EP1518047B1 - Method for determining the load of an activated carbon container in a tank ventilation system - Google Patents
Method for determining the load of an activated carbon container in a tank ventilation system Download PDFInfo
- Publication number
- EP1518047B1 EP1518047B1 EP03735358A EP03735358A EP1518047B1 EP 1518047 B1 EP1518047 B1 EP 1518047B1 EP 03735358 A EP03735358 A EP 03735358A EP 03735358 A EP03735358 A EP 03735358A EP 1518047 B1 EP1518047 B1 EP 1518047B1
- Authority
- EP
- European Patent Office
- Prior art keywords
- exhaust
- tank ventilation
- activated carbon
- engine
- gas temperature
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
- F02M25/00—Engine-pertinent apparatus for adding non-fuel substances or small quantities of secondary fuel to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture
- F02M25/08—Engine-pertinent apparatus for adding non-fuel substances or small quantities of secondary fuel to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture adding fuel vapours drawn from engine fuel reservoir
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
- F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
- F02D41/0025—Controlling engines characterised by use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures
- F02D41/003—Adding fuel vapours, e.g. drawn from engine fuel reservoir
- F02D41/0045—Estimating, calculating or determining the purging rate, amount, flow or concentration
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
- F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
- F02D41/02—Circuit arrangements for generating control signals
- F02D41/14—Introducing closed-loop corrections
- F02D41/1438—Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor
- F02D41/1444—Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor characterised by the characteristics of the combustion gases
- F02D41/1446—Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor characterised by the characteristics of the combustion gases the characteristics being exhaust temperatures
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
- F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
- F02D41/02—Circuit arrangements for generating control signals
- F02D41/14—Introducing closed-loop corrections
- F02D41/1401—Introducing closed-loop corrections characterised by the control or regulation method
- F02D2041/1433—Introducing closed-loop corrections characterised by the control or regulation method using a model or simulation of the system
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
- F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
- F02D41/0025—Controlling engines characterised by use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures
- F02D41/003—Adding fuel vapours, e.g. drawn from engine fuel reservoir
- F02D41/0042—Controlling the combustible mixture as a function of the canister purging, e.g. control of injected fuel to compensate for deviation of air fuel ratio when purging
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
- F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
- F02D41/30—Controlling fuel injection
- F02D41/3011—Controlling fuel injection according to or using specific or several modes of combustion
- F02D41/3017—Controlling fuel injection according to or using specific or several modes of combustion characterised by the mode(s) being used
- F02D41/3023—Controlling fuel injection according to or using specific or several modes of combustion characterised by the mode(s) being used a mode being the stratified charge spark-ignited mode
Definitions
- the invention relates to a method for determining a load an activated carbon container of a tank ventilation system according to the preamble of patent claim 1 and a direct injection Otto engine according to the preamble of the claim 9th
- Direct injection gasoline engines have injectors or injectors that inject the fuel directly into the cylinder inject the engine.
- Fuel in cylinders become operating modes of the engine. Is the injection during the suction of the air, so that the injected Fuel has enough time in the entire combustion chamber to distribute uniformly, one speaks of a homogeneous one Operation of the gasoline engine.
- the homogeneous operation distinguishes essentially not from previously known combustion processes with injection of the fuel into the intake channel. in the Ideal case of homogeneous operation burns the fuel Completely.
- an engine control unit controls a regeneration valve (RV).
- the flow rate can be in the work area of the regeneration valve almost continuously over a map adjustment with the parameters load and speed Taxes. In certain operating areas the regeneration switches off (idle) or can not work (for example at full load, i. lack of negative pressure, or a shift operation without throttling).
- a lambda control monitors whether at power up regeneration the added amount of fuel the given Adheres to limits. If the flow is too large, the Flow rate decreases to driveability and exhaust emissions to keep in an optimal range.
- a loading of the activated carbon container determined.
- Appropriate condition for such a relationship is a substantially complete combustion of all hydrocarbons.
- the motor In shift operation, the motor must be slightly throttled, thus over a resulting negative pressure of the activated carbon container can be regenerated.
- the hydrocarbons from the activated carbon container get distributed homogeneously in the Combustion chamber and there are only partially burned.
- the unburned Hydrocarbons enter the catalyst chemically reacted there and increase the catalyst temperature.
- DE 199 47 080 C1 discloses a device and a method for the regeneration of an activated carbon filter known. there is used to regenerate an activated carbon container, which in the Tank ventilation of an internal combustion engine, which with air-assisted Gasoline direct injection is provided is, on the high pressure side of the compressed air for the Injection generating pressure unit a pressure regulator connected, whose drained air through the activated carbon container is passed to regenerate this.
- From DE 196 17 386 C1 is a tank ventilation system for a directly injecting internal combustion engine known.
- the internal combustion engine has an air-assisted injection system on, wherein in certain operating conditions of the internal combustion engine the purge air for regenerating the activated carbon filter the tank ventilation system by means of an air compressor generated atomizing air for the injection system is added.
- the object of the present invention is the specification of methods with which a simple determination of a loading condition an activated carbon container is possible. This task is achieved by a method having the features of the claim 1 and a gasoline engine with the features of the claim 9th
- the loading state is an activated carbon container in a simple manner ascertainable, so that, for example, on the basis of this Loading state one taking into account a desired Force-air ratio optimal tank ventilation can be carried out.
- a first preferred embodiment of the inventive Procedure becomes a downstream of the gasoline engine Downstream catalyst detected exhaust gas temperature when operating the tank ventilation with one switched off or inactive tank ventilation determined exhaust gas temperature compared.
- temperatures upstream and downstream of the Catalyst with inactive or active tank ventilation determine, i. to calculate or measure on the Basis of such determined temperatures for the respective Engine operating conditions determine exhaust gas temperature differences, and with appropriate correlation of these temperature differences with active and inactive tank ventilation on to close the loading condition of the activated carbon container.
- control of the regeneration valve is conveniently carried out depending on the exhaust gas temperature, a Speed load operating point of the motor, a loading of the Activated carbon container and / or the operating mode of the engine (homogeneous operation or shift operation) or a combination this parameter.
- Inventive direct injection gasoline engines exhibit expediently downstream and / or upstream of one the gasoline engine downstream catalytic converter thermocouples for measuring the respective exhaust gas temperatures.
- Thermocouples are exhaust gas temperatures in a simpler way and reliably measurable, so that the illustrated Procedures are reliably carried out.
- the inventive gasoline engine with a computer device, for example an engine control unit designed to carry out the inventive method.
- the inventive method allows over conventional Solutions higher regeneration rates, since according to the invention For example, a regeneration in shift operation possible is.
- the engine operation can be a whole larger Share in shift operation, since both in homogeneous operation, as well as in the shift operation can be regenerated. Overall, this results in lower fuel consumption.
- the possibility of regeneration in all engine operating modes also leads to lower unburned emissions Hydrocarbons.
- a spark plug for igniting the air-fuel mixture is denoted by 16.
- FIG. 2 schematically shows an internal combustion engine 21, which has an intake tract 22 for sucking in air.
- In the intake tract 22 is a throttle valve 28 and upstream of this an air mass meter 30, in the over a Intake port 32 intake air is passed.
- the injection rail 26 is connected via a fuel line 27, which is fed from a pump module 37, with fuel provided.
- the pump module 37 is arranged in a tank 40.
- tank 40 In the tank 40 is fuel 41.
- the above the Fuel 41 befindliches cavity is filled with fuel vapor 42nd filled.
- the tank 40 is also via a tank vent line 44, which opens into a ventilation port 46, to the Environment coupled, so that a pressure equalization take place can.
- an activated carbon container 50 connected, which with hydrocarbons absorbing Activated carbon material is formed.
- the Actuator 54 is via unspecified lines of an engine control unit 60 can be controlled.
- the activated carbon container 50 is connected to a second output via a Regenerier réelle 62 with the intake manifold 22 of the internal combustion engine 21 connected.
- the regeneration line 62 opens here between the throttle 28 and the internal combustion engine 21 in the intake 22nd
- a regeneration valve 64 is connected, which is actuated via an actuator 66.
- the regeneration valve 64 is commonly called a tank vent valve designated.
- the controller 60 is unspecified, and only partially shown lines with the air mass meter 30, the throttle valve 28, the injectors 25 and the actuator 66 of the regeneration valve 64 connected and reads about These lines corresponding measured values or controls the corresponding components.
- the charcoal canister 50 absorbs at its the tank 40th facing inlet fuel vapor. To prevent, that with complete loading of the activated carbon container a breakthrough of hydrocarbons to the ventilation port 46 takes place, the activated carbon container 50 is in operation regenerated the internal combustion engine. For this purpose will by switching the regeneration valve 64, the regeneration line 62 activated by the activated carbon container 50 to the intake tract 22. At the same time, the drain valve 52 is closed, so that of this associated output of the activated carbon container 50 is separated from the ventilation port 46. It is then possible, via a (not shown) line the activated carbon container 50 air to be supplied, which then with open Regenerierventil 64 through the regeneration line 62 under Entrainment of fuel vapors from the activated carbon container 50 flows into the exhaust tract 22.
- the mixture composition is in homogeneous operation of the engine changed by about 20%.
- the flow rate can be located in the working area of the regeneration valve almost continuously via a map adaptation with the parameters Control load and speed. In certain operating areas switches off regeneration (eg idle), or can not work.
- the catalyst 70 downstream Thermocouple 74 is provided, by means of which the temperature of the exhaust gas downstream of the catalyst are measured can. Based on the difference in the exhaust gas temperature at carried out tank venting to the exhaust gas temperature without Tank venting may affect the loading condition of the activated carbon canister 50 are closed.
- the realization of the detection of the loading of the activated carbon container 50 can be done in several ways. First With reference to FIG. 3, the possibility of a comparison of a Calculated exhaust gas temperature without tank ventilation with a measured exhaust gas temperature (with effective tank ventilation).
- step 301 When comparing calculated exhaust gas temperature (without tank venting) and measured exhaust gas temperature (with tank ventilation) is first in step 301 from a about engine speed and engine load clamped map the agglomerate temperature determined without corrections. About two more Characteristics are the influences of fuel-air ratio (Lambda) and ignition timing as factors in the exhaust gas temperature included. The creation of the characteristic for the Exhaust gas temperature over lambda is based on the air-fuel ratio in a step 302 and the characteristic for the exhaust gas temperature over a firing angle on the Basis of the ignition timing in a step 303 performed.
- Step 305 For changes in speed, load, ignition timing or lambda These affect only with a certain time delay the exhaust gas temperature downstream of the catalyst, since the Gas column first, the internal combustion engine 21, and then must pass through the catalyst 70.
- the step 305 expediently a delay by means of a delay element is connected upstream in a step 304.
- the thus obtained (calculated) value for the exhaust gas temperature without tank ventilation is in step 306 by the in the exhaust line downstream of the catalyst 70 by means of Temperature member 74 determined (measured) temperature divided. Be unburned HC portions of the tank ventilation in Shift mode implemented in the catalyst, it comes to a (measurable) temperature increase in the exhaust gas, which causes a Factor of the temperature quotient of> 1 results. This temperature quotient serves as input of a characteristic, in the conversion into the current load of the activated carbon container takes place (step 307).
- the tank vent is activated. After connection or activation of the tank ventilation are stored Values of the exhaust gas temperature in the map no longer changed (symbolized by a second, with a solid one Line shown position of the switch 402 ').
- step 404 The values thus determined are, in analogy to step 306, in a step 403 by means of the thermocouple 74th divided temperature measured downstream of the catalyst.
- the loading of the activated carbon container is then analogous to the in the method shown in Figure 3 with the exhaust gas temperature model about quotient formation and conversion by means of a Characteristic determined (step 404).
- Step 501 is a speed and load dependent map of a Catalyst exotherm with tank ventilation not switched on calculated.
- steps 502 and 503 the exhaust gas temperatures become measured before and after the catalyst.
- Step 504 becomes the difference from the temperatures thus measured determined.
- the turn by means of delay element and Low-pass modified values of the detected in step 501 Map is in step 505 with the in step 504 detected temperature difference under quotient formation correlated. From the resulting characteristic of the temperature quotient can be the load of the activated carbon container 50 (step 506).
- Step 601 initially with tank ventilation not switched on via suitable speed and load ranges exhaust gas temperatures measured before and after the catalyst (switch 602 'at 602 in dashed line position). The thus determined Temperature differences are in a speed and load-dependent Adaptation map for a catalyst exotherm without Tank ventilation stored.
- Step 603 After switching on the tank ventilation at (602, switch 602 'in the second, by means of a solid Line shown position) are determined so Values by the respectively measured temperature differences divided before and after the catalyst with active tank ventilation (Step 603). On the basis of this quotient formation In step 604, the characteristic of that determined in step 603 is determined Quotient with respect to the loading of the activated carbon container 50 determined. So this algorithm is in turn the catalyst exotherm without tank ventilation by measurement firm with them after the end of the learning phase the measured catalyst exothermic with switched on Tank ventilation compare, and based on this Compare to determine the loading of the activated carbon container.
- a Regulation of the tank ventilation rate expediently to provide a constant exhaust gas temperature or a predetermined Flow rate of the regeneration valve 64.
- Target of Regeneration is here, the bound hydrocarbons to remove from the activated carbon container 50.
- Dependent from a detected charge of the activated carbon canister 50 then carried out a more or less intense regeneration become.
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Exhaust Gas After Treatment (AREA)
- Supplying Secondary Fuel Or The Like To Fuel, Air Or Fuel-Air Mixtures (AREA)
- Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bestimmung einer Beladung
eines Aktivkohlebehälters eines Tankentlüftungssystems
nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 sowie einen direkteinspritzenden
Ottomotor nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs
9.The invention relates to a method for determining a load
an activated carbon container of a tank ventilation system
according to the preamble of
Direkteinspritzende Ottomotoren verfügen über Einspritzventile bzw. Injektoren, die den Kraftstoff direkt in die Zylinder des Motors einspritzen. Abhängig von einem Zeitpunkt der Einspritzung des Kraftstoffes in die Zylinder werden die Betriebsarten des Motors bezeichnet. Erfolgt die Einspritzung während des Ansaugens der Luft, so dass der eingespritzte Kraftstoff ausreichend Zeit hat, sich im gesamten Brennraum gleichförmig zu verteilen, spricht man von einem homogenen Betrieb des Ottomotors. Der homogene Betrieb unterscheidet sich im wesentlichen nicht von bisher bekannten Brennverfahren mit Einspritzung des Kraftstoffes in den Ansaugkanal. Im Idealfall des homogenen Betriebes verbrennt der Kraftstoff vollständig.Direct injection gasoline engines have injectors or injectors that inject the fuel directly into the cylinder inject the engine. Depending on a time of injection Fuel in cylinders become operating modes of the engine. Is the injection during the suction of the air, so that the injected Fuel has enough time in the entire combustion chamber to distribute uniformly, one speaks of a homogeneous one Operation of the gasoline engine. The homogeneous operation distinguishes essentially not from previously known combustion processes with injection of the fuel into the intake channel. in the Ideal case of homogeneous operation burns the fuel Completely.
Erfolgt die Einspritzung des Kraftstoffes erst während der Kompression, das heisst kurz vor der Zündung, hat der Kraftstoff nicht ausreichend Zeit, sich im gesamten Brennraum zu verteilen. Es bildet sich eine Gemischwolke an der Zündkerze, während im restlichen Brennraum nur Luft vorhanden ist. Diese Betriebsart wird als Schichtbetrieb bezeichnet. Hier verbrennt im Idealfall das gesamte Gemisch in der Wolke.Is the injection of the fuel only during the Compression, that is shortly before the ignition, has the fuel not enough time to get in the entire combustion chamber to distribute. A mixture cloud forms on the spark plug, while in the remaining combustion chamber only air is available. These Operating mode is referred to as shift operation. Here burns ideally the entire mixture in the cloud.
Zwischenzustände zwischen homogenem Betrieb und Schichtbetrieb sind ebenfalls möglich, falls beispielsweise Kraftstoff in den Ansaugkanal zugegeben wird, oder eine frühe (in den saughub) oder eine späte Einspritzung (in den Kompressionshub) vorgesehen ist. In diesem Fall verbrennt, abhängig von der Gemischzusammensetzung, nur das Gemisch in der Wolke komplett. Das restliche, homogen im Brennraum verteilte Gemisch wird als unverbrannte HC-Emissionen über den Auslasskanal ausgeschoben. Im Auslass treffen die unverbrannten Kohlenwasserstoffe auf den Katalysator, in dem sie mit der überschüssigen Luft der Schichtladung zu Wasser und Kohlendioxid umgesetzt werden. Diese Umsetzung im Katalysator hat eine Temperaturerhöhung von Katalysator und Abgas (Exothermie) zur Folge.Intermediate states between homogeneous operation and shift operation are also possible if, for example, fuel is added to the intake duct, or an early (in the suction stroke) or a late injection (into the compression stroke) is provided. In this case burns, depending on the mixture composition, only the mixture in the cloud completely. The remaining, homogeneously distributed in the combustion chamber mixture is called unburned HC emissions through the exhaust duct ejected. In the outlet, the unburned hydrocarbons meet on the catalyst in which they are with the excess Air of the layer charge converted to water and carbon dioxide become. This reaction in the catalyst has a temperature increase of catalyst and exhaust gas (exothermic) result.
Bei der Konzipierung eines Ottomotors ist ferner zu beachten, dass durch Verdampfen von Kraftstoff Kohlenwasserstoffe aus dem Tank in die Atmosphäre entweichen. Dieser Effekt belastet die Umwelt und steigt mit der Temperatur des Kraftstoffes im Tank an. Mit dem Einsatz von Aktivkohlebehältern (AKB), die die aus dem Tank verdampfenden Kohlenwasserstoffe speichern, lassen sich die gesetzlichen Auflagen (shed-Test) im Zusammenhang mit Verdampfungsverlusten erfüllen. Hierbei ist der Tank nur über den genannten Aktivkohlebehälter belüftet. Wegen des begrenzten Aufnahmevolumens der Aktivkohle muss jedoch eine stetige Regenerierung der Aktivkohle erfolgen. Bei laufendem Motor wird hierzu Luft über den Aktivkohlebehälter angesaugt und als Gemisch dem Motor zur Verbrennung zugeführt. Wird beispielsweise 1% der angesaugten Motorluft als Kraftstoffdampf zugegeben, so verändert sich die Gemischzusammensetzung im homogenen Betrieb des Motors um etwas 20%. Um die Abgasemissionen in den gewünschten Grenzen zu halten und die Laufeigenschaften des Motors sicherzustellen, muss eine gezielte Einleitung des Kraftstoffdampfes in den Motor erfolgen.When designing a gasoline engine, it should also be noted that by vaporizing fuel hydrocarbons out escape the tank into the atmosphere. This effect strains the environment and increases with the temperature of the fuel in the Tank on. With the use of activated carbon containers (AKB), the store the hydrocarbons that evaporate from the tank, can be the legal requirements (shed-test) related meet with evaporation losses. Here is the Tank ventilated only over the aforementioned activated charcoal filter. Because of However, the limited intake volume of the activated carbon must a continuous regeneration of the activated carbon take place. at running engine is this air over the activated carbon container aspirated and fed as a mixture to the engine for combustion. For example, if 1% of the intake engine air than Fuel vapor added, so the mixture composition changes in homogeneous operation of the engine by about 20%. To keep the exhaust emissions within the desired limits and to ensure the running properties of the engine must a targeted introduction of the fuel vapor into the engine respectively.
Zu diesem Zwecke steuert ein Motorsteuergerät (MSG) ein Regenerierventil (RV) an. Die Durchflussmenge lässt sich im Arbeitsbereich des Regenerierventils nahezu kontinuierlich über eine Kennfeldanpassung mit den Parametern Last und Drehzahl steuern. In bestimmten Betriebsbereichen schaltet die Regenerierung ab (Leerlauf) oder kann nicht wirken (beispielsweise bei Volllast, d.h. fehlendem Unterdruck, oder einem Schichtbetrieb ohne Androsselung).For this purpose, an engine control unit (MSG) controls a regeneration valve (RV). The flow rate can be in the work area of the regeneration valve almost continuously over a map adjustment with the parameters load and speed Taxes. In certain operating areas the regeneration switches off (idle) or can not work (for example at full load, i. lack of negative pressure, or a shift operation without throttling).
Zusätzlich überwacht eine Lambdaregelung, ob beim Einschalten der Regenerierung die zugegebene Krafstoffmenge die vorgegebenen Grenzen einhält. Ist der Durchfluss zu gross, wird die Durchflussmenge verringert, um Fahrverhalten und Abgasemissionen in einem optimalen Bereich zu halten.In addition, a lambda control monitors whether at power up regeneration the added amount of fuel the given Adheres to limits. If the flow is too large, the Flow rate decreases to driveability and exhaust emissions to keep in an optimal range.
Die Überwachung der Durchflussmenge aus der Tankentlüftung basiert auf der Lambdaregelung, die im homogenen Motorbetrieb das Gemisch auf Lambda = 1 festhält. Je höher der Anteil der Kraftstoffdämpfe aus der Tankentlüftung im Saugrohr ist, desto weniger Kraftstoff muss über die Einspritzventile eingespritzt werden, um den Motor in einem konstanten Betriebspunkt zu halten.Monitoring the flow rate from the tank vent based on the lambda control, in homogeneous engine operation Hold the mixture at lambda = 1. The higher the proportion of Fuel vapors from the tank vent in the intake manifold is the more less fuel has to be injected through the injectors be to the engine in a constant operating point to keep.
Über die Abweichung bzw. Veränderung der Einspritzmenge ist daher eine Beladung des Aktivkohlebehälters bestimmbar. Zweckmässige Voraussetzung für eine derartige Beziehung ist eine im wesentlichen vollständige Verbrennung sämtlicher Kohlenwasserstoffe.About the deviation or change in the injection quantity is Therefore, a loading of the activated carbon container determined. Appropriate condition for such a relationship is a substantially complete combustion of all hydrocarbons.
Im Schichtbetrieb muss der Motor leicht angedrosselt werden, damit über einen hierbei entstehenden Unterdruck der Aktivkohlebehälter regeneriert werden kann. Die Kohlenwasserstoffe aus dem Aktivkohlebehälter gelangen homogen verteilt in den Brennraum und werden dort nur teilweise verbrannt. Die unverbrannten Kohlenwasserstoffe gelangen in den Katalysator, werden dort chemisch umgesetzt und erhöhen die Katalysatortemperatur.In shift operation, the motor must be slightly throttled, thus over a resulting negative pressure of the activated carbon container can be regenerated. The hydrocarbons from the activated carbon container get distributed homogeneously in the Combustion chamber and there are only partially burned. The unburned Hydrocarbons enter the catalyst chemically reacted there and increase the catalyst temperature.
Mittels einer Lambda-Sonde können Kohlenwasserstoffe nicht gemessen werden, da die Lambda-Sonde nur auf den Sauerstoffanteil im Abgas reagiert.By means of a lambda probe, hydrocarbons can not be measured, since the lambda probe only on the oxygen content reacted in the exhaust.
Eine Bestimmung der Beladung des Aktivkohlebehälters mittels einer Lambda-Sonde im Schichtbetrieb ist also nicht möglich.A determination of the loading of the activated carbon container by means of a lambda probe in shift operation is therefore not possible.
Aus der DE 199 47 080 C1 ist eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Regenerierung eines Aktivkohlefilters bekannt. Dabei wird zum Regenerieren eines Aktivkohlebehälters, der in der Tankentlüftung einer Brennkraftmaschine, welche mit luftunterstützter Benzin-Direkteinspritzung betrieben wird, vorgesehen ist, an der Hochdruckseite der die Druckluft für die Einspritzung erzeugenden Druckerzeugunseinheit ein Druckregler angeschlossen, dessen abgelassene Luft durch den Aktivkohlebehälter geleitet wird, um diesen zu regenerieren.DE 199 47 080 C1 discloses a device and a method for the regeneration of an activated carbon filter known. there is used to regenerate an activated carbon container, which in the Tank ventilation of an internal combustion engine, which with air-assisted Gasoline direct injection is provided is, on the high pressure side of the compressed air for the Injection generating pressure unit a pressure regulator connected, whose drained air through the activated carbon container is passed to regenerate this.
Aus der DE 196 17 386 C1 ist ein Tanklüftungssystem für eine direkt einspritzende Brennkraftmaschine bekannt. Hierbei weist die Brennkraftmaschine ein luftunterstütztes Einspritzsystem auf, wobei in bestimmten Betriebszuständen der Brennkraftmaschine die Spülluft zum Regenerieren des Aktivkohlefilters der Tankentlüftungsanlage der mittels eines Luftkompressors erzeugten Zerstäubungsluft für das Einspritzsystem beigemengt wird.From DE 196 17 386 C1 is a tank ventilation system for a directly injecting internal combustion engine known. in this connection the internal combustion engine has an air-assisted injection system on, wherein in certain operating conditions of the internal combustion engine the purge air for regenerating the activated carbon filter the tank ventilation system by means of an air compressor generated atomizing air for the injection system is added.
Schliesslich ist aus der DE 197 01 353 C1 ein Verfahren zur Tankentlüftung bei einer Brennkraftmaschine bekannt. Hierbei wird ein Belandungsgrad eines Aktivkohlefilters ermittelt, und abhängig von dessen Höhe und einem vorgegebenen Wert für einen maximal möglichen Kraftstoffmassenstrom durch das Tankentlüftungsventil ein Soll-Spülstrom berechnet, und das Tastverhältnis für das Tankentlüftungsventil abhängig von dem Soll-Spülstrom, der Temperatur des Spülstromes und dem Druckgefälle am Tankentlüftungsventil so eingestellt, dass die durch den Spülvorgang hervorgerufene Lambdaabweichung eines Reglers der Lambdaregelungseinrichtung einen vorgegebenen Maximalwert nicht überschreitet.Finally, from DE 197 01 353 C1 a method for Tank venting in an internal combustion engine known. in this connection If a degree of loading of an activated carbon filter is determined, and depending on its height and a predetermined value for a maximum possible fuel mass flow through the tank vent valve calculates a desired purge current, and the duty cycle for the tank vent valve depending on the Target flushing flow, the temperature of the flushing flow and the pressure gradient on the tank vent valve adjusted so that the caused by the rinsing Lambda deviation of a Regulator of the lambda control device a predetermined maximum value does not exceed.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Angabe von Verfahren,
mit denen eine einfache Bestimmung eines Beladungszustandes
eines Aktivkohlebehälters möglich ist. Diese Aufgabe
wird gelöst durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs
1 sowie einen Ottomotor mit den Merkmalen des Patentanspruchs
9.The object of the present invention is the specification of methods
with which a simple determination of a loading condition
an activated carbon container is possible. This task
is achieved by a method having the features of the
Mit dem erfindungsgemäss angegebenen Verfahren ist der Beladungszustand eines Aktivkohlebehälters in einfacher Weise feststellbar, so dass beispielsweise auf der Grundlage dieses Beladungszustandes eine unter Berücksichtigung eines gewünschten Kraft-Luft-Verhältnisses optimale Tankentlüftung durchgeführt werden kann.With the method according to the invention the loading state is an activated carbon container in a simple manner ascertainable, so that, for example, on the basis of this Loading state one taking into account a desired Force-air ratio optimal tank ventilation can be carried out.
Vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemässen Verfahrens sind Gegenstand der Unteransprüche. Advantageous embodiments of the inventive method are the subject of the dependent claims.
Gemäss einer ersten bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemässen Verfahrens wird eine stromabwärts eines dem Ottomotor nachgeschalteten Katalysators festgestellte Abgastemperatur bei Betrieb der Tankentlüftung mit einer bei ausgeschalteter bzw. inaktiver Tankentlüftung ermittelten Abgastemperatur verglichen. Ein derartiger Vergleich zwischen Abgastemperaturen bei eingeschalteter und nicht eingeschalteter Tankentlüftung (bei im übrigen gleichen Betriebsparametern des Motors) erlaubt in einfacher Weise Rückschlüsse auf den Beladungszustand des Aktivkohlebehälters.According to a first preferred embodiment of the inventive Procedure becomes a downstream of the gasoline engine Downstream catalyst detected exhaust gas temperature when operating the tank ventilation with one switched off or inactive tank ventilation determined exhaust gas temperature compared. Such a comparison between exhaust gas temperatures with switched on and not switched on Tank ventilation (with otherwise the same operating parameters of the engine) allows in a simple way conclusions on the Loading condition of the activated carbon container.
Es erweist sich als vorteilhaft, dass die Abgastemperaturen für unterschiedliche Betriebszustände des Motors bei nichtaktivierter Tankentlüftung über ein Modell berechnet werden und durch bei aktivierter Tankentlüftung (bei Vorliegen des gleichen Motor-Betriebszustandes) gemessene Abgastemperaturen geteilt werden, wobei auf der Grundlage derart festgestellter Temperaturquotienten die Beladung des Aktivkohlebehälters berechnet bzw. anhand entsprechender vorbekannter Kennlinienfelder abgeleitet wird. Dieses Verfahren ist mit relativ wenig Messaufwand verbunden.It proves to be advantageous that the exhaust gas temperatures for different operating conditions of the engine when not activated Tank ventilation can be calculated via a model and by with activated tank ventilation (in the presence of the same Engine operating state) measured exhaust gas temperatures divided based on such findings Temperature quotient calculates the loading of the activated carbon container or by means of corresponding previously known characteristics fields is derived. This procedure is relatively infrequent Measuring effort connected.
Für den Fall, dass das beschriebene Modell keine ausreichenden Genauigkeiten liefert, erweist es sich als zweckmässig, Abgastemperaturen bei nicht aktivierter Tankentlüftung zu messen und in einem von der Motordrehzahl und Motorlast abhängigen Kennfeld zu speichern, und anschliessend bei aktiver Tankentlüftung gemessene Abgastemperaturen durch die derart gespeicherten Abgastemperaturen zu dividieren, und die Beladung des Aktivkohlebehälters auf der Grundlage derart ermittelter Temperaturquotienten zu ermitteln. Dieses Verfahren erweist sich in der Praxis als sehr genau und zuverlässig. In the event that the described model is insufficient Accuracies, it proves to be expedient Exhaust gas temperatures with not activated tank ventilation too Measure and in a dependent on the engine speed and engine load Save map and then active Tank ventilation measured exhaust gas temperatures by the so divided exhaust gas temperatures to be divided, and the load the activated carbon container based on such determined Temperature quotient to determine. This method proves to be very accurate and reliable in practice.
Anstelle einer Messung bzw. Betrachtung von Temperaturen lediglich stromabwärtig des Katalysators ist es gemäss einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ebenfalls möglich, Temperaturen stromaufwärtig und stromabwärtig des Katalysators bei nicht aktiver bzw. aktiver Tankentlüftung festzustellen, d.h. zu berechnen oder zu messen, auf der Grundlage derart ermittelter Temperaturen für die jeweiligen Motorbetriebszustände Abgastemperaturdifferenzen festzustellen, und unter entsprechender Korrelation dieser Temperaturdifferenzen bei aktiver und nicht aktiver Tankentlüftung auf dem Beladungszustand des Aktivkohlebehälters zu schliessen. Mit dieser Feststellung der Exothermie des Katalysators, d.h. der Temperaturfreisetzung durch Umsetzung unverbrannter Kohlenwasserstoffe, müssen keine absoluten Abgastemperaturen berechnet bzw. verwendet werden, wodurch sich zu verwendende Rechenmodelle stark vereinfachen.Instead of measuring or considering temperatures only downstream of the catalyst, it is according to a another preferred embodiment of the invention also possible, temperatures upstream and downstream of the Catalyst with inactive or active tank ventilation determine, i. to calculate or measure on the Basis of such determined temperatures for the respective Engine operating conditions determine exhaust gas temperature differences, and with appropriate correlation of these temperature differences with active and inactive tank ventilation on to close the loading condition of the activated carbon container. With this determination of the exothermicity of the catalyst, i. the temperature release by reaction of unburned hydrocarbons, do not have to calculate absolute exhaust gas temperatures or used, whereby to be used Simplify calculation models.
Zweckmässigerweise wird auf der Grundlage des festgestellten Beladungszustandes eines Aktivkohlenbehälters ein Regenerierventil eines Tankentlüftungssystems gesteuert.Appropriately, on the basis of the established Loading condition of an activated carbon tank, a regeneration valve controlled by a tank ventilation system.
Hierbei erfolgt die Steuerung des Regenerierventils zweckmässigerweise in Abhängigkeit von der Abgastemperatur, einem Drehzahl-Last-Betriebspunkt des Motors, einer Beladung des Aktivkohlebehälters und/oder des Betriebsmodus des Motors (homogener Betrieb oder Schichtbetrieb) oder einer Kombination dieser Parameter.Here, the control of the regeneration valve is conveniently carried out depending on the exhaust gas temperature, a Speed load operating point of the motor, a loading of the Activated carbon container and / or the operating mode of the engine (homogeneous operation or shift operation) or a combination this parameter.
Erfindungsgemässe direkteinspritzende Ottomotoren weisen zweckmässigerweise stromabwärtig und/oder stromaufwärtig eines dem Ottomotor nachgeschalteten Katalysators Thermoelemente zur Messung der jeweiligen Abgastemperaturen auf. Mit derartigen Thermoelementen sind Abgastemperaturen in einfacher und zuverlässiger Weise messbar, so dass die dargestellten Verfahren zuverlässig durchführbar sind.Inventive direct injection gasoline engines exhibit expediently downstream and / or upstream of one the gasoline engine downstream catalytic converter thermocouples for measuring the respective exhaust gas temperatures. With such Thermocouples are exhaust gas temperatures in a simpler way and reliably measurable, so that the illustrated Procedures are reliably carried out.
Zweckmässigerweise ist der erfindungsgemässe Ottomotor mit einer Rechnereinrichtung, beispielsweise einem Motorsteuergerät zur Durchführung der erfindungsgemässen Verfahren ausgebildet.Conveniently, the inventive gasoline engine with a computer device, for example an engine control unit designed to carry out the inventive method.
Das erfindungsgemässe Verfahren erlaubt gegenüber herkömmlichen Lösungen höhere Regenerierraten, da erfindungsgemäss beispielsweise auch eine Regenerierung im Schichtbetrieb möglich ist. Der Motorbetrieb kann insgesamt zu einem grösseren Anteil im Schichtbetrieb erfolgen, da sowohl im homogenen Betrieb, als auch im Schichtbetrieb regeneriert werden kann. Dies hat insgesamt einen geringeren Benzinverbrauch zur Folge. Die Möglichkeit der Regenerierung in sämtlichen Motorbetriebsmodi führt ferner zu geringeren Emissionen an unverbrannten Kohlenwasserstoffen.The inventive method allows over conventional Solutions higher regeneration rates, since according to the invention For example, a regeneration in shift operation possible is. The engine operation can be a whole larger Share in shift operation, since both in homogeneous operation, as well as in the shift operation can be regenerated. Overall, this results in lower fuel consumption. The possibility of regeneration in all engine operating modes also leads to lower unburned emissions Hydrocarbons.
Die Erfindung wird nun anhand der beigefügten Zeichnung weiter erläutert.The invention will now be further with reference to the accompanying drawings explained.
Dabei zeigen:
- Fig. 1
- eine schematische Darstellung der Einspritzkomponenten eines direkt einspritzenden Ottomotors,
- Fig. 2
- eine schematische Darstellung der wesentlichen Komponenten eines direkteinspritzenden Ottomotors,
- Fig. 3
- ein Schaubild zur Darstellung einer ersten bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemässen Verfahrens,
- Fig. 4
- ein Schaubild zur Darstellung einer zweiten bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemässen Verfahrens,
- Fig. 5
- ein Schaubild zur Darstellung einer dritten bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemässen Verfahrens, und
- Fig. 6
- ein Schaubild zur Darstellung einer vierten bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemässen Verfahrens.
- Fig. 1
- a schematic representation of the injection components of a direct injection gasoline engine,
- Fig. 2
- a schematic representation of the essential components of a direct injection gasoline engine,
- Fig. 3
- 1 is a diagram to illustrate a first preferred embodiment of the method according to the invention,
- Fig. 4
- 1 is a diagram to illustrate a second preferred embodiment of the method according to the invention,
- Fig. 5
- a diagram illustrating a third preferred embodiment of the inventive method, and
- Fig. 6
- a diagram illustrating a fourth preferred embodiment of the inventive method.
Wie in Figur 1 zu erkennen ist, erfolgt bei einem direkteinspritzenden
Ottomotor das Einspritzen von Kraftstoff in einen
mittels eines Kolbens 10 beaufschlagten Zylinder 11 über eine
Einspritzdüse 12. Der hierbei entstehende kegelförmige Einspritzstrahl
ist schematisch dargestellt und mit 14 bezeichnet.
Die Mittel zur Zugabe von Luft bzw. unverbrannten Kohlenwasserstoffen
aus der Tankentlüftung in den Zylinder 11
sind nicht im Einzelnen dargestellt.As can be seen in Figure 1, takes place in a direct injection
Gasoline engine injecting fuel into one
acted upon by a
Eine Zündkerze zum Entzünden des Luft-Kraftstoffgemisches ist mit 16 bezeichnet.A spark plug for igniting the air-fuel mixture is denoted by 16.
In Figur 2 ist schematisch eine Brennkraftmaschine 21 dargestellt,
die einen Ansaugtrakt 22 zum Ansaugen von Luft aufweist.
Über Einspritzventile 25, die von einer Einspritzschiene
26 mit Kraftstoff versorgt werden, wird Kraftstoff
direkt in die Zylinder der Brennkraftmaschine eingespritzt.
Im Ansaugtrakt 22 befindet sich eine Drosselklappe 28 und
stromauf von dieser ein Luftmassenmesser 30, in den über eine
Ansaugöffnung 32 Ansaugluft geleitet wird.FIG. 2 schematically shows an
Die Einspritzschiene 26 wird über eine Kraftstoffleitung 27,
die aus einem Pumpenmodul 37 gespeist wird, mit Kraftstoff
versorgt. Das Pumpenmodul 37 ist in einem Tank 40 angeordnet.The
In dem Tank 40 befindet sich Kraftstoff 41. Der über dem
Kraftstoff 41 befindliche Hohlraum ist mit Kraftstoffdampf 42
gefüllt. Der Tank 40 ist ferner über eine Tankentlüftungsleitung
44, die in einem Belüftungsanschluss 46 mündet, an die
Umgebung angekoppelt, so dass ein Druckausgleich erfolgen
kann.In the
In die Tankentlüftungsleitung 44 ist ein Aktivkohlebehälter
50 geschaltet, welcher mit Kohlenwasserstoffe absorbierendem
Aktivkohlematerial ausgebildet ist. Durch diese Massnahme ist
sichergestellt, dass aus der Tankentlüftungsleitung 44 keine
Kohlenwasserstoffe an den Belüftungsanschluss 46 abgegeben
werden können, da die Kohlenwasserstoffe im Aktivkohlematerial
absorbiert werden.In the
Zwischen dem Belüftungsanschluss 46 und dem diesen zugeordneten
Ausgang des Aktivkohlebehälters ist ein Ventil 52 angeschlossen,
das von einem Stellglied 54 betätigbar ist. Das
Stellglied 54 ist über nicht näher bezeichnete Leitungen von
einem Motorsteuergerät 60 ansteuerbar.Between the
Der Aktivkohlebehälter 50 ist mit einem zweiten Ausgang über
eine Regenerierleitung 62 mit dem Ansaugtrakt 22 der Brennkraftmaschine
21 verbunden.The activated
Die Regenerierleitung 62 mündet hierbei zwischen der Drosselklappe
28 und der Brennkraftmaschine 21 in dem Ansaugtrakt
22.The
In die Regenerierleitung 62 ist ein Regenerierventil 64 geschaltet,
das über ein Stellglied 66 betätigbar ist. Das Regenerierventil
64 wird üblicherweise als Tankentlüftungsventil
bezeichnet.In the
Das Steuergerät 60 ist über nicht näher bezeichnete, und nur
teilweise dargestellte Leitungen mit dem Luftmassenmesser 30,
der Drosselklappe 28, den Einspritzventilen 25 und dem Stellglied
66 des Regenerierventils 64 verbunden und liest über
diese Leitungen entsprechende Messwerte aus bzw. steuert die
entsprechenden Bauteile an.The
Der Aktivkohlebehälter 50 absorbiert an seinem dem Tank 40
zugewandten Eingang eintreten Kraftstoffdampf. Um zu verhindern,
dass bei vollständiger Beladung des Aktivkohlebehälters
ein Durchbruch von Kohlenwasserstoffen zum Belüftungsanschluss
46 erfolgt, wird der Aktivkohlebehälter 50 im Betrieb
der Brennkraftmaschine regeneriert. Zu diesem Zwecke wird
durch Schalten des Regenerierventils 64 die Regenerierleitung
62 vom Aktivkohlebehälter 50 zum Ansaugtrakt 22 freigeschaltet.
Gleichzeitig wird das Ablassventil 52 geschlossen, so
dass der diesem zugeordnete Ausgang des Aktivkohlebehälters
50 vom Belüftungsanschluss 46 abgetrennt ist. Es ist dann
möglich, über eine (nicht dargestellte) Leitung dem Aktivkohlebehälter
50 Luft zuzuführen, welche anschliessend bei offenem
Regenerierventil 64 durch die Regenerierleitung 62 unter
Mitnahme von Kraftstoffdämpfen aus dem Aktivkohlebehälter 50
in den Abgastrakt 22 strömt.The
Es wurde bereits darauf hingewiesen, dass, wenn beispielsweise
1% der angesaugten Motorluft als Kraftstoffdampf zugegeben
wird, sich die Gemischzusammensetzung im homogenen Betrieb
des Motors um ca. 20% verändert. Um die Abgasemissionen in
gewünschten Grenzen zu halten und die Laufeigenschaften des
Motors sicherzustellen, erfolgt zur Gewährleistung einer gezielten
Einleitung von Kraftstoffdampf eine Steuerung des Regenerierventils
64 durch die Motorsteuerung 60. Die Durchflussmenge
lässt sich im Arbeitsbereich des Regenerierventils
nahezu kontinuierlich über eine Kennfeldanpassung mit den Parametern
Last und Drehzahl steuern. In bestimmten Betriebsbereichen
schaltet die Regenerierung ab (beispielsweise Leerlauf),
oder kann nicht wirken. Wie bereits erwähnt, ist es
beim homogenen Betrieb des Motors möglich, die Beladung des
Aktivkohlebehälters 50 über die Abweichung der Einspritzmenge
zu bestimmen.It has already been noted that, for example
1% of the intake engine air is added as fuel vapor
the mixture composition is in homogeneous operation
of the engine changed by about 20%. To the exhaust emissions in
to keep desired limits and the running characteristics of the
Ensuring the engine is made to ensure a targeted
Initiation of fuel vapor control of the
Es wurde ferner bereits darauf hingewiesen, dass im Schichtbetrieb
der Motor leicht angedrosselt werden muss, damit über
den Unterdruck der Aktivkohlebehälter 50 regeneriert werden
kann. Die Kohlenwasserstoffe aus dem Aktivkohlebehälter sind
homogen verteilt in dem Brennraum und werden dort nur teilweise
verbrannt. Unverbrannte Kohlenwasserstoffe gelangen über
den Abgastrakt 68 in den Katalysator 70, werden dort chemisch
umgesetzt und erhöhen die Katalysatortemperatur.It has also been pointed out that in shifts
the engine must be easily throttled over so
the negative pressure of the activated
Mittels der Lambdasonde 72 können Kohlenwasserstoffe jedoch
nicht gemessen werden, da die Lambdasonde 72 nur auf den Sauerstoffanteil
im Abgas reagiert. Eine Bestimmung der Beladung
des Aktivkohlebehälters 50 über die Lambdasonde 72 im
Schichtbetrieb ist also nicht möglich.By means of the
Aus diesem Grunde ist das dem Katalysator 70 nachgeschaltete
Thermoelement 74 vorgesehen, mittels dessen die Temperatur
des Abgases stromabwärts des Katalysators gemessen werden
kann. Auf der Grundlage der Differenz der Abgastemperatur bei
durchgeführter Tankentlüftung zu der Abgastemperatur ohne
Tankentlüftung kann auf den Beladungszustand des Aktivkohlebehälters
50 geschlossen werden.For this reason, this is the
Die Realisierung der Erkennung der Beladung des Aktivkohlebehälters
50 kann auf verschiedene Arten erfolgen. Zunächst
wird anhand der Figur 3 die Möglichkeit eines Vergleiches einer
berechneten Abgastemperatur ohne Tankentlüftung mit einer
gemessenen Abgastemperatur (bei wirksamer Tankentlüftung) betrachtet. The realization of the detection of the loading of the activated
Bei dem Vergleich von berechneter Abgastemperatur (ohne Tankentlüftung)
und gemessener Abgastemperatur (mit Tankentlüftung)
wird zunächst in einem Schritt 301 aus einem über Motordrehzahl
und Motorlast aufgespannten Kennfeld die Agbastemperatur
ohne Korrekturen ermittelt. Über zwei weitere
Kennlinien werden die Einflüsse von Kraftstoff-Luft-Verhältnis
(Lambda) und Zündzeitpunkt als Faktoren in die Abgastemperatur
eingerechnet. Die Erstellung der Kennlinie für die
Abgastemperatur über Lambda wird auf der Grundlage des Kraftstoff-Luft-Verhältnisses
in einem Schritt 302 und die Kennlinie
für die Abgastemperatur über einem Zündwinkel auf der
Grundlage des Zündzeitpunktes in einem Schritt 303 durchgeführt.When comparing calculated exhaust gas temperature (without tank venting)
and measured exhaust gas temperature (with tank ventilation)
is first in
Bei Änderungen von Drehzahl, Last, Zündzeitpunkt oder Lambda
wirken sich diese erst mit einer gewissen Zeitverzögerung auf
die Abgastemperatur stromabwärts des Katalysators aus, da die
Gassäule zunächst die Brennkraftmaschine 21, und anschliessend
den Katalysator 70 durchlaufen muss. Weiterhin müssen
bei einer Änderung zuerst der Motor, sowie der Abgasstrang
und der Katalysator erwärmt bzw. abgekühlt werden. Diese Gegebenheiten
werden mittels einer Tiefpassfilterung in einem
Schritt 305 berücksichtigt, wobei dem Schritt 305 zweckmässigerweise
eine Verzögerung mittels eines Verzögerungsgliedes
in einem Schritt 304 vorgeschaltet ist.For changes in speed, load, ignition timing or lambda
These affect only with a certain time delay
the exhaust gas temperature downstream of the catalyst, since the
Gas column first, the
Der so erhaltene (berechnete) Wert für die Abgastemperatur
ohne Tankentlüftung wird in einem Schritt 306 durch die in
dem Abgasstrang stromabwärts des Katalysators 70 mittels des
Temperaturgliedes 74 ermittelte (gemessene) Temperatur dividiert.
Werden unverbrannte HC-Anteile der Tankentlüftung im
Schichtbetrieb im Katalysator umgesetzt, kommt es zu einer
(messbaren) Temperaturerhöhung im Abgas, wodurch sich ein
Faktor des Temperaturquotienten von >1 ergibt. Dieser Temperaturquotient
dient als Eingangsgrösse einer Kennlinie, in
der die Umrechnung in die aktuelle Beladung des Aktivkohlebehälters
erfolgt (Schritt 307).The thus obtained (calculated) value for the exhaust gas temperature
without tank ventilation is in
Ist das Abgastemperaturmodell, welches im Zusammenhang mit
dem in Figur 3 dargestellten Algorithmus verwendet wurde, zu
ungenau, um die Beladung des Aktivkohlebehälters 50 hinreichend
genau zu bestimmen, kann die Beladung des Aktivkohlebehälters
50 auch über einen Algorithmus mit Adaption der Abgastemperatur
durchgeführt werden. Ein derartiges Verfahren
wird nun unter Bezugnahme auf Figur 4 erläutert. Hier wird in
einem Schritt 401 in einem Kennfeld, welches über Drehzahl
und Last des Motors aufgespannt ist, jeweils innerhalb von
bestimmten Kennfeldbereichen die gemessene Abgastemperatur
ohne Tankentlüftung festgestellt und gespeichert. Diese Feststellung
bzw. Messung erfolgt nur bei nichtaktiver Tankentlüftung,
um einen Grundzustand zu ermitteln. Zur Feststellung
der Abgastemperatur ohne Tankentlüftung erweist es sich als
zweckmässig, den Motor alle Kennfeldbereiche durchfahren zu
lassen. Der Unterschied zu dem unter Bezugnahme auf Figur 3
beschriebenen Algorithmus besteht demnach darin, dass hier
abhängig von-jeweiligen Drehzahl- und Lastwerten Abgastemperaturen
gemessen werden. Gemäss dem unter Bezugnahme auf Figur
3 beschriebenen Algorithmus werden diese Abgastemperaturen
bei nicht eingeschalteter Tankentlüftung auf die dargestellte
Weise unter Zugrundelegung der genannten Parameter
bzw. Kennzahlen berechnet. In Figur 4 ist die Kennfeldausmessung
bei 402 mittels einer gestrichelt dargestellten Position
eines Schalters 402' symbolisiert, wobei in dieser Stellung
eine Korrelation bei ausgeschalteter Tankentlüftung gemessener
Temperaturen mit den Parametern Last und Drehzahl möglich
ist. Is the exhaust gas temperature model, which in connection with
used in the algorithm shown in FIG. 3
Inaccurate to the loading of the activated
Sind sämtliche Kennfeldbereiche durchfahren bzw. festgestellt, wird bei 402 die Tankentlüftung aktiviert. Nach Zuschaltung bzw. Aktivierung der Tankentlüftung werden die gespeicherten Werte der Abgastemperatur im Kennfeld nicht mehr verändert (symbolisiert durch eine zweite, mit durchgezogener Linie dargestellte Position des Schalters 402').Are all the map areas passed or determined, At 402, the tank vent is activated. After connection or activation of the tank ventilation are stored Values of the exhaust gas temperature in the map no longer changed (symbolized by a second, with a solid one Line shown position of the switch 402 ').
Die so ermittelten Werte werden, analog zu Schritt 306, in
einem Schritt 403 durch die mittels des Thermoelements 74
stromabwärts des Katalysators gemessene Temperatur dividiert.
Die Beladung des Aktivkohlebehälters wird dann analog zu dem
in Figur 3 dargestellten Verfahren mit dem Abgastemperaturmodell
über Quotientenbildung und Umrechnung mittels einer
Kennlinie ermittelt (Schritt 404).The values thus determined are, in analogy to step 306, in
a
Eine weitere Möglichkeit zur Ermittlung der Exothermie des
Katalysators 50, d.h. der Temperaturfreisetzung durch Umsetzung
unverbrannter Kohlenwasserstoffe, besteht in der Messung
der Abgastemperatur vor und hinter dem Katalysator. Zu diesem
Zwecke ist ein weiteres Thermoelement 84 vor bzw. stromaufwärts
des Katalysators 70 angeordnet. Ein entsprechendes Verfahren
ist in Figur 5 dargestellt.Another way to determine the exothermicity of
Bei dem gemäss Figur 5 dargestellten Verfahren wird in einem
Schritt 501 ein Drehzahl- und Last abhängiges Kennfeld einer
Katalysatorexothermie bei nicht eingeschalteter Tankentlüftung
berechnet. In Schritten 502 und 503 werden die Abgastemperaturen
vor und nach dem Katalysator gemessen. In einem
Schritt 504 wird die Differenz aus den so gemessenen Temperaturen
ermittelt. Die wiederum mittels Verzögerungsglied und
Tiefpass modifizierten Werte des in Schritt 501 ermittelten
Kennfeldes werden in einem Schritt 505 mit der in Schritt 504
festgestellten Temperaturdifferenz unter Quotientenbildung
korreliert. Aus der sich so ergebenden Kennlinie des Temperaturquotienten
lässt sich die Beladung des Aktivkohlebehälters
50 ermitteln (Schritt 506).In the method shown in Figure 5 is in a
Vorteile insbesondere gegenüber der unter Bezugnahme auf Figur 3 dargestellten Methode bestehen darin, dass hierbei die absolute Abgastemperatur, die nicht nur von der Drehzahl und der Last, sondern auch vom Zündwinkel, Lambda usw. abhängt, nicht bekannt sein muss. Daher vereinfacht sich das in Figur 3 beschriebene Abgastemperaturmodell hier zu einem lediglich von der Drehzahl und der Last des Motors abhängigen Katalysatorexothermiemodell.Advantages in particular with respect to with reference to FIG 3 method shown here are that the absolute exhaust gas temperature, not only from the speed and the load, but also depends on the ignition angle, lambda, etc., does not need to be known. Therefore, simplifies in FIG 3 exhaust gas temperature model described here for a mere from the speed and load of the engine dependent catalyst exotherm model.
Bei dem in Figur 4 beschriebenen Verfahren wurde die Möglichkeit
erörtert, die Abgastemperaturen für verschiedene Kennfeldbereiche
zu ermitteln, d.h. zu messen, und zu speichern.
In analoger Weise ist es möglich, die Katalysatorexothermie
festzustellen. Ein entsprechendes Verfahren wird nun unter
Bezugnahme auf Figur 6 erläutert. Hierbei werden in einem
Schritt 601 zunächst bei nicht eingeschalteter Tankentlüftung
über geeignete Drehzahl- und Lastbereiche Abgastemperaturen
vor und nach dem Katalysator gemessen (Schalter 602' bei 602
in gestrichelt dargestellter Position). Die so ermittelten
Temperaturdifferenzen werden in einem drehzahl- und lastabhängigen
Adaptionskennfeld für eine Katalysatorexothermie ohne
Tankentlüftung gespeichert. Nach Zuschaltung der Tankentlüftung
bei (602, Schalter 602' in zweiter, mittels durchgezogener
Linie dargestellter Position) werden die so ermittelten
Werte durch die jeweils gemessenen Temperaturdifferenzen
vor und nach dem Katalysator bei aktiver Tankentlüftung dividiert
(Schritt 603). Auf der Grundlage dieser Quotientenbildung
wird in Schritt 604 die Kennlinie des in Schritt 603 ermittelten
Quotienten bezüglich der Beladung des Aktivkohlebehälters
50 ermittelt. Dieser Algorithmus stellt also wiederum
die Katalysatorexothermie ohne Tankentlüftung durch Messung
fest, um sie nach dem Ende der Feststell- bzw. Lernphase mit
der gemessenen Katalysatorexothermie bei eingeschalteter
Tankentlüftung zu vergleichen, und auf der Grundlage dieses
Vergleiches die Beladung des Aktivkohlebehälters zu ermitteln.In the method described in Figure 4 was the possibility
discusses the exhaust gas temperatures for different map areas
to determine, i. to measure and store.
In an analogous way, it is possible, the catalyst exothermic
determine. A corresponding method is now under
Referring to Figure 6 explained. Here are in one
Auf der Grundlage der dargestellten Verfahren erfolgt eine
Regelung der Tankentlüftungsrate zweckmässigerweise zur Bereitstellung
einer konstanten Abgastemperatur oder einer vorgegebenen
Durchflussmenge des Regenerierventils 64. Ziel der
Regenerierung ist es hierbei, die gebundenen Kohlenwasserstoffe
aus dem Aktivkohlebehälter 50 zu entfernen. Abhängig
von einer ermittelten Ladung des Aktivkohlebehälters 50 kann
dann eine mehr oder weniger intensive Regeneration durchgeführt
werden.On the basis of the illustrated method, a
Regulation of the tank ventilation rate expediently to provide
a constant exhaust gas temperature or a predetermined
Flow rate of the
Claims (6)
- Method for determining the loading of an activated carbon container in a tank ventilation system of an in particular direct-injection spark-ignition engine, which includes determining the thermal influence of operation of the tank ventilation on the exhaust gas temperature from the spark-ignition engine and determining the loading of the activated carbon container on the basis of this thermal influence, in which method an exhaust gas temperature determined downstream of a catalytic converter which follows the spark-ignition engine when the tank ventilation is active is compared with an exhaust-gas temperature recorded with the tank ventilation switched off or inactive, characterized in that the exhaust-gas temperatures when the tank ventilation is inactive are calculated using a model and divided by exhaust-gas temperatures measured with the tank ventilation activated, the loading of the activated carbon container being calculated on the basis of temperature quotients determined in this way, or derived using corresponding characteristic diagrams, or in that exhaust-gas temperatures are measured with the tank ventilation inactive and stored in an engine map which is dependent on the engine speed and engine load, exhaust-gas temperatures measured with the tank ventilation active are divided by the exhaust-gas temperatures stored in this way, and the loading of the activated carbon container is determined on the basis of temperature quotients recorded in this way.
- Method according to Claim 1, characterized in that differences in exhaust-gas temperatures upstream and downstream of the catalytic converter with the tank ventilation inactive are calculated using a model and divided by exhaust-gas temperature differences measured with the tank ventilation activated, with the loading of the activated carbon container being calculated on the basis of exhaust-gas temperature difference quotients determined in this way, or derived using corresponding characteristic diagrams.
- Method according to either of Claims 1 or 2, characterized in that exhaust-gas temperature differences with the tank ventilation inactive are measured on the basis of exhaust-gas temperature differences measured upstream and downstream of the catalytic converter and are stored in an engine map which is dependent on the engine speed and engine load, exhaust-gas temperature differences measured with the tank ventilation active are divided by the exhaust-gas temperature differences stored in this way, and the loading of the activated carbon container is recorded on the basis of temperature difference quotients recorded in this way.
- Method according to one of the preceding claims, characterized in that a regeneration valve of an in particular direct-injection spark-ignition engine, which is designed with a tank ventilation system, is controlled as a function of a loading state which has been determined for an activated carbon container.
- Method according to Claim 4, characterized in that the regeneration valve is controlled as a function of the exhaust-gas temperature, an engine speed/load operating point of the engine, the loading of the activated carbon container and/or the operating mode of the engine, or a combination of these parameters.
- Direct-injection spark-ignition engine with a downstream catalytic converter (70), having a thermocouple (74) connected downstream of the catalytic converter for measuring the exhaust-gas temperature downstream of the catalytic converter (70) and a thermocouple (84) formed upstream of the catalytic converter (70) for measuring an exhaust-gas temperature upstream of the catalytic converter (70), characterized by a computer device (60) which carries out the method according to one of Claims 1 to 5.
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE10228004A DE10228004A1 (en) | 2002-06-22 | 2002-06-22 | Method for determining a loading of an activated carbon container of a tank ventilation system |
| DE10228004 | 2002-06-22 | ||
| PCT/EP2003/004651 WO2004001211A1 (en) | 2002-06-22 | 2003-05-03 | Method for determining the load of an activated carbon container in a tank ventilation system |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| EP1518047A1 EP1518047A1 (en) | 2005-03-30 |
| EP1518047B1 true EP1518047B1 (en) | 2005-11-30 |
Family
ID=29723388
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| EP03735358A Expired - Lifetime EP1518047B1 (en) | 2002-06-22 | 2003-05-03 | Method for determining the load of an activated carbon container in a tank ventilation system |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US7013215B2 (en) |
| EP (1) | EP1518047B1 (en) |
| DE (2) | DE10228004A1 (en) |
| WO (1) | WO2004001211A1 (en) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7444233B2 (en) * | 2005-12-27 | 2008-10-28 | Nissan Motor Co., Ltd. | Diagnostic apparatus and diagnostic method for an internal combustion engine |
| DE602007000440D1 (en) * | 2007-02-08 | 2009-02-12 | Delphi Tech Inc | Fuel vapor tank ventilation system for a vehicle fuel tank |
| KR100999609B1 (en) * | 2007-09-06 | 2010-12-08 | 현대자동차주식회사 | Method for measuring initial hydrocarbon concentration in canister and controlling fuel injection thereby, and system thereof |
| DE102014221704A1 (en) * | 2014-10-24 | 2016-04-28 | Robert Bosch Gmbh | Tank ventilation system and method of operation |
| DE102014115888A1 (en) * | 2014-10-31 | 2016-05-04 | Dr. Ing. H.C. F. Porsche Aktiengesellschaft | Adsorption unit for the adsorption of fuel vapors in a tank vent |
Family Cites Families (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE4408647B4 (en) * | 1993-03-19 | 2004-02-05 | Volkswagen Ag | Method and device for determining the working capacity of an adsorber arrangement |
| DE19701353C1 (en) * | 1997-01-16 | 1998-03-12 | Siemens Ag | Motor vehicle IC engine fuel-tank ventilation |
| JP3799758B2 (en) * | 1997-08-05 | 2006-07-19 | トヨタ自動車株式会社 | Catalyst regeneration device for internal combustion engine |
| DE10019007A1 (en) * | 1999-04-20 | 2000-11-16 | Siemens Ag | Process for reducing the emissions during cold start of an IC engine comprises producing hydrogen in the warm-running state of the engine, storing and then introducing to the engine when required |
| DE19936202A1 (en) * | 1999-07-31 | 2001-02-08 | Bosch Gmbh Robert | Method for operating an internal combustion engine |
| US6233924B1 (en) * | 1999-08-02 | 2001-05-22 | Ford Global Technologies, Inc. | Temperature control method for a direct injection engine |
| DE19947097C1 (en) * | 1999-09-30 | 2001-01-25 | Siemens Ag | Regenerating an activated charcoal container which adsorbs gaseous hydrocarbons produced in a fuel tank uses a no-load operation as the selected operational state in which the IC engine is operated without lambda regulation |
| US6561166B2 (en) * | 2000-06-13 | 2003-05-13 | Visteon Global Technologies, Inc. | Purge fuel canister measurement method and system |
| DE10043699A1 (en) * | 2000-09-04 | 2002-03-14 | Bosch Gmbh Robert | Method for determining the fuel content of the regeneration gas in an internal combustion engine with gasoline direct injection in shift operation |
| US6568179B2 (en) * | 2001-03-01 | 2003-05-27 | Engelhard Corporation | Apparatus and method for vehicle emissions control |
-
2002
- 2002-06-22 DE DE10228004A patent/DE10228004A1/en not_active Withdrawn
-
2003
- 2003-05-03 WO PCT/EP2003/004651 patent/WO2004001211A1/en active IP Right Grant
- 2003-05-03 EP EP03735358A patent/EP1518047B1/en not_active Expired - Lifetime
- 2003-05-03 DE DE50301817T patent/DE50301817D1/en not_active Expired - Lifetime
-
2004
- 2004-12-21 US US11/018,420 patent/US7013215B2/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| WO2004001211A1 (en) | 2003-12-31 |
| US20050154525A1 (en) | 2005-07-14 |
| EP1518047A1 (en) | 2005-03-30 |
| DE10228004A1 (en) | 2004-01-15 |
| DE50301817D1 (en) | 2006-01-05 |
| US7013215B2 (en) | 2006-03-14 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| DE19711477C2 (en) | Method and device for controlling internal combustion engines | |
| DE60314360T2 (en) | Emission control system for increasing the performance of a selective catalytic reduction | |
| DE102018117913A1 (en) | Method and system for particle filter regeneration | |
| DE19650517C2 (en) | Method and device for tank ventilation for a direct-injection internal combustion engine | |
| DE102010046896A1 (en) | System and method for regenerating a particulate filter accompanied by a catalyst | |
| DE10020341C2 (en) | Air / fuel ratio control system for an internal combustion engine | |
| DE102010046895A1 (en) | Fuel control for spark ignition engine with a particulate filter system | |
| DE102010046762A1 (en) | System and method for regenerating a particulate filter | |
| DE102006043670A1 (en) | System and method for a supercharged direct injection engine | |
| DE19755348A1 (en) | Exhaust gas temperature rise system for a cylinder internal injection internal combustion engine | |
| DE102010032545A1 (en) | A method of detecting and mitigating unsolicited exothermic processes in a diesel aftertreatment system | |
| DE102010030640A1 (en) | Late post-injection of fuel for particulate filter heating | |
| DE102006020675A1 (en) | Method for lambda and torque control of an internal combustion engine and program algorithm | |
| DE102007045817A1 (en) | A method and apparatus for controlling engine operation during regeneration of an exhaust aftertreatment system | |
| DE102006022321A1 (en) | Emission control for internal combustion engine, involves performing at least one late homogenization combustion or diffusion combustion in combustion chamber if catalyst temperature is equal to or less than temperature threshold | |
| DE102010000289A1 (en) | Exhaust emission control system | |
| DE60122642T2 (en) | Control device for the air-fuel ratio in an internal combustion engine | |
| DE10026359B4 (en) | Emission control system for a spark-ignited, supercharged internal combustion engine and method for operating the same | |
| EP1518047B1 (en) | Method for determining the load of an activated carbon container in a tank ventilation system | |
| DE60018665T2 (en) | A control system for a direct injected, spark ignition engine | |
| DE60123144T2 (en) | Control device for an internal combustion engine | |
| DE102004024864B4 (en) | Control device for an internal combustion engine and internal combustion engine | |
| DE19913407A1 (en) | Method for operating an internal combustion engine | |
| DE102010000624A1 (en) | Control device for a compression ignition type internal combustion engine | |
| WO2017093061A1 (en) | Method and device for operating an internal combustion engine, in particular of a motor vehicle with dual fuel injection |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PUAI | Public reference made under article 153(3) epc to a published international application that has entered the european phase |
Free format text: ORIGINAL CODE: 0009012 |
|
| 17P | Request for examination filed |
Effective date: 20041204 |
|
| AK | Designated contracting states |
Kind code of ref document: A1 Designated state(s): AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HU IE IT LI LU MC NL PT RO SE SI SK TR |
|
| GRAP | Despatch of communication of intention to grant a patent |
Free format text: ORIGINAL CODE: EPIDOSNIGR1 |
|
| RBV | Designated contracting states (corrected) |
Designated state(s): DE FR GB IT |
|
| GRAS | Grant fee paid |
Free format text: ORIGINAL CODE: EPIDOSNIGR3 |
|
| GRAA | (expected) grant |
Free format text: ORIGINAL CODE: 0009210 |
|
| AK | Designated contracting states |
Kind code of ref document: B1 Designated state(s): DE FR GB IT |
|
| PG25 | Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo] |
Ref country code: IT Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT;WARNING: LAPSES OF ITALIAN PATENTS WITH EFFECTIVE DATE BEFORE 2007 MAY HAVE OCCURRED AT ANY TIME BEFORE 2007. THE CORRECT EFFECTIVE DATE MAY BE DIFFERENT FROM THE ONE RECORDED. Effective date: 20051130 Ref country code: GB Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT Effective date: 20051130 |
|
| REG | Reference to a national code |
Ref country code: GB Ref legal event code: FG4D Free format text: NOT ENGLISH |
|
| REF | Corresponds to: |
Ref document number: 50301817 Country of ref document: DE Date of ref document: 20060105 Kind code of ref document: P |
|
| GBV | Gb: ep patent (uk) treated as always having been void in accordance with gb section 77(7)/1977 [no translation filed] |
Effective date: 20051130 |
|
| PLBE | No opposition filed within time limit |
Free format text: ORIGINAL CODE: 0009261 |
|
| STAA | Information on the status of an ep patent application or granted ep patent |
Free format text: STATUS: NO OPPOSITION FILED WITHIN TIME LIMIT |
|
| 26N | No opposition filed |
Effective date: 20060831 |
|
| EN | Fr: translation not filed | ||
| PG25 | Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo] |
Ref country code: FR Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT Effective date: 20070119 |
|
| PG25 | Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo] |
Ref country code: FR Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT Effective date: 20051130 |
|
| PGFP | Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo] |
Ref country code: DE Payment date: 20150730 Year of fee payment: 13 |
|
| REG | Reference to a national code |
Ref country code: DE Ref legal event code: R119 Ref document number: 50301817 Country of ref document: DE |
|
| PG25 | Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo] |
Ref country code: DE Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES Effective date: 20161201 |