DE102005013918B4

DE102005013918B4 - Kraftstoffdampfbehandlungssystem für eine Brennkraftmaschine

Info

Publication number: DE102005013918B4
Application number: DE102005013918.3A
Authority: DE
Inventors: Noriyasu Amano; Takanobu Kawano; Koichi Inagaki; Nobuhiko Koyama; Masao Kano; Shinsuke Takakura; Yoshichika Yamada
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2004-03-25
Filing date: 2005-03-24
Publication date: 2015-07-23
Anticipated expiration: 2025-03-25
Also published as: US20060042605A1; US7219660B2; US20050211228A1; CN1673505B; DE102005013918A8; DE102005013918A1; US6971375B2; CN1673505A; JP2006161795A; JP4322799B2

Abstract

Kraftstoffdampfbehandlungssystem für eine Brennkraftmaschine (1) mit: einem Behälter (13), der ein Adsorptionsmaterial (14) zum temporären Adsorbieren von Kraftstoffdampf enthält, der durch einen Einlassdurchlass (12) von dem Inneren eines Kraftstofftanks (11) dorthin geleitet wird; einem Abführdurchlass (15) zum Leiten eines Luft-Kraftstoff-Gemisches, das von dem Adsorptionsmaterial (14) desorbierten Kraftstoffdampf enthält, in ein Einlassrohr (2) der Brennkraftmaschine (1) und zum Abführen des Kraftstoffdampfs; einem Abführsteuerventil (16), das in dem Abführdurchlass (15) angeordnet ist, um die Abführströmungsrate auf Grundlage des Messergebnisses einer Kraftstoffdampfkonzentration in dem Luft-Kraftstoff-Gemisch einzustellen; gekennzeichnet durch einen Messdurchlass (21), der eine Drosselblende (22) hat; eine Gasstromerzeugungseinrichtung (23) zum Erzeugen eines Gasstroms innerhalb und entlang des Messdurchlasses (21); eine Messdurchlassumschalteinrichtung zum Umschalten des Messdurchlasses (21) zwischen einem ersten Konzentrationsmesszustand, in dem der Messdurchlass (21) an seinen beiden Enden zu der Atmosphäre offen ist, wodurch der Außenluft ermöglicht wird, durch den Messdurchlass (21) zu strömen, und einem zweiten Konzentrationsmesszustand, in dem der Messdurchlass (21) an seinen beiden Enden mit dem Behälter (13) in Verbindung gebracht ist, um dem von dem Behälter (13) zugeführten Luft-Kraftstoff-Gemisch zu ermöglichen, durch den Messdurchlass (21) zu strömen; eine Differenzdruckerfassungseinrichtung (45) zum Erfassen eines Drucks an beiden Enden der Drosselblende (22); und eine Kraftstoffdampfkonzentrationsberechnungseinrichtung (41) zum Berechnen einer Kraftstoffdampfkonzentration auf Grundlage eines in dem ersten Konzentrationsmesszustand erfassten Druckunterschieds und eines in dem zweiten Konzentrationsmesszustand erfassten Druckunterschieds.

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Kraftstoffdampfbehandlungssystem für eine Brennkraftmaschine.
Das Kraftstoffdampfbehandlungssystem beschränkt die Abgabe von in einem Kraftstofftank erzeugten Kraftstoffdampf in die Atmosphäre. Ein von dem Kraftstofftank durch einen Einlassdurchlass in das System eingebrachter Kraftstoffdampf wird einmal in einem Adsorptionsmaterial adsorbiert, das in einem Behälter angeordnet ist, und wenn eine Brennkraftmaschine arbeitet, wird der adsorbierte Kraftstoffdampf durch einen Abführdurchlass zu einem Einlassrohr in der Brennkraftmaschine abgeführt, wobei ein in dem Einlassrohr erzeugter Unterdruck verwendet wird. Die Adsorptionskapazität des Adsorptionsmaterials wird durch Abführen des Kraftstoffdampfs wiederhergestellt. Das Abführen des Kraftstoffdampfs wird durchgeführt, indem die Strömungsrate des abgeführten Gases (die Strömungsrate der abgeführten Luft und die des abgeführten Kraftstoffdampfs) gemessen wird, wobei das Messen durch ein in dem Abführdurchlass angeordnetes Abführsteuerventil durchgeführt wird.
Der abgeführte Kraftstoffdampf verbrennt zusammen mit dem Kraftstoff, der von einem Injektor zugeführt wird und daher ist es zum Erhalten eines geeigneten Luft-Kraftstoff-Verhältnisses wichtig, eine tatsächliche Menge des abgeführten Kraftstoffdampfs mit einer hohen Genauigkeit zu messen. Als ein Verfahren zum Messen der Abführmenge ist in der JP H05-018 236 A ein Verfahren offenbart, bei dem ein Heißdraht-Massenstrommesser in einem Abführdurchlass installiert ist.
Jedoch ist der Strommesser im Allgemeinen auf der Vorgabe von 100% Luftgas oder einem Gas einer einzelnen Komponente entworfen und kalibriert. Daher war es schwierig, die Strömungsrate eines Luft-Kraftstoff-Dampfgemischs mit einer hohen Genauigkeit zu messen, dessen Konzentration nicht konstant wie die des abgeführten Gases ist. In der JP 05-033 733 A ( US 5 216 995 A ) ist ein anderer Heißdraht-Massenstrommesser in einem Atmosphärendurchlass installiert, der von dem Abführdurchlass abzweigt, und die Volumenstromrate des abgeführten Gases und die Konzentration des Kraftstoffdampfs in dem abgeführten Gas werden aus Ausgabewerten erfasst, die von zwei Massenstrommessern bereitgestellt werden.
Da gemäß der JP 05-018 326 A und der JP 05-033 733 A ( US 5 216 995 A ) der (die) Strommesser in dem Abführdurchlass installiert ist (sind), kann die Konzentration des Kraftstoffdampfs nicht erfasst werden, solange das Abführen des Kraftstoffdampfs beim Strömen des abgeführten Gases durchgeführt wird. Daher ist es zum Reflektieren einer gemessenen Konzentration des Kraftstoffdampfs in der Steuerung eines Luft-Kraftstoff-Verhältnisses nötig, die Konzentration des Kraftstoffdampfs zu messen, bevor der abgeführte Kraftstoffdampf die Injektorstelle erreicht, und einen Befehlswert für die Menge des von dem Injektor einzuspritzenden Kraftstoffs auf Grundlage der gemessenen Konzentration des Kraftstoffdampfs zu korrigieren.
Jedoch ist bei einer Kraftmaschine mit einem kleinen Einlassrohrvolumen oder im Fall eines Betriebsbereichs mit einer hohen Einlassluftströmungsgeschwindigkeit die Zeit, die erforderlich ist, bis der abgeführte Kraftstoffdampf die Einspritzstelle erreicht, kürzer als die Zeit, die erforderlich ist, um das Messen der Kraftstoffdampfkonzentration zu vervollständigen und somit ist es schwierig, eine korrekt gemessene Kraftstoffdampfkonzentration in der Steuerung des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses wiederzugeben. Alternativ dazu sind die Kraftmaschinenstruktur mit der Gestaltung von Rohren und der Abführstartbetriebsbereich beschränkt. Momentan ist das Drosseln der Abführströmungsrate bis zu dem Ausmaß, dass der Kraftstoffdampf auf die Steuerung des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses keinen schlechten Einfluss ausübt, die einzige Möglichkeit, um die Einflüsse der Variation in der Konzentration des Kraftstoffdampfs zu vermeiden. Ohne diese Abführbeschränkung ist es schwierig, das Luft-Kraftstoff-Verhältnis korrekt zu steuern. Insbesondere dann, wenn ein Kraftstoffdampfbehandlungssystem bei einem Hybridfahrzeug verwendet werden soll, welches seit kurzem im Rampenlicht steht, ist es absolut notwendig, ein Abführen einer großen Menge auszuführen, um die Adsorptionskapazität wieder herzustellen, da die Möglichkeiten zum Abführen beschränkt sind.
Ferner ist aus der US 5 188 85 A ein Kraftstoffdampfbehandlungssystem gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1 bekannt. Weitere Kraftstoffdampfbehandlungssysteme sind in US 5 215 061 A , US 5 176 123 A , DE 100 18 441 A1 , JP H04- 365 964 A und DE 101 26 521 A1 offenbart.
Es wird erwartet, eine Technik zu entwickeln, die eine tatsächliche Abführmenge des Kraftstoffdampfs mit einer hohen Genauigkeit messen und die Abführströmungsrate erhöhen kann.
Die vorliegende Erfindung wurde in Hinsicht auf die vorstehend erwähnten Probleme getätigt und es ist eine Aufgabe der Erfindung, ein Kraftstoffdampfbehandlungssystem für eine Brennkraftmaschine zu schaffen, welches die Konzentration des Kraftstoffdampfs unverzüglich und präzise messen kann und welches dadurch Kraftstoffdampf effizient abführen kann und das Luft-Kraftstoff-Verhältnis richtig steuern kann.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe mit einem Kraftstoffdampfbehandlungssystem mit den Merkmalen von Anspruch 1 gelöst. Weitere Ausführungsformen sind in den abhängigen Ansprüchen definiert.
Wenn bei dem erfindungsgemäßen Kraftstoffdampfbehandlungssystem die Kapazität der Gasstromerzeugungseinrichtung konstant ist, dann sind in Übereinstimmung mit dem Gesetz der Energieerhaltung die Strömungsgeschwindigkeit der durch den Messdurchlass führenden Luft und die des Gases, das sich im Aufbau von der ebenso durch den Messdurchlass hindurchführenden Luft unterscheidet, wegen unterschiedlicher Dichten unterschiedlich voneinander. Da zwischen der Dichte und der Konzentration des Kraftstoffdampfs ein Zusammenhang besteht, variiert die Strömungsgeschwindigkeit in Abhängigkeit von der Konzentration des Kraftstoffdampfs. Da die Strömungsgeschwindigkeit in der Drosselblende einen Druckverlust definiert, wird die Konzentration des Kraftstoffdampfs auf Grundlage eines in dem ersten Konzentrationsmesszustand erfassten Druckunterschieds und eines in dem zweiten Konzentrationsmesszustand erfassten Druckunterschieds erfasst.
Da der Messdurchlass vorgesehen ist, wird die Konzentration des Kraftstoffdampfs erfasst, ohne dass Gas durch den Abführdurchlass hindurchströmt. Daher ist es nicht notwendig, die Konzentration des Kraftstoffdampfs während dem Abführen zu bestimmen und das Luft-Kraftstoff-Verhältnis kann richtig gesteuert werden, während Kraftstoffdampf effizient abgeführt wird.
Da außerdem in dem Abführdurchlass keine Drosselblende installiert ist, besteht keine Gefahr, dass der Gasstrom in dem Abführdurchlass durch eine Drosselblende behindert wird.
1 ist ein Konstruktionsschaubild eines Kraftstoffdampfbehandlungssystems für eine Brennkraftmaschine gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
2 zeigt ein erstes Ablaufdiagramm, das den Betrieb des Kraftstoffdampfbehandlungssystems veranschaulicht;
3 zeigt ein zweites Ablaufdiagramm, das den Betrieb des Kraftstoffdampfbehandlungssystems veranschaulicht;
4 zeigt ein Zeitgebungsdiagramm, das den Betrieb des Kraftstoffdampfbehandlungssystems veranschaulicht;
5 zeigt ein erstes Schaubild, das den Gasstrom in Hauptabschnitten des Kraftstoffdampfbehandlungssystems veranschaulicht;
6 ist ein zweites Schaubild, das den Gasstrom in Hauptabschnitten des Kraftstoffdampfbehandlungssystems veranschaulicht;
7 zeigt einen ersten Graph, der den Betrieb des Kraftstoffdampfbehandlungssystems erläutert;
8 zeigt einen zweiten Graph, der den Betrieb des Kraftstoffdampfbehandlungssystems erläutert;
9 ist ein dritter Graph, der den Betrieb des Kraftstoffdampfbehandlungssystems erläutert;
10 zeigt ein drittes Ablaufdiagramm, das den Betrieb des Kraftstoffdampfbehandlungssystems veranschaulicht;
11 ist ein vierter Graph, der den Betrieb des Kraftstoffdampfbehandlungssystems erläutert;
12 ist ein fünfter Graph, der den Betrieb des Kraftstoffdampfbehandlungssystems erläutert;
13 ist ein Graph, der eine Modifikation des Kraftstoffdampfbehandlungssystems erläutert;
14 ist ein Graph, der eine weitere Modifikation des Kraftstoffdampfbehandlungssystems erläutert;
15 ist ein Konstruktionsschaubild einer weiteren Modifikation des Kraftstoffdampfbehandlungssystems;
16 ist ein Konstruktionsschaubild eines Kraftstoffdampfbehandlungssystems für eine Brennkraftmaschine gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
17 zeigt ein erstes Ablaufdiagramm, das den Betrieb des Kraftstoffdampfbehandlungssystems des zweiten Ausführungsbeispiels veranschaulicht;
18 zeigt ein zweites Ablaufdiagramm, das den Betrieb des Kraftstoffdampfbehandlungssystems des zweiten Ausführungsbeispiels veranschaulicht;
19 zeigt ein Zeitgebungsdiagramm, das den Betrieb des Kraftstoffdampfbehandlungssystems des zweiten Ausführungsbeispiels veranschaulicht;
20 ist ein Schaubild, das den Gasstrom in Hauptabschnitten des Kraftstoffdampfbehandlungssystems des zweiten Ausführungsbeispiels veranschaulicht;
21 zeigt einen Graph, der den Betrieb des Kraftstoffdampfbehandlungssystems des zweiten Ausführungsbeispiels erläutert;
22 zeigt ein Konstruktionsschaubild eines Kraftstoffdampfbehandlungssystems für eine Brennkraftmaschine gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
23 zeigt ein erstes Ablaufdiagramm, das den Betrieb des Kraftstoffdampfbehandlungssystems des dritten Ausführungsbeispiels veranschaulicht;
24 zeigt ein zweites Ablaufdiagramm, das den Betrieb des Kraftstoffdampfbehandlungssystems des dritten Ausführungsbeispiels veranschaulicht;
25 ist ein Zeitgebungsdiagramm, das den Betrieb des Kraftstoffdampfbehandlungssystems des dritten Ausführungsbeispiels veranschaulicht;
26 ist ein Schaubild, das den Gasstrom in Hauptabschnitten des Kraftstoffdampfbehandlungssystems des dritten Ausführungsbeispiels veranschaulicht;
27 zeigt einen ersten Graph, der eine Modifikation des Kraftstoffdampfbehandlungssystems des dritten Ausführungsbeispiels erläutert;
28 zeigt einen zweiten Graph, der die Modifikation des Kraftstoffdampfbehandlungssystems des dritten Ausführungsbeispiels erläutert;
29 zeigt ein Konstruktionsschaubild eines Kraftstoffdampfbehandlungssystems für eine Brennkraftmaschine gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
30 zeigt ein Ablaufdiagramm, das den Betrieb des Kraftstoffdampfbehandlungssystems des vierten Ausführungsbeispiels veranschaulicht;
31 zeigt ein Zeitgebungsdiagramm, das den Betrieb des Kraftstoffdampfbehandlungssystems des vierten Ausführungsbeispiels veranschaulicht;
32 zeigt ein Schaubild, das den Gasstrom in Hauptabschnitten des Kraftstoffdampfbehandlungssystems des vierten Ausführungsbeispiels veranschaulicht;
33 zeigt ein Konstruktionsschaubild, das eine Modifikation des Kraftstoffdampfbehandlungssystems des vierten Ausführungsbeispiels veranschaulicht;
34 zeigt ein Konstruktionsschaubild, das eine weitere Modifikation des Kraftstoffdampfbehandlungssystems des vierten Ausführungsbeispiels veranschaulicht;
35 zeigt ein Konstruktionsschaubild, das eine weitere Modifikation des Kraftstoffdampfbehandlungssystems des vierten Ausführungsbeispiels veranschaulicht;
36 ist ein Konstruktionsschaubild eines Kraftstoffdampfbehandlungssystems für eine Brennkraftmaschine gemäß einem fünften Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
37 zeigt ein Konstruktionsschaubild eines Kraftstoffdampfbehandlungssystems für eine Brennkraftmaschine gemäß einem sechsten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
38 zeigt ein Konstruktionsschaubild eines Kraftstoffdampfbehandlungssystems für eine Brennkraftmaschine gemäß einem siebten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
39 zeigt ein Konstruktionsschaubild eines Kraftstoffdampfbehandlungssystems für eine Brennkraftmaschine gemäß einem achten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
40 zeigt ein Schaubild, das den Gasstrom während dem Abführen gemäß einer Modifikation des Kraftstoffdampf-Behandlungssystems des ersten Ausführungsbeispiels veranschaulicht; und
41 zeigt ein Schaubild, das den Gasstrom während dem Abführen gemäß einer Modifikation des Kraftstoffdampfbehandlungssystems des fünften Ausführungsbeispiels veranschaulicht.
(Erstes Ausführungsbeispiel)
1 zeigt den Aufbau eines Kraftstoffdampfbehandlungssystems gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Dieses Ausführungsbeispiel betrifft die Anwendung der vorliegenden Erfindung auf eine Fahrzeugkraftmaschine. Ein Kraftstofftank 11 für eine Brennkraftmaschine 1, die im weiteren Verlauf als Kraftmaschine 1 bezeichnet wird, ist über einen Einlassdurchlass 12 mit einem Behälter 13 verbunden. Der Kraftstofftank 11 und der Behälter 13 sind ständig miteinander in Verbindung. Ein Adsorptionsmaterial 14 ist in den Behälter 13 geladen, um in dem Kraftstofftank 11 verdampften Kraftstoff temporär zu adsorbieren. Der Behälter 13 ist über einen Abführdurchlass 15 mit einem Einlassrohr 2 der Kraftmaschine 1 verbunden. Ein Abführventil 16 als ein Abführsteuerventil ist in dem Abführdurchlass 15 angeordnet. Der Behälter 13 und das Einlassrohr 2 kommen miteinander in Verbindung, wenn das Abführventil 16 geöffnet ist.
Das Abführventil ist ein elektromagnetisches Ventil, dessen Öffnungsgrad, beispielsweise durch eine Steuerung der relativen Einschaltdauer unter Verwendung einer elektronischen Steuereinheit (ECU) 41, die verschiedene Abschnitte der Kraftmaschine 1 steuert, einstellbar ist. In Übereinstimmung mit dem Öffnungsgrad wird der von dem Adsorptionsmaterial 14 desorbierte Kraftstoffdampf mit Hilfe eines Unterdrucks in dem Einlassrohr 2 in das Einlassrohr 2 abgeführt und verbrennt zusammen mit dem von einem Injektor 5 eingespritzten Kraftstoff. Das den abgeführten Kraftstoffdampf enthaltene Luft-Kraftstoff-Gemisch wird im weiteren Verlauf als ”abgeführtes Gas” bezeichnet.
Ein Abführluftdurchlass 17, der an seinem vorderen Ende zu der Atmosphäre geöffnet ist, ist an dem Behälter 13 angeschlossen. Ein Schließventil 18 ist in dem Abführluftdurchlass 17 angeordnet.
Der Abführdurchlass 15 und der Abführluftdurchlass 17 können durch einen Kraftstoffdampfdurchlass 21 als ein Messdurchlass miteinander verbunden sein. An der dem Abführventil 16 näheren Seite des Behälters 13 ist der Kraftstoffdampfdurchlass 21 mit dem Abführdurchlass 15 durch einen Abzweigungsdurchlass 25 verbunden, der von dem Abführdurchlass 15 abzweigt. An der dem Schließventil 18 näheren Seite des Behälters 13 ist der Kraftstoffdampfdurchlass 21 durch einen von dem Abführluftdurchlass 17 abzweigenden Abzweigungsdurchlass 26 mit dem Abführluftdurchlass 17 verbunden. In dem Kraftstoffdampfdurchlass 21 sind ein erstes Umschaltventil 31, eine Drosselblende 22, eine Pumpe 23 und ein zweites Umschaltventil 32 in dieser Reihenfolge von der Seite des Abführdurchlasses 15 angeordnet.
Das erste Umschaltventil 31 ist ein elektromagnetisches Ventil mit einer Dreiwegeventilstruktur, das ein Umschalten zwischen einem ersten Konzentrationsmesszustand, bei dem der Kraftstoffdampfdurchlass 21 an seinem einen Ende zu der Atmosphäre offen ist, und einem zweiten Konzentrationsmesszustand durchführt, bei dem der Kraftstoffdampfdurchlass 21 mit dem Behälter 13 an seinem einen Ende in Verbindung kommt. Die ECU 41 steuert das erste Umschaltventil wahlweise in diese beiden Schaltzustände. Die ECU 41 ist so voreingestellt, dass der Schaltzustand der erste Konzentrationsmesszustand ist, in dem der Kraftstoffdampfdurchlass 21 zu der Atmosphäre geöffnet ist, wenn das erste Umschaltventil 31 aus ist.
Die Pumpe 23 als Gasstromerzeugungseinrichtung ist eine elektrische Pumpe. Wenn sie arbeitet, dient ihre dem ersten Umschaltventils 31 zugewandte Seite als eine Ansaugseite, um Gas entlang und in den Kraftstoffdampfdurchlass 21 strömen zu lassen. Die ECU 41 steuert deren AN-/AUS-Betrieb und deren Drehzahl. Die Drehzahl wird so gesteuert, dass sie beim Erreichen eines vorbestimmten Wertes konstant wird.
Das zweite Umschaltventil 32 ist ein elektromagnetisches Ventil einer Dreiwegeventilstruktur, das zwischen einem ersten Konzentrationsmesszustand, in dem der Kraftstoffdampfdurchlass 21 an seinem anderen Ende zu der Atmosphäre offen ist, und einem zweiten Konzentrationsmesszustand umschaltet, in dem das andere Ende des Kraftstoffdampfdurchlasses 21 mit dem Abführluftdurchlass 17 in Verbindung kommt. Die ECU 41 steuert das zweite Schaltventil 32 wahlweise in diese beiden Schaltzustände. Die ECU 41 ist so voreingestellt, dass sich der Schaltzustand in dem ersten Konzentrationsmesszustand befindet, in dem der Kraftstoffdampfdurchlass 21 zu der Atmosphäre offen ist, wenn das zweite Umschaltventil 32 aus ist.
Der Kraftstoffdampfdurchlass 21 ist an beiden Enden der Drosselblende 22 durch Druckleitungen 241 und 242 an einen Differenzdrucksensor 45 als Differenzdruckerfassungseinrichtung angeschlossen und durch den Differenzdrucksensor 45 wird ein Druckunterschied an beiden Enden der Drosselblende 22 erfasst. Ein erfasstes Differenzdrucksignal wird zu der ECU 41 ausgegeben.
Die ECU 41 hat eine Struktur und Funktionsweisen für die herkömmliche Bauweise von Kraftmaschinen. Mit der ECU 41 werden verschiedene Abschnitte einschließlich einer in dem Einlassdurchlass 2 zum Einstellen der Einlassluftmenge angeordneten Drossel 4 und eines Injektors 5 zum Einspritzen des Kraftstoffs in Übereinstimmung mit der durch einen in dem Einlassrohr 2 angeordneten Luftstromsensor 42 erfassten Einlassluftmenge, einem durch einen Einlassdrucksensor 43 erfassten Einlassdruck, einem durch einen in dem Auslassrohr 3 angeordneten Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor 44 erfassten Luft-Kraftstoff-Verhältnis, ebenso wie einem Zündsignal, einer Drehzahl, einer Kraftmaschinen-Kühlwassertemperatur und einer Beschleunigerstellung gesteuert. Diese Steuerung wird durchgeführt, um eine korrekte Kraftstoffeinspritzmenge einen korrekten und Drosselwinkel zu gestatten.
2 zeigt einen durch die ECU 41 ausgeführten Ablauf der Kraftstoffdampfabführung. Dieser Ablauf wird nach dem Starten der Kraftmaschine ausgeführt. Bei Schritt S101 wird bestimmt, ob eine Konzentrationserfassungsbedingung vorhanden ist oder nicht. Die Konzentrationserfassungsbedingung ist vorhanden, wenn Zustandsgrößen, die Betriebszustände, wie z. B. die Kraftmaschinenwassertemperatur, Öltemperatur und Drehzahl anzeigen, in vorbestimmten Bereichen liegen. Die Konzentrationserfassungsbedingung ist so eingestellt, dass sie erfüllt ist, bevor eine Abführausführungsbedingung, bezüglich dessen, ob das später beschriebene Ausführen des Kraftstoffdampfabführens erlaubt ist oder nicht, erfüllt ist.
Beispielsweise ist die Abführausübungsbedingung erfüllt, wenn die Kraftmaschinen-Kühlwassertemperatur einen vorbestimmten Wert T erreicht oder höher wird oder wenn bestimmt wird, dass das Aufwärmen der Kraftmaschine vollendet ist. Die Konzentrationserfassungsbedingung ist während dem Aufwärmen der Kraftmaschine erfüllt, aber sie ist beispielsweise erfüllt, wenn die Kühlwassertemperatur einem vorbestimmten Wert T2 oder höher entspricht, wobei der Wert T2 niedriger als der vorstehend erwähnte vorbestimmte Wert T1 eingestellt ist. Die Konzentrationserfassungsbedingung ist zudem während der Zeitspanne erfüllt (hauptsächlich während dem Verlangsamen), in der die Kraftmaschine arbeitet und das Abführen des Kraftstoffdampfs gestoppt ist. In dem Fall, in dem dieses Kraftstoffdampfbehandlungssystem auf ein Hybridfahrzeug angewendet wird, ist die Konzentrationserfassungsbedingung selbst dann erfüllt, wenn die Kraftmaschine gestoppt ist und das Fahrzeug mittels eines (Elektro-)Motors fährt.
Wenn die Antwort in Schritt S101 bestätigend ist, dann schreitet der Ablauf zu Schritt S102 vor, bei dem eine später beschriebene Konzentrationserfassungsroutine ausgeführt wird. Wenn die Antwort in Schritt S101 negativ ist, schreitet der Verarbeitungsablauf zu Schritt S106 vor, bei dem bestimmt wird, ob die Zündung AUS ist oder nicht. Wenn die Antwort in Schritt S106 negativ ist, kehrt der Verarbeitungsablauf zu Schritt S101 zurück. Wenn die Zündung AUS ist, wird der Verarbeitungsablauf beendet.
3 zeigt den Inhalt der Konzentrationserfassungsroutine und 4 zeigt Änderungen in den Zuständen verschiedener Komponenten des Systems während dem Ausführen der Konzentrationserfassungsroutine. Beim Ausführen der Konzentrationserfassungsroutine ist der Ausgangszustand so, dass das Abführventil 16 geschlossen ist, das Schließventil 18 geöffnet ist, das erste und das zweite Schaltventil 31, 32 AUS sind und die Pumpe 23 AUS ist (A in 4). Dieser Zustand entspricht dem vorstehend genannten ersten Konzentrationsmesszustand. In Schritt S201 wird die Pumpe 23 betätigt, wodurch Gas durch den Kraftstoffdampfdurchlass 21 strömen gelassen wird (B in 4). Das Gas, das Luft ist, strömt durch den Kraftstoffdampfdurchlass 21, wie dies durch den Pfeil in 5 angezeigt ist und wird wieder in die Atmosphäre ausgelassen. Im Schritt S202 wird ein Differenzdruck ΔP0 in der Drosselblende 22 in diesem Zustand erfasst. In Schritt 203 wird das Schließventil 18 geschlossen und das erste und das zweite Schaltventil 31, 32 werden angeschaltet (C in 4). Somit wird ein Wechsel von dem Messzustand erster Konzentration zu dem Messzustand zweiter Konzentration durchgeführt. Da zu diesem Zeitpunkt das Abführventil 16 und das Schließventil 18 geschlossen sind, strömt das Gas entlang eines ringförmigen Wegs, der zwischen dem Behälter 13 und der Drosselblende 22 zirkuliert. Das Gas ist ein Luft-Kraftstoff-Gemisch, das Kraftstoffdampf enthält, da es den Behälter 13 passiert.
In Schritt S205 wird in diesem Zustand ein Differenzdruck ΔP1 in der Drosselblende 22 erfasst.
Die nachfolgenden Schritte S206 und S207 sind Verarbeitungen, die durch die Kraftstoffdampf-Konzentrations-Berechnungseinrichtung durchgeführt werden. In Schritt S206 wird ein Differenzdruckverhältnis P auf Grundlage der beiden erfassten Differenzialdrücke ΔP0 und ΔP1 und in Übereinstimmung mit Gleichung (1) berechnet. In Schritt S207 wird die Kraftstoffdampfkonzentration C auf Grundlage des Differenzdruckverhältnisses P und in Übereinstimmung mit Gleichung (2) berechnet. In Gleichung (2) ist k1 eine Konstante, die im Vorfeld in dem ROM der ECU 41 zusammen mit Steuerprogrammen gespeichert wurde. P = ΔP1/ΔP0 (1) C = k1 × (P – 1) (= k1 ×(ΔP1 – ΔPo)/ΔPo (2)
Wenn in dem Abführgas Kraftstoffdampf enthalten ist, ist die Dichte hoch, da Kraftstoffdampf schwerer als Luft ist. Bei der gleichen Anzahl von Umdrehungen der Pumpe 23 und der gleichen Strömungsgeschwindigkeit (Strömungsrate) in dem Kraftstoffdampfdurchlass 21 wird der Differenzdruck in der Drosselblende 22 in Übereinstimmung mit dem Gesetz der Energieerhaltung groß. Je höher die Kraftstoffdampfkonzentration C ist, desto größer ist das Differenzdruckverhältnis P. Wie in 7 gezeigt ist, wird eine charakteristische Linie, der die Kraftstoffdampfkonzentration C und das Differenzdruckverhältnis P folgen, eine gerade Linie. Die Gleichung (2) drückt eine solche charakteristische Linie aus. Die Konstante k1 wird im Vorfeld durch Experimente oder dergleichen angepasst.
8 zeigt eine Druck P zu Strömungsraten Q Charakteristik (im weiteren Verlauf als ”Pumpeneigenschaft” bezeichnet).
In der gleichen Figur ist zudem eine Differenzdruck ?P zu Strömungsraten Q Charakteristik (”Drosselblendencharakteristik”) in der Drosselblende 22 gezeigt. Der Druck P ist gleich wie der Differenzdruck ?P, da der Druckverlust in den anderen Abschnitten als in der Drosselblende 22 klein ist. Die Drosselblendencharakteristik kann unter der Annahme, dass die Dichte des durch die Drosselblende 22 strömenden Fluids ρ ist, durch Gleichung (3) ausgedrückt werden. In Gleichung (3) ist K eine Konstante und K = α × π × d²/4 × 2^1/2, wobei d ein Lochdurchmesser der Drosselblende 22 ist und α ein Strömungskoeffizient der Drosselblende 22 ist. Q = K(ΔP/ρ)^1/2 (3)
Somit sind Gleichungen (3-1) und (3-2) jeweils gültig, wenn das durch die Drosselblende 22 strömende Fluid Luft ist (Air in der Figur sowie im Folgenden) bzw. wenn das Fluid Kraftstoffdampf enthaltende Luft ist (HC in der Figur und im Folgenden). Was die Indizes in den Gleichungen betrifft, gibt Air an, dass das Fluid Luft ist und HC gibt an, dass das Fluid Kraftstoffdampf enthaltende Luft ist. Q_Air = K(ΔP_Air/ρ_Air)^1/2 (3-1) Q_HC = K(ΔP_HC/ρ_HC)^1/2 (3-2)
Da die Pumpe 23, wie vorstehend beschrieben, so gesteuert wird, dass ihre Drehzahl konstant wird, gilt Q_Air = Q_HC und Gleichung (4): ρ_HC/ρ_Air = ΔP_HC/ΔP_Air (4)
Da die Dichte von der Kraftstoffdampfkonzentration abhängig ist, ist die Kraftstoffdampfkonzentration mit dem Differenzdruckverhältnis ?P_HC/?P_Air als Parameter bekannt. Ein Lernen der Pumpencharakteristik ist nicht nötig. ?P_HC und ?P_Air sind jeweils ?P1 und ?P0.
Ferner wird durch Steuern der Drehzahl der Pumpe 23 auf einen konstanten Wert der nachstehende Effekt erhalten.
9 zeigt die Charakteristik der Drosselblende 22 (Drosselblendencharakteristik) und die Charakteristik der Pumpe 23 (Pumpencharakteristik). In dem Fall einer herkömmlichen Steuerung, bei der die konstante Drehzahlsteuerung nicht durchgeführt wird, nimmt die Drehzahl ab, wenn der Druck zunimmt und selbiges geschieht mit der Last, was dazu führt, dass sich die Pumpencharakteristik gemäß einer gestrichelten Linie in 9 ändert, d. h., die Strömungsrate sinkt zusammen mit dem Differenzdruck ab. Folglich werden die gemessenen Differenzialdrücke ?P'_Air und ?P'_HC. Wenn die konstante Drehzahlsteuerung durchgeführt wird, dann werden die Differenzialdrücke ?P_Air und ?P_HC, wie vorstehend beschrieben ist, so, dass es möglich ist, einen höheren Durchsatz als bei der herkömmlichen Steuerung zu erhalten.
Wenn die Drehzahl der Pumpe 23 niedrig ist, wird der Differenzdruck ?P niedrig und die Kraftstoffdampf-Konzentrations-Messgenauigkeit wird niedrig, wohingegen dann, wenn die Drehzahl der Pumpe 23 zu groß ist, der Differenzdruck ?P groß wird, wodurch die Betätigung der Umschaltventile 31 und 32 beeinträchtigt wird. Daher ist es vorzuziehen, die Drehzahl der Pumpe 23 unter Berücksichtigung dieses Gesichtspunkts einzustellen.
In Schritt 208 wird die erhaltene Kraftstoffdampfkonzentration C temporär gespeichert.
In Schritt S209 werden das erste und das zweite Umschaltventil 31, 32 AUS-geschaltet und in Schritt S210 wird die Pumpe 23 AUS-geschaltet. Dieser Zustand ist der gleiche wie der in 4 mit A bezeichnete Zustand, welcher der Zustand vor dem Start der Konzentrationserfassungsroutine ist.
Nach dem Ausführen der Konzentrationserfassungsroutine (Schritt S102) wird in Schritt S103 bestimmt, ob die Abführausübungsbedingung aufgestellt ist oder nicht. Wie bei der herkömmlichen Bauweise von Kraftstoffdampf-Behandlungssystemen wird die Abführausübungsbedingung auf Grundlage von Betriebsbedingungen, wie z. B. der Kraftmaschinen-Wassertemperatur, der Öltemperatur und der Kraftmaschinen-Drehzahl bestimmt.
Wenn die Antwort in Schritt S103 zum Bestimmen, ob die Abführausübungsbedingung aufgestellt ist oder nicht, bestätigend ist, wird in Schritt S104 eine Abführausübungsroutine ausgeführt. Wenn die Abführausübungsbedingung nicht aufgestellt ist, d. h., wenn die Antwort in Schritt S103 negativ ist, wird in Schritt S105 bestimmt, ob nach dem Ausüben der Konzentrationserfassungsroutine eine vorbestimmte Zeitspanne verstrichen ist oder nicht. Wenn die Antwort in Schritt S105 negativ ist, wird die Verarbeitung von Schritt S104 wiederholt. Wenn die Antwort in Schritt S105 zum Bestimmen, ob die vorbestimmte Zeitspanne nach dem Ausüben der Konzentrationserfassungsroutine verstrichen ist oder nicht, bestätigend ist, kehrt der Verarbeitungsablauf zu Schritt S101 zurück, bei dem die Verarbeitung zum Erhalten der Kraftstoffdampfkonzentration C wieder ausgeübt wird und die Kraftstoffdampfkonzentration C wird auf den letzten Wert nachgeführt (Schritte S101, S102). Die vorgenannte vorbestimmte Zeitspanne wird auf Grundlage der Genauigkeit eines Konzentrationswertes eingestellt, was nötig ist, um Änderungen der Kraftstoffdampfkonzentration C über die Zeit zu berücksichtigen.
10 zeigt die Details der Abführausübungsroutine. Die Verarbeitungen von Schritten S301 und S302 werden durch eine Einrichtung zum Setzen eines zulässigen Abführströmungsratenobergrenzwerts ausgeführt. In Schritt S301 werden Betriebsbedingungen der Kraftmaschine erfasst, während in Schritt S302 ein Wert Fm einer Strömungsrate einer zulässigen abgeführten Kraftstoffdampf einer zulässigen abgeführten Kraftstoffdampfströmungsraten einer zulässigen abgeführten Kraftstoffdampfströmungsraten auf Grundlage der erfassten Kraftmaschinenbetriebsbedingungen berechnet wird. Der Wert Fm einer Strömungsrate einer zulässigen abgeführten Kraftstoffdampf einer zulässigen abgeführten Kraftstoffdampfströmungsraten wird auf Grundlage einer Kraftstoffeinspritzmenge, die für die gegenwärtigen Kraftmaschinenbetriebszustände, wie z. B. den Drosselwinkel, erforderlich ist und zudem auf Grundlage eines unteren Grenzwerts einer Kraftstoffeinspritzmenge berechnet, der durch den Injektor 5 gesteuert werden kann. Eine große Kraftstoffeinspritzmenge wirkt in einer Richtung, in der das Verhältnis der abgeführten Kraftstoffdampfströmungsrate zu der Kraftstoffeinspritzmenge niedrig wird, so dass der Wert Fm einer Strömungsrate einer zulässigen abgeführten Kraftstoffdampf einer zulässigen abgeführten Kraftstoffdampfströmungsraten auch groß wird.
In Schritt S303 wird der gegenwärtige Einlassrohrdruck P0 erfasst, während in Schritt S304 eine Referenzströmungsrate Q100 auf Grundlage des Einlassrohrdrucks P0 berechnet wird. Die Referenzströmungsrate Q100 repräsentiert die Strömungsrate des durch den Abführdurchlass 15 hindurchströmenden Gases, wenn das strömende Fluid zu 100% Luft ist und wenn der Öffnungsgrad des Abführventils 16 (”im weiteren Verlauf Abführventilöffnung” bezeichnet) 100% beträgt. Dies wird in Übereinstimmung mit einem Referenzströmungskennfeld berechnet. 11 zeigt ein Beispiel des Referenzströmungskennfelds.
In Schritt S305 wird auf Grundlage einer in der Konzentrationserfassungsroutine erfassten Kraftstoffdampfkonzentration C und in Übereinstimmung mit Gleichung (5) eine geschätzte Strömungsrate Qc des abgeführten Luft-Kraftstoff-Gemischs berechnet. Die geschätzte Strömungsrate Qc ist ein geschätzter Wert der Strömungsrate des abgeführten Gases, wenn die Abführventilöffnung auf 100% gesetzt ist und wenn das abgeführte Gas der gegenwärtigen Kraftstoffdampfkonzentration C durch den Strömungsdurchlass 15 strömen darf. 12 zeigt eine Beziehung zwischen der Kraftstoffdampfkonzentration C und dem Verhältnis (Qc/Q100) der geschätzten Strömungsrate Qc zu der Referenzströmungsrate Q100. Die Dichte des abgeführten Gases nimmt zu, wenn die Kraftstoffdampfkonzentration C höher wird und selbst bei dem gleichen Einlassrohrdruck nimmt die Strömungsrate im Vergleich zu dem Fall, in dem das abgeführte Gas zu 100% Luft ist, in Übereinstimmung mit dem Gesetz der Energieerhaltung ab. Die gerade Linie in der Figur ist äquivalent zu der Gleichung (5). In Gleichung (5) bezeichnet ”A” eine Konstante, die im Vorfeld zusammen mit Steuerprogrammen in der ROM der ECU 41 gespeichert wird. Qc = Q100 × (1 – A × C) (5)
In Schritt S306 wird auf Grundlage der Kraftstoffdampfkonzentration C und der geschätzten Strömungsrate Qc und in Übereinstimmung mit Gleichung (6) eine geschätzte Strömungsrate (im weiteren Verlauf ”geschätzte abgeführte Kraftstoffdampfströmungsrate”) Fc des abgeführten Kraftstoffdampfs bei einer Abführventilöffnung von 100% und wobei das abgeführte Gas der gegenwärtigen Kraftstoffdampfkonzentration C durch den Abführdurchlass 15 hindurchströmt, berechnet. Fc = Qc × C (6)
Die Verarbeitung der Schritte S307 bis S309 wird durch eine Öffnungsgradstelleinrichtung durchgeführt. In Schritt S307 wird die abgeschätzte Strömungsrate Fc des abgeführten Kraftstoffdampf mit dem Wert Fm einer Strömungsrate einer zulässigen abgeführten Kraftstoffdampf einer Strömungsrate einer zulässigen abgeführten Kraftstoffdampf verglichen und es wird bestimmt, ob Fc ≤ Fm einer Strömungsrate einer zulässigen abgeführten Kraftstoffdampf einer zulässigen abgeführten Kraftstoffdampfströmungsraten ist oder nicht. Wenn die Antwort bestätigend ist, rückt der Verarbeitungsablauf zu Schritt S308 vor, in dem der Öffnungsgrad ”x” des Abführventils auf 100% gesetzt wird. Dies liegt daran, dass es einen Spielraum bis zu dem Wert Fm einer Strömungsrate einer zulässigen abgeführten Kraftstoffdampf einer zulässigen abgeführten Kraftstoffdampfströmungsraten gibt, selbst wenn der Öffnungsgrad ”x” des abgeführten Werts auf 100% gesetzt ist.
Wenn die Antwort in Schritt S307 zum Bestimmen, ob Fc ≤ Fm einer Strömungsrate einer zulässigen abgeführten Kraftstoffdampf einer zulässigen abgeführten Kraftstoffdampfströmungsraten ist oder nicht, negativ ist, wird bestimmt, dass eine Abführventilöffnung ”x” von 100% unmöglich ist, um die Luft-Kraftstoff-Verhältnissteuerung infolge des überschüssigen Kraftstoffdampfs richtig auszuführen und der Verarbeitungsablauf rückt zu Schritt S309 vor, in dem die Abführventilöffnung ”x” auf (Fm/Fc) × 100% gesetzt wird. Dies liegt daran, dass unter der Beziehung Fc > Fm einer Strömungsrate einer zulässigen abgeführten Kraftstoffdampf einer zulässigen abgeführten Kraftstoffdampfströmungsraten die maximale Abführströmungsrate, bei der die richtige Luft-Kraftstoff-Verhältnissteuerung sichergestellt ist, dem Wert Fm einer Strömungsrate einer zulässigen abgeführten Kraftstoffdampf einer zulässigen abgeführten Kraftstoffdampfströmungsraten entspricht.
Nach dem Ausüben der Schritte S308 und S309 wird in Schritt S310 das Abführventil 16 geöffnet. Der Öffnungsgrad zu diesem Zeitpunkt entspricht dem in Schritt S308 oder S309 eingestellten Öffnungsgrad (D in 4).
In Schritt S311 wird bestimmt, ob eine Abführstoppbedingung aufgestellt ist oder nicht. Ein Vorrücken auf den nächsten Schritt S312 wird nicht durchgeführt, bis die Antwort in Schritt S311 bestätigend wird. Wenn die Abführstoppbedingung aufgestellt ist, wird das Abführventil 16 in Schritt 312 geschlossen.
Nach dem Ausüben der Abführausübungsroutine (Schritt S104) rückt der Verarbeitungsablauf zu Schritt S105 vor.
Obwohl in diesem Ausführungsbeispiel die Pumpe 23 auf eine konstante Drehzahl gesteuert wird, bildet dies nicht immer eine Beschränkung. In diesem Fall ist ein Lernen (Messen) der Charakteristik der Pumpe 23 erforderlich, aber ihre Inhalte unterscheiden sich in Abhängigkeit der Struktur der Pumpe 23. Dies wird nun erklärt. 13 und 14 zeigen Pumpencharakteristiken, bei denen die Strömungsrate Q vom Druck P (Differenzdruck ?P) abhängig ist. In den Figuren sind zudem Drosselblendeneigenschaften gezeigt. 13 zeigt den Fall, in dem die Pumpencharakteristiken durch die Kraftstoffdampfkonzentration (und damit durch die Viskosität des Arbeitsfluids) beeinflusst sind und 14 zeigt den Fall, in dem die Pumpencharakteristiken durch die Kraftstoffdampfkonzentration beeinflusst werden. In letzterem Fall ist, wie in dem Fall der Drosselblendeneigenschaften, eine Pumpencharakteristik in dem Fall gezeigt, in dem das Arbeitsfluid in der Pumpe 23 lediglich Luft ist, und es ist eine Pumpencharakteristik in dem Fall gezeigt, in dem in der Luft Kraftstoffdampf enthalten ist. In dem vorherigen Fall, in dem die Pumpencharakteristiken nicht durch die Kraftstoffdampfkonzentration beeinflusst sind, hat die verwendete Pumpe eine interne leckagefreie Struktur, beispielsweise wie die einer Membranpumpe, während in dem letzten Fall, in dem die Pumpencharakteristik durch die Kraftstoffdampfkonzentration beeinflusst ist, die verwendete Pumpe eine Struktur hat, bei der eine interne Leckage involviert ist, wie beispielsweise bei einer Flügelpumpe. Dies liegt daran, dass bei der Struktur, bei der die interne Leckage involviert ist, die interne Leckagemenge unter dem Einfluss der physikalischen Eigenschaften des Arbeitsfluids variiert.
Nun wird eine Beschreibung des Falls gegeben, in dem die Pumpencharakteristiken nicht durch die Kraftstoffdampfkonzentration beeinflusst sind (13). In diesem Fall können die Pumpencharakteristiken durch Gleichung (7) wiedergegeben werden, in der K1 und K2 Konstanten sind. Unter der Annahme, dass ein auslassfreier Druck P_t ist, ist K2 = –K1 × P_t aus der Bedingung, dass Q = 0 ist, wenn P = P_t ist. Q = K1 × P + K2 (7)
Daher sind die Gleichungen (7-1) und (7-2) jeweils gültig, wenn das die Drosselblende 22 passierende Fluid Luft ist und wenn es Kraftstoffdampf enthaltende Luft ist. Q_Air = K1 × ΔP_Air + K2 = K1(ΔP_Air – P_t) (7-1) Q_HC = K1 × ΔP_HC + K2 = K1(ΔP_HC – P_t) (7-2)
Was die Drosselblendeneigenschaften betrifft, sind die vorstehenden Gleichungen (3), (3-1) und (3-2) gültig.
Da in dem ersten Konzentrationsmesszustand die Gleichung (3-1) gleich der Gleichung (7-1) ist, wird Gleichung (8) erhalten. K(ΔP_Air/ρ_Air)^1/2 = K1(ΔP_Air – P_t) (8)
Die Transformation der Gleichung (8) ergibt die Gleichung (9). ρ_Air = (K² × ΔP_Air)/{K1² × (ΔP_Air – P_t)²} (9)
Auf ähnliche Weise wird Gleichung (10) erhalten, da in dem zweiten Konzentrationsmesszustand Gleichung (3-2) = Gleichung (7-2) ist. ρ_HC = (K² × ΔP_HC)/{K1² × (ΔP_HC – P_t)²} (10)
Aus den Gleichungen (9) und (10) wird Gleichung (11) erhalten. P_HC/ρ_Air = (ΔP_HC/ΔP_Air) × {(ΔP_Air – P_t)/(ΔP_HC – P_t)}² (11)
Somit wird zum Erhalten der Kraftstoffdampfkonzentration der auslassfreie Druck P_t zusätzlich zu ?P_Air und ?P_HC als eine Pumpencharakteristik gemessen.
In der folgenden Beschreibung geht es nun um den Fall, in dem die Pumpencharakteristiken durch die Kraftstoffdampfkonzentration beeinflusst werden (14). Bei den Pumpencharakteristiken in diesem Fall sind K1 und K2 in Gleichung (7) von der Kraftstoffdampfkonzentration abhängig. Unter der Annahme, dass Q zu einer lastfreien Bedingung der Pumpe ?P_Air = 0, ?P_HC = 0) Q₀ ist, ist der auslassfreie Druck in dem Fall, in dem das Arbeitsfluid Luft ist, P_At und der auslassfreie Druck in dem Fall, in dem das Arbeitsfluid Kraftstoffdampf enthaltende Luft ist, P_Ht, wobei K1 = Q₀/P_At und K1' = –Q₀/P_Ht. Daher ist die Gleichung (7-1') gültig, wenn das durch die Drosselblende 22 hindurchströmende Fluid Luft ist, und wenn besagtes Fluid ein Luft-Kraftstoff-Gemisch ist, das Kraftstoffdampf enthält, dann ist die Gleichung (7-2') gültig. Q_Air = K1 × ΔP_Air + K2 = Q₀ × (1 – ΔP_Air/P_At) (7-1') Q_HC = K1' × ΔP_HC + K2' = Q₀ × (1 – ΔP_HC/P_Ht) (7-2')
Da in dem ersten Konzentrationsmesszustand die Gleichung (3-1) gleich wie die Gleichung (7-1') ist, wie dies vorstehend beschrieben ist, kann Gleichung (12) aufgestellt werden. ρ_Air = (K²× ΔP_Air)/(Q₀ ² × (1 – ΔP_Air/P_At)²} (12)
Auf ähnliche Weise wird in dem zweiten Konzentrationsmesszustand die Gleichung (13) aufgestellt, da die Gleichung (3-2) gleich wie die Gleichung (7-2') ist. ρ_HC = (K² × ΔP_HC)/{Q₀ ²× (1 – ΔP_HC/P_Ht)²) (13)
Die Gleichung (14) wird aus den Gleichungen (12) und (13) erhalten. ρ_HC/ρ_Air = (ΔP_HC/ΔP_Air) × {(1 – ΔP_Air/P_At)/(1 – ΔP_HC/P_Ht)}² (14)
Daher werden zum Erhalten der Kraftstoffdampfkonzentration die auslassfreien Drücke P_At und P_Ht zusätzlich zu ?P_Air und ?P_HC gemessen.
In diesem Ausführungsbeispiel wird der Differenzdruck in der Drosselblende 22 durch den Differenzdrucksensor 45 erfasst. Jedoch kann auch eine solche Konstruktion angenommen werden, wie sie in 15 gezeigt ist, bei der die Drucksensoren 451 und 452 jeweils unmittelbar stromaufwärts und stromabwärts der Drosselblende 22 angeordnet sind und der Unterschied zwischen den durch die beiden Drucksensoren 451 und 452 erfassten Drücken durch die ECU 41A berechnet wird, um einen Differenzialwert als einen Differenzdruck in der Drosselblende 22 zu erhalten. Die ECU 41A ist im Wesentlichen die gleiche wie die ECU 41, mit der Ausnahme, dass ein Differenzdruck durch Berechnung von durch die beiden Drucksensoren 415 und 452 erfassten Drücken erhalten wird.
(Zweites Ausführungsbeispiel)
16 zeigt die Konstruktion einer Kraftmaschine gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Diese Konstruktion entspricht einem Austauschen eines Teils der Konstruktion des ersten Ausführungsbeispiels durch eine andere Konstruktion. Abschnitte, die im Wesentlichen die gleichen Vorgänge wie in dem ersten Ausführungsbeispiel durchführen, sind durch die gleichen Bezugszeichen wie in dem ersten Ausführungsbeispiel bezeichnet und im Folgenden wird hauptsächlich eine Beschreibung der sich von dem ersten Ausführungsbeispiel unterscheidenden Teile gegeben.
Zum Verbinden des Kraftstoffdampfdurchlasses 21 und des Abführluftdurchlasses 17 direkt miteinander ohne Zwischenordnen der Pumpe 23 und des zweiten Umschaltventils 32 ist ein Bypass 27 vorgesehen. Ein Ende des Bypasses 27 ist an einer Stelle zwischen der Drosselblende 22 und der Pumpe 23 mit dem Kraftstoffdampfdurchlass 21 in Verbindung, während sein entgegengesetztes Ende mit dem Abführdurchlass 17 an einer Stelle verbunden ist, die dem Behälter 13 näher ist als es der Abzweigungsdurchlass 26 ist. Ein Bypassöffnungs-/Schließventil 28 ist in dem Bypass 27 angeordnet. Das Bypassöffnungs-/Schließventil 28 ist ein normalerweise geschlossenes elektromagnetisches Ventil, welches durch Steuerung der ECU 41B geöffnet oder geschlossen wird, um durch den Bypass 27 zwischen dem Kraftstoffdampfdurchlass 21 und dem Abführluftdurchlass 17 eine Verbindung herzustellen oder diese zu trennen.
Die ECU 41B ist im Wesentlichen die gleiche wie die in dem ersten Ausführungsbeispiel verwendete ECU. 17 und 18 zeigen eine Abführausübungsroutine, die durch die ECU 41B ausgeführt wird. Wie in dem ersten Ausführungsbeispiel wird der Wert Fm einer Strömungsrate einer zulässigen abgeführten Kraftstoffdampf einer zulässigen abgeführten Kraftstoffdampfströmungsraten auf Grundlage von Kraftmaschinenbetriebsbedingungen bestimmt und die geschätzte Kraftstoffdampf-Abführströmungsrate Fc wird auf Grundlage sowohl der Kraftstoffdampfkonzentration C als auch des Einlassrohrdrucks P0 bestimmt (Schritte S301 bis S306). Dann wird die Abführventilöffnung ”x” auf Grundlage des Werts Fm einer Strömungsrate einer zulässigen abgeführten Kraftstoffdampf einer zulässigen abgeführten Kraftstoffdampfströmungsraten und der abgeschätzten Kraftstoffdampf-Abführströmungsrate Fc gesetzt (Schritte S307 bis S309).
Im folgenden Schritt S350 wird das Abführventil 16 auf die Abführventilöffnung ”x” geöffnet, so eingestellt und das erste Umschaltventil 31 und das Bypassöffnungs-/Schließventil 28 werden Angeschaltet (E in 19). Ein Abführbypass ist dort entlang ausgebildet, wo ein Teil der Abführluft den Bypass 27 und die Drosselblende 22 passiert, während es den Behälter 13 umgeht (20).
In Schritt S351 wird ein Differenzdruck ?P in der Drosselblende 22 erfasst und dann wird in Schritt S352 eine tatsächliche Strömungsrate Qr (im weiteren Verlauf ”tatsächliche Abführströmungsrate”, wenn es der Fall ist) von zu dem Einlassrohr 2 zugeführtem Abführgas auf Grundlage des erfassten Differenzdrucks ?P berechnet. Als Abführluft gibt es, wie vorstehend beschrieben ist, zwei Arten, die eine, die durch den Behälter 13 führt und die andere, die durch den vorstehend beschriebenen Abführbypass führt. Das Strömungsratenverhältnis ist proportional zu den Querschnittsflächen der jeweiligen Durchlässe konstant. Der Differenzdruck ?P in der Drosselblende 22 ist proportional zu dem Quadrat der Strömungsrate der durch die Drosselblende 22 hindurchführenden Abführluft. Daher kann die tatsächliche Strömungsrate Qr auf Grundlage des Differenzdrucks ?P berechnet werden. 21 zeigt die Beziehung zwischen dem Differenzdruck ?P und der tatsächlichen Abführströmungsrate Qr.
In Schritten S353 und S354, die den Schritten S303 und 304 des ersten Ausführungsbeispiels entsprechen, wird der Einlassrohrdruck P0 erfasst (Schritt S353) und die Bezugsströmungsrate Q100 wird auf Grundlage des erfassten Einlassrohrdrucks P0 (Schritt S354) berechnet.
Schritt S355 ist eine Verarbeitung, die durch eine andere Kraftstoffdampf-Konzentrations-Berechnungseinrichtung durchgeführt wird, in der die Kraftstoffdampfkonzentration C auf Grundlage der tatsächlichen Abführströmungsrate Qr und der Bezugsströmungsrate Q100 und in Übereinstimmung mit Gleichung (14) berechnet wird. In Gleichung (14) ist ”A” eine Konstante mit der gleichen Bedeutung wie der Bedeutung von ”A” in Gleichung (5). C = (1/A) × (1 – Qr/Q100) (14)
In Schritt S356 wird die Abführkraftstoff-Dampfströmungsrate F in Übereinstimmung mit Gleichung (15) berechnet. F = Qr × C (15)
In Schritt S357 wird die abgeführte Kraftstoff-Dampfströmungsrate F mit dem Wert Fm einer Strömungsrate einer zulässigen abgeführten Kraftstoffdampf einer zulässigen abgeführten Kraftstoffdampfströmungsraten verglichen und es wird bestimmt, ob F ≤ Fm einer Strömungsrate einer zulässigen abgeführten Kraftstoffdampf einer zulässigen abgeführten Kraftstoffdampfströmungsraten ist oder nicht. Wenn die Antwort bestätigend ist, dann rückt die Verarbeitung zu Schritt S358 vor, in dem die Abführventilöffnung ”x” auf 100% gestellt wird. Dies liegt daran, dass es selbst dann, wenn die Abführventilöffnung ”x” auf 100% gesetzt ist, einen Spielraum bis zu dem Wert Fm einer Strömungsrate einer zulässigen abgeführten Kraftstoffdampf einer zulässigen abgeführten Kraftstoffdampfströmungsraten gibt. Wenn die Antwort im Schritt S357 zum Bestimmen, ob F ≤ Fm einer Strömungsrate einer zulässigen abgeführten Kraftstoffdampf einer zulässigen abgeführten Kraftstoffdampfströmungsraten ist oder nicht, negativ ist, wird bestimmt, dass es bei einer Abführventilöffnung ”x” von 100% unmöglich ist, das Luft-Kraftstoff-Verhältnis infolge des überschüssigen Kraftstoffdampfs richtig zu steuern und der Verarbeitungsablauf geht zu Schritt S359 über, in dem die Abführventilöffnung ”x” auf (Fm/F) × 100% gesetzt wird. Dies liegt daran, dass unter der Bedingung von F > Fm einer Strömungsrate einer zulässigen abgeführten Kraftstoffdampf einer zulässigen abgeführten Kraftstoffdampfströmungsraten die maximale Abführströmungsrate, die die richtige Luft-Kraftstoff-Verhältnissteuerung sicherstellt, zu dem Wert Fm einer Strömungsrate einer zulässigen abgeführten Kraftstoffdampf einer zulässigen abgeführten Kraftstoffdampfströmungsraten wird.
Nach dem Ausführen der Schritte S358 oder S359 wird die Abführventilöffnung ”x” in Schritt S360 auf den in Schritt S358 oder S359 gesetzten Öffnungsgrad gesteuert.
In Schritt S361 wird ähnlich wie im Schritt S311 des ersten Ausführungsbeispiels bestimmt, ob die Abführstoppbedingung vorhanden ist oder nicht. Wenn die Antwort in Schritt S361 negativ ist, geht der Verarbeitungsablauf zu Schritt S351 über, in dem die Abführkraftstoffdampfströmungsrate F und der Wert Fm einer Strömungsrate einer zulässigen abgeführten Kraftstoffdampf einer zulässigen abgeführten Kraftstoffdampfströmungsraten unter neuen Betriebsbedingungen nachgeführt werden und der Öffnungsgrad des Abführventils 16 wird eingestellt (Schritte S351 bis S360). Wenn die Antwort in Schritt S361 zum Bestimmen, ob die Abführstoppbedingung vorhanden ist oder nicht, bestätigend ist, rückt der Verarbeitungsablauf zu Schritt S362 vor, in dem das Abführventil 16 geschlossen wird, das erste Umschaltventil 31 wird AUS-geschaltet und das Bypassöffnungs-/Schließventil 28 wird geschlossen.
Somit wird gemäß diesem Ausführungsbeispiel selbst dann, wenn die Kraftstoffdampfkonzentration C während dem Abführen variiert, der Öffnungsgrad des Abführventils 16 dementsprechend eingestellt, so dass die Luft-Kraftstoff-Steuerung auf eine geeignetere Art und Weise durchgeführt werden kann.
(Drittes Ausführungsbeispiel)
22 zeigt die Konzentration einer Kraftmaschine gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. In der gleichen Figur bildet eine Kombination von Strukturelementen (im weiteren Verlauf ”Verdampfungssystem”), die sich in dem Bereich von dem Behälter 13 zu dem Kraftstofftank 11 über den Einlassdurchlass 12 und bis zu dem Abführventil 16 über den Abführdurchlass 15 befinden, einen geschlossenen Raum, in dem sich der Kraftstoffdampf ausbreiten kann, wenn das Abführventil 16 geschlossen ist. Gemäß der zugehörigen Regulierung in den Vereinigten Staaten ist die Installation einer Störungsauffindungsvorrichtung zum Überprüfen, ob Kraftstoffdampf in dem Verdampfungssystem leckt oder nicht (”im weiteren Verlauf als ”Leckage-Überprüfung” bezeichnet) Pflicht. Dieses Ausführungsbeispiel entspricht einem Austausch eines Teils des zweiten Ausführungsbeispiels durch eine andere Konstruktion, so dass die Leckage-Überprüfung auf eine einfache Art und Weise durchgeführt werden kann. Abschnitte, die im Wesentlichen die gleichen Funktionen wie die der vorhergehenden Ausführungsbeispiele durchführen, sind durch die gleichen Bezugszeichen wie in den vorhergehenden Ausführungsbeispielen bezeichnet und im Nachfolgenden wird hauptsächlich eine Beschreibung des Unterschieds zu den vorangehenden Ausführungsbeispielen gegeben.
Ein Kraftstoffdampfdurchlassöffnungs-/Schließventil 29 ist in dem Kraftstoffdampfdurchlass 21 auf der Seite der Drosselblende 22 näher als die Verbindung zu der Druckleitung 242 angeordnet. Das Kraftstoffdampfdurchlassöffnungs-/Schließventil 29 ist ein elektromagnetisches Ventil, das mittels der ECU 41C gesteuert wird, um den Kraftstoffdampfdurchlass 21 zu öffnen oder zu schließen. In diesem Ausführungsbeispiel wird die Leckage in dem Verdampfungssystem unter Verwendung der Drosselblende 22 und des Differenzdrucksensors 45 erfasst. Aber die Konstruktion von diesem Ausführungsbeispiel ist unter der Voraussetzung, dass das Kraftstoffdampfdurchlassöffnungs-/Schließventil 29 offen gehalten ist, im Wesentlichen die gleiche wie die des zweiten Ausführungsbeispiels. Das Luft-Kraftstoff-Verhältnis kann durch Ausüben der vorstehenden Konzentrationserfassungsroutine und der Abführausübungsroutine korrekt gesteuert werden.
23 zeigt eine Fehlererkennungssteuerung, die durch die ECU 41C durchgeführt wird, um eine Leckage in dem Verdampfungssystem zu überprüfen, welches ein kennzeichnender Abschnitt dieses Ausführungsbeispiels ist. In Schritt S401 wird bestimmt, ob eine Leckage-Überprüfungsausübungsbedingung vorherrscht oder nicht. Es wird angenommen, dass die Leckage-Überprüfungsausübungsbedingung vorherrscht, wenn die Fahrzeugbetriebszeit für eine gewisse vorbestimmte Zeitspanne oder länger andauert oder wenn die Außenlufttemperatur bei einem gewissen vorbestimmten Niveau oder höher liegt. Gemäß der OBD-Regulierung in den Vereinigten Staaten ist die Leckage-Überprüfungsausübungsbedingung aufgestellt, wenn die folgenden Bedingungen erfüllt sind. Das Fahrzeug sollte 600 Sekunden oder länger bei einer Umgebungstemperatur von 20°F oder höher oder bei weniger als 8000 Fuß über dem Meeresspiegel betrieben werden, das Fahren bei 25 Meilen pro Stunde oder schneller sollte kumulativ bei 300 Sekunden oder länger liegen, und ein Leerlauf für aufeinanderfolgende 30 Sekunden oder länger sollte enthalten sein. Wenn die Antwort in Schritt S401 negativ ist, wird dieser Ablauf beendet, wohingegen dann, wenn die Antwort in Schritt S401 bestätigend ist, in Schritt S402 bestimmt wird, ob die Zündung AUS ist oder nicht. Wenn die Antwort in Schritt S402 negativ ist, wird die Verarbeitung von Schritt S402 wiederholt, wobei auf das Ausschalten der Zündung gewartet wird.
Wenn die Antwort in Schritt S402 zum Bestimmen, ob die Zündung AUS ist oder nicht, bestätigend ist, rückt der Verarbeitungsablauf zu Schritt S403 vor, in dem bestimmt wird, ob von dem Zeitpunkt, zu dem die Zündung Ausgeschaltet wurde, eine vorbestimmte Zeitspanne verstrichen ist oder nicht. Die Verarbeitung von Schritt S403 ist zum Stoppen der Leckage-Überprüfungsausübung unter Berücksichtigung der Tatsache, dass unmittelbar nach dem Ausschalten der Zündung der Zustand des Verdampfungssystems instabil ist und nicht zum Ausüben der Leckage-Überprüfung geeignet ist, beispielsweise weil der in dem Kraftstofftank 11 vorhandene Kraftstoff hin und her schwankt oder weil die Kraftstofftemperatur instabil ist. Die vorbestimmte Zeit ist eine Referenzzeit, die erforderlich ist, bis der Zustand des Verdampfungssystems bis zu einem solchen Ausmaß stabil wird, welcher ein korrektes Ausüben der Leckage-Überprüfung nach dem instabilen Zustand unmittelbar nach dem Ausschalten der Zündung erlaubt. Wenn die Antwort in Schritt S403 zum Bestimmen, ob die vorbestimmte Zeit verstrichen ist oder nicht, nachdem die Zündung ausgeschaltet wurde, negativ ist, wird die Verarbeitung von Schritt S403 wiederholt, während dann, wenn die vorbestimmte Zeit verstrichen ist, d. h. wenn die Antwort in Schritt S403 bestätigend ist, die Leckage-Überprüfung in Schritt S404 ausgeführt wird und dieser Ablauf beendet wird.
24 zeigt eine Leckage-Überprüfungsausübungsroutine und 25 zeigt Änderungen in dem Zustand verschiedener Komponenten des Systems. In der Leckage-Überprüfungsausübungsroutine entspricht der Ausübungszustand dem Zustand A und diese Routine wird ausgeübt, wobei das erste Umschaltventil 31 AUS ist. Daher erfasst der Differenzdrucksensor 45 an der Seite der Pumpe 23, die der Drosselblende 22 näher ist, den Innendruck des Kraftstoffdampfdurchlasses 21 mit der Atmosphäre als Bezug. Dieser Druck entspricht dem Druck in 25.
In Schritt S501 wird die Pumpe 23 angeschaltet (B in 25). Der Zustand des Gasstroms zu diesem Zeitpunkt ist gleich wie der Zustand in 5, in dem Luft durch den Kraftstoffdampfdurchlass 21 strömt und wieder in die Atmosphäre ausgelassen wird (erster Leckagemesszustand). Der Innendruck des Kraftstoffdampfdurchlasses 21 wird an einer Stelle zwischen der Drosselblende 22 und der Pumpe 23 negativ. In Schritt S502 wird eine Variable i auf null gesetzt. In Schritt S503 wird der Druck P(i) gemessen.
In Schritt S504 wird eine Änderung P(i – 1) – P(i) von einem unmittelbar vorhergehenden gemessenen Druck P(i – 1) zu dem zu diesem Zeitpunkt gemessenen Druck P(i) mit einem Grenzwert Pa verglichen, um zu bestimmen, ob P(i – 1) – P(i) < Pa ist oder nicht. Wenn die Antwort negativ ist, wird die Variable i in Schritt S505 inkrementiert und der Verarbeitungsablauf kehrt zu Schritt S503 zurück. Wenn die Antwort in Schritt S504 zum Bestimmen, ob P(i – 1) – P(i) < Pa ist oder nicht, bestätigend ist, rückt der Verarbeitungsablauf zu Schritt S506 vor. Das heißt, der gemessene Druck ändert sich nach dem Aktivieren der Pumpe 23 stark und daher konvergiert er allmählich auf einen Druckwert, der beispielsweise durch die Querschnittsfläche des Durchlasses in der Drosselblende 22 definiert ist. Da der gemessene Druck ein solches Verhalten zeigt, werden die Verarbeitungen von Schritt S506 und den darauffolgenden Schritten ausgeführt, nachdem der gemessene Druck zu einem ausreichenden Ausmaß konvergiert.
In Schritt S506 wird P(i) durch den Referenzdruck P1 substituiert. Dann wird in Schritt S507 das Schließventil 18 geschlossen, das Bypassöffnungs-/Schließventil 28 wird geöffnet und das Kraftstoffdampfdurchlassöffnungs-/Schließventil 29 wird geschlossen (F in 25).
Zu diesem Zeitpunkt wird das in dem Kraftstofftank 11, dem Einlassdurchlass 12, dem Behälter 13, dem Abführdurchlass 15 und dem Abführluftdurchlass 17 vorhandene Gas zu der Atmosphäre ausgelassen, wie dies durch einen Pfeil in 26 angezeigt ist, wodurch der Druck in dem Verdampfungssystem verringert wird (zweiter Leckagemesszustand). Zu diesem Zeitpunkt ist ein Zieldruck als ein konvergierter Druck des gemessenen Drucks durch die Fläche des Leckagelochs in dem Verdampfungssystem definiert und daher kann gesagt werden, dass das Leckageloch in dem Verdampfungssystem größer als die Querschnittsfläche des Durchlasses in der Drosselblende 22 ist, solange der Zieldruck den Referenzdruck P1 nicht erreicht. Schritte S508 bis S515 betreffen eine Verarbeitung zum Bestimmen, ob eine Leckagestörung in dem Verdampfungssystem vorliegt oder nicht, wobei diese Verarbeitung durchgeführt wird, indem der gemessene Druck mit dem Referenzdruck P1 verglichen wird. In Schritt S508 wird die Variable ”i” gleich null gesetzt. In Schritt S509 wird der Druck P(i) gemessen, dann wird in Schritt S510 der gemessene Druck P(i) mit dem Referenzdruck P1 verglichen, um zu bestimmen, ob P(i) < P1 ist oder nicht. Wenn die Antwort bestätigend ist, rückt der Verarbeitungsablauf zu Schritt S513 vor. Zu einer frühen Stufe nach dem Start des Saugens in dem Verdampfungssystem erreicht der gemessene Druck P(i) für gewöhnlich nicht den Referenzdruck P1 und die Antwort in Schritt S510 ist negativ.
Wenn die Antwort in Schritt S510 zum Bestimmen, ob P(i) < P1 ist, negativ ist, dann geht der Verarbeitungsablauf zu Schritt S511 über. Die Verarbeitungen von Schritten S511 und S512 haben den gleichen Inhalt wie die Schritte S504 und S505. In Schritt S511 wird eine Änderung P(i – 1) – P(i) von einem unmittelbar vorhergehend gemessenen Druck P(i – 1) zu dem zu diesem Zeitpunkt gemessenen Druck P(i) mit dem Grenzwert Pa verglichen, um zu bestimmen, ob P(i – 1) – P(i) < Pa ist oder nicht. Wenn die Antwort negativ ist, wird die Variable i in Schritt S512 inkrementiert und der Verarbeitungsablauf kehrt zu Schritt S509 zurück. Wenn die Antwort in Schritt S511 zum Bestimmen, ob P(i – 1) – P(i) < Pa ist oder nicht, bestätigend ist, rückt der Verarbeitungsablauf zu Schritt S514 vor. Schritt S511 wartet wie Schritt S504 auf das Konvergieren des gemessenen Drucks P(i).
In Schritt S513 wird bestimmt, dass das Verdampfungssystem bezüglich der Leckage normal ist, während in Schritt S514 bestimmt wird, dass eine Störung, d. h. eine Leckage, in dem Verdampfungssystem aufgetreten ist. Somit wird die normale Bedingung bestimmt, wenn der gemessene Druck P(i) den Referenzdruck P1 erreicht hat, während dann, wenn der gemessene Druck P(i) den Referenzdruck P1 nicht erreicht hat, das Auftreten einer Störung unter der Bedingung bestimmt wird, dass der gemessene Druck P(i) konvergiert ist. Diese Bestimmung basiert auf der Querschnittsfläche des Durchlasses der Drosselblende.
Die Drosselblende 22 ist so eingestellt, dass die Fläche des Leckagelochs berücksichtigt wird, was zu der Bestimmung führt, die das Auftreten einer Störung anzeigt.
Nachdem in Schritt S513 die normale Bedingung bestimmt ist, rückt der Verarbeitungsablauf zu Schritt S516 vor.
Andererseits rückt der Verarbeitungsablauf, nachdem in Schritt S514 das Auftreten einer Störung bestimmt wurde, zu Schritt S515 vor, in dem Warnmittel betätigt werden, und dann rückt der Ablauf zu Schritt S516 vor. Beispielsweise ist das Warnmittel eine in der Fahrzeuginstrumententafel installierte Anzeige.
In Schritt S516 wird die Pumpe 23 ausgeschaltet, das Schließventil 18 wird geöffnet, das Öffnungs-/Schließventil 28 wird geschlossen, das Kraftstoffdampfdurchlassöffnungs-/Schließventil 29 wird geöffnet und dieser Ablauf wird beendet.
Somit kann gemäß diesem Ausführungsbeispiel eine Leckage-Überprüfung des Verdampfungssystems durchgeführt werden, indem die Drosselblende 22 zur Kraftstoffdampfkonzentrationsmessung, die Pumpe 23 und der Differenzdrucksensor 45 verwendet werden. Das Kraftstoffdampfbehandlungssystem kann bei niedrigen Kosten bereitgestellt werden, da es nicht notwendig ist, neue Sensoren vorzusehen.
Die Kapazität der Pumpe 23 kann zwischen dem Zeitpunkt, zu dem die Kraftstoffdampfkonzentration zu messen ist, und dem Zeitpunkt, zu dem die Leckage in dem Verdampfungssystem zu überprüfen ist, von der einen auf die andere (Kapazität) umgeschaltet werden. Das Umschalten der Pumpenkapazität kann getätigt werden, indem die Drehzahl der Pumpe 23 erhöht oder verringert wird. 27 und 28 zeigen Pumpencharakteristiken und die Beziehung zwischen der Kraftstoffdampfkonzentration (HC-Konzentration in den Figuren) und ?P in dem Fall, in dem die Drehzahl der Pumpe geändert wird.
Wie bereits erwähnt wurde, wird der erfasste Differenzdruck ?P von einem Schnittpunkt zwischen der Pumpencharakteristik und der Drosselblendencharakteristik erhalten. In diesem Zusammenhang wird dann, wenn die Drehzahl der Pumpe 23 hoch eingestellt ist, um die Strömungsrate relativ zu erhöhen, der Unterschied der Kraftstoffdampfkonzentration in dem erfassten Differenzdruck ?P deutlich wiedergegeben (27). Das heißt, indem die Drehzahl der Pumpe 23 hoch eingestellt wird, ist es möglich, einen hohen Erfassungsdurchsatz sicherzustellen (24). Andererseits ist, je höher die Drehzahl der Pumpe 23 ist, der Druck des Verdampfungssystems zum Zeitpunkt der Leckageüberprüfung um so niedriger. Wenn der Druckunterschied zwischen dem Inneren und dem Äußeren des Kraftstofftanks 11 zum Zeitpunkt der Leckageüberprüfung zu groß wird, ist eine beträchtliche Festigkeit des aus Kunstharz geformten Kraftstofftanks 11 nötig. Dies ist nicht wünschenswert. Diesbezüglich wird eine übermäßig hohe Festigkeit für den Kraftstofftank 11 nicht nötig, indem die Drehzahl der Pumpe 23 während der Leckageüberprüfung niedrig gemacht wird.
(Viertes Ausführungsbeispiel)
29 zeigt die Konstruktion einer Kraftmaschine gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. In diesem vierten Ausführungsbeispiel ist ein Teil der Konstruktion des dritten Ausführungsbeispiels modifiziert, um eine Leckage in dem Verdampfungssystem, wie in dem dritten Ausführungsbeispiel, zu überprüfen. Abschnitte, die im Wesentlichen die gleichen Vorgänge wie die in den vorangehenden Ausführungsbeispielen durchführen, sind durch die gleichen Bezugszeichen wie in den vorangehenden Ausführungsbeispielen bezeichnet und nachfolgend wird hauptsächlich eine Beschreibung des Unterschieds zu den vorangehenden Ausführungsbeispielen gegeben.
Ein Differenzdruck in der Drosselblende 22 wird durch die ECU 41D aus Drücken berechnet, die durch die Drucksensoren 451 und 452 erfasst werden. Das Kraftstoffdampfdurchlassöffnungs-/Schließventil 29 ist nicht installiert.
Die ECU 41D ist im Wesentlichen die gleiche wie die ECU 41A (15). 30 zeigt eine durch die ECU 41D durchgeführte Leckage-Überprüfungs-Ausübungsroutine und 31 zeigt Änderungen in dem Zustand verschiedener Komponenten des Kraftstoffdampf-Behandlungssystems. In Schritten S601 bis S606 wird, wie in Schritten S501 bis S506 des dritten Ausführungsbeispiels, die Pumpe 23 angeschaltet, um Luft durch den Kraftstoffdampfdurchlass 21 strömen zu lassen, dann wird der Druck P(i) durch den Drucksensor 452 erfasst, und P1 wird auf P(i) gesetzt, wenn die Beziehung P(–1) – P(i) < Pa erhalten wird.
In Schritt S607 wird das Schließventil 18 geschlossen, das erste Umschaltventil 31 wird angeschaltet und das Bypassöffnungs-/Schließventil 28 wird geöffnet. Ein in diesem Zustand konvergierter Druck wird durch den Drucksensor 452 gemessen. Obwohl das Gas in diesem Zustand strömt, wie in 32 gezeigt ist, unterscheidet sich dieser Punkt von dem dritten Ausführungsbeispiel darin, dass Gas durch die Drosselblende 22 strömen kann. In Schritten S608 bis S615 wird ähnlich wie in Schritten S508 bis S515 des dritten Ausführungsbeispiels die normale Bedingung bestimmt, wenn P1 < P(i) ist, wohingegen dann, wenn P1 ≥ P(i) verbleibt wie es ist und P(i) auf P(i – 1) – P(i) < Pa konvergiert, bestimmt wird, dass eine Störung auftritt, und die Warneinrichtung wird betätigt.
In Schritt S616 wird die Pumpe 23 ausgeschaltet, das Schließventil 18 wird geöffnet, das erste Umschaltventil 31 wird geschlossen und das Bypass-Ventil 28 wird geschlossen.
Somit werden das Verdampfungssystem und die Drosselblende 22 miteinander in Verbindung gebracht, indem das erste Umschaltventil 31 angeschaltet wird. Daher ist es dadurch, dass der Druck des zu untersuchenden Raums nicht unter Zuhilfenahme eines Differenzdrucksensors sondern eines Drucksensors erfasst wird, nicht erforderlich, ein Ventil zum Absperren des Kraftstoffdampfdurchlasses 21 an der Seite der Drosselblende 22 vorzusehen, die näher als die Verbindung zu der Druckleitung 242 ist. Als ein Ergebnis kann die Konstruktion noch mehr vereinfacht werden.
Der Drucksensor 451 muss nicht bereitgestellt werden, wie in 33 ersichtlich ist. In diesem Fall wird der durch den Drucksensor 452 erfasste Druck als der durch den Drucksensor 451 in 29 vor der Betätigung der Pumpe 25 erfasste Druck betrachtet. Als Ergebnis ist es möglich, eine noch stärkere Vereinfachung der Konstruktion zu erhalten.
Die Leckageüberprüfung des Verdampfungssystems wird ausgeführt, indem Drücke in Druckverringerungsbereichen in zwei Leckagemesszuständen gemessen werden. In diesem Fall sind Kombinationen von Druckverringerungsbereichen in den beiden Leckagemesszuständen wie die des dritten und vierten Ausführungsbeispiels, wobei ein Druckverringerungsbereich lediglich der Kraftstoffdampfdurchlass mit der Drosselblende ist, oder, wie in dem vierten Ausführungsbeispiel, wobei die Drosselblende integral mit dem Verdampfungssystem ausgebildet ist und nicht an der der Pumpe entgegengesetzten Seite zu der Atmosphäre offen ist.
Anders als diese Modi kann ein Modus angenommen werden, bei dem nicht nur der Druck des Verdampfungssystems durch die Pumpe verringert wird, sondern bei dem zudem die Druckverringerung in einer zu der Atmosphäre offenen Bedingung des die Drosselblende enthaltenen Kraftstoffdampfdurchlasses auf der der Pumpe entgegengesetzten Seite durchgeführt wird. In diesem Fall hängt der erfasste Druckwert von dem Gesamtwert sowohl der Querschnittsfläche des Durchlasses in der Drosselblende als auch der Querschnittsfläche des Durchlasses in dem Leckageloch des Verdampfungssystems ab. Dadurch ist es durch Vergleichen dieses Druckwerts mit dem Druckwert in dem Fall, in dem der Druckverringerungsbereich die Drosselblende alleine ist, oder in dem Fall, in dem der Druckverringerungsbereich das Verdampfungssystem alleine ist, möglich, die Größe des Leckagelochs zu bestimmen. Ferner kann nicht die Verringerung des Drucks durch die Pumpe, sondern das Aufbringen des Drucks angewendet werden.
34 zeigt ein Beispiel einer Leckage-Überprüfung der Druckaufbringungsart, bei der ein Teil der Konstruktion des zweiten Ausführungsbeispiels so modifiziert ist, dass eine Leckage-Überprüfung des Verdampfungssystems durch Aufbringen von Druck durchgeführt wird.
Eine Pumpe 231 ist eine elektrische Pumpe, die in der Lage ist, sich vorwärts und rückwärts zu drehen. Das Messen der Kraftstoffdampfkonzentration wird auf die gleiche Art und Weise wie in dem zweiten Ausführungsbeispiel durchgeführt, während die Drehrichtung der Pumpe 231 in einer Richtung eingestellt ist, in der Gas von dem ersten Umschaltventil 31 zu dem zweiten Umschaltventil 32 strömt (die Richtung der Drehung wird im weiteren Verlauf als ”Vorwärtsdrehung” bezeichnet). Die Leckage-Überprüfung des Verdampfungssystems wird auf die gleiche Art und Weise wie in dem dritten Ausführungsbeispiel durchgeführt, mit der Ausnahme, dass die Drehrichtung der Pumpe 231 in der entgegengesetzten Richtung eingestellt ist (die Drehung in dieser Richtung wird im weiteren Verlauf als ”Rückwärtsdrehung” bezeichnet). Auf diese Weise ist es möglich, anstelle einer Druckverringerung einen Druck in dem Druckaufbringungsbereich aufzubringen. Das heißt, wenn die Pumpe 231 angeschaltet ist, während das erste und zweite Umschaltventil 31, 32 AUS-geschaltet sind und das Öffnungs-/Schließventil 28 geschlossen ist, wird Luft in den Kraftstoffdampfdurchlass 21 eingebracht und das Ausströmen des Gases ist durch die Drosselblende 22 beschränkt, so dass der Innendruck des Kraftstoffdampfdurchlasses 21 steigt (erster Leckagemesszustand). Als Nächstes wird, wenn das erste Umschaltventil 31 angeschaltet ist und das Öffnungs-/Schließventil 28 geöffnet ist, Luft entlang des durch eine gestrichelte Linie in 34 angezeigten Weg von der Pumpe 231 durch den Bypass 27 und den Abführluftdurchlass 17 eingebracht, wodurch das Verdampfungssystem druckbeaufschlagt wird (zweiter Leckagemesszustand). Durch Vergleichen von in diesen beiden Zuständen erfassten Druckwerten ist es möglich, die Leckage-Überprüfung durchzuführen.
Bei der Leckage-Überprüfung der Druckaufbringungsart wird jedoch eine ”interne Druckentlastung” benötigt, um den internen Druck des Tanks nach dem Ende der Leckage-Überprüfung auf den Atmosphärendruck wieder herzustellen. Zum Zeitpunkt der Innendruckentlastung, wenn sich der Behälter 13 in einem Adsorptionszustand nahe des Durchbruchs befindet, wird in dem Behälter adsorbiertes HC durch die Innendruckentlastung desorbiert, mit der Folge einer Befürchtung des Eintritts von HC in die Pumpe. Insbesondere in dem Fall, in dem eine Pumpe (beispielsweise eine Flügelpumpe) einer Konstruktion verwendet wird, die eine interne Leckage mit sich bringt, wird als ein Ergebnis des Eintritts von Durchbruchs-HC in die Pumpe von einer Druckaufbringungsleitung die P-Q-Charakteristik der Pumpe variiert und es gibt eine Befürchtung, dass zu dem Zeitpunkt, zu dem die Konzentration unmittelbar nach der Leckage-Überprüfung erfasst wird (beispielsweise wenn die Konzentration nach dem Starten der Kraftmaschine erfasst wird), eine fehlerhafte Konzentration erfasst wird. Als Gegenmaßnahme wird gemäß der in 34 gezeigten Konstruktion das in dem Bypass 27 angeordnete Öffnungs-/Schließventil 28, das eine Verbindung zwischen dem Abführluftdurchlass 17 als eine Hauptatmosphärenleitung und der Pumpe 231 bereitstellt, zum Zeitpunkt der Innendruckentlastung geschlossen. Danach wird das Schließventil 18 geöffnet, wodurch Gas von dem Abführluftdurchlass 17 zu dem Schließventil 18 strömt, wie in der Figur gezeigt ist, und folglich ist es möglich, den Eintritt von HC in die Pumpe 231 zu verhindern.
Somit ist es durch Anordnen des Öffnungs-/Schließventils 28 in dem Bypass 27 möglich, die Verbindung zwischen dem Behälter 13 und der Pumpe 231 zu unterbrechen. Daher ist es selbst dann, wenn dort eine Pumpe verwendet wird, die ein internes Leck mit einbezieht, und wenn das Erfassen der Konzentration unmittelbar nach der Leckage-Überprüfung der Druckaufbringungsart durchgeführt wird, möglich, Variationen in Pumpencharakteristiken zu unterdrücken und eine genaue Konzentration zu erfassen. Wenn das Abführen nach der Leckage-Überprüfung und während das Fahrzeug fährt durchgeführt wird, tritt keine Variation in den Charakteristiken auf, da der Pumpenabschnitt zudem mit frischem Gas gespült wird. Bei der Konstruktion von 34 können Betätigungen so durchgeführt werden, dass das Öffnungs-/Schließventil 28 zum Zeitpunkt der Innendruckentlastung nicht geschlossen wird, die Pumpe 231 angeschaltet gehalten wird (wobei das Verdampfungssystem druckbeaufschlagt bleibt), das Schließventil 18 geöffnet wird und danach das Öffnungs-/Schließventil 28 geschlossen wird. Auch in diesem Fall ist es möglich, den Eintritt von HC in den Pumpenabschnitt zu verhindern.
Obwohl in den vorgenannten Ausführungsbeispielen der Bypass 27, der den Abführluftdurchlass 17 und den Kraftstoffdampfdurchlass 21 miteinander verbindet, während er den Behälter 13 umfährt, als ein Druckverringerungsdurchlass oder als ein Druckaufbringungsdurchlass zum Zeitpunkt der Leckage-Überprüfung verwendet wird, bildet dies nicht immer eine Beschränkung. Beispielsweise kann eine Konstruktion angenommen werden, die keinen Bypass 27 hat, wobei die Pumpe 23 vorwärts gedreht wird, um das Verdampfungssystem von dem Abzweigungsdurchlass 26 durch den Abführluftdurchlass 17 mit Druck zu beaufschlagen. Auch in diesem Fall ist es möglich, das Durchbrechen von HC zu der Pumpe 23 zu verhindern, indem das zweite Schaltventil 32 geschlossen wird, das während der Innendruckentlastung als ein Öffnungs-/Schließventil dient. Somit können bei der vorliegenden Erfindung sowohl die Leckageüberprüfung als auch die Konzentrationserfassung einfach unter Verwendung oder Modifizierung der existierenden Konstruktion bewirkt werden.
In jedem der vorstehenden Ausführungsbeispiele muss der Differenzdruck nicht unter Verwendung eines Differenzdrucksensors oder von Drucksensoren erfasst werden, sondern kann auf Grundlage von Betriebsbedingungen der Pumpe 23, beispielsweise der Antriebsspannung, des Antriebsstroms und der Drehzahl erfasst werden. Dies liegt daran, dass diese Bedingungen in Übereinstimmung mit der Last der Pumpe variieren. In diesem Fall sind ein Voltmeter, ein Amperemeter und ein Drehzahlsensor als Mittel zum Erfassen der Betriebsbedingungen der Pumpe vorgesehen.
Obwohl in den Konstruktionsschaubildern der vorstehenden Ausführungsbeispiele die atmosphärenseitigen Öffnungen des ersten und zweiten Umschaltventils 31 und 32 nicht gezeigt sind, sind diese Öffnungen durch bestimmte Rohre an Luftfiltern angeschlossen. In diesem Zusammenhang kann eine solche Konstruktion angenommen werden, wie sie in 35 gezeigt ist, in der von dem Abführluftdurchlass 17 ein einzelner Lufteinlassdurchlass 51 abzweigt, so dass er mit beiden atmosphärenseitigen Öffnungen des ersten und zweiten Umschaltventils 31, 32 in Verbindung ist und an einen Luftfilter 32 angeschlossen ist, und der Kraftstoffdampfdurchlass 21 ist durch den Lufteinlassdurchlass 51 mit dem Abführluftdurchlass 17 in Verbindung gebracht. Folglich ist es nicht nötig, Rohre für jedes Umschaltventil zu verlegen, d. h., es kann eine kompakte Konstruktion erhalten werden.
(Fünftes Ausführungsbeispiel)
36 zeigt die Konstruktion einer Kraftmaschine gemäß einem fünften Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. In diesem fünften Ausführungsbeispiel ist ein Teil der Konstruktion des dritten Ausführungsbeispiels modifiziert, um eine Leckage-Überprüfung des Verdampfungssystems wie in dem dritten Ausführungsbeispiel durchzuführen. Abschnitte, die im Wesentlichen die gleichen Vorgänge wie die des vorangehenden Ausführungsbeispiels durchführen, sind durch die gleichen Bezugszeichen wie in dem vorangehenden Ausführungsbeispiel bezeichnet und im weiteren Verlauf wird eine Beschreibung der Unterschiede zu den vorangehenden Ausführungsbeispielen gegeben.
Ein Kraftstoffdampfdurchlass 61 kann an seiner einen Endseite mit dem von dem Abführdurchlass 15 abzweigenden Abzweigungsdurchlass 25 durch ein Umschaltventil 33 in Verbindung sein, das als eine Messdurchlassumschalteinrichtung dient, und er ist an seiner entgegengesetzten Endseite mit dem Abführluftdurchlass 17 in Verbindung. Das Umschaltventil 33 ist ein elektromagnetisches Ventil einer Dreiwegeventilstruktur, das dazu angepasst ist, zwischen der Seite, an der der Kraftstoffdampfdurchlass 61 zu der Atmosphäre geöffnet ist und der Abzweigungsdurchlass 25 geschlossen ist, und der Seite umzuschalten, an der der Abzweigungsdurchlass 25 und der Kraftstoffdampfdurchlass 61 miteinander in Verbindung gebracht sind.
Eine Drosselblende 63 und eine Pumpe 62 sind in dem Kraftstoffdampfdurchlass 61 vorgesehen. Druckleitungen 241 und 242 sind an beiden Enden der Drosselblende 63 an dem Kraftstoffdampfdurchlass 61 angeschlossen und ein Druckunterschied vor und hinter der Drosselblende 63 wird durch den Differenzdrucksensor 45 erfasst.
Ein Umschaltventil 34 ist in der Druckleitung 242 angeordnet, die sich auf der Seite des Abführluftdurchlasses 17 befindet, um den Differenzdrucksensor 45 von einer Seite auf die andere zwischen der Seite des Kraftstoffdampfdurchlasses 61 und der Seite der Atmosphärenöffnung umzuschalten. Das Umschaltventil 34 ist ein elektromagnetisches Ventil einer Dreiwegeventilstruktur. Die Umschaltventile 33 und 34 werden durch die ECU 41E gesteuert. Wenn das Umschaltventil 34 auf die Seite des Kraftstoffdampfdurchlasses 61 umgeschaltet wird, zeigt ein von dem Differenzdrucksensor 45 bereitgestelltes Erfassungssignal einen Innendruck des Kraftstoffdampfdurchlasses 61 an. Die Pumpe 62 ist eine elektrische Pumpe, die in der Lage ist, sich vorwärts und rückwärts zu drehen, und deren AN-/AUS-Schaltvorgänge und Drehrichtungsschaltvorgänge durch die ECU 41E gesteuert werden.
Ein Durchlass 64 umfährt die Drosselblende 63 und in dem Durchlass 64 ist ein Öffnungs-/Schließventil 65 angeordnet. Das Öffnungs-/Schließventil ist ein elektromagnetisches Ventil einer Zweiwegeventilstruktur. Zudem ist in diesem Ausführungsbeispiel, wie in den vorangehenden Ausführungsbeispielen, das Schließventil 18 zum Öffnen und Schließen des Abführluftdurchlasses 17 vorgesehen. Das Abführventil 16 ausgenommen, werden vier Ventile verwendet. Obwohl diese Anzahl kleiner als die des dritten Ausführungsbeispiels ist, ist es möglich, die gleichen Vorgänge (Kraftstoffdampf-Konzentrationsmessung und Leckage-Überprüfung des Verdampfungssystems) wie jene der vorausgegangenen Ausführungsbeispiele zu bewirken.
(Messen der Kraftstoffdampfkonzentration)
Zunächst ist das Öffnungs-/Schließventil 65 geschlossen und das Schließventil 18 ist geöffnet. Dann wird das Umschaltventil 33 auf die zu der Atmosphäre offenen Seite umgeschaltet und das Umschaltventil 34 wird auf die Seite des Kraftstoffdampfdurchlasses 61 umgeschaltet. Die Drehrichtung der Pumpe 62 wird auf die Richtung umgeschaltet, in der das von der Pumpe 62 ausgelassene Gas zu der Drosselblende 63 strömt (im weiteren Verlauf wird die Drehung in dieser Richtung als ”Vorwärtsdrehung” bezeichnet). Als ein Ergebnis passiert Luft, die den Kraftstoffdampfdurchlass 61 von dem einen Ende dieses Durchlasses betreten hat, den Abführluftdurchlass 17 und wird wieder zu der Atmosphärenseite ausgelassen. Dieser Zustand entspricht dem ersten Konzentrationsmesszustand in jedem der in 5 gezeigten vorausgegangenen Ausführungsbeispiele. Zu diesem Zeitpunkt wird ein durch den Differenzdrucksensor 45 erfasster Differenzdruck in die ECU 41E eingegeben.
Als Nächstes wird das Umschaltventil 33 auf die Seite des Abzweigungsdurchlasses 25 umgeschaltet und das Schließventil 18 wird geschlossen. Als ein Ergebnis ist ein geschlossener ringförmiger Pfad ausgebildet, entlang den die in dem Behälter 13 vorhandene Kraftstoffdampf enthaltende Luft von dem Abführdurchlass 15 durch den Kraftstoffdampfdurchlass 61 führt und wieder zu dem Behälter 13 zurückkehrt. Dieser Zustand entspricht dem zweiten Konzentrationsmesszustand in jedem der in 6 gezeigten vorausgehenden Ausführungsbeispiele. Zu diesem Zeitpunkt wird ein durch den Differenzdrucksensor 45 erfasster Differenzdruck zu der ECU 41E eingegeben.
In der ECU 41E wird die Kraftstoffdampfkonzentration auf dieselbe Weise wie in den vorangehenden Ausführungsbeispielen (siehe Schritte S206 bis S208 in 3) auf Grundlage des erfassten Differenzdrucks in dem ersten und dem zweiten Konzentrationsmesszustand berechnet.
(Leckageüberprüfung im Verdampfungssystem)
Auch im Fall der Leckage-Überprüfung für das Verdampfungssystem ist das Öffnungs-/Schließventil 65 im Vorfeld geschlossen und das Schließventil 18 ist geöffnet. Dann wird das Umschaltventil 33 auf die zu der Atmosphäre offenen Seite umgeschaltet und das Umschaltventil 34 wird auf die zu der Atmosphäre offenen Seite umgeschaltet. Die Pumpe 62 wird in einer zu der Drehrichtung in der Kraftstoffdampfkonzentrationsmessung entgegengesetzten Richtung (die im weiteren Verlauf je nach Lage des Falls als ”Rückwärtsrichtung” bezeichnet wird) gedreht. Als Ergebnis wird die in dem Kraftstoffdampfdurchlass 61 vorhandene Luft in einem Zustand ausgelassen, in dem der Eintritt von Luft durch die Drosselblende 63 beschränkt ist. Dieser Zustand entspricht dem ersten Leckagemesszustand des dritten Ausführungsbeispiels und der durch den Differenzdrucksensor 45 erfasste Druck wird eingegeben, bis er konvergiert (siehe Schritte S502 bis S506 in 24).
Als Nächstes wird das Schließventil 18 geschlossen und das Öffnungs-/Schließventil 65 wird geöffnet. Die Pumpe 62 wird wie vorstehend erwähnt rückwärts gedreht. Als Ergebnis wird ein geschlossener Raum von dem Behälter 13 zu dem Abführventil 16 und zu dem Umschaltventil 33 und von dem Behälter 13 zu der Pumpe 62 als ein zu untersuchender Raum ausgebildet und Luft wird durch die Pumpe 62 ausgelassen. Dieser Zustand entspricht dem zweiten Leckagemesszustand des dritten Ausführungsbeispiels und der durch den Differenzdrucksensor 45 erfasste Druck eingegeben, bis er konvergiert. In der ECU 41E wird auf Grundlage der in den ersten und zweiten Leckage-Messzuständen erfassten Drücke das Vorhandensein oder das Nichtvorhandensein der Leckage als die Fläche eines Leckagelochs auf Grundlage der Querschnittsfläche des Durchlasses in der Drosselblende 63 bestimmt, welche wie in dem dritten Ausführungsbeispiel eine Bezugsdrosselblende ist (siehe Schritte S506 bis S515).
In dem zweiten Konzentrationsmesszustand ist zwischen dem Kraftstoffdampfdurchlass 61 und dem Behälter 13 ein Gaszirkulationsringweg ausgebildet. Wenn der zweite Leckagemesszustand unter der Voraussetzung dieses Wegs zu erhalten ist, ist es notwendig, nicht nur zwischen dem Abzweigungsdurchlass 25 und dem Kraftstoffdampfdurchlass 61 durch das Umschaltventil 33 abzusperren, sondern es ist auch nötig, ein Rohr zum Verbinden des Verdampfungssystems mit der Pumpe 62, beispielsweise ein Rohr zum Verbinden des Abführluftdurchlasses 17 mit dem Kraftstoffdampfdurchlass 61 an einer Stelle zwischen der Pumpe 62 und dem Umschaltventil 33 vorzusehen, und ferner ein Ventil zum Öffnen und Schließen dieses Rohrs vorzusehen [siehe Bypass 27 und Bypassöffnungs-/Schließventil 28 des dritten Ausführungsbeispiels (22)].
Dieses Rohr und Ventil können ausgelassen werden, indem die Drehrichtung der Pumpe 62 umgedreht wird, um die Gasströmungsrichtung umzudrehen. Somit kann gemäß diesem Ausführungsbeispiel trotz einer einfachen Konstruktion, die eine verringerte Anzahl von Ventilen verwendet, das Messen der Kraftstoffdampfkonzentration und die Leckage-Überprüfung des Verdampfungssystems im Wesentlichen gleichwertig wie in dem dritten Ausführungsbeispiel bewirkt werden.
(Sechstes Ausführungsbeispiel)
37 zeigt die Konstruktion einer Kraftmaschine gemäß einem sechsten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Dieses Ausführungsbeispiel entspricht einem Austausch eines Teils der Konstruktion des fünften Ausführungsbeispiels. Abschnitte, die im Wesentlichen die gleichen Vorgänge wie die der vorangehenden Ausführungsbeispiele durchführen, sind durch die gleichen Bezugszeichen wie in den vorangehenden Ausführungsbeispielen bezeichnet und es wird hauptsächlich eine Beschreibung des Unterschieds zu den vorangehenden Ausführungsbeispielen gegeben.
In diesem Ausführungsbeispiel besteht ein in dem Kraftstoffdampfdurchlass 61 angeordnetes Umschaltventil 66 aus einem elektromagnetischen Ventil mit einer Drosselblende. In dem einem geschalteten Zustand wird der Kraftstoffdampfdurchlass 61 zu einem Durchlass mit einer Drosselblende 661, während der Kraftstoffdampfdurchlass 61 in dem anderen geschalteten Zustand zu einem einfachen Durchlass ohne Drosselblende wird. Der eine geschaltete Zustand ist gleich wie der geschlossene Zustand des Öffnungs-/Schließventils 65 des fünften Ausführungsbeispiels, wohingegen der andere geschaltete Zustand im Wesentlichen gleich wie der offene Zustand des Ventils 65 ist, wodurch der erste und zweite Konzentrationsmesszustand und erste und zweite Leckagemesszustand realisiert werden können. Da zugehörige Teile ausgelassen werden können, ist die Konstruktion weiter vereinfacht und die Ausgestaltung der Rohre wird übersichtlich.
Die ECU 41F steuert nicht nur die Ventile 18, 33 und 34, sondern auch das elektromagnetische Ventil 66, so dass der erste und zweite Konzentrationsmesszustand und der erste und zweite Leckagemesszustand realisiert werden.
(Siebtes Ausführungsbeispiel)
38 zeigt die Konstruktion einer Kraftmaschine gemäß einem siebten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Dieses Ausführungsbeispiel entspricht einem Austausch eines Teils der Konstruktion des fünften Ausführungsbeispiels. Abschnitte, die im Wesentlichen die gleichen Vorgänge wie in den vorangegangenen Ausführungsbeispielen durchführen, sind durch die gleichen Bezugszeichen wie in den vorangehenden Ausführungsbeispielen bezeichnet und nachstehend wird hauptsächlich eine Beschreibung des Unterschieds zu den vorangehenden Ausführungsbeispielen gegeben.
In diesem Ausführungsbeispiel ist in der Druckleitung 242 ein Rückschlagventil 35 anstelle des Umschaltventils zum Umschalten der Druckleitung 242 für den Differenzdrucksensor 45 von dem einen Zustand zu dem anderen Zustand zwischen der Seite des Kraftstoffdampfdurchlasses 61 und der zu der Atmosphäre offenen Seite angeordnet. Das Rückschlagventil 35 ist auf so eine Art und Weise montiert, dass die Richtung von dem Kraftstoffdampfdurchlass 61 zu dem Differenzdrucksensor 45 eine Vorwärtsrichtung ist. Das Rückschlagventil 35 öffnet, wenn sich die Drosselblende 63 an der Auslassseite der Pumpe 62 befindet, und ein Differenzdruck ist aus dem durch den Differenzdrucksensor 25 erfassten Signal bekannt. Wenn die Drosselblende 63 an der Ansaugseite der Pumpe 62 in einem Leckagemesszustand vorliegt, ist das Rückschlagventil 35 geschlossen und der Innendruck des Kraftstoffdampfdurchlasses 61 ist aus einem von dem Differenzdrucksensor 45 erfassten Signal bekannt. Somit kann durch ledigliches Umschalten der Drehrichtung der Pumpe 62 die Ausgabe des Differenzdrucksensors 45 zwischen dem Differenzdruck und dem Druck ohne die Steuerung der ECU 41G umgeschaltet werden. Folglich ist es möglich, nicht nur die Konstruktion zu vereinfachen, sondern auch die Steuerungslast auf der ECU 41G zu verringern.
(Achtes Ausführungsbeispiel)
39 zeigt die Konstruktion einer Kraftmaschine gemäß einem achten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Dieses Ausführungsbeispiel entspricht einem Austausch eines Teils der Konstruktion des fünften Ausführungsbeispiels. Abschnitte, die im Wesentlichen die gleichen Vorgänge wie die der vorangehenden Ausführungsbeispiele durchführen, sind durch die gleichen Bezugszeichen wie in den vorangehenden Ausführungsbeispielen bezeichnet und nachstehend wird hauptsächlich ein Unterschied zu den vorangehenden Ausführungsbeispielen beschrieben.
In diesem Ausführungsbeispiel sind ähnlich wie in 15 und 29 anstelle des Differenzdrucksensors 45 zwei Drucksensoren 451 und 452 vorgesehen und ein zum Messen der Kraftstoffdampfkonzentration notwendiger Differenzdruck der Drosselblende 63 wird erhalten, indem in der ECU 41H der Unterschied zwischen den durch die Drucksensoren 451 und 452 gemessenen Drücken berechnet wird, während der für die Leckage-Überprüfung in dem Verdampfungssystem notwendige Innendruck des Kraftstoffdampfdurchlasses 61 von einem Signal erhalten wird, das entweder von dem Drucksensor 451 oder dem Drucksensor 452 erfasst wird. Eine weitere Vereinfachung der Konstruktion kann erreicht werden, indem die Ventileinrichtungen 34 und 35 in den fünften und siebten Ausführungsbeispielen unnötig gemacht werden.
Obwohl in jedem der vorangehenden Ausführungsbeispiele die Pumpe lediglich zum Messen der Kraftstoffdampfkonzentration und für die Leckageüberprüfung in dem Verdampfungssystem verwendet wird, kann die Pumpe auch beim Unterstützen des Abführens des Kraftstoffdampfs folgendermaßen verwendet werden. Während das Abführen in den Konstruktionen von 1 und 22 ausgeführt wird, ist das Schließventil 18 geschlossen, das erste Umschaltventil 31 ist ausgeschaltet und das zweite Umschaltventil 32 ist angeschaltet. Wenn die Pumpe 23 in diesem Zustand aktiviert wird, wird ein Gasströmungsweg ausgebildet, wie er in 40 gezeigt ist (die dargestellte Konstruktion ist die der 1) und es ist möglich, die Abführströmungsrate zu erhöhen. In einer Kraftmaschine oder einem Betriebsbereich eines niedrigen Unterdrucks des Einlassrohrs 2 ist es möglich, die Abführmenge wieder herzustellen. Während das Abführen in der Konstruktion von 36 ausgeübt wird, ist das Schließventil 18 geschlossen und das Öffnungs-/Schließventil 65 ist geöffnet. Das Umschaltventil 33 befindet sich an der zur Atmosphäre offenen Seite. Wenn die Pumpe 23 in diesem Zustand betrieben wird, wird ein Gasströmungsweg ausgebildet, wie er in 41 gezeigt ist, wodurch es möglich ist, die Abführströmungsrate zu erhöhen. Die Last auf der Pumpe 62 ist in diesem Beispiel klein. Zudem kann in den Konstruktionen von 1 und 22 die Pumpenlast verringert werden, indem ein Durchlass vorgesehen wird, der die Drosselblende 22 umgeht, und indem zudem ein Ventil zum Öffnen und Schließen dieses Durchlasses vorgesehen wird. Jedoch ist dann ein solches zusätzliches Ventil nötig. Es kann gesagt werden, dass die Konstruktionen des fünften bis siebten Ausführungsbeispiels, bei denen eine Pumpe verwendet wird, die in der Lage ist, sich vorwärts und rückwärts zu drehen, um die Anzahl der Ventile zu verringern, einen extrem hohen praktischen Wert aufweist.
Ein Vorabführen des Kraftstoffdampfs kann durchgeführt werden, bevor ein Differenzdruck in dem ersten Konzentrationsmesszustand erfasst wird und bevor ein Differenzdruck in dem zweiten Konzentrationsmesszustand erfasst wird. Indem der in dem Kanister und dem Abführdurchlass vorhandene Kraftstoffdampf einmal abgeführt wird, ist es möglich, ein Mischen von Kraftstoffdampf in das durch den Kraftstoffdampfdurchlass in dem ersten Konzentrationsmesszustand strömenden Gases zu verhindern, wobei das durch den Kraftstoffdampfdurchlass strömende Gas die Luft ist. Es kann eine Verarbeitung hinzugefügt werden, in der in Übereinstimmung mit einem ECU-Steuerprogramm als die Vorabführeinrichtung das Abführventil 18 für eine vorbestimmte Zeitspanne vor dem Ausüben der Konzentrationserfassungsroutine geöffnet wird (Schritt S102). In diesem Fall ist die vorbestimmte Zeitspanne so eingestellt, dass die Abführmenge während dieser Zeitspanne dem Volumen von dem vorderen Ende des Abführluftdurchlasses bis zum Schließventil entspricht. Es ist möglich, zu verhindern, dass das Vorabführen länger als notwendig durchgeführt wird, und ein schnelles umschalten auf die Konzentrationserfassungsroutine durchzuführen.
Die konkreten Spezifikationen der vorliegenden Erfindung sind nicht auf die vorstehende Beschreibung beschränkt, sondern es kann jede andere Spezifikation angenommen werden, solange sie nicht im Gegensatz zu dem Kern der Erfindung steht.
Eine Pumpe erzeugt einen Gasstrom innerhalb eines Messdurchlasses (21), der eine Drosselblende (22) hat. Ein Differenzdrucksensor erfasst einen Druckunterschied zwischen beiden Enden der Drosselblende (21). In dem Messdurchlass (21) sind Umschaltventile angeordnet, um einen ersten Konzentrationsmesszustand zu erzeugen, in dem der Messdurchlass (21) an seinen beiden Enden geöffnet ist und in dem das durch den Messdurchlass (21) hindurchströmende Gas die Atmosphäre ist, und um einen zweiten Konzentrationsmesszustand zu erzeugen, in dem der Messdurchlass (21) an seinen beiden Enden mit einem Behälter (13) in Verbindung ist und in dem das durch den Messdurchlass (21) hindurchströmende Gas ein Kraftstoffdampf ist, der ein von dem Behälter (13) bereitgestelltes Luft-Kraftstoff-Gemisch ist. Eine ECU (41) berechnet eine Kraftstoffdampfkonzentration auf Grundlage eines in dem ersten Konzentrationsmesszustand erfassten Druckunterschieds und eines in dem zweiten Konzentrationsmesszustand erfassten Druckunterschieds.

Claims

Kraftstoffdampfbehandlungssystem für eine Brennkraftmaschine (1) mit: einem Behälter (13), der ein Adsorptionsmaterial (14) zum temporären Adsorbieren von Kraftstoffdampf enthält, der durch einen Einlassdurchlass (12) von dem Inneren eines Kraftstofftanks (11) dorthin geleitet wird; einem Abführdurchlass (15) zum Leiten eines Luft-Kraftstoff-Gemisches, das von dem Adsorptionsmaterial (14) desorbierten Kraftstoffdampf enthält, in ein Einlassrohr (2) der Brennkraftmaschine (1) und zum Abführen des Kraftstoffdampfs; einem Abführsteuerventil (16), das in dem Abführdurchlass (15) angeordnet ist, um die Abführströmungsrate auf Grundlage des Messergebnisses einer Kraftstoffdampfkonzentration in dem Luft-Kraftstoff-Gemisch einzustellen; gekennzeichnet durch einen Messdurchlass (21), der eine Drosselblende (22) hat; eine Gasstromerzeugungseinrichtung (23) zum Erzeugen eines Gasstroms innerhalb und entlang des Messdurchlasses (21); eine Messdurchlassumschalteinrichtung zum Umschalten des Messdurchlasses (21) zwischen einem ersten Konzentrationsmesszustand, in dem der Messdurchlass (21) an seinen beiden Enden zu der Atmosphäre offen ist, wodurch der Außenluft ermöglicht wird, durch den Messdurchlass (21) zu strömen, und einem zweiten Konzentrationsmesszustand, in dem der Messdurchlass (21) an seinen beiden Enden mit dem Behälter (13) in Verbindung gebracht ist, um dem von dem Behälter (13) zugeführten Luft-Kraftstoff-Gemisch zu ermöglichen, durch den Messdurchlass (21) zu strömen; eine Differenzdruckerfassungseinrichtung (45) zum Erfassen eines Drucks an beiden Enden der Drosselblende (22); und eine Kraftstoffdampfkonzentrationsberechnungseinrichtung (41) zum Berechnen einer Kraftstoffdampfkonzentration auf Grundlage eines in dem ersten Konzentrationsmesszustand erfassten Druckunterschieds und eines in dem zweiten Konzentrationsmesszustand erfassten Druckunterschieds.
Kraftstoffdampfbehandlungssystem für eine Brennkraftmaschine (1) gemäß Anspruch 1, wobei die Kraftstoffdampfkonzentrationsberechnungseinrichtung (41) eine lineare Funktion zum miteinander in Beziehung bringen der Kraftstoffdampfkonzentration und des Verhältnisses zwischen dem in dem ersten Konzentrationsmesszustand erfassten Druckunterschied und dem in dem zweiten Konzentrationsmesszustand erfassten Druckunterschied vorspeichert und so eingestellt ist, dass sie die Kraftstoffdampfkonzentration in Übereinstimmung mit der linearen Funktion berechnet.
Kraftstoffdampfbehandlungssystem für eine Brennkraftmaschine (1) gemäß Anspruch 1 oder 2, ferner mit einer zulässiger-Abführströmungsraten-Obergrenzwert-Einstelleinrichtung (41) zum Einstellen eines zulässigen oberen Grenzwerts der Abführströmungsrate auf Grundlage von Betriebszuständen der Brennkraftmaschine (1), und einer Öffnungsgradeinstelleinrichtung (41) zum Einstellen des Öffnungsgrads des Abführsteuerventils (16), so dass eine tatsächliche Abführströmungsrate den zulässigen oberen Grenzwert nicht überschreitet.
Kraftstoffdampfbehandlungssystem für eine Brennkraftmaschine (1) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, ferner mit: einem Bypass (27), der einen Abführluftdurchlass (17) für die Zufuhr der abgeführten Luft zu dem Behälter (13) und den Messdurchlass (21) miteinander verbindet, um einen Teil der abgeführten Luft von dem Abführluftdurchlass (17) durch den Bypass (27) unter Umfahrung des Behälters (13) und ferner durch den Messdurchlass (21) zu dem Abführdurchlass (15) fördern zu lassen; und einer weiteren Kraftstoffdampfkonzentrationsberechnungseinrichtung (41) zum Berechnen einer Kraftstoffdampfkonzentration auf Grundlage eines Druckunterschieds, der zum Zeitpunkt des Abführens des Kraftstoffdampfs erfasst wird.
Kraftstoffdampfbehandlungssystem für eine Brennkraftmaschine (1) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei das Messen der Kraftstoffdampfkonzentration vor dem Abführen des Kraftstoffdampfs durchgeführt wird.
Kraftstoffdampfbehandlungssystem für eine Brennkraftmaschine (1) gemäß Anspruch 5, wobei die Kraftstoffdampfkonzentrationsberechnungseinrichtung (41) die Kraftstoffdampfkonzentration bei einem vorbestimmten Durchlauf auf den letzten Wert nachführt und der Öffnungsgrad des Abführsteuerventils (16) auf Grundlage des letzten Werts der Kraftstoffdampfkonzentration eingestellt wird.
Kraftstoffdampfbehandlungssystem für eine Brennkraftmaschine (1) gemäß einem der Ansprüche 3 bis 6, wobei ein vorbestimmter oberer Grenzwert für den Sollöffnungsgrad des Abführsteuerventils (16) vor dem Ausüben der Kraftstoffdampfkonzentrationsmessung bereitgestellt wird.
Kraftstoffdampfbehandlungssystem für eine Brennkraftmaschine (1) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei die Messdurchlassumschalteinrichtung ein erstes Umschaltventil (31) aufweist, wobei das erste Umschaltventil (31) an einem Endabschnitt des Messdurchlasses (21) angeordnet ist, um den einen Endabschnitt entweder mit einer sich an der Seite des Abführdurchlasses (15) befindlichen Öffnung oder einer sich an der Atmosphärenseite befindlichen Öffnung in Verbindung zu bringen; und wobei sie ein zweites Umschaltventil (32) aufweist, wobei das zweite Umschaltventil (32) an einem entgegengesetzten Endabschnitt des Messdurchlasses (21) angeordnet ist, um den entgegengesetzten Endabschnitt entweder mit einer sich an der Seite des Behälters (13) befindlichen Öffnung oder mit einer sich an der Atmosphärenseite befindlichen Öffnung in Verbindung zu bringen, und wobei ein Atmosphäreneinlassdurchlass (51) vorgesehen ist, wobei der Atmosphäreneinlassdurchlass (51) von einem Abführluftdurchlass (17) abzweigt, der zum Zuführen von abgeführter Luft als ein Bestandteil des Luft-Kraftstoff-Gemischs zu dem Behälter (13) und zum Inverbindungkommen sowohl mit der atmosphärenseitigen Öffnung des ersten Umschaltventils (31) als auch mit der atmosphärenseitigen Öffnung des zweiten Umschaltventils (32) dient.
Kraftstoffdampfbehandlungssystem für eine Brennkraftmaschine (1) gemäß Anspruch 8, ferner mit einer Vorabführeinrichtung zum Durchführen des Vorabführens von Kraftstoffdampf vor dem Erfassen eines Druckunterschieds in dem ersten Konzentrationsmesszustand und dem Erfassen eines Druckunterschieds in dem zweiten Konzentrationsmesszustand.
Kraftstoffdampfbehandlungssystem für eine Brennkraftmaschine (1) gemäß Anspruch 9, wobei die Abführmenge der Vorabführung eine Menge ist, die dem Volumen von einem vorderen Ende des Abführluftdurchlasses (17), welches zu der Atmosphäre offen ist, bis zu einem Schließventil (18) entspricht, welches in dem Abführluftdurchlass (17) angeordnet ist, um den Behälter (13) von der Atmosphärenseite zu trennen.
Kraftstoffdampfbehandlungssystem für eine Brennkraftmaschine (1) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei die Gasstromerzeugungseinrichtung (23) eine elektrische Pumpe ist, deren Drehzahl auf einen konstanten Wert geregelt ist.
Kraftstoffdampfbehandlungssystem für eine Brennkraftmaschine (1) gemäß Anspruch 11, wobei die Drehzahl so eingestellt ist, dass der in dem ersten Konzentrationsmesszustand erfasste Druckunterschied in einen vorbestimmten Bereich fällt.
Kraftstoffdampfbehandlungssystem gemäß einem der Ansprüche 1 bis 12, wobei die Gasstromerzeugungseinrichtung (23) eine elektrische Pumpe ist und die Differenzdruck-Erfassungseinrichtung (45) durch eine Pumpen betriebszustandserfassungseinrichtung zum Erfassen eines Betriebszustands der elektrischen Pumpe gebildet wird, wobei der Zustand in Abhängigkeit der auf der elektrischen Pumpe vorherrschenden Last variiert.
Kraftstoffdampfbehandlungssystem für eine Brennkraftmaschine (1) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 13, wobei ein geschlossener Raum, der den Behälter (13) aufweist und der nach dem Schließen des Abführsteuerventils (16) ausgebildet wird, als ein Raum zum Überprüfen einer Gasleckage verwendet wird, und das ferner Folgendes aufweist: einen Leckageüberprüfungsdurchlass, der an seinem einen Ende zu der Atmosphäre offen ist und der mit einer Referenzdrosselblende versehen ist; einer Druckaufbringungseinrichtung (62) zum Aufbringen oder Verringern des Drucks für den geschlossenen Raum und für das Innere des Leckageüberprüfungsdurchlasses (61); einer Druckerfassungseinrichtung (45) zum Erfassen des Drucks in dem geschlossenen Raum oder in dem Leckageüberprüfungsdurchlass, nachdem diese durch die Druckaufbringungseinrichtung druckbeaufschlagt oder druckverringert wurden; einer Druckaufbringungsbereichumschalteinrichtung, wobei die Druckaufbringungsbereichumschalteinrichtung zumindest einen Druckaufbringungsbereich auswählt, der durch die Druckaufbringungseinrichtung (62) in dem geschlossenen Raum und in dem Inneren des Leckageüberprüfungsdurchlasses druckbeaufschlagt oder druckverringert wird, und die ein Umschalten zwischen zwei Leckage-Messzuständen durchführt, die sich voneinander in dem Druckaufbringungsbereich unterscheiden; und eine Leckagelochbestimmungseinrichtung (41) zum Bestimmen der Größe eines Leckagelochs in dem geschlossenen Raum auf Grundlage eines in dem ersten Leckagemesszustand erfassten Drucks und eines in dem zweiten Leckagemesszustand erfassten Drucks, wobei die Druckaufbringungseinrichtung durch die Gasstromerzeugungseinrichtung (23) ausgebildet ist.
Kraftstoffdampfbehandlungssystem gemäß Anspruch 14, wobei die Druckaufbringungseinrichtung zum Druckbeaufschlagen des geschlossenen Raums und des Inneren des Leckageüberprüfungsdurchlasses dient und wobei ein Öffnungs-/Schließventil (29) zum Öffnen und Schließen eines Durchlasses in dem Durchlass angeordnet ist, wobei der Durchlass für die Druckaufbringungseinrichtung verwendet wird, um den geschlossenen Raum mit Druck zu beaufschlagen.
Kraftstoffdampfbehandlungssystem für eine Brennkraftmaschine (1) gemäß Anspruch 14, wobei der Leckageüberprüfungsdurchlass durch den Konzentrationsmessdurchlass (21) gebildet wird, die Referenzdrosselblende durch die Drosselblende (22) gebildet wird, die Druckaufbringungsbereichumschalteinrichtung durch die Messdurchlassumschalteinrichtung (33) gebildet wird, die Druckerfassungseinrichtung (45) durch die Differenzdruckerfassungseinrichtung gebildet wird; die Gasstromerzeugungseinrichtung (23) als die Druckaufbringungseinrichtung durch eine elektrische Pumpe gebildet wird, die in dem Konzentrationsmessdurchlass (21) angeordnet ist und deren Drehrichtung zwischen der Vorwärtsrichtung und der Rückwärtsrichtung umgeschaltet werden kann; wobei als die Messdurchlassumschalteinrichtung ein Umschaltventil in dem Konzentrationsmessdurchlass (21) angeordnet ist, welches in dem ersten Konzentrationsmesszustand den Konzentrationsmessdurchlass (21) an seinem einen Ende in einen zu der Atmosphäre offenen Zustand bringt und den Abführdurchlass (15) von dem Konzentrationsmessdurchlass (21) trennt, und das in dem zweiten Konzentrationsmesszustand den Konzentrationsmessdurchlass (21) mit dem Abführdurchlass (15) in Verbindung bringt; und wobei der Leckageüberprüfungsdurchlass in dem ersten Leckagemesszustand als der Druckaufbringungsbereich ausgewählt ist, während in dem zweiten Leckagemesszustand der geschlossene Raum als der Druckaufbringungsbereich ausgewählt ist, wobei das Umschaltventil auf einen zu dem Zustand in dem ersten Konzentrationsmesszustand gleichen Zustand eingestellt ist und die Drehrichtung der elektrischen Pumpe zu der Richtung in dem zweiten Konzentrationsmesszustand umgekehrt ist.
Kraftstoffdampfbehandlungssystem für eine Brennkraftmaschine (1) gemäß einem der Ansprüche 14 bis 16, wobei die Gasstromerzeugungseinrichtung (23) eine elektrische Pumpe ist, wobei die Drehzahl der elektrischen Pumpe auf einen konstanten Wert gesteuert wird, der während dem Messen der Kraftstoffdampfkonzentration hoch ist und während der Gasleckageüberprüfung niedrig ist.
Kraftstoffdampfbehandlungssystem für eine Brennkraftmaschine (1) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 13, wobei ein geschlossener Raum, der den Behälter (13) aufweist und nach dem Schließen des Abführsteuerventils (16) ausgebildet ist, als ein Raum zur Gasleckageüberprüfung verwendet wird, und das ferner Folgendes aufweist: einen Leckageüberprüfungsdurchlass, der an seinem einen Ende zu der Atmosphäre offen ist, und der mit einer Referenzdrosselblende versehen ist; einer Druckaufbringungseinrichtung zum Aufbringen oder Verringern des Drucks für den geschlossenen Raum und für das Innere des Leckageüberprüfungsdurchlasses; eine Druckerfassungseinrichtung (45) zum Erfassen des Drucks in dem geschlossenen Raum oder in dem Leckageüberprüfungsdurchlass nach dem Druckbeaufschlagen oder Druckverringern durch die Druckaufbringungseinrichtung; eine Druckaufbringungsbereichsumschalteinrichtung, wobei die Druckaufbringungsbereichsumschalteinrichtung zumindest einen Druckaufbringungsbereich auswählt, der durch die Druckaufbringungseinrichtung von dem geschlossenen Raum und dem Inneren des Leckageüberprüfungsdurchlasses druckbeaufschlagt oder druckverringert ist, und ein Umschalten von zwei Leckage-Messzuständen durchführt, die sich voneinander in dem Druckaufbringbereich unterscheiden; und eine Leckagelochbestimmungseinrichtung (41) zum Bestimmen der Größe eines Leckagelochs in dem geschlossenen Raum auf Grundlage eines in dem ersten Leckagemesszustand erfassten Drucks und eines in dem zweiten Leckagemesszustand erfassten Drucks, wobei die Druckerfassungseinrichtung (45) durch die Differenzdruckerfassungseinrichtung gebildet ist.
Kraftstoffdampfbehandlungssystem für eine Brennkraftmaschine (1) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 18, wobei der Messdurchlass (21) während dem Abführen des Kraftstoffdampfs an seinem einen Ende zu der Atmosphäre geöffnet ist und an seinem entgegengesetzten Ende mit dem Behälter (13) in Verbindung ist, und wobei die Gasstromerzeugungseinrichtung (23) während dem Abführen des Kraftstoffdampfs arbeitet, so dass von dem Messdurchlass (21) abgeführte Luft zugeführt wird.