Anordnung und Verfahren zur Fehlererkennung bei einem Tankentlüftungssystem

Abstract

 Mit dem vorliegenden Tankentlüftungssystem, bestehend aus einem Kraftstofftank (1), einem Aktivkohlefilter (2), einem Steuergerät (4), einer Lambda-Sonde (521), einem Tankentlüftungsventil (3) und einem Strömungssensor (7), können Fehler an den Verbindungsleitungen und dem Entlüftungsventil sofort erkannt werden. Zum Erkennen des Fehlers sind Mittel vorgesehen, die die ankommenden Signale von der Lambda-Sonde und dem Strömungssensor mit den ausgehenden Steuersignalen für das Tankentlüftungsventil auf unplausiblen Verlauf untersuchen. Bei erkanntem Fehler wird das Fehlersignal gespeichert. Als Strömungssensor wird vorzugsweise ein kerami­scher Kaltleiter verwendet.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren gemäß dem Oberbe­griff des Schutzanspruches 1.

[0002] Bei bekannten Tankentlüftungssystemen werden die im Kraftstoff­tank entstehenden Kraftstoffdämpfe in einem Aktivkohlefilter gespeichert und in zeitlichen Abständen nach Öffnen eines Entlüftungsventils dem Brennraum des Motors zugeführt.

[0003] Bei den bekannten Tankentlüftungssystemen können nun Fehler an den Verbindungsleitungen und dem Entlüftungsventil auftreten, ohne daß jeder Fehler sofort erkannt wird. Die Verbindungs­leitungen können dabei verstopft oder undicht sein, das Entlüf­tungsventil kann nicht mehr öffnen oder schließen. Das hat zur Folge, daß bis zur zufälligen Entdeckung der Fehler, das Tank­entlüftungssystem nicht richtig arbeitet und Kraftstoffdämpfe in die Atmosphäre entweichen.

[0004] Es ist daher eine Aufgabe der Erfindung ein Tankentlüftungs­system zu schaffen, bei welchem Fehler im System möglichst un­verzüglich erkannt werden.

[0005] Diese Aufgabe wird durch die im Kennzeichen des Anspruches 1 genannten Merkmale gelöst.

[0006] Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.

[0007] Nachfolgend wird die Erfindung anhand der Bezugszeichen/Be­griffsliste und einer Figur näher erläutert.

[0008] Die Figur zeigt in schematischer Darstellung die Elemente des Tankentlüftungssystems. Die im Tank 1 entstehenden Kraftstoff­ dämpfe werden über eine Anschlußleitung 11 in den Aktivkohle­filter 2 geleitet. Aus dem Aktivkohlefilter 2 führt eine Ver­bindungsleitung 21 über ein Tankentlüftungsventil 3 zum Ansaug­trakt 51 der Brennkraftmaschine 5. Das Tankentlüftungsventil 3 ist durch ein Steuersignal elektrisch betätigbar und wird von dem Steuergerät 4 angesteuert. Zwischen Aktivkohlefilter 2 und Tankentlüftungsventil 3 sitzt ein Strömungssensor 7, der bei einer Gasströmung in der Verbindungsleitung 21 ein Strömungsi­gnal an das Steuergerät 4 abgibt. Im Abgastrakt 52 sitzt eine Lambda-Sonde 521, die ein Sondensignal an das Steuergerät 4 liefert.

[0009] Nachfolgend wird das ordnungsgemäße Funktionieren der Tankent­lüftung beschrieben. Der im Kraftstofftank 1 befindliche Kraft­stoff 12 verdampft und wird über die Anschlußleitung 11 in den Filtereinsatz 23 des Aktivkohlefilters 2 geleitet. Der Fil­tereinsatz 23 hat eine begrenzte Aufnahmekapazität und muß da­her in gewissen zeitlichen Abständen mit Spülluft 6 entleert werden. Dazu wird das Tankentlüftungsventil 3 durch das Steuer­gerät 4 geöffnet. Der im Ansaugtrakt 51 der Brennkraftmaschine 5 herrschende Unterdruck setzt sich über die Verbindungsleitung 21, das Tankentlüftungsventil 3 und ein Überdruckventil 211 in den Aktivkohlefilter 2 fort. Der im Aktivkohlefilter 2 herr­schende Unterdruck bewirkt, daß Spülluft 6 über die Luftein­trittsöffnung 22 in den Aktivkohlefilter 2 gelangt und den Filtereinsatz 23 durchströmt. Dabei werden die im Filtereinsatz 23 gebundenen Kraftstoffdämpfe abgegeben und gelangen bis in den Ansaugtrakt 51 der Brennkraftmaschine 5. Der Strömungssen­sor 7 detektiert, ob Gas aus dem Aktivkohlefilter 2 ausströmt. Das Überdruckventil 211 verhindert dabei, daß die im dynami­schen Betrieb der Brennkraftmaschine 5 auftretenden Drucküber­höhungen im Ansaugtrakt 51 - dem Fachmann als Pulsationen bzw. Resonanzen bekannt - bis in den Aktivkohlefilter 2 gelangen.

[0010] Für den Fall, daß die Anschlußleitung 11 undicht ist, gelangen an der undichten Stelle Kraftstoffdämpfe in die Außenluft. Ist die Anschlußleitung 11 hingegen verstopft, so gelangen die Kraftstoffdämpfe durch das Überdruckventil 13 des Kraftstoff­tanks 1 an die Außenluft. Bei einer Störung in oder an der An­schlußleitung 11 gelangt somit kein Kraftstoffdampf in den Ak­tivkohlefilter 2. Wird nun durch Betätigung des Tankentlüftungs­ventils 3 der Aktivkohlefilter 2 gespült, so enthält die dem An­saugtrakt 51 zugeführte Luft keine Kraftstoffanteile. Bei norma­lem Funktionieren der Tankentlüftung würden aber Kraftstoffan­teile dem Motor zugeführt werden, was sich in einem Ändern des von der Lambda-Sonde 521 an das Steuergerät 4 gelieferten Son­densignals bemerkbar machen würde. Den vorliegenden Fehlerfall erkennt daher das Steuergerät 4 daran, daß bei geöffnetem Tankentlüftungsventil 3 keine Änderung der von der Lambda-Sonde 521 gelieferten Werte erfolgt. Es kann dabei der Fall auftre­ten, daß nach Betätigung des Tankentlüftungsventils 3 das dem Ansaugtrakt 51 zugeführte Gemisch zufällig exakt die gleiche Verteilung von Luft und Kraftstoffanteilen besitzt, wie das von einer hier nicht gezeigten Gemischbildungseinrichtung an die Brennkraftmaschine gelieferte Gemisch. Es wird sich dann zwar im ersten Moment keine Änderung der Sondensignale ergeben, aber mit fortgesetzter Spülung des Filtereinsatzes 23 verändert sich das Verhältnis zwischen Luft und Kraftstoffanteilen, was sich dann in einer Änderung der Sondensignale bemerkbar macht.

[0011] Wenn das Teilstück 212 der Verbindungsleitung 21 zwischen Aktiv­kohlefilter und Tankentlüftungsventil 3 verstopft oder undicht ist, wirkt kein Unterdruck mehr am Aktivkohlefilter 2. Der Strömungssensor 9 detektiert daher keine Strömung mehr. Das Steuergerät 4 erkennt an der logischen Verknüpfung "Tankentlüf­tungsventil geöffnet - Strömungssensor 7 liefert kein Signal", daß ein Fehler vorliegt.

[0012] Am Tankentlüftungsventil 3 können zwei Arten von Defekten auf­treten: Das Tankentlüftungsventil 3 öffnet nicht - Fehler (A) - oder schließt nicht - Fehler (B).

[0013] Bei Nichtöffnen des Tankentlüftungsventils 3 detektiert der Strömungssensor 7 keinen Luftstrom. Aus der logischen Verknüp­fung "Tankentlüftungsventil 3 geöffnet - kein Strömungssignal von Strömungssensor 7˝ wird ein Fehler erkannt. Bei Nichtschlie­ßen des Tankentlüftungsventils 3 wird aus der logischen Ver­knüpfung "Tankentlüftungsventil geschlossen -Strömungssensor 7 gibt Signal ab" - ein Fehler erkannt.

[0014] Bei einem Fehler im Teilstück 213 der Verbindungsleitung 21 zwi­schen Ventil 3 und Ansaugtrakt 51 verhält es sich wie bei einem Fehler im Teil 212 der Verbindungsleitung 21. Auch hier erkennt das Steuergerät 4 aus der logischen Verknüpfung "Tankentlüf­tungsventil geöffnet - Strömungssensor 7 liefert kein Strömungs­signal", daß ein Fehler vorliegt.

[0015] Hinsichtlich des technischen Aufwandes bietet sich an, als Strömungssensor 7 einen thermischen Massenstromsensor zu ver­wenden. Aufgrund des Selbstregelungseffektes bei keramischen Kaltleitern und des damit verbundenen geringen schaltungstech­nischen Aufwandes wird als Strömungssensor 7 vorzugsweise ein keramischer Kaltleiter eingesetzt.

Bezugszeichenliste / Begriffsliste

[0016] 

SL Sondensignal

SG Strömungssignal

SI Steuersignal

1 Kraftstofftank

11 Anschlußleitung

12 Kraftstoff

13 Überdruckventil

2 Aktivkohlefilter

21 Verbindungsleitung

211 Überdruckventil

212 Teilstück

213 Teilstück

22 Lufteintrittsöffnung

23 Filtereinsatz

3 Tankentlüftungsventil

4 Steuergerät

5 Brennkraftmaschine

51 Ansaugtrakt

52 Auspuffssystem

521 Lambda-Sonde

6 Spülluft

7 Strömungssensor

Ansprüche

1. Anordnung zur Fehlererkennung bei einem Tankentlüfungssystem mit einem Kraftstofftank (1), einem Aktivkohlefilter (2), einem Steuergerät (4), einer Lambdasonde (521), die ein Sondensignal (SL) an das Steuergerät (4) abgibt, mit einem Tankentlüftungs­ventil (3), das durch ein Steuersignal (SI) vom Steuergerät (4) betätigbar ist, wobei
- der Aktivkohlefilter (2) einerseits mit dem Kraftstofftank (1) und andererseits über eine durch das Tankentlüftungsven­til (3) sperrbare Verbindungsleitung (21) mit dem Ansaugtrakt einer Brennkraftmaschine (5) verbunden ist,
dadurch gekennzeichnet,
- daß in der Verbindungsleitung (21) ein Strömungssensor (7) angeordnet ist, der bei einer Gasströmung ein Strömungssi­gnal (SG) an das Steuergerät (4) abgibt,
- daß Mittel zum Vergleich des Strömungssignals (SG) oder des Sondersignals (SL) einerseits und dem Steuersignal (SI) andererseits vorgesehen sind, die bei unplausiblem Verlauf dieser Signale ein Fehlersignal abgeben.

2. Anordnung zur Fehlererkennung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß
- bei erkanntem Fehler das Fehlersignal gespeichert wird.

3. Anordnung zur Fehlererkennung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß
- ein Fehlersignal dann abgegeben wird, wenn das Steuergerät (4) ein Steuersignal (SI) zum Öffnen des Entlüftungsventils (3) abgibt, aber vom Strömungssensor (7) kein Strömungssi­gnal (SG) empfängt.

4. Anordnung zur Fehlererkennung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß
- Fehlersignal dann abgegeben wird, wenn das Steuergerät (4) ein Steuersignal (SI) zum Schließen des Entlüftungsventils (3) abgibt, aber vom Strömungssensor (7) ein Strömungssignal (SG) empfängt.

5. Anordnung zur Fehlererkennung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß
- ein Fehlersignal dann abgegeben wird, wenn das Steuergerät (4) ein Steuersignal (SI) zum Öffnen des Entlüftungsventils (3) abgibt, aber von der Lambda-Sonde (521) kein geändertes Sondensignal (SL) geliefert wird.

6. Anordnung zur Fehlererkennung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß
- der Strömungssensor (7) zwischen Aktivkohlefilter (2) und Tankentlüftungsventil (3) angebracht ist.

7. Anordnung zur Fehlererkennung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß
- daß der Strömungssensor (7) ein Thermistor ist.

8. Anordnung zur Fehlererkennung nach Anspruch 7,
dadurch gekennzeichnet, daß
- der Thermistor ein keramischer Kaltleiter ist.

9. Anordnung zur Fehlererkennung nach Anspruch 7,
dadurch gekennzeichnet, daß
- die Anschlußdrähte aus einer Eisen- Nickellegierung bestehen.

10. Anordnung zur Fehlererkennung nach Anspruch 7,
dadurch gekennzeichnet, daß
- dem Thermistor ein Vorwiderstand in Reihe geschaltet ist.

11. Anordnung zur Fehlererkennung nach Anspruch 10,
dadurch gekennzeichnet, daß
- der Vorwiderstnd nicht der Gasströmung ausgesetzt ist.

12. Anordnung zur Fehlererkennung nach Anspruch 10,
dadurch gekennzeichnet, daß
- der Vorwiderstand ein nicht linearer Widerstand ist, dessen Kennlinie die Abhängigkeit des Strömungssignals (S6) von der Umgebungstemperatur kompensiert.

Zeichnung