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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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Die vorliegende Offenbarung bezieht sich auf eine Kraftstoffdampfrückgewinnungsvorrichtung, die auf einem Fahrzeug, wie zum Beispiel einem Kraftfahrzeug, zu montieren ist.
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Diese Art von Kraftstoffdampfrückgewinnungsvorrichtung hat ein gedichtetes Tanksystem, das gewöhnlich einen Kraftstofftank mit einem höheren Innendruck dichtet, um das Freilassen von Kraftstoffdampf aus dem Kraftstofftank zu unterdrücken. Die Kraftstoffdampfrückgewinnungsvorrichtung verringert dann den Druck am Kraftstofftank zum geeigneten Zeitpunkt (s. beispielsweise japanische offengelegte Patentveröffentlichung
JP 2005-307 919 A ). Das Verringern von Druck in dem gedichteten Tanksystem wird normalerweise durchgeführt, während der Motor läuft und während des Spülvorgangs, damit die Strömung von Kraftstoffdampf aus einem Behälter in ein Lufteinlasssystem ermöglicht wird.
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Bei der japanischen offengelegten Patentveröffentlichung
JP 2005-307 919 A wird ein Solenoidventil als ein Blockierventil verwendet, das einen Dampfweg öffnet und schließt, um eine Verbindung zwischen dem Kraftstofftank und dem Behälter vorzusehen. Das Solenoidventil hat einen elektromagnetischen Solenoid, so dass es geschlossen ist, wenn kein Strom aufgebracht wird, und es offen ist, wenn Strom aufgebracht wird. Das Blockierventil des gedichteten Tanksystems besteht gewöhnlich aus einem Solenoidventil. Weitere Kraftstoffdampfrückgewinnungsvorrichtungen sind beispielsweise aus der
US 2011/0296977 A1 , der
DE 10 2010 014 558 A1 und der
DE 198 38 959 A1 bekannt.
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In der japanischen offengelegten Patentveröffentlichung
JP 2005-307 919 A wird während des Öffnungsvorgangs das Druckabbauvolumen durch Laststeuerung des Solenoidventils gesteuert. Wenn jedoch das Solenoidventil als das Blockierventil verwendet wird, wird ein Bewegungshub eines Ventilkörpers groß, damit ein Strömungsweg für ein gleichmäßiges Betanken sichergestellt wird. Da die Laststeuerung des Solenoidventils, das einen großen Hub hat, durchgeführt wird, ist der Druckabbau somit intermittierend, und eine große Menge von Fluid strömt durch jede Öffnung des Ventils, so dass der Einfluss auf ein Luft-Kraftstoff (A–F) Verhältnis groß ist.
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Daher bestand ein Bedarf für eine verbesserte Kraftstoffdampfrückgewinnungsvorrichtung.
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KURZE DARSTELLUNG DER ERFINDUNG
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Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Kraftstoffdampfrückgewinnungsvorrichtung gemäß Anspruch 1. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.
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Gemäß einem Aspekt ist das Blockierventil ein Motorventil, das einen Antriebsmotor hat und eine Öffnungsmenge durch Steuern des Hubs des Ventilkörpers einstellen kann, so dass es sich von einem Solenoidventil unterscheidet und eine kleine Menge an Druckminderung während des Spülvorgangs kontinuierlich durchgeführt werden kann. Somit kann irgendein Einfluss auf das Luft-Kraftstoffverhältnis des Verbrennungsmotors verringert werden.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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1 ist eine schematische Ansicht einer Kraftstoffdampfrückgewinnungsvorrichtung;
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2 ist eine Querschnittsansicht eines Blockierventils;
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3 ist ein Flussdiagramm, das die Ablaufroutine beim Druckvermindern im Kraftstofftank zeigt;
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4 ist ein Diagramm, das das Verhältnis zwischen dem Tankinnendruck und dem Blockierventil zeigt;
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5 ist ein Diagramm, das das Verhältnis zwischen der Kraftstofftemperatur und der Gewichtsverringerungskorrekturmenge des Blockierventils zeigt; und
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6 ist ein Charakteristikliniendiagramm, das das Verhältnis zwischen der Druckverminderungszeit und der Strömungsmenge zeigt.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
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Jedes der zusätzlichen Merkmale und jeder der zusätzlichen Lehren, die vorstehend und nachfolgend offenbart sind, können getrennt oder in Verbindung mit anderen Merkmalen und Lehren verwendet werden, um verbesserte Kraftstoffdampfrückgewinnungsvorrichtungen vorzusehen. Repräsentative Beispiele der vorliegenden Erfindung werden nun im Einzelnen unter Bezug auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben, wobei die Beispiele viele dieser zusätzlichen Merkmale und Lehren sowohl getrennt als auch in Verbindung miteinander benutzen. Diese detaillierte Beschreibung soll lediglich einem Fachmann weitere Einzelheiten zum Umsetzen von bevorzugten Aspekten der vorliegenden Lehren geben, und soll den Rahmen der Erfindung nicht begrenzen. Nur die Ansprüche definieren den Rahmen der beanspruchten Erfindung. Daher müssen Kombinationen von Merkmalen und Schritten, die in der nachfolgenden detaillierten Beschreibung offenbart sind, nicht unbedingt die Erfindung im breitesten Sinn in die Praxis umsetzen, und werden statt dessen lediglich dazu gelehrt, speziell repräsentative Beispiele der Erfindung zu beschreiben. Ferner können verschiedene Merkmale der repräsentativen Beispiele der abhängigen Ansprüche auf Weisen kombiniert werden, die nicht speziell genannt sind, um zusätzliche nützliche Ausführungsformen der vorliegenden Lehren vorzusehen.
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Eine Ausführungsform wird unter Bezug auf die Zeichnungen beschrieben. In dieser Ausführungsform wird beispielhaft eine Kraftstoffdampfrückgewinnungsvorrichtung, die auf einem Fahrzeug, wie einem Kraftfahrzeug, zu montieren ist, verwendet. 1 ist eine schematische Ansicht der Kraftstoffdampfrückgewinnungsvorrichtung. Aus Gründen der Einfachheit zur Erklärung wird die Kraftstoffdampfrückgewinnungsvorrichtung nach der Erklärung eines Kraftstofftanks beschrieben. Wie es in 1 gezeigt ist, hat ein Kraftstofftank 10 eines Fahrzeugs eine Einlassleitung 12. Eine Einfüllöffnung 13 der Einlassleitung 12 ist lösbar mit einem Kraftstoffdeckel 14 geschlossen. In dem Kraftstofftank 10 befindet sich eine Kraftstoffpumpe 16. Die Kraftstoffpumpe 16 führt Kraftstoff aus dem Kraftstofftank an einen Verbrennungsmotor 18 (im Einzelnen, Einspritzer (nicht gezeigt)) zu. Eine Kraftstoffmessstelle 20 ist in dem Kraftstofftank 10 vorgesehen. Die Kraftstoffmessstelle 20 ist ein Sensor vom Schwimmertyp zum Erfassen des Flüssigkeitsniveaus und erfasst eine Kraftstoffmenge in dem Kraftstofftank 10.
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Ein Tankinnendrucksensor 22 befindet sich in dem Kraftstofftank 10. Der Tankinnendrucksensor 22 erfasst einen Tankinnendruck als Relativdruck gegen den Umgebungsdruck und gibt Signale aus in Abhängigkeit von dem erfassten Wert. Die aus dem Tankinnendrucksensor 22 ausgegebenen Signale werden an eine elektronische Steuereinheit (ECU) 24 übertragen. Dabei entspricht der Tankinnendrucksensor 22 einem Tankinnendruckerfasser. Die ECU 24 entspricht einem Regler.
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Der Kraftstofftank 10 ist mit einem Temperatursensor 26 versehen. Der Temperatursensor 26 erfasst eine Kraftstofftemperatur in dem Kraftstofftank 10 und gibt Signale in Abhängigkeit von dem erfassten Wert aus. Die aus dem Temperatursensor 26 ausgegebenen Signale werden an die ECU 24 übertragen. Dabei entspricht der Temperatursensor 26 einem Thermometer und einem Kraftstoffthermometer. Man nimmt an, dass die Kraftstofftemperatur und die Kraftstoffdampftemperatur in dem Kraftstofftank 10 gleich oder im Wesentlichen gleich zueinander sind, so dass der Temperatursensor 26 zum Erfassen der Temperatur des Kraftstoffdampfs in dem Kraftstofftank 10 Ersatz sein kann. In diesem Fall entspricht der Temperatursensor einem Thermometer und einem Dampfthermometer.
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Als Nächstes wird eine Kraftstoffdampfrückgewinnungsvorrichtung 30 zum Behandeln von Kraftstoffdampf (Kraftstoff in Dampfform), der in dem Kraftstofftank 10 erzeugt ist, beschrieben. Die Kraftstoffdampfrückgewinnungsvorrichtung 30 hat einen Behälter 32, der Kraftstoffdampf adsorbieren und desorbieren kann. Der Behälter 32 ist mit dem Kraftstofftank 10 (im Einzelnen, der gasförmigen Schicht) über einen Dampfweg 34 verbunden. In der Mitte des Dampfwegs 34 ist ein Blockierventil 36 vorgesehen. Die ECU 24 steuert das Blockierventil 36 zum Öffnen und Schließen, das heißt, zur Druckminderungssteuerung. Das Ventil 36 wird später im Einzelnen beschrieben.
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Der Behälter 32 ist mit einem Einlassweg 40 des Motors 18 über einen Spülweg 38 verbunden. Der Einlassweg 40 ist mit einem Drosselventil 41 versehen zum Steuern einer Menge von Ansaugluft an den Motor 18. Der Behälter 32 ist zur Umgebung über eine Atmosphärenöffnung 43 offen. Der Behälter 32 ist mit einem Adsorptionsmittel 47 gefüllt, wie beispielsweise Aktivkohle, das Kraftstoffdampf adsorbieren und desorbieren kann. Der Behälter 32 hat eine Spülpufferfläche 48 in der Nähe des Spülwegs 38. Die Spülpufferfläche 48 ist mit dem Adsorptionsmittel 47, wie beispielsweise Aktivkohle, gefüllt.
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In der Mitte der Spülleitung 38 ist ein Spülventil 45 vorgesehen. Die ECU 24 steuert das Öffnen und Schließen des Spülventils 45, das heißt, zum Durchführen der Spülsteuerung. Die ECU 24 berechnet die Spülmenge und öffnet das Spülventil 45 in Abhängigkeit von der berechneten Spülmenge. Das Spülventil 45 ist beispielsweise ein Motorventil, das einen Antriebsmotor aufweist, und kann die Öffnungsmenge durch Steuern des Hubs eines Ventilkörpers einstellen. Dabei kann das Spülventil 45 auf einem Solenoidventil aufgebaut sein, das einen elektromagnetischen Solenoid hat, der ohne Strom schließt und öffnet, wenn Strom aufgebracht wird.
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Kraftstoffdampf strömt aus dem Kraftstofftank 10 durch die Dampfleitung 34 in den Behälter 32 und wird in dem Behälter 32 adsorbiert (im Einzelnen, in dem Adsorptionsmittel 47). Während der Motor 18 läuft, wirkt, wenn die ECU 24 das Spülventil 45 durch den Spülvorgang öffnet, ein Unterdruck in dem Motor 18 auf den Behälter 32 und Luft (Umgebungsluft) wird in den Behälter 32 über die Atmosphärenöffnung 43 eingeführt. Entsprechend strömt Kraftstoffdampf, der aus dem Behälter 32 (im Einzelnen, dem Adsorptionsmittel 47) desorbiert ist, durch die Spülpufferfläche 48 und den Spülweg 38 in den Einlassweg 40 des Motors 18.
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An der gegabelten Öffnung des Dampfwegs 34 in dem Kraftstofftank 10 sind ein Absperrventil 50, das in Abhängigkeit von einer Auftriebskraft des Kraftstoffs öffnet und schließt, und ein ORVR Ventil (onboard refueling vapor recovery valve) 52, das während des Betankens geöffnet ist, vorgesehen. Das Absperrventil 50 ist normal geöffnet und ist geschlossen, wenn das Fahrzeug sich überschlägt, um zu verhindern, dass Kraftstoff aus dem Kraftstofftank 10 in den Dampfweg 34 strömt. Das ORVR Ventil 52 ist ein Vollbefüllungsregulierventil, das aus einem Schwimmerventil aufgebaut ist, das geöffnet ist, wenn das Flüssigkeitsniveau in dem Kraftstofftank 10 unterhalb von voller Befüllung ist, und geschlossen ist, so dass der Kraftstoffweg 34 geschlossen ist, wenn das Flüssigkeitsniveau auf volle Befüllung ansteigt. Wenn das ORVR Ventil 52 den Dampfweg 34 schließt, ist die Einlassleitung 12 mit Kraftstoff gefüllt, und ein Autostoppmechanismus eines Füllstutzens oder einer Fülldüse wirkt zum Stoppen des Betankens.
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Als Nächstes wird das Blockierventil 36 beschrieben. Der Dampfweg 34 ist in einen tankseitigen Weg 34a und einen behälterseitigen Weg 34b geteilt. Das Blockierventil 36 befindet sich zwischen dem tankseitigen Weg 34a und dem behälterseitigen Weg 34b. 2 ist eine Querschnittsansicht des Blockierventils 36. Wie es in 2 gezeigt ist, ist das Blockierventil 36 ein Motorventil, das einen Schrittmotor 54 hat und die Öffnungsmenge einstellen kann, indem der Hub eines Ventilkörpers 56 gesteuert wird. An einem Ventilgehäuse 58 zum Aufnehmen des Schrittmotors 54 und des Ventilkörpers 56 darin ist ein Fluidweg 59 in einer umgekehrten L-Form geformt. Der Fluidweg 59 ist in einen Fluideinlass 59a, der mit dem tankseitigem Weg 34a des Dampfwegs 34 in Verbindung steht, und einem Fluidauslass 59b, der mit dem behälterseitigen Weg 34b des Dampfwegs 34 in Verbindung steht, geteilt. Ein Ventilsitz 60 ist an einer Öffnung des oberen Endes des Fluideinlasses 59a geformt.
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Der Schrittmotor 54 ist in einem oberen Bereich des Ventilgehäuses 58 untergebracht. Der Schrittmotor 54 hat eine Ausgangswelle 55, die von dem Motorgehäuse 54a vorsteht, und in der Lage ist, in beiden Richtungen zu drehen. Die Ausgangswelle 55 ist in 2 nach unten gerichtet. Die Ausgangswelle 55 ist konzentrisch mit einer Verbindungswelle 62 verbunden, auf eine Weise, in der Leistung übertragen werden kann. An einem unteren Bereich der Verbindungswelle 62 ist ein Außengewinde geformt. Hier entspricht der Schrittmotor 54 einem Antriebsmotor.
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Der Ventilkörper 56 hat einen zylindrischen Bereich 56a, der in einer Hohlzylinderform mit einem Boden geformt ist, und ein Paar von Flanschen 56b und 56c, die in einer Kreisplattenform geformt sind und von einem oberen Ende und unteren Ende des zylindrischen Bereichs 56a jeweils vorstehen. An einer Innenfläche des zylindrischen Bereichs 56a ist ein Innengewinde geformt. Der Ventilkörper 56 ist so angeordnet, dass er in einer Axialrichtung (vertikale Richtung in 2) bewegbar ist und in einer Rotationsrichtung nicht bewegbar ist. Der zylindrische Bereich 56a ist vorzugsweise mit der Verbindungswelle 62 in Eingriff. Der Ventilkörper 56 bewegt sich in der Axialrichtung (vertikale Richtung) über die Verbindungswelle 62 in Abhängigkeit von der Rotation der Ausgangswelle 55 des Schrittmotors 54. Dabei sind der Außengewindebereich der Verbindungswelle 62 und der Innengewindebereich des Ventilkörpers 56 als ein Vorschubspindelmechanismus gestaltet.
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Der untere Flansch (im Einzelnen, der Außenumfang) 56c des Ventilkörpers 56 ist als ein Dichtbereich 56c gestaltet, der dem Ventilsitz 60 des Ventilgehäuses 58 entspricht. An einer unteren Oberfläche des Dichtbereichs 56c des unteren Flansches 56c des Ventilkörpers 56 ist ein Dichtelement 64 aus Gummi in einer Ringform gestaltet, entsprechend dem Ventilsitz 60 des Ventilgehäuses 58. Eine Ventilfeder 66, die aus einer Schraubenfeder aufgebaut ist, befindet sich zwischen dem oberen Flansch 56b des Ventilkörpers 56 und einer Wand auf einer Motorseite des Ventilgehäuses 58. Die Ventilfeder 66 belastet den Ventilkörper 56 in einer Schließrichtung (Richtung nach unten in 2) vor.
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Das Ventilgehäuse 58 hat einen Bypassweg 68 zum Umgehen des Öffnungs-Schließgebiets des Ventilkörpers 56, das heißt das den Ventilsitz 60 umgebende Gebiet. Das Ventilgehäuse 58 ist mit einem Zwei-Wege-Ventil 70 angebracht, das ein Überdruckventil und ein Unterdruckventil zum Öffnen und Schließen des Bypasswegs 68 hat. Wenn das Ventil 36 geschlossen ist und der Tankinnendruck auf einen vorbestimmten Druck ansteigt, öffnet das Überdruckventil, so dass der Tankinnendruck in Richtung des Behälters 32 über den Bypassweg 68 gemindert wird. Wenn der Tankinnendruck auf einen vorgegebenen Unterdruck abfällt, öffnet sich das Unterdruckventil, so dass Luft (die Dampf enthält) aus dem Behälter 32 in den Kraftstofftank 10 über den Bypassweg 68 einströmt. Auf diese Weise kann eine Verformung des Kraftstofftanks 10 verhindert werden.
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In dem Blockierventil 36 berührt der Dichtbereich 56c (einschließlich des Dichtelements 64) des Ventilkörpers 56 den Ventilsitz 60 des Ventilgehäuses 58, so dass es geschlossen ist. In diesem Zustand dreht sich, wenn die ECU 24 Pulssignale zum Öffnen an den Schrittmotor 54 ausgibt, und die Anzahl von Schritten des Schrittmotors 54 in der Öffnungsrichtung zunimmt, die Ausgangswelle 55 in einer Ventilöffnungsrichtung, das heißt, eine normale Rotation in Abhängigkeit von der Schrittzahl. Dann wird der Ventilkörper 56 nach hinten (oben) um einen Abstand, der von der Anzahl von Schritten abhängt, durch den Vorschubspindelmechanismus bewegt, und wird somit geöffnet. Wenn das Blockierventil 36 geöffnet ist, wird die ECU 24 geöffnet und gibt Pulssignale zum Schließen an den Schrittmotor 54 aus, und die Anzahl von Schritten des Schrittmotors 54 nimmt in der Schließrichtung zu, die Ausgangswelle 55 dreht sich in einer Schließrichtung, das heißt, einer umgekehrten Richtung in Abhängigkeit von der Anzahl von Schritten. Dann wird der Ventilkörper 56 nach vorne bewegt (nach unten) um einen Abstand, der von der Anzahl von Schritten des Vorschubspindelmechanismus abhängt. Der Dichtbereich 56c des Ventilkörpers 56 berührt schließlich den Ventilsitz 60 des Ventilgehäuses 58, so dass das Blockierventil 36 geschlossen ist. Auf diese Weise wird die Öffnungsmenge (Anhebeabstand) des Blockierventils 36 durch Bewegen des Ventilkörpers 56 nach vorne und hinten in Abhängigkeit von der Antriebssteuerung des Schrittmotors 54 gesteuert.
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Als Nächstes wird die Arbeitsweise der Kraftstoffdampfrückgewinnungsvorrichtung 30 (s. 1) erklärt.
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(1) Während des Parkens
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Während des Parkens ist das Blockierventil 36 gewöhnlich geschlossen. Somit wird eine Erzeugung von Kraftstoffdampf in dem Kraftstofftank 10 unterdrückt, indem der Kraftstofftank 10 in einem gedichteten Zustand gehalten wird.
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(2) Vor dem Betanken
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Zum Betanken wird das Fahrzeug in „Park” gesetzt und das Blockierventil 36 wird vollständig oder im Wesentlichen vollständig geöffnet. Somit wirkt der Tankinnendruck auf den Behälter 32 über den Dampfweg 34, so dass der Tankinnendruck vermindert werden kann. Kraftstoffdampf strömt aus dem Kraftstofftank 10 durch den Dampfweg 34 in den Behälter 32, so dass der Kraftstoffdampf in dem Kanister 32 adsorbiert wird. Als Folge verringert sich der Tankinnendruck, dass er dem Umgebungsdruck entspricht oder im Wesentlichen entspricht. Wenn das Ventil 36 offen ist und die Stromverteilung abgeschaltet ist, bleiben das Rastdrehmoment des Schrittmotors 54, der Steigungswinkel des Vorschubspindelmechanismus und ähnliches in einem offenen Ventilzustand. Daher kann der elektrische Strom verringert werden, der benötigt wird, um in einem offenen Ventilzustand zu bleiben, im Vergleich zu einem Solenoidventil.
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Dann öffnet der Bediener den Kraftstoffdeckel 14. Auf Grund dessen, dass der Tankinnendruck auf nahezu Umgebungsdruck zu diesem Zeitpunkt abnimmt, kann ein Dampfauslecken in die Umgebung aus der Befüllungsöffnung 13 verhindert werden, wenn der Kraftstoffdeckel entfernt ist.
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(3) Während des Betankens
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Die ECU 24 bleibt wie das Blockierventil 36 in einem offenen Zustand. In diesem Zustand befüllt der Bediener den Kraftstofftank 10. Während des Betankens strömt Kraftstoffdampf aus dem Kraftstofftank 10 durch den Dampfweg 34 und wird in dem Behälter 32 gefangen. Auf diese Weise wird eine ORVR-Funktion (vapor recovery function during fueling/Dampfwiedergewinnungsfunktion während des Betankens) durchgeführt. Nach dem Betanken schließt der Bediener die Befüllungsöffnung 13 mit dem Kraftstoffdeckel 14. Schließlich schließt die ECU 24 vollständig das Blockierventil 36.
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(4) Während des Betreibens des Motors 18
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Während des Betreibens des Motors 18 ist das Blockierventil 36 im Grunde in einer ähnlichen Weise geschlossen wie während des Parkens. Wenn der Motor 18 läuft und vorgegebene Spülbedingungen erfüllt sind, wird eine Spülsteuerung (Öffnungs- und Schließsteuerung des Spülventils 45) zum Spülen von Kraftstoffdampf, der in dem Behälter 32 gefangen ist, durchgeführt. Somit wird auf Grund von Unterdruck in dem Motor 18 Kraftstoffdampf eingeführt, das heißt, gespült, in den Einlassweg 40 aus dem Behälter 32 zusammen mit Luft, die in den Behälter 32 aus der Umgebungsöffnung 43 strömt. Während eines Spülvorgangs öffnet die ECU 24 das Blockierventil 36 in einer vorgegebenen Öffnungsmenge zum Druckmindern des Kraftstofftanks 10, um den Tankinnendruck auf einem Umgebungsdruck oder im Wesentlichen Umgebungsdruck zu halten.
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Als Nächstes werden die Schritte zum Vermindern des Drucks im Kraftstofftank während des Spülvorgangs beschrieben. 3 ist ein Flussdiagramm, das den Verarbeitungsablauf zum Vermindern des Drucks in dem Kraftstofftank zeigt. Die Verarbeitungsroutine zum Vermindern des Drucks in dem Kraftstofftank wird durch die ECU 24 ausgeführt, wenn der Motor gestartet wird, das heißt, wenn IG (Zündung) auf AN ist. Wie es in 3 gezeigt ist, wird in Schritten S101 und S102 bestimmt, ob die Druckverminderungsbedingungen erfüllt sind oder nicht. Das bedeutet, es wird in S101 bestimmt, ob ein Spülvorgang durchgeführt wird. Wenn das Spülen durchgeführt wird, wird in Schritt 102 bestimmt, ob der Tankinnendruck, der durch den Tankinnendrucksensor 22 erfasst wird, über einem vorbestimmten Wert ist. Wenn der Tankinnendruck über dem vorbestimmten Wert ist, wird bestimmt, dass die Bedingungen für das Druckvermindern erfüllt sind, und die Verarbeitung, ausgehend von S103, zum Druckvermindern im Kraftstofftank 10 wird durchgeführt. Wenn andererseits solche Ergebnisse in Schritt S101 und S102 nicht vorliegen, wird bestimmt, dass die Bedingung zum Druckvermindern nicht erfüllt ist, und es wird auf Schritt S101 zurückgesprungen.
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Als Nächstes wird der Schrittmotor 54 des Blockierventils 36 um einen Schrittabstand in Schritt S103 geöffnet. Als Nächstes wird in Schritt S104 bestimmt, ob der Tankinnendruck, der durch den Tankinnendrucksensor 22 erfasst wird, abnimmt. Wenn der Tankinnendruck nicht abnimmt, wird bestimmt, dass das Dichtelement 64 des Ventilkörpers 56 sich nicht von dem Ventilsitz 60 wegbewegt, und es wird zu Schritt S103 zurückgekehrt. Dann wird der Schrittmotor 54 erneut um einen Schrittabstand geöffnet, und es wird dann in Schritt S104 bestimmt, ob der Tankinnendruck abnimmt, oder nicht. Wenn der Tankinnendruck in Schritt S104 nicht abnimmt, wird wiederum zu Schritt S103 zurückgekehrt.
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Wenn der Tankinnendruck in Schritt S104 abnimmt, wird bestimmt, dass das Dichtelement 64 des Ventilkörpers 56 von dem Ventilsitz 60 wegbewegt ist. Zu diesem Zeitpunkt wird der Abnahmeanfangspunkt des Tankinnendrucks als ein Ausgangspunkt für die Basis der Öffnungsmenge des Ventilkörpers 56 des Blockierventils 36 in Schritt S105 gesetzt. Das heißt, der Anfangspunkt der Abnahme des Tankinnendrucks wird als der Ventilöffnungsausgangspunkt gespeichert. Auf Grund der Kompressionsmenge in dem Dichtelement 64 des Ventilkörpers 56 vor dem Öffnen variiert die Anzahl von Schritten des Schrittmotors 54, die von dem Vorgang des Ventilöffnens des Schrittmotors 54 bis zum tatsächlichen Öffnen des Ventilkörpers (einschließlich des Dichtelements 64) benötigt ist. Somit gibt es einen Fehler zwischen der Strömungsmenge in Abhängigkeit von der Öffnungsmenge der Ventilkörpers 56 und der tatsächlichen Strömungsmenge, wenn der Startpunkt der Öffnungsbewegung des Schrittmotors 54 als der Ausgangspunkt gesetzt wird. Auf Grund dessen ist es schwierig, die Öffnungsmenge des Blockierventils 36 präzise zu steuern. Wenn andererseits der Abnahmeanfangspunkt des Tankinnendrucks als Ausgangsdruck des Ventilkörpers 56 des Blockierventils 36 gesetzt wird, kann der Fehler zwischen der Strömungsmenge in Abhängigkeit von der Öffnungsmenge des Ventilkörpers 56 und der tatsächlichen Strömungsmenge eliminiert werden oder verringert werden. Auf diese Weise kann die Öffnungsmenge des Blockierventils 36 präzise gesteuert werden.
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Als Nächstes wird in Schritt S106 die mögliche Menge, um die der Druck vermindert werden kann (Druckverminderungsströmungsmenge), in Abhängigkeit von einer Spülströmungsmenge, einem Tankinnendruck, der Kraftstofftemperatur usw. berechnet. Wenn die Öffnungsmenge des Spülventils 45 die gleiche ist, unterscheidet sich die Spülströmungsmenge in Abhängigkeit von dem Unterdruck im Einlassweg (Einlassunterdruck). Die Menge des Druckverminderns unterscheidet sich auch, da sie von der Kraftstofftemperatur, der Kraftstoffmenge usw. abhängt. Hier wird die Druckverminderungsströmungsmenge, die für die Spülströmungsmenge geeignet ist, aus dem Unterdruck im Einlassweg und der Öffnungsmenge des Spülventils 45 berechnet. Die Öffnungsmenge des Spülventils wird durch Berechnung oder einen Steuergraphen bestimmt. Auf diese Weise kann die Öffnungsmenge des Blockierventils 36 bestimmt werden.
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4 ist ein Diagramm, das das Verhältnis zwischen dem Tankinnendruck und der Öffnungsmenge des Blockierventils 36 zeigt. In 4 ist eine Charakteristiklinie L1 eine Situation, bei der die Spülströmungsmenge groß ist, während die Charakteristiklinien L2, L3 und L4 kleinere Spülströmungsmengenfälle zeigen. Die Öffnungsmenge des Blockierventils 36, die der Druckverminderungsströmungsmenge entspricht, wird basierend auf der gegenwärtigen Spülströmungsmenge berechnet. Ferner wird in 4 die Öffnungsmenge des Blockierventils 36 basierend auf dem Tankinnendruck eingestellt, der durch den Tankinnendrucksensor 22 erfasst wird. Das heißt, wenn der Tankinnendruck zunimmt, nimmt die Öffnungsmenge ab. Dies bedeutet, dass, wenn das Blockierventil 36 bei einem höheren Tankinnendruck geöffnet wird, die Strömungsrate der Druckverminderung größer wird und die Druckverminderungsströmungsmenge pro Zeiteinheit größer wird. Wenn die Druckverminderungsmenge größer wird, variiert das Luft-Kraftstoffverhältnis des Motors 18 drastisch. Wie es in 4 gezeigt ist, nimmt die Öffnungsmenge ab, wenn der Tankinnendruck zunimmt, um eine drastische Variation des Luft-Kraftstoffverhältnisses zu vermeiden. Dabei wird der Graph, der das Verhältnis zwischen dem Tankinnendruck und der Öffnungsmenge zeigt, durch Vorabuntersuchung, Berechnung und ähnliches erzeugt. Der Graph ist in einem ROM der ECU 24 gespeichert.
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5 ist ein Graph, der das Verhältnis zwischen Kraftstofftemperatur und der Gewichtsverringerungskorrekturmenge zeigt. Eine charakteristische Linie L5 in 5 ist festgelegt, um die Öffnungsmenge des Blockierventils 36 in Abhängigkeit von der Kraftstofftemperatur zu verringern, die durch den Temperatursensor 26 erfasst wird. Das bedeutet, wenn die Kraftstofftemperatur höher ist, wird so korrigiert, dass die Ventilöffnungsmenge verringert ist. Dies bedeutet, dass, wenn das Blockierventil 36 bei einer höheren Kraftstofftemperatur geöffnet wird, die Strömungsrate der Druckminderung größer wird, und die Strömungsmenge der Druckminderung pro Zeiteinheit größer wird. Wenn die Druckminderungsmenge größer wird, variiert das Luft-Kraftstoffverhältnis des Motors 18 drastisch. Somit nimmt, wie es in 5 gezeigt ist, um eine drastische Variation des Luft-Kraftstoffverhältnisses zu verhindern, die Gewichtsverringerungskorrekturmenge zu, wenn die Kraftstofftemperatur höher ist. Wenn die Gewichtsverringerungskorrekturmenge größer ist, wird somit die Öffnungsmenge des Blockierventils 36 kleiner. Dabei wird der Graph, der das Verhältnis zwischen der Kraftstofftemperatur und der Gewichtsverringerungskorrekturmenge zeigt, in Abhängigkeit von einer Vorabuntersuchung durch Berechnung und Ähnliches erzeugt. Der Graph wird in dem ROM der ECU 24 gespeichert.
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Als Nächstes wird in Schritt S107 das Blockierventil 36 in Abhängigkeit von der Öffnungsventilmenge betrieben, die der in Schritt S106 berechneten möglichen Druckminderungsmenge entspricht. Dann wird in Schritt S108 bestimmt, ob die Zündung aus ist oder nicht. Wenn die Zündung nicht aus ist, wird auf Schritt S106 zurückgesprungen und die Schritte S106 und S107 werden durchgeführt. Auf Grund dieser Antriebssteuerung des Blockierventils 36 in Schritt S107 kann eine kontinuierliche und kleine Menge der Druckminderung durchgeführt werden.
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Wenn die Zündung in Schritt S108 aus ist, wird eine Initialisierung in Schritt S109 durchgeführt. Das bedeutet, dass die ECU 24 eine Taktung hat und mit Strom versorgt wird, nachdem die Zündung aus ist. In diesem Zustand schließt die ECU 24 vollständig das Blockierventil 36, und das Spülventil 45 wird abgeschaltet. Der Schrittmotor 54 des Blockierventils 36 wird in Richtung einer Schließposition aus der Ausgangsposition um einige Schritte angetrieben, die einer vorbestimmten Kompressionsmenge des Dichtelements 64 entsprechen.
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Wenn die Zündung aus ist, ist der Motor 18 angehalten, und die Spülsteuerung des Spülventils 45 wird angehalten. Somit wird die Spülsteuerung des Spülventils 45 während des Antriebs des Motors 18 temporär gestoppt, wenn die Bedingungen nicht erfüllt sind, wobei jedoch die Spülsteuerung nicht vollständig endet, bis die Zündung aus ist. Zusätzlich wird in Bezug auf die Ventilöffnungssteuerung des Blockierventils 36, wenn die Bedingungen nicht erfüllt sind, das heißt, die Spülströmungsrate über einem vorbestimmten Wert ist und der Tankinnendruck über einem vorbestimmtem Wert ist, so vorgegangen, dass die mögliche Druckminderungsmenge Null ist (das heißt, das Blockierventil 36 wird nicht geöffnet). Wenn der Tankinnendruck über dem vorbestimmten Wert ist und die Spulströmungsrate über dem vorbestimmten Wert auf Grund einer Variation der Kraftstofftemperatur oder ähnlichem ist, wird die Öffnungsventilsteuerung wieder begonnen. Somit setzt sich die Öffnungsventilsteuerung des Blockierventils 36 fort, bis die Zündung aus ist.
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Entsprechend der Kraftstoffdampfrückgewinnungsvorrichtung 30 ist das Blockierventil 36 ein Motorventil, das den Schrittmotor 54 hat und die Öffnungsmenge durch Steuern des Hubs des Ventilkörpers 56 einstellen kann. Somit unterscheidet es sich von einem Solenoidventil, und die kleine Menge der Druckminderung des Kraftstofftanks 10 kann kontinuierlich während des Spulens durchgeführt werden. Somit kann der Einfluss auf das Luft-Kraftstoffverhältnis des Motors 18 verringert werden.
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Dieser Punkt wird weiter beschrieben. 6 zeigt charakteristische Linien, die das Verhältnis zwischen der Druckminderungszeit und der Strömungsmenge zeigen. In 6 zeigt eine charakteristische Linie A die Charakteristik des Blockierventils (Motorventils) 36 dieser Offenbarung, und die Charakteristiklinie B zeigt die Charakteristik eines gewöhnlichen Solenoidventils. Entsprechend der Charakteristiklinie B wird eine Druckminderung intermittierend durchgeführt, und die große Menge an Fluid strömt aus jeder Öffnung, so dass der Einfluss auf das Luft-Kraftstoffverhältnis des Motors 18 groß ist. Andererseits wird entsprechend der Charakteristiklinie A eine kleine Menge der Druckminderung kontinuierlich durchgeführt, so dass die Druckminderung konstant ausgeführt werden kann. Somit kann der Einfluss auf das Luft-Kraftstoffverhältnis des Motors 18 verringert werden. Zusätzlich kann die Druckminderungsströmungsrate gleichmäßig gemacht werden, so dass die augenblickliche Strömungsrate (siehe charakteristische Linie B) verringert werden kann.
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Während des Betankens kann der Aufbau so sein, dass eine große Menge von Gas durch den Dampfweg 34 strömen kann, indem die Öffnungsmenge des Blockierventils 36 (Motorventil) erhöht wird. Wenn das Ventil aus einem Solenoidventil aufgebaut ist, ist der Druckverlust des Strömungswegs an dem Ventil durch das Design bestimmt. Wenn jedoch das Blockierventil 36 aus einem Motorventil besteht, kann der Druckverlust des Strömungswegs an dem Ventil verringert werden, indem die Öffnungsmenge des Ventils während des Betankens erhöht wird. Somit kann in einem Fahrzeug, bei dem der Druckverlust eines Systems in Bezug auf das Betanken groß ist, ein Ausgleich für den Druckverlust für das gleichmäßige Betanken ausgeführt werden, indem der Druckverlust an dem Strömungsweg des Ventilbereichs des Blockierventils 36 verringert wird. Somit ist es nicht erforderlich, den Druckverlust auszugleichen, indem andere Produkte eingestellt oder justiert werden.
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Während des Betanken, selbst wenn die Stromverteilung an das Blockierventil 36 aus ist, wird der Öffnungszustand durch das Rastdrehmoment des Schrittmotors 54, den Steigungswinkel des Vorschubspindelmechanismus und so weiter aufrechterhalten. Somit unterscheidet sich dies von der Situation, bei der ein Solenoidventil verwendet wird, dadurch, dass man den Strom verringern kann, der benötigt wird, um das Ventil in einem offenen Zustand zu halten. Es unterscheidet sich auch von dem Solenoidventil dahingehend, dass man das Betriebsgeräusch verringern kann, wie beispielsweise ein Aufprallgeräusch oder ein Impulsgeräusch, wenn das Blockierventil 36 geöffnet und geschlossen wird. Entsprechend wird ein Schwimmermechanismus oder ein Luftdämpfer gegen das Betriebsgeräusch nicht benötigt.
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Die ECU 24 setzt eine Ausgangsposition als die Basis der Öffnungsmenge des Ventilkörpers für jede Ausgangsöffnung des Blockierventils 36 nach dem Laufen des Motors 18. Daher kann die Öffnungsmenge des Blockierventils 36 präzise gesteuert werden.
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Die ECU 24 setzt den Abnahmestartpunkt des Tankinnendrucks, der durch den Tankinnendrucksensor 22 erfasst wird, als eine Ausgangsposition des Ventilkörpers 56, wenn das Blockierventil 36 geöffnet wird. Somit kann man, unabhängig vom Kompressionsmaß des Dichtelements 64, das zwischen dem Ventilkörper 56 und dem Ventilsitz 60 komprimiert ist, wenn das Blockierventil 36 geschlossen ist, den Verringerungsstartpunkt des Tankinnendrucks als den Ausgangspunkt des Ventilkörpers 56 setzen. Somit kann der Fehler zwischen der Strömungsmenge auf Grund der Öffnungsmenge des Ventilkörpers 56 und der tatsächlichen Strömungsmenge eliminiert oder verringert werden. Auf diese Weise kann die Öffnungsmenge des Blockierventils 36 präzise gesteuert werden.
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Die ECU 24 steuert die Öffnungsmenge des Blockierventils 36 in Abhängigkeit von der Spülströmungsrate. Somit kann durch Bestimmen der Druckminderungsströmungsrate in Abhängigkeit von der Spülströmungsrate der Einfluss auf das Luft-Kraftstoffverhältnis des Motors 18 verringert werden.
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Die ECU 24 korrigiert die Öffnungsmenge des Ventils 36 basierend auf dem Tankinnendruck, der durch den Tankinnendrucksensor 22 erfasst wird. Somit kann der Einfluss des Luft-Kraftstoffverhältnisses des Motors 18 durch Korrigieren der Druckminderungsströmungsrate in Abhängigkeit von dem Tankinnendruck verringert werden.
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Die ECU 24 korrigiert, insbesondere verringert, die Öffnungsmenge des Ventils 36 in Abhängigkeit von der Kraftstofftemperatur, die durch den Temperatursensor 26 erfasst wird. Somit kann der Einfluss auf das Luft-Kraftstoffverhältnis des Motors 18 verringert werden, indem die Druckminderungsströmungsrate in Abhängigkeit von der Kraftstofftemperatur korrigiert wird.
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Die ECU 24 kann angepasst sein, die Öffnungsmenge des Ventils 36 in Abhängigkeit von dem Luft-Kraftstoffverhältnis zu korrigieren, das durch einen Luft-Kraftstoffverhältnissensor 19 erfasst wird. Der Luft-Kraftstoffverhältnissensor 19 ist an einem Abgasweg des Motors 18 vorgesehen zum Erfassen des Luft-Kraftstoffverhältnisses in dem Abgas und zum Ausgeben von Signalen an die ECU 24 in Abhängigkeit von dem erfassten Wert. Die ECU 24 ist angepasst, die Öffnungsmenge des Ventils 36 in Abhängigkeit von dem Luft-Kraftstoffverhältnis zu korrigieren, das durch den Luft-Kraftstoffverhältnissensor 19 erfasst wird. Somit erhöht die ECU 24 die Öffnungsmenge, wenn das Luft-Kraftstoffverhältnis auf der niedrigen Seite ist. Wenn das Luft-Kraftstoffverhältnis auf der hohen Seite ist, erhöht ebenso die ECU 24 die Öffnungsmenge. Auf diese Weise kann der Einfluss auf das Luft-Kraftstoffverhältnis des Motors 18 verringert werden. Dabei entspricht der Luft-Kraftstoffverhältnissensor 19 einem Luftkraftstoffverhältniserfasser.
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Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die Ausführungsform begrenzt und kann ohne Abweichen vom Rahmen der Erfindung modifiziert werden. Beispielsweise kann ein Antriebsmotor des Blockierventils 36 aus einem Gleichstrommotor aufgebaut sein anstatt des Schrittmotors 54. Ferner, wie vorher diskutiert, ist die Bewegung des Schrittmotors 54 während der Erfassung des Öffnens des Ventils 36 auf einen Schritt gesetzt. Bei anderen Ausführungsformen können jedoch das Muster und die Anzahl der Schritte in der Öffnungs- und Schließrichtung variiert werden.
