DE4216067A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Tankentlüftungs-Diagnose bei einem Kraftfahrzeug - Google Patents

Description

Das Folgende betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Tankentlüftungs-Diagnose bei einem Kraftfahrzeug mit Tank­ entlüftungsanlage.

Im folgenden wird vielfach von der Größe eines Unterdrucks in der Tankentlüftungsanlage gesprochen. Hierbei bedeutet ein "hoher" Unterdruck, daß es sich um einen Unterdruck mit hohem Betrag handelt. Dementsprechend wird ein Schwellen­ unterdruck von einem aktuellen Unterdruck dann "überschrit­ ten", wenn der Betrag des aktuellen Unterdrucks höher ist als der Betrag des Schwellenunterdrucks.

Stand der Technik

Eine Vorrichtung zur Tankentlüftungs-Diagnose, wie sie in US-A-4,962,744 beschrieben ist, verwendet einen Temperatur­ fühler im Adsorptionsfilter der Tankentlüftungsanlage. Bei Adsorption von Kraftstoff steigt die Temperatur des Adsor­ bens, während sie bei Desorption von Kraftstoff fällt. Diese Temperaturänderungen können mit Hilfe des Temperaturfühlers festgestellt werden. Da Temperaturänderungen jedoch auch von Kraftstoffdämpfen hervorgerufen werden, die eine andere Tem­ peratur aufweisen als das Adsorbens, kann nicht immer ein­ deutig entschieden werden, ob eine jeweilige Temperaturände­ rung durch ordnungsgemäßes Arbeiten des Adsorptionsfilters oder durch einen Störeffekt bedingt ist. Um dennoch zu zu­ verlässigen Aussagen zu gelangen, gibt das genannte US- Patent an, daß Messungen nur während eines Tankvorgangs und im direkten Anschluß an einen solchen erfolgen sollen. Dann sind bei ordnungsgemäßer Tankentlüftungsanlage besonders starke und damit besonders aussagekräftige Temperaturände­ rungen zu erwarten.

Um die Funktionsfähigkeit einer Tankentlüftungsanlage nicht nur in unmittelbaren Zusammenhang mit Betankungsvorgängen überprüfen zu können, wird in der zu einer nicht vorveröf­ fentlichten deutschen Patentanmeldung gehörigen Schrift DE-A-40 03 751 vorgeschlagen, den Druck in einer Tankentlüf­ tungsanlage zu überwachen. Sobald ein Tankentlüftungsventil geöffnet wird, sollte der Unterdruck in der Anlage anstei­ gen, während er ab dem Schließen dieses Ventils wieder klei­ ner werden sollte. Um einen relativ großen Meßeffekt zu er­ zielen, ist in der genannten Schrift eine Tankentlüftungsan­ lage mit einem steuerbaren Absperrventil in der Belüftungs­ leitung des Adsorptionsfilters beschrieben. Zur Tankentlüf­ tungsdiagnose wird dieses Absperrventil geschlossen, damit möglichst schnell ein möglichst deutlich erkennbarer Unter­ druckeffekt erzielt wird, während das Absperrventil geöffnet wird, wenn das Adsorptionsfilter regeneriert werden soll.

Damit sich im Falle eines Fehlers des Absperrventils kein zu großer Unterdruck aufbaut, der zu einer Beschädigung der Tankentlüftungsanlage führen könnte, weist das in der ge­ nannten Schrift beschriebene Absperrventil vorteilhafterwei­ se ein Unterdruck-Schutzventil auf.

Die eben zitierte Detaillösung zeigt an, daß es bei Vorrich­ tungen und Verfahren zur Tankentlüftungs-Diagnose auf Be­ triebssicherheit ankommt.

Darstellung der Erfindungen

Beim erfindungsgemäßen Verfahren zur Tankentlüftungs-Diagno­ se bei einem Kraftfahrzeug wird die Tankentlüftung verboten, wenn festgestellt wird, daß während einer Tankentlüftungs­ phase in der Tankentlüftungsanlage ein Unterdruck auftritt, der einen Schwellenunterdruck überschreitet. Die erfindungs­ gemäße Vorrichtung weist eine Ablaufsteurerung/Diagnose- Einrichtung zum Ausführen des erfindungsgemäßen Verfahrens auf.

Diesem Verfahren liegt die Erkenntnis zugrunde, daß es bei Verstopfung des Adsorptionsfilters oder bei Verstopfung oder Funktionsunfähigkeit eines Absperrorgans (Absperrventil oder Drossel) in der Belüftungsleitung des Adsorptionsfilters zu einem Unterdruck kommen kann, bei dem eine Betätigungsgefahr für die Tankentlüftungsanlage, insbesondere für den Kraft­ stofftank, besteht. Der Erfindung liegt weiterhin die Er­ kenntnis zugrunde, daß diese Gefahr an einer Tankentlüf­ tungsanlage mit Unterdrucksensor unmittelbar durch den Wert von diesem ausgegebenen Signal erkennbar ist.

Die Tankentlüftungsanlage kann mit Hilfe des erfindungsgemä­ ßen Verfahrens vor Beschädigungen durch Unterdruck geschützt werden, ohne daß notwendigerweise ein Unterdruck-Schutzven­ til an der Anlage vorhanden sein muß.

Ist eine Tankentlüftungsanlage aufgrund einer Verstopfung oder eines Lecks oder eines Ventilfehlers nicht mehr voll funktionsfähig, wird dies von einem Tankentlüftungs-Diagno­ sesystem angezeigt, vorausgesetzt, daß es zuverlässig arbei­ tet. Selbst bei nicht voll funktionsfähiger Anlage ist es jedoch im allgemeinen von Vorteil, die Tankentlüftung weiter zu betreiben, um nach Möglichkeit wenigstens noch einen Teil anfallender Kraftstoffdämpfe abzusaugen. Dieses Weiterarbei­ ten wird gemäß der Erfindung jedoch verboten, sobald sich herausstellt, daß ein zu hoher Unterdruck in der Anlage ent­ steht.

Das Verbot, mit der Tankentlüftung fortzufahren, kann sich nur auf die aktuelle Tankentlüftungsphase oder auf Dauer be­ ziehen. Liegt nur eine Verstopfung vor, ist es sinnvoll, im­ mer wieder etwas Gas aus der Tankentlüftungsanlage abzusau­ gen, jedoch nur so lange, bis der aktuelle Unterdruck den Schwellenunterdruck überschreitet. Damit ein Tankentlüf­ tungsvorgang nur abgebrochen wird, wenn dies tatsächlich er­ forderlich ist, wird der Schwellenunterdruck relativ hoch gewählt, z. B. bei etwa 70 bis 80 hPa (mbar), gegenüber Wer­ ten von typischerweise 10 bis 20 hPa bei der Diagnose des Systems. Wird der relativ hohe Schwellenunterdruck immer wieder angefahren, führt dies zu einer starken Wechselbela­ stung der Tankentlüftungsanlage, wodurch dieselbe bei Dauer­ belastung zerstört werden kann. Daher ist es von Vorteil, Tankentlüftung spätestens dann auf Dauer zu verbieten, wenn die Prüfung eine vorgegebene Anzahl von Malen erfüllt war.

Um ein unnötiges Tankentlüftungsverbot aufgrund eines kurz­ zeitigen Überschreitens des Schwellenunterdrucks zu vermei­ den, ist es von Vorteil, den gemittelten Unterdruck mit dem Schwellenunterdruck zu vergleichen.

Zeichnung

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird nachfolgend näher beschrieben und er­ läutert. Es zeigen

Fig. 1 ein grobschematisches Blockdia­ gramm für ein Tankentlüftungs-Diagnosesystem und Fig. 2 ein Flußdiagramm für das System.

Beschreibung von Ausführungsbeispielen

Die in Fig. 1 enthaltene Tankentlüftungsanlage an einem Ver­ brennungsmotor 10 mit Saugrohr 11 weist eine Verbindungslei­ tung 12 mit eingesetztem Tankentlüftungsventil 13 zwischen dem Saugrohr 11 und einem Adsorptionsfilter 14 sowie eine vom letzterem zu einem Tank 15 führende Anschlußleitung 16 auf. Unten in das Adsorptionsfilter 14 mündet an seiner Be­ lüftungsseite eine Belüftungsleitung 17, in die ein Absperr­ ventil 18 eingesetzt ist. An den Tank 15 ist ein Differenz­ druckfühler 19 angeschlossen, der den Differenzdruck zwi­ schen dem Innendruck des Tanks und dem Umgebungsdruck mißt.

Weiterhin ist im Blockdiagramm von Fig. 1 ein Steuergerät SG mit einem Ablaufsteuerungs/Diagnose-Block 20 vorhanden, der das Signal vom Differenzdruckfühler 19 erhält und der über Steuerleitungen 21.1 und 21.2 Signale zum Steuern des Tank­ entlüftungsventils 13 bzw. des Absperrventils 18 ausgibt.

Der Ablaufsteuerungs/Diagnose-Block 20 sorgt dafür, daß sich sogenannte Grundadaptionsphasen mit Tankentlüftungsphasen abwechseln und daß während der Tankentlüftungsphasen eine Diagnose der Tankentlüftungsanlage dahingehend stattfindet, ob diese noch voll funktionsfähig ist. Bei den Grundadap­ tionsphasen handelt es sich um solche Phasen, bei denen das Tankentlüftungsventil 13 geschlossen ist und eine nicht dar­ gestellte Luft/Kraftstoff-Regeleinrichtung einen Lernvorgang ausführt.

Zur Diagnose führt der Ablaufsteuerungs-Diagnose-Block 20 einen Ablauf aus, wie er anhand von Fig. 2 veranschaulicht ist und nun erläutert wird.

Der Ablauf gemäß Fig. 2 wird gestartet, sobald ein überge­ ordnetes Programm, hier die Ablaufsteuerung, den Beginn einer Tankentlüftungsphase anzeigt. In einem Schritt s1 wird dann der vom Differenzdruckmesser 19 gelieferte Unterdruck­ wert erfaßt, und in einem Schritt s2 wird überprüft, ob die­ ser aktuelle Unterdruck über einem vorgegebenen Schwellen­ unterdruck liegt. Der Schwellenunterdruck liegt typischer­ weise zwischen 50 und 70 hPa, abhängig vom Gesamtaufbau der Tankentlüftungsanlage, insbesondere der Unterdruckfestigkeit des Tanks 15. Überschreitet der Unterdruck den Schwellenun­ terdruck, wird in einem Schritt s3 die Tankentlüftung verbo­ ten, d. h. es wird das Tankentlüftungsventil 13 geschlossen. Außerdem wird in einem Schritt 54 eine Fehlermeldung ausge­ geben.

Von Vorteil ist es, in Schritt s2 nicht unmittelbar den ge­ messenen Unterdruck mit dem Schwellenunterdruck zu verglei­ chen, sondern den gemessenen Unterdruck vor dem Vergleich mit dem Schwellenunterdruck zu mitteln. Dann wirken sich kurzzeitige Störungen der Messung des Unterdrucks nicht da­ hingehend aus, daß die Tankentlüftung verboten wird, obwohl dies eigentlich gar nicht erforderlich ist.

Das Verbieten der Tankentlüftung in Schritt s3 kann auf un­ terschiedliche Weise erfolgen. Die einfachste Möglichkeit ist die, die Tankentlüftung lediglich für die aktuelle Tank­ entlüftungsphase zu verbieten, also das Tankentlüftungsven­ til 13 zu schließen und die Tankentlüftungsphase zu beenden. Nach Ablauf einer sich anschließenden Grundadaptionsphase wird die nächste Tankentlüftungsphase erreicht, in der sich wieder ein Unterdruck bis zum Erreichen des Schwellenunter­ drucks aufbaut, woraufhin der beschriebene Zyklus erneut ab­ läuft. Diese Vorgehensweise hat den Vorteil, daß bei ver­ stopftem Adsorptionsfilter 14 oder bei verstopfter Belüf­ tungsleitung 17 oder verstopftem Absperrventil 18 wenigstens noch zeitweilig regeneriert werden kann. In diesem Zusammen­ hang sei darauf hingewiesen, daß der beschriebene Ablauf keine Tankentlüftungsanlage mit einem Absperrventil 18 vor­ aussetzt. Jedoch ist bei einer solchen Tankentlüftungsanlage die Gefahr verschlechterter Belüftung des Adsorptionsmate­ rials gegenüber dem Fall einer Anlage ohne ein solches Ven­ til erhöht.

Wenn auf die vorstehend beschriebene Weise vorgegangen wird, wird der Tank im Abstand jeweils einiger weniger Minuten mit einem Druck bis hin zum Schwellenunterdruck belastet. Wenn ein Fahrer trotz angezeigten Fehlers in der Tankentlüftungs­ anlage dieselbe nicht reparieren läßt, kommt es bei der ge­ schilderten Vorgehensweise zu einer Wechselbelastung des Tanks, die dessen Standfestigkeit gegen Druckbelastungen verringern kann, wodurch schließlich der Tank beim Erreichen des Schwellenunterdrucks beschädigt werden kann. Um dies zu vermeiden, ist es von Vorteil, zu zählen, wie oft der Schwellenunterdruck erreicht wird, und diese Zahl zu begren­ zen, z. B. auf einige hundert Mal. Ist die gesetzte Zahl er­ reicht, wird Tankentlüftung auf Dauer verboten. Soll der ge­ nannte Zählaufwand vermieden werden, oder ist eine Tankent­ lüftungsanlage gegen dauernde Druckwechsel besonders em­ pfindlich, kann in Schritt s3 auch bereits beim ersten Er­ reichen desselben die Tankentlüftung auf Dauer verboten wer­ den. Zu diesem Zweck wird z. B. ein Flag gesetzt, dessen ge­ setzter Zustand anzeigt, daß die Tankentlüftung verboten ist. Das Flag wird erst in der Werkstatt rückgesetzt, wenn die Tankentlüftungsanlage repariert ist.

Die Schritte s1 bis s4 im Flußdiagramm von Fig. 2 sind die für das erfindungsgemäße System wesentlichen. Weitere Schritte s5 bis s7 werden lediglich der Vollständigkeit hal­ ber noch kurz erwähnt.

Ergibt sich in Schritt s2, daß der Unterdruck den Schwellen­ unterdruck nicht überschreitet, erfolgt in einem Unterpro­ grammschritt s5 eine Tankentlüftungsdiagnose, wozu z. B. ein Verfahren verwendet werden kann, wie es in der eingangs ge­ nannten Schrift DE-A-40 03 751 beschrieben ist. Ergibt sich bei einer anschließenden Fehlerbedingungsuntersuchung (Schritt s6), daß ein Fehler vorliegt, wird der Fehlermel­ dungsschritt s4 erreicht. Andernfalls folgt ein Schritt s7, in dem untersucht wird, ob das übergeordnete Programm das Ende der Tankentlüftungsphase anzeigt. Ist dies nicht der Fall, wird Schritt s1 wieder erreicht, andernfalls wird der Ablauf gemäß Fig. 2 beendet, und es erfolgt ein Rücksprung in das übergeordnete Programm, wie dies auch im Anschluß an den Fehlermeldungsschritt s4 der Fall ist.

Claims (5)

1. Verfahren zur Tankentlüftungs-Diagnose bei einem Kraft­ fahrzeug, bei dem der Unterdruck in einer Tankentlüftungs­ anlage gemessen wird, dadurch gekennzeichnet, daß Tankent­ lüftung verboten, wird wenn festgestellt wird, daß eine Prüfbedingung erfüllt ist, bei der untersucht wird, ob wäh­ rend einer Tankentlüftungsphase ein Schwellenunterdruck überschritten wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der gemessene Unterdruck gemittelt und der so gebildeten Mittelwert mit dem Schwellenunterdruck verglichen wird.

3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß Tankentlüftung auf Dauer verboten wird, sobald festgestellt wird, daß die Prüfbedingung erfüllt ist.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß Tankentlüftung auf Dauer verboten wird, wenn die Prüfbedingung eine vorgegebene Anzahl von Malen erfüllt war.

5. Vorrichtung zur Tankentlüftungs-Diagnose, mit einem Differenzdruckfühler (19), um dem Unterdruck in einer Tank­ entlüftungsanlage mit Tankentlüftungsventil an einem Kraft­ fahrzeug zu messen, und mit einem Steuergerät (SG), dadurch gekennzeichnet, daß das Steuergerät (SG) eine Ablauf steue­ rung/Diagnose-Einrichtung (20) aufweist, die so ausgebildet ist, daß sie ein Signal zum dauernden Schließen des Tankent­ lüftungsventils (13) ausgibt, wenn sie feststellt, daß wäh­ rend einer Tankentlüftungsphase ein Schwellenunterdruck überschritten wird.