DE4401887C2

DE4401887C2 - Verfahren zur Diagnose von Komponenten eines Tankentlüftungssystems

Info

Publication number: DE4401887C2
Application number: DE19944401887
Authority: DE
Inventors: Manfred Dr Ing Wier; Hartmut Dipl Ing Pfleger; Axel Dipl Ing Daase; Holger Dipl Ing Frenzel
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Continental Automotive GmbH
Priority date: 1993-01-29
Filing date: 1994-01-24
Publication date: 1997-07-24
Anticipated expiration: 2014-01-25
Also published as: DE4401887A1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Dia gnose von Komponenten eines Tankentlüftungssystems bei einer Brennkraftmaschine nach dem Oberbegriff des Patent anspruchs 1.

Bei bekannten Tankentlüftungssystemen werden die im Kraft stofftank entstehenden Kraftstoffdämpfe in einem Aktivkoh lefilter gespeichert und in zeitlichen Abständen nach dem Öffnen eines Entlüftungsventils dem Brennraum der Brenn kraftmaschine zugeführt. Bei Auftreten von Fehlern in einem derartigen System kann es vorkommen, daß das Tank entlüftungssystem nicht ordnungsgemäß arbeitet. Als Folge davon können dann Kraftstoffdämpfe in die Umwelt gelangen.

Durch die DE 36 24 441 C2 ist ein Diagnoseverfahren zur quantitativen Überprüfung von Stellgliedern einer Brenn kraftmaschine, insbesondere eines Tankentlüftungsventils bekannt, mit einem Tankentlüftungsventil, einem Kraft stofftank, einem Aktivkohlefilter, einem Steuergerät, einer Lambdasonde mit Lambdaregelung, einem Luftmassenmes ser und einem Leerlauffüllungssteller,

- wobei die Lambdasonde ein Steuersignal an die Lambdare gelung im Steuergerät abgibt,
- wobei das Tankentlüftungsventil durch ein Steuersignal vom Steuergerät betätigbar ist,
- wobei das Aktivkohlefilter einerseits mit dem Kraft stofftank über eine (nicht gezeigte) Verbindungsleitung und andererseits über eine durch das Tankentlüftungsventil sperrbare Verbindungsleitung mit dem Ansaugtrakt einer Brennkraftmaschine verbunden ist, und,
- wobei der Leerlauffüllungssteller und der Luftmassenmes ser mit dem Steuergerät in Verbindung stehen. Die einzel nen Verfahrensschritte sind folgendermaßen:
a) Öffnen des Tankentlüftungsventils im Teillastbereich der Brennkraftmaschine, wobei das Tankentlüftungssystem, insbesondere das Tankentlüftungsventil in Ordnung ist, wenn der Lambdaregler reagiert,
b) Ansteuern des Tankentlüftungsventils in eine offene Stellung in einem bestimmten Drehzahlbereich, wobei eine sich daraufhin einstellende Drehzahländerung der Brenn kraftmaschine bedeutet, daß das Tankentlüftungssystem in Ordnung ist.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zur Diagnose eines Tankentlüftungsventils anzugeben, das bei einem Ausbleiben einer Reaktion in Form einer Dreh zahländerung oder einer Reaktion des Lambdareglers auf eine Änderung der Stellung des Tankentlüftungsventils verwendbar ist, um auch dann die Funktionstüchtigkeit des Tankentlüftungsventils überprüfen zu können, wenn bei spielsweise das Aktivkohlefilter ausgetauscht wurde und daher noch neu ist.

Diese Aufgabe wird durch die im Patentanspruch 1 genannten Merkmale gelöst. Weiterbildungen sind in den Unteransprü chen gekennzeichnet.

Nach diesem Verfahren wird demnach ein Vergleich der ge messenen Luftmasse zur abgespeicherten Luftmasse bei zwei verschiedenen Stellungen des Tankentlüftungsventils, d. h. bei zwei verschiedenen Zeitpunkten durchgeführt. Die abge speicherte Luftmasse ist von bestimmten Betriebs der Brennkraftmaschine, bspw. der Drehzahl, dem Drosselklappen winkel, dem Luftdruck, der Temperatur abhängig, wobei diese Zusammenhänge in einem Kennfeld in einem Rechner abgelegt und dort entnehmbar sind. Da sich nun die Be triebsgrößen zwischen den beiden verschiedenen Meßzeit punkten ändern können, wird die Genauigkeit der Diagnose erhöht, wenn man den jeweils gemessenen Wert der Luft masse auf einen abgespeicherten Wert der Luftmasse unter Berücksichtigung der jeweiligen Betriebsgrößen bezieht, da eine reine Differenzbildung zwischen den gemessenen Luft massen, die bei den gleichen Betriebsbedingungen auch zum Ziel führen würden, bei unterschiedlichen Betriebsgrößen ungenau werden würde.

Durch das Verfahren nach der Erfindung wird demnach die Genauigkeit der Diagnose verbessert.

Die Gefahr, daß bei den Schritten nach der Erfindung die Brennkraftmaschine aufgrund eines zu fetten Gemisches bei ordnungsgemäß funktionierenden Tankentlüftungssystem ab stirbt, wird im Extremfall durch Schließen des Tankentlüf tungsventils ausgeschlossen.

Im folgenden sei die Erfindung anhand von zwei Figuren nä her erläutert.

Es zeigen

Fig. 1 ein Flußdiagramm zur Erklärung der einzelnen Ver fahrensschritte nach der Erfindung, und

Fig. 2 eine Blockdarstellung eines Tankentlüftungssystems.

Die in Fig. 2 gezeigte Blockdarstellung zeigt schematisch einen Kraftstofftank 1, der über eine Verbindungsleitung 2 mit einem Aktivkohlefilter 3 verbunden ist. Ein Tankent lüftungsventil 4 ist über eine weitere Verbindungsleitung 5 mit dem Aktivkohlefilter 3 und über eine Verbindungslei tung 6 mit dem Ansaugtrakt einer Brennkraftmaschine 8 ver bunden. Im Ansaugtrakt 7 ist ein Luftmassenmesser 9 zur Messung der angesaugten Luftmasse sowie ein Leerlauffül lungssteller 10 vorgesehen. Im Abgastrakt 11 ist in be kannter Weise eine Lambdasonde 12 angeordnet. Das Tankent lüftungsventil 4, der Leerlauffüllungssteller 10, der Luftmassenmesser 9 und die Lambdasonde (12) sind elek trisch mit einem Steuergerät 13 verbunden. Eingangsgrößen für das Steuergerät sind u. a. die Fahrzeuggeschwindigkeit V, die Motordrehzahl N und der Drosselklappenwinkel DK. Die einzelnen Komponenten und deren Wirkungsweise sind beispielsweise durch die EP-A 0 411 173 bekannt, so daß auf eine nähere Beschreibung verzichtet wird.

Das Verfahren zur Diagnose des Tankentlüftungssystems wird nun anhand des Flußdiagramms von Fig. 1 beschrieben.

Nach dem Start des Motors bei Schritt S1 befindet sich die Brennkraftmaschine 8 in einem stationären Betrieb mit Lam bdaregelung. Über das Steuergerät (13) wird der Befehl ausgegeben, daß sich das Tankentlüftungsventil (TEV) 4 langsam öffnen soll (S3). Über das Aktivkohlefilter (AKF) 3 gelangt nun zusätzlich Kohlenwasserstoff in den Ansaug trakt 7 der Brennkraftmaschine 8, so daß die Ansaugluft einem fetten Gemisch entspricht, das durch den Lambdareg ler abgemagert werden muß (λ=1 - Regelung). Wenn der Lambdaregler (nicht gezeigt) reagiert, d. h. das Gemisch abmagert, wird nach Überschreiten einer bestimmten Grenze (S5) bestimmt, daß das Tankentlüftungsventil 4 in Ordnung ist.

Bleibt nun eine Reaktion des Lambdareglers aus, z. B. dann, wenn das angesaugte Gemisch genau λ=1 ist, so schreitet das Verfahren zum Schritt S6 fort. Dabei soll sich die Drehzahl der Brennkraftmaschine in einem bestimmten, eng begrenzten Bereich (S7) befinden, wie dies beispielsweise der Leerlaufbereich ist, der sich beispielsweise durch Aus kuppeln oder Stillstand des Wagens bei laufender Brenn kraftmaschine einstellt. In diesem Zustand wird das Tankentlüftungsventil so angesteuert, daß es kurzzeitig weit öffnet (S8). Als Folge davon sollte die Drehzahl der Brennkraftmaschine wegen der Zufuhr von zusätzlichem Ge misch vom Aktivkohlefilter kurzzeitig ansteigen. Geschieht dies, so wird darauf erkannt, daß das Tankentlüftungsven til mit großer Wahrscheinlichkeit in Ordnung ist. Diese Prozedur wird jedoch mehrmals nacheinander in bestimmten zeitlichen Abständen (S7-S11) durchgeführt, um so andere Ursachen einer Drehzahländerung, wie Lastaufschalten ande rer Verbraucher, auszuschließen.

Wenn jedoch darauf erkannt wird, daß trotz Öffnen des Tankentlüftungsventils kein Drehzahlanstieg eintritt, wird zu den Schritten S13-S19 übergegangen. Der Grund für ei nen ausbleibenden Drehzahlanstieg kann in einem defekten Tankentlüftungsventil liegen. Es kann aber auch sein, daß die Verbindungsleitung zwischen dem Tankentlüftungsventil und dem Aktivkohlefilter unterbrochen ist oder daß das Ak tivkohlefilter aufgrund eines Kundendienstes ausgetauscht und daher neu ist.

Die Brennkraftmaschine muß sich wie bei den Schritten S6-S9 wiederum in einem stationären Betriebszustand wie z. B. im Leerlauf für eine gewisse Zeit befinden (S13). Durch eine Rechenoperation wird nun bei zwei verschiedenen Tankentlüftungsventilstellungen jeweils der Quotient aus gemessener Luftmasse zu einer in einem Kennfeld des Steu ergeräts 13 abgespeicherten Luftmasse, die u. a. von der Drehzahl und dem Drosselklappenwinkel DK abhängt, gebil det. Im speziellen Fall wird der Quotient Q1 (S14) bei der momentanen Stellung des Tankentlüftungsventils 4 und der Quotient Q2 bei einem weit geöffneten Tankentlüftungsven til 4 ermittelt (S15). Unterscheiden sich die beiden Quo tienten Q1, Q2 bzw. überschreitet der Betrag einen vorbe stimmten Grenzwert, so ist das Tankentlüftungsventil 4 bzw. die Verbindungsleitung 6 in Ordnung. Wenn dieses Er gebnis nicht eintritt, so können eine oder mehrere Kompo nenten wie das Tankentlüftungsventil, das Aktivkohlefilter oder die Verbindungsleitungen 5 und 6 des Tankentlüftungs systems defekt sein.

Die Ermittlung der Quotienten Q1, Q2 benötigt eine gewisse Zeit. Wenn man nun annimmt, daß alle Komponenten des Tankentlüftungssystems in Ordnung sind, so kann es vorkom men, daß dem Ansaugtrakt der Brennkraftmaschine plötzlich sehr viel Kohlenwasserstoff zugeführt wird, was ein zu fettes Gemisch zur Folge hätte, was im Leerlauf zu einem Stillstand der Brennkraftmaschine führen kann. Um dies auszuschließen, wird während des langsamen Öffnens des Tankentlüftungsventils bei der Ermittlung des Quotienten Q2 (Tankentlüftungsventil weit offen) der Lambdaregler durch das Steuergerät beobachtet (S14a). Dieses steuert das Tankentlüftungsventil bei einem zu fetten Gemisch der art an, daß das Tankentlüftungsventil in eine Schließrich tung bewegt wird, so daß ein Stillstand der Brennkraftma schine ausgeschlossen wird.

Claims

1. Verfahren zur Diagnose von Komponenten eines Tankentlüf tungssystems bei einer Brennkraftmaschine mit einem Tankentlüftungsventil (4), einem Kraftstofftank (1), einem Aktivkoh lefilter (3), einem Steuergerät (13), einer Lambdasonde (12) mit Lambdaregelung, einem Luftmassenmesser (9) und einem Leerlauffüllungssteller (10),

- wobei die Lambdasonde (12) ein Steuersignal an die Lambda regelung im Steuergerät abgibt,
- wobei das Tankentlüftungsventil (4) durch ein Steuersignal vom Steuergerät (13) betätigbar ist,
- wobei das Aktivkohlefilter (3) einerseits mit dem Kraft stofftank (1) über eine Verbindungsleitung (2) und anderer seits über eine durch das Tankentlüftungsventil (4) sperrbare Verbindungsleitung (5, 6) mit dem Ansaugtrakt (7) der Brenn kraftmaschine (8) verbunden ist, und
- wobei der Leerlauffüllungssteller (10) und der Luftmassen messer (9) mit dem Steuergerät in Verbindung stehen, und
(a) das Tankentlüftungsventil (4) im Teillastbereich der Brennkraftmaschine geöffnet wird, wobei das Tankentlüf tungssystem, insbesondere das Tankentlüftungsventil als ordnungsgemäß arbeitend eingestuft wird, wenn der λ-Reg ler reagiert (S1-S5);
(b) das Tankentlüftungsventil (4) im eine offene Stellung (S8) in einem bestimmten Drehzahlbereich angesteuert wird, wenn der λ-Regler bei Schritt (a) nicht reagiert, wobei aus einer sich daraufhin einstellenden Drehzahlän derung der Brennkraftmaschine auf ein ordnungsge mäß arbeitendes Tankentlüftungssystem geschlossen wird (S6-S9),

dadurch gekennzeichnet, daß

(c) im Leerlauf der Brennkraftmaschine ein erster Quotient (Q1) aus gemessener Luftmasse zu einer im Steuergerät (13) in einem Kennfeld abgespeicherten Luftmasse bei ei ner ersten Stellung des Tankentlüftungsventils (4) gebil det wird (S14),
daß vom Leerlaufbetrieb ausgehend danach das Tankentlüf tungsventil (4) in eine zweite Ventilstellung in einer das Tankentlüftungsventil (4) öffnenden Richtung ange steuert wird,
daß ein zweiter Quotient (Q2) aus gemessener Luftmasse zu einer im Steuergerät (13) im Kennfeld abgespeicherten Luftmasse bei der zweiten Ventilstellung des Tankentlüf tungsventils (4) gebildet wird (S15), und
das Tankentlüftungsventil (4) als ordnungsgemäß arbeitend eingestuft wird, wenn der Betrag der Differenz zwischen den beiden Quotienten (Q1, Q2) größer als ein vorbestimm ter Grenzwert ist (S16-19).

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich net, daß die erste Stellung des Tankentlüftungsventils durch eine beliebige Stellung (Schritt S14) des Tankentlüf tungsventils (4) gebildet wird, während die zweite Stellung (Schritt S15) durch eine weit geöffnete Stellung des Tankent lüftungsventils (4) gebildet wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich net, daß bei allzu fettem Gemisch während der zweiten Stel lung des Tankentlüftungsventils (Schritt S15) das Tankentlüf tungsventil (4) geschlossen wird.