DE60125722T2

DE60125722T2 - Dichtheitsprüfung im geschlossenen kraftstoffdampf-rückhaltesystem unter verwendung eines druckschalters und zeitmessung

Info

Publication number: DE60125722T2
Application number: DE60125722T
Authority: DE
Inventors: Laurent Fabre
Original assignee: Siemens VDO Automotive Inc
Current assignee: Continental Tire Canada Inc
Priority date: 2000-02-22
Filing date: 2001-02-22
Publication date: 2007-11-08
Anticipated expiration: 2021-02-23
Also published as: JP2003524112A; EP1257740B1; EP1257740A1; DE60125722D1; KR100537656B1; US20010022173A1; KR20020081581A; US6722189B2; WO2001063116A1; AU2001237167A1

Description

Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Verfahren und Systeme zur Dichtheitsprüfung sowie spezieller zur Kraftstoffleckerkennung in Kraftfahrzeugen unter Verwendung eines Druckschalters und Zeitmessung.
Hintergrund der Erfindung
In einem Kraftstoffdampfrückhaltesystem für ein Kraftfahrzeug wird Kraftstoffdampf, der aus einem Kraftstofftank austritt, in einem Behälter gesammelt. Wenn sich in dem Kraftstofftank, in dem Behälter oder in einem anderen Teil des Kraftstoffdampfrückhaltesystems ein Leck befindet, könnte Kraftstoffdampf durch das Leck austreten und in die Atmosphäre entweichen.
Kraftstoffdampfleckagen können durch Überwachung der Verdampfung festgestellt werden. Diese Überwachung der Verdampfung kann durchgeführt werden, während ein Motor in Betrieb ist, wobei unter Umständen ein Druckabfall analysiert werden kann. Mit dieser Art der Überwachung der Verdampfung können Lecks einer Größe von 1 mm und größer erkannt werden, jedoch wird angenommen, dass zahlreiche Parameter Einfluss auf die Genauigkeit der Diagnose haben. Daher wird angenommen, dass eine Überwachung der Verdampfung bei ausgeschaltetem Motor verlässlicher ist.
Die US-amerikanische Patentschrift US-A-5967124 beschreibt ein System zur Dichtheitsprüfung, von dem sich das System gemäß der vorliegenden Erfindung dadurch, dass zuerst der Motor ausgeschaltet wird und danach die Überwachung der Verdampfung erfolgt, sowie durch einen speziellen Druckschalter, wie er in den Patentansprüchen 1 und 4 definiert ist, unterscheidet.
Zusammenfassung der Erfindung
Die vorliegende Erfindung stellt ein Verfahren zur Dichtheitsprüfung in einem geschlossenen Kraftstoffdampfrückhaltesystem eines Kraftfahrzeugs bereit, bei dem der Motor ausgeschaltet wird. Das Verfahren beinhaltet das Bereitstellen eines Druckschalters und eines Zeitzählers, das Schließen eines Absperrventils (Shut Off Valve, SOV), das Garten auf einen testfreien Zeitraum, das Beurteilen, ob der Druckschalter geschlossen ist, das Erhöhen des Zeitzählers, wenn der Druckschalter offen ist, und das Vergleichen des Zeitzählers mit einem Zeitkontrollwert, wenn der Druckschalter offen ist.
Die vorliegende Erfindung stellt ferner ein weiteres Verfahren zur Dichtheitsprüfung in einem geschlossenen Kraftstoffdampfrückhaltesystem eines Kraftfahrzeugs bereit, bei dem der Motor ausgeschaltet wird. Dieses Verfahren beinhaltet das Bereitstellen eines Druckschalters und eines Motormanagementsystems (Engine Management System, EMS), welches Drucksignale von dem Druckschalter empfängt, um zu ermitteln, ob der Motor ausgeschaltet ist, das Schließen eines Absperrventils SOV, das Öffnen eines Steuerventils, das Erzeugen eines Vakuums innerhalb eines Überwachungszeitraums, das Beurteilen, ob der Druckschalter geschlossen ist, das Setzen des Zeitzählers auf Null, wenn der Druckschalter geschlossen ist, das Erhöhen eines Zeitzählers, wenn der Druckschalter offen ist, das Vergleichen des Zeitzählers mit einem Zeitkontrollwert, wenn der Druckschalter offen ist, und das Feststellen einer „Kein Leck"-Bedingung, wenn der Zeitzähler den Zeitkontrollwert nicht überschreitet, sowie das Feststellen einer Leck-Bedingung, wenn der Zeitzähler den Zeitkontrollwert überschreitet.
Die vorliegende Erfindung stellt außerdem ein Dampfleckerkennungssystem für Kraftfahrzeuge bereit. Das Dampfleckerkennungssystem umfasst einen Druckschalter, ein Absperrventil SOV und einen Prozessor, der operativ gekoppelt ist mit dem Druckschalter und dem Absperrventil und Drucksignale von dem Druckschalter empfängt und Signale an das Absperrventil sendet. Der Prozessor schließt das Absperrventil, wartet auf einen testfreien Zeitraum, beurteilt, ob der Druckschalter geschlossen ist, erhöht einen Zeitzähler und vergleicht den Zeitzähler mit einem Zeitkontrollwert.
Die vorliegende Erfindung stellt ferner ein weiteres Dampfleckerkennungssystem für Kraftfahrzeuge bereit. Das Dampfleckerkennungssystem umfasst einen Druckschalter, welcher in einer Leitung zwischen einem Kraftstofftank und einem Behälter angeordnet ist, ein Absperrventil SOV, welches zwischen dem Behälter und einer Atmosphäre angeordnet ist, ein Steuerventil, welches zwischen dem Behälter und dem Motor angeordnet ist, sowie einen Prozessor, der operativ gekoppelt ist mit dem Absperrventil, dem Steuerventil und dem Druckschalter und der Drucksignale von dem Druckschalter empfängt und Signale an das Absperrventil und an das Steuerventil sendet. Der Behälter steht in Verbindung mit der Atmosphäre und der Kraftstofftank steht in Verbindung mit einem Motor. Der Prozessor öffnet und schließt das Absperrventil und das Steuerventil, erzeugt ein Vakuum innerhalb eines Überwachungszeitraums, beurteilt, ob der Druckschalter geschlossen ist, erhöht einen Zeitzähler und vergleicht den Zeitzähler mit einem Zeitkontrollwert.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Die beigefügten Zeichnungen, die als in diese Patentschrift aufgenommen gelten und einen Bestandteil derselben bilden, veranschaulichen die derzeit bevorzugte Ausführungsform der Erfindung und dienen zusammen mit der vorstehenden allgemeinen Beschreibung sowie der nachfolgenden ausführlichen Beschreibung zur Erläuterung der Merkmale der Erfindung.
1 ist eine schematische Darstellung einer bevorzugten Ausführungsform des Systems gemäß der vorliegenden Erfindung.
2 ist ein Ablaufdiagram der bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens gemäß der vorliegenden Erfindung.
Ausführliche Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform
Es wird nun im einzelnen Bezug genommen auf die bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung, für die Beispiele in den beigefügten Zeichnungen veranschaulicht sind. Es versteht sich von selbst, dass die Abbildungen und die Beschreibungen der vorliegenden Erfindung, die in dieser Patentschrift enthalten sind, Elemente veranschaulichen und beschreiben, die von wesentlicher Bedeutung für die vorliegende Erfindung sind, während gleichzeitig aus Gründen der Übersichtlichkeit sonstige Elemente, die in typischen Kraftfahrzeugen und Kraftstoffdampfrückhaltesystemen zu finden sind, weggelassen wurden.
Wie in 1 dargestellt, umfasst ein Dampfleckerkennungssystem 10 in einem Kraftfahrzeug einen Druckschalter 11, ein Absperrventil SOV 25 und einen Prozessor 13. Vorzugsweise ist der Druckschalter 11 in einer Leitung 15 zwischen einem Kraftstofftank 16 und einem Behälter 17 angeordnet und steht in Fluidverbindung mit Kraftstoffdampf in dem Kraftstofftank 16. Der Behälter 17 steht ebenfalls in Verbindung mit dem Kraftstofftank 16, einer Atmosphäre 28 und einem Motor 30. Der Druckschalter 11 bewegt sich vorzugsweise bei unterschiedlichen relativen Vakuums und weist einen niedrigen Vakuum-Schwellwert für die Erkennung kleiner Lecks von etwa 0,5 mm sowie einen hohen Vakuum-Schwellwert für die Erkennung großer Lecks von etwa 1 mm auf. Das Absperrventil SOV 25 oder, vorzugsweise, ein Behälterbe- und -entlüftungsventil (Canister Purge Vent Valve, CPVV) ist in einer Leitung 27 zwischen dem Behälter 17 und der Atmosphäre 28 angeordnet. Das Absperrventil 25 ist im Normalfall geöffnet. Durch Schließen des Absperrventils 25 wird das Dampfleckerkennungssystem 10 hermetisch gegen die Atmosphäre 28 abgedichtet.
Das Dampfleckerkennungssystem 10 kann darüber hinaus ein Steuerventil 26 enthalten, das ein Behälterentlüftungs-Steuerventil (Canister Purge Control Valve, CPCV) oder ein Kraftstoffdampf-Steuerventil sein kann. Das Steuerventil 26 ist in einer Leitung 29 zwischen dem Behälter 17 und dem Motor 30 angeordnet. Der Motor 30 steht in Verbindung mit dem Kraftstofftank 16 und dem Behälter 17. Durch Schließen des Steuerventils 26 wird das Dampfleckerkennungssystem 10 gegen den Motor 30 abgedichtet. Der Prozessor 13, oder das Motormanagementsystem EMS, ist operativ gekoppelt oder steht in Verbindung mit dem Druckschalter 11, dem Absperrventil 25 und dem Steuerventil 26. Der Prozessor 13 empfängt und verarbeitet Drucksignale 21 von dem Druckschalter 11 und sendet Signale 31 bzw. 32, um die Ventile 25 bzw. 26 zu öffnen und zu schließen. Der Prozessor 13 kann entweder den erforderlichen Speicher oder Taktgeber selbst enthalten oder mit geeigneten Schaltungen gekoppelt sein, die die Kommunikation realisieren. Außerdem wartet der Prozessor 13 auf einen testfreien Zeitraum, beurteilt, ob der Druckschalter 11 geschlossen ist, erhöht einen Zeitzähler und vergleicht den Zeitzähler mit einem Zeitkontrollwert.
Das Dampfleckerkennungssystem 10 realisiert ein Verfahren zur Leckerkennung, oder Dichtheitsprüfung, wenn das System feststellt, dass der Motor 30 ausgeschaltet ist. Dieses Verfahren kann Lecks von 0,5 mm ebenso erkennen wie Lecks von 1 mm Größe. Wenn kein Leck vorhanden ist, nimmt der Druck im Kraftstofftank ab, und wenn ein Leck im Dampfleckerkennungssystem 10 vorhanden ist, tritt keine Veränderung des Drucks in einem konstanten Volumen auf.
Wie in 2 dargestellt wird, wenn der Motor ausgeschaltet ist, in Schritt 50 das Absperrventil SOV 25 geschlossen. Vorzugsweise sendet der Prozessor 13 das Signal 31, um das Absperrventil 25 zu schließen. Danach ist das Dampfleckerkennungssystem 10 hermetisch gegen den Motor 30 und die Atmosphäre 28 abgedichtet. Nachdem das Absperrventil geschlossen ist, wartet das Dampfleckerkennungssystem in Schritt 51 auf einen testfreien Zeitraum. Vorzugsweise öffnet während Schritt 51 der Prozessor 13 das Steuerventil 26 und erzeugt innerhalb des Überwachungszeitraums ein Vakuum im System. Es ist zu beachten, dass der Überwachungszeitraum von der Größe des Systems sowie der Zeit abhängig ist, die benötigt wird, um ein Schwellwert-Vakuum zu erreichen, das auf ein Leck hindeutet. Am Ende des Überwachungszeitraums wird das Steuerventil 26 von dem Prozessor 13 geschlossen.
In Schritt 53 beurteilt der Prozessor 13, ob der Druckschalter geschlossen ist. Ist der Druckschalter 11 geschlossen, wird in Schritt 55 der Zeitzähler auf Null zurückgesetzt, in Schritt 57 eine „Kein Leck"-Bedingung erkannt und endet die Dichtheitsprüfung. Andernfalls, wenn der Druckschalter 11 nicht geschlossen, d. h. offen, ist, erhöht der Prozessor 13 in Schritt 56 den Zeitzähler und vergleicht in Schritt 58 den Zeitzähler mit einem Zeitkontrollwert. Ist der Zeitzähler nicht größer als der Zeitkontrollwert, wird in Schritt 59 eine „Kein Leck"-Bedingung erkannt. Vorzugsweise kehrt danach das System zu Schritt 53 zurück. Ist der Zeitzähler jedoch größer als der Zeitkontrollwert, erkennt das Dampfleckerkennungssystem 10 in Schritt 60 eine Leck-Bedingung.

Claims

Verfahren zur Leckerkennung in einem geschlossenen Kraftstoffdampfrückhaltesystem eines Kraftfahrzeugs, wobei das Verfahren Folgendes umfasst: Ausschalten eines Motors; und Ausführen einer Überwachung der Verdampfung, wenn der Motor ausgeschaltet ist; wobei die Überwachung der Verdampfung beinhaltet: Schließen (50) eines Absperrventils SOV (25) des Motors, um das Dampfleckerkennungssystem (10) gegen den Motor (30) und gegen die Atmosphäre (28) abzudichten; Warten (51) auf einen testfreien Zeitraum; Öffnen eines Steuerventils (26) und Erzeugen eines Vakuums in dem System während eines Überwachungszeitraums; Schließen des Steuerventils am Ende des Überwachungszeitraums; Beurteilen (53), ob ein Druckschalter (11) geschlossen ist; wenn der Druckschalter geschlossen ist, Feststellen (57), dass kein Leck vorhanden ist, Rücksetzen (55) eines Zeitzählers auf Null und Beenden der Dichtheitsprüfung; wenn der Druckschalter nicht geschlossen ist, Erhöhen (56) des Zeitzählers und Vergleichen (58) des Zeitzählers mit einem Zeitkontrollwert; wenn der Zeitzähler nicht größer ist als der Zeitkontrollwert, Feststellen (59), dass kein Leck vorhanden ist, und Beenden der Dichtheitsprüfung; wenn der Zeitzähler größer ist als der Zeitkontrollwert, Feststellen (60), dass ein Leck vorhanden ist; wobei der Druckschalter (11) sich bei unterschiedlichen relativen Vakuums bewegt, mit einem niedrigen Vakuum-Schwellwert für die Erkennung kleiner Lecks von etwa 0,5 mm sowie einem hohen Vakuum-Schwellwert für die Erkennung großer Lecks von etwa 1 mm.
Verfahren gemäß Anspruch 1, wobei der Prozessor das Signal (31) sendet, um das Absperrventil SOV (25) zu schließen.
Verfahren gemäß Anspruch 1, wobei nach dem Feststellen (59), dass kein Leck vorhanden ist, der Beurteilungsschritt (53) wiederholt wird.
Dampfleckerkennungssystem in einem Kraftfahrzeug, wobei das System einen Druckschalter (11) und ein Absperrventil SOV (25) umfasst, die mit einem Prozessor (13) gekoppelt sind; wobei der Druckschalter in einer Leitung (15) zwischen dem Kraftstofftank (16) und einem Behälter (17) angeordnet ist; wobei der Druckschalter in Fluidverbindung steht mit Kraftstoffdampf in dem Kraftstofftank; wobei der Behälter in Verbindung steht mit dem Kraftstofftank, einer Atmosphäre (28) und einem Motor (30); wobei das Absperrventil in einer Leitung zwischen dem Behälter und der Atmosphäre angeordnet ist; wobei das Absperrventil im Normalfall geöffnet ist; wobei das Absperrventil geschlossen wird, um das Dampfleckerkennungssystem hermetisch gegen die Atmosphäre abzudichten; wobei ein Steuerventil (26) in einer Leitung (29) zwischen dem Behälter und dem Motor angeordnet ist; wobei das Steuerventil mit dem Prozessor gekoppelt ist; wobei das Steuerventil geschlossen wird, um das Dampfleckerkennungssystem gegen den Motor abzudichten; wobei der Prozessor (13) Drucksignale (21) von dem Druckschalter empfängt und verarbeitet und Signale (31, 32) sendet, um das Absperrventil und das Steuerventil zu öffnen und zu schließen; und wobei der Druckschalter sich bei unterschiedlichen relativen Vakuums bewegt, mit einem niedrigen Vakuum-Schwellwert für die Erkennung kleiner Lecks von etwa 0,5 mm sowie einem hohen Vakuum-Schwellwert für die Erkennung großer Lecks von etwa 1 mm.
System gemäß Anspruch 4, wobei das Steuerventil entweder ein Behälterentlüftungs-Steuerventil CPCV oder ein Kraftstoffdampf-Steuerventil beinhaltet.
System gemäß Anspruch 5, wobei das Absperrventil SOV ein Behälterbe- und -entlüftungsventil CPVV beinhaltet.