HIRTHAMMER TOBIAS (DE)
HAUFLER ROLAND (DE)
EP3181885A1 | 2017-06-21 | |||
US20160061154A1 | 2016-03-03 | |||
DE102011104424A1 | 2012-12-20 |
Patentansprüche 1. Tankentlüftungsventileinheit (1) zum Einsatz in einem Tankentlüftungssystem (100) eines Verbrennungsmotors, insbesondere zum Einsatz in einem Strömungspfad einer Tankentlüftungsleitung (7), wobei die Tankentlüftungsventileinheit (1) stromabwärts einer Druckerhöhungseinheit (9) sowie stromaufwärts eines Luftansaugpfades (10) des Verbrennungsmotors angeordnet ist, umfassend ein Tankentlüftungsventil (TEV) (5) , das eingangsseitig mit einer Tankentlüftungsleitung (7) fluidleitend und ausgangsseitig mit einer Anschlussstelle (12) des Luftansaugpfades (10) verbindbar ist, wobei das Tankentlüftungsventil (5) in einem angesteuertem Zustand, insbesondere in einem stromlos geschlossenen Zustand, den Durchtritt eines Spülmediums durch das Tankentlüftungsventil (5) verhindert und in einem offenen Zustand den Durchtritt eines Spülmediums durch das Tankentlüftungsventil (5) zulässt; und einen Bypass-Strömungspfad (4), wobei ein Pfadeingang (41) des Bypass-Strömungspfads (4) mit der Tankentlüftungsleitung (7) fluidleitend verbindbar ist, wobei ein erstes Pfadende (42) des Bypass-Strömungspfades (4) derart ausgebildet ist, dass ein dichtender Anschluss zwischen dem ersten Pfadende (42) und einer Außenseite (101) des Luftansaugpfades (10) herstellbar ist, wobei der dichtende Anschluss keinerlei fluidleitende Verbindung mit dem Innern des Luftansaugpfades (10) hat. 2. Tankentlüftungsventileinheit (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der dichtende Anschluss derart ausgebildet ist, dass ein inkorrekter Anschluss der Verbindung des Tankentlüftungsventils (5) mit der Anschlussstelle (12) ein Öffnen des dichtenden Anschlusses zur Folge hat. 3. Tankentlüftungsventileinheit (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Bypass-Strömungspfad (4) gegenüber dem Tankentlüftungsventil (5) starr ausgeführt ist. 4. Tankentlüftungsventileinheit (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein zweites Pfadende (41) des Bypass-Strömungspfads (4) mit der Eingangsseite des Tankentlüftungsventils (5) fluidleitend verbindbar ist. 5. Tankentlüftungsventileinheit (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der kohäsiv dichtende Anschluss mittels eines an der Außenseite des Luftansaugpfades (10) angeordneten Flansches hergestellt ist, wobei der Bypass-Strömungspfad (4) im Innern des Flansches mittels zumindest einem Dichtring (6) derart angeschlossen ist, dass in den Bypass-Strömungspfad (4) einströmendes Spülmedium nicht aus dem Bypass-Strömungspfad (4) austreten kann. 6. Tankentlüftungsventileinheit (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass durch ein Rückschlagventil (3) , welches derart eingangsseitig oder ausgangsseitig an dem Tankentlüftungsventil (5) angebracht ist, dass das Spülmedium lediglich von der Eingangsseite zur Ausgangsseite des Tankentlüftungsventils (5) strömen kann. 7. Tankentlüftungsventileinheit (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der kohäsiv dichtende Anschluss wenigstens eine einfache Dichtung (6), vorzugsweise eine doppelte Dichtung aufweist. 8. Tankentlüftungsventileinheit (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Tankentlüftungsventileinheit (1) elektrisch über ein Kennfeldwert des Verbrennungsmotors oder über das dem Verbrennungsmotor zugeführten Spülmedium gesteuert ist. 9. Tankentlüftungsventileinheit (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Tankentlüftungsventileinheit (1) durch die Höhe wenigstens eines Umgebungsdrucks steuerbar ist. 10. Tankentlüftungsventileinheit (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in der Tankentlüftungsventileinheit (1) eine Druckerhöhungseinheit (9) vorgesehen ist. 11. Tankentlüftungsventileinheit (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das KraftstoffSystem einen Sorptionsfilter (8), insbesondere einen Aktivkohlefilter umfasst, der mit der Tankentlüftungsventileinheit (1) in Verbindung steht. 12. Verfahren zur Diagnose eines Tankentlüftungssystems (100), insbesondere eines Anschlusses einer Tankentlüftungsventileinheit (1) an einen Luftansaugpfad (10) eines Verbrennungsmotors, das Tankentlüftungssystem (100) umfassend eine Tankentlüftungsleitung (7), die dazu eingerichtet ist, einen Strom eines Spülmediums von einem Sorptionsfilter (8) zum Ansaugtrakt zu leiten, wobei stromabwärts des Sorptionsfilters (8) wenigstens eine Druckerhöhungseinheit (9) und stromabwärts oder stromaufwärts der Druckerhöhungseinheit (9) wenigstens eine Druckerfassungseinheit (24, 25) in einem Strömungspfad der Tankentlüftungsleitung (7) angeordnet sind, wobei die Tankentlüftungsleitung (7) stromabwärts der Druckerfassungseinheit (24, 25) mit einer Eingangsseite einer Tankentlüftungsventileinheit (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 11 fluidleitend verbunden ist; das Verfahren umfassend die Schritte 51 Öffnen eines Tankentlüftungsventils (TEV) (5) der Tankentlüftungsventileinheit (1) für einen ersten Zeitraum und Erfassen eines ersten Verlaufs zumindest eines Betriebsparameters; 52 Schließen des Tankentlüftungsventils (TEV) (5) der Tankentlüftungsventileinheit (1) für einen zweiten Zeitraum und Erfassen eines zweiten Verlaufs des zumindest einen Betriebsparameters; und 53 Bestimmen eines Fehlerzustandes eines Anschlusses der Tankentlüftungsventileinheit (1) an den Ansaugtrakt (10) und/oder der Tankentlüftungsleitung (7) zumindest teilweise anhand des ersten und des zweiten Verlaufs des Betriebsparameters. 13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Betriebsparameter ein Differenzdruck zur Umgebung der Druckerhöhungseinheit (9) ist. 14. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Betriebsparameter eine elektrische Leistungsaufnahme der Druckerhöhungseinheit (9) ist. 15. Verfahren nach einem der Ansprüche 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Fehlerzustand des Anschlusses der Tankentlüftungseinheit (1) aufgrund der Beobachtung diagnostiziert wird, dass der erste Verlauf des Differenzdrucks zur Umgebung der Druckerhöhungseinheit (9) qualitativ dem zweiten Verlauf des Differenzdrucks zur Umgebung Druckerhöhungseinheit (9) gleicht. 16. Kraftfahrzeug, umfassend eine Tankentlüftungsventileinheit (1) zum Einsatz in einem Tankentlüftungssystem (100) eines Verbrennungsmotors nach einem der Ansprüche 1 bis 11. |
Tankentlüftungsventileinheit
Die Erfindung betrifft eine Tankentlüftungsventileinheit zum Einsatz in einem Tankentlüftungssystem eines
Verbrennungsmotors. Weiterhin betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Diagnose eines Tankentlüftungssystems sowie ein Kraftfahrzeug mit einer Tankentlüftungsventileinheit.
Beim Betrieb eines Verbrennungsmotors entfällt ein Großteil der emittierten Schadstoffe auf verbrennungsbedingt entstehendes Abgas. Darüber hinaus gibt es andere Quellen, die für
Schadstoffemissionen verantwortlich sind. Zu diesen Quellen können beispielsweise Ausdünstungen eines Kraftstofftanks der Brennkraftmaschine gezählt werden.
Kraftstoffe wie beispielsweise Superbenzin, die in dem
Kraftstofftank gelagert sein können, weisen eine Reihe von leicht- flüchtigen Kohlenwasserstoffen auf. Hierzu zählen beispielsweise Methan, Butan und Propan. Um den Kraftstofftank bei einer Änderung eines Volumens des Kraftstoffs vor
mechanischen Schäden zu schützen und einen Druckausgleich zwischen dem Kraftstofftank und der Umluft zu ermöglichen, kann der Kraft- stofftank über eine Leitung mit der Umluft gekoppelt sein. Die leicht-flüchtigen Kohlenwasserstoffe können sich insbesondere bei erhöhten Außentemperaturen, beispielsweise durch Sonneneinstrahlung, oder auch durch ein Schütteln des Kraftstofftanks während einer Fahrt aus dem Kraftstoff lösen und als gasförmige Bestandteile den Kraftstofftank über die Leitung verlassen .
Heutige Verbrennungsmotoren weisen Tankentlüftungssysteme auf, bei denen im Tank verdunsteter Kraftstoff zum Beispiel in einem Aktivkohlefilter gespeichert wird, welcher über ein absperrbares Tankentlüftungsventil mit dem Saugrohr des Verbrennungsmotors verbunden ist. Bei geöffnetem Tankentlüftungsventil wird über eine Verbindung des Aktivkohlefilters zur Umgebung Luft angesaugt, die den zwischengespeicherten Kraftstoff mitreißt und der Verbrennung zuführt. Über das Tankentlüftungsventil wird die angesaugte Gasmenge so gesteuert, dass einerseits der
Aktivkohlefilter ausreichend mit Luft gespült wird und dass andererseits keine nicht tolerierbar großen Störungen des Kraftstoff-Luft-Verhältnisses des dem Verbrennungsmotor zugeführten Gemisches auftreten.
Zum Zweck der Einhaltung von verschiedenen länderspezifischen gesetzlichen Vorschriften ist es erforderlich, die
Funktionsfähigkeit eines Tankentlüftungssystems zu
gewährleisten, d.h. dass unter anderem ein in einem
Tankentlüftungssystem verbautes defektes Tankentlüftungsventil oder lecke oder verstopfte Leitungen durch geeignete Diagnosen als defekt erkannt werden müssen.
Aus dem Stand der Technik ist bekannt, dass die Überprüfung der Funktionsfähigkeit desjenigen Bereichs des
Tankentlüftungspfades, welcher sich stromabwärts zwischen der Druckerhöhungseinheit bis zur Einleitstelle in den
Luftansaugpfad des Verbrennungsmotors befindet, unter
Zuhilfenahme einer Tankleckage —Diagnose — Komponente, wie zum Beispiel einem Absperrventil sowie einer
Druckerfassungseinheit, durchgeführt werden kann, wobei eine Druckerhöhungseinheit in einer Art und Weise ausgebildet ist, dass eine durchgehende Leitungsverbindung vom Luftfilter stromaufwärts zum Aktivkohlefilter bis zum Anschluss an die Tankentlüftungsventileinheit gegeben ist. Um nun die
Funktionsfähigkeit des gesamten Tankentlüftungssystems bewerten zu können, muss das Tankentlüftungsventil sowie die
Anschlussstelle zum Luftansaugpfad des Verbrennungsmotors diagnostiziert werden.
Dabei erweist es sich als nachteilig, dass an der Anschlussstelle des Tankentlüftungsventils nach dem Luftfilter nahezu
Umgebungsdruck herrscht, so dass sich auch bei hohen
Massendurchflüssen im Bereich nach dem Luftfilter nur ein sehr geringer Druckabfall einstellt, wodurch nur bei bestimmten Betriebspunkten des Verbrennungsmotors (sehr hohe Motorlasten) ein aussagekräftiger Differenzdruck zum Umgebungsdruckniveau an der Druckerfassungseinheit messbar ist. Entsprechend ist eine Unterscheidung eines nicht korrekt mit der Einleitstellte des Luftansaugpfades verbundenen Tankentlüftungsventils von einem korrekt verbundenen Tankentlüftungsventil nicht mit der nötigen Trennschärfe gewährleistet.
Eine Diagnose der oben genannten Anschlussstelle ist bis dato ausschließlich in sehr beschränkten Betriebspunkten des
Verbrennungsmotors bei hohen Motorlasten mit hohen
Luftmassenströmen und nur durch eine aktive Ansteuerung des Tankentlüftungsventils möglich, wobei eine Auswertung des sich bei hohen Motorlasten einstellenden Differenzdruckes zur Umgebung durch die Sensorik dabei nur realisiert werden kann, wenn sich die unterdruckerzeugende Stelle stromab nach der Anschlussstelle im Luftansaugpfad des Verbrennungsmotors befindet .
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die aus dem Stand der Technik bekannten Probleme zumindest teilweise zu überwinden und eine verbesserte Tankentlüftungsventileinheit zum Einsatz in einem Tankentlüftungssystem eines
Verbrennungsmotors und ein verbessertes Verfahren zur Diagnose eines Tankentlüftungssystems bereitzustellen, welches mit einfachen Mitteln sehr zuverlässig ein in einem
Tankentlüftungssystem verbautes defektes Tankentlüftungsventil oder lecke oder verstopfte Leitungen durch geeignete Diagnosen detektieren kann, wobei das Verfahren möglichst einfach aufgebaut, effizient und kostengünstig sein soll.
Die Erfindung löst diese Aufgabe mittels einer
Tankentlüftungsventileinheit zum Einsatz in einem
Tankentlüftungssystem eines Verbrennungsmotors, mittels eines Verfahrens zur Diagnose eines Tankentlüftungssystems und mittels eines Kraftfahrzeugs mit einem Verbrennungsmotor mit den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche. Vorteilhafte Weiterbildungen, zusätzliche Merkmale und/oder Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen und der folgenden Beschreibung der Erfindung.
Gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung wird eine
Tankentlüftungsventileinheit zum Einsatz in einem
Tankentlüftungssystem eines Verbrennungsmotors, insbesondere zum Einsatz in einem Strömungspfad einer Tankentlüftungsleitung, offenbart. Dabei ist die Tankentlüftungsventileinheit
stromabwärts einer Druckerhöhungseinheit sowie stromaufwärts eines Luftansaugpfades des Verbrennungsmotors angeordnet ist und umfasst ein Tankentlüftungsventil und einen
Bypass-Strömungspfad. Das Tankentlüftungsventil ist
eingangsseitig mit einer Tankentlüftungsleitung fluidleitend und ausgangsseitig mit einer Anschlussstelle des
Luftansaugpfades verbindbar. In einem angesteuerten,
insbesondere in einem stromlos geschlossenen Zustand, verhindert das Tankentlüftungsventil den Durchtritt eines Spülmediums durch das Tankentlüftungsventil und in einem offenen Zustand lässt das Tankentlüftungsventil den Durchtritt eines Spülmediums durch das Tankentlüftungsventil zu. Ein erstes Pfadende des
Bypass-Strömungspfades ist derart ausgebildet, dass ein dichtender Anschluss zwischen dem ersten Pfadende und einer Außenseite des Luftansaugpfades herstellbar ist, wobei der dichtende Anschluss keinerlei fluidleitende Verbindung mit dem Innern des Luftansaugpfades hat.
Auf diese Weise kann ein nicht korrekt mit dem Luftansaugpfad des Verbrennungsmotors verbundenes Tankentlüftungsventil robust und mit der nötigen Trennschärfe in allen Betriebspunkten des Verbrennungsmotors diagnostiziert werden.
Ferner kann eine zusätzliche Drucksensorik im Luftansaugpfad des Verbrennungsmotors an der Anschlussstelle der
Tankentlüftungsleitung entfallen.
Durch den unmittelbaren Anschluss des Tankentlüftungsventils am Luftansaugpfad des Verbrennungsmotors kann ein Propagationsmodell zur Modellierung des Massenstroms vom Tankentlüftungsventil zur Anschlussstelle in den Luftansaugpfad entfallen, wodurch sich die Güte der Modellierung der Propagation des Massendurchflusses durch das Tankentlüftungsventil bis zum Einlass bzw. Auslasstrakt des Verbrennungsmotors erhöht.
Vorteilhafterweise ist der kohäsiv dichtende Anschluss derart ausgebildet, dass ein inkorrekter Anschluss der Verbindung des Tankentlüftungsventils mit der Anschlussstelle ein Öffnen des insbesondere über eine Dichtung (z.B. eine 0 - Ring Dichtung) mit dem Luftansaugrohr verbundenen Anschlusses zur Folge hat.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist der
Bypass-Strömungspfad gegenüber dem Tankentlüftungsventil starr ausgeführt .
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist ein zweites Pfadende des Bypass-Strömungspfads mit der Eingangsseite des Tankentlüftungsventils fluidleitend verbindbar.
Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass der kohäsiv dichtende Anschluss mittels eines an der Außenseite des Luftansaugpfades angeordneten Flansches hergestellt ist, wobei der
Bypass-Strömungspfad im Innern des Flansches mittels zumindest einem Dichtring derart angeschlossen ist, dass in den
Bypass-Strömungspfad einströmendes Spülmedium nicht aus dem Bypass-Strömungspfad austreten kann.
In einer bevorzugten Ausführungsform kann durch ein
Rückschlagventil, welches derart eingangsseitig oder
ausgangsseitig an dem Tankentlüftungsventil angebracht ist, gewährleistet werden, dass das Spülmedium lediglich von der Eingangsseite zur Ausgangsseite des TEV strömt.
Vorteilhafterweise weist der kohäsiv dichtende Anschluss wenigstens eine einfache Dichtung, vorzugsweise eine doppelte Dichtung auf. In einer besonders vorteilhaften Ausführungsform ist die Tankentlüftungsventileinheit elektrisch über einen Kennfeldwert aus der Steuerung des Verbrennungsmotors gesteuert. Alternativ ist die Tankentlüftungsventileinheit auf Grundlage des
Massenstroms des dem Verbrennungsmotor zugeführten Spülmedium oder der Höhe wenigstens eines Umgebungsdrucks steuerbar.
In einer besonders vorteilhaften Ausführungsform ist im
Tankentlüftungsleitungspfad stromauf der
Tankentlüftungsventileinheit eine Druckerhöhungseinheit vorgesehen .
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung bildet ein Verfahren zur Diagnose eines Tankentlüftungssystems, insbesondere eines Anschlusses einer Tankentlüftungsventileinheit an einem
Luftansaugpfad eines Verbrennungsmotors einen weiteren
Gegenstand der Erfindung. Dabei umfasst das
Tankentlüftungssystem eine Tankentlüftungsleitung. Diese ist dazu eingerichtet, einen Strom eines Spülmediums von einem Kraftstofftank zum Ansaugtrakt zu leiten, wobei stromabwärts des Kraftstofftanks wenigstens eine Druckerhöhungseinheit und stromabwärts oder stromaufwärts der Druckerhöhungseinheit wenigstens eine Druckerfassungseinheit in einem Strömungspfad der Tankentlüftungsleitung angeordnet sind. Die
Tankentlüftungsleitung ist stromabwärts der
Druckerfassungseinheit mit einer Eingangsseite einer
erfindungsgemäßen Tankentlüftungsventileinheit fluidleitend verbunden. Das Verfahren umfasst dabei die folgenden Schritte:
S1 Öffnen eines Tankentlüftungsventils der
Tankentlüftungsventileinheit für einen ersten
Zeitraum und Erfassen eines ersten Verlaufs zumindest eines Betriebsparameters;
S2 Schließen des Tankentlüftungsventils der
Tankentlüftungsventileinheit für einen zweiten Zeitraum und Erfassen eines zweiten Verlaufs des einen Betriebsparameters; und S3 Bestimmen eines Fehlerzustandes eines Anschlusses der Tankentlüftungsventileinheit an den Ansaugtrakt und/oder der Tankentlüftungsleitung zumindest teilweise anhand des ersten und des zweiten Verlaufs des Betriebsparameters.
Das erfindungsgemäße Verfahren zur Spülleitungsdiagnose hat gegenüber dem Stand der Technik den Vorteil, dass es ohne einen aktiven Eingriff in die Tankentlüftungsfunktion durchgeführt werden kann, wodurch eine Erhöhung der Tankentlüftungsspülrate während des Fahrzyklus gewährleistet wird.
Vorteilhafterweise ist der Betriebsparameter ein Differenzdruck zur Umgebung der Druckerhöhungseinheit.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist der Betriebsparameter eine elektrische Leistungsaufnahme der Druckerhöhungseinheit.
Erfindungsgemäß ist es von Vorteil, dass der Fehlerzustand des Anschlusses der Tankentlüftungseinheit aufgrund der Beobachtung diagnostiziert wird, dass der erste Verlauf des Differenzdrucks zur Umgebung der Druckerhöhungseinheit qualitativ dem zweiten Verlauf des Differenzdrucks zur Umgebung Druckerhöhungseinheit gleicht .
Die erfindungsgemäße Tankentlüftungsventileinheit kann in einem Kraftfahrzeug vorgesehen sein. Dementsprechend bildet auch ein Kraftfahrzeug mit einem Verbrennungsmotor, der mit einer Tankentlüftungsventileinheit ausgerüstet ist, einen weiteren Gegenstand der Erfindung, wobei die
Tankentlüftungsventileinheit in einem oben beschriebenen Tankentlüftungssystem zum Einsatz kommt.
Weitere Merkmale, Anwendungsmöglichkeiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels der Erfindung. Dabei ist zu beachten, dass die dargestellten Merkmale nur einen beschreibenden Charakter haben und auch in Kombination mit Merkmalen anderer oben beschriebener Weiterentwicklungen verwendet werden können und nicht dazu gedacht sind, die Erfindung in irgendeiner Form einzuschränken .
Die Erfindung wird nun mit Bezug auf die beigefügten Figuren genauer beschrieben. Die Zeichnungen sind schematisch und zeigen :
Fig. 1 zeigt beispielhaft eine schematische Darstellung der
Tankentlüftung;
Fig. 2 zeigt eine schematische Darstellung eines
erfindungsgemäßen Tanktentlüftungssystem mit Bypass in einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
Fig. 3 zeigt eine schematische Darstellung eines
erfindungsgemäßen Tanktentlüftungssystem mit Bypass in einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
Fig. 4 zeigt beispielhaft einen Diagnoseablauf in zwei
Abschnitten bei einem erfindungsgemäßen Verfahren die zeitlichen Verläufe verschiedener Werte und
Stellgrößen bei einem nominalen bzw. fehlerfreien Tankentlüftungssystem;
Fig. 5 zeigt beispielhaft einen Diagnoseablauf in zwei
Abschnitten bei einem erfindungsgemäßen Verfahren die zeitlichen Verläufe verschiedener Werte und
Stellgrößen bei einem blockierten
Tankentlüftungssystem; und
Fig. 6 zeigt beispielhaft einen Diagnoseablauf in zwei
Abschnitten bei einem erfindungsgemäßen Verfahren die zeitlichen Verläufe verschiedener Werte und Stellgrößen bei einem Druckverlust bzw. einer fehlerhaften offenen Leitungsverbindung im TankentlüftungsSystem.
Figur 1 stellt ein Beispiel für ein Tankentlüftungssystem 100 eines nicht dargestellten Verbrennungsmotors mit einer
Tankentlüftungsventileinheit 1 dar. Das Tankentlüftungssystem 100 umfasst einen Tankbehälter 11 zur Aufnahme von Kraftstoff 20, der über eine Tankanschlussleitung 14 mit einem Sorptionsfilter 8 fluidleitend verbunden ist. Der Sorptionsfilter 8 kann als ein Aktivkohlefilter ausgebildet sein, der flüchtige Komponenten an verdampfendem Kraftstoff durch Ad- und Desorption temporär speichern kann. Der Sorptionsfilter 8 ist ferner mit dem Verbrennungsmotor vorgeschalteten Luftansaugpfad 10 über eine Tankentlüftungsleitung 7 und Spülmedium fluidleitend verbunden. Der Luftansaugpfad 10 führt dem Verbrennungsmotor über einen Luftfilter 17 gefilterte Umgebungsluft zu. Über die
Tankanschlussleitung 14 können somit flüchtige Komponenten des Kraftstoffs 20, wie Kohlenwasserstoffe, vom Tankbehälter 11 in den Sorptionsfilter 8 geleitet, gespeichert und von dort aus über eine getaktet oder linear angesteuerte
Tankentlüftungsventileinheit 1 und die Tankentlüftungsleitung 7 einem Luftansaugpfad 10 des Verbrennungsmotors dosiert zur Verbrennung zugeführt werden.
Zur Realisierung eines Druckgefälles und einem damit
einhergehenden Massenstrom zwischen dem Umgebungsdruck und der Einleitstelle in den Luftansaugpfad 10 ist eine
Druckerhöhungseinheit 9, beispielsweise eine Spülpumpe vorgesehen. Innerhalb der Tankentlüftungsleitung 7 sind sowohl stromaufwärts als auch stromabwärts zur Druckerhöhungseinheit 9 wenigstens eine, im dargestellten Ausführungsbeispiel zwei Druckerfassungseinheiten 24, 25 angeordnet. Die
Druckerhöhungseinheit 9 ist in der Art und Weise ausgebildet, dass eine durchgehende Leitungsverbindung vom Luftfilter 15 stromaufwärts zum Sorptionsfilter 8 bis zum Anschluss an die Tankentlüftungsventileinheit 1 gegeben ist. Durch die Ausführung einer Tankleckagefunktionalität unter Zuhilfenahme einer Tankleckage —Diagnose — Komponente 16 sowie den
Druckerfassungseinheiten 24, 25 kann die Funktionsfähigkeit des Tankentlüftungssystems 100 inklusive dem Kraftstofftank 11 und der Tankentlüftungsleitung 7 bis zum Anschluss an die
Tankentlüftungsventileinheit 1 festgestellt werden.
Die Tankentlüftungsleitung 7 weist ein Rückschlagventil 22 auf, das dazu dient, einen unidirektionalen Massenstrom zum
Luftansaugpfad 10 des Verbrennungsmotors zu gewährleisten.
Zur Regenerierung des Adsorptionsfilters 8 wird das
Tankentlüftungsventil 1 geöffnet, so dass aufgrund des in dem Luftansaugpfad 10 herrschenden Unterdrucks Luft der Atmosphäre durch den Adsorptionsfilter 8 gesaugt wird, wodurch die in dem Adsorptionsfilter 8 angelagerten Kohlenwasserstoffe in die Tankentlüftungsleitung 7 gesaugt und dem Verbrennungsmotor zugeführt werden.
Das Tankentlüftungsventileinheit 1, welches als Schalt — oder Linearventil ausgebildet sein kann, kann von einer
Motorsteuerung mittels eines pulsweitenmodulierten (PWM) Signals angesteuert werden und regelt das Spülmedium vom Sorptionsfilter 8 zu den Einleitstellen im Luftansaugpfad 10 des Verbrennungsmotors. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass die Motorsteuerung unter anderem für den jeweils aktuellen
Betriebszustand einen Sollwert für den Massenstrom und mithilfe eines nicht dargestellten Drucksensors im Ansaugtrakt einen aktuellen Saugrohrdruckermittelt. Aus dem daraus resultierendem Druckgefälle zwischen der Druckerhöhungseinheit 9 und dem Druck an der Einleitstelle im Luftansaugpfad 10 des Verbrennungsmotors wird aus dem vorgegebenen Massenstrom das pulsweitenmodulierte (PWM) Signal zur Ansteuerung des Tankentlüftungsventils 1 ermittelt und die für den aktuellen Betriebszustand des
Verbrennungsmotors einzuspritzende Kraftstoffmenge berechnet.
Anschließend wird für die oben genannte Einleitstelle der Tankentlüftung in den Luftansaugpfad 10 des Verbrennungsmotors die Verzugszeit des durch die Öffnung des Tankentlüftungsventil 1 der Verbrennung zugeführten Massenstroms errechnet und eine Kraftstoffkorrektur auf Basis der unter Zuhilfenahme der beiden Druckerfassungseinheiten 12 gelernten (modellierten) und mittels Lambdareglerabweichung plausibilisierten
Kohlenwasserstoffkonzentration des Massenstroms berechnet. Entsprechend weist der Verbrennungsmotor einen nicht in Figur 1 dargestellten Lambda-Regler auf.
In Figur 2 und 3 sind beispielhaft zwei verschiedene
Ausführungsbeispiele einer erfindungsgemäßen
Tankentlüftungsventileinheit 1 dargestellt. Die
Tankentlüftungsventileinheit 1 umfasst das
Tankentlüftungsventil 5 und einen damit verbundenen elektrischen Anschluss 2. Erfindungsgemäß ist ein Bypass-Strömungspfad 4 vorgesehen, der beispielsweise, wie in Figur 2 dargestellt, ausgehend von der Tankentlüftungsleitung 7 abzweigt und über eine separate Leitung, an dem Tankentlüftungsventil 5 vorbei zu einen Pfadeingang 41 zu einem ersten Pfandende 42, oder, wie in Figur 3 dargestellt, in einer, das gesamte Tankentlüftungsventil 5 umschließenden Tankentlüftungsleitung 7 führt.
Bei beiden Ausführungsformen führt die Tankentlüftungsleitung 7 über das Tankentlüftungsventil 5 zu einer Anschlussstelle 12 zum Luftansaugpfad 10.
Durch die Integration Bypass-Strömungspfad 4 in die
Tankentlüftungsventileinheit 1 ist dieser, bei einer korrekten Verbindung des Tankentlüftungsventils 5 mit dem Luftansaugpfad 10 des Verbrennungsmotors, druckdicht verschlossen. Der
Bypass-Strömungspfad 4 ist kohäsiv und somit ohne Steck- bzw. Schraubverbindungen mit dem Tankentlüftungsventil 5 verbunden.
Sowohl die Anschlussstelle 12 als auch das erste Pfadende 42 des Bypass-Strömungspfades 4 ist über eine Dichtung 6, vorzugsweise auch über eine Doppeldichtung mit dem Luftansaugpfad 10 bzw. mit dem Tankentlüftungsventil 5 verbunden. Dabei ist die Tankentlüftungsventileinheit 1 konstruktiv so gestaltet, dass sich bei einem inkorrekten Anschluss des Tankentlüftungsventils 5 an der Anschlussstelle 12 zum
Luftansaugpfad 10 des Verbrennungsmotors automatisch ein weiterer Bypass-Strömungspfad 4 stromauf oder stromab zum Tankentlüftungsventil 5 in Richtung Umgebungsdruck öffnet.
Beispielhaft ist in Figur 2 und 3 jeweils an unterschiedlichen Positionen ein Rückschlagventil 3 in der
Tankentlüftungsventileinheit 1 integriert.
Aufgrund dieser konstruktiven Eigenschaft der
Tankentlüftungsventileinheit 1 kann ein inkorrekt verbundenes Tankentlüftungsventil 5 mit dem Luftansaugpfad 10 des
Verbrennungsmotors durch das erfindungsgemäße Verfahren mit ausreichender Trennschärfe diagnostiziert werden, ohne die eigentliche Tankentlüftungsstrategie zu beeinflussen.
Der in Figur 4 dargestellte Verlauf der jeweiligen Werte und Stellgrößen entspricht einem Verlauf während eines
funktionstüchtigen Tankentlüftungspfades, d.h. es liegt kein defektes Tankentlüftungsventil 5 oder ein leckender oder verstopfter Tankentlüftungspfad vor.
Der in Figur 4 gezeigte Verlauf zur elektrischen
Leistungsaufnahme der Druckerhöhungseinheit 9 ist exemplarisch und kann demnach bei der Anwendung verschiedener Prinzipien zur Druckerhöhung variieren. Die dargestellten Auswerteschwellen (Kalibrationskonstanten) gilt es an das jeweilige
Druckerhöhungsprinzip anzupassen .
Der Diagnoseablauf (Spülleitungsdiagnose) kann unter
Zuhilfenahme von Drucksensorik an den nachfolgend beschriebenen Positionen der Druckerfassungseinheiten 24, 25 durchgeführt werden :
• Druckerfassungseinheiten 24 stromab Druckerhöhungseinheit 9 ; ODER • Druckerfassungseinheiten 25 stromauf
Druckerhöhungseinheit 9
Die Druckerfassungseinheiten 24 stromab der
Druckerhöhungseinheit 9 muss sich in Flussrichtung des
Spülmediums zwischen der Druckerhöhungseinheit 9 und der Tankentlüftungsventileinheit 1 befinden. Beispielhaft ist die Sensorposition anhand der Druckerfassungseinheit 24
dargestellt .
Die Druckerfassungseinheiten 25 stromauf der
Druckerhöhungseinheit 9 kann als Diagnose — Sensor Anwendung finden, sofern durch die Leck — Diagnose — Einheit 16 eine Absperrung der Frischluftleitung zum Sorptionsfilter 8 ermöglicht werden kann. Beispielhaft ist die Sensorposition anhand der Druckerfassungseinheiten 25 dargestellt. Bei der Anwendung des Druckerfassungseinheiten 25 stromauf der
Druckerhöhungseinheit 9 ergeben sich im Vergleich zum unten dargestellten Diagnoseablauf mittels des
Druckerfassungseinheiten 24 stromab der Druckerhöhungseinheit 9 inverse (negative) Druckverläufe.
Da zur Ausführung der Diagnose mit dem stromauf der
Druckerhöhungseinheit 9 positionierten
Druckerfassungseinheiten 25 ein aktiver Eingriff in die
Tankentlüftungsstrategie durch das Schließen der
Frischluftleitung zum Sorptionsfilters 8 notwendig ist, soll im weiteren Verlauf das Diagnose — Prinzip unter Zuhilfenahme des Druckerfassungseinheiten 24 stromab der Druckerhöhungseinheit 9 verdeutlicht werden.
Der gesamte Diagnoseablauf soll durch Observieren der
Druckerfassungseinheit 24 während aktivierter
Tankentlüftungsfunktionalität ausgeführt werden. Kann eine Aktivierung der Tankentlüftungsfunktion in einem Fahrzyklus nicht gewährleistet werden, besteht die Möglichkeit, die unten dargestellten Ansteuerzustände der beteiligten elektrischen Komponenten (Tankentlüftungsventil 1 / Druckerhöhungseinheit 9) durch die Diagnosefunktionalität anzufordern.
Alternativ kann die elektrische Leistungsaufnahme der
Druckerhöhungseinheit 9, analog zum dargestellten
Diagnoseverlauf mit Hilfe der Druckerfassungseinheiten 24 stromab der Druckerhöhungseinheit 9, als Auswertesignal für die Spülleitungsdiagnose verwendet werden.
Die Figur 4 zeigt einen Diagnoseablauf (aufgegliedert in zwei Abschnitte I und II) für das nominale bzw. fehlerfreie
Tankentlüftungssystem. Der Fachmann erkennt, dass die Verläufe der Betriebsparameter, hier die Verläufe des Differenzdrucks 410 und der elektrischen Leistungsaufnahme 420, innerhalb des ersten Verlaufs I und des zweiten Verlaufs II verschieden sind. Bei angesteuerter Druckerhöhungseinheit 9 ist der Verlauf des Differenzdrucks zur Umgebung 410 klein, während bei in Abschnitt II ausgeschaltetem Tankentlüftungsventil 5, erkennbar durch den entsprechenden Verlauf 405, der Differenzdruck zur Umgebung 410 ansteigt. Es liegt demnach ein ordentlich angeschlossener Anschluss der Tankentlüftungsventileinheit 1 an den
Luftansaugpfad 10 des Verbrennungsmotors vor. Die Verläufe 410 und 420 in den Abschnitten I und II sind daher unterschiedlich.
In den Figuren 5 und 6 hingegen ähneln sich die Verläufe der Betriebsparameters 410 bzw. 420, und es kann auf diverse Fehlerquellen geschlossen werden.
Abschnitt 1 in Figur 5 zeigt durch den Druckverlauf stromab der Druckerhöhungseinheit bzw. der elektrischen Leistungsaufnahme trotz geöffnetem Tankentlüftungsventil das Verhalten des nominalen Systems von Abschnitt 2, wodurch sich auf einen blockierten Tankentlüftungspfad schließen lässt. Dieses Symptom A wird festgestellt, falls in Abschnitt 1 die oben genannten Auswerte — Schwellen überschritten werden.
In einem anderen Fehlerfall, zeigt Abschnitt II den Druckverlauf stromab der Druckerhöhungseinheit 9 bzw. die elektrische Leistungsaufnahme trotz geschlossenem Tankentlüftungsventil 1 das Verhalten des nominalen Systems von Abschnitt 1, wodurch sich auf eine Leckage des Tankentlüftungspfades (z.B. hervorgerufen durch eine fehlerhafte Verbindung des Tankentlüftungsventils 1 mit dem Luftansaugpfad 10 des Verbrennungsmotors) , auf den Verlust der Druckerhöhungseigenschaften der
Druckerhöhungseinheit 9 oder auf eine fehlerhafte
Frischluftzufuhr zur Druckerhöhungseinheit 9 schließen lässt. Das Symptom B wird festgestellt, falls in Abschnitt II die oben genannten Auswerte — Schwellen unterschritten werden.
Die Erfindung ist nicht auf das beschriebene Ausführungsbeispiel beschränkt, sondern umfasst auch gleichwirkende weitere
Ausführungsformen. Die Figurenbeschreibung dient lediglich dem Verständnis der Erfindung.
Bezugszeichenliste
1 Tankentlüftungsventileinheit
2 Elektrischer Anschluss
3 Rückschlagventil
4 Bypass-Strömungspfad
41 Pfadeingang
42 erstes Pfadende
5 Tankentlüftungsventil
6 Dichtung
7 Tankentlüftungsleitung
8 Absorptionsfilter
9 Druckerhöhungseinheit
10 Luftansaugpfad
101 einer Außenseite
11 Tankbehälter
12 Anschlussstelle
14 Tankanschlussleitung
15 Luftfilter
16 Tankleckage —Diagnose — Komponente
17 Luftfilter
20 Kraftstoff
22 Rückschlagventil
24 Druckerfassungseinheit stromab
25 Druckerfassungseinheiten stromauf
100 Tankentlüftungssystem
400 Ansteuersollwert (offen/geschlossen) des
Tankentlüftungsventils
405 Sollwert zur Ansteuerung der Druckerhöhungseinheit
(ein/aus )
410 Differenzdruck zur Umgebung
420 Leistungsaufnahme