DE19836102A1 - Verfahren zur Plausibilitätsüberprüfung eines Tankdrucksensors - Google Patents

Abstract

Zur Unterscheidung von Signalrauschen eines Tankdrucksensors und Tankschwappen im Tank eines Kraftfahrzeuges werden Bedingungen abgefragt (Fahrzeug steht und Leerlauf), bei deren Erfülltsein ein Tankschwappen über eine längere Zeit gesehen sehr unwahrscheinlich ist. Wenn über eine applizierbare Zeit trotz erfüllter Bedingungen Druckschwankungen in einer bestimmten Höhe festgestellt werden und dies mehrmals während eines Motorlaufes auftritt, dann wird der Drucksensor als fehlerhaft erkannt.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Plausibilitätsüber­ prüfung eines Tankdrucksensors gemäß dem Oberbegriff des Pa­ tentanspruches 1.

Tankdrucksensoren werden u. a. zur Leckerkennung in Tankent­ lüftungsanlagen von Kraftfahrzeugen eingesetzt. Der Zweck solcher Tankentlüftungsanlagen besteht darin, das Ausdampfen von Kohlenwasserstoffen aus dem Kraftstofftank in die Atmo­ sphäre zu vermeiden.

Hier zu weist die Tankentlüftungsanlage generell einen Kraft­ stofftank und ein Tankentlüftungsventil auf, das mit dem An­ saugtrakt einer, das Kraftfahrzeug antreibenden Brennkraftma­ schine verbunden ist. Dadurch können mit Hilfe des Unter­ drucks im Saugrohr Kraftstoffdämpfe abgesaugt und der Ver­ brennung in den Zylindern der Brennkraftmaschine zugeführt werden. Üblicherweise wird nicht unmittelbar das über dem Kraftstoff befindliche Volumen im Kraftstofftank abgesaugt, sondern der Kraftstoffdampf wird in einem separaten Behälter, der ein adsorbierendes Material enthält, in der Regel ein Ak­ tivkohlefilter, zwischengespeichert. Dadurch wird ein Austre­ ten des Kraftstoffdampfes in die Umgebung verhindert. Das Ak­ tivkohlefilter adsorbiert Kraftstoffdämpfe in denjenigen Zeiträumen, in denen kein Absaugen vom Saugrohr her erfolgt, z. B. beim Stillstand der Brennkraftmaschine oder dann, wenn auf Grund des aktuellen Betriebszustandes der Brennkraftma­ schine das Tankentlüftungsventil geschlossen gehalten wird.

Da das Aktivkohlefilter nur eine begrenzte Kraftstoffmasse speichern kann, muß es in geeigneten Betriebsbereichen der Brennkraftmaschine gespült werden. Hierbei wird das Tankent­ lüftungsventil, das in einer Leitung zwischen Aktivkohlefil­ ter und Saugrohr der Brennkraftmaschine angeordnet ist, durch Ansteuerung mittels geeigneter Signale von einer elektroni­ schen Steuerungseinrichtung der Brennkraftmaschine geöffnet.

Es besteht die Gefahr, daß eine solche Tankentlüftungsanlage undicht wird oder Komponenten der Anlage nicht ordnungsgemäß arbeiten. Derartige Anlagen sind daher während des Betriebs des Kraftfahrzeugs wiederholt auf Funktionstüchtigkeit zu prüfen. Ein Verfahren zum Überprüfen einer Tankentlüftungsan­ lage ist beispielsweise in der DE 44 27 688 A1 beschrieben. Nach diesem Verfahren wird die Tankentlüftungsanlage mittels des im Saugrohr der Brennkraftmaschine herrschenden Unter­ drucks evakuiert und die Anlage aufgrund von Unterdruckauf­ bau- und Unterdruckabbaugradienten hinsichtlich ihrer Dich­ tigkeit beurteilt.

Bei solchen Tankdichtigkeitsprüfungen mittels eines Drucksen­ sors, bei denen die auftretenden Druckänderungen ausgewertet werden, muß die Diagnoseroutine abgebrochen oder ausgeblendet werden, wenn bestimmte Ausblendbedingungen erfüllt sind.

Im Falle der Tankleckerkennung ist eine solche Ausblendbedin­ gung ein Kraftstoff-Schwappen im Tank und damit verbunden Druckschwankungen im Tank, welches eine Auswertung des Tank­ drucksignals verfälschen würde. Es gibt Umstände, die solche Druckschwankungen im Kraftstofftank verursachen können, wie Zuschlagen der Kraftfahrzeugtüren, Einsteigen in das Kraft­ fahrzeug oder Ein-und Auskuppeln.

Werden solche Druckschwankungen detektiert, so findet keine Prüfung auf Dichtigkeit der Tankentlüftungsanlage statt. Am kritischsten ist dabei der Fall eines annähernd vollen Kraft­ stofftanks. Bei hohem Füllstand im Kraftstofftank befindet sich oberhalb des Flüssigkeitspegels ein geringes Gasvolumen, wodurch sich Druckschwankungen stärker auswirken.

Im Falle eines verrauschten Sensorsignals, sei es aufgrund schlechter elektrischer Verbindung oder äußere Einflüße wie z. B. schlechte EMV-Auslegung würde keine Tanksystemdiagnose durchgeführt werden und ein fehlerhafter Tankdrucksensor wird auch nicht erkannt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren anzu­ geben, bei dem ein tatsächlich vorhandenes Tankschwappen von einem verrauschten Sensorsignal eines Tankdrucksensors unter­ schieden werden kann.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Un­ teransprüchen.

Um ein Tankschwappen von einem verrauschten Tankdrucksensor­ signal unterscheiden zu können, werden Bedingungen abgefragt, bei deren Erfülltsein ein Tankschwappen über eine längere Zeit gesehen sehr unwahrscheinlich ist. Dies ist z. B. der Fall, wenn das Kraftfahrzeug steht und die Brennkraftmaschine im Leerlauf betrieben wird. Wenn über eine applizierbare Zeit trotz erfüllter, oben genannter Bedingungen Druckschwankungen in einer bestimmten Höhe festgestellt werden und dies mehr­ mals während eines Motorlaufes auftritt, dann wird der Druck­ sensor als fehlerhaft erkannt. Die Schwankungen des Drucksi­ gnals treten dann nicht infolge von Tankschwappen auf, son­ dern es ist ein Signalrauschen vorhanden, so daß der Druck­ sensor ausgetauscht werden muß.

Zur Detektion von Signalrauschen wird das Drucksensorsignal während einer vorgegebenen Zeitspanne überwacht und die dabei auftretenden Druckschwankungen mit einem Schwellenwert ver­ glichen. Liegen die Druckschwankungen bei erfüllten Bedingun­ gen unterhalb des Schwellenwertes, so wird der Drucksensor als fehlerfrei eingestuft und die Diagnose für diesen Motor­ lauf nicht mehr durchgeführt.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist im folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Vorrichtung zur Tankleckerkennung für eine Brennkraftmaschine bei der das erfindungsgemäße Verfahren angewendet wird und

Fig. 2 ein Ablaufdiagramm zur Plausibilitätsüberprüfung des in der Vorrichtung verwendeten Drucksensors.

Die in Fig. 1 in vereinfachter Weise dargestellte Tankent­ lüftungsanlage eines mittels einer Brennkraftmaschine 10 an­ getriebenen Kraftfahrzeuges weist einen Kraftstofftank 11 auf, dessen nicht näher bezeichneter Einfüllstutzen mit einem Tankdeckel 12 verschließbar ist. Der Kraftstofftank 11 ist über eine Entlüftungsleitung 13 mit einem Behälter 14 verbun­ den, der ein Aktivkohlefilter aufweist, der die aus dem Kraftstofftank 11 ausgasenden Kohlenwasserstoffdämpfe adsor­ biert. Zum Erfassen des Druckes im Kraftstofftank 11 ist in der Entlüftungsleitung 13 ein Drucksensor 15 vorgesehen. Als Drucksensor 15 kann beispielsweise ein Differenzdrucksensor verwendet werden, dessen erster Anschluß mit der Entlüftungs­ leitung 13 und dessen zweiter Anschluß mit der Atmosphäre in Verbindung steht. Es kann aber auch ein Drucksensor einge­ setzt werden, der ein dem Absolutdruck im Kraftstofftank ent­ sprechendes Signal abgibt.

Vom Behälter 14 geht eine Regenerierungsleitung 16 ab, die stromabwärts einer Drosselklappe 17 in einen Ansaugkanal 18 der Brennkraftmaschine 10 mündet. In der Regenerierungslei­ tung 16 ist ein elektrisches Durchflußsteuerventil 19, im folgenden als Tankentlüftungsventil (TEV) bezeichnet, ange­ ordnet. An der Unterseite des Behälters 14 ist eine Belüf­ tungsleitung 20 vorgesehen, die mit der Umgebungsluft in Ver­ bindung steht und mittels eines elektrischen Aktivkohlefil­ terabsperrventils (AAV), im folgenden vereinfacht als Ab­ sperrventil 21 bezeichnet, absperrbar ist.

Die Ansteuerung der beiden Ventile 19, 21 erfolgt über nicht näher bezeichnete Ansteuerleitungen mittels Signalen einer elektronischen Steuerungseinrichtung 22. Dieser Steuerungs­ einrichtung 22 wird auch das Ausgangssignal DTP des Drucksen­ sors 15 zugeführt. Weitere Steuerparameter, die zum Betrieb der Brennkraftmaschine 10 benötigt werden, wie beispielsweise die Drehzahl N der Brennkraftmaschine, die Temperatur des Kühlmittels TKW, der Restsauerstoffgehalt im Abgas und die angesaugte Luftmasse LM werden von geeigneten Sensoren erfaßt und ebenfalls der Steuerungseinrichtung 22 zugeführt.

Diese Parameter werden dann innerhalb fest vorgegebener Pro­ grammroutinen derart weiterverarbeitet, daß u. a. der Lastzu­ stand der Brennkraftmaschine 10 bestimmt wird und bei Bedarf eine Spülung des Behälters 14 oder eine Überprüfungsroutine auf Dichtheit der Tankentlüftungsanlage eingeleitet werden kann, wie sie beispielsweise in der DE 44 27 688 A1 beschrie­ ben ist. Nach diesem Verfahren wird die Tankentlüftungsanlage mittels des im Saugrohr der Brennkraftmaschine herrschenden Unterdruck evakuiert und die Anlage aufgrund von Unterdruck­ aufbau- und Unterdruckabbaugradienten hinsichtlich ihrer Dichtigkeit beurteilt.

Außerdem enthält die Steuerungseinrichtung 22 einen Zähler 23 und einen Datenspeicher 24, in dem verschiedene Schwellenwer­ te SW1, SW_DTP und applikativ vorgegebene Konstanten gespei­ chert sind, deren Bedeutungen anhand der Beschreibung der Fig. 2 näher erläutert wird. Mit der Steuerungseinrichtung 22 ist noch ein externer Fehlerspeicher 25, sowie eine Anzeige­ vorrichtung 26 verbunden.

Gemäß dem Ablaufdiagramm nach Fig. 2 wird in einem Verfah­ rensschritt S2.1 abgefragt, ob gewisse Diagnosebedingungen für die Plausibilitätsüberprüfung des Signals des Drucksen­ sors erfüllt sind. Insbesondere wird überprüft, ob sich die Brennkraftmaschine im Leerlaufbetrieb befindet und die Ge­ schwindigkeit des Kraftfahrzeugs gleich Null ist. Da Ge­ schwindigkeiten VS = 0 nur mit relativ großem Aufwand erfaßt werden können, werden Fahrgeschwindigkeiten die zwar größer als Null sind, aber noch unterhalb eines bestimmten, vorgege­ benen Grenzwertes liegen (z. B. 1.8 km/h), als Signal für VS = 0 behandelt und sind deshalb keine Garantie für absoluten Stillstand des Kraftfahrzeugs. Ob sich die Brennkraftmaschine im Leerlaufbetrieb befindet, kann z. B. durch Auswerten des Signals eines Drosselklappensensors erfolgen. Wird der Leer­ laufbetrieb der Brennkraftmaschine detektiert, so wird ein Leerlaufsignal LL der Steuerungseinrichtung 22 übergeben.

Dieses wiederholte Abfragen, ob diese Bedingungen erfüllt sind, vollzieht sich in einer Warteschleife. Sind die Bedin­ gungen erfüllt, so wird in dem Verfahrensschritt S2.2 mittels des Drucksensors 15 der Druck im Kraftstofftank 11 während einer Zeitspanne T1_DTP erfaßt. Diese Zeitspanne wird appli­ kativ festgelegt. Anschließend wird im Verfahrensschritt S2.3 abgefragt, ob die vorgegebene Zeitspanne T1_DTP abgelaufen ist. Ist dies nicht der Fall, so wird zum Verfahrensschritt S2.2 verzweigt, andernfalls werden in dem Verfahrensschritt S2.4 die Druckschwankungen ΔDTP berechnet, die innerhalb die­ ser Zeit aufgetreten sind. Hierzu werden die maximal und mi­ nimal gemessenen Druckwerte herangezogen. Anschließend werden in einem Verfahrensschritt S2.5 die Druckschwankungen ΔDTP mit einem applizierten Schwellenwert SW_DTP verglichen. Er­ gibt die Abfrage im Verfahrensschritt S2.5 ein negatives Er­ gebnis, liegen also die Druckschwankungen ΔDTP unterhalb des Schwellenwertes SW_DTP, so wird im Verfahrensschritt S2.6 auf einen ordnungsgemäß arbeitenden Drucksensor geschlossen und die Diagnose wird für diesen Motorlauf nicht mehr durchge­ führt. Als Motorlauf wird dabei die Betriebsdauer zwischen dem Starten der Brennkraftmaschine und dem darauf folgendem Abstellen bezeichnet.

Ergibt die Abfrage im Verfahrensschritt S2.5, daß die Druck­ schwankungen ΔDTP größer sind als der Schwellenwert SW_DTP, so wird im Verfahrensschritt S2.7 überprüft, ob die den Schwellenwert SW_DTP überschreitenden Druckschwankungen über eine vorgegebene Zeitspanne T2_DTP vorhanden sind. Ist dies nicht erfüllt, d. h. die Abfrage in Verfahrensschritt S2.7 liefert ein negatives Ergebnis, dann wird zum Verfahrens­ schritt S2.5 verzweigt, andernfalls im Verfahrensschritt S2.8 der Zählerstand des bei Beginn des Verfahrens mit dem Wert 0 initialisierten Zählers 23 um 1 inkrementiert. Anschließend wird überprüft (Verfahrensschritt S2.9), ob der Zählerstand einen vorgegebenen Schwellenwert SW1 erreicht hat. Ist dies der Fall, so wird im Verfahrensschritt S2.10 auf einen feh­ lerhaften Drucksensor 15 geschlossen. Das Vorhandensein die­ ses Fehlers wird in den Fehlerspeicher 25 eingetragen und dem Führer des Kraftfahrzeuges mittels der Anzeigevorrichtung 26 optisch und/oder akustisch angezeigt (Verfahrensschritt S2.11).

Ergibt die Abfrage im Verfahrensschritt S2.9 ein negatives Ergebnis, ist also der vorgegebene Zählerstand noch nicht er­ reicht, so wird im Verfahrensschritt S2.12 abgefragt, ob eine vorgegebene Zeitspanne zwischen zwei Überprüfungen innerhalb eines Motorlaufes abgelaufen ist. Dieses wiederholte Abfra­ gen, ob diese Bedingung erfüllt sind, vollzieht sich in einer Warteschleife. Ist diese Bedingung erfüllt, so wird zum An­ fang des Verfahrens verzweigt (Verfahrensschritt S2.1) und eine weitere Überprüfung innerhalb dieses Motorlaufs wird ge­ startet.

Claims (6)

1. Verfahren zur Plausibilitätsüberprüfung eines Tankdruck­ sensors zur Unterscheidung von Signalrauschen und Druck­ schwankungen in einem Tank eines Kraftfahrzeuges dadurch gekennzeichnet, daß

• - Bedingungen abgefragt werden, bei deren Erfülltsein Druckschwankungen im Tank (11) mit großer Sicherheit aus­ geschlossen werden können,
• - überprüft wird, ob bei erfüllten Bedingungen ein Signal­ rauschen auftritt und
• - auf einen fehlerhaften Tankdrucksensors (15) geschlossen wird, wenn das Signalrauschen während einer vorgegebenen Zeitdauer (T2_DTP) anhält.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Bedingungen der Stillstand des Kraftfahrzeuges und der Leerlaufbetrieb der Brennkraftmaschine abgefragt werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Signalrauschen festgestellt wird, wenn die Druckschwankun­ gen (ΔDTP) einen vorgegebenen Schwellenwert (SW_DTP) über­ schreiten.

4. Verfahren nach Anspruch 1 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckschwankungen ermittelt werden, indem die wäh­ rend einer vorgegebenen Zeitspanne (T_DTP) auftretenden Minimal- und Maximalwerte des Druckes (DTP) ausgewertet werden.

5. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet daß der Tankdrucksensor (15) als fehlerfrei erkannt wird, wenn die Druckschwankungen (ΔDTP) unterhalb des Schwellenwertes (SW_DTP) liegen.

6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß überprüft wird, ob das Signalrauschen mehrmals während ei­ nes Motorlaufes auftritt und auf einen fehlerhaften Tank­ drucksensor (15) geschlossen wird, wenn die Häufigkeit des Auftretens einen vorgegebenen Wert überschreitet.