用于运行机动车燃料箱装置的方法及相应的燃料箱装置与流程

1.本发明涉及一种用于运行机动车燃料箱装置的方法，其中，燃料箱装置具有燃料箱、碳氢化合物过滤器和泵，其中，燃料箱在流动技术中经由箱截止阀连接至碳氢化合物过滤器，碳氢化合物过滤器一方面在流动技术中经由泵连接至燃料箱装置的外部环境，并且另一方面在流动技术中经由冲洗阀连接至内燃机的进气道。本发明还涉及一种用于机动车的燃料箱装置。


背景技术：

2.例如，文献de 10 2015 221 536 a1从现有技术已知。该文献描述了一种用于诊断机动车中的燃料箱的箱泄漏的设备，其中，燃料箱经由排气线路与内燃机的进气道连接，其中，内燃机能借助压力产生器装载，其中，燃料箱能借助在压力产生器中产生的压力而被施加压缩空气，其中，在排气线路中布置有阀，通过该阀能给燃料箱施加压缩空气，其中，阀在压力施加之后可以被关闭，使得排气线路被切断，其中，在排气线路或燃料箱中布置有用于诊断箱泄漏的压力传感器。
3.此外，文献de 10 2012 007 214 a1描述了一种用于机动车的燃料系统的密封检查的设备，该设备具有第一存储器和第二存储器，存储器分别具有用于不可逆地化合挥发性的燃料成分的存储介质，其中，第一存储器和第二存储器经由至少一个箱排气线路与燃料箱连接，并且经由至少一个进气线路与机动车内燃机的进气道连接。在此，第二存储器具有比第一存储器小的存储体积，并且可以在密封检查期间被施加挥发性的燃料成分的从燃料箱通过箱排气线路和进气线路引导至内燃机的流动，其中，用于减小流动横截面面积的节流元件沿流动方向布置在第二存储器上游。


技术实现要素：

4.本发明的目的是，提供一种用于运行机动车燃料箱装置的方法，该方法相对于已知的方法具有优点，特别是用于以较低的能量需求更可靠地执行燃料箱装置的密封检查。
5.这根据本发明通过具有权利要求1的特征的用于运行机动车的燃料箱装置的方法来实现。在此规定，当在燃料箱中存在的压力大于一压力阈值时执行第一泄漏检查运行方式，在第一泄漏检查运行方式中，关闭在流动技术中布置在泵与外部环境之间的切断阀，并且打开箱截止阀，随后在检查时段期间，借助布置在燃料箱中的压力传感器测量燃料箱中的压力，当特定的时期内的压力的压力降的压力差超过差值阈值时，识别出燃料箱装置的泄漏。
6.在从属权利要求中说明本发明的有利的设计方案和适宜的改进方案。
7.燃料箱装置优选是机动车的组成部分，但本身可理解地也可以与机动车分开地存在。燃料箱装置至少包括燃料箱、碳氢化合物过滤器和泵作为基本的组成部分。附加地设置有箱截止阀和冲洗阀。燃料箱用于临时存储燃料，燃料至少临时用于运行机动车的驱动装置。驱动装置用于驱动机动车，即就此来说用于提供设计用于驱动机动车的驱动转矩。驱动
转矩由驱动装置借助驱动机组产生，从燃料箱中取出的燃料为此被输送至驱动机组。
8.燃料箱设计为所谓的压力箱。这意味着，它通常被封闭，即借助在流动技术中布置在燃料箱与碳氢化合物过滤器之间的箱截止阀被封闭。根据燃料箱装置的环境条件，就此来说在燃料箱中可能出现过压，过压由转移到气相的燃料引起，特别是通过蒸发和/或汽化引起。过压理解为，在燃料箱中存在的压力高于在燃料箱装置的外部环境中存在的压力。如果在说明书的范围内提及在燃料箱中存在的压力，那么该压力可以理解为绝对压力。然而优选地，压力作为相对于参考压力的相对压力存在，其中优选地，外部环境中的压力被用作参考压力。
9.燃料注入线路在流动技术中连接至燃料箱，燃料注入线路在其背离燃料箱的侧面上具有箱开口，该箱开口能借助箱盖封闭。燃料可以例如从水龙头等经由燃料注入线路被输送至燃料箱。为此，箱开口必须被开启，并且箱盖相应被打开或相对于箱开口移动。随后，燃料可以通过箱开口引入燃料注入线路中，并通过该燃料注入线路引入燃料箱中。如果在箱盖打开时，在燃料箱中存在过压，那么过压在箱盖打开时通过箱开口朝向外部环境的方向突然减小。
10.特别为了避免这一点，因此优选不时对燃料箱进行排气，特别是在打开箱盖之前。为此打开箱截止阀，使得存在于燃料箱中的流体——其特别由空气和气态燃料或碳氢化合物构成——能够朝向燃料箱装置的外部环境的方向流动。朝向外部环境的方向流动的流体流过碳氢化合物过滤器。碳氢化合物过滤器过滤掉在流体中存在的燃料或碳氢化合物，使得其无法逸出到外部环境中。碳氢化合物过滤器优选具有由活性炭制成的过滤器主体和/或至少部分由活性炭构成。从流体过滤掉的燃料或碳氢化合物临时存储在碳氢化合物过滤器中。就此来说，将燃料或碳氢化合物可逆地输入碳氢化合物过滤器中。就此来说，碳氢化合物过滤器也可以被称为碳氢化合物临时存储器。
11.因为碳氢化合物过滤器仅具有对于燃料或碳氢化合物的有限的吸收能力，所以需要对其临时冲洗。在内燃机的进气道中存在的负压用于该目的。在冲洗期间，关闭箱截止阀，并且打开冲洗阀。因此，借助泵输送的空气流过碳氢化合物过滤器并且在此吸收临时存储在碳氢化合物过滤器中的燃料或碳氢化合物，从而在碳氢化合物滤器的下游又存在流体，该流体由空气和燃料或碳氢化合物以任意的比例构成。在碳氢化合物过滤器的下游，由于箱截止阀被关闭并且冲洗阀被打开，流体朝向内燃机的进气道的方向流动，并且在内燃机中燃烧。就此来说，在驱动机组或内燃机的运行期间进行碳氢化合物过滤器的冲洗。
12.为了可靠地防止燃料、特别是气态燃料逸出到外部环境中而需要的是，至少临时，即例如一次或多次，特别周期性地执行泄漏检查。对于设计为压力箱的燃料箱，这可以以如下方式简单地进行，即检查：在箱截止阀被关闭时，在燃料箱中是否随时间形成过压。如果过压、即燃料箱中的压力相对于外部环境中的压力超过特定的阈值，那么可以推断出，燃料箱是密封的。然而，如果过压特别是在关闭箱截止阀之后的特定的时期内没有超过压力阈值，那么——纯可选地——识别出燃料箱的泄漏。换言之，优选仅识别密封性，而不识别非密封性。这然而可以附加地进行。例如假设，如果利用所描述的做法没有推断出燃料箱的密封性，则燃料箱是非密封的。
13.附加地或替代地，除了燃料箱以外，在泄漏检查的范围内检查燃料箱装置的另外的区域、特别是在流动技术中位于箱截止阀、切断阀与冲洗阀之间的区域的密封性。就此来
说，该区域特别包括碳氢化合物过滤器和/或泵。为了执行泄漏检查，打开箱截止阀，关闭冲洗阀，并且借助泵将空气朝向燃料箱的方向输送。在此，确定用于运行泵的电流的电流强度。如果电流强度超过特定的电流强度阈值，那么可以推断出，燃料箱装置是充分密封的，这是因为电流强度直接与在燃料箱中存在的压力相关。然而，如果电流强度没有达到电流强度阈值，那么又识别出燃料箱装置的泄漏。
14.然而，所描述的做法要么仅能够实现对燃料箱的泄漏检查，要么在将电流强度与电流强度阈值进行比较的情况下是不准确的。由于该原因现在规定，首先确定燃料箱中的压力，并将该压力与压力阈值进行比较。在箱截止阀被关闭时执行燃料箱中的压力的确定。如果压力大于压力阈值，那么执行第一泄漏检查运行方式。
15.在第一泄漏检查运行方式中，首先关闭切断阀，该切断阀在流动技术中位于泵与外部环境之间。随后打开箱截止阀。由此，在燃料箱与燃料箱装置的在流动技术中在箱截止阀、冲洗阀与切断阀之间存在的区域之间形成压力补偿。特别地，在燃料箱中存在的过压朝向该区域的方向减小。然而，因为燃料箱的体积明显大于远离燃料箱存在的区域的体积，所以在燃料箱中仅发生小的压力减小，相反，在不同于燃料箱的区域中的压力明显上升。
16.在检查时段期间，现在借助压力传感器测量燃料箱中的压力。在整个检查时段期间，箱截止阀保持打开，而切断阀保持关闭。如果燃料箱中的压力在检查时段或特定的时期内下降，那么确定该压力降的压力差。就此来说，压力降理解为压力在检查时段或特定的时期内的减小，该时期至少包括检查时段的一部分。
17.压力差又描述了压力降的程度，例如，压力差对应于在特定的时期开始时存在的第一压力与随后特别在特定的时期结束时存在的第二压力之间的差。如果压力差超过差值阈值，即压力差大于差值阈值，那么可以假设，流体从燃料箱装置朝向外部环境的方向逸出或已逸出。因此，在该情况下识别出燃料箱装置的泄漏。
18.在第一泄漏检查运行方式的范围内描述的做法能够实现对整个燃料箱装置、特别是燃料箱和与燃料箱不同的区域、且不仅是燃料箱的泄漏检查。同时实现泄漏检查的高的精度，这是因为泄漏检查在使用压力传感器的情况下进行，而不以泵的电流强度为基础。因此，总体上实现快速且可靠的泄漏检查，该泄漏检查与在燃料箱中存在的过压相关。就此来说，第一泄漏检查运行方式基本上基于以下事实，即，燃料箱设计为压力箱。
19.本发明的一个改进方案规定，当在燃料箱中存在的压力小于或等于压力阈值时执行第二泄漏检查运行方式，在第二泄漏检查运行方式中，打开箱截止阀，并且借助泵将空气从外部环境朝向燃料箱的方向泵送，直到借助压力传感器测量到的压力达到目标压力，在压力达到目标压力之后，关闭切断阀，其中，在关闭切断阀之后，在检查时段期间，借助压力传感器测量燃料箱中的压力，当特定的时期内的压力的差超过差值阈值时，识别出燃料箱装置的泄漏。
20.就此来说，如果在燃料箱中存在的压力不足以执行第一泄漏检查运行方式，那么执行第二泄漏检查运行方式。在该情况下，执行第二泄漏检查运行方式而不是第一泄漏检查运行方式。在第二泄漏检查运行方式中也规定，打开箱截止阀并且关闭冲洗阀。随后，在切断阀打开的情况下，借助泵将空气从外部环境朝向燃料箱的方向泵送，使得在燃料箱装置中存在的压力上升。如果在燃料箱中测量到的压力达到目标压力，那么关闭切断阀。在此，箱截止阀保持打开，并且冲洗阀保持关闭。随后是检查时段，在该检查时段期间如之前
已经描述的那样进行。即使当在燃料箱中存在的压力对于第一泄漏检查运行方式来说过低时，所说明的方法也能够实现对燃料箱装置的泄漏检查。
21.本发明的一个改进方案规定，在第一泄漏检查运行方式中，在打开箱截止阀之后，在监控时段期间测量燃料箱中的压力，在没有压力减小的情况下推断出燃料箱装置的故障。监控时段处于检查时段之前。优选地，监控时段直接跟随在箱截止阀的打开之后，因此，在监控时段期间，燃料箱中的压力减小。如果没有该压力减小，那么推断出燃料箱装置的故障。
22.燃料箱装置的故障例如可以理解为箱截止阀的故障或压力传感器的故障。如果之前已经进行了对压力传感器的诊断并且该诊断表明压力传感器的正常运转，那么直接推断出箱截止阀的故障。否则触发故障怀疑，该故障怀疑包括箱截止阀的可能的故障和压力传感器的可能的故障。随后执行对压力传感器的诊断。如果存在故障怀疑，并且在诊断中表明压力传感器正常，那么推断出箱截止阀的故障。相反，如果在诊断范围内确定压力传感器的故障并且存在故障怀疑，那么推断出压力传感器的故障。总之，由此实现极其准确的诊断和泄漏检查。
23.本发明的一个改进方案规定，在监控时段期间确定压力随时间的梯度，并将其与梯度阈值进行比较，其中，当梯度低于梯度阈值时确定压力，以及当压力低于最小压力时从第一泄漏检查运行方式切换到第二泄漏检查运行方式。在监控时段期间，除了关于没有压力减小的检查以外或作为关于没有压力减小的检查的替代，确定压力随时间的梯度。在此，压力的梯度由测量到的压力确定。梯度持续或周期性地被确定，特别是直到梯度低于梯度阈值，即小于该梯度阈值。
24.当梯度低于梯度阈值时确定当前存在的压力。换句话说，一旦梯度低于梯度阈值，那么确定当前存在的压力。将压力与最小压力进行比较。如果压力低于最小压力，即压力小于最小压力，那么可以推断出，在打开箱截止阀之前在燃料箱中存在的压力不足以执行第一泄漏检查运行方式。由于该原因，在该情况下切换到第二泄漏检查运行方式。
25.切换到第二泄漏检查运行方式意味着，切断阀被打开并且泵运行，以便将空气从外部环境朝向燃料箱的方向泵送，直到在燃料箱中测量到的压力达到目标压力。在压力达到目标压力时关闭或在压力达到目标压力之后立即关闭切断阀。随后，检查时段开始，在检查时段期间执行上述的实施方案的方法。
26.本发明的一个改进方案规定，如果压力大于或等于最小压力，则开始检查时段。因此，如果在梯度低于梯度阈值时存在的压力至少等于最小压力，那么检查时段开始，优选立即开始，使得检查时段直接跟随在监控时段之后。由此确保，在燃料箱装置中存在的压力仍然足以执行泄漏检查。
27.本发明的一个改进方案规定，根据在特定的时期内的压力降的压力差来对泄漏进行分类。在此，例如定义多个泄漏等级，给这些泄漏等级分别分配压力差的阈值。在确定压力差之后，从泄漏等级选择具有最大阈值的泄漏等级，该最大阈值至少被压力差达到或超过。优选地，给每个泄漏等级分配泄漏的等效直径。例如，对于0.5mm的泄漏的等效直径，存在第一泄漏等级，并且对于1.0mm的泄漏的等效直径，存在第二泄漏等级。借助泄漏等级能够实现关于泄漏程度的足够准确的说明。优选地，根据所选择的泄漏等级，在机动车的故障存储器中输入故障。
28.本发明的一个改进方案规定，在第一泄漏检查运行方式和第二泄漏检查运行方式中，关闭在碳氢化合物过滤器与进气道之间存在的冲洗阀。由此防止流体从燃料箱装置朝向进气道的方向逸出并且由此减少泄漏检查。
29.本发明的一个改进方案规定，将具有泵的泵装置的止回阀用作切断阀。因此，泵装置具有泵和切断阀。切断阀设计为止回阀，其仅允许从外部环境流入燃料箱装置，但不允许相反的流动。因此，该方法可以以小的耗费实施。止回阀当然可以作为纯机械止回阀或电控止回阀存在，其可以通过操控被有针对性地打开和关闭。
30.本发明的一个改进方案规定，在检查时段之后，关闭箱截止阀并且打开切断阀，使得在流动技术中在箱截止阀与碳氢化合物过滤器之间存在的、包括空气和气态燃料的流体朝向外部环境的方向流过碳氢化合物过滤器。因此，在泄漏检查结束之后，通过关闭箱截止阀的方式使燃料箱与燃料箱装置的其他区域在流动技术中分离。为了减小在其他的区域中存在的过压，打开切断阀。因此，在那里存在的流体朝向外部环境的方向流动，即流过碳氢化合物过滤器，使得包含在流体中的燃料沉积并临时存储在该碳氢化合物过滤器中。在打开切断阀之前，关闭箱截止阀。特别地，仅当箱截止阀被完全关闭时，切断阀才被打开。由此防止，大量流体从燃料箱流过碳氢化合物过滤器，并且因此在该碳氢化合物过滤器中积累大量的燃料。
31.本发明还涉及一种机动车的特别用于执行根据在说明书的范围内的实施方案的方法的燃料箱装置，该燃料箱装置具有燃料箱、碳氢化合物过滤器和泵，其中，燃料箱在流动技术中经由箱截止阀连接至碳氢化合物过滤器，碳氢化合物过滤器一方面在流动技术中经由泵连接至燃料箱装置的外部环境，另一方面在流动技术中经由冲洗阀连接至内燃机的进气道。
32.在此，燃料箱装置设置并且设计用于，当在燃料箱中存在的压力大于一压力阈值时执行第一泄漏检查运行方式，在第一泄漏检查运行方式中，关闭在流动技术中布置在泵与外部环境之间的切断阀，并且打开箱截止阀，随后在检查时段期间，借助布置在燃料箱中的压力传感器测量燃料箱中的压力，当特定的时期内的压力的压力降的压力差超过差值阈值时，识别出燃料箱装置的泄漏。
33.已经指出了燃料箱装置的这种设计方案和这种做法的优点。燃料箱装置和用于运行燃料箱装置的方法可以根据在本说明书的范围内的实施方案改进，从而就此来说对其进行参考。
34.在说明书中描述的特征和特征组合、特别是在随后的附图描述中描述的和/或在附图中示出的特征和特征组合不仅可以在分别说明的组合中使用，而且也可以在其他的组合中使用或单独使用，而不脱离本发明的范围。因此，在说明书和/或附图中未明确示出或说明的、但从所说明的实施方式得到或可从其导出的实施方式也应被视为包括在本发明中。
附图说明
35.接下来根据在附图中示出的实施例详细说明本发明，而不会对本发明造成限制。在此：
36.图1示出用于机动车的燃料箱装置的示意图，
37.图2示出用于运行燃料箱装置的方法的流程图。
具体实施方式
38.图1示出燃料箱装置1的示意图，该燃料箱装置优选是在此未进一步示出的机动车的组成部分。燃料箱装置1具有燃料箱2、碳氢化合物过滤器3和泵4。燃料箱2在流动技术中经由箱截止阀5连接至碳氢化合物过滤器3。碳氢化合物过滤器3此外一方面在流动技术中经由泵4、切断阀6和空气过滤器7连接至燃料箱装置1的外部环境8，并且另一方面在流动技术中经由冲洗阀9连接至内燃机11的进气道10。内燃机11形成机动车的驱动装置12的组成部分。
39.箱截止阀5、切断阀6和冲洗阀9或相应的控制装置电连接至控制器13。这在其他方面同样适用于泵4。此外，压力传感器14连接至控制器13，该压力传感器布置在燃料箱2中并且就此来说用于测量在燃料箱2中存在的压力。燃料注入线路15连接至燃料箱2。燃料注入线路15在其背离燃料箱2的侧面上具有箱开口16，该箱开口借助箱盖17封闭。
40.图2示出用于运行燃料箱装置1的方法的流程图。该方法在起始点18开始。在起始点18之后是延迟步骤19，利用该延迟步骤等待确定的时期。随后，在步骤20中决定，是否仅燃料箱2或整个燃料箱装置1应该经受泄漏检查。如果是前一种情况，那么在查询21的范围内查询在燃料箱2中存在的压力是否大于压力阈值。如果是这种情况，那么分支到步骤22，在该步骤中开始第一泄漏检查运行方式。否则分支到步骤23，在该步骤中开始第二泄漏检查运行方式。
41.在第一泄漏检查运行方式的范围内，切断阀6被关闭，箱截止阀5被打开。如果在随后的查询24的范围内确定燃料箱2中的压力下降，那么分支到查询25，否则分支到步骤26。在步骤26中，开始检查箱截止阀5和压力传感器14的缺陷。
42.首先，在查询27的范围内检查，压力传感器14是否已经经历过诊断并且该诊断是否得出压力传感器14在运转的结果。如果是这种情况，那么确保了压力传感器14正常运转，在步骤28中识别出箱截止阀5的故障。否则分支到步骤29，在该步骤中记录对箱截止阀5的故障和压力传感器14的故障的故障怀疑。
43.随后，对压力传感器14进行诊断。如果进行了这种诊断，那么在查询30的范围内检查该诊断的结果。如果根据诊断得出压力传感器14运转正常的结果，那么在步骤28中又识别出箱截止阀5的故障。否则，在步骤31中识别出压力传感器14的故障。
44.在查询25的范围内，在监控时段期间确定压力随时间的梯度，并且将其与梯度阈值进行比较。如果压力梯度低于梯度阈值，那么在该低于的情况下确定压力。如果压力小于最小压力，那么分支到步骤32，否则分支到步骤33。在步骤32中记录对切断阀6缺陷或粗略泄漏的怀疑。
45.随后切换到第二泄漏检查运行方式。在该第二泄漏检查运行方式中，首先在步骤34中借助泵4将空气从外部环境8朝向燃料箱2的方向输送。提前打开切断阀6。在输送期间，借助压力传感器14测量在燃料箱2中存在的压力。如果压力在特定的时段之后达到目标压力——这在查询35中被检查，那么关闭切断阀6并分支到步骤33。否则，在步骤36中识别出切断阀6的故障或燃料箱装置1的粗略泄漏。
46.在步骤33中开始检查时段。首先执行延迟步骤37。随后测量并记录在燃料箱2中存
在的压力。在此，如果出现压力的压力降，那么确定压力降的压力差，即在步骤38中。随后，在步骤39中，检查时段结束，并且在随后的步骤40中评估压力或压力差。
47.在随后的查询41中确定压力差是多大。如果压力差小于第一差值阈值，那么分支到步骤42。如果压力差至少与第一差值阈值一样大，那么分支到步骤43。相反，如果压力差至少与大于第一差值阈值的第二差值阈值一样大，那么分支到步骤44。
48.在步骤42之后是步骤45，在步骤45中识别出不存在燃料箱装置1的泄漏。在步骤43之后是步骤46，根据该步骤46识别出具有第一泄漏等级的燃料箱装置1的泄漏。在步骤44之后再次是步骤47，在该步骤47中确定具有第二泄漏等级的燃料箱装置1的泄漏。所描述的方法相应在步骤45、46和47中的每个步骤之后结束。
49.所说明的做法能够实现对燃料箱装置1的非常可靠的泄漏检查。在此，优选总归使用在燃料箱2中存在的过压，使得泵4在第一泄漏检查运行方式中没有运行。相反，泵4仅在第二泄漏检查运行方式期间使用。
50.附图标记列表：
51.1燃料箱装置
52.2燃料箱
53.3碳氢化合物过滤器
54.4泵
55.5箱截止阀
56.6切断阀
57.7空气过滤器
58.8外部环境
59.9冲洗阀
60.10 进气道
61.11 内燃机
62.12 驱动装置
63.13 控制器
64.14 压力传感器
65.15 燃料注入线路
66.16 箱开口
67.17 箱盖
68.18 起始点
69.19 延迟步骤
70.20 步骤
71.21 查询
72.22 步骤
73.23 步骤
74.24 查询
75.25 查询
76.26 步骤
77.27 查询
78.28 步骤
79.29 步骤
80.30 查询
81.31 步骤
82.32 步骤
83.33 步骤
84.34 步骤
85.35 查询
86.36 步骤
87.37 延迟步骤
88.38 步骤
89.39 步骤
90.40 步骤
91.41 查询
92.42 步骤
93.43 步骤
94.44 步骤
95.45 步骤
96.46 步骤
97.47 步骤