen. Dabei soll unter anderem auch eine Dichtheitsprüfung des Tanksystems mit bordeigenen Mitteln vorgenommen werden.

Ein Tanksystem für ein Fahrzeug mit Brennkraftmaschine weist im wesentlichen einen Kraftstofftank, ein mit dem Saugrohr der Brennkraftmaschine verbundenes Regenerier ventil und ein zwischen dem Kraftstofftank und dem Regenerierventil angeordnetes Adsorptionsfilter auf, über das bei geöffnetem Regenerierventil Kraftstoffdämpfe in das Saugrohr abgesaugt werden.

Aus der US-A-5,383,437 sowie aus der Publikation: "Tankdiagnose: Eine neue Methode zur sicheren Leckage erkennung", veröffentlicht in der Schrift zum 4. Aachener Kolloquium über Fahrzeug- und Motorentechnik 1993, ist ein Verfahren zur Dichtheitsprüfung eines Tanksystems eines Fahrzeugs mit Brennkraftmaschine bekannt, bei dem bei geschlossenem Regenerierventil mittels einer Pumpe ein Diagnose-Überdruck in dem Tanksystem erzeugt wird. Daraufhin wird im quasistationären Zustand wiederholt der sich bei Vorhandensein eines Lecks nach einer gewissen Zeit in dem Tanksystem einstellende Druckabfall durch betätigen der Pumpe ausgeglichen und über die zwischen zwei Pumpbetätigungen vergangene Zeit, d. h. die Zeit zwischen den Pumphüben, auf eine Leckage des Tanksystems geschlossen. Hierbei ist die zwischen den Pumphüben vergangene Zeit ein direktes Maß für die Leckage des Systems. Nach Abschluß der Dichtheitsprüfung muß der in dem Tanksystem vorhandene Überdruck abgebaut werden. Dies geschieht bei dem bekannten Verfahren dadurch, daß die Pumpe deaktiviert und dabei auch gleichzeitig das Absperrmittel geöffnet wird, so daß der Überdruck des Tanksystems in die Atmosphäre entweicht.

Nachteilig bei dieser Art des Überdruckabbaus ist es, daß ein voll gesättigtes Adsorptionsfilter beim Entweichen des Überdrucks in die Atmosphäre gewissermaßen "invers gespült" wird und dadurch Kohlenwasserstoff-Moleküle in die Atmosphäre austreten können. Dies bedeutet nicht nur eine unerwünschte Umweltbelastung, die ja gerade durch das Tanksystem mit Tankentlüftungsanlage vermieden werden soll, sondern auch eine äußerst störende Geruchsbelästi gung der das Fahrzeug bedienenden Personen.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Verfahren zur Dichtheitsprüfung eines Tanksystems eines Fahrzeugs mit Brennkraftmaschine der eingangs beschriebenen Art dahingehend weiterzubilden, daß insbesondere bei Abschluß der Dichtheitsprüfung ein Austritt von Kraftstoffdämpfen und daher von schädlichen Kohlenwasserstoff-Molekülen in die Atmosphäre vermieden wird.

Vorteile der Erfindung

Die Erfindung wird bei einem Verfahren gemäß dem Oberbe griff des Patentanspruchs 1 erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.

Besonders vorteilhaft ist es, daß der Diagnose-Überdruck nach Beendigung der Dichtheitsprüfung durch Öffnen des Regenerierventils verringert wird. Hierdurch wird der Diagnose-Überdruck gewissermaßen in das Saugrohr "abge saugt" und dadurch vermieden, daß bei einem gesättigten Adsorptionsfilter Kraftstoffdämpfe und damit schädliche Kohlenwasserstoff-Moleküle in die Atmosphäre entweichen können. Es wird damit nicht nur die Umweltverträglichkeit des gesamten Fahrzeugs erhöht, sondern auch die Geruchs belästigung deutlich vermindert.

Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.

So ist es beispielsweise vorteilhaft, daß der Druck in dem Tanksystem mittels eines in dem Kraftstofftank angeordneten, die Druckdifferenz zwischen dem im Kraft stofftank herrschenden Druck und dem Atmosphärendruck messenden Drucksensors bestimmt wird. Auf diese Weise sind nur wenig Änderungen an gängigen Tanksystemen notwendig, um die Durchführung des Verfahrens zu ermögli chen.

Möglich ist es aber auch, daß der Druck in dem Tanksystem über die abgesaugte Kraftstoffdampfmenge und/oder den Diagnose-Überdruck und/oder den Füllstand des Kraftstoff tanks bestimmt wird.

Dabei wird der Druck vorzugsweise in einer Recheneinheit aus diesen Daten berechnet, er kann aber auch in einer Beurteilungseinrichtung, beispielsweise einer Schaltungs anordnung und dergleichen geschätzt werden.

Vorteilhaft bei diesen Arten der Druckbestimmung ist, daß bei bestehenden Tanksystemen praktisch keine Änderungen notwendig sind, um die Durchführung des Verfahrens zu ermöglichen, da die Druckbestimmungen gewissermaßen auf die "Datenverarbeitungsebene" verlagert wird, die in ohnehin vorhandenen Rechnern (Motorsteuerung u. dgl.) ausgeführt werden kann.

Vorzugsweise ist das Regenerierventil ein Tankentlüf tungsventil und das Adsorptionsfilter ein Aktivkohlefil ter.

Zeichnung

Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung werden nachstehend anhand der Zeichnung noch näher erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1a schematisch das Tastverhältnis des Tankentlüf tungsventils über der Zeit,

Fig. 1b schematisch den Öffnungszustand des Absperr mittels über der Zeit,

Fig. 1c den Verlauf des in dem Tanksystem herrschenden Drucks gegenüber der Atmosphäre über der Zeit und

Fig. 2 schematisch eine an sich bekannte Vorrichtung zur Dichtheitsprüfung eines Tanksystems eines Fahrzeugs mit Brennkraftmaschine.

Beschreibung der Ausführungsbeispiele

Der Grundgedanke vorliegender Erfindung besteht darin, ein Verfahren zur Dichtheitsprüfung eines Tanksystems eines Fahrzeugs mit Brennkraftmaschine, bei welchem die Dichtheitsprüfung durch einen in dem Tanksystem aufgebau ten Überdruck vorgenommen wird, derart weiterzubilden, daß nach Abschluß der Dichtheitsprüfung der Überdruck zur Vermeidung einer Umweltbelastung durch austretende schädliche Kohlenwasserstoff-Moleküle so abgebaut wird, daß der Überdruck nicht in die Atmosphäre abgelassen, sondern der Brennkraftmaschine zugeführt wird.

Das Verfahren zur Dichtheitsprüfung eines Tanksystems eines Fahrzeugs mit Brennkraftmaschine läßt sich am besten in Verbindung mit dem in Fig. 2 schematisch dargestellten an sich bekannten Tanksystem sowie mit den in Fig. 1a, 1b und 1c dargestellten zeitlichen Verläufen des Tankentlüftungsventil-Tastverhältnisses, des Öff nungszustands des Absperrventils und des in dem Tanksy stem herrschenden Drucks gegenüber der Atmosphäre erläutern.

Wie in Fig. 2 dargestellt, umfaßt ein Tanksystem einer Brennkraftmaschine einen Kraftstofftank 10, der über eine Leitung 11 mit einem Adsorptionsfilter 20, beispielsweise einem Aktivkohlefilter, verbunden ist. Das Adsorptions filter 20 ist über eine weitere Leitung 21 über ein Regenerierventil 30, beispielsweise ein Tankentlüftungs ventil, mit dem Saugrohr 40 einer nicht dargestellten Brennkraftmaschine verbunden. Der Einlaß der Leitung 21 in das Saugrohr 40 ist dabei in Strömungsrichtung (Pfeil in Fig. 2) hinter einer Drosselklappe 41 angeordnet. Das Adsorptionsfilter 20 weist darüber hinaus eine weitere Leitung 22 auf, die über eine Pumpe 50, über ein Absperr mittel 60, beispielsweise ein Absperrventil, und ein Filter 70 mit der Atmosphäre zur Belüftung des Adsorp tionsfilters 20 verbunden ist.

Zur Regenerierung des Adsorptionsfilters 20 wird das Tankentlüftungsventil geöffnet, so daß die in dem Adsorptionsfilter 20 adsorbierten Kraftstoffdämpfe in den Saugkanal 40 der Brennkraftmaschine gespült werden. Diese Regenerierphase ist in Fig. 1 in den Zeitintervallen vor der Zeit t₁ und nach der Zeit t₃ dargestellt.

Zur Prüfung der Dichtheit des Tanksystems wird nun folgendermaßen vorgegangen. In dem Zeitintervall zwischen t₁ und t₂ (Fig. 1) wird bei geschlossenem Regenerierventil 30 (Tankentlüftungsventil) und geschlossenem Absperr mittel 60 (Absperrventil) mittels der Pumpe 50 durch Einsaugen von Luft über einen mit der Atmosphäre ver bundenen Einlaß 50a und Komprimierung dieser Luft ein Diagnoseüberdruck in dem Tanksystem erzeugt. Der Druck in dem Tanksystem gegenüber dem Atmosphärendruck wird beispielsweise mittels eines an dem Kraftstofftank angeordneten, die Druckdifferenz zwischen dem in dem Kraftstofftank 10 herrschenden Druck und dem Atmosphären druck messenden Drucksensors 80 bestimmt. Sobald der Druck über einen gewissen vorgegebenen Wert gestiegen ist (t_1a), wird wie in Fig. 1c schematisch dargestellt, im quasistationären Zustand durch Betätigen der Pumpe 50 der sich einstellende Druckabfall im Zeitintervall t_1a bis t₂ ausgeglichen. Über die zwischen den Pumpbetätigungen vergangene Zeit, d. h. über die Zeit, die erforderlich ist, um durch wiederholtes Pumpen einem Druckabfall unter eine vorgegebene Schwelle zu begegnen, wird auf das Vorhandensein eines Lecks und gegebenenfalls auf dessen Größe geschlossen, wie es beispielsweise aus der US-A- 5,383,437 und aus der Veröffentlichung "Tankdiagnose: Eine neue Methode zur sicheren Leckage-Erkennung", veröffentlicht in der Tagungsschrift zum 4. Aachener Kolloquium über Fahrzeug- und Motorentechnik 1993, die Bestandteil vorliegender Anmeldung sein sollen, detail liert dargestellt ist.

Nach Abschluß der Dichtheitsprüfung muß nun in dem Zeitintervall zwischen der Zeit t₂ und der Zeit t₃ (Fig. 1) der Diagnose-Überdruck in dem Tanksystem abgebaut werden.

Dies geschieht dadurch, daß zunächst das Regenerierventil 30 (Tankentlüftungsventil) geöffnet wird, während das Absperrmittel 60 (Absperrventil) geschlossen ist (vgl. Fig. 1a und 1b). Simultan hierzu wird der Druck in dem Tanksystem mittels des Drucksensors 80 erfaßt und das Absperrmittel 60 (Absperrventil) erst dann geöffnet, wenn sich im Tanksystem ein dem Umgebungsdruck im wesentlichen entsprechender Druck eingestellt hat. Auf diese Weise wird erreicht, daß der Überdruck gewissermaßen durch Absaugen in den Saugkanal 40 der Brennkraftmaschine abgebaut wird, wodurch ein Entweichen von schädlichen Kohlenwasserstoff-Molekülen, die beispielsweise bei einem gesättigten Adsorptionsfilter 20 vorhanden sind, in die Atmosphäre vermieden wird.

Zur Bestimmung des Drucks in dem Tanksystem ist es auch möglich, den Druck über den Füllstand des Kraftstofftanks 10, den Diagnose-Überdruck, der im wesentlichen durch die Pumpleistung vorgegeben ist, und die abgesaugte Kraft stoffdampfmenge, die bekannt ist aus dem Saugrohrdruck und folglich aus der Druckdifferenz am Regenerierventil 30 (Tankentlüftungsventil) und aus dessen Durchfluß charakteristik, zu bestimmen. Die Bestimmung erfolgt dabei vorzugsweise in einer (nicht dargestellten) Recheneinheit oder in einer sonstigen Schaltungseinheit, die analog, digital oder in Hybridtechnik aufgebaut sein kann.

Schließlich ist es auch möglich, den Druck aus den Daten des Füllstands des Kraftstofftanks 10, des Diagnose-Über drucks und der abgesaugten Kraftstoffdampfmenge in einer Beurteilungseinrichtung, die ebenfalls beispielsweise als Schaltungseinheit in analoger, digitaler oder hybrider Technik realisiert sein kann, zu schätzen.

Claims

1. Verfahren zur Dichtheitsprüfung eines Tanksystems eines Fahrzeugs mit Brennkraftmaschine umfassend einen Kraftstofftank, ein mit dem Saugrohr der Brennkraftmaschine verbundenes Regenerierventil, ein zwischen dem Kraftstofftank und dem Regenerierventil angeordnetes Adsorptionsfilter, über das bei geöff netem Regenerierventil Kraftstoffdämpfe in das Saugrohr abgesaugt werden, und ein Absperrmittel zum druckdichten Verschließen einer Belüftungsleitung des Adsorptionsfilters, wobei mittels einer Pumpe ein Diagnose-Überdruck in dem Tanksystem erzeugt wird, und wobei nach Beendigung der Dichtheits prüfung der Diagnose-Überdruck abgebaut wird, dadurch gekennzeichnet, daß zum Abbau des Diagnose-Überdrucks zunächst das Regenerierventil (30) geöffnet wird, daß der Druck in dem Tanksystem erfaßt wird und daß das Absperr mittel (60) erst dann geöffnet wird, wenn sich im Tanksystem ein dem Atmosphärendruck im wesentlichen entsprechender Druck eingestellt hat.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Druck in dem Tanksystem mittels eines in dem Kraftstofftank (10) angeordneten, die Druckdifferenz zwischen dem im Kraftstofftank (10) herrschenden Druck und dem Atmosphärendruck messenden Drucksen sors (80) bestimmt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Druck in dem Tanksystem über die abgesaugte Kraftstoffdampfmenge und/oder den Diagnose-Überdruck und/oder über den Füllstand des Kraftstofftanks bestimmt wird.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Druck in einer Recheneinheit berechnet wird.

5. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Druck in einer Beurteilungseinrichtung geschätzt wird.

6. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Regenerierventil (30) ein Tankentlüftungsventil und das Adsorptions filter (20) ein Aktivkohlefilter ist.