DE19536646B4

DE19536646B4 - Verfahren zur Erkennung von Betankungsvorgängen an einem Kraftstofftank eines Fahrzeugs

Info

Publication number: DE19536646B4
Application number: DE19536646A
Authority: DE
Inventors: Andreas Dipl.-Ing. Blumenstock (BA)
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1995-09-30
Filing date: 1995-09-30
Publication date: 2004-03-04
Anticipated expiration: 2015-10-01
Also published as: FR2739371B1; IT1284544B1; US6289721B1; JP4021957B2; ITMI961907A1; FR2739371A1; DE19536646A1; JPH09138176A; US6035708A

Abstract

Verfahren zur Erkennung von Betankungsvorgängen an einem Kraftstofftank (KT) eines Fahrzeugs, wobei aufgrund eines für einen Betankungsvorgang charakteristischen Druckverlaufs auf einen Betankungsvorgang geschlossen wird, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erkennung von Betankungsvorgängen bei Fahrzeugen mit einem Diagnosesystem zur Überprüfung der Funktionstüchtigkeit einer Tankentlüftungsanlage, insbesondere während der Überprüfung der Funktionsfähigkeit der Tankentlüftungsanlage durch das Diagnosesystem, eine Druckmessung durchgeführt wird und aufgrund des sich dabei ergebenden Druckverlaufs auf einen Betankungsvorgang geschlossen wird.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erkennung von Betankungsvorgängen an einem Kraftstofftank eines Fahrzeugs nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Betankungsvorgänge müssen in den unterschiedlichsten Bereichen der Technik zuverlässig erkannt werden. So ist es beispielsweise in der chemischen Industrie oder in der Verfahrenstechnik von Bedeutung, Betankungsvorgänge zu erfassen und zu erkennen. Darüber hinaus ist es aber auch in der Fahrzeugtechnik von Vorteil, Betankungsvorgänge zu erkennen. Die Erkennung eines Betankungsvorgangs ist insbesondere im Zusammenhang mit einer Dichtheitsprüfung einer Tankentlüftungsanlage von Bedeutung.

Die kalifornische Umweltbehörde (CARB) fordert nämlich ab dem Jahr 1996 eine Diagnose mit bordeigenen Mitteln (On-Board-Diagnose) zur Überprüfung der Funktionsfähigkeit von Tankentlüftungsanlagen bei Fahrzeugen. Dabei soll insbesondere eine Prüfung auf Dichtheit der Tankentlüftungsanlage vorgenommen werden.

Aus der DE 195 02 832 A1 geht ein Failsafe-System und Verfahren für den Kraftstofftank eines Fahrzeugs hervor, wobei, wenn ein Einfüllverschluß beim Betanken geöffnet ist und der Druck im Kraftstofftank auf einen atmosphärischen Druckpegel absinkt, ein Drucksensor den Druckabfall feststellt und ein zwischen dem Kraftstofftank und einem Behälter angeordnetes Drucksteuerungsventil für eine vorgegebene Zeitdauer automatisch geschlossen wird. Daher strömt, auch wenn ein Fahrzeugführer beim Betanken versehentlich vergißt, den Zündschalter auf AUS zu schalten, kein Kraftstoff aus dem Behälter, wenn der Kraftstofftank gefüllt wird.

Eine Tankentlüftungsanlage für ein Fahrzeug weist generell einen Kraftstofftank und ein Tankentlüftungsventil auf, das mit dem Saugrohr einer Brennkraftmaschine verbunden ist, damit mit Hilfe des Unterdrucks im Saugrohr Kraftstoffdämpfe abgesaugt werden. Dabei wird üblicherweise das über dein Kraftstoff befindliche Volumen im Tank über ein zwischen dein Tank und dem Tankentlüftungsventil angeordnetes Adsorptionsfilter, zumeist ein Aktivkohlefilter, abgesaugt. Dieses Aktivkohlefilter adsorbiert Kraftstoff in denjenigen Zeiträumen, in denen kein Absaugen vom Saugrohr her erfolgt, z.B. beim Stillstand der Brennkraftmaschine oder dann, wenn aufgrund des aktuellen Betriebszustandes des Tankentluftungsventils geschlossen gehalten wird.

So ist beispielsweise aus der DE 40 03 751 A1 eine Tankentlüftungsanlage für ein Kraftfahrzeug mit einem Kraftstofftank, mit einem Adsorptionsfilter, das mit dem Kraftstofftank über eine Filterleitung verbunden ist und das eine Belüftungsleitung aufweist, und mit einem Tankentlüftungsventil, das über eine Ventilleitung das Adsorptionsfilter mit dem Saugrohr der Brennkraftmaschine verbindet, bekannt, bei der in der Belüftungsleitung des Adsorptionsfilters ein steuerbares Absperrventil angeordnet ist. Hierdurch wird ermöglicht, daß die Belüftungsleitung des Adsorptionsfilters gesteuert absperrbar ist.

Dies ermöglicht die Durchführung eines Verfahrens zum Überprüfen der Funktionstüchtigkeit der Anlage dadurch, daß die Belüftungsleitung des Adsorptionsfilters der Anlage abgesperrt wird, das Tankentlüftungsventil der Anlage geöffnet wird, und gemessen wird, ob sich im Tank ein Unterdruck aufbaut und, falls dies der Fall ist, hindurch auf die Funktionstüchtigkeit der Anlage geschlossen wird.

Dieses Verfahren erlaubt somit die Überprüfung der Dichtheit der Tankentlüftungsanlagen im wesentlichen durch die Messung der Druckdifferenz zwischen dem im Tank herrschenden Druck und dem Umgebungsdruck. Dabei wird die Anlage als dicht betrachtet, wenn sich ein Unterdruck in der Tankentlüftungsanlage über einen gewissen vorgegebenen Zeitraum hält. Wird jedoch festgestellt, daß der Unterdruck erst gar nicht aufgebaut oder aber sehr schnell abgebaut wird, so wird auf das Vorliegen eines Lecks in der Tankentlüftungsanlage geschlossen, eine Fehlermeldung an den Fahrer des Kraftfahrzeugs ausgegeben und diese Fehlermeldung in einem Speicher gespeichert. Die Überprüfung der Funktionsfähigkeit der Tankentlüftungsanlage findet bei diesem Verfahren im Leerlauf und bei stehendem Fahrzeug statt.

Dieses Verfahren zur Überprüfung der Funktionstüchtigkeit der Tankentlüftungsanlage funktioniert zufriedenstellend bei einem ordnungsgemäßen Betrieb des Fahrzeugs.

Es kommt jedoch immer wieder vor, daß Fahrzeuge verbotenerweise bei laufendem Motor betankt werden, beispielsweise um den Betrieb der Klimaanlage in heißen Ländern oder den Betrieb der Heizung in sehr kalten Ländern beim Betanken nicht zu unterbrechen. Wenn nun beim Betanken des Fahrzeugs bei nicht abgestelltem Motor, d.h. im Leerlauf des Fahrzeugs eine Diagnose zur Überprüfung der Funktionstüchtigkeit der Tankentlüftungsanlage abläuft, wird aufgrund des geöffneten Tankdeckels ein Leck diagnostiziert. Ein solches "Leck" ist aber nicht auf einen Schaden an der Tankentlüftungsanlage zurückzuführen, sondern auf einen nicht bestimmungsgemäßen Gebrauch des Fahrzeugs. Es besteht nun kein Interesse daran, ein solches temporär auftretendes "Leck" zu diagnostizieren. Insbesondere soll es nicht in dem Fehlerspeicher des Diagnosesystems gespeichert werden.

Es besteht deshalb grundsätzlich das Problem, Betankungsvorgänge bei Kraftfahrzeugen zu erkennen und insbesondere die obenerwähnten Fehleimeldungen nur dann abzuspeichern, wenn der Tank geschlossen ist.

Aus der US 5,193,511 A ist es bekannt, einen Tankdeckelschalter für Steuerungszwecke einzusetzen, der bei geöffnetem Tank beispielsweise geöffnet und bei geschlossenem Tank geschlossen ist. Ein solcher Tankdeckelschalter könnte zur Erkennung von Betankungsvorgängen bei Fahrzeugen verwendet werden. Dies hat jedoch den Nachteil, daß auch ein solcher Tankdeckelschalter gemäß den Vorschriften der kalifornischen Umweltbehörde (CARB) selbst auf Funktionstüchtigkeit überprüft, d.h. diagnostiziert, werden müßte. Darüber hinaus verursacht ein solcher Tankdeckelschalter zusätzliche Kosten und schließlich würde eine Leckdiagnose fortwährend unterdrückt, wenn beispielsweise vergessen würde, den Tank zu schließen.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Verfahren zur Erkennung von Betankungsvorgängen an einem Kraftstofftank eines Fahzeugs, für den Einsatz bei Fahrzeugen mit einem Diagnosesystem zur Überprüfung der Funktionsfähigkeit einer Tankentlüftungsanlage zu vermitteln, das einfach und zuverlässig durchzuführen ist.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.

Vorteile der Erfindung

Besonders vorteilhaft kann zur Erkennung von Betankungsvorgängen bei Fahrzeugen mit einem Diagnosesystem zur Überprüfung der Funktionstüchtigkeit einer Tankentlüftungsanlage, insbesondere während der Überprüfung der Funktionsfähigkeit der Tankentlüftungsanlage durch das Diagnosesystem) eine Druckmessung durchgeführt werden und aufgrund des sich ergebenden Druckverlaufs auf einen Betankungsvorgang geschlossen werden. Auf diese Weise kann durch eine einfache Druckmessung auf den Betankungsvorgang geschlossen werden. Dies erfordert keine zusätzlichen Aggregate, da zur Überprüfung der Funktionsfähigkeit der Tankentlüftungsanlage ohnehin Druckmessungen vorgenommen werden müssen.

Die Druckmessung wird dabei vorzugsweise während der Überprüfung der Funktionstüchtigkeit der Tankentlüftungsanlage durch das Diagnosesystem ausgeführt, da auf diese Weise während der Prüfung auf Dichtheit gleichzeitig ein temporäres Leck, das durch einen geöffneten Tankdeckel verursacht, wird, erfaßt werden kann.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.

So ist es beispielsweise vorteilhaft, daß die Messung des Druckverlaufs in dem Behältnis innerhalb eines vorgegebenen Zeitinvervalls vorgenommen wird. Auf diese Weise ist es möglich, einen Betankungsvorgang, der sich über einen gewissen Zeitraum durch die Abfolge: Öffnen des Tankdeckels des Behältnisses, Einführen der Zapfpistole, Betanken, Entnehmen der Zapfpistole und Schließen des Behältnisses erstreckt, zu erfassen. Insbesondere wird vermieden, daß eine Fehlermeldung sofort nach Öffnen des Deckels des Behältnisses und vor dem Einführen der Zapfpistole vermieden wird.

Es hat sich gezeigt, daß bei einem Betankungsvorgang in dem Behältnis ein leichter Überdruck gegenüber dem Umgebungsdruck auftritt, der durch das einströmende Volumen verursacht wird. Aus diesem Grunde wird vorzugsweise bei Messung eines solchen, gegenüber dem Umgebungsdruck sich in dem Behältnis aufbauenden Überdrucks auf einen Betankungsvorgang geschlossen.

Vorzugsweise erstreckt sich das obenerwähnte Zeitinvervall im Falle der Erkennung eines Betankungsvorgangs bei einem Kraftfahrzeug über den Stillstand und/oder die Leerlaufphase des Fahrzeugs, da bei einem bewegten Fahrzeug oder bei einem Fahrzeug, bei dem das Fahrpedal betätigt wird, der Betankungsvorgang abgeschlossen sein muß.

Des weiteren ist es vorteilhaft, daß bei Erkennen eines Betankungsvorgangs eine auf ein Leck in der Tankentlüftungsanlage hinweisende Fehlermeldung des Diagnosesystems unterdrückt wird. Auf diese Weise können die oben beschriebenen irrtümlichen Leckmeldungen, die auf ein temporäres Leck aufgrund eines geöffneten Tankdeckels beruhen, vermieden werden.

Schließlich ist es besonders vorteilhaft, daß zur Messung des Drucks im Tank ein Drucksensor des Diagnosesystems verwendet wird, da hierdurch keine weiteren Aggregate für die Durchführung des Verfahrens zur Erkennung von Betankungsvorgängen erforderlich sind und so keine weiteren Kosten verursacht werden. Zudem kann das Verfahren zur Erkennung von Betankungsvorgängen auch bei bereits bestehenden Tankentlüftungsanlagen durch Nachrüstung eingesetzt werden.

Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung werden nachstehend anhand der Zeichnung noch näher erläutert.
Es zeigen:
1 schematisch ein Flußdiagramm zur Erläuterung eines Verfahrens zur Erkennung von Betankungsvorgängen bei Kraftfahrzeugen und zur Unterdrückung von irrtümlichen Fehlermeldungen bei erkanntem Betankungsvorgang;
2 und 3 jeweils schematisch charakteristische Druckverläufe beim Betanken zweier unterschiedlicher Fahrzeuge.
4 schematisch eine Tankentlüftungsanlage eines Kraftfahrzeugs, bei dem das erfindungsgemäße Verfahren zur Anwendung kommt.
Beschreibung der Ausführungsbeispiele
Der Grundgedanke vorliegender Erfindung besteht darin, über die Messung eines bei einem Betankungsvorgang charakteristischen Druckverlaufs auf einen Betankungsvorgang zu schließen und dadurch insbesondere Leck-Fehlermeldungen, die durch ein Öffnen eines Behältnisses oder Tanks beim Betanken hervorgerufen werden, zu unterdrücken. Dabei soll im Falle eines Tanksystems eines Fahrzeugs der ohnehin für die Leckdiagnose eingebaute Tankdrucksensor verwendet werden, um den Betankungsvorgang zu erfassen und eine Fehlermeldung zu unterdrücken.
4 zeigt schematisch eine an sich bekannte Tankentlüftungsanlage mit einem Kraftstofftank KT, einem Adsorptionsfilter AF und einem Tankentlüftungsventil TEV. Letzteres liegt in einer Ventilleitung VL, die das Adsorptionsfilter AF mit dem Saugrohr SR einer nicht dargestellten Brennkraftmaschine verbindet. Die Ventilleitung mündet in Strömungsrichtung L der angesaugten Luft hinter der Drosselklappe in das Sauggrohr. Dadurch ist es möglich, einen relativ hohen Unterdruck in der Ventilleitung zu erzielen, um dadurch das Adsorptionsfilter AF wirksam zu spülen. Bei weitgehend geschlossener Drosselklappe und höheren Drehzahlen der Brennkraftmaschine fällt der Unterdruck bis auf einige wenige 100hPa.
Das Adsorptionsfilter AF wiederum ist mit dem Kraftstofftank KT über eine Filterleitung FL verbunden. Gast der Kraftstoff im Kraftstofftank, wird der ausgasende Kraftstoff von Aktivkohle im Adsorptionsfilter AF adsorpiert. Außer der eben genannten Filterleitung FL und der Ventilleitung VL mündet noch eine Belüftungsleitung BL in das Adsorptionsfilter AF. Durch diese Belüftungsleitung BL strömt Luft, wenn das Adsorptionsfilter AF über die Ventilleitung mit dem Tankentlüftungsventil TEV abgesaugt wird. Dadurch wird die Aktivkohle regeneriert. In Stillstandsphasen des Motors oder in Betriebsphasen, in denen das Tankentlüftungsventil geschlossen ist, kann die Aktivkohle dann wieder Kraftstoff aufnehmen.
Die in 4 dargestellte Tankentlüftungsanlage weist aufgrund noch zu beschreibender Bauteile einen Aufbau auf, der sich besonders sicher auf Funktionstüchtigkeit überprüfen läßt. Diese zusätzlichen Bauteile sind ein Differenzdruckmesser DDM, der den Differenzdruck im Tank gegenüber dem Atmosphärdruck mißt, und ein Absperrventil zum steuerbaren Absperren der Belüftungsleitung BL. Das Absperrventil AV läßt sich mit Hilfe eines Signals öffnen und schließen, das von einem Steuergerät SG ausgegeben wird.
Es hat sich gezeigt, daß beim Betanken eines Fahrzeugs im Tank KT ein leichter Überdruck gegenüber dem Umgebungsdruck auftritt. Dies wird durch das einströmende Kraftstoffvolumen verursacht, das erst über eine leichte Kompression das im Tank KT befindliche Dampfvolumen über den Tankstutzen oder das Adsorptionsfilter AF nach außen verdrängt.
In 2 und 3 sind jeweils zwei charakteristische Druckverläufe über der Zeit dargestellt, die beim Betanken zweier unterschiedlicher Fahrzeuge aufgenommen wurden. Dabei ist zu erkennen, daß der Druck im Tank beim Beginn des Betankungsvorgangs deutlich zunimmt und nach dem Betankungsvorgang wieder auf sein ursprüngliches Niveau abnimmt. Ein solcher charakteristischer Druckverlauf, der sich bei allen Fahrzeugen ergibt, kann zur Erkennung von Betankungsvorgängen durch Druckmessung im Tank, insbesondere während der Überprüfung der Funktionstüchtigkeit einer Tankentlüftungsanlage durch ein Diagnosesystem verwendet werden. Dabei wird die Messung des Druckverlaufs beim Betankungsvorgang innerhalb eines vorgegebenen Zeitintervalls vorgenommen. Auf diese Weise läßt sich einerseits vermeiden, daß bei geöffnetem Tankdeckel aber noch nicht vorgenommener Betankung des Fahrzeugs sofort eine Fehlermeldung von dem Diagnosesystem ausgegeben wird, zum anderen kann aufgrund der zeitlichen Entwicklung des charakteristischen Druckverlaufs sicher auf einen Betankungsvorgang geschlossen werden.
Das Zeitintervall zur Messung des Druckverlaufs erstreckt sich dabei beispielsweise über den Stillstand und/oder die Leerlaufphase des Fahrzeugs, da ein Betanken bei einem bewegten Fahrzeug oder bei Betätigen des Fahrpedals des Fahrzeugs abgeschlossen sein muß. Um bei Erkennen eines Betankungsvorgangs eine auf ein Leck in der Tankentlüftungsanlage hinweisende Fehlermeldung des Diagnosesystems zu unterdrücken, werden die in 1 dargestellten Verfahrensschritte ausgeführt. Bei Schritt S1 wird die Leckdiagnose, wie sie beispielsweise aus der DE 40 03 751 A1 bekannt ist, in Gang gesetzt. Wenn bei Schritt S2 kein Leck entdeckt wird, wird die Leckdiagnose bei Schritt S3 abgeschlossen.
Wird jedoch ein Leck entdeckt, so wird bei Schritt S4 untersucht, ob sich innerhalb eines vorgegebenen Zeitintervalls, das sich – wie oben erwähnt – über den Stillstand und/oder die Leerlaufphase des Fahrzeugs erstreckt, ein charakteristischer Überdruck einstellt, aufgrund dessen auf einen Betankungsvorgang geschlossen werden kann. Ist dies nicht der Fall, so wird in Schritt S5 eine auf ein Leck in der Tankentlüftungsanlage hinweisende Fehlermeldung des Diagnosesystems ausgegeben und abgespeichert und sodann in Schritt S6 die Leckdiagnose beendet.
Baut sich jedoch ein charakteristischer Überdruck auf, der auf einen Betankungsvorgang schließen läßt, so wird in Schritt S7 eine derartige Fehlermeldung unterdrückt und sodann die Leckdiagnose in Schritt S8 abgeschlossen.
Besonders vorteilhaft ist dabei, daß sowohl die Leckdiagnose als auch das Erkennen des Betankungsvorgangs mittels eines einzigen Tankdrucksensors, wie er bei an sich bekannten Diagnosesystemen zur Überprüfung der Funktionstüchtigkeit von Tankentlüftungsanlagen eingesetzt wird, vorgenommen werden kann.

Claims

Verfahren zur Erkennung von Betankungsvorgängen an einem Kraftstofftank (KT) eines Fahrzeugs, wobei aufgrund eines für einen Betankungsvorgang charakteristischen Druckverlaufs auf einen Betankungsvorgang geschlossen wird, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erkennung von Betankungsvorgängen bei Fahrzeugen mit einem Diagnosesystem zur Überprüfung der Funktionstüchtigkeit einer Tankentlüftungsanlage, insbesondere während der Überprüfung der Funktionsfähigkeit der Tankentlüftungsanlage durch das Diagnosesystem, eine Druckmessung durchgeführt wird und aufgrund des sich dabei ergebenden Druckverlaufs auf einen Betankungsvorgang geschlossen wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Messung des Druckverlaufs innerhalb eines vorgegebenen Zeitintervalls vorgenommen wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß bei Messung eines sich gegenüber dem Umgebungsdruck im Behältnis aufbauenden Überdrucks auf einen Betankungsvorgang geschlossen wird.
Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sich das Zeitintervall über den Stillstand und/oder die Leerlaufphase des Fahrzeugs erstreckt.
Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß bei Erkennen eines Betankungsvorgangs eine auf ein Leck in der Tankentlüftungsanlage hinweisende Fehlermeldung des Diagnosesystems unterdrückt wird.
Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zur Messung des Drucks im Kraftstofftank (KT) ein Differenzdruckmesser (DDM) des Diagnosesystems verwendet wird.