DE102005023499B4

DE102005023499B4 - Kraftstoffdampfsteuerungssystem für einen Verbrennungsmotor

Info

Publication number: DE102005023499B4
Application number: DE102005023499A
Authority: DE
Inventors: Ryoji Suzuki
Original assignee: Suzuki Motor Corp
Current assignee: Suzuki Motor Corp
Priority date: 2004-05-21
Filing date: 2005-05-18
Publication date: 2012-01-05
Anticipated expiration: 2025-05-19
Also published as: JP2005330924A; JP4433174B2; DE102005023499A1; US6973924B1; US20050257608A1

Abstract

Kraftstoffdampfsteuerungssystem für einen Verbrennungsmotor mit einem auf einem Kraftstoffdampfsteuerungsdurchgang angeordneten Kanister zur Absorption von Kraftstoffdampf, wobei besagter Kanister mit einem Ansaugdurchgang für den Motor und einem Kraftstofftank in Verbindung steht, einem zur Atmosphäre offenen Durchgang, der es dem Kanister erlaubt, sich zur Atmosphäre hin zu öffnen, einem auf dem zur Atmosphäre offenen Durchgang angeordneten Atmosphärenöffnungs- und -schließventil sowie einem auf dem Kraftstoffdampfsteuerungsdurchgang zwischen dem Ansaugdurchgang und dem Kanister angeordneten Abführventil, wobei der Kanister den in dem Kraftstofftank entstandenen Kraftstoffdampf absorbiert und das Abführventil den von dem Kanister absorbierten Kraftstoffdampf zur Abführungssteuerung dem Ansaugdurchgang zuführt, umfassend: einen Kraftstoffstanddetektor zur Detektion einer Kraftstoffmenge in dem Kraftstofftank; ein Leckprüfungssystem zur Untersuchung von Leckage in dem Kraftstoffdampfsteuerungssystem durch Schließen des Atmosphärenöffnungs- und -schließventils während des Motorstillstands und Erzeugung eines Unterdrucks in dem Kraftseit, umfassend einen Leckprüfungssteuerungsabschnitt zum Betrieb des Leckprüfungssystems, einen Betankungsdetektionsabschnitt, der dazu dient, durch den Kraftstoffstanddetektor...

Description

Diese Anmeldung ist eine von drei verwandten, gleichzeitig eingereichten Anmeldungen, die alle den Titel ”Kraftstoffdampfsteuerungssystem für einen Verbrennungsmotor” tragen, auf denselben Erfinder zurückgehen und die Attorney Docket No. Saigoh C-315, C-316 bzw. C-317 tragen. Die Offenbarungen der verwandten, gleichzeitig anhängigen Anmeldungen werden hierin durch Bezugnahme aufgenommen.
Gebiet der Erfindung
Diese Erfindung bezieht sich auf ein Kraftstoffdampfsteuerungssystem für einen Verbrennungsmotor, und insbesondere auf ein Kraftstoffdampfsteuerungssystem mit verbesserter Genauigkeit aufgrund der Gesamtabführmenge nach der Feststellung einer Betankung, welche in einer (Kraftstoffdampf-)Leckprüfungsstartbedingung enthalten ist.
Hintergrund der Erfindung
Traditionelle Bauarten von Verbrennungsmotoren erlauben unerwünschte Luftverschmutzung und Kraftstoffverlust durch Verdampfung von Kohlenwasserstoffe (HC) enthaltendem Kraftstoff aus dem Tank, dem Vergaser und anderen Motorkomponenten. Im bestehenden Stand der Technik gibt es Versuche, diese Probleme zu überwinden. Insbesondere gibt es ein Kraftstoffdampfsteuerungssystem, welches einen ein adsorbierendes Material, beispielsweise Aktivkohle, zum Adsorbieren von Kraftstoffdampf enthaltenden Kraftstoffdampfauffangkanister, sowie ein Abführsystem, das dazu dient, den adsorbierten Kraftstoff abzugeben und während des Motorbetriebs dem Motor zuzuführen, verwendet. Dieses Kraftstoffdampfsteuerungssystem umfasst auch ein Leckprüfungssystem, welches verschiedene Leckprüfungsmethoden einsetzt, um auf Leckage des Kraftstoffdampfs (Dampfleck) in die Atmosphäre zu prüfen.
Eine Methode, mit welchem das Leckprüfungssystem auf Lecks prüft, besteht darin, eine Drucksenkungspumpe oder eine elektrische Pumpe, ein Schaltventil, eine Referenzöffnung und einen Drucksensor einzusetzen, um während eines Motorstillstands auf Leckage zu prüfen. Bei dieser Methode wird ein Referenzdruck gemessen, nachdem die Luft von der Drucksenkungspumpe durch die Referenzöffnung evakuiert wird, und ein Druck innerhalb des Kraftstoffdampfsteuerungssystems wird gemessen, nachdem nach Umstellung des Schaltventils eine bestimmte Zeit verstrichen ist, so dass ein Kraftstofftank evakuiert wird oder einem internen Unterdruck unterliegt. Durch Vergleich des gemessenen Drucks mit dem Referenzdruck wird festgestellt, ob Leckage besteht, die größer als die Referenzöffnung ist.
In einem der herkömmlichen Leckprüfungssysteme des Kraftstoffdampfsteuerungssystems wird eine Druckbedingung des Kraftstoffdampfs detektiert, wenn der Motor stillsteht und eine Leckprüfungsbedingung erfüllt ist, um eine Initialisierung durchzuführen. Um falsche Ergebnisse zu vermeiden, wird die Leckprüfung verhindert, falls der Druck des Kraftstoffdampfs größer oder gleich einem vorbestimmten Wert ist. Nachdem der Dampfdruck unter dem vorbestimmten Wert liegt, wird die Leckprüfung durchgeführt. Es gibt auch einige Leckprüfungssysteme, die falsche Prüfungsergebnisse aufgrund eines offenen Tankdeckels während der Betankung vermeiden. In diesen Systemen wird ein Leck mit Unterdruck im Kraftstoffdampfsteuerungssystem untersucht. Die Leckprüfung wird verhindert, falls der Druck in dem Kraftstofftank oberhalb eines vorbestimmten Wertes liegt, wenn das Fahrzeug hält. Ferner gibt es einige Leckprüfungssysteme, die versuchen, ein falsches Prüfungsergebnis aufgrund eines offenen Tankdeckels während der Betankung zu vermeiden, indem eine verbleibende Kraftstoffmenge beim Starten des Motors mit einer verbleibenden Kraftstoffmenge beim letzten Anhalten des Motors verglichen wird, um festzustellen, ob der Tankdeckel geöffnet wird, während der Motor stillsteht. Wird der Tankdeckel geöffnet, wenn der Motor während der Betankung stillsteht, so wird das Leckprüfungsergebnis verworfen, um ein falsches Prüfungsergebnis aufgrund des offenen Tankdeckels zu vermeiden. Siehe die Offenlegungsschriften JP Hil-336620 , JP 2002-256988 und JP 2003-120437 .
Die Prüfungsmethode des herkömmlichen Kraftstoffdampfsteuerungssystems ist genauer als die frühere Methode, da die Leckage bei Stillstand des Motors geprüft wird, während der Kraftstoffdampf unveränderlich ist. Unter Bedingungen, unter denen durch die Betankung erhebliche Dämpfe entstehen, kann jedoch die Genauigkeit der Detektion nachteilig betroffen sein, was dazu führt, dass ein leckfreier Zustand mit Leckage verwechselt wird.
In diesem Zusammenhang offenbart die Offenlegungsschrift JP 2003-120437 einen Vorschlag, die Leckprüfung zu verwerfen, falls die Leckprüfung bei Motorstillstand durchgeführt wird und falls dann beim Starten des Motors die Betankung detektiert wird.
Ohne eine ausreichende Abführung des durch die Betankung entstandenen Kraftstoffdampfs nach dem Starten des Motors kann jedoch die Anwendung der Leckprüfung falsch festgestellt werden, wenn das Leck während eines darauffolgenden Motorstillstands erneut geprüft wird.
Aus DE 102 48 470 A1 ist ein Kraftstoffdampfbehandlungssystem bekannt, mittels den eine Leckageüberprüfung durchgeführt werden kann, um eine Leckage an Kraftstoffdampf in einem Kraftstoffdampfkanal bei angehaltenen Motor zu überprüfen. Dieses bekannte Kraftstoffdampfbehandlungssystem kann jedoch nicht in Abhängigkeit von einem Bedanken eines Kraftstofftankes arbeiten.
Zusammenfassung der Erfindung
Um die obigen Schwierigkeiten zu vermeiden oder zumindest zu minimieren, stellt die vorliegende Erfindung ein Kraftstoffdampfsteuerungssystem für einen Verbrennungsmotor bereit. In diesem System ist ein Kanister zur Absorption des Kraftstoffdampfs auf einem Kraftstoffdampfsteuerungsdurchgang angeordnet, der einen Ansaugdurchgang für den Motor mit einem Kraftstofftank verbindet. Ein zur Atmosphäre offener Durchgang erlaubt es dem Kanister, sich zur Atmosphäre hin zu öffnen. Ein Atmosphärenöffnungs- und -schließventil ist in dem zur Atmosphäre offenen Durchgang angeordnet. Ein Abführventil ist auf dem Kraftstoffdampfsteuerungsdurchgang zwischen dem Ansaugdurchgang und dem Kanister angeordnet. Der Kanister absorbiert den in dem Kraftstofftank entstandenen Kraftstoffdampf, und das Abführventil führt den von dem Kanister absorbierten Kraftstoffdampf zur Abführungssteuerung dem Ansaugdurchgang zu. Ein Kraftstoffstanddetektor detektiert die im Kraftstofftank vorhandene Kraftstoffmenge. Ein Leckprüfungssystem untersucht Leckage in dem Kraftstoffdampfsteuerungssystem, indem bei Motorstillstand das Atmosphärenöffnungs- und -schließventil geschlossen und Unterdruck in dem Kraftstoffdampfsteuerungssystem verursacht wird.
Eine Steuerungseinheit umfasst einen Leckprüfungssteuerungsabschnitt zum Betrieb des Leckprüfungssystems, einen Betankungsdetektionsabschnitt, der dazu dient, durch den Kraftstoffstanddetektor festzustellen, ob eine Ölfüllung an den Kraftstofftank vorliegt, einen Abführmengensummierabschnitt zum Aufsummieren der Menge des abgeführten Kraftstoffs während des Motorbetriebs sowie einen Leckprüfungsstoppabschnitt, der dazu dient, die Leckprüfung – Fortsetzung auf Seite 5 der ursprünglichen Beschreibung – zu verhindern, bis die Gesamtabführmenge, die während des Motorbetriebs von dem Abführmengensummierabschnitt bestimmt wird, größer ist als ein vorbestimmter Wert, falls die Betankung von dem Betankungsprüfungsabschnitt festgestellt wird.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird die Leckprüfung nicht in einer Situation durchgeführt, in der unmittelbar nach der Betankung viel Kraftstoffdampf entsteht, wodurch die Möglichkeit eines falschen Prüfungsergebnisses vermindert und die Genauigkeit erhöht wird.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
1 ist ein Flussdiagramm, das eine Methode darstellt, festzustellen, ob eine Betankung stattgefunden hat.
2 ist ein Zeitdiagramm, das darstellt, wann bestimmte Vorgänge sich während der Feststellung einer Betankungsbedingung ereignen.
3 ist ein Flussdiagramm, das die Schritte darstellt, die zu einer Leckprüfung gehören.
4 ist ein Zeitdiagramm, das die verschiedenen Stufen einer Leckprüfung darstellt.
5 ist ein Diagramm eines Kraftstoffdampfsteuerungssystems.
6 ist ein Diagramm des Kraftstoffdampfsteuerungssystems aus 5 beim Messen des Referenzdrucks.
7 ist ein Diagramm des Kraftstoffdampfsteuerungssystems aus 5 beim Evakuieren des Dampfsystems.
Detaillierte Beschreibung der Erfindung
Die vorliegende Erfindung verbessert die Genauigkeit der Leckprüfung des Kraftstoffdampfsteuerungssystems, welches ein Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist, durch Hinzufügen der Gesamtabführmenge nach Detektion einer Betankung zu einer Leckprüfungsstartbedingung.
1 bis 7 stellen eine Ausführung der vorliegenden Erfindung dar.
5 zeigt einen in ein Fahrzeug (nicht gezeigt) eingebauten Verbrennungsmotor 2, ein Ansaugrohr 4 des Motors 2, einen durch das Ansaugrohr 4 definierten Ansaugdurchgang 6, ein in dem Ansaugdurchgang 6 angeordnetes Drosselventil 8, einen Kraftstofftank 10 zur Speicherung von Kraftstoff und ein Kraftstoffdampfsteuerungssystem (Dampfsystem) 12.
In dem Kraftstoffdampfsteuerungssystem 12 verbindet ein Kraftstoffdampfsteuerungsdurchgang 14 einen oberen Teil des Kraftstofftanks 10 auf einer stromabwärts gelegenen Seite des Drosselventils 8 mit dem Ansaugdurchgang 6. Auf dem Kraftstoffdampfsteuerungsdurchgang 14 ist ein Kanister 16 zur Absorption des in dem Kraftstofftank 10 entstandenen Kraftstoffdampfs angeordnet. In dieser Weise wird der Kraftstoffdampfsteuerungsdurchgang 14 durch einen Dampfdurchgang 18, der den Kraftstofftank 10 mit dem Kanister 16 verbindet, und einen Abführdurchgang 20, der den Kanister 16 mit dem Ansaugdurchgang 6 verbindet, gebildet.
Der Kanister 16 enthält in einem Aktivkohleabschnitt 24 in einem kastenförmigen Kanisterkörper 22 eine Aktivkohle zur Absorption des Kraftstoffdampfs und verbindet in einem oberen Abschnitt desselben den Dampfdurchgang 18 mit dem Abführdurchgang 20. Der Dampfdurchgang 18 ist direkt mit dem Aktivkohleabschnitt 24 verbunden, und der Abführdurchgang 20 ist mit einem in dem Kanisterkörper 22 definierten oberen Bereich 26 verbunden.
Auf dem Abführdurchgang 20 ist ein Abführventil 28 zur Steuerung der Menge an Kraftstoffdampf (Abführmenge), die von dem Kanister 16 abgeführt und dem Ansaugdurchgang 6 zugeführt wird, angeordnet. Das Betriebsverhältnis dieses Abführventils 28 wird zwischen 0–100% eingestellt. Das heißt, das Abführventil 28 wird beim Betriebsverhältnis 0 geschlossen, um den Abführdurchgang 20 zu verschließen, und wird beim Betriebsverhältnis 100% geöffnet, um den Abführdurchgang 20 zu öffnen. Der Öffnungsgrad des Abführdurchgangs 20 kann zur Abführungssteuerung des dem Abführdurchgang 6 zuzuführenden in dem Kanister 16 absorbierten Kraftstoffdampfs zwischen einem Betriebsverhältnis von 0–100% geändert werden.
An einem unteren Teil des Kanisters 16 ist ein Hauptdurchgang 46 angeschlossen, der den Kanister 16 zur Atmosphäre öffnet. Auf diesem Hauptdurchgang 46 ist ein Schaltventil 32 angeordnet, das als Atmosphärenöffnungs- und -schließventil (Kanisterluftventil) fungiert, um eine Verbindung zur Luft herzustellen/zu trennen. Mit dem Hauptdurchgang 46 ist ein zur Atmosphäre offener Durchgang 30 verbunden, welcher an seinem einen Ende einen Luftfilter 34 zur Entfernung von von außen eingeführtem Staub aufweist.
Das Kraftstoffdampfsteuerungssystem 12 umfasst ein Leckprüfungssystem (Leckprüfungsmodul) 36.
Insbesondere weist das Schaltventil 32 eine Spule 38 und ein Ventilelement 40 auf, das betrieben wird, indem die Spule 38 mit Strom versorgt wird. Das Ventilelement 40 umfasst einen geraden Schlitz 42 und einen schrägen Schlitz 44. Der zur Atmosphäre offene Durchgang 30 ist an einem Ende über den Hauptdurchgang 46 durch das Schaltventil 32 mit dem Kanister 16 verbunden, und auf seinem anderen Ende 30 ist ein Luftfilter 34 montiert. Der Hauptdurchgang 46 ist durch einen bezüglich des Schaltventils 32 zu dem Kanister 16 hin gelegenen ersten Hauptdurchgang 46-1 und einen zu dem Luftfilter 34 hin gelegenen zweiten Hauptdurchgang 46-2 definiert. Auf dem zweiten Hauptdurchgang 46-2 ist eine Drucksenkungspumpe 50 angeordnet, die als ein Drucksenkungsmittel 48 fungiert, welches innerhalb des Kraftstoffdampfsteuerungssystems 12 evakuiert oder einen Unterdruck (Druck unterhalb dessen der Umgebungsluft) erzeugt. Während er das Schaltventil 32 umgeht, umfasst der Hauptdurchgang 46 einen ersten Umgehungsdurchgang 52, dessen eines Ende mit dem bezüglich des Schaltventils 32 zu dem Kanister 16 hin gelegenen ersten Hauptdurchgang 46-1 verbunden ist und dessen anderes Ende mit dem zwischen dem Schaltventil 32 und der Drucksenkungspumpe 50 gelegenen zweiten Hauptdurchgang 46-2 verbunden ist. Auf dem ersten Umgehungsdurchgang 52 ist als Referenzdruckdetektor 54 zur Detektion des Referenzdrucks innerhalb des Kraftstoffdampfsteuerungssystems 12 eine Referenzöffnung 56 angeordnet, und ein Drucksensor 58 ist bezüglich der Referenzöffnung 56 zu der Drucksenkungspumpe 50 hin angeordnet. Außerdem ist auf dem zweiten Hauptdurchgang 46-2 bezüglich der Pumpe 50 zu dem Luftfilter 34 hin ein zweiter Umgehungsdurchgang 60 zur Verbindung mit dem Schaltventil 32 angeordnet.
Wie in 6 gezeigt verschließt das Schaltventil 32 den Hauptdurchgang 46, wenn die Spule 38 nicht stromdurchflossen (deaktiviert) ist, und der schräge Schlitz 44 wird so positioniert, dass er mit dem ersten Hauptdurchgang 46-1 in Verbindung steht. Ferner bringt, wie in 7 gezeigt, das Schaltventil 32 den Hauptdurchgang 46 mit der Drucksenkungspumpe 50 in Verbindung, wenn die Spule 38 stromdurchflossen (aktiviert) ist, und der gerade Schlitz 42 wird zwischen dem ersten Hauptdurchgang 46-1 und dem zweiten Hauptdurchgang 46-2 positioniert.
Insbesondere untersucht das Leckprüfungssystem 36 Lecks innerhalb des Kraftstoffdampfsteuerungssystems 12, indem das Schaltventil 32 oder das Atmosphärenöffnungs- und -schließventil während des Betriebs des Motors 2 geschlossen wird, wodurch Unterdruck in dem Kraftstoffdampfsteuerungssystem 12 verursacht wird. Insbesondere umfasst der zur Atmosphäre offene Durchgang 30 das Schaltventil 32 zur Verbindung/Trennung des Kraftstoffdampfsteuerungssystems 12 mit der Atmosphäre, den Referenzdruckdetektor 54 zur Detektion des Referenzdrucks innerhalb des Kraftstoffdampfsteuerungssystems 12 sowie das Drucksenkungsmittel 48, das innerhalb des Kraftstoffdampfsteuerungssystems 12 evakuiert oder einen Unterdruck erzeugt. Leckage innerhalb des Kraftstoffdampfsteuerungssystems 12 wird untersucht unter Verwendung des von dem Referenzdruckdetektor 54 detektierten Referenzdrucks sowie eines abgesenkten Drucks, bei welchem das Schaltventil 32 auf eine zur Atmosphäre geschlossene Seite umgeschaltet wird und das Drucksenkungsmittel 48 das Kraftstoffdampfsteuerungssystem 12 während des Betriebs des Motors 2 evakuiert.
Der Kraftstofftank 10 umfasst einen Kraftstoffstanddetektor 62 zur Detektion der in dem Kraftstofftank 10 vorhandenen Kraftstoffmenge. Dieser Kraftstoffstanddetektor 62 umfasst einen Kraftstoffstandmesser 64, welcher sich gemäß dem Kraftstoff in dem Kraftstofftank 10 auf- oder abbewegt, sowie einen Kraftstoffsensor 66, der gemäß der Kraftstoffmenge auf der Grundlage der Auf- oder Abbewegung des Kraftstoffstandmessers 64 elektrische Signale sendet.
Eine Steuerungseinheit (ECM) 68 ist mit dem Abführventil 28, dem Schaltventil 32, der Drucksenkungspumpe 50, dem Drucksensor 58 und dem Kraftstoffsensor 66 verbunden.
Diese Steuerungseinheit 68 umfasst einen Leckprüfungssteuerungsabschnitt 68A, einen Betankungsdetektionsabschnitt 68B, einen Abführmengensummierabschnitt 68C, einen Leckprüfungsstoppabschnitt 68D sowie einen Zeitgeber 68E. Insbesondere aktiviert oder deaktiviert der Leckprüfungssteuerungsabschnitt 68A das Leckprüfungssystem 36. Der Betankungsdetektionsabschnitt 68B stellt durch den Kraftstoffstanddetektor 62 fest, ob Öl in den Kraftstofftank getankt wird. Der Abführmengensummierabschnitt 68C summiert während des Motorbetriebs die Menge des abgeführten Kraftstoffdampfs auf. Der Leckprüfungsstoppabschnitt 68D verhindert die Leckprüfung, bis die Gesamtmenge des abgeführten Kraftstoffs, die von dem Abführmengensummierabschnitt 68C während des Motorbetriebs aufsummiert wird, größer als ein vorbestimmter Wert ist, falls von dem Leckprüfungsabschnitt 68B festgestellt wird, das gerade eine Betankung stattfindet. Der Abführmengensummierabschnitt 68C summiert die Abführmenge (Abführzeit) beispielsweise auf Grundlage offenen oder geschlossenen Betriebs des Abführventils 28 auf.
Der Betrieb dieser Ausführung wird im Folgenden erklärt.
1 zeigt ein Flussdiagramm für die Feststellung, ob eine Betankung stattgefunden hat. Ein Programm zur Feststellung einer Betankung beginnt in Schritt 102. Der Kraftstoffstand L_i beim Starten des Motors 2 wird in Schritt 104 gemessen. Dann wird die Kraftstoffstandänderung L während des Stillstands des Motors 2 in Schritt 106 berechnet (L = Li – L_aus). Dabei ist _Laus der Kraftstoffstand zu dem Zeitpunkt, als der Motor 2 zuletzt angehalten wurde.
Dann wird in Schritt 108 festgestellt, ob L größer als L_ref ist.
Lautet das Ergebnis in Schritt 108 ”JA”, so wird in Schritt 110 entschieden, dass während des Stillstands des Motors 2 eine Betankung stattgefunden hat, woraufhin in Schritt 112 die Leckprüfung während des Stillstands des Motors 2 verworfen wird und in Schritt 114 die Gesamtabführzeit (Abführmenge) Tp bis zum nächsten Anhalten des Motors 2 beibehalten wird.
Dann wird in Schritt 116 festgestellt, ob Tp größer ist als Tplk (Tp > Tplk). Tplk ist ein vorbestimmter Wert.
Lautet das Ergebnis in Schritt 116 ”NEIN”, so wird in Schritt 118 die nächste Leckprüfung verhindert.
Lautet andererseits das Ergebnis in Schritt 108 ”NEIN”, so wird in Schritt 120 entschieden, dass während des Stillstands des Motors 2 keine Betankung stattgefunden hat. Folglich wird in Schritt 122 das Ergebnis der Leckprüfung während des Stillstands des Motors 2 übernommen oder beibehalten, und in Schritt 124 wird die Gesamtabführzeit (Abführmenge) beim nächsten Anhalten des Motors 2 zurückgesetzt.
Nach dem Zurücksetzen des Gesamtabführzeit (Menge) in Schritt 124 oder falls das Ergebnis in Schritt 116”JA” lautet, kann in Schritt 126 die nächste Leckprüfung durchgeführt werden.
Nach Schritt 118 oder Schritt 126 kehrt das Programm in Schritt 128 zurück.
Als nächstes wird diese Feststellung einer Betankung im Folgenden mit Bezug auf 2 erklärt, die ein Zeitdiagramm zur Feststellung einer Betankung zeigt. Nach dem Zeitpunkt t₁, zu welchem der Motor 2 von einem Stillstandszustand in einen Betriebszustand übergeht, steigt die Gesamtabführzeit (Abführmenge) von einem zurückgesetzten Zustand, d. h. null, und der Kraftstoffstand nimmt allmählich von einem bestimmten Stand L1 ab. Zu diesem Zeitpunkt wird, da die Kraftstoffstandänderung klein ist und somit keine Betankung festgestellt wird, ein Aktualisierungstakt erlaubt, in welchem das letzte Leckprüfungsergebnis aktualisiert wird oder ersetzt.
Zum Zeitpunkt t₂, wenn der Motor 2 in den Stillstandzustand umgeschaltet wird, wird die Gesamtabführzeit zurückgesetzt, da keine Betankung festgestellt wurde. Der Kraftstoffstand verbleibt auf dem Stand L2. Dann wird zum Zeitpunkt t₃ eine Prüfung auf Leckage durchgeführt, da keine Betankung festgestellt wurde.
Nach dem Zeitpunkt t₄, zu welchem der Motor 2 wieder betrieben wird, steigt die Gesamtabführzeit vom dem zurückgesetzten Zustand, null, und der Kraftstoffstand nimmt allmählich vom Stand L2 ab. Zu diesem Zeitpunkt wird, da die Kraftstoffstandänderung klein ist und somit keine Betankung festgestellt wird, der Aktualisierungstakt erlaubt, in welchem das letzte Leckprüfungsergebnis aktualisiert wird oder ersetzt.
Zum Zeitpunkt t₅, wenn der Motor 2 angehalten wird, sinkt die Gesamtabführzeit auf null, weil keine Betankung festgestellt wird. Unmittelbar nach diesem Zeitpunkt, zum Zeitpunkt t₆, steigt der Kraftstoffstand, der auf den Stand L1 gesunken war, dann auf den Stand L3, im Wesentlichen bei 100%, und verbleibt auf diesem Stand L3. Dann wird zum Zeitpunkt t₇ die Leckprüfung C durchgeführt, da die Betankungsbedingung noch nicht festgestellt worden ist.
Zum Zeitpunkt t₈, wenn der Motor 2 betrieben wird, beginnt die Gesamtabführzeit von null (zurückgesetzter Zustand) zu steigen, und der Kraftstoffstand nimmt allmählich vom Stand L3 ab. Zu diesem Zeitpunkt t₈ ist der Kraftstoffstand auf dem Stand B, wo der Kraftstoffstand auf dem Stand L3 verbleibt, so dass in Anbetracht der Beziehung (B – A > vorbestimmter Wert) festgestellt wird, dass eine Betankung stattgefunden hat, und deshalb wird der Aktualisierungstakt für das Ergebnis der vorherigen Leckprüfung C verworfen (durch eine gestrichelte Linie gezeigt).
Nach dem Zeitpunkt t₉, wenn der Motor 2 angehalten wird, wird die Gesamtabführzeit nicht zurückgesetzt, sondern verbleibt auf dem Wert G, weil eine Betankung festgestellt wurde. Andererseits nimmt der Kraftstoffstand allmählich ab und verbleibt zum Zeitpunkt t₁₀ auf dem Stand L4, im Wesentlichen in der Mitte zwischen Stand A und Stand B. Zum Zeitpunkt t₁₁. wird diese Leckprüfung nicht ausgeführt (durch eine gestrichelte Linie gezeigt), da auf der Grundlage der Beziehung (B – A > vorbestimmter Wert) eine Betankungsbedingung detektiert wurde.
Zum Zeitpunkt t₁₂, wenn der Motor 2 betrieben wird, steigt die Gesamtabführzeit weiter vom Wert G, und der Kraftstoffstand sinkt allmählich vom Stand L4. Dann wird zum Zeitpunkt t₁₃, wenn die Gesamtabführzeit einen vorbestimmten Wert (Abführfeststellungszeit) annimmt, die Feststellung einer Betankung zurückgesetzt.
Zum Zeitpunkt t₁₄, wenn der Motor 2 angehalten wird, sinkt die Gesamtabführzeit auf den zurückgesetzten Zustand, null, da die Feststellung einer Betankung zurückgesetzt wurde, und der Kraftstoffstand verbleibt auf dem Stand L5. Dann wird zum Zeitpunkt t₁₅ eine weitere Leckprüfung durchgeführt, da keine Betankung festgestellt wurde.
Nach dem Zeitpunkt t₁₆, wenn der Motor 2 betrieben wird, steigt die Gesamtabführzeit von dem zurückgesetzten Zustand, null, und der Kraftstoffstand sinkt allmählich von dem Stand L5. Es wird festgestellt, dass keine Betankung stattgefunden hat, da die Kraftstoffstandänderung klein ist, so dass das vorherige Ergebnis der Leckprüfung aktualisiert oder übernommen wird. Ferner wird diese Feststellung in ähnlicher Weise wiederholt.
Ist eine Leckprüfungsstartbedingung erfüllt, so wird die Leckprüfung auf der Grundlage eines in 3 gezeigten Flussdiagramms durchgeführt.
Wie in 3 gezeigt, wird, nachdem in Schritt 202 ein Programm für die Leckprüfung beginnt, in Schritt 204 festgestellt, ob eine Überwachungsbedingung erfüllt ist. Lautet das Ergebnis in Schritt 204 ”NEIN”, so endet das Programm in Schritt 206.
Lautet das Ergebnis in Schritt 204 ”JA”, so wird in Schritt 208 ein Anfangsdruck P1 in dem Kraftstoffdampfsteuerungssystem 12 gemessen. Zu diesem Zeitpunkt ist das Schaltventil 32 deaktiviert (geöffnet) worden, und die Drucksenkungspumpe 50 wird in Schritt 210 aktiviert. Nachdem seit der Deaktivierung (Öffnung) des Schaltventils 32 eine bestimmte Zeit T1 verstrichen ist, wird in Schritt 212 ein Druck P2 in dem Kraftstoffdampfsteuerungssystem 12 gemessen. Dann wird in Schritt 214 eine Referenzdruckänderung P1 berechnet (P1 = P1 – P2). Wie in 6, in der das Schaltventil 32 deaktiviert (offen) ist und die Drucksenkungspumpe 50 aktiviert ist, gezeigt, ist der zur Atmosphäre offene Durchgang 30 geeignet, den Referenzdruck zu messen, während das Schaltventil 32 dem Hauptdurchgang 46 den Durchgang durch das Schaltventil 32 verschließt. Stattdessen ist der Hauptdurchgang 46 gezwungen, mit den ersten und zweiten Umgehungsdurchgängen 52 und 60 in Verbindung zu treten, um das Schaltventil 32 zu umgehen.
Dann wird in Schritt 216 festgestellt, ob P1 kleiner als DP11 ist (P1 < DP11; wobei DP11 ein vorbestimmter Wert ist).
Lautet das Ergebnis in Schritt 216 ”JA”, so wird in Schritt 218 festgestellt, dass die Referenzdruckänderung P1 extrem niedrig ist. Dann wird in Schritt 220 die Drucksenkungspumpe 50 deaktiviert, und das Programm kehrt in Schritt 222 zurück.
Lautet das Ergebnis in Schritt 216 ”NEIN”, so wird in Schritt 224 ferner festgestellt, ob P1 größer als DP12 ist (P1 > DP12; wobei D212 ein vorbestimmter Wert ist).
Lautet das Ergebnis in Schritt 224 ”JA”, so wird in Schritt 226 festgestellt, dass die Referenzdruckänderung P1 extrem hoch ist, und das Programm wird mit Schritt 220 fortgesetzt.
Lautet das Ergebnis in Schritt 224 ”NEIN”, so wird in Schritt 228 das Schaltventil 32 aktiviert (geschlossen). Wie in 7, in der das Schaltventil 32 aktiviert (geschlossen) ist und die Drucksenkungspumpe 50 deaktiviert ist, gezeigt, steht der zur Atmosphäre offene Durchgang 30 unter vermindertem Druck, während der gerade Schlitz 42 des Schaltventils 32 mit dem Hauptdurchgang 46 in Verbindung steht. Dann wird in Schritt 230 während einer bestimmten Zeit T2 ein Maximaldruck P3 in dem Kraftstoffdampfsteuerungssystem 12 gemessen. In Schritt 232 wird eine Druckänderung P2 beim Umschalten des Ventils berechnet (P2 = P3 – P2).
Dann wird in Schritt 234 ein Senkungsdruck 24 in dem Kraftstoffdampfsteuerungssystem 12 aktualisiert, und in Schritt 236 wird eine Druckänderung P3 zur Leckfeststellung berechnet (P3 = P4 – P2).
Dann wird in Schritt 238 festgestellt, ob seit der Aktivierung (Schließung) des Schaltventils 32 eine bestimmte Zeit T3 verstrichen ist.
Lautet das Ergebnis in Schritt 238 ”NEIN”, so wird in Schritt 240 ferner festgestellt, ob P3 kleiner als LECK ist (P3 < LECK; wobei LECK ein vorbestimmter Wert ist). Lautet das Ergebnis in Schritt 238 ”NEIN”, so wiederholt das Programm den Prozess von Schritt 234.
Lautet das Ergebnis in Schritt 240 ”JA”, so wird in Schritt 242 geschlossen, dass das Kraftstoffdampfsteuerungssystem 12 sich in einem Normalzustand befindet. In Schritt 244 wird die Drucksenkungspumpe 50 deaktiviert und das Schaltventil 32 wird deaktiviert (geöffnet) (siehe 7), und in Schritt 246 kehrt das Programm zurück.
Lautet hingegen das Ergebnis in Schritt 238 ”JA”, so wird festgestellt, dass das Kraftstoffdampfsteuerungssystem 12 sich in einem Zustand des Versagens aufgrund eines Lecks befindet, und das Programm wird mit Schritt 244 fortgesetzt.
Als nächstes wird mit Bezug auf das Zeitdiagramm in 4 diese Leckprüfung erklärt.
In 4 fällt, nachdem das Leckprüfungssystem 36 zum Zeitpunkt t₁ aktiviert wird und die Drucksenkungspumpe 50 zum Zeitpunkt t₂ aktiviert wird, der Druck in dem Kraftstoffdampfsteuerungssystem 12 vom Druck P1 (im Wesentlichen null) zu einem Unterdruckwert (–) hin ab. Zum Zeitpunkt t₃, wenn das Schaltventil zur Aktivierung umgestellt wird, steigt der Unterdruck in dem Kraftstoffdampfsteuerungssystem 12 schnell zu einem Überdruck (+) hin von dem Druck P2 auf den Druck P3 (im Wesentlichen null). Der Referenzdruck in dem Kraftstoffdampfsteuerungssystem 12 ist zwischen dem Zeitpunkt t₂ und dem Zeitpunkt t₃ gemessen worden.
Während das Schaltventil 32 in einem aktiven Zustand verbleibt, beginnt der Druck in dem Kraftstoffdampfsteuerungssystem 12 von dem Druck P3 zur Unterdruckseite (–) hin abzufallen.
Befindet sich das Kraftstoffdampfsteuerungssystem 12 im Normalzustand (ohne Leck, in 4 durch eine durchgezogene Linie gezeigt), so beginnt der Druck in dem Kraftstoffdampfsteuerungssystem 12 plötzlich abzufallen, bis der Minimaldruck P4 zum Zeitpunkt t₄ gleich dem Referenzdruck P2 ist. Die Zeit zwischen dem Zeitpunkt t₃ und dem Zeitpunkt t₄ ist eine Drucksenkungszeit für den Normalzustand. Dann erreicht zum Zeitpunkt t₅, wenn das Schaltventil 32 deaktiviert wird, der Druck in dem System 12 den Druck P5 zur Überdruckseite hin. Zum Zeitpunkt t₆, wenn das Leckprüfungssystem deaktiviert wird, verbleibt der Druck in dem System 12 bei null.
Befindet sich das Kraftstoffdampfsteuerungssystem 12 dagegen in einem abnormalen Zustand mit Leckage (in 4 durch eine gestrichelte Linie gezeigt), so liegt der Druck indem System 12 bezüglich des Drucks im Normalzustand zu null hin, ist also ein relativ niedrigerer Unterdruck. Zum Zeitpunkt t₅ liegt der Druck in dem Kraftstoffdampfsteuerungssystem 12 bei dem Druck P5. Mit großer Verzögerung im Vergleich zum Normalzustand wird zum Zeitpunkt t₇ die Drucksenkungspumpe 50 deaktiviert. Nach dem Zeitpunkt t₈, wenn das Schaltventil 32 deaktiviert wird, und nach dem Zeitpunkt t₉, wenn das Leckprüfungssystem 36 deaktiviert wird, verbleibt der Druck in dem Kraftstoffdampfsteuerungssystem 12 bei null zur Überdruckseite hin.
Im Ergebnis wird, wenn das Auftreten einer Betankung detektiert wird, die Leckprüfung verhindert, bis die Abführmenge während des Betriebs des Motors 2 nach der Betankung größer als der vorbestimmte Wert ist. Ob die Leckprüfung ausgeführt wird, wird in Kombination mit der Feststellung einer Betankung und der Gesamtabführzeit bestimmt. Die Leckprüfung wird nicht in einem Zustand durchgeführt, in dem der Kraftstoffdampf unmittelbar nach der Betankung in erheblichen Mengen entsteht. Dies minimiert das falsche Prüfungsergebnis und verbessert die Genauigkeit der Leckprüfung im Vergleich zu herkömmlichen Leckprüfungssystemen, die Abführung einsetzen.
Außerdem umfasst in dem Leckprüfungssystem 36 der zur Atmosphäre offene Durchgang 30 das Schaltventil 32 zur Verbindung/Trennung mit der Umgebungsluft, den Referenzdruckdetektor 54 zur Detektion des Referenzdrucks innerhalb des Kraftstoffdampfsteuerungssystems 12 sowie das Drucksenkungsmittel 48 zur Evakuierung oder Erzeugung eines Unterdrucks innerhalb des Kraftstoffdampfsteuerungssystems 12. Leckage innerhalb des Kraftstoffdampfsteuerungssystems 12 wird unter Verwendung des von dem Referenzdruckdetektors 54 detektierten Referenzdrucks sowie eines abgesenkten Drucks, bei welchem das Schaltventil 32 auf die zur Atmosphäre geschlossene Seite umgeschaltet wird und das Drucksenkungsmittel 48 das Kraftstoffdampfsteuerungssystem 12 während des Betriebs des Motors 2 evakuiert, untersucht. Selbst wenn das Kraftstoffdampfsteuerungssystem 12 gezwungen ist, den Druck im Innern für die Leckprüfung abzusenken, wird die Leckprüfung nicht unter einer Bedingung durchgeführt, unter der unmittelbar nach der Betankung viel Kraftstoffdampf produziert wird. Dies vermindert die Möglichkeit eines falschen Prüfungsergebnisses und verbessert die Genauigkeit der Leckprüfung.
Das heißt, dass in dieser Ausführung der vorliegenden Erfindung die Startbedingung für die Leckprüfung der Leckprüfungsmethode dahingehend modifiziert wird, dass die Bedingung herangezogen wird, ob die Gesamtabführzeit (Gesamtabführmenge) größer als der vorbestimmte Wert ist. Der Kraftstoffstand wird gemessen, wenn der Motor 2 gestartet wird, und die Kraftstoffstandänderung ÄL wird aus dem Kraftstoffstand beim letzten Anhalten des Motors 2 berechnet. Ist diese Kraftstoffstandänderung ÄL größer als der vorbestimmte Wert, so wird entschieden, dass während des Stillstands des Motors 2 eine Betankung stattgefunden hat, so dass das während des Stillstands des Motors 2 erhaltene Leckprüfungsergebnis verworfen wird und die Gesamtabführzeit (Abführmenge) so gesetzt wird, dass sie selbst während des Stillstands des Motors 2 beibehalten wird. Ist andererseits die Kraftstoffstandänderung ÄL kleiner als oder gleich dem vorbestimmten Wert, so wird festgestellt, dass während des Stillstands des Motors 2 keine Betankung stattgefunden hat, so dass das während des Stillstands des Motors 2 ausgeführte Leckprüfungsergebnis übernommen oder beibehalten wird. Die Gesamtabführzeit (Abführmenge) wird beim Stillstand des Motors 2 zurückgesetzt, und die Leckprüfung beim darauffolgenden Anhalten des Motors 2 wird ausgeführt. Wird während des Stillstands des Motors 2 die Betankung festgestellt, so wird das Ergebnis der Leckprüfung während des Stillstands des Motors 2 verworfen. Nachdem umgeschaltet wurde, so dass die Gesamtabführzeit (Abführmenge) selbst während des Stillstands des Motors 2 beibehalten wird, wird das Ergebnis der Feststellung einer Betankung zurückgesetzt (keine Betankung), wenn die Gesamtabführzeit den vorbestimmten Wert erreicht, und beim nächsten Anhalten des Motors 2 wird die Leckprüfung erlaubt. Erreicht hingegen die Gesamtabführzeit den vorbestimmten Wert nicht, so wird dieser Zustand beibehalten, um die Genauigkeit der Leckprüfung zu verbessern.
Im Übrigen kann in der Ausführung der vorliegenden Erfindung als Feststellung, ob die Leckprüfung durchgeführt wird, festgestellt werden, dass erheblicher Kraftstoffdampf entsteht, wenn der Druckdetektor, der den Druck in dem Dampfdurchgang zur effektiven Prüfung auf das Leck detektiert, feststellt, dass der Druck oder die Druckänderung in dem Dampfdurchgang groß ist.
Über die in den vorangehenden Beispielen nahe gelegte offensichtliche Anwendung hinaus kann das Hinzufügen der Abführmenge nach Detektion einer Betankung zu einer Leckprüfungsstartbedingung vorteilhaft auf weitere Leckprüfungssysteme angewandt werden.

Claims

Kraftstoffdampfsteuerungssystem für einen Verbrennungsmotor mit einem auf einem Kraftstoffdampfsteuerungsdurchgang angeordneten Kanister zur Absorption von Kraftstoffdampf, wobei besagter Kanister mit einem Ansaugdurchgang für den Motor und einem Kraftstofftank in Verbindung steht, einem zur Atmosphäre offenen Durchgang, der es dem Kanister erlaubt, sich zur Atmosphäre hin zu öffnen, einem auf dem zur Atmosphäre offenen Durchgang angeordneten Atmosphärenöffnungs- und -schließventil sowie einem auf dem Kraftstoffdampfsteuerungsdurchgang zwischen dem Ansaugdurchgang und dem Kanister angeordneten Abführventil, wobei der Kanister den in dem Kraftstofftank entstandenen Kraftstoffdampf absorbiert und das Abführventil den von dem Kanister absorbierten Kraftstoffdampf zur Abführungssteuerung dem Ansaugdurchgang zuführt, umfassend: einen Kraftstoffstanddetektor zur Detektion einer Kraftstoffmenge in dem Kraftstofftank; ein Leckprüfungssystem zur Untersuchung von Leckage in dem Kraftstoffdampfsteuerungssystem durch Schließen des Atmosphärenöffnungs- und -schließventils während des Motorstillstands und Erzeugung eines Unterdrucks in dem Kraftstoffdampfsteuerungssystem; und eine Steuerungseinheit, umfassend einen Leckprüfungssteuerungsabschnitt zum Betrieb des Leckprüfungssystems, einen Betankungsdetektionsabschnitt, der dazu dient, durch den Kraftstoffstanddetektor festzustellen, ob der Kraftstofftank betankt worden ist, einen Abführmengensummierabschnitt zum Aufsummieren der Abführmenge während des Motorbetriebs sowie einen Leckprüfungsstoppabschnitt, der dazu dient, die Leckprüfung zu verhindern, bis die Gesamtabführmenge, die während des Motorbetriebs von dem Abführmengensummierabschnitt bestimmt wird, größer ist als ein vorbestimmter Wert, falls von dem Betankungsdetektionsabschnitt festgestellt wird, dass der Kraftstofftank betankt wurde.
Kraftstoffdampfsteuerungssystem für einen Verbrennungsmotor mit einem auf einem Kraftstoffdampfsteuerungsdurchgang angeordneten Kanister zur Absorption von Kraftstoffdampf, wobei besagter Kanister mit einem Ansaugdurchgang für den Motor und einem Kraftstofftank in Verbindung steht, einem zur Atmosphäre offenen Durchgang, der es dem Kanister erlaubt, sich zur Atmosphäre hin zu öffnen, einem auf dem zur Atmosphäre offenen Durchgang angeordneten Atmosphärenöffnungs- und -schließventil sowie einem auf dem Kraftstoffdampfsteuerungsdurchgang zwischen dem Ansaugdurchgang und dem Kanister angeordneten Abführventil, wobei der Kanister den in dem Kraftstofftank entstandenen Kraftstoffdampf absorbiert und das Abführventil den von dem Kanister absorbierten Kraftstoffdampf zur Abführungssteuerung dem Ansaugdurchgang zuführt, umfassend: einen Kraftstoffstanddetektor zur Detektion einer Kraftstoffmenge in dem Kraftstofftank; ein Schaltventil zur Verbindung/Trennung des zur Atmosphäre offenen Durchgangs mit der Atmosphäre; einen Referenzdruckdetektor zur Detektion eines Referenzdrucks in dem Kraftstoffdampfsteuerungssystem; ein Drucksenkungsmittel zur Erzeugung eines Unterdrucks innerhalb des Kraftstoffdampfsteuerungssystem; ein Leckprüfungssystem zur Untersuchung von Leckage in dem Kraftstoffdampfsteuerungssystem unter Verwendung des detektierten Referenzdrucks sowie eines abgesenkten Drucks, bei welchem das Schaltventil auf eine zur Atmosphäre geschlossene Seite umgeschaltet wird und das Drucksenkungsmittel während des Motorbetriebs einen Unterdruck in dem Kraftstoffdampfsteuerungssystem erzeugt; und eine Steuerungseinheit, umfassend einen Leckprüfungssteuerungsabschnitt zum Betrieb des Leckprüfungssystems, einen Betankungsdetektionsabschnitt, der mit besagtem Kraftstoffstanddetektor arbeitet, um festzustellen, ob der Kraftstofftank betankt worden ist, einen Abführmengensummierabschnitt zum Aufsummieren der Abführmenge während des Motorbetriebs sowie einen Leckprüfungsstoppabschnitt, der dazu dient, die Leckprüfung zu verhindern, bis die Gesamtabführmenge, die während des Motorbetriebs von dem Abführmengensummierabschnitt bestimmt wird, größer ist als ein vorbestimmter Wert, falls von dem Betankungsdetektionsabschnitt festgestellt wird, dass der Kraftstofftank betankt wurde.
Kraftstoffdampfsteuerungssystem gemäß Anspruch 2, wobei besagtes Schaltventil, besagter Referenzdruckdetektor und besagtes Drucksenkungsmittel in besagtem zur Atmosphäre offenen Durchgang enthalten sind.
Verfahren zur Steuerung des Verlusts an Kraftstoffdampf aus einem Verbrennungsmotor, einschließlich Mittel zur Detektion eines Kraftstoffdampflecks, folgende Schritte umfassend: Adsorption des in einem Kraftstofftank entstandenen Kraftstoffdampfs und Aufnahme des Kraftstoffdampfs in einem auf einem Kraftstoffdampfsteuerungsdurchgang angeordneten Kanister, wobei besagter Kanister sich selektiv durch einen zur Atmosphäre offenen Durchgang zur Atmosphäre hin öffnet; Abführung besagten adsorbierten Kraftstoffdampfs aus besagtem Kanister durch ein Abführsystem und Zuführung besagten abgeführten Kraftstoffdampfs an besagten Motor während des Motorbetriebs; Detektion einer Kraftstoffmenge in besagtem Kraftstofftank; Prüfen auf Kraftstoffdampfleckage durch Verschließen besagten Kanisters zur Atmosphäre, wenn besagter Motor stillsteht, und Erzeugung eines Unterdrucks in besagtem Kraftstoffdampfsteuerungsdurchgang; Detektion, ob besagter Kraftstofftank betankt worden ist; Bestimmung einer Gesamtmenge von durch besagtes Abführsystem während des Motorbetriebs abgeführtem Kraftstoffdampf; und Verhinderung besagten Leckprüfungsschritts, bis besagte Gesamtmenge abgeführten Kraftstoffdampfs größer ist als ein vorbestimmter Wert, falls besagter Kraftstofftank betankt worden ist.