[0001] Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Prüfen eines Tankentlüftungssystems, insbesondere
eines Kraftfahrzeuges, mit den im Oberbegriff des Anspruchs 1 genannten Merkmalen.
[0002] Es ist bekannt, in Kraftfahrzeuge Tankentlüftungssysteme vorzusehen, mittels denen
ein Druckausgleich sowie eine Be- und Entlüftung eines Kraftstofftanks erfolgt. Hierbei
ist der Tank über eine Leitung mit einer Sauganlage einer Verbrennungskraftmaschine
verbunden. In diese Leitung ist ein getaktes ansteuerbares Schaltmittel, beispielsweise
ein elektromagnetisches Ventil, eingebunden, mittels dem die Verbindung definiert
geöffnet beziehungsweise geschlossen werden kann. Das Magnetventil wird hierbei mit
einem Ansteuersignal mit einem einstellbaren Tastverhältnis angesteuert, so daß sich
ein Öffnungsquerschnitt proportional zum Ansteuertastverhältnis ergibt. Die Verbindung
zwischen dem Tank und der Sauganlage steht ferner mit einer Filtereinrichtung, beispielsweise
einem Aktivkohlebehälter, in Verbindung. Diese Filtereinrichtung besitzt eine dem
Filtermittel nachgeordnete Öffnung ins Freie. Steigt beispielsweise der Druck in dem
Tank an, erfolgt über die Filtereinrichtung ein Druckausgleich. Hierbei werden in
dem Tank sich befindende flüchtige kohlenwasserstoffhaltige Gase durch das Filtermittel
(Aktivkohle) als Filtergut zurückgehalten. Herrscht im Tank ein Unterdruck, erfolgt
ein Druckausgleich ebenfalls über die Filtereinrichtung. Eine Spülung der Filtereinrichtung
zum Entfernen des Filtergutes erfolgt durch die Öffnung des Schaltmittels. Hierdurch
wird die Filtereinrichtung durch den in der Sauganlage des Kraftfahrzeuges herrschenden
Unterdruck beaufschlagt, so daß das Filtergut über das geöffneten Schaltmittel in
die Sauganlage geführt wird und der Verbrennungsluft der Verbrennungskraftmaschine
zugeführt wird.
[0003] Aus Gründen des Umweltschutzes ist es erforderlich, daß die Funktion des Tankentlüftungssystems
überwacht wird. Insbesondere ist ein sicheres getaktetes Schalten des Schaltmittels
(Magnetventil) notwendig, damit die Filtereinrichtung in regelmäßigen Abständen gespült
(gereinigt) werden kann.
[0004] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der gattungsgemäßen Art zu
schaffen, mit dem in einfacher Weise eine Überprüfung eines Tankentlüftungssystems
möglich ist.
[0005] Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch ein Verfahren mit den im Anspruch 1 genannten
Merkmalen gelöst. Dadurch, daß ein Ansteuersignal für das Schaltmittel mit einem,
einen Zustand der Sauganlage definierenden Meßwert kreuzkorreliert wird und ein Korrelationskoeffizient
als Diagnosesignal des Tankentlüftungssystems ausgewertet wird, wird vorteilhaft ein
sehr sicheres Diagnoseergebnis erhalten. Korrelationsverfahren zur Ermittlung der
Ähnlichkeit zweier Kurvenverläufe, hier des Ansteuersignals und der die Sauganlage
definierenden Meßgröße, sind als zuverlässige und einfach zu handhabende Verfahren
bekannt. Diese Verfahren üben keinen relevanten Einfluß auf die zu korrelierenden
Meßgrößen aus, so daß ein Einfluß auf den Betrieb des Tankentlüftungssystems beziehungsweise
der gesamten Verbrennungskraftmaschine bei Kraftfahrzeugen nicht gegeben ist. Derartige
Kreuzkorrelationsverfahren sind ferner sehr robust, so daß einzuhaltende Freigabebedingungen
für die Durchführung des Verfahrens auf ein Minimum reduziert werden können. Derartige
Freigabebedingungen sind insbesondere parallel verlaufende Diagnoseverfahren beziehungsweise
Steuer-oder Regelungsverfahren, die durch die hier angesprochene Kreuzkorrelation
beeinträchtigt werden könnten.
[0006] In bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß als den Zustand der
Sauganlage definierende Meßgröße ein Saugrohrdruck oder eine Drosselklappenposition
verwendet wird. Diese Meßgrößen sind einfach abzugreifen und stehen bei üblichen Ausstattungen
von Kraftfahrzeugen bereits zur Verfügung. Insbesondere, wenn die Kreuzkorrelation
durch ein Motorsteuergerät des Kraftfahrzeugs durchgeführt wird, können die Meßgrößen
in einfacher Weise abgegriffen werden.
[0007] Weitere bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den übrigen, in
den Unteransprüchen genannten Merkmalen.
[0008] Die Erfindung wird nachfolgend in einem Ausführungsbeispiel anhand der zugehörigen
Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
- Figur 1
- eine schematische Ansicht eines Tankentlüftungssystems und
- Figur 2
- ein Blockschaltbild für die Durchführung eines Verfahrens zum Prüfen des Tankentlüftungssystems.
[0009] Figur 1 zeigt ein Tankentlüftungssystem 10. Das Tankentlüftungssystem 10 umfaßt eine
Verbindungsleitung 12, die einen Tank 14 mit einer Sauganlage 16 einer Verbrennungskraftmaschine
18 verbindet. Die Sauganlage 16 besitzt ein Saugrohr 20, so daß mittels Unterdruck
von einer Quelle 22 Verbrennungsluft ansaugbar ist. Die Verbrennungsluftzufuhr ist
mit einer Drosselklappe 24 regelbar.
[0010] In die Verbindungsleitung 12 ist ein Tankentlüftungsventil 26 integriert. Das Tankentlüftungsventil
26 ist als elektromagnetisches Proportionalventil ausgeführt, das von einem Ansteuersignal
28 angesteuert wird. Das Ansteuersignal 28 wird von einem Motorsteuergerät bereitgestellt
und besitzt ein veränderbares Tastverhältnis. Entsprechend dem Tastverhältnis wird
ein Querschnitt der Verbindungsleitung 12 geöffnet beziehungsweise geschlossen. Das
Tastverhältnis des Ansteuersignals 28 ist proportional zum Öffnungsquerschnitt der
Verbindungsleitung 12.
[0011] Von der Verbindungsleitung 12 zweigt eine Verbindung 30 zu einer Filtereinrichtung
32 ab. Die Filtereinrichtung 32 ist beispielsweise ein Aktivkohlebehälter 34, innerhalb
dem eine Schüttung von Aktivkohle 36 als Filtermittel angeordnet ist. Von einem der
Aktivkohle 36 nachgeordneten Sammelraum 38 führt eine Verbindung 40 ins Freie.
[0012] In dem Saugrohr 20 ist ein Drucksensor 42 angeordnet, mittels dem ein Saugrohrdruck
als Meßgröße 44 abgegriffen wird.
[0013] Die allgemeine Funktion des Tankentlüftungssystems 10 ist folgende:
[0014] Innerhalb des Tanks 14 herrscht ein Druck P
1. Im Saugrohr 20 herrscht ein Druck P
2, während ein Umgebungsdruck P
3 anliegt. Steigt der Druck P
1 im Tank 14 über den Umgebungsdruck P
3 an, erfolgt über die Verbindungsleitung 12 sowie die Verbindung 30 und die Filtereinrichtung
32 eine Entlüftung des Tanks 14. Hierbei werden Kraftstoffdämpfe über die Aktivkohle
36 geführt und von dieser gefiltert und als Filtergut gesammelt. Die gereinigte Luft
tritt über die Verbindung 40 ins Freie aus. Herrscht im Tank 14 ein Unterdruck, das
heißt der Druck P
1 ist kleiner als der Druck P
3, wird über die Verbindung 40 die Filtereinrichtung 32, die Verbindung 30 und die
Verbindungsleitung 12 Luft angesaugt und in den Tank 14 überführt. Hierbei eventuell
mitströmendes Filtergut aus der Aktivkohle 36 ist unproblematisch, da der Tank 14
druckdicht verschlossen ist.
[0015] Soll eine Reinigung der Filtereinrichtung 32 erfolgen, öffnet das Tankentlüftungsventil
26 entsprechend dem Tastverhältnis des Ansteuersignals 28. Dadurch liegt der Druck
P
2 am Tank 14 und an der Filtereinrichtung 32 an. Da im Saugrohr 20 ein Unterdruck herrscht,
ist der Druck P
2 geringer als der Druck P
1 und der Druck P
3. Durch dieses Druckgefälle werden die Kraftstoffdämpfe aus dem Tank 14 und die in
der Aktivkohle 36 gespeicherten Kraftstoffdämpfe über das geöffnete Tankentlüftungsventil
26 angesaugt und der Verbrennungsluft der Verbrennungskraftmaschine 18 zugeführt.
Diese verbrennen somit während des Verbrennungsprozesses.
[0016] Um eine sichere Entlüftung des Tanks 14 und Reinigung der Filtereinrichtung 32 zu
gewährleisten, muß die Funktion des Tankentlüftungsventils 26 überprüft werden. Mögliche
Fehler des Tankentlüftungsventils 26 könnten beispielsweise ein klemmendes Ventilglied
sein, so daß das Tankentlüftungsventil 26 entweder nicht mehr öffnet oder nicht mehr
schließt. Ferner könnten Verschmutzungen in der Verbindungsleitung 12 abgelagert sein,
die zu Querschnittsverengungen führen und somit die Funktion beeinträchtigen. Darüber
hinaus ist bekannt, die Verbindungsleitung 12 als flexible Leitung (Schlauch) auszubilden,
so daß eventuelle Abknickungen oder dergleichen ebenfalls zu Querschnittsverengungen
führen könnten.
[0017] Anhand von Figur 2 wird das erfindungsgemäße Verfahren zum Prüfen des Tankentlüftungssystems
10 erläutert. Bei einem Start 50 des Kraftfahrzeugs, beispielsweise durch Betätigen
der Zündung, wird das Prüfungsverfahren initialisiert (Feld 52). Anschließend wird
über eine Abfrage 54 geprüft, ob Freigabebedingungen 56 für das Prüfverfahren gegeben
sind. Diese Freigabebedingungen 56 beinhalten beispielsweise parallel ablaufende Steuerungsvorgänge
oder parallel ablaufende Diagnoseverfahren anderer Einrichtungen des Kraftfahrzeugs,
die durch das Prüfungsverfahren 48 beeinflußt werden könnten. Die Freigabeprüfung
56 beinhaltet beispielsweise die Abfrage 58 über den momentanen Saugdruck P
2 entsprechend dem Meßergebnis 44. Beispielsweise werden Differenzen zwischen einem
maximalen und einem minimalen Saugdruck ausgewertet. Ist diese Differenz oberhalb
einer vorgebbaren Differenz, ist der Saugrohrdruck P
2 nicht stabil, so daß über das Signal 60 die Freigabe 56 für das Verfahren nicht erteilt
wird. Ist die Differenz jedoch innerhalb eines vorgebbaren Bereiches, kann das eigentliche
Prüfverfahren, die Kreuzkorrelation 62, erfolgen. Hierbei wird ein Stimulationssignal
64 zugeführt, das dem Tastverhältnis des Ansteuersignals 28 entspricht. Hierbei kann
beispielsweise ein Stimulationssignal +1 für angesteuertes Tankentlüftungsventil 26
und von -1 für nicht angesteuertes Tankentlüftungsventil 26 geliefert werden. Nach
Durchführung der Kreuzkorrelation wird mittels eines Signals 66 eine Wiederholungsprüfung
68 ausgelöst. Hierbei wird die Anzahl der durchgeführten Meßzyklen mit einer vorgebbaren
Anzahl verglichen. Ist die Anzahl der durchgeführten Meßzyklen kleiner als die vorgegebene
Zahl, wird über das Signal 70 die Wiederholungsprüfung ausgelöst. Ist die Anzahl der
durchgeführten Meßzyklen gleich der vorgegebenen Anzahl, wird über das Signal 72 die
Diagnose 74 durchgeführt. Bei der Diagnose 74 wird ein Korrelationskoeffizient der
durchgeführten Korrelationsrechnung 62 überprüft. Weist dieser Korrelationskoeffizient
einen Wert von 1 auf, sind das Ansteuersignal 28 und die Meßgröße 44 (Saugrohrdruck)
im Sinne der Korrelationsrechnung identisch. Weist der Korrelationseffizient hingegen
einen Wert von 0 auf, besteht kein Zusammenhang zwischen dem Abtastsignal 28 und der
Meßgröße 44, so daß auf einen Fehler 76 erkannt wird. Bei Erkennen des Fehlers 76
kann beispielsweise einem Fahrzeugführer durch ein optisches Signal eine Information
gegeben werden, daß das Tankentlüftungssystem 10 fehlerhaft ist.
[0018] Ein Abbruch 78 des Verfahrens findet beispielsweise statt, wenn über die Prüfung
der Freigabebedingung 56 ein Signal 80 generiert wird, das das Nichtvorhandensein
der definierten Freigabebedingungen beinhaltet. Ferner kann während der Stimulation
des Ansteuersignals 28 beziehungsweise während der Erfassung der Meßgröße 44 ein Signal
82 generiert werden, das ebenfalls zum Abbruch 78 führt. Das Signal 82 kann beispielsweise
ein Fehlersignal sein, bei fehlender oder unplausibler Meßgröße 44, Ablauf einer vorgesehenen
Gesamtstandzeit des Tankentlüftungsventils 26 und/oder bei Erreichen der vorgegebenen
Anzahl der durchzuführenden Meßzyklen während der Wiederholungsprüfung 68. Nach Abbruch
des Prüfverfahrens 48 kann beispielsweise ein Timer gestartet werden, der das Prüfverfahren
48 durch Neuinitialisierung 52 wieder startet. Gegebenenfalls kann vorgesehen sein,
daß das Prüfverfahren 48 mit jedem Neustart der Brennkraft der Verbrennungskraftmaschine
18 abläuft.
[0019] Nach einem weiteren Ausführungsbeispiel kann anstelle des Saugrohrdrucks P
2 als Meßgröße 44 auch eine andere Meßgröße, beispielsweise die Stellung der Drosselklappe
24, für die Kreuzkorrelation herangezogen werden. Hierbei ist ein Signal, beispielsweise
über ein Potentiometer, abgreifbar, das der Stellung der Drosselklappe 24 entspricht.
[0020] Die Kreuzkorrelation kann passiv oder aktiv durchgeführt werden. Bei der passiven
Kreuzkorrelation werden die auszuwertenden Signale, hier das Ansteuersignal 28 und
die Meßgröße 44, unbeeinflußt verarbeitet. Bei der aktiven Kreuzkorrelation werden
die in die Kreuzkorrelation eingehenden Ansteuersignale 28 und Meßgröße 44 mit Stimulationssignalen
angeregt, so daß eine Empfindlichkeit des Prüfverfahrens 48 gesteigert werden kann.
1. Verfahren zum Prüfen eines Tankentlüftungssystems, insbesondere eines Kraftfahrzeuges,
bei dem aus einem Tank entweichende kohlenwasserstoffhaltige flüchtige Gase über eine
Filtereinrichtung geführt und in dieser gesammelt werden, und durch eine Beaufschlagung
der Filtereinrichtung mit einem Unterdruck das Filtergut über eine Sauganlage einem
Verbrennungsprozeß in einer Verbrennungskraftmaschine des Kraftfahrzeuges zugeführt
wird, wobei eine Verbindung zwischen der Filtereinrichtung und der Sauganlage durch
ein getaktet ansteuerbares Schaltmittel geöffnet beziehungsweise geschlossen wird,
dadurch gekennzeichnet, daß ein Ansteuersignal für das Schaltmittel mit einer, einen Zustand der Sauganlage
definierenden Meßgröße kreuzkorreliert wird und ein Korrelationskoeffizient als Diagnosesignal
des Tankentlüftungssystems ausgewertet wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Meßgröße ein Saugrohrdruck verwendet wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Meßgröße eine Stellung einer Drosselklappe der Sauganlage ausgewertet wird.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Kreuzkorrelation in einer vorgebbaren Anzahl von Meßzyklen wiederholt wird.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Prüfung des Tankentlüftungssystems in vorgebbaren Zeitintervallen wiederholt
wird.
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Prüfung des Tankentlüftungssystems bei jedem Neustart der Verbrennungskraftmaschine
wiederholt wird.
7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß vor Durchführung der Kreuzkorrelation Freigabebedingungen für das Prüfverfahren
überprüft werden.