DE4436073C2 - Vorrichtung und Verfahren zum Überwachen des Entlüftungsflusses flüchtiger Kraftstoffdämpfe - Google Patents
Vorrichtung und Verfahren zum Überwachen des Entlüftungsflusses flüchtiger KraftstoffdämpfeInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine Überwachungsvorrichtung
für den Entlüftungsdurchfluß in einem einen Kraftstofftank
und einen Verbrennungsmotor mit einem Ansaugverteilerrohr
aufweisenden Kraftfahrzeug mit: einem in Fluidverbindung mit
dem Kraftstofftank stehenden Kanister für Gasdämpfe; einem
Kanisterentlüftungsventil, das in Fluidverbindung mit dem
Kraftstofftank und dem Kanister für Gasdämpfe steht; und mit
einer elektronischen Motorsteuerungsvorrichtung, die in
elektrischer Verbindung mit dem Kanisterentlüftungsventil
steht und mit der bei vorgegebenen Betriebsbedingungen
Meßwertdifferenzen aus diskreten Messungen bestimmbar und mit
einer kalibrierten Differenz vergleichbar sind, um auf diese
Weise Betriebsstörungen des Kanisterentlüftungsventil
festzustellen.
Die Erfindung bezieht sich auch auf ein Verfahren zum
Bestimmen von Betriebsstörungen in einem
Kanisterentlüftungsventil, zur Verwendung in einem
Kraftfahrzeug mit einem Kraftstofftank, einem Kanister für
Kraftstoffdämpfe, einem Ansaugverteilerrohr des
Verbrennungsmotors und mit einem Kanisterentlüftungsventil,
wobei die vorstehenden Elemente in Fluidverbindung
untereinander stehen, und mit einer elektronischen
Motorsteuerungseinrichtung, die in elektrischer Verbindung
mit dem Kanisterentlüftungsventil steht.
Es ist bekannt, bei mit Verbrennungskraftmaschinen versehenen
Kraftfahrzeugen Überwachungssysteme für flüchtige Emissionen
einzusetzen, um zu verhindern, daß flüchtiger Kraftstoff,
beispielsweise Kraftstoffdampf, aus dem Kraftstofftank in die
Atmosphäre abgegeben wird. Für die Steuerung werden übli
cherweise Karbonkanister-Belüftungs- und Kanister-Ent
lüftungsventile (sowohl vakuumbetätigt als auch elektronisch
betätigt) eingesetzt. Zur Überwachung der Emission flüchtiger
Kraftstoffdämpfe ist es bekannt, vorstehende Bauteile einzeln
oder gemeinsam in einem mittels eines Verbrennungskraftmotors
betriebenen Fahrzeug einzusetzen.
Das am häufigsten für die Steuerung von Verdunstungs-Emissio
nen verwendete Ventil ist ein Kanister-Entlüftungs-
Magnetventil, welches normalerweise geschlossen ist und in
einer Linie zwischen einem Karbonkanister und dem
Ansaugverteilerrohr einer Verbrennungskraftmaschine
angeordnet ist. Wenn bei Betrieb des Kraftfahrzeugs dem
Magnetventil über eine elektronische Motorsteuerungs
einrichtung (EEC) Energie zugeführt wird, öffnet dieses, was
zur Folge hat, daß der Unterdruck im Ansaugverteilerrohr
Dämpfe aus dem Kanister in die Zylinder zieht, wodurch die
Dämpfe verbrannt werden. Wird dem Magnetventil dagegen von
der elektronischen Motorsteuereinheit keine Energie
zugeführt, werden die Kraftstoffdämpfe in dem Karbonkanister
gespeichert.
Wenn eines oder mehrere der die Kraftstoffemissionen steuern
den Bauteile ausfallen, kann dies - wie ohne weiteres
ersichtlich - eine reduzierte Motorleistung und eine mögliche
Abgabe von Kraftstoffdämpfen in die Atmosphäre zur Folge ha
ben. Es ist daher erstrebenswert, ein an Bord des Kraftfahr
zeuges befindliches Diagnosesystem zu schaffen, mit dem Män
gel an für die Steuerung von Verdunstungsdämpfen eingesetzten
Bauteilen festgestellt und derart identifiziert werden kön
nen, daß Korrekturmaßnahmen eingeleitet werden können.
Ein Lösungsvorschlag hierfür ist in der US 50 85 197 A (Ma
der et al.) enthalten, welche die Bezeichnung "Arrangement
for the Detection of Deficiencies in a Tank Ventilation Sy
stem" trägt. Die aus dieser Druckschrift bekannte Vorrichtung
zum Feststellen von Defekten in einem Tankventilationssystem
weist einen Kraftstofftank, ein Aktivkohlefilter, eine
Steuereinheit, eine Lambdasonde, ein Tankventilationsventil
(Kanisterentlüftungsmagnetventil) und einen Durchflußsensor
auf. Bei Betrieb prüft die Steuereinheit von der Lambdasonde
und dem Durchflußsensor kommende Signale in Bezug auf
Ausgangs-Tankventilationssteuersignale, um im Falle eines
Defektes im Ventilationssystem, wie etwa bei einem Ausfall
eines Ventils und/oder einem Leck in einem oder mehreren der
Verbindungsrohre ein Fehlersignal zu erzeugen.
Als Durchflußsensor wird bei der bekannten Vorrichtung ein
keramischer PTC-Widerstand eingesetzt. Die Wirkungsweise
derartiger Widerstände kann insbesondere durch Änderungen des
Temperaturgradienten, der Motorlast (engine load) und der
Motordrehzahl beeinträchtigt werden. Um Messungen jeweils
unter ähnlichen Umgebungsbedingungen zu erreichen, weist die
bekannte Vorrichtung Temperaturkompensationseinrichtungen
auf. Hinsichtlich der übrigen Motorparameter sind aber keine
Maßnahmen oder Kompensationseinrichtungen vorgesehen. Daraus
resultiert, daß Änderungen der Motordrehzahl oder der Motor
last die erhaltene Information wesentlich beeinflussen und
dadurch ein falsches oder fehlerhaftes Fehlersignal zur Folge
haben können.
Aus der DE 42 10 850 A1 ist eine Vorrichtung zum Erfassen
einer Fehlfunktion in einem System beschrieben, das das
Austreten von Kraftstoffdämpfen verhindert. Das System weist
einen Behälter auf, in dem sich eine Einrichtung zur
Absorbierung von Kraftstoffdämpfen befindet. Zwischen dem
Behälter und einer Ansaugleitung eines Verbrennungsmotors ist
ein Steuerventil angeordnet, das von einer elektronischen
Steuereinheit gesteuert wird. Am Kraftstofftank ist ein
Drucksensor angeordnet, auf den die elektronische
Steuereinheit anspricht, um Druckabweichungen zu erfassen und
auf diese Grundlage zu entscheiden, ob eine Fehlfunktion
vorliegt. Voraussetzung für den einwandfreien Betrieb dieser
Vorrichtung ist jedoch, daß im Kraftstofftank und im Behälter
bzw. Kanister für Gasdämpfe ein vorgegebener Druckbereich
eingehalten wird, um keine fehlerhaften Signale zu erzeugen.
Dies bringt einen erhöhten Aufwand mit sich. Darüberhinaus
ist der Druck im Kraftstofftank temperaturabhängig, so daß
dieser beispielsweise von der Umgebungstemperatur beeinflußt
werden könnte.
Demgegenüber liegt die Aufgabe der vorliegenden Erfindung
darin, eine Vorrichtung und ein Verfahren zur genauen
Überwachung des flüchtigen Entlüftungsdurchflusses zu
schaffen, bei der bzw. bei dem auf einfache Weise Änderungen
in der Umgebungstemperatur, der Fahrzeuggeschwindigkeit, der
Motorlast und des Unterdrucks im Ansaugverteilerrohr
berücksichtigt werden.
Diese Aufgabe wird bei einer Überwachungsvorrichtung der
eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß ein in einem
Durchflußsensor angeordnetes Thermistor-Widerstandsnetzwerk
in Fluidverbindung mit dem Kanisterentlüftungsventil und dem
Ansaugverteilerrohr steht, und daß die elektronische
Motorsteuerungsvorrichtung in elektrischer Verbindung mit dem
Thermistor-Widerstandsnetzwerk steht und mit ihr die
Spannungsdifferenz über dem Thermistor-Widerstandsnetzwerk
innerhalb des Kanisterentlüftungsventil-Betriebszyklus
während eines ausgesuchten Betriebsfensters bestimmbar ist.
Bei Betrieb ermittelt die elektronische Motorsteuereinrich
tung also den Spannungsabfall über dem Thermistor-
Widerstands-Netzwerk in diskreten Messungen innerhalb des
Kanisterentlüftungsventil-Betriebszyklus während eines
ausgesuchten Betriebsfensters, d. h., während eines
ausgesuchten Bereiches der Umgebungstemperatur, der Motorlast
und des Unterdrucks im Ansaugrohr. Die so bestimmte
Spannungsdifferenz wird in der elektronischen
Motorsteuerungsvorrichtung EEC mit einer (einem gewünschten
Entlüftungsdurchfluß entsprechenden) Spannungsdifferenz
verglichen und dazu eingesetzt, ein Fehlersignal oder
Warnsignal in Übereinstimmung mit einer selektierten Logik zu
erzeugen.
Die Aufgabe der Erfindung wird ferner bei einem Verfahren der
eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß es folgende
Schritte aufweist: Herstellen einer Fluidverbindung zwischen
einem ein Thermistor-Widerstandsnetzwerk aufweisenden
Durchflußsensor und dem Kanisterentlüftungsventil und dem
Ansaugverteilerrohr und einer elektrischen Verbindung
zwischen dem Thermistor-Widerstandsnetzwerk und der
elektronischen Motorsteuereinheit (EEC). Bei Betrieb wird
während eines Kanisterentlüftungsventil-Betriebszyklus der
Spannungsabfall über dem Thermistor-Widerstandsnetzwerk in
diskreten Intervallen gemessen, und außerdem jeweils in einem
ausgewählten Bereich der Motorlast, der Fahr
zeuggeschwindigkeit, des Unterdrucks im Ansaugverteilerrohr
und der Umgebungstemperatur. Anschließend wird die Differenz
zwischen den gemessenen Thermistor-Widerstandsnetzwerk-
Spannungen mit einer einem vorherbestimmten
Entlüftungsdurchfluß entsprechenden kalibrierten Spannungs
differenz verglichen. Im Ergebnis werden Funktionsstörungen
des Kanisterentlüftungsventils angezeigt, wenn die ermittelte
Spannungsdifferenz unterhalb der kalibrierten Spannungsdiffe
renz liegt.
Im Gegensatz zu der aus der US-PS 50 85 197 bekannten Vor
richtung findet bei der vorliegenden Erfindung zur Messung
des Kraftstoffdampfinhaltes keine Lambdasonde Verwendung. Ge
mäß der Erfindung kommt es vielmehr darauf an, ob ein
Entlüftungsdurchfluß oberhalb eines Schwellenwertes in einem
bestimmten Betriebsfenster, d. h., Motorlast, Fahrzeugge
schwindigkeit und Umgebungstemperatur, stattfindet. Die Wir
kungsweise der vorliegenden Erfindung ist unabhängig davon,
ob Luft oder Kraftstoffdampf durch den Durchflußsensor hin
durchgeleitet wird. Ebenso ist die Wirkungsweise der vorlie
genden Erfindung unabhängig davon, ob der zur Aufnahme von
Kraftstoffdämpfen vorgesehene Kanister voll oder leer ist.
Die Erfindung wird hinsichtlich ihrer Aufgaben, Merkmale und
Vorteile nachfolgend anhand der detaillierten Beschreibung
bevorzugter Ausführungsformen in Verbindung mit den Zeichnun
gen näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 ein schematisches Diagramm einer Überwachungsvorrich
tung für einen Kraftstoffdampf-Entlüftungsdurchfluß
gemäß der Erfindung;
Fig. 2 eine perspektivische Darstellung eines in der erfin
dungsgemäßen Überwachungsvorrichtung für Dampf-Ent
lüftungsdurchflüsse eingebauten Durchflußsensors;
Fig. 3 eine Vorderansicht des Durchflußsensors gemäß Fig. 2;
Fig. 4 eine Seitenansicht des Durchflußsensors gemäß Fig. 2
und 3;
Fig. 5 die Ansicht eines zur Verwendung mit dem Durchfluß
sensor gemäß Fig. 1 bis 4 vorgesehenen Kabelanschlus
ses;
Fig. 6 eine Querschnittsdarstellung des Durchflußsensors ge
mäß Fig. 2 bis 4;
Fig. 7 ein Flußdiagramm der Verfahrensschritte gemäß der Er
findung;
Fig. 8 ein elektronisches Schaltungsdiagramm des in Fig. 1
bis 4 dargestellten Durchflußsensors.
In Fig. 1 ist ein schematisches Diagramm der erfindungsge
mäßen Überwachungsvorrichtung für Dampfentlüfungsdurchflüsse
mit 10 bezeichnet. Wie dargestellt, weist die Vorrichtung 10
einen Kraftstofftank 12 auf, der mit einer Dampfrückhalteein
richtung, wie etwa einem Kanister 14 für Dämpfe, über einen
Schlauch 16 oder eine ähnliche leckagesichere Leitung in
Fluidverbindung steht. Wie ersichtlich, kann der Schlauch 16
an gegenüberliegenden Enden mit Dampfentlüftungsverbindungs
stücken 18 und 20 und insbesondere mit Nippeln 22 und 24,
verbunden werden. Das Dampfentlüftungsverbindungsstück 18 ist
in ähnlicher Weise mit einem in Fluidverbindung mit dem
Kraftstofftank 12 stehenden Überrollventil (roll-over valve)
26 verbindbar.
Wie weiterhin aus Fig. 1 ersichtlich, weist der Kanister 14
für Kraftstoffdämpfe ein Luftloch 30 und einen zur Aufnahme
des Dampfentlüftungsverbindungsstückes 20 ausgelegten Nippel
28 auf. Der Kraftstofftank 12 kann auch ein (nicht
dargestelltes) Vakuumüberdruckventil in einem (nicht darge
stellten) Deckel des Kraftstofftanks aufweisen. Wie ersicht
lich, steht der Kanister 14 für Kraftstoffdämpfe über einen
Schlauch 34 in Fluidverbindung mit einem Kanisterentlüftungs
ventil 32. Der Schlauch 34 ist mit einem zweiten
Dampfentlüftungsverbindungsstück 36 und einem ersten
Dampfentlüftungsverbindungsstück 38 verbindbar. Das Kani
sterentlüftungsventil 32 steht wiederum über einen Schlauch
42 in Fluidverbindung mit einem Entlüftungsdurchflußsensor
40. Der Schlauch 42 ist an gegenüberliegenden Enden mit Nip
peln 44 und 46 verbindbar. Der Entlüftungsdurchflußsensor 40
steht schließlich über ein Rohr 50 in Fluidverbindung mit dem
Ansaugverteilerrohr (nicht dargestellt) einer mit 48 bezeich
neten Verbrennungskraftmaschine. Der Schlauch 50 ist an ge
genüberliegenden Enden mit einem Nippel 52 des Entlüftungs
durchflußsensors und einem entsprechenden (nicht dargestell
ten) Nippel des Ansaugverteilerrohrs verbindbar.
Entsprechend der Erfindung ist der Entlüftungsdurchflußsensor
40 in Reihe (in the line) und damit in Fluidverbindung sowohl
mit dem Kanisterentlüftungsventil 32 als auch mit dem Ver
brennungsmotor 48 angeordnet. Weiterhin ist der
Entlüftungsdurchflußsensor 40 an dem flußabwärtigen oder
dampfabgebenden Ende des Kanisterentlüftungsventils 32 ange
ordnet. Bei der bevorzugten Ausführungsform weist das
Kanisterentlüftungsventil 32 ein normalerweise geschlossenes
Magnetventil auf, welches von einer elektronischen Motor
steuervorrichtung (EEC) des Fahrzeuges aktivierbar ist. In
Öffnungsstellung des Magnetventils 32 werden durch Wirkung
des Unterdrucks in dem Ansaugverteilerrohr der
Verbrennungskraftmaschine 48 Kraftstoffdämpfe aus dem
Kraftstoffdampfkanister 14 herausgezogen, was zur Folge hat,
daß die Dämpfe in den Zylindern verbrannt werden. Bei
Deaktivierung des Magnetventils 32 durch die elektronische
Motorsteuervorrichtung werden demgegenüber Kraftstoffdämpfe
in dem Kraftstoffdampfkanister gespeichert.
Während bei der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung das
Kanisterentlüftungsventil 32 ein Magnetventil aufweist, kann
bei bestimmten Anwendungsfällen auch ein vakuumbetriebenes
Entlüftungsventil verwendet werden, beispielsweise dann, wenn
bestimmte Anwendungen ein wärmegesteuertes Magnetventil für
die Steuerung vakuumbetriebener Entlüftungsventile erfordern.
Wie dem Fachmann bekannt ist, sind die Arbeitsweisen von wär
megesteuerten Magnetventilen und normalerweise geschlossenen
Abgasrezirkulationsmagnetventilen sehr ähnlich. Bei Betrieb
steuern somit wärmegesteuerte Magnetventile
Entlüftungsventile während des warmen und Abgaswärme
steuerungsventile während des kalten Motorbetriebes.
Bei der bevorzugten Ausführungsform ist die erfindungsgemäße
Entlüftungsdurchflußbestimmungsvorrichtung insbesondere für
die Ermittlung von zwei Durchflußmeßwerten ausgelegt, und
zwar für 100% Entlüftung und 0% Entlüftung innerhalb des
ausgewählten Betriebsfensters. Eine Bezugnahme auf den vorhe
rigen Zustand des Unterdrucks im Ansaugverteilerrohr und des
Entlüftungsventils ist jeweils erforderlich, da der Durch
flußsensor und insbesondere der PTC-Thermistor nicht augen
blicklich ansprechen. Wenn das Fenster hinsichtlich der Mo
torlast oder der Fahrzeuggeschwindigkeit während irgendeines
Zeitpunktes während des Testes nicht eingehalten wurde, muß
der Test abgebrochen werden. Der Test wird dann erneut durch
geführt, wenn die Eingangsbedingungen wieder gültig sind. Bei
der bevorzugten Ausführungsform wird der Test einmal pro
Fahrt durchgeführt. Zwei aufeinanderfolgende Fehlfunktionsan
zeigen erzeugen ein Warn- oder "Motorüberprüfungs"-Signal.
Unter Bezugnahme auf die Fig. 2 bis 8 wird nachfolgend der
Aufbau des Entlüftungsdurchflußsensors 40 im einzelnen be
schrieben. Der Entlüftungsdurchflußsensor 40 weist ein Ge
häuse 54 mit Dampfentlüftungsverbindungsstücken 46 und 52
auf, die jeweils in Fluidverbindung mit dem Entlüftungsventil
32, dem Kanister 14 für Kraftstoffdämpfe und dem Verbren
nungsmotor 48 stehen. Innerhalb des Gehäuses 54 ist ein Ther
mistor-Widerstandsnetzwerk angeordnet, welches in Fig. 8 dar
gestellt und insgesamt mit der Bezugszahl 56 bezeichnet ist.
Dieses Netzwerk weist einen keramischen PTC-Thermistor 58
auf, der über isolierte Leitungen 62 elektrisch mit einem Wi
derstand 60 in Reihe geschaltet ist. Bei der bevorzugten Aus
führungsform weist der Widerstand 60 eine Impedanz von 17 Ohm
auf. Wie für den Fachmann ersichtlich, wirkt das Thermistor-
Widerstandsnetzwerk 56 als Spannungsteiler. Im einzelnen
wirkt der Widerstand 58 als Stabilität und Sicherheit schaf
fender Strombegrenzer für das Thermistor-Widerstandsnetzwerk.
Wie aus den Fig. 2 bis 8 ersichtlich, steht das Thermi
stor-Widerstandsnetzwerk 56 mit einer Mehrzahl von Verbin
dungsstiften 64, 66 und 68 in elektrischer Verbindung, die
jeweils der Strom- bzw. Spannungszufuhr, der Erdung und der
elektronischen Motorsteuerungsvorrichtung (EEC) entsprechen.
Die Stifte 64, 66 und 68 sind so ausgelegt, daß sie abnehmbar
mit einem Kabelverbindungsstück 70 verbindbar sind, welches
entsprechende Verbindungsstücke 72, 74 und 76 aufweist, die,
wie in Fig. 5 dargestellt, so ausgelegt sind, daß die Stifte
64, 66 und 68 aufnehmbar sind. Wie ersichtlich, ist das
Kabelanschlußverbindungsstück 70 mit einem (nicht dargestell
ten) Kabelanschluß verbunden, der alle elektrischen Bauteile
des Fahrzeugs mit der elektronischen Motorsteuerungsvorrich
tung (EEC) verbindet.
Anhand des in Fig. 7 dargestellten Flußdiagramms wird nach
folgend die Arbeitsweise der erfindungsgemäßen Vorrichtung
zur Bestimmung des Entlüftungsdurchflusses verdunsteter Gase
im einzelnen beschrieben. Wie vorstehend erläutert, stellt
der PTC-Thermistor 58, der als Teil des Entlüftungsdurchfluß
sensors 40 ausgebildet ist, eine beheizte Vorrichtung dar,
deren Impedanz sich ändert, wenn Luft durch sie hindurch
tritt, wobei von dem Konvektionsprinzip Gebrauch gemacht
wird. Die Änderungen im Entlüftungsdurchfluß beeinflussen auf
diese Weise die Spannung über dem Thermistor und dementspre
chend auch über dem Serienwiderstand 60.
Zur Sicherstellung adäquater Meßwerte ist die erfindungsge
mäße Bestimmungsvorrichtung so ausgelegt, daß sie nur in ei
nem bestimmten Fenster oder Bereich von Motorlast, induzier
tem Unterdruck im Ansaugverteilerrohr (inferred manifold va
cuum), Umgebungstemperatur und Fahrzeuggeschwindigkeit be
treibbar ist. Die Notwendigkeit eines Betriebsfensters beruht
auf dem Erfordernis einer Kompensation falscher Fehlersi
gnale, die dann entstehen können, wenn zwischen den Durch
flußsensormessungen wesentliche Änderungen in der Motorlast
auftreten. Insbesondere sei darauf hingewiesen, daß der in
der erfindungsgemäßen Bestimmungsvorrichtung eingebaute Ent
lüftungsdurchflußsensor so ausgelegt ist, daß die Spannung
über dem in Reihe geschalteten Widerstand 60 gemessen wird,
wenn sich das Entlüftungsventil 32 in Öffnungsstellung befin
det (100% Entlüftung) und außerdem zu einem späteren Zeit
punkt, nachdem das Ventil 32 geschlossen wurde. Durch Beob
achtung von Entlüftungswerten oberhalb eines Schwellenwertes
kann mit dem erfindungsgemäßen Bestimmungssystem für Entlüf
tungsdurchflüsse ermittelt werden, ob das Ka
nisterentlüftungsventil 32 ordnungsgemäß arbeitet. Diese Ent
lüftungsschwellenniveaus, die sich durch Messungen des Span
nungsabfalls über den Widerstand 60 - speziell in digitaler
Zählweise - darstellen lassen, werden von den sich natürlich
ständig variierenden Änderungen des Motorzustandes beein
flußt. Dem Fachmann ist beispielsweise klar, daß sich der Un
terdruck im Ansaugverteilerrohr umgekehrt proportional zur
Motorlast verhält. Demnach wird die über den Widerstand 60
gemessene Spannung abnehmen, wenn sich die Motorlast bei of
fenem Entlüftungsventil 32 erhöht. Bei einer graphischen Dar
stellung dieser Charakteristika konvergieren die sich erge
benden Spannungen, was zu einer Grauzone führt, in der
falsche Fehlersignale erzeugt werden können. Zur Kompensation
dieser sich ändernden Motorbedingungen und insbesondere zur
Kompensation der sich ändernden Motorlast ist die erfin
dungsgemäße Bestimmungsvorrichtung für Entlüftungsdurchflüsse
so ausgelegt, daß sie nur innerhalb eines bestimmten Berei
ches der Motorlast, der Umgebungstemperatur, der Fahrzeugge
schwindigkeit und des Unterdrucks im Ansaugverteilerrohr
arbeitet.
Wenn die elektronische Motorsteuervorrichtung (EEC) während
des Betriebes festgestellt hat, daß diese Parameter gegeben
sind, wird eine analoge Spannungsmessung über den Serienwi
derstand 14 bei 100% Entlüftung und geöffnetem Entlüftungs
ventil 32 vorgenommen. Diese Spannung wird anschließend in
einen ersten digitalen Durchflußmeßwert konvertiert. An
schließend wird das Kanisterentlüftungsventil 32 für eine be
stimmte vorbestimmte Zeit, vorzugsweise 5 Sekunden, in
Schließstellung gehalten (is ramped closed), so daß keine si
gnifikante Wirkung auf den Betrieb des Verbrennungsmotors
ausgeübt wird.
Wie für den Fachmann erkennbar, kann ein sofort wirksam wer
dendes Schließen des Entlüftungsventils 32 unerwünschte Wir
kungen auf den Betrieb des Verbrennungsmotors haben. Wenn das
Entlüftungsventil 32 entsprechend einer Rampenfunktion ge
schlossen wurde (is ramped closed), wird die Spannung über
den Serienwiderstand 60 erneut analog gemessen, diesmal bei 0%
Entlüftung. Diese Spannung wird in einen zweiten digitalen
Durchflußmeßwert konvertiert. Anschließend wird die zahlen
mäßige Differenz zwischen dem ersten und dem zweiten Durch
flußmeßwert ermittelt und mit einer kalibrierten Zahlendiffe
renz verglichen, die einem vorher bestimmten Entlüftungs
durchfluß entspricht. Wenn die ermittelte Zahlendifferenz
kleiner als die kalibrierte Zahlendifferenz ist, wird ein
entsprechender Hinweis an das System abgegeben.
Vorstehend wurden bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung
beschrieben. Der Fachmann erkennt aber ohne weiteres, daß
zahlreiche alternative Bauformen und Ausführungsformen mög
lich sind, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.
Claims (9)
1. Überwachungsvorrichtung für den Entlüftungsdurchfluß in
einem einen Kraftstofftank und einen Verbrennungsmotor
mit einem Ansaugverteilerrohr aufweisenden Kraftfahrzeug
mit:
einem in Fluidverbindung mit dem Kraftstofftank (12) stehenden Kanister (14) für Gasdämpfe;
einem Kanisterentlüftungsventil (32), das in Fluid verbindung mit dem Kraftstofftank (12) und dem Kanister (14) für Gasdämpfe steht; und mit
einer elektronischen Motorsteuerungsvorrichtung (EEC), die in elektrischer Verbindung mit dem Kanister entlüftungsventil (32) steht und mit der bei vorgegebe nen Betriebsbedingungen Meßwertdifferenzen aus diskreten Messungen bestimmbar und mit einer kalibrierten Diffe renz vergleichbar sind, um auf diese Weise Betriebsstö rungen des Kanisterentlüftungsventils (32) festzustel len,
dadurch gekennzeichnet, daß
ein in einem Durchflußsensor (40) angeordnetes Thermi stor-Widerstandsnetzwerk (56) in Fluidverbindung mit dem Kanisterentlüftungsventil (32) und dem Ansaugverteiler rohr steht, und daß die elektronische Motorsteuerungs vorrichtung (EEC) in elektrischer Verbindung mit dem Thermistor-Widerstandsnetzwerk (56) steht und mit ihr die Spannungsdifferenz über dem Thermistor- Widerstandsnetzwerk (56) innerhalb des Kanisterentlüf tungsventil-Betriebszyklus während eines ausgesuchten Betriebsfensters bestimmbar ist.
einem in Fluidverbindung mit dem Kraftstofftank (12) stehenden Kanister (14) für Gasdämpfe;
einem Kanisterentlüftungsventil (32), das in Fluid verbindung mit dem Kraftstofftank (12) und dem Kanister (14) für Gasdämpfe steht; und mit
einer elektronischen Motorsteuerungsvorrichtung (EEC), die in elektrischer Verbindung mit dem Kanister entlüftungsventil (32) steht und mit der bei vorgegebe nen Betriebsbedingungen Meßwertdifferenzen aus diskreten Messungen bestimmbar und mit einer kalibrierten Diffe renz vergleichbar sind, um auf diese Weise Betriebsstö rungen des Kanisterentlüftungsventils (32) festzustel len,
dadurch gekennzeichnet, daß
ein in einem Durchflußsensor (40) angeordnetes Thermi stor-Widerstandsnetzwerk (56) in Fluidverbindung mit dem Kanisterentlüftungsventil (32) und dem Ansaugverteiler rohr steht, und daß die elektronische Motorsteuerungs vorrichtung (EEC) in elektrischer Verbindung mit dem Thermistor-Widerstandsnetzwerk (56) steht und mit ihr die Spannungsdifferenz über dem Thermistor- Widerstandsnetzwerk (56) innerhalb des Kanisterentlüf tungsventil-Betriebszyklus während eines ausgesuchten Betriebsfensters bestimmbar ist.
2. Überwachungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn
zeichnet, daß das Kanisterentlüftungsventil (32) als Ma
gnetventil ausgebildet ist.
3. Überwachungsvorrichtung nach Anspruch 1, bei der die
elektronische Motorsteuerungsvorrichtung (EEC) dahinge
hend ausgelegt ist, daß der Spannungsabfall über dem
Thermistor-Widerstandsnetzwerk (56) bei 100% und bei 0
% Entlüftung bestimmt wird.
4. Überwachungsvorrichtung nach Anspruch 1, bei dem die
elektronische Motorsteuerungsvorrichtung (EEC) so ausge
legt ist, daß der Spannungsabfall über dem Thermistor-
Widerstandsnetzwerk (56) innerhalb eines bestimmten Be
reiches von Motorlast, Umgebungslufttemperatur, Fahr
zeuggeschwindigkeit und induziertem (inferred) Unter
druck im Ansaugverteilerrohr bestimmt wird.
5. Verfahren zum Bestimmen von Betriebsstörungen in einem
Kanisterentlüftungsventil, zur Verwendung in einem
Kraftfahrzeug mit einem Kraftstofftank (12), einem Kani
ster (14) für Kraftstoffdämpfe, einem Ansaugverteiler
rohr des Verbrennungsmotors und mit einem Kanisterent
lüftungsventil (32), wobei die vorstehenden Elemente in
Fluidverbindung untereinander stehen, und mit einer
elektronischen Motorsteuerungseinheit (EEC), die in
elektrischer Verbindung mit dem Kanisterentlüftungs
ventil (32) steht, wobei das Verfahren durch folgende
Schritte gekennzeichnet ist:
Herstellen einer Fluidverbindung zwischen einem ein Thermistor-Widerstandsnetzwerk (56) aufweisenden Durch flußsensor (40) und dem Kanisterentlüftungsventil (32) und dem Ansaugverteilerrohr und einer elektrischen Ver bindung zwischen dem Thermistor-Widerstandsnetzwerk (56) und der elektronischen Motorsteuereinheit (EEC);
Messen des Spannungsabfalls über dem Thermistor- Widerstandsnetzwerk (56) in diskreten Intervallen inner halb des Kanisterentlüftungsventil-Betriebszyklus und innerhalb eines ausgesuchten Bereiches von Motorlast, Fahrzeuggeschwindigkeit, Umgebungslufttemperatur und in duziertem (inferred) Unterdruck im Ansaugverteilerrohr;
Bestimmen der Differenz zwischen den gemessenen Ther mistor-Widerstandsnetzwerksspannungen;
Vergleichen der ermittelten Spannungsdifferenz mit einer einem vorherbestimmten Entlüftungsdurchfluß ent sprechenden kalibrierten Spannungsdifferenz,
Anzeigen festgestellter Betriebsstörungen des Thermi stor-Entlüftungsventils (32), wenn die ermittelte Span nungsdifferenz kleiner als die kalibrierte Spannungsdif ferenz ist.
Herstellen einer Fluidverbindung zwischen einem ein Thermistor-Widerstandsnetzwerk (56) aufweisenden Durch flußsensor (40) und dem Kanisterentlüftungsventil (32) und dem Ansaugverteilerrohr und einer elektrischen Ver bindung zwischen dem Thermistor-Widerstandsnetzwerk (56) und der elektronischen Motorsteuereinheit (EEC);
Messen des Spannungsabfalls über dem Thermistor- Widerstandsnetzwerk (56) in diskreten Intervallen inner halb des Kanisterentlüftungsventil-Betriebszyklus und innerhalb eines ausgesuchten Bereiches von Motorlast, Fahrzeuggeschwindigkeit, Umgebungslufttemperatur und in duziertem (inferred) Unterdruck im Ansaugverteilerrohr;
Bestimmen der Differenz zwischen den gemessenen Ther mistor-Widerstandsnetzwerksspannungen;
Vergleichen der ermittelten Spannungsdifferenz mit einer einem vorherbestimmten Entlüftungsdurchfluß ent sprechenden kalibrierten Spannungsdifferenz,
Anzeigen festgestellter Betriebsstörungen des Thermi stor-Entlüftungsventils (32), wenn die ermittelte Span nungsdifferenz kleiner als die kalibrierte Spannungsdif ferenz ist.
6. Verfahren nach Anspruch 5, bei dem die Thermistor-Wider
standsnetzwerksspannungsmessungen bei 100% Entlüftung
und bei 0% Entlüftung vorgenommen werden.
7. Verfahren nach Anspruch 5, bei dem die kalibrierte Span
nung ungefähr 1 Volt ist.
8. Verfahren nach Anspruch 6, gekennzeichnet durch folgende
Schritte:
Einsetzen eines Entlüftungsmagnetventils als Kanis terentlüftungsventil (32);
Schaffen einer Thermistor-Schaltung (56), die mit dem Entlüftungsmagnetventil (32) und dem Ansaugverteilerrohr in Fluidverbindung und in elektrischer Verbindung mit der elektronischen Motorsteuerungsvorrichtung (EEC) steht, wobei die Thermistorschaltung (56) einen kerami schen PTC-Thermistor (58) enthält, der elektrisch in Se rie mit einem Widerstand (60) geschaltet ist;
Messen der analogen Spannung über dem in Serie ge schalteten Widerstand (60) bei 100% Entlüftung inner halb eines ausgesuchten Bereiches der Motorlast, des in duzierten Unterdruckes im Ansaugverteilerrohr, der Fahr zeuggeschwindigkeit und der Umgebungstemperatur, und Konvertieren dieser analogen Spannung in einen ersten digitalen Durchflußmeßwert;
Verschließen (ramping) des Entlüftungsmagnetventils (32) innerhalb einer vorherbestimmten Zeit;
Messen des Spannungsabfalls über dem in Serie ge schalteten Widerstand (60) in analoger Weise bei 0% Entlüftung innerhalb des ausgesuchten Bereiches von Mo torlast, induziertem Unterdruck im Ansaugverteilerrohr, Fahrzeuggeschwindigkeit und Umgebungslufttemperatur, und Konvertieren der Analogspannung in einen zweiten digita len Durchflußmeßwert;
Ermitteln der Zahlendifferenz zwischen dem ersten und dem zweiten Durchflußmeßwert;
Vergleichen der ermittelten Zahlendifferenz mit einer einem vorherbestimmten Entlüftungsdurchfluß entsprechen den kalibrierten Zahlendifferenz, und
Anzeigen festgestellter Betriebsstörungen in dem Ent lüftungsmagnetventil, wenn die ermittelte Differenzzahl kleiner als die kalibrierte Differenzzahl ist.
Einsetzen eines Entlüftungsmagnetventils als Kanis terentlüftungsventil (32);
Schaffen einer Thermistor-Schaltung (56), die mit dem Entlüftungsmagnetventil (32) und dem Ansaugverteilerrohr in Fluidverbindung und in elektrischer Verbindung mit der elektronischen Motorsteuerungsvorrichtung (EEC) steht, wobei die Thermistorschaltung (56) einen kerami schen PTC-Thermistor (58) enthält, der elektrisch in Se rie mit einem Widerstand (60) geschaltet ist;
Messen der analogen Spannung über dem in Serie ge schalteten Widerstand (60) bei 100% Entlüftung inner halb eines ausgesuchten Bereiches der Motorlast, des in duzierten Unterdruckes im Ansaugverteilerrohr, der Fahr zeuggeschwindigkeit und der Umgebungstemperatur, und Konvertieren dieser analogen Spannung in einen ersten digitalen Durchflußmeßwert;
Verschließen (ramping) des Entlüftungsmagnetventils (32) innerhalb einer vorherbestimmten Zeit;
Messen des Spannungsabfalls über dem in Serie ge schalteten Widerstand (60) in analoger Weise bei 0% Entlüftung innerhalb des ausgesuchten Bereiches von Mo torlast, induziertem Unterdruck im Ansaugverteilerrohr, Fahrzeuggeschwindigkeit und Umgebungslufttemperatur, und Konvertieren der Analogspannung in einen zweiten digita len Durchflußmeßwert;
Ermitteln der Zahlendifferenz zwischen dem ersten und dem zweiten Durchflußmeßwert;
Vergleichen der ermittelten Zahlendifferenz mit einer einem vorherbestimmten Entlüftungsdurchfluß entsprechen den kalibrierten Zahlendifferenz, und
Anzeigen festgestellter Betriebsstörungen in dem Ent lüftungsmagnetventil, wenn die ermittelte Differenzzahl kleiner als die kalibrierte Differenzzahl ist.
9. Verfahren nach Anspruch 8, bei dem die kalibrierte Dif
ferenzzahl ungefähr 100 beträgt.
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