Vorrichtung zur Entlüftung von Kraftstofftanks

Abstract

 Bei einer Vorrichtung zur Entlüftung von Kraftstoff­tanks bei Brennkraftmaschinen o. dgl., bei der sich bildende Kraftstoffdämpfe in einem Aktivkohle-Filter­behälter als Zwischenspeicher aufgenommen werden und Mitteln zur gesteuerten Abgabe des Tankentlüftungs­gemisches (TE-Gemisch) zur Brennkraftmaschine in Ab­hängigkeit von ausgewählten, mindestens das Ausgangs­signal einer λ-Sonde umfassenden Betriebsbedingungen durch kontinuierliche Veränderung des Durchlaßöffnungs­querschnitts eines zwischen dem Zwischenspeicher und der Brennkraftmaschine geschalteten elektrisch ge­steuerten Tanklüftungsventils vorgesehen sind, wird vorgeschlagen, die λ-Sondensignal-abhängige Regelung der Tankentlüftung so durchzuführen, daß hierbei gleich­zeitig adaptiv der berechnete Wert der der Brennkraft­maschine zuzuführenden Kraftstoffmenge beeinflußt wird.

Beschreibung

Stand der Technik

[0001] Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Bei bekannten Vorrichtungen dieser Art (US-A-4 275 697; US-A-4 013 054) werden die Zusammensetzung des Abgases erfassende λ-Sonden zur Steurung von Tankentlüftungsventilen so eingesetzt, daß abhängig vom Signal der λ-Sonde ein solches Ventil kontinuierlich geöffnet bzw. geschlossen wird. Das Tankenlüftungsventil ist dabei jeweils zwischen einem Zwischenspeicher und dem Einlaß der Brennkraft­maschine angeordnet und elektrisch gesteuert; ein entsprechendes, jedoch pneumatisch gesteuertes Tank­entlüftungsventil ist ferner bekannt aus DE-A-2 612 300.

[0002] Bemerkenswert ist aber bei allen bekannten Ausführungs­formen von Tankentlüftungssystemen, die in Abhängigkeit zum Ausgangssignal einer λ-Sonde oder auch abhängig von einem Kraftstoffregelimpuls Tankentlüftungsventile ansteuern, daß eine Freigabe von Dämpfen aus dem Zwischenspeicher immer dann zugelassen wird, wenn sich aus dem Ausgangssignal der λ-Sonde eine magere Gemischzusammensetzung ergibt, während das Tankentlüftungs­ventil geschlossen oder nahezu geschlossen ist, wenn die λ-Sonde eine fette Gemischzusammensetzung anzeigt. Hierdurch soll eine ausgleichende Wirkung im Hinblick auf eine Verstetigung der Verhältnisanteile des der Brennkraftmaschine insgesamt zugeführten Kraftstoff­luftgemisches erzielt werden, wobei aber die Aufbereitung des Kraftstoffluftgemisches über die in beiden US-Patent­schriften vorgesehene Vergasung durch die Tankentlüftungs­mittel unbeeinflußt bleibt. Das bedeutet, daß bei Anzeige eines entsprechend mageren Gemisches durch die λ-Sonde die Anfettung gleichzeitig und daher parallel über das Gemischaufbereitungssystem und die Tankentlüftung erfolgt.

[0003] Unterschiedlich hierzu ist lediglich die Tankentlüftungs­vorrichtung nach der US-A-4 275 697, die das in eine Taktimpulsfolge umgewandelte Ausgangssignal der λ-Sonde, welches ursprünglich dem Solenoid einer Steuerdüse im Vergaser zugeführt ist, um für ein möglichst stöchiometrisches Gemisch zu sorgen, parallel dazu benutzt, die Tankentlüftung immer dann abzuschalten oder auf minimale Werte zu halten, wenn entweder eine minimale oder eine maximale Kraftstoff­zugabe über den Vergaser erfolgt. In diesen beiden Fällen soll die zusätzliche Tankentlüftung zu einer nicht wünschenswerten Überfettung des Gemisches führen; bei Normalbetrieb bleiben die zusätzlichen, aus der Tankentlüftung stammenden Kraftstoffmengen ohne größeren Einfluß und werden letztlich auch, nämlich indirekt über die Reaktion der λ-Sonde, in ihrer Einwirkung auf die Gemischzusammensetzung, wenn auch mit Zeitver­zögerung und unter Umständen phasenverschoben, in etwa ausgeregelt.

[0004] Die genannten Veröffentlichungen sind Beispiele dafür, daß man bei dem Betrieb von Brennkraftmaschinen bestrebt ist, die sich aufgrund und Abhängigkeit bestimmter Parameter (Kraftstoff-Temperatur, -Menge, Dampdruck, Luftdruck, Spülmenge...) bildenden Kraftstoffdämpfe nicht lediglich ins Freie zu entlüften, sondern der Brennkraftmaschine wieder zuzuführen; üblicherweise so, daß der erwähnte, mit Aktivhohle gefüllte Zwischen­speicher vorgesehen ist, der die sich bildenden Kraft­stoffdämpfe, biespielsweise bei stehendem Fahrzeug, aufnimmt und über eine Leitung dem Ansaugbereich der Brennkraftmaschine zuführt. In diesem Zusammenhang ist es ferner bekannt, eine durch eine solche zusätzli­che, auf die Tankentlüftung zurückzuführende Kraft­stoffluftgemischmenge mögliche Erhöhung der Abgas­emission zu verhindern oder kleinzuhalten, indem die Tankentlüftung nur bei bestimmten Betriebszuständen der Brennkraftmaschine zugelassen wird (s. Bosch "Motronic"- Technische Beschriebung C5/1 vom August 1981; DE-OS 28 29 958).

[0005] Der den Aktivkohlefilter enthaltende Zwischenspeicher­behälter ist in der Lage, Kraftstoffdämpfe bis zu einer bestimmten Maximalmenge zu speichern, wobei eine Spülung des Filters während des Motorbetriebes durch den von der Brennkraftmaschine entwickelten Unterdruck im Ansaugtrakt erfolgt, wozu das Filter eine Öffnung zur Außenluft besitzt. Notwendigerweise ergibt sich daher auch dann, wenn man nur bei bestimmten Betriebsbedingungen die Spülung des Zwischenspeichers zuläßt, ein zusätzliches, auf diese Tankentlüftung zu­rückzuführendes Kraftstoffluftgemisch, welches als nicht gemessenes oder mit sinnvollem Aufwand nicht meßbares Gemisch das normalerweise mit hohem Berechnungsaufwand sehr exakt erstellt Kraftstoffzumeßsignal - bei einer Kraftstoffeinspritzanlage die Dauer des Einspritzsteuer­befehls t_i - und die sich hierdurch ergebende, der Brenn­kraftmaschine zugeführte Kraftstoffmenge verfälscht. Eine solche, insbesondere auch das Fahrverhalten unter bestimmten Bedingungen beeinflussende zusätzliche Kraft­stoffmenge, die in den Extremfällen als Tankentlüftungs­gemisch auch aus nahezu 100 % Luft oder 100 % Kraft­stoffdampf bestehen kann, ist auch dann nicht akzeptier­bar, wenn man den Einfluß dieser Störgröße durch pneu­matische Stellglieder unmittelbar auf den von der Brenn­kraftmaschine entwickelten Saugrohrdruck bezieht oder die Zuführung des Tankentlüftungs-Gemisches durch eine elektronische Ein/Aus-Steuerung für besonders empfind­liche Betriebszustände, etwa Leerlauf, völlig aus­schließt.

[0006] Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zu schaffen, die das in seinen Verhältnis­anteilen bzw. seinen Mengen nicht vorgebbare Tankentlüf­tungs-Gemisch in einer solchen Weise dem Ansaugtrakt der jeweiligen Brennkraftmaschine zuführt, daß sich einerseits eine wirksame Entlüftung des Zwischen­speichers, andererseits aber kein störender Einfluß auf die unter der Führung einer λ-Regelung arbeitende Kraftstoffdosierung für die Brennkraftmaschine ergibt.

Vorteile der Erfindung

[0007] Die Erfindung löst diese Aufgabe mit den kennzeichnen­den Merkmalen des Anspruchs 1 und hat den Vorteil, daß trotz des Umstandes, daß das Ausmaß des Tank­entlüftungseinflusses sich einer rechnerischen Vor­hersage entzieht, dennoch sowohl die eigentliche Kraftstoffdosierung auf den Tankentlüftungseinfluß ab­gestimmt werden kann als auch Maßnahmen getroffen wer­den, um bei den sogenannten adaptiv lernenden Syste­men (adaptive Vorsteuerungssysteme) dafür zu sorgen, daß durch die nicht vermeidbaren, längerfristigen Ab­weichungen des Reglerausgangs bei Vorliegen einer Tankentlüftung, die insofern nur auf diesen zusätzli­chen Einfluß zurückzuführen sind, an sich ungewollte Vorsteuer-Korrekturen nicht eingeführt werden, wodurch das Adaptionsverhalten insgesamt nachhaltig gestört wer­den würde.

[0008] Auf diese Weise gelingt es, auch den Tankentlüftungs­bereich adaptiv vorzusteuern, wobei bei Start, Schub­abschaltung und bei inaktiver Lambda-Regelung auf einen Minimalwert gesetzt wird; ferner ist es möglich, eine Grenzwertregelung um den Grenzwert eines minimal zulässigen Adaptionswertes der Tankentlüftung einzu­führen.

[0009] Grundsätzlich verursacht die durch die Tankentlüftung hervorgerufene Abweichung des Regelfaktors vom Soll­wert ein Weglaufen eines Korrekturwerts, der im vor­ liegenden Fall allerdings mit Vorteil so in der Be­rechnung des normalen Einspritzsignals, hier bezogen auf eine Kraftstoffeinspritzanlage, berücksichtigt wird, daß unabhängig von Last und Drehzahl eine kon­stante Kraftstoff- bzw. Luftmenge kompensiert wird. Auf diese Weise ist es möglich, den Einfluß der Tank­entlüftung auf die Lambda-Regelung und die dazu ge­hörige Adaption der Vorsteuerung des Kraftstoffeinspritz­signals auszuschalten. Bei Veränderung in der Tankent­lüftungs-Gemischzusammensetzung und bei Lastwechsel läßt sich daher eine Beeinträchtigung des Fahrver­haltens vermeiden.

[0010] Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maß­nahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Ver­besserungen der im Hauptanspruch angegebenen Vor­richtung möglich. Hier ist vorteilhaft, daß das Tank­entlüftungsventil in der Tankentlüftungsleitung zwi­schen Filter und Saugtrakt von einem zugeordneten Steuergerät periodisch angesteuert wird, wobei die Pe­riode sich aus dem Wechsel zwischen Öffnen und Schlie­ßen des Ventils ergibt und durch eine Variation die­ses Verhältnisses Öffnungsdauer zu Schließdauer (was dem Tastverhältnis der Tankentlüftungsansteuerung ent­spricht) eine entsprechende Verstellung der Tankent­lüftung-Gemischmenge erzielt werden kann. Auf diese Weise kann über einen weiten Bereich in Abhängigkeit zum Lambda-Regelfaktor auch die Tankentlüftung im Sinne einer Regelung in das Gesamtverhalten der Brennkraftmaschine einbezogen und realisiert werden.

Zeichnung

[0011] Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeich­nung dargestellt und werden in der nachfolgenden Be­schreibung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 stark schematisiert das Grundprinzip der Tank­entlüftung mit Tankentlüftungsventil mit kon­tinuierlich änderbarem Öffnungsquerschnitt und elektronischem Steuergerät,

Fig. 2 ein Blockschaltbild einer adaptiven Tankent­lüftungsregelung mit möglicher Einflußnahme auf die vom Kraftstoffdosiersystem der Brenn­kraftmaschine zugeführten Kraftstoffmenge,

Fig. 3 Kurvenverläufe über der Zeit des Tankentlüf­tungsverlaufs, des Tastverhältnisses der An­steuerimpulsfolge, der adaptiven Vorsteuerung bei Tankentlüftung und des Lambda-Regelfaktors und

Fig. 4 den Bereich der Tankentlüftungsadaption im Lastdrehzahldiagramm.

Beschreibung der Ausführungsbeispiele

[0012] In Fig. 1 ist ein Kraftstoffbehälter oder Tank 10 ge­zeigt, der ausschließlich über ein in einem Zwischen­speicherbehälter 11 befindliches Aktivkohlefilter be- ­und entlüftet wird, wobei der aus dem Tank verdampfende Kraftstoff bis zu einer begrenzten Maximalmenge im Ak­tivkohlefilter gespeichert wird. Dieser gespeicherte Kraftstoff wird dann die laufender Brennkraftmaschine - in Fig. 1 ist lediglich der Ansaugbereich 12 mit Drosselklappe 12a dargestellt - in den Motor abgesaugt.

[0013] Die Zumessung des aus dem Bereich der Tankentlüftung abgesaugten Kraftstoffs oder des dort gebildeten, in seinen Verhältnisanteilen nicht bestimmbaren Kraft­stoffluftgemisches erfolgt über ein spezielles Tank­entlüftungsventil 13 so, daß in allen Betriebszustän­den des Systems keine Beeinträchtigung von Fahrver­halten und Abgasverhalten und keine Beeinträchtigung der an der Kraftstoffzumessung beteiligten Regel­kreise und adaptiver Systeme auftritt.

[0014] Die Ansteuerung des Tankentlüftungsventils 13 er­folgt auf dessen Magnetteil 13a von einer Steuerung Tank­entlüftung (TE) 34, wobei diese eine Ansteuerimpuls­folge mit veränderbarem Tastverhältnis TV ausgibt, wodurch sich eine geeignete Variation des Öffnungs­querschnitts des Tankentlüftungssystems 13 ein­stellen läßt. Dabei kann die Kennlinie des Tank­entlüftungsventils 13 zwischen Minimaldurchsatz Qmin und Qmax über dem Tastverhältnis angenähert linear, gegebenenfalls auch exponentiell verlaufen, was in die Bereichnung einbezogen werden kann.

[0015] Die folgenden Angaben beziehen sich auf speziell nu­merische Daten eines geeigneten Tankentlüftungsven­tils mit in Abhängigkeit zum Tastverhältnis der An­steuerimpulsfolge kontinuierlich veränderbarem Durch­laßquerschnitt.

[0016] Mit Vorteil basiert das Tankentlüftungsventil auf dem Hubmagnetprinzip, welches im stromlosen Zustand offen ist und einer geeigneten Taktfrequenz-Impuls­folge von 10 Hz angesteuert wird. Hierbei ergibt sich dann bei einem Druckunterschied Δp = 20 mbar ein Maxi­ maldurchsatz von 2<Q≦4 m³/h und ein Minimaldurchsatz beim gleichen Druckunterschied von 0<Q≦0,1 m³/h, wo­bei bei diesem bevorzugten Ausführungsbeispiel die über das Tastverhältnis herstellbare Variation zwischen Qmin und Qmax im Verhältnis 1:20 liegen kann.

[0017] In diesem Zusammenhang wird darauf hingewiesen, daß die nachfolgenden Ausführungen sich im wesentlichen auf die Anwendung der Tankentlüftung auf eine Kraft­stoffeinspritzanlage beziehen, so daß im folgenden für die Einspritzung gebräuchliche Bezeichnungen verwen­det werden. Hierdurch wird die Erfindung jedoch nicht auf die Zuordnung zu einer Kraftstoffeinspritzanlage eingeschränkt, sondern umfaßt Anwendungsmöglich­keit bei beliebigen Kraftstoffzumeßeinrichtungen für Brennkraftmaschinen.

[0018] Die Grundfunktion einer Kraftstoffeinspritzanlage kann daher so verlaufen, daß für die Erstellung des Kraft­stoffzumeßsignals in Verbindung mit einem Lambda-­Regelkreis in einer Multiplizierstufe, ausgehend von dem Ausgangssignal eines dargestellten Last­sensors, beispielsweise eines Luftmengenmessers, und eines Drehzahlgebers ein Lastsignal, nämlich ein Ein­spritzzeitdauersignal t_L erzeugt und einer weiteren, nachgeschalteten Multiplizierstufe, letztlich für die Ansteuerung des oder Einspritzventile, zugeführt wird. Die zweite Multiplizierstufe korrigiert die Ein­spritzzeitdauer mit einem Korrekturfaktor F_R, der als Lambda-Korrekturfaktor hinter einem Vergleicher aus dem von der Lambda-Sonde erzeugten Lambda-Istwert und einem Lambda-Sollwert von einem Lambda-Regler 22 er­zeugt wird, der in Fig. 2 gezeigt ist.

[0019] Der Erfindung gelingt es nun, auch die Tankentlüftung TE ergänzend adaptiv auszubilden, mit anderen Worten, die an der Tankentlüftung beteiligten Komponenten, Schaltmittel, Regel- und Steuerungsabläufe sind so beschaffen, daß das, was die Tankentlüftung an zusätz­lichem Gemisch für die Brennkraftmaschine bringt, bei der eigentlichen Gemischbildung (Grundadaption) wieder abgezogen wird, was sich als besonderer Vorteil bei solchen Gemischaufbereitungssystemen und Kraftstoff­einspritzanlagen ergibt, die selbst über eine adap­tive Vorsteuerung zur Lambda-Regelung verfügen und bei denen daher die Tankentlüftung gewisse Schwie­rigkeiten deshalb bereiten kann, weil diese adaptive Vorsteuerung (Grundadaption) üblicherweise die länger­fristigen Abweichungen des Reglerausgangs (Lambda-­Regler) als Maß für eine Korrektur der Vorsteuerung benutzt - die Erfindung ermöglicht die Beibehaltung der Vorteile einer Adaption der Vorsteuerung in deren Ausdehnung.

[0020] Im Blockschaltbild der Fig. 2 ist daher schematisch und ohne auf spezielle Detaillösungen einzugehen, im oberen Bereich der Lambda-Regelkreis für die Gemisch­aufbereitung, beispielsweise durch eine Kraftstoff­einspritzanlage mit Grundadaption dargestellt und im unteren Teil die Erweiterung dieses Grundprin­zips auf eines adaptive Vorsteuerung der Tankentlüf­tung.

[0021] In Fig. 2 erzeugt der der Istwert-Sollwertvergleichs­stelle 20 für das Ausgangssignal der Lambda-Sonde nachgeschaltete Lambda-Regler 22 den Lambda-Korrek­turfaktor F_R, der zu einer Eingriffsstelle 19 führt, wo, multiplikativ und additiv, vorzugsweise multi­plikativ, eine von anderen Komponenten des Gemisch­aufbereitungssystems, beispielsweise Kraftstoff­einspritzanlage, erzeugte effektiv Einspritzzeit­dauer t_L · π_i · F_i zugeführt ist.

[0022] Ein weiterer Eingriff in die Einspritzzeitdauer erfolgt dann bein 30; dieser Eingriff dient bzw. ist re­präsentativ dargestellt zur Anpassung der Vorsteue­rung (Grundadaption). Hierzu wird das Ausgangssig­nal F_R des Lambda-Reglers 22 über einen Tiefpaß 23 geglättet, also einer Mittelwertbildung unterwor­fen und das geglättete oder Mittelwertsignal F_R des Korrekturfaktors wird nach einer Vergleichsstelle 31 über einen Schalter S3 zum Grundadaptionsblock 32 geführt, der üblicherweise ein Regler ist. In einem nachgeschalteten Multiplizierblock 33 erfolgt noch eine Multiplikation mit einem normierten Drehzahl­wert; auch können nichtdargestellte Speicher vorge­sehen sein, die den Wert der Vorsteuergrundadaption beispielsweise für Zeiträume zwischenspeichern, wäh­rend welcher ein Lambda-Signal, etwa wegen inaktiver Lambda-Sonde, nicht zur Verfügung steht.

[0023] Der Regler 32 für die Grundadaption verstellt seine Ausgangsgröße für den an der Eingriffsstelle 30 sich ergebenden, von ihm herrührenden multiplikativen oder additiven Faktor so lange, bis der Mittelwert der Aus­gangsgröße des Lambda-Reglers 22 dem an der Vergleichs­stelle 31 anliegenden Sollwert, der vorzugsweise den neutralen Wert 1 annimmt, entspricht. Es versteht sich, daß diese Vorsteuerungs-Grundadaption verschiedene Korrekturwerte - drehzahlproportional, drehzahlunabhän­gig, die je nach Lastzustand der Brennkraftmaschine additiv oder multiplikativ korrigierend in die errech­nete Einspritzzeitdauer eingreifen, umfassen kann, was nicht dargestellt ist.

[0024] Die adaptive Vorsteurung der Tankentlüftung, die der Vorsteuerungsadaption der Einspritzzeitdauer zugeord­net ist, umfaßt zunächst eine Logikschaltung oder Ab­laufsteuerungsschaltung, die bei 34 repräsentativ für alle denkbaren Ausführungsformen, auch in software­mäßiger Ausführung, dargestellt ist, sowie einen zugeordneten Block 35 für die TE-Adaption, der alterna­tiv über den schon erwähnten Schalter S3 vom Mittelwert des Lambda-Korrekturfaktors F_R beaufschlagt ist. Daher wird bei diesem Ausführungsbeispiel der Regelfaktor FR benutzt, um auf die Tankentlüftung einzugreifen, wobei eine Adaption natürlich auch auf den Lastwert t_L, beispielsweise additiv, denkbar wäre.

[0025] Ferner gelangen zum Block 35 zur TE-Adaption Angaben vom Block 34 der Ablaufsteuerung TE, hauptsächlich über das Tastverhältnis der Ansteuerimpulsfolge für das Tankentlüftungsventil 13, aktive Lambda-Regelung, übergang auf Vorsteuer-Kennfeld u. dgl. Über einen Grenzwerterfassungsblock 36 ergibt sich vom Ausgang des TE-Adaptionsblocks 35, an welchem ein Wert der adaptiven Vorsteuerung bei Tankentlüftung (ATE) an­liegt, eine Mitteilung darüber, ob dieser Korrektur­faktor ATE (Adaptionswert) einen negativen Schwellwert (ATEmin) oder einen positiven Schwellwert ATEpos er­reicht hat, welche Schwellwerte auch als Fettanschlag­bzw. Mageranschlag bezeichnet werden können. Der Adap­tionswert ATE gelangt über eine Zwischenmultiplizier­stufe 37, an welcher wiederum, damit die beiden Ein­griffswerte der Grundadaption und der TE-Adaption gleichwertig sind, ein normierter Drehzahlwert zuge­führt wird, sowie über einen Schalter S4 zu einer wei­teren Eingriffsstelle 38 im Verlauf der t_i-Aufbereitung, wo multiplikativ oder additiv eingegriffen werden kann.

[0026] Nachgeschaltet ist dann noch eine Multiplizierstufe 39 mit einem Drehzahlwert n, so daß sich an einer Addi­tionsstelle 40 eine Kraftstoff/Zeit-Luftmasse/Zeit-­Gemischangabe ergibt, der dann an der Stelle 41 noch das RE-Gemisch zugeführt wird.

[0027] Dabei kann die das TE-gemischführende Tankentlüftungs­leitung 42 vom Tankenlüftungsventil 13 vor der Dros­selklappe an den Saugtrakt der Brennkraftmaschine ange­schlossen sein, wodurch die Menge des abgesaugten TE-Gemisches bei gleichleibendem Querschnitt des TE-Ventils 13 in etwa konstant bleibt, da der Unter­druck vor der Drosselklappe in etwa konstant ist und die Menge mit der Wurzel des Unterdrucks anwächst. Tatsächlich variiert der Unterdruck etwas über Last und Drehzahl auch vor der Drosselklappe, so daß die Öffnung des TE-Ventils 13 im weiter vorn schon erwähn­ten Kennfeld 16 KFTE = f (n, t_L) etwas korrigiert wer­den muß, um eine konstante Menge Q_TEzu erreichen. Eine konstante Menge ist auch für die adaptive Steue­rung hilfreich, da sie durch einen additiven Korrektur­ wert kompensiert werden kann. Wie erwähnt gelten daher die folgende Gleichungen:
    Δp = p_LUFT - p_DK
    Q_TE = const · TVTE · (Δp)^1/2
Bei einer ebenfalls möglichen Einleitung des TE-Gemi­sches hinter der Drosselklappe - hierauf wird weiter hinten noch anhand einer Tabelle eingegangen - ins Saug­rohr würde der Unterdruck und damit die Menge wesentlich stärker variieren, so daß gerade im Leerlauf, wo die Tankentlüftung besonders störend sein kann, diese TE-­Menge am größten wäre und bei steigender Last, wo sie immer weniger stört, als Spülmenge immer geringer wür­de.

[0028] Unter Zugrundelegung des Blockschaltbilds der Fig. 8 gelten folgende Grundfunktionen.

[0029] Die Abweichung des Lambda-Regelfaktors vom Sollwert F_R = 1 verursacht ein Weglaufen eines Korrekturwertes, der in die Berechnung des Einspritzsignals additiv zur Luftmenge eingerechnet wird, wie weiter vorn er­läutert, so daß unabhängig von Last und Drehzahl eine konstante Kraftstoff- bzw. Luftmenge kompensiert wird (adaptive Vorsteuerung). Entsprechend dem Blockschalt­bild der Fig. 8 ergibt sich dann für
    t_i = (t_L+ATE·n_o/n)·π_iF_i+TVTE
Die Tankentlüftung wird bei Start, bei Schubabschalten und bei inaktiver Lambda-Regelung auch einen Minimal­wert gesetzt; ein definiertes Gemisch soll Start und Wiedereinsetzen nach Schubabschalten ermöglichen.

[0030] Der weitere Ablauf der adaptiven Vorsteuerung bei Tank­entlüftung entsprechend dem Blockschaltbild der Fig. 8 unter Einbeziehung der Angaben aus dem Vorsteuerkenn­feld wird im folgenden anhand der Kurvenverläufe der Fig. 9 "Zeitablauf der Tankentlüftung" genauer erläu­tert: diese Funktionsangaben sind daher Teil der erfin­derischen Gesamtkonzeption für die Tankentlüftung.

[0031] Ist die Lambda-Regelung aktiv, also der Schalter S5 vor dem Lambda-Regler 22 geschlossen, wobei ein ent­sprechendes Signal auch zur Ablaufsteuerung 34 gelangt, dann setzt die TE-Steuerung weich ein und das Tastver­hältnis der Tankentlüftung TVTE wird, wie bei b) in Fig. 9 gezeigt, rampenförmig, jedoch mit Änderungsbe­grenzung 1, von einem vorgegebenen Minimalwert TVTEmin1 ausgehend erhöht. Die Steigung des Tastverhältnisses der Ansteuerimpulsfolge für das TE-Ventil ist dabei so gewählt, daß die weiter unten noch zu erläuternde Vor­steuerung die sich hierduch ergebende Störung im Ge­mischhaushalt der Brenkraftmaschine rechtzeitig kom­pensieren kann.

[0032] Die durch diese Änderung hervorgerufene Abweichung des Lambda-Regelfaktors - vergleiche den Kurvenverlauf bei a), wo zu dem Zeitpunkt der TVTE-Erhöhung von einem Kraftstoffanteil im TE-Gemisch von 100 % (vorausset­zungsgemäß) ausgegangen wird, vom Sollwert F_R = 1 (vergleiche Kurvenverlauf d) bei Fig. 9) in Richtung fett verursacht das Weglaufen des Korrekturwertes, der dann so in die Berechnung des Einspritzsignals einge­rechnet wird, daß unabhängig von Last und Drehzahl eine konstante Kraftstoff- bzw. Luftmenge kompensiert wird, so daß sich die adaptive Vorsteuerung bei Tankenlüf­tung ergibt - s. auch den Verlauf des Adaptionswertes ATE bei c) in Fig. 9, der bis auf einen maximalen nega­tiven Wert ATEmax ansteigt und so, wie weiter vorn im Blockschaltbild der Fig. 8 schon erläutert, als adapti­ve Vorsteuerung bei Tankentlüftung auf die Lambda-Rege­lung einwirkt.

[0033] Das Tastverhältnis wird so lange erhöht, bis der Adap­tionswert ATE einen minimalen negativen Schwellwert ATEmin, der auch als Mageranschlag bezogen auf den Adaptionswert, bezeichnet werden kann, er­reicht hat. Anschließend setzt eine Grenzwertregelung ein. Vorher kann im übrigen das Tastverhältnis TVTE bei t₁ schon einen Vorsteuer-Anschlagwert erreicht ha­ben, der sich aus dem Vorsteuerkennfeld ergeben kann; daher wird das Tastverhältnis bis zum Zeitpunkt t₂, bei welchem der negative Schwellwert ATEmin erreicht ist, nicht mehr verändert. Anschließend, also ab t₂, wird das Tastverhältnis TVTE dekrementiert, bis die erwähnte Schwelle wieder (in positiver Richtung) unterschritten wird. Von da an wird im Tastverhältnis wieder inkremen­tiert, bid die Schwelle wieder in negativer Richtung überschritten wird usw. Auf diese Weise ergibt sich um den negativen Minimalwert (vorgegebener Mageranschlag) eine Dauerschwingung (Grenzwertregelung), wobei die Änderungsbegrenzung in der Verstellung des Tastverhält­nisses wie ein Integral-Anteil (ITE) wirkt, daher er­ gibt sich
    TVTE = KFTE(n,t_L) - ITE(ATEmin)
Im allgemeinen nimmt zunehmender Betriebsdauer der Kraftstoff aus dem Zwischenspeicher ab, so daß bei dieser Grenzwertregelung der Vorsteuerwert aus dem Kenn­feld 16 erreicht wird und daher das Tastverhältnis wäh­rend einer vorgegebenen Zeitdauer, währen welcher der Adaptionswert ATE vom negativen Anschlag in positiver Richtung läuft, konstant bleibt.

[0034] Erreicht der Adaptionswert einen positiven Schwellwert ATEmax (Fettanschlag), dann bedeutet dies, daß das Filter ausreichend gespült ist - die beiden Schwell­wertangaben gelangen über den Schwellwertblock 36 zur Ablaufsteuerung 34 - und das Tastverhältnis wird dann, nämlich ab dem Zeitpunkt t₃ schrittweise auf einen zwei­ten Minimalwert TVTEmin2 gefahren.

[0035] Gleichzeitig und nach Erreichen dieses Minimalwertes ist es dann möglich, die Grundadaption über dem Block 32 (= Adaption ohne TE) durch Umschalten des Schalters S3 für eine vorgegebene (programmierbare) Zeit (in der Größenordnung von einigen Minuten) freizugeben.

[0036] Nach Ablauf dieser Zeit wird das TE-Gemisch überprüft, indem der soeben erläuterte Steuerungsablauf durch den Block 34 mit dem Aufregeln des Tastverhältnisses von vorn beginnt - hierbei ist noch darauf hinzuweisen, daß die Abregelung des Tastverhältnisses mit einer Än­derungsbegrenzung 2 auf den Minimalwert TVTEmin2 er­ folgt, die eine schnellere Veränderung des Tastverhält­nisses auf kleine Durchlaßquerschnitte des Tankentlüf­tungsventils ermöglicht.

[0037] Diese Adaption der Tankentlüftungsvorsteuerung beschränkt sich zweckmäßigerweise auf einen Last-Drehzahl-Bereich, der nut unterhalb Luftmengenschwelle wirksam ist, wie dies in Fig. 10 dargestellt ist, da sie nur in diesem Bereich genau genug zu berechnen ist. Im übrigen wird der adaptierte Wert ATE zweckmäßigerweise nur bei laufendem Motor in einem nicht erwähnten, dem Block 35 der TE-­Adaption zugeordneten Speicher gespeichert - zur Anwendung etwa bei zwischenzeitlich inaktiver λ-Sonde-, bei Ab­stellen des Motors wieder gelöscht.

[0038] Oberhalb des in Fig. 10 angegebenen Bereichs wird die TE-­Vorsteuerungsadaption unterbrochen, und der letzte adaptier­te Wert ATE wird in dem nicht dargestellten, dem Block 35 zugeordneten Speicher zwischengespeichert. Oberhalb des Wirksamkeitsbereichs der TE-Vorsteuerungsadaption ent­sprechend Fig. 10 kann über das Kennfeld KFTE so viel Tankentlüftungsgemisch ausgegeben werden, daß der Ein­fluß auf die Lambda-Regelung vernachlässigt werden kann (die TE-Menge ist proportional zur Luftmenge), so daß in diesem Teilbereich Grundadaption auch während der Tankentlüftung wirksam sein kann - mit anderen Worten, der Schalter S3 ist in diesem Fall auf den Block 32 ge­schaltet, was ebenfalls von der Ablaufsteuerung 34 durch Auswertung entsprechender Last- und Drehzahlangaben er­folgen kann.

[0039] Die auf der nächsten Seite 25 angegebene Ablaufsteuerung für die Ansteuerung des Tankentlüftungsventils in Form eines Flußdiagramms gibt die Funktion der Ablaufsteuerung 34 in Software-Begriffen an. Es versteht sich daher, daß, obwohl die Erfindung zum besseren Ver­

ständnis anhand eines Blockschaltbilds unter Verwendung von Einzelkomponenten erläutert wurde, auch eine soft­waremäßige Ausführung der erfindungsgemäßen Einrichtung mittels eines Mikrorechners oder Mikrocomputers ohne weiteres innerhalb des erfindungsgemäßen Rahmens liegt und durchgeführt werden kann; eine solche Ausführungs­form stellt für den Fachmann auf dem Gebiet der Kraft­stoffzumessung bei Brennkraftmaschinen kein Problem dar, da er notfalls auch Fachleute auf dem Gebiet der Daten­verarbeitungstechnik heranziehen kann.

[0040] Folgende Varianten der Vorsteuerung der Tankentlüftung seien noch erwähnt und sind im übrigen in der auf Seite 30 in Form einer Tabelle übersichtlich zusammen­gefaßt.

1. Zur Erzielung einer konstanten TE-Menge pro Zeit (Variante 1.1) wird die Tankentlüftungsleitung vor der Drosselklappe dem Ansauggtrakt zugefüht, wie weiter vorn schon er­läutert. Da in diesem Fall die Menge des abgesaugten TE-Gemisches bei gleichbleibendem Querschnitt des Tankentlüftungsventils in etwa konstant ist, braucht dieses, um die weiter vorn erwähnten Funktionen und Werte zu realisieren, nur eine vergleichsweise kleine Variationsfähigkeit aufzuweisen, zur Einhaltung der Minimal- und Maximalwerte, die bei etwa 1:20 liegt.
Die weiteren Alternativen der Vorsteuerung sind nach den verschiedenen Bewertungskriterien in Form der weiter vorn schon erwähnten tabellenartigen Ent­scheidungsmatrix zusammengefaßt (S. 24).

2. Um einen konstanten relativen TE-Fehler zu erzielen(Var. 1.2), wird auch hier die Tankentlüftung vor der Drossel­klappe eingeleitet. Das Kennfeld wird so ausgelegt, daß die TE-Menge proportional zur Luftmenge ist (bis zu einer bestimmten maximalen Luftmenge, ca. das 10fache der Leerlaufmenge). Dann ist der relative Fehler in diesem Last- und Drehzahlbereich konstant. Allerdings ist die Spülmenge im Leerlaufgebiet rela­tiv klein; mit:
      KFTE ∼ (Δp)^-1/2·Q_L Variation 1:8
folgt:
      Q_TE = const·Q_L

3. Zur Erzielung einer konstanten TE-Menge pro Umdrehung (Var. 2.1) müßte die Einleitung der Tankentlüftung hinter die Drosselklappe im Saugrohr erfolgen, wobei jedoch der Unterdruck wesentlich stärker variieren würde. Bei steigendem Unterdruck ist dann die Strömung nicht mehr laminar, sondern auf jeden Fall turbulent, bis zum Erreichen des kritischen, Druckverhältnisses, bei dem die Strömung die Schallgeschwindigkeit erreicht; bei überkritischem Druckverhältnis ist dann die Menge konstant. Die Berechnung hierfür ist komplex, und die folgenden Angaben stellen lediglich eine grobe Ab­schätzung dar, die auf der Annahme beruhen, daß die Gleichung nach Bernoulli gilt.
Dabei muß einerseits das TE-Ventil eine wesentlich größere Variation bewältigen, um die obengenannten Minimal- und Maximalmengen einzuhalten, und zwar eine Variation von 1:110; wegen Q_TEmin/max = 1/20; Δp_min/max = 30/900.
Andererseits müßte, um zu erreichen, daß der Fehler durch die Tankentlüftung pro Umdrehung konstant ist, das Tankentlüftungskennfeld eine größere Variation aufweisen, was für eine additive Adaption - hier addi­tiv auf t_L) hilfreich ist.
Es gilt dann näherungsweise:
      Q_TE = const·KFTE(Δp)^1/2
      Δp = p_LUFT - p_SAUG
      30 < Δp < 900 mbar
mit KFTE ∼ (Δp)^-1/2/n Variation 1:22 (bei Variation Drehzahl 1:4
folgt: Q_TE = const/n → Δt_L = const

4. Zur Erzielung eines konstanten Vorsteuerwerts (Variante 2.2)erfolgt die Einleitung der Tankentlüftung ebenfalls im Saug­rohr, also hinter der Drosselklappe, wobei bei der einfachsten Vorsteuerung, einem Festwert anstelle des Kennfeldes, Unterdruck und damit die Menge viel stärker variieren würden, so daß gerade im Leerlauf- ­und Anfahrt-Bereich, wo die Tankentlüftung besonders stört, die Tankentlüftungsmenge am größten wäre, und bei steigender Last, wo die Tankentlüftung immer we­ niger stört, die Spülmenge immer geringer würde, wie es aus dem seitherigen System bekannt ist. Der Fehler wäre in einem luftmengenmessenden System von ver­schiedenen Größen wie Last (aus Luftmenge) und Dreh­zahl abhängig; eine Adaption daher besonders aufwen­dig, wobei näherungsweise gilt:
      Q_TE = const·(Δp)^1/2
Dabei sind die Varianten 1.1 und 1.2 für Systeme ge­eignet, die einen näherungsweise konstanten Druckab­fall vor der Drosselklappe erzeugen (Luftmengenmesser mit Stauklappe). Systeme mit vor allem im Leerlauf sehr kleinem Druckabfall (HLM, Alpha/n, P/n) sind nur mit Variante 2.1 abzudecken. Wenn diese Variante 2.1 der Vorsteuerung der TE gewählt werden muß (additiv auf t_L), sind entsprechende Maßnahmen einzusetzen. Die Ein­rechnung der TE-Adaption erfolgt dann additiv auf t_L, der Adaptionsbereich ist dann durch eine t_L-Schwelle nach oben zu begrenzen.

[0041] Alle in der Beschreibung, den nachfolgenden Ansprüchen und der Zeichnung dargestellten Merkmale können sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination miteinander erfindungs­wesentlich sein.

Ansprüche

1. Vorrichtung zur Entlüftung von Kraftstofftanks bei Brennkraftmaschinen o. dgl., mit einem sich bildende Kraftstoffdämpfe aufnehmenden Zwischenspeicher, ins­besondere Aktivkohle-Filterbehälter, und Mitteln zur gesteuerten Abgabe des Tankentlüftungsgemisches (TE-­Gemisch) zur Brennkraftmaschine in Abhängigkeit zur ausgewählten, mindestens das Ausgangssignal einer λ-Sonde umfassenden Betriebsbedingungen durch kon­tinuierliche Veränderung des Durchlaßöffnungsquer­schnitts eines zwischen dem Zwischenspeicher und der Brennkraftmaschine geschalteten elektrisch gesteuer­ten Tankentlüftungsventils, dadurch gekennzeichnet, daß die λ-Sondensignal-abhängige Regelung der Tank­entlüftung dadurch erfolgt, daß adaptiv der berech­nete Wert der der Brennkraftmaschine zuzuführenden Kraftstoffmenge beeinflußt wird.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die adaptive Tankentlüftung durch Beeinflussung des berechneten Wertes der Kraftstoffmenge ferner von der Last (t_L) und/oder Drehzahl (n) der Brenn­kraftmaschine im Sinne einer Beschränkung auf einen vorgegebenen Last-Drehzahl-Bereich abhängig ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich­net, daß die Adaption multiplikativ oder additiv pro Zeit auf Luftmenge (Q_L) erfolgt oder additiv auf Ein­spritzmenge/Hub bzw. auf Lastsignal (t_L).

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekenn­zeichnet, daß bei bestimmten Werten von Luftmengen­durchsatz und Drehzahl das gemittelte Ausgangssignal als λ-Regelfaktor F_R des λ-Reglers (22) zwischen einem Grundadaptionsblock (32) für die adaptive Korrektur­beeinflussung der errechneten Kraftstoffmenge und einem Tankentlüftungs-Adaptionsblock (35) für die Herausgabe eines Adaptionswertes (ATE) der Tankent­lüftung umschaltbar ist, so daß Grundadaption durch die Tankentlüftung unbeeinflußt bleibt.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß eine Ablaufsteuerschaltung (34) für die adaptive Vorsteuerung bei Tankentlüftung vorgesehen ist, die auch den Tankentlüftungs-Adaptionsblock (35) ansteuert, von dem ausgehend der Vorsteueradaptionswert (ATE) in den Berechnungsablauf für die der Brennkraftma­schine zuzuführende Kraftstoffmenge eingreift, so daß unabhängig von Last und Drehzahl eine konstante Kraftstoff- bzw. Luftmenge pro Zeit kompensiert ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß ein bei vorgegebenen Maximal- und Minimalwerten (ATE_max, ATE_min) des adaptiven Vorsteuerkorrektur­wertes bei Tankentflüftung (ATE) ansprechender und die Ablaufsteuerschaltung (34) im Sinne einer entspre­chend gerichteten Veränderung des Tastverhältnisses (TVTE) ansteuernder Grenzwerterfassungsblock (36) vorgesehen ist.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4, 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß bei aktiver λ-Regelung das Tastverhältnis (TVTE) der Ansteuerimpulsfolge für das Tankentlüftungsventil (13) rampenförmig mit vorgegebener erster Änderungsbegrenzung von einem Minimalwert (TVTE_min1) ausgehend erhöht wird, bis zum Erreichen eines negativen maximalen Schwellwerts (ATE_min-Mageranschlag) des Adaptionswerts (ATE) mit sich hieraus ergebender Reduzierung des Tastver­hältnisses der Ansteuerimpulsfolge bis zur Unter­schreitung des Schwellwerts und sich daran anschlie­ßender allmählicher Erhöhung zur Bildung einer Dauer­schwingung um den negativen minimalen Schwellwert (ATE_min) - Grenzwertregelung.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß bei durchlaufendem Anstieg des Adaptionswerts (ATE) vom negativen Anschlag in positiver Richtung das Tastverhältnis (TVTE) der Ansteuerimpulsfolge auf einem vorgegebenen, vorzugsweise aus dem Vor­steuerkennfeld (16) stammenden Wert konstant gehalten und bei Erreichen eines positiven maximalen Anschlags­werts (ATE_max) eine Änderung des Tastverhältnisses, vor­zugsweise mit zweiter steilerer Änderungsbegrenzung, eingeleitet wird, mit gleichzeitiger Freigabe der Grundadaption im λ-Regelkreis der Kraftstoffmengenbe­rechnung, insbesondere Einspritzsignalberechnung.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß nach Freigabe der einer Adaption ohne Tankent­lüftung entsprechenden Grundadaption für eine fest vorgegebene, programmierbare Zeit eine erneute Überprü­fung des Tankentlüftungsgemisches durch Aufregelung des Tastverhältnisses erfolgt.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5-9, dadurch gekennzeichnet, daß die Tankentlüftungs-Vorsteue­rungsadaption auf einen vorgegebenen, unterhalb einer bestimmten Luftmengendurchsatzgrenze und unterhalb einer bestimmten Drehzahlgrenze wirksamen Last-­Drehzahlbereich beschränkt ist und overhalb dieses Bereichs bei Unterbrechung der Tankentlüftungs-­Vorsteuerungsadaption und Freigabe der Grundadaption für die Kraftstoffmengenbereichnung die Bestimmung des Tastverhältnisses für die Freigabe des Tankent­lüftungsgemisches über das gespeicherte Kennfeld in Abhängigkeit zur Drehzahl und Last erfolgt.

11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeich­net, daß beim Übergang aus dem Bereich der Tankent­lüftungs-Vorsteuerungsadaption in den gesteuerten Kennfeldbereich der Tankentlüftungsgemischzugabe eine Zwischenspeicherung des letzten Adaptionswertes (ATE) erfolgt, mit welchem die adaptierte Tankentlüftungs­vorsteuerung nach Rückkehr in den Adaptionsbereich einsetzt.

12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7-11, dadurch gekennzeichnet, daß die TE-Menge proportional zur Luftmenfe gebildet wird und die Adaption multipli­ kativ wirkt.

13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7-11, dadurch gekennzeichnet, daß die TE-Menge unabhängig von der Drehzahl additiv pro Hub gebildet wird und die Adaption additiv auf das berechnete Vorsteuer-Einspritzsignal (t_L) wirkt.

14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Bereich der Adaption nach oben durch eine t_L-Schwelle begrenzt wird (Fig. 10).

Zeichnung