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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein System und ein Verfahren zur
Kraftstoffdampfverarbeitung.
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Gut
bekannt ist ein Kraftstoffdampfverarbeitungssystem, in dem Kraftstoffdampf
von einem Kraftstofftank in einen Adsorptionsbehälter geladen wird, indem der
Kraftstofftank mit dem Behälter
in Verbindung gebracht wird, und der aus dem Behälter freigesetzte Kraftstoffdampf
wird in einem vorbestimmten Betriebszustand in ein Ansaugsystem
eines Verbrennungsmotors gespült,
und eine Technik, die in der
JP-A-9-151812 beschrieben ist, kann als ein
Beispiel des Kraftstoffdampfverarbeitungssystems hervorgehoben werden.
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In
der in der
JP-A-9-151812 beschriebenen Technik
wird ein Vakuum oder Unterdruck in das Kraftstoffdampfverarbeitungssystem
eingeleitet, das einen Behälter
enthält,
in dem ein Spülsteuerventil geöffnet wird,
sowie ein Atmosphärenlüftungsventil (zur
Atmosphäre
offen), und ein akkumulierter Wert für jede Druckänderung,
wenn der so eingeleitete Unterdruck beibehalten wird, wird berechnet,
wodurch auf der Basis der so berechneten Werte geprüft wird, ob
in dem Kraftstoffdampfverarbeitungssystem eine Abnormalität auftritt
oder nicht, wie etwa eine Leckage von Kraftstoffdampf. Merke dass,
während
die in der
JP-A-9-151812 beschriebene
Technik die Konstruktion zum Ablassen des Drucks in dem Behälter offenbart,
das Druckablass nur ausgeführt
wird, um die Leckage von Kraftstoffdampf zu prüfen, und dort nicht der Versuch
beschrieben wird, die Spüleffizienz zu
erhöhen.
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Im übrigen gibt
es in den letzten Jahren eine Beschränkung der Erhöhung der
Spülströmungsrate, da
die Emissionssteuervorschriften strenger werden, während die
Spülströmungsrate
von Kraftstoffdampf so hoch wie möglich angehoben werden muss,
da die Fahrzustände
zum Spülen
beschränkt
sind. Demzufolge ist es erwünscht,
die Spüleffizienz
zu erhöhen, um
die Spüldichte
zu erhöhen.
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Aus
der
US 2002/0112703
A1 ist ein Kraftstoffdampfverarbeitungssystem bzw. -verfahren
nach dem Oberbegriff von Anspruch 1 und Anspruch 7 bekannt. Dort
wird der Öffnungsgrad
des Spülsteuerventils
eingestellt, während
das Atmosphärenentlüfungsventil
geöffnet
ist, sodass man einen gewünschten
Spülströmungsbetrag
erhält,
um zu erfassen, dass ein Unterdruck des Ansaugsystems auch in den
Behälter
hineinwirkt, wenn der Behälter
beim Spülen
verstopft ist.
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Eine
Verschlechterung wird erfasst, indem ein Druck des Verdampfungs-Steuersystems in
dem gewünschten
Spülströmungsbetrag
gemessen wird, während
ein Ladekanal-Öffnungs-
und -Schließventil geschlossen
ist.
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Aus
der
US 2001/0003978
A1 ist es bekannt, dass das Öffnen und Schließen des
Atmosphärenentlüftungsventils
unter Verwendung eines Signals von der ECU gesteuert wird und dieses
ist normalerweise offen.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Demzufolge
ist es Aufgabe der Erfindung, ein Kraftstoffdampfverarbeitungssystem
bzw. -verfahren der gattungsgemäßen Art
anzugeben, wodurch es nicht notwendig ist, den Kraftstofftank mit
einer Verstärkung
zu versehen.
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Hinsichtlich
der Lösung
der Aufgabe, wird gemäß einem
ersten Aspekt der Erfindung ein Kraftstoffdampfverarbeitungssystem
nach Anspruch 1 angegeben.
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Ferner
wird ein Kraftstoffdampfverarbeitungsverfahren nach Anspruch 7 angegeben.
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Gemäß einem
zweiten Aspekt der Erfindung wird ein Kraftstoffdampfverarbeitungssystem
angegeben, wie es im ersten Aspekt der Erfindung aufgeführt ist,
ferner enthaltend: einen Tankinnendruckerfassungsabschnitt zum Erfassen
des Innendrucks des Kraftstofftanks, worin dann, wenn der so erfasste Innendruck
des Kraftstofftanks höher
als ein vorbestimmter Druck ist, der Spülsteuerabschnitt den Betrieb
des Druckablassabschnitts stoppt, und das Ladepassagenöffnungs-
und -schließventil öffnet.
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Ferner
wird ein Kraftstoffdampfverarbeitungsverfahren angegeben, wie es
im ersten Aspekt aufgeführt
ist, das ferner die Schritte enthält: Erfassen des Innendrucks
des Kraftstofftanks durch einen Tankinnendruckerfassungsabschnitt,
und dann, wenn der so erfasste Innendruck des Kraftstofftanks höher als
ein vorbestimmter Druck ist, Stoppen des Betriebs des Druckablassabschnitt
und Öffnen
des Ladepassagenöffnungs-
und -schließventils
durch den Spülsteuerabschnitt.
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Gemäß einem
dritten Aspekt der Erfindung wird ein Kraftstoffdampfverarbeitungssystem
angegeben, wie es im ersten Aspekt der Erfindung aufgeführt ist,
ferner enthaltend: einen Behälterinnendruckerfassungsabschnitt
zum Erfassen des Innendrucks des Behälters, worin dann, wenn der
so erfasste Innendruck des Behälters
niedriger ist als der vorbestimmte Unterdruck, der Spülsteuerabschnitt den
Betrieb des Druckablassabschnitts stoppt und das Ladepassagenöffnungs- und -schließventil öffnet.
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Ferner
wird das Kraftstoffdampfverarbeitungsverfahren angegeben, wie es
in dem ersten Aspekt aufgeführt
ist, das ferner die Schritte umfasst: Erfassen des Innendrucks des
Behälters
durch einen Behälterinnendruckerfassungsabschnitt,
und dann, wenn der so erfasste Innendruck des Behälters niedriger
ist als der vorbestimmte Unterdruck, Stoppen des Betriebs des Druckablassabschnitts
und Öffnen des
Ladepassagenöffnungs-
und -schließventils durch
den Spülsteuerabschnitt.
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Gemäß einem
vierten Aspekt der Erfindung wird ein Kraftstoffdampfverarbeitungssystem
angegeben, wie es in dem ersten Aspekt der Erfindung aufgeführt ist,
ferner enthaltend: einen Behälterinnendruckerfassungsabschnitt
zum Erfassen des Innendrucks des Behälters, worin der Spülsteuerabschnitt
das Ladepassagenöffnungs-
und -schließventil öffnet, nachdem
der Innendruck des Behälters
auf einen zweiten vorbestimmten Unterdruck angestiegen ist, wenn
die Spülsteuerung
von der Spülsteuerung,
die durch Ablassen des Innendrucks des Behälters implementiert wird, zu
einer normalen Spülsteuerung,
die durch Stoppen des Betriebs des Druckablassabschnitts implementiert
wird, geschaltet wird.
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Ferner
wird das Kraftstoffdampfverarbeitungsverfahren angegeben, wie es
in dem vierten Aspekt aufgeführt
ist, das ferner die Schritte enthält: Erfassen des Innendrucks
des Behälters
durch einen Behälterinnendruckerfassungsabschnitt,
und Öffnen des
Ladepassagenöffnungs-
und -schließventils durch
den Spülsteuerabschnitt,
nachdem der Innendruck des Behälters
auf einen zweiten vorbestimmten Unterdruck angestiegen ist, wenn
die Spülsteuerung
von der Spülsteuerung,
die durch Ablassen des Innendrucks des Behälters implementiert wird, zu
einer normalen Spülsteuerung,
die durch Stoppen des Betriebs des Druckablassabschnitts implementiert wird,
geschaltet wird.
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Gemäß einem
fünften
Aspekt der Erfindung, wird das Kraftstoffdampfverarbeitungssystem
angegeben, wie es in dem ersten Aspekt aufgeführt ist, worin das Ladepassagenöffnungs-
und -schließventil nur
zwischen der vollständig
geschlossenen Stellung und der vollständig offenen Stellung arbeitet.
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Ferner
wird das Kraftstoffdampfverarbeitungssystem angegeben, wie es in
dem ersten Aspekt aufgeführt
ist, das ferner einen Schritt enthält: Betreiben des Ladepassagenöffnungs-
und -schließventils
nur zwischen der vollständig
geschlossenen Stellung und der vollständig offenen Stellung.
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Gemäß einem
sechsten Aspekt der Erfindung wird das Kraftstoffdampfverarbeitungssystem angegeben,
wie es in dem ersten Aspekt aufgeführt ist, worin das Ladepassagenöffnungs-
und -schließventil
in der Lage ist, auf eine beliebige Öffnung zwischen der vollständig geschlossenen
Stellung und der vollständig
offenen Stellung eingestellt zu werden.
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Ferner
wird das Kraftstoffdampfverarbeitungsverfahren angegeben, wie es
in dem ersten Aspekt aufgeführt
ist, das ferner einen Schritt enthält: Einstellen des Ladepassagenöffnungs-
und -schließventils
auf eine beliebige Öffnung
zwischen der vollständig
geschlossenen Stellung und der vollständig offenen Stellung.
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Da
gemäß dem ersten
Aspekt der Erfindung der Druckablassabschnitt aktiviert wird, um
den Innendruck des Behälters
auf den ersten vorbestimmten Unterdruck zu reduzieren, während verhindert wird,
dass der Innendruck des Kraftstofftanks ein zu hoher Unterdruck
wird, indem das Ladepassagenöffnungs-
und -schließventil
geschlossen wird, wodurch die Spülung
in diesem Zustand gesteuert/geregelt wird, wird das Freisetzen des
Kraftstoffdampfs von dem Adsorbens gefördert, um die Spüldichte
nach einem der Vakuumdestillation ähnlichen Prinzip zu erhöhen, indem
der Druck in den Behälter
abgelassen wird, um es hierdurch möglich zu machen, die Spüleffizienz
zu erhöhen.
In anderen Worten, es kann die gleiche Kraftstoffdampfmenge in das
Ansaugsystem des Verbrennungsmotors mit einer kleineren Spülströmungsrate
gespült
werden. Da zusätzlich
die vorgenannte Vakuumspülsteuerung
ausgeführt
wird, während
verhindert wird, dass der Innendruck in dem Kraftstofftank ein zu
hoher Unterdruck wird, indem das Ladepassagenöffnungs- und -schließventil
geschlossen wird, tritt kein Fall auf, wo dem Kraftstofftank eine
unnötige
Belastung aufgegeben wird, wodurch es nicht notwendig ist, den Kraftstofftank
mit einer Verstärkung
zu versehen.
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Wenn
gemäß dem zweiten
Aspekt der Erfindung der erfasste Innendruck niedriger ist als der
vorbestimmte Druck, wird der Betrieb des Druckablassabschnitts gestoppt
und wird das Ladepassagenöffnungs-
und Schließventil
geöffnet.
Auch in dem Fall, wo die Kraftstoffdampfmenge drastisch erhöht wird und
der Innendruck in dem Kraftstofftank zur positiven Druckseite hin
erhöht
wird, während
die Vakuumspülsteuerung
implementiert wird, kann daher der Druck zur Behälterseite abgelassen werden,
indem das Ladepassagenöffnungsventil
geöffnet
wird, wodurch dem Kraftstofftank keine unnötige Belastung aufgegeben wird.
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Wenn
gemäß dem dritten
Aspekt der Erfindung der erfasste Innendruck in dem Behälter niedriger
ist als der vorbestimmte Unterdruck, wird der Betrieb des Druckablassabschnitts
gestoppt, und das Ladedurchgangsöffnungs-
und -schließventil
wird geöffnet.
Daher besteht kein Risiko, dass der Innendruck in dem Behälter ein
zu hoher Unterdruck wird, und demzufolge ist es nicht notwendig,
den Behälter mit
einer Verstärkung
zu versehen, da kein Risiko besteht, dass dem Behälter eine
unnötige
Belastung aufgegeben wird.
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Wenn
gemäß dem vierten
Aspekt der Erfindung die Spülsteuerung
von der Vakuumspülsteuerung,
die durch das Ablassen des Innendrucks in den Behälter implementiert
wird, zu der normalen Spülsteuerung
geschaltet wird, wird das Ladepassagenöffnungs- und -schließventil
geöffnet,
nachdem der Innendruck in dem Behälter auf den zweiten vorbestimmten
Unterdruck angestiegen ist. Daher besteht kein Risiko, dass der
Unterdruck, der in dem Behälter aufgrund
der Vakuumspülsteuerung
wirkt, auf den Kraftstofftank einwirkt, wodurch der Innendruck in dem
Kraftstofftank einen zu hohen Unterdruck bekommt. Demzufolge besteht
kein Risiko, dass dem Kraftstofftank eine unnötige Belastung aufgegeben wird.
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KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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1 ist
ein schematisches Diagramm mit Darstellung des gesamten Kraftstoffdampfverarbeitungssystems
gemäß einer
ersten Ausführung
der Erfindung.
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2 ist
ein Flussdiagramm mit Darstellung des Betriebs des in 1 gezeigten
Kraftstoffdampfverarbeitungssystems.
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3 ist
ein experimentelles Ergebnis, das die Spüleffizienz von Butan in Bezug
auf akkumulierte Strömungsraten
zeigt, was einen Vakuumspülsteuerprozess
in dem in 2 gezeigten Vorgang erläutert.
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4 ist
eine Grafik ähnlich
jener, die in 3 gezeigt ist, mit Darstellung
der Charakteristiken des Dampfsättigungsdrucks
von Butan in Bezug auf die Temperaturen, was einen Vakuumspülsteuerprozess
in dem in 2 gezeigten Vorgang erläutert.
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5 ist
ein Flussdiagramm ähnlich
dem, der in 2 gezeigt ist, mit Darstellung
des Betriebs eines Kraftstoffdampfverarbeitungssystems gemäß einer
zweiten Ausführung
der Erfindung.
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DETAILBESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUGEN
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Nachfolgend
wird eine beste Art zur Ausführung
eines Kraftstoffdampfverarbeitungssystems gemäß der Erfindung unter Hinweis
auf die beigefügten Zeichnungen
beschrieben.
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[Erste Ausführung]
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1 ist
ein schematisches Diagramm mit Darstellung eines gesamten Kraftstoffdampfverarbeitungssystems
gemäß einer
ersten Ausführung
der Erfindung.
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In 1 bezeichnet
die Bezugszahl 10 einen Behälter. Der Behälter 10 ist
aus Harzmaterial oder aus einem metallischen Material hergestellt,
und nimmt ein Absorbens 10a auf, das durch Holzkohle in der
Form von Pellets aufgebaut wird. Die Bezugszahl 12 bezeichnet
einen Kraftstofftank, und in dem Kraftstofftank 12 wird
Benzinkraftstoff 14 aufbewahrt. Der Kraftstofftank 12 ist
ebenfalls aus einem Harzmaterial oder aus einem metallischen Material
hergestellt und ist luftdicht und flüssigkeitsdicht gemacht. Eine Öffnung,
die in einem fernen Ende eines Füllstutzens 12a des
Kraftstofftanks 12 ausgebildet ist, ist mit einem Fülldeckel 12b verschlossen.
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Eine
Verbindung besteht zwischen Behälter 10 und
einem Raum 12c oberhalb des Kraftstoffpegels in dem Kraftstofftank 12 über eine
Ladepassage 16. Verdampfter Benzinkraftstoff (Kraftstoffdampf) 14 innerhalb
des Kraftstofftanks 12 tritt durch die Ladepassage 16 hindurch,
um in den Behälter 10 zu
strömen
(geladen zu werden). Kraftstoffdampf, der in den Behälter 10 geflossen
ist, insbesondere Kohlenwasserstoffkomponenten (HC), werden auf
dem Adsorbens 10a adsorbiert, das in dem Innenraum des
Behälters 10 aufgenommen
ist.
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Die
Bezugszahl 20 zeigt einen Verbrennungsmotor (nachfolgend
als „Motor" bezeichnet). Der
Motor 20 ist ein Viertaktvierzylindermotor, in dem Luft,
die von einem Luftfilter (nicht gezeigt) aufgenommen wird, durch
ein Ansaugrohr 22 fließt,
durch einen Ansaugkrümmer 26 hindurchtritt,
wobei die Strömungsrate
davon durch ein Drosselventil 24 gesteuert/geregelt wird,
und eine Einlassöffnung
jedes Zylinders erreicht. In dem Kraftstofftank 12 aufbewahrter
Benzinkraftstoff 14 wird einer Einspritzdüse 30 über ein
Kraftstoffzufuhrrohr (nicht gezeigt) zugeführt und wird durch die Einspritzdüse 30 eingespritzt,
um sich mit Luft zu vermischen, die dort hineingeströmt ist,
um hierdurch ein Luftkraftstoffgemisch zu bilden. Das so gebildete
Luftkraftstoffgemisch fließt
in eine Brennkammer 34 jedes Zylinders (nur eine der Brennkammern
ist gezeigt), wenn ein Einlassventil 32 geöffnet ist.
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Luftkraftstoffgemisch,
das in die Brennkammer 34 geflossen ist, wird dann zur
Verbrennung durch eine Zündkerze 36 gezündet, um
hierdurch einen Kolben 40 anzutreiben. Wenn ein Auslassventil 42 geöffnet wird,
fließt
aufgrund der Verbrennung erzeugtes Gas durch einen Auspuffkrümmer 44 und wird
dann durch ein Auspuffrohr 46 zur Atmosphäre (der
Außenseite des
Motors) abgegeben.
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Der
Behälter 10 wird
mit einem Ansaugsystem eines Motors 20, oder genauer einer
Position stromab des Drosselventils 24 über eine Spülpassage 50 in Verbindung
gesetzt. Zusätzlich
wird der Behälter 10 mit
der Atmosphäre über eine
Atmosphärenpassage 52 in
Verbindung gesetzt. Ein Spülsteuerventil 50a ist
entlang der Länge
der Spülpassage 50 angeordnet.
Das Spülsteuerventil 50a ist
aus einem elektromagnetischen Solenoidventil aufgebaut und öffnet und
schließt
die Spülpassage 50 mit
einer Öffnung,
entsprechend der Energiemenge, die einem Solenoid des Ventils zugeführt wird.
Wenn die Spülpassage 50 geöffnet wird,
wird auf dem Adsorbens 10a adsorbierter Kraftstoffdampf
von dort freigegeben und wird dann in das Ansaugsystem des Motors 20 mit
einer Strömungsrate
entsprechend der Öffnung
der Spülpassage 50 gespült.
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Zusätzlich ist
ein Ladepassagenöffnung-
und schließventil 16a entlang
der Länge
der Ladepassage 16 angeordnet. Das Ladepassagenöffnung-
und schließventil 16a arbeitet
nur in zwei Stellungen: einer vollständig geschlossenen Stellung
und einer vollständig
geöffneten
Stellung, und öffnet
und schließt
die Spülpassage 16 vollständig. Zusätzlich ist
ein Atmosphärenlüftungsventil 52a (offen
zur Atmosphäre)
entlang der Länge
der Atmosphärenpassage 52 als
Druckablassabschnitt angeordnet. Das Atmosphärenlüftungsventil 52a ist
aus einem elektromagnetischen Solenoidventil aufgebaut und öffnet und
schließt
den Atmosphärendurchgang 52 mit
einer Öffnung
entsprechend der Energiemenge, die einem Solenoid davon zugeführt wird.
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Wenn
das Atmosphärenlüftungsventil 52a in die
vollständig
offene Stellung angetrieben ist, wird der Behälter 10 zur Atmosphäre offen
gemacht, und der Innendruck des Behälters 10 wird der
Atmosphärendruck.
Wenn hingegen das Atmosphärenlüftungsventil 52a von
der vollständig
offenen Stellung zu einer Fließrichtung
hin angetrieben wird, um die Öffnung
der Atmosphärenpassage 52 allmählich zu
reduzieren, wird der Innendruck des Behälters 10 ein Unterdruck.
Demzufolge fungiert das Atmosphärenlüftungsventil 52a als
Druckablassabschnitt. Wenn darüber
hinaus das Ladepassagenöffnungs-
und -schließventil 16a in
einer vollständig
geschlossenen Stellung angetrieben wird, in dem Fall, in dem der
Innendruck des Behälters 10 zu
einem Unterdruck gemacht wird, fungiert das Atmosphärenlüftungsventil 52a auch
als Mittel zum Verhindern der Entstehung eines zu hohen Unterdrucks
in dem Tank, da verhindert wird, dass der Unterdruck in den Raum 12c über dem
Kraftstoffpegel in dem Kraftstofftank 12 eingeleitet wird.
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Ein
Drucksensor (ein Tankinnendruckerfassungsabschnitt) 54 ist
in dem Kraftstofftank 12 angeordnet, um ein Signal entsprechend
dem Innendruck des Kraftstofftanks 12 oder dem Druck in
dem Raum 12c oberhalb des Kraftstoffpegels auszugeben.
Zusätzlich
ist ein ähnlicher
Typ von Drucksensor (Behälterinnendruckerfassungsabschnitt) 56 in
dem Behälter 10 angeordnet,
um ein Signal entsprechend dem Innendruck des Behälters 10 oder
des Drucks im Innenraum des Behälters
auszugeben, in dem das Adsorbens 10a angeordnet ist.
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Zusätzlich ist
ein Kurbelwinkelsensor 60 in der Nähe einer Kurbelwelle oder Nockenwelle
(beide nicht gezeigt) des Motors 20 vorgesehen, um ein
Zylinderidentifizierungssignal, ein OT-Signal für jeden Zylinder und einen
Kurbelwinkel repräsentierendes Signal
auszugeben, das sich aus Details dieser Signale ergibt. Ein Absolutdrucksensor 62 ist
in dem Ansaugrohr 22 an einer Position stromab der Position angeordnet,
wo das Drosselventil 24 angeordnet ist, um ein Signal entsprechend
einem Luftansaugrohrinnendruck PBA auszugeben (repräsentiert
eine Motorlast). Merke dass, obwohl in der Zeichnung weggelassen,
ein Kühlmitteltemperatursensor
in der Nähe
einer Kühlmittelpassage
(nicht gezeigt) angeordnet ist, um ein Signal entsprechend der Motorkühlmitteltemperatur
auszugeben, und ein Luftkraftstoffverhältnissensor in dem Auspuffrohr 46 angeordnet
ist, um ein Signal entsprechend der Sauerstoffdichte in den Abgasemissionen auszugeben.
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Ausgaben
von der Sensorengruppe werden zu einer ECU (elektronische Steuereinheit) 64 geschickt.
Die ECU 64 ist durch einen Mikroprozessor ausgebildet,
aufgebaut aus einer CPU, einem ROM und einem RAM, und Ausgaben von
den Sensoren werden in Bezug auf die Wellenformen eingestellt oder
in digitale Werte über
eine A/D-Wandlerschaltung (nicht gezeigt) umgewandelt und werden
dann in dem RAM gespeichert. Eine Ausgabe von dem Kurbelwinkelsensor 60 wird
durch einen Zähler
(nicht gezeigt) gezählt,
um die Motordrehzahl NE zu erfassen.
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2 ist
ein Flussdiagramm mit Darstellung des Betriebs des in 1 gezeigten
Kraftstoffdampfverarbeitungssystems.
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Merke,
dass das gezeigte Programm den Betrieb der ECU 64 darstellt
und jedes Mal aktiviert wird, wenn eine vorbestimmte Zeitdauer abläuft, oder mit
Zeitintervallen von zum Beispiel 10 msec. Genauer gesagt, das Programm
wird alle 10 msec. aktiviert, wenn der Motor 20 in einem
Betriebszustand ist, der eine Behälterspülung (Kraftstoffdampfverarbeitung) erlaubt,
worin Kraftstoffdampf, der von dem Adsorbens 10a in dem
Behälter 10 freigegeben
wird, in das Ansaugsystem des Motors 20 gespült wird.
Die Betriebszustände,
die die Behälterspülung erlauben, sind
etwa ein Zustand, indem eine Luftkraftstoffverhältnisrückkopplungsregelung implementiert
ist, während
der Motor in einem Dauer-Fahrzustand ist.
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In
der ECU 64 fungiert die CPU als Spülsteuerabschnitt, identifiziert
einen Betriebszustand, der eine Behälterspülung erlaubt, auf der Basis
der erfassten Motordrehzahl NE, dem Luftansaugrohrinnendruck PBA
und der Spülmitteltemperatur,
sowie Parametern, die andere nicht gezeigte Betriebszustände des
Motors anzeigt, und führt
das Programm aus.
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Um
den Betrieb gemäß dem Flussdiagramm zu
beschreiben, wird in S10 bestimmt, ob der Innendruck des Kraftstofftanks 12 gleich
oder niedriger als ein vorbestimmter Druck A ist oder nicht (zum
Beispiel + 50 mm Hg). Falls in S10 positiv, geht es zu S12 weiter,
und es wird bestimmt, ob der Innendruck des Behälters 10 gleich oder
höher als
ein vorbestimmter Unterdruck B ist (zum Beispiel –300 mm Hg).
Merke, dass in dem Flussdiagramm in 2 (und einem
Flussdiagramm in 5, das später beschrieben wird) die Drücke keine
absoluten Drücke sind,
sondern Messdrücke,
worin der Atmosphärendruck
(760 mm Hg) auf Null gesetzt ist. Demzufolge wird in S12 bestimmt,
ob der Behälterinnendruck
bei –300
mm Hg liegt, einem Unterdruck, der kleiner ist als –300 mm
Hg, oder einem Überdruck,
der größer ist
als –300
mm Hg.
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Falls
in S12 positiv, geht es zu S14 weiter, und das Atmosphärenlüftungsventil 53a wird
nur durch eine vorbestimmte Öffnung
geöffnet
(nämlich der
Druckablassabschnitt wird aktiviert). Genauer gesagt, das Atmosphärenlüftungsventil 52a wird
von der vollständig
geschlossenen Stellung durch die vorbestimmte Öffnung zu der offenen Richtung
hin angetrieben. Noch genauer gesagt, das Atmosphärenlüftungsventil 52a wird
weiter geöffnet,
bis eine Öffnung
erreicht ist, die erlaubt, dass der Innendruck in dem Behälter 10 zu
einem Unterdruck in der Größenordnung
von –200
mm Hg wird.
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Dann
geht es zu S16, und es wird eine Vakuumspülsteuerung ausgeführt (die
später
beschrieben wird), danach geht es zu S18 weiter, wo das Spülpassagenöffnungs-
und -schließventil 16 geschlossen ist.
In der obigen Beschreibung bedeutet die Vakuumspülsteuerung einen Vorgang, in
dem das Atmosphärenlüftungsventil 52a um
einen vorbestimmten Betrag geöffnet
wird, um den Innendruck in dem Behälter 10 auf einen
vorbestimmten Unterdruck zu reduzieren (erster vorbestimmter Unterdruck),
während verhindert
wird, dass der Innendruck in dem Kraftstofftank 12 ein
zu hoher Unterdruck wird, indem das Ladepassagenöffnungs- und -schließventil 16 geschlossen
wird, und die Spülung
gesteuert oder das Spülsteuerventil 52a durch
eine gewisse Öffnung
geöffnet
wird (aus einem Schätzwert
der Lademenge (Adsorptionsmenge) berechnet wird)) zum Spülen von Kraftstoffdampf,
der von dem Adsorbens 10a freigesetzt wird, in das Ansaugsystem
des Motors 20, während
der Behälterinnendruck
reduziert wird. Merke, dass die detaillierte Beschreibung davon
weggelassen wird, da das Ziel der Patentanmeldung nicht in der Spülsteuerung
selbst beruht.
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Hier
wird die Vakuumspülsteuerung
beschrieben. Wie zuvor beschrieben gibt es in den letzten Jahren
eine Einschränkung
der Zunahme der Spülströmungsrate,
da die Emissionsvorschriften strenger werden, während die Spülströmungsrate von
Kraftstoffdampf so weit wie möglich
angehoben wird, da die Fahrzustände,
wo das Spülen
erlaubt ist, wie oben beschrieben beschränkt sind, und daher es erwünscht ist,
die Spüleffizienz
zu erhöhen,
indem zum Beispiel die Spüldichte
erhöht
wird.
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Infolge
der Ansammlung von Kenntnis und darauf beruhender Bewertung haben
die Erfinder eventuell herausgefunden, dass das Freisetzen von Butan
(gesättigtem
aliphatischen Kohlenwasserstoff), das eine Hauptkomponente von Benzinkraftstoff
ist, aus dem Absorbens 10a gefördert wird, wenn der Innendruck
des Behälters 10 abgelassen oder
reduziert wird. 3 zeigt experimentelle Daten,
die die Spüleffizienz
in Bezug auf die Spülströmungsrate
zeigen, und wie aus diesen Daten ersichtlich ist, könnte die
Spülströmungsrate
um 20% reduziert werden, um die gleiche Spüleffizienz zu erhalten, indem
der Behälterinnendruck
auf –200
mm Hg reduziert wird, wenn die Atmosphärentemperatur 45°C beträgt, und
die Spüldichte
auf ein solches Ausmaß erhöht werden
könnte,
die gleich der Minderung ist.
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Der
Grund für
eine Erhöhung
der Spüleffizienz
ist in Bezug auf 4 ersichtlich, die eine Grafik ist,
die die Charakteristiken des Dampfsättigungsdrucks in Bezug auf
die Temperatur von normalem Butan zeigt. Wie in der Grafik gezeigt,
ist der Dampfsättigungsdruck
von normalem Butan bei 0°C
im Wesentlichen gleich dem Atmosphärendruck. Dort kann ein Fall
auftreten, wo die Temperatur des Absorbens 10a in dem Behälter auf
oder unter den Gefrierpunkt absinkt, und in diesem Zustand die Dampfsättigungstemperatur
auf der Unterdruckseite liegt, wodurch Butan nur schwer verdampft
(freigesetzt wird). Demzufolge wird, wie im Falle der Vakuumdestillation, eine
Umgebung erzeugt, die das Freisetzen von Butan erleichtert, indem
der Behälterinnendruck
reduziert wird, und daher anzunehmen ist, dass das Freisetzen von
Butan gefördert
wird.
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Um
zur Beschreibung des Flussdiagramms in 2 zurückzukehren,
geht es, wenn in S10 oder S12 negativ, zu S20 weiter, wo das Atmosphärenlüftungsventil 52a vollständig geöffnet wird
(Antrieb zur vollständig
offenen Stellung) (nämlich
der Betrieb des Druckablassabschnitts gestoppt wird). Als nächstes geht
es zu S22 weiter, um eine normale Spülsteuerung auszuführen, worin
der Behälterinnendruck nicht
reduziert wird, und geht zu S24 weiter, um zu bewerten, ob der Behälterinnendruck
gleich oder höher
als ein zweiter vorbestimmter Unterdruck C ist. Falls negativ, geht
es zu S18 weiter, wenn hingegen positiv, geht es zu S26 weiter,
um das Ladepassagenöffnungs-
und -schließventil 16a vollständig zu öffnen (oder
das Ventil in die vollständig
offene Stellung anzutreiben).
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Um
den obigen Prozess zu beschreiben, wird, wenn der Tankinnendruck
gleich oder niedriger als der vorbestimmte Druck A ist (zum Beispiel
+50 mm HG) und der Behälterinnendruck
der vorbestimmte Unterdruck B ist (zum Beispiel –300 mm Hg), der Behälterinnendruck
auf –200
mm Hg gesenkt (S14), und eine Vakuumspülsteuerung wird ausgeführt (S18),
wodurch die Spüleffizienz
aus dem vorgenannten Grund erhöht
werden kann. Wenn darüber
hinaus der Innendruck in dem Behälter 10a negativ
ist, falls die Ladepassage 16 geschlossen ist, wird, da
der Unterdruck in den Kraftstofftank 12 eingeführt wird,
der dem Tank 12 eine unnötige Belastung aufgibt, das
Ladepassagenöffnungs-
und -schließventil 16a geschlossen
(S18), um zu verhindern, dass der Unterdruck auf den Kraftstofftank 12 ausgeübt wird.
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Wenn
andererseits bestimmt wird, dass der Tankinnendruck nicht gleich oder
niedriger als der vorbestimmte Druck A ist, wird angenommen, dass eine
Situation auftritt, wo die Verdampfung von Benzinkraftstoff drastisch
verbessert wird, und auch diese Situation dem Kraftstofftank 12 eine
unnötige
Belastung aufgibt. Wenn darüber
hinaus bestimmt wird, dass der Behälterinnendruck nicht gleich
oder höher als
der vorbestimmte Unterdruck B ist, liegt der Behälterinnendruck bei zum Beispiel –400 mm
Hg, und auch diese Situation gibt dem Behälter 10 eine unnötige Belastung
auf. Demzufolge wird in diesen Fällen das
Atmosphärenlüftungsventil 52a vollständig geöffnet (S20),
oder wird das Ladepassagenöffnungs-
und -schließventil 16a vollständig geöffnet (S26),
so dass Ausüben
einer unnötigen
Belastung auf den Kraftstofftank 12 oder den Behälter 10 verhindert
wird. Zusätzlich
ist die angewendete Spülsteuerung
die normale Spülsteuerung,
in der der Behälterinnendruck nicht
abgelassen wird.
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Merke
dass, wenn dies auftritt, bestimmt wird, ob der Behälterinnendruck
gleich oder höher
als ein zweiter vorbestimmter Unterdruck C (zum Beispiel –50 mm Hg)
ist oder nicht, und falls positiv, das Ladepassagenöffnungs-
und -schließventil 16a vollständig geöffnet wird
(S26). Dieser Schritt erfolgt auch, um eine unnötige Ausübung des Unterdrucks innerhalb
des Behälters
auf den Kraftstofftank 12 zu verhindern.
-
Da,
wie zuvor beschrieben, gemäß der Ausführung das
Atmosphärenlüftungsventil 52a in
dem vorbestimmten Betrag geöffnet
wird, um den Innendruck in dem Behälter 10 auf den ersten
vorbestimmten Unterdruck zu reduzieren und das Spülen in diesem
Zustand gesteuert/geregelt wird, wird das Freisetzen von Kraftstoffdampf
aus dem Absorbens 10a gefördert, um die Spüldichte
zu erhöhen,
um es hierdurch möglich
zu machen, die Spüleffizienz
zu erhöhen.
In anderen Worten, es kann eine gleiche Kraftstoffdampfmenge in
das Ansaugsystem des Motors 20 mit einer geringeren Strömungsrate
gespült
werden.
-
Weil
darüber
hinaus die vorgenannte Vakuumspülsteuerung
implementiert wird, während
verhindert wird, dass der Innendruck in dem Kraftstofftank 12 ein
zu hoher Unterdruck wird, indem das Ladepassagenöffnungs- und -schließventil 16a geschlossen
wird, besteht kein Risiko, dass auf den Kraftstofftank 12 eine
unnötige
Belastung ausgeübt wird.
Demzufolge ist es nicht erforderlich, den Kraftstofftank 12 zu
verstärken.
Weil darüber
hinaus das Atmosphärenlüftungsventil 52a und
das Ladepassagenöffnungs-
und -schließventil 16a geöffnet sind, wenn
der erfasste Innendruck in dem Kraftstofftank 12 höher ist
als der vorbestimmte Druck, kann der so erhöhte Druck zu der Behälterseite
abgelassen werden, indem das Ladepassageöffnungs- und -schließventil
geöffnet
wird, auch in dem Fall, in dem der Innendruck in dem Kraftstofftank 12 zur
positiven Druckseite aufgrund einer drastischen Zunahme der Kraftstoffdampfmenge
erhöht
ist, wenn die Vakuumspülsteuerung
implementiert wird, wodurch kein Risiko besteht, dass dem Kraftstofftank 12 eine
unnötige Belastung
gegeben wird.
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Da
ferner, wenn der erfasste Innendruck in dem Behälter 10 geringer als
der vorbestimmte Unterdruck ist, das Atmosphärenlüftungsventil 52a geöffnet wird
und auch das Ladepassageöffnungs-
und -schließventil 16a geöffnet wird,
wird der Innendruck in dem Behälter 10 kein
zu hoher Unterdruck, und weil daher keine unnötige Belastung auf den Behälter 10 ausgeübt wird,
ist keine Versteifung dafür
erforderlich. Da zusätzlich,
wenn die Spülsteuerung
von der Vakuumspülsteuerung
zu der normalen Spülsteuerung
geschaltet wird, das Ladepassagenöffnungs- und -schließventil 16a geöffnet wird,
nachdem der Behälterinnendruck
auf den zweiten vorbestimmte Unterdruck angestiegen ist, wird kein
Risiko hervorgerufen, dass der durch die Vakuumspülsteuerung erzeugte
Behälterinnendruck
auf den Kraftstofftank 12 einwirkt, so dass der Innendruck
in dem Kraftstofftank 12 ein zu hoher Unterdruck wird,
wodurch kein Risiko hervorgerufen wird, da auf den Kraftstofftank 12 eine
unnötige
Belastung ausgeübt
wird.
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[Zweite Ausführung]
-
5 ist
ein Flussdiagramm, das identisch zu dem in 2 gezeigten
Flussdiagramm ist und das den Betrieb eines Kraftstoffdampfverarbeitungssystems
gemäß einer
zweiten Ausführung
der Erfindung veranschaulicht.
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Zur
Beschreibung des Betriebs, unter Hinweis auf den Unterschied von
der ersten Ausführung, geht
es nach Ausführung ähnlicher
Prozesse wie jenen in der ersten Ausführung von S100 zu S102, zu S104
weiter, wo bestimmt wird, ob der Behälterinnendruck einen Sollwert
(zum Beispiel –200
mm Hg) überschreitet
oder nicht. Dann geht es, falls positiv, da dies bedeutet, dass
das Vakuum nicht ausreicht, zu S106 weiter, um die Öffnung des
Atmosphärenlüftungsventils 52a um ΔG zu reduzieren,
in anderen Worten, das Ventil wird in einer Ventilschließrichtung um
ein solches Ausmaß angetrieben,
dass die Ventilöffnung
um ΔG reduziert
wird. Wenn andererseits in S104 negativ, geht es zu S108 weiter,
um das Atmosphärenlüftungsventil 52a in
einer Ventilöffnungsrichtung
um ein solches Ausmaß anzutreiben,
dass die Ventilöffnung
G und ΔG
vergrößert wird.
Merke, dass die Prozesse von S110 zu S122 ähnlich jenen in der ersten
Ausführung
sind.
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Da
die zweite Ausführung
wie oben beschrieben aufgebaut ist, werden ähnliche Vorteile wie die in der
ersten Ausführung
beschriebenen erreicht, außer,
dass der Behälterinnendruck
auf den Sollwert (Sollunterdruck) rückgekoppelt wird.
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[Dritte Ausführung]
-
Als
nächstes
wird ein Kraftstoffdampfverarbeitungssystem gemäß einer dritten Ausführung der Erfindung
beschrieben.
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Zur
Beschreibung des Systems unter Hinweis auf eine Differenz von den
vorherigen Ausführungen
wird in einer dritten Ausführung,
wie in 1 mit gestrichelten Linien gezeigt, eine Druckablasspumpe 70 als
Druckablassabschnitt mit der Atmosphärenpassage 52 an einer
Position stromauf des Atmosphärenlüftungsventils 52a (näher an dem
Behälter 10) verbunden.
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Im
Betrieb des Systems gemäß der dritten Ausführung wird
in einem Prozess in S14 oder S104, wobei das Atmosphärenlüftungsventil 52a in
der vollständig
geschlossenen Stellung gehalten wird, die Druckablasspumpe 70 aktiviert,
so dass der Innendruck in dem Behälter 10 ein Unterdruck
in der Größenordnung
von –200
mm Hg wird.
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Mit
dem System gemäß der dritten
Ausführung
kann durch das Hinzufügen
der Druckablasspumpe 70, während die Konfiguration etwas
komplizierter gemacht wird, ein gewünschter Vakuumzustand erzeugt
werden, auch wenn der Ansaugunterdruck des Motors 20 schwach
ist. Merke, dass das Atmosphärenlüftungsventil 52a weggelassen
werden kann, so dass zum Gebrauch nur die Druckablasspumpe 70 verbleibt.
Die verbleibende Konstruktion und die Vorteile bleiben die gleichen
wie jene, die in den vorherigen Ausführungen beschrieben sind.
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Somit
wird, wie zuvor beschrieben, gemäß den ersten
bis dritten Ausführungen
der Erfindung, ein Kraftstoffdampverarbeitungssystem angegeben, enthaltend:
den Behälter 10 zum
Speichern des Adsorbens 10a, die Ladepassage 16,
die eine Verbindung zwischen dem Kraftstofftank 12 und
dem Behälter 10 herstellt,
um Kraftstoffdampf (Benzinkraftstoff 14) aus dem Kraftstofftank
in den Behälter 10 zu
laden, so dass der so geladene Kraftstoffdampf auf dem Adsorbens
in dem Behälter
adsorbiert wird, die Ladepassage 50, die eine Verbindung
zwischen dem Behälter
und dem Ansaugsystem (dem Ansaugrohr 22) des Verbrennungsmotors
(Motors 20) herstellt, so dass der von dem Adsorbens freigesetzte
Kraftstoffdampf in das Ansaugsystem gespült wird, die Atmosphärenpassage 52,
die eine Verbindung zwischen dem Behälter und der Atmosphäre herstellt, das
Spülsteuerventil 50a,
das entlang der Länge
der Spülpassage
angeordnet ist, um die Spülpassage
zu öffnen
und zu schließen,
das Ladepassageöffnungs- und
-schließventil 16a,
das entlang der Länge
der Ladepassage angeordnet ist, um die Ladepassage zu öffnen und
zu schließen,
den Druckablassabschnitt (das Atmosphärenlüftungsventil 52a;
die Druckablasspumpe 70), der entlang der Länge der
Atmosphärenpassage
angeordnet ist, und den Spülsteuerabschnitt
zum Steuern/Regeln der Öffnung
des Spülsteuerventils,
um die Spülung
zu steuern/zu regeln, worin der Spülsteuerabschnitt (die ECU 64,
S10 bis S26, S100 bis S122) den Druckablassabschnitt aktiviert,
um den Innendruck des Behälters
auf den ersten vorbestimmten Unterdruck zu reduzieren (S14, S104
bis S108), während
verhindert wird, dass der Innendruck des Kraftstofftanks ein zu
hoher Unterdruck wird, indem das Ladepassagenöffnungs- und -schließventil
geschlossen wird (S18, S112), wodurch die Spülung gesteuert/geregelt wird
(S16, S110), während
der Innendruck des Behälters
abgelassen wird.
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Zusätzlich wird
das Kraftstoffdampfverarbeitungssystem angegeben, das ferner enthält: den Behälterinnendruckerfassungsabschnitt
(den Drucksensor 56) zum Erfassen des Innendrucks des Kraftstofftanks,
worin dann, wenn der so erfasste Innendruck des Kraftstofftanks
höher ist
als der vorbestimmte Druck (S10, S100), der Spülsteuerabschnitt den Betrieb
des Druckablassabschnitts (S20, S114) stoppt und das Ladepassagenöffnungs- und -schließventil öffnet (S26,
S122).
-
Ferner
wird das Kraftstoffdampfverarbeitungssystem angegeben, das ferner
enthält:
den Behälterinnendruckerfassungsabschnitt
(den Drucksensor 56) zum Erfassen des Innendrucks des Behälters, worin
dann, wenn der so erfasste Innendruck des Behälters niedriger ist als der
vorbestimmte Unterdruck (S22, S116), der Spülsteuerabschnitt den Betrieb
des Druckablassabschnitts stoppt und das Ladepassagenöffnungs-
und -schließventil öffnet (S26,
S122).
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Darüber hinaus
wird das Kraftstoffdampfverarbeitungssystem angegeben, welches ferner
enthält:
den Behälterinnendruckerfassungsabschnitt (den
Drucksensor 56) zum Erfassen des Innendrucks des Behälters, worin
der Spülsteuerabschnitt
das Ladepassagenöffnungs-
und -schließventil öffnet (S26, S122),
nachdem der Innendruck des Behälters
auf den zweiten vorbestimmten Unterdruck angestiegen ist (S24, S120),
wenn die Spülsteuerung
von der Spülsteuerung,
die durch Ablassen des Innendrucks des Behälters (10) implementiert
wird, zu der normalen Spülsteuerung,
die durch Stoppen des Betriebs des Druckablassabschnitts implementiert
wird, geschaltet wird (S22, S116).
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Merke,
dass in den jeweiligen Ausführungen, die
bisher beschrieben sind, obwohl das Ladepassagenöffnungs- und -schließventil
so beschrieben ist, dass es nur zwischen der vollständig geschlossenen und
der vollständig
offenen Stellung arbeitet, es als ein Ventil ausgebildet werden
kann, das auf eine beliebige Öffnung
dazwischen eingestellt werden kann.
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Ein
Atmosphärenlüftungsventil
(Druckablassabschnitt) wird in einem vorbestimmten Betrag geöffnet, um
einen Innendruck eines Behälters
auf einen vorbestimmten Unterdruck zu reduzieren (S14), während verhindert
wird, dass ein Innendruck in einem Kraftstofftank ein zu hoher Unterdruck
wird, indem ein Ladepassagenöffnung-
und -schließventil geschlossen
wird (S18), und die Spülung
gesteuert/geregelt wird, während
der Behälterinnendruck reduziert
wird, wodurch aus einem ähnlichen
Prinzip zu jenem der Vakuumdestillation, das Freisetzen von Kraftstoffdampf
aus einem Absorbers gefördert
wird, nicht nur um die Spüleffizienz
zu erhöhen,
sondern um auch zu verhindern, dass auf den Kraftstofftank eine übermäßige Belastung
ausgeübt
wird.