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Technischer Hintergrund
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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Behandlung von verdampftem Kraftstoff, welche verdampften Kraftstoff behandelt, welcher in einem Kraftstofftank eines Fahrzeugs erzeugt wurde.
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Stand der Technik
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Eine Vorrichtung zur Behandlung von verdampftem Kraftstoff mit einem Schließventil, welches an einem einen verdampftem Kraftstoff einleitenden Dampfdurchgang vorgesehen ist, ist bekannt (
JP 2015 - 102 009 A ). In
JP 2015 - 102 009 A ist als eine Ventilöffnungsbetätigung zum Erlernen einer Ventilöffnungsstartposition des Schließventils, welches eine Totzone hat, ein Verfahren offenbart, in welchem der Betätigungsbetrag des Schließventils in der Totzone bezüglich einer Öffnungsrichtung von Null zu einer Grenzposition beim Schließen des Ventils mit einer ersten Geschwindigkeit geändert wird und nach einem Passieren der Grenzposition beim Schließen des Ventils der Betätigungsbetrag bezüglich der Öffnungsrichtung mit einer zweiten Geschwindigkeit, welche niedriger als die erste Geschwindigkeit ist, geändert wird.
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Ferner ist aus
WO 2016 / 035 655 A1 eine Vorrichtung zur Verarbeitung von verdunstetem Kraftstoff bekannt, bei der, wenn Kraftstoff getankt wird und der Innendruck eines Kraftstofftanks hoch ist, ein Absperrventil geöffnet wird und verdampfter Kraftstoff durch einen mit einem Schwimmerventil ausgestatteten Pfad zu einem Kanister fließen kann, wodurch der Druck abgesenkt wird, bevor ein Einfülldeckel geöffnet wird. Dieses Gerät zur Verarbeitung von verdunstetem Kraftstoff hat einen Füllschalter, der betätigt wird, um den Beginn des Füllvorgangs zu steuern; einen Innendrucksensor, der den Druck im Kraftstofftank erfasst, und eine Absperrventilsteuerung, die, wenn vom Füllschalter ein Füllstartsignal ausgegeben wurde und der Druck im Kraftstofftank höher als ein voreingestellter Druck ist, das Öffnen des Absperrventils innerhalb eines bestimmten Bereichs bewirkt, wobei das Schwimmerventil nicht arbeitet, und ab dem Zeitpunkt, zu dem sich das Ventil zu öffnen beginnt, die Ventilöffnungsgeschwindigkeit des Absperrventils entsprechend der Abnahme des Innendrucks des Kraftstofftanks erhöht. Dadurch wird das Durchflussvolumen des verdampften Kraftstoffs innerhalb eines Bereichs erhöht, in dem das Schwimmerventil nicht arbeitet, und kann die Zeit verringert werden, die benötigt wird, um den Druck im Kraftstofftank auf einen Einfülldruck abzusenken.
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WO 2015 / 002 063 A1 offenbart ferner ein Durchflussregelventil mit einem Ventilgehäuse, das einen Fluiddurchgang bildet, einem am Fluiddurchgang vorgesehenen Ventilsitz, einem Schrittmotor, einer Ventilführung, deren Hub durch den Motor über einen Vorschubschraubenmechanismus gesteuert wird, einen Ventilkörper, der auf dem Ventilsitz sitzt und von diesem gelöst wird, und Verbindungsmitteln zum Anschließen der Ventilführung und dem Ventilkörper, um eine axiale Bewegung der beiden innerhalb eines vorgeschriebenen Bereichs zu ermöglichen, und einer Ventilfeder zum Vorspannen des Ventilkörpers in Schließrichtung. Eine ECU steuert den Motor so, dass beim Schließen des Ventilkörpers die durch das Verbindungsmittel hergestellte Verbindung zwischen der Ventilführung und dem Ventilkörper unterbrochen wird, während der Ventilkörper auf dem Ventilsitz sitzt, wobei die Ventilführung, die in einer berührungslosen Position getrennt vom Ventilsitz positioniert ist, in einem Ventilschließzustand ist.
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Zusammenfassung der Erfindung
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Technisches Problem
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Andererseits wird, wenn ein Fahrzeug mit einer solchen Vorrichtung zur Behandlung von verdampftem Kraftstoff betankt wird, eine Druckminderungssteuerung ausgeführt, in welcher das Schließventil geöffnet wird, um vor einem Betanken einen Innendruck des Kraftstofftanks zu reduzieren, um zu verhindern, dass verdampfter Kraftstoff in einem Kraftstofftank aus einem Kraftstoffeinfüllstutzen entweicht. Andererseits wird in vielen Fällen ein ORVR-Ventil (ein Onboard-Betankungsventil zur Dampfrückgewinnung) genannter Ventilmechanismus mit einem Ventilelement einer Schwimmerbauart als ein Ventilmechanismus vorgesehen, welcher den Dampfdurchgang verschließt, um eine Verbindung zwischen dem Kraftstofftank und dem Dampfdurchgang zu blockieren, wenn der Kraftstofftank voll ist. In diesem Ventilmechanismus verlässt das Ventilelement einen Ventilsitz aufgrund der Schwerkraft nach unten hin, um den Dampfdurchgang in dem Moment eines Normalzustands, in welchem der Kraftstofftank nicht voll ist, zu öffnen, und tritt ein derartiges Phänomen auf, dass das Ventilelement hin zu der Seite des Ventilsitzes gesaugt wird, um den Dampfdurchgang zu verschließen, wenn das Schließventil geöffnet ist und eine Strömungsrate des Dampfdurchgangs bis zu der Grenze erhöht wird.
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Aufgrund dessen wird in der Druckminderungssteuerung des Kraftstofftanks die Strömungsrate des Dampfdurchgangs derart gesteuert, dass der Dampfdurchgang nicht durch den Ventilmechanismus der Schwimmerbauart geschlossen wird. Die Strömungsrate des Dampfdurchgangs wird durch einen Öffnungsgrad des Schließventils und den Innendruck des Kraftstofftanks bestimmt. In einem Fall, in welchem der Öffnungsgrad des Schließventils bestimmt wird, indem die Ventilöffnungsstartposition des Schließventils als ein Kriterium genutzt wird, ist es unmöglich, das Schließventil derart zu steuern, dass ein gezielter Öffnungsgrad erreicht wird, falls die Ventilöffnungsstartposition falsch erlernt wurde oder die Ventilöffnungsstartposition nicht gespeichert wird. Infolge dessen könnte während der Druckminderungssteuerung das vorstehende Phänomen, bei welchem der Dampfdurchgang geschlossen wird, auftreten, wodurch es möglich ist, dass die Druckminderungssteuerung nicht vollendet werden kann. In einem Fall eines Fahrzeugs, in welchem ein Betanken unter einer Öffnungsbedingung einer Tankklappe zugelassen wird, welche bei einer Vollendung der Druckminderungssteuerung des Kraftstofftanks erfüllt wird, würde die Tankklappe nicht geöffnet werden, falls die Druckminderungssteuerung nicht vollendet wurde. Dadurch kann ein Nutzer nicht auf den Kraftstoffeinfüllstutzen zugreifen. Folglich wird es physikalisch unmöglich für den Nutzer, das Fahrzeug zu betanken.
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Entsprechend ist es eine Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung zur Behandlung von verdampftem Kraftstoff bereitzustellen, welche die Druckminderungssteuerung unabhängig davon, ob bezüglich der Ventilöffnungsstartposition der Lernprozess ausgeführt worden ist und das Lernergebnis vorliegt, vor einem Betanken ausführen kann und einen Zustand vermeiden kann, in welchem die Druckminderungssteuerung aufgrund des verschlossenen Dampfdurchgangs nicht vollendet werden kann.
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Lösung für das technische Problem
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Ein Aspekt der vorliegenden Erfindung sieht eine Vorrichtung zur Behandlung von verdampften Kraftstoff vor, mit: einem Kanister, welcher in einem Kraftstofftank eines Fahrzeugs erzeugten, verdampften Kraftstoff sorbiert; einem Dampfdurchgang, welcher den Kanister und den Kraftstofftank verbindet; einem Schließventil, welches an dem Dampfdurchgang vorgesehen ist und einen Öffnungsgrad ändern kann, um eine Strömungsrate des verdampften Kraftstoffs, welcher in dem Dampfdurchgang strömt, zu steuern; einem Ventilmechanismus, welcher den Dampfdurchgang unter Nutzung einer Verschiebung eines Ventilelements einer Schwimmerbauart abhängig von einem Kraftstofflevel des Kraftstofftanks öffnet und schließt; und einer Steuerungsvorrichtung, welche ein Computer ist und konfiguriert ist, um durch Ausführen eines Computerprogramms eine Druckminderungssteuerung auszuführen, in welcher das Schließventil derart gesteuert wird, dass ein Innendruck des Kraftstofftanks vor einer Betankung des Kraftstofftanks gemindert wird, wobei die Steuerungsvorrichtung konfiguriert ist, um die Druckminderungssteuerung unter Überwachung des Innendrucks derart zu steuern, dass in einem Fall, in welchem der Innendruck vor der Betankung des Kraftstofftanks einen vorbestimmten Wert überschreitet, eine Verminderung des Innendrucks innerhalb eines Bereichs voranschreitet, in welchem eine Strömungsrate des Dampfdurchgangs eine Grenzströmungsrate nicht überschreitet, bei welcher der Dampfdurchgang durch das Ventilelement des Ventilmechanismus geschlossen wird, und eine Ventilöffnungsgeschwindigkeit des Schließventils erhöht wird, wenn der Innendruck niedriger wird.
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Nach der vorstehenden Vorrichtung zur Behandlung von verdampften Kraftstoff ist es unnötig, das Schließventil durch Nutzung der Ventilöffnungsstartposition des Schließventils als ein Kriterium zu steuern, da die Druckminderungssteuerung ausgeführt wird, während der Innendruck des Kraftstofftanks überwacht wird. Entsprechend ist es möglich, die Druckminderungssteuerung unabhängig davon auszuführen, ob der Lernprozess bezüglich der Ventilöffnungsstartposition des Schließventils ausgeführt worden ist und ob das Lernergebnis vorliegt. Da die Druckminderungssteuerung innerhalb eines Bereichs ausgeführt wird, in welchem die Grenzströmungsrate nicht überschritten wird, bei welcher der Dampfdurchgang durch das Ventilelement der Schwimmerbauart geschlossen wird, ist es ferner möglich, einen Zustand zu vermeiden, in welchem die Druckminderungssteuerung des Kraftstofftanks aufgrund des Schließens des Dampfdurchgangs nicht vollendet werden kann. Da die Ventilöffnungsgeschwindigkeit des Schließventils erhöht wird, wenn der Innendruck des Kraftstofftanks niedriger wird, ist es ferner möglich, die Druckminderungssteuerung in einer kürzeren Zeit zu vollenden, als einem Fall der Druckminderungssteuerung, welche mit einer konstanten Ventilöffnungsgeschwindigkeit durchgeführt wird.
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In einem Fall, in welchem die Ventilöffnungsstartposition des Schließventils erlernt worden ist und gespeichert wird, ist es möglich, in dem Moment der Druckminderungssteuerung eine Information der Ventilöffnungsstartposition zu nutzen. Bei der Vorrichtung zur Behandlung von verdampftem Kraftstoff hat das Schließventil in einem Zustand, in welchem der Dampfdurchgang durch das Schließventil geschlossen ist, eine Totzone bezüglich einer Öffnungsrichtung und ist die Steuerungsvorrichtung konfiguriert, um die Druckminderungssteuerung derart auszuführen, dass in einem Fall, in welchem die Steuerungsvorrichtung konfiguriert ist, um einen Lernprozess zum Speichern einer Ventilöffnungsstartposition ausführen zu können, bei welcher der Dampfdurchgang sich über die Totzone des Schließventils hinaus öffnen kann, und in welchem die Ventilöffnungsstartposition gehalten wird, die Ventilöffnungsgeschwindigkeit bis zu der Ventilöffnungsstartposition höher als die Ventilöffnungsgeschwindigkeit nach der Ventilöffnungsstartposition eingestellt wird. Demnach ist es möglich, die Totzone in einer kurzen Zeit zu passieren, da die Ventilöffnungsgeschwindigkeit des Schließventils bis zu der Ventilöffnungsstartposition erhöht ist. Entsprechend ist es möglich, eine Zeit bis zu einer Vollendung der Druckminderungssteuerung noch weiter zu verkürzen.
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In einer Ausführungsform der Vorrichtung zur Behandlung von verdampften Kraftstoff kann als ein Aspekt der vorliegenden Erfindung eine Anzahl von Bestimmungsregionen bezüglich des Innendrucks vorgesehen sein, wobei die Anzahl von Bestimmungsregionen entsprechend einer Höhe des Innendrucks abgestuft ist, und kann die Steuerungsvorrichtung konfiguriert sein, um die Druckminderungssteuerung derart auszuführen, dass die Ventilöffnungsgeschwindigkeit des Schließventils innerhalb einer einzelnen Bestimmungsregion konstant gehalten wird und die Ventilöffnungsgeschwindigkeit des Schließventils erhöht wird, wenn die Bestimmungsregion einer niedrigeren Stufe entspricht. Nach dieser Ausführungsform wird die Ventilöffnungsgeschwindigkeit des Schließventils innerhalb einer einzelnen Bestimmungsregion konstant gehalten. Aufgrund dessen kann eine unsichere Steuerung aufgrund einer Störung oder ähnlichem nur schwer auftreten, was die Steuerung stabil macht. Folglich ist es möglich, ein Risiko, dass die Strömungsrate des Dampfdurchgangs die Grenzströmungsrate während der Druckminderungssteuerung überschreitet, zu reduzieren.
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In einer Ausführungsform der Vorrichtung zur Behandlung von verdampften Kraftstoff kann als ein Aspekt der vorliegenden Erfindung die Steuerungsvorrichtung konfiguriert sein, um das Schließventil derart zu steuern, dass das Schließventil mit einer Ventilöffnungsgeschwindigkeit angetrieben wird, welche innerhalb eines Bereichs eingestellt ist, in welchem die Strömungsrate des Dampfdurchgangs die Grenzströmungsrate nicht überschreitet, bis ein Änderungsbetrag des Innendrucks seit einem Start der Druckminderungssteuerung einen vorbestimmten Betrag überschreitet. Nach dieser Ausführungsform ist es möglich, die Ventilöffnungsgeschwindigkeit des Schließventils innerhalb eines Bereichs, in welchem die Strömungsrate des Dampfdurchgangs die Grenzströmungsrate nicht überschreitet, zu erhöhen, bis der Änderungsbetrag des Innendrucks des Kraftstofftanks den vorbestimmten Betrag erreicht. Dadurch ist es möglich, die Druckminderungssteuerung in einer kürzeren Zeit zu vollenden.
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In der vorliegenden Erfindung ist die Ventilöffnungsgeschwindigkeit des Schließventils nicht nur eine Geschwindigkeit, welche als eine temporäre Abgrenzung des Betätigungsbetrags des Schließventils bezüglich der Öffnungsrichtung definiert ist, sondern enthält auch einen Änderungsbetrag des Betätigungsbetrags innerhalb einer vorbestimmten Zeit. Ein Zustand, in welchem die Ventilöffnungsgeschwindigkeit erhöht wird, wenn der Innendruck niedriger wird, ist nicht nur ein Zustand, in welchem die Ventilöffnungsgeschwindigkeit sich ändert, um eine sanfte Kurve zum Ändern des Innendrucks zu durchlaufen. Beispielsweise ist in dem Zustand, in welchem die Ventilöffnungsgeschwindigkeit erhöht wird, wenn der Innendruck niedriger wird, ebenfalls enthalten, dass die Ventilöffnungsgeschwindigkeit sich auf solche Weise ändert, um eine polygonale Linie zu durchlaufen, bei der ein Teilstück, in dem eine entsprechende Ventilöffnungsgeschwindigkeit konstant gehalten wird, auf schrittweise Art verbunden ist, und die Ventilöffnungsgeschwindigkeit für das Teilstück eines niedrigen Innendrucks höher als die Ventilöffnungsgeschwindigkeit für das Teilstück eines hohen Innendrucks ist. Selbst wenn es eine Periode gibt, in welcher die Ventilöffnungsgeschwindigkeit Null ist, d.h., die Betätigung des Schließventils gestoppt ist, sollte verständlich sein, dass das Schließventil derart gesteuert wird, dass die Ventilöffnungsgeschwindigkeit erhöht wird, wenn der Innendruck niedriger wird, falls beim Vergleichen der Ventilöffnungsgeschwindigkeit unter der Bedingung, dass der Innendruck niedriger ist, mit der Ventilöffnungsgeschwindigkeit unter der Bedingung, dass der Innendruck hoch ist, wenigstens eine Beziehung, nach welcher erstere höher als letztere ist, hergestellt wird.
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Kurzbeschreibung der Zeichnungen
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- 1 ist ein Konfigurationsschaubild, welches schematisch einen Teil eines Fahrzeugs mit einer eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung betreffenden Vorrichtung zur Behandlung von verdampftem Kraftstoff;
- 2 ist eine Querschnittsansicht, welche eine Konfiguration eines Schließventils zeigt;
- 3 ist ein Zeitdiagramm, welches ein Beispiel eines Lernprozesses zeigt;
- 4 ist ein Flussdiagramm, welches ein Beispiel einer eine erste Ausführungsform betreffenden Steuerungsroutine zeigt;
- 5 ist ein Zeitdiagramm, welches schematisch ein Beispiel eines die erste Ausführungsform betreffenden Steuerungsergebnisses zeigt;
- 6 ist ein Flussdiagramm, welches ein Beispiel einer eine zweite Ausführungsform betreffenden Steuerungsroutine zeigt;
- 7 ist ein Zeitdiagramm, welches schematisch ein Beispiel eines die zweite Ausführungsform betreffenden Steuerungsergebnisses zeigt;
- 8 ist ein Flussdiagramm, welches ein Beispiel einer eine dritte Ausführungsform betreffenden Steuerungsroutine zeigt;
- 9 ist ein Zeitdiagramm, welches schematisch ein Beispiel eines die dritte Ausführungsform betreffenden Steuerungsergebnisses zeigt;
- 10 ist ein Flussdiagramm, welches ein Beispiel einer eine vierte Ausführungsform betreffenden Steuerungsroutine zeigt; und
- 11 ist ein Zeitdiagramm, welches schematisch ein Beispiel eines die vierte Ausführungsform betreffenden Steuerungsergebnisses zeigt.
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Beschreibung von Ausführungsformen
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(Erste Ausführungsform)
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Wie in 1 gezeigt, hat ein Fahrzeug 1 einen Verbrennungsmotor 2 und einen Kraftstofftank 3. Der Verbrennungsmotor 2 ist als eine Antriebsquelle zur Fortbewegung vorgesehen und ist als ein Benzinmotor konfiguriert. Der Kraftstofftank 3 speichert Benzin, welches ein Kraftstoff für den Verbrennungsmotor 2 ist. In dem Kraftstofftank 3 gespeicherter Kraftstoff F wird durch eine Kraftstoffpumpe 4 angesaugt und über ein Zuführungsrohr 5 und ein Kraftstoffeinspritzventil 6 einem Ansaugdurchgang 7 des Verbrennungsmotors 2 zugeführt. Der Ansaugdurchgang 7 ist mit einem Luftfilter 8 zur Luftfilterung und einem Drosselventil 9 zum Anpassen der Ansaugluftmenge ausgestattet.
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Der Kraftstofftank 3 ist mit einem Einlassrohr 10 zum Betanken versehen. An dem Endabschnitt des Einlassrohres 10 ist ein Kraftstoffeinfüllstutzen 10a ausgebildet. Der Kraftstoffeinfüllstutzen 10a wird durch einen Tankverschluss 11 verschlossen, welcher durch einen Nutzer im Moment einer Betankung abnehmbar ist. Der Tankverschluss 11 ist in dem Moment, in welchem nicht betankt wird, durch eine Tankklappe 12 versteckt, welche an einer Karosserie B des Fahrzeugs 1 vorgesehen ist. Wenn ein Betankungsknopf 13 durch einen Nutzer gedrückt wird, wird die Tankklappe 12 durch eine Klappenantriebsvorrichtung 14 unter einer Bedingung geöffnet, dass eine nachfolgend beschriebene Druckminderungssteuerung abgeschlossen wurde. Dadurch ist es dem Nutzer möglich, auf den Tankverschluss 11 zuzugreifen, und wird das Betanken möglich. Die verbleibende Menge von in dem Kraftstofftank 3 gespeicherten Kraftstoff F wird durch einen Restmengensensor 15 einer Schwimmerbauart gemessen.
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Das Fahrzeug 1 ist mit einer Vorrichtung zur Behandlung von verdampftem Kraftstoff 17 zum Behandeln von verdampftem Kraftstoff, welcher in dem Kraftstofftank 3 erzeugt wurde, versehen. Die Vorrichtung zur Behandlung von verdampftem Kraftstoff 17 hat einen Kanister 18, einen Dampfdurchgang 19, ein Schließventil 20, ein Atmosphärenverbindungsrohr 21 und eine Spülvorrichtung 22. Der Kanister 18 beinhaltet einen Adsorber 18a zum Sorbieren von verdampftem Kraftstoff. Der Dampfdurchgang 19 verbindet den Kanister 18 und den Kraftstofftank 3. Das Schließventil 20 ist an dem Dampfdurchgang 19 vorgesehen und kann den Dampfdurchgang 19 öffnen und schließen und kann zudem seinen Öffnungsgrad ändern, um die Strömungsrate von in dem Dampfdurchgang 19 strömendem verdampftem Kraftstoff zu steuern. Das Atmosphärenverbindungsrohr 21 ist mit an Kanister 18 vorgesehen und zu der Atmosphäre hin geöffnet. Die Spülvorrichtung 22 führt dem Ansaugdurchgang 7 des Verbrennungsmotors 2 durch Umgebungsluft, welche in den Kanister 18 über das Atmosphärenverbindungsrohr 21 eingeleitet wurde, Spülgas zu, wobei das Spülgas von dem Kanister 18 separiert wird.
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Als ein Beispiel eines die vorliegende Erfindung betreffenden Ventilmechanismus ist an einem Verbindungsabschnitt des Dampfdurchgangs 19 und des Kraftstofftanks 3 ein ORVR-Ventil 23 vorgesehen. In einem Fall, in welchem das Flüssigkeitslevel des Kraftstoffs F in dem Kraftstofftank 3 die Installationshöhe erreicht hat, das heißt, das Kraftstofflevel des Kraftstofftanks 3 die Grenze erreicht hat und dieser voll wird, sperrt das ORVR-Ventil 23 die Verbindung zwischen dem Dampfdurchgang 19 und dem Kraftstofftank 3 durch Schließen des Dampfdurchgangs 19. Das ORVR-Ventil 23 hat ein Ventilelement der Schwimmerbauart 23a, welches in einem Fall, in welchem das Kraftstofflevel des Kraftstofftanks 3 die Grenze erreicht hat, den Dampfdurchgang 19 schließt und einen Ventilsitz 23b, an welchem das Ventilelement 23a in dem Ventilschließzustand angepresst ist. Wie in 1 gezeigt, verlässt das Ventilelement 23a den Ventilsitz 23b aufgrund der Schwerkraft nach unten hin, wenn der Kraftstofftank 3 nicht voll ist, und öffnet dadurch den Dampfdurchgang 19. Andererseits tritt manchmal ein Phänomen auf, in welchem das Körperelement 23a hin zu der Seite des Ventilsitzes 23b gesaugt wird und das ORVR-Ventil 23 den Dampfdurchgang 19 schließt, wenn das Schließventil 20 sich öffnet und die Strömungsrate des Dampfdurchgangs 19 steigt, bis die Grenzströmungsrate überschritten ist.
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Die Spülvorrichtung 22 hat einen Spüldurchgang 25 zum Verbinden des Kanisters 18 und des Ansaugdurchgangs 7 des Verbrennungsmotors 2, um Spülgas in den Verbrennungsmotor 2 einzuleiten und ein Spülsteuerungsventil 26, welches an dem Spüldurchgang 25 vorgesehen ist. Das Spülsteuerungsventil 26 ist als ein Vakuumschaltventil (VSV) konfiguriert, welches bei einem Unterdruck des Ansaugdurchgangs 7 schaltet. Wenn das Spülsteuerungsventil 26 sich öffnet, wird Umgebungsluft über das Atmosphärenverbindungsrohr 21 in den Kanister 18 eingeleitet und wird das genannte Spülgas dem Ansaugdurchgang 7 des Verbrennungsmotors 2 zugeführt. Die in den Kanister 18 eingeleitete Umgebungsluft wird durch den Luftfilter 21 a gefiltert, welcher an dem Atmosphärenverbindungsrohr 21 vorgesehen ist.
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Eine Schlüssel-Aus-Pumpe 27 ist an einem Verbindungsabschnitt des Atmosphärenverbindungsrohrs 21 und des Kanisters 18 vorgesehen. Die Schlüssel-Aus-Pumpe 27 ist für eine Prüfung zum Entdecken eines abnormalen Zustands, wie z.B. Löchern, von Prüfungsobjekten, wie z.B. dem Kanister 18 und dem Kraftstofftank 3, vorgesehen. Die Schlüssel-Aus-Pumpe 27 hat nicht nur eine Pumpe, welche für die Prüfung angetrieben wird, sondern beinhaltet auch einen Drucksensor 28 zur Messung eines Drucks im Inneren des Kanisters 18. Andererseits wird ein Druck im Inneren des Kraftstofftanks 3 (dem Innendruck) durch einen Drucksensor 29 als ein Beispiel einer Messvorrichtung der vorliegenden Erfindung gemessen, wobei der Drucksensor 29 an dem Kraftstofftank 3 vorgesehen ist.
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2 zeigt Details des Schließventils 20, welches als ein eine Strömungsrate steuerndes Ventil konfiguriert ist, das in seinem Ventilschließzustand den Dampfdurchgang 19 schließt und in seinem Ventilöffnungszustand den Dampfdurchgang 19 öffnet, und welches die Strömungsrate des verdampften Kraftstoffs durch ein Ändern seines Öffnungsgrades in dem Ventilöffnungszustand steuern kann. Wie in 2 gezeigt, hat das Schließventil 20 ein Gehäuse 30, ein in dem Gehäuse 30 untergebrachtes Ventilelement 31 und einen Schrittmotor 32, welcher das Ventilelement 31 antreibt.
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In dem Gehäuse 30 sind eine Einströmleitung 41, in welche verdampfter Kraftstoff einströmt, eine Ausströmleitung 42, aus welcher verdampfter Kraftstoff ausströmt und eine Ventilkammer ausgebildet, welche sowohl mit der Einströmleitung 41 als auch der Ausströmleitung 42 verbunden ist und das Ventilelement 31 aufnimmt. Das Ventilelement 31 hat einen innenseitigen Ventilabschnitt 51, welcher die Einströmleitung 41 schließen kann und einen Führungsabschnitt 52, welcher angeordnet ist, um den innenseitigen Ventilabschnitt 51 zu umgeben, und bei dem in 2 die Oberseite geschlossen ist und in 2 die Unterseite geöffnet ist. Der innenseitige Ventilabschnitt 51 und der Führungsabschnitt 52 sind koaxial kombiniert, wobei die axiale Linie Ax derart als ein Zentrum genutzt wird, dass sie sich bezüglich der Richtung der axialen Linie Ax miteinander korrelierend bewegen können. An dem unteren Ende des innenseitigen Ventilabschnitts 51 ist beispielsweise ein aus Kunstkautschuk bestehendes Dichtungsbauteil 54 vorgesehen. Das Dichtungsbauteil 54 schließt die Einströmleitung 41, wenn es an einen Ventilsitz 60 des Gehäuses 30 angedrückt wird, wobei der Ventilsitz 60 an einem Öffnungsabschnitt der Einströmleitung 41 vorgesehen ist.
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Zwischen dem innenseitigen Ventilabschnitt 51 und dem Führungsabschnitt 52 ist eine Spiralfeder 55 in einem komprimierten Zustand vorgesehen, wobei die Spiralfeder 55 den innenseitigen Ventilabschnitt 51 zu der Seite des Ventilsitzes 60 hin vorspannt. Der Führungsabschnitt 52 ist in dem Gehäuse 30 in einem bezüglich der Richtung der axialen Linie Ax beweglichen Zustand und zudem in einem um die axiale Linie Ax drehbaren Zustand vorgesehen. Ferner ist zwischen dem Führungsabschnitt 52 und dem Gehäuse 30 eine Spiralfeder 56 in einem komprimierten Zustand vorgesehen. Aufgrund der elastischen Kraft der Spiralfeder 56 ist der Führungsabschnitt 52 in einer Richtung weg von dem Ventilsitz 60 vorgespannt. Der obere Abschnitt des Führungsabschnitts 52 ist mit einem Schraubenmutterabschnitt 57 versehen. Eine in dem Schraubenmutterabschnitt 57 ausgebildete Schraubenmutter 57a ist mit einem Außengewinde 58a, welches an einer Ausgangswelle 58 des Schrittmotors 32 ausgebildet ist, in Eingriff. Abhängig von dem Betätigungsbetrag des Schrittmotors 32 wird dadurch der Führungsabschnitt 52 des Ventilelements 31 in eine durch einen Pfeil X gezeigte Öffnungsrichtung und zudem in eine Schließrichtung, welche eine der Öffnungsrichtung entgegengesetzte Richtung ist, bewegt.
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2 zeigt, dass ein Zustand des Führungsabschnitts 52 des Ventilelements 31 eine Anfangsposition ist, in welcher das untere Ende des Führungsabschnitts 52 sich bezüglich der Schließrichtung an einer Grenze befindet, an welcher das untere Ende den Ventilsitz 60 kontaktiert und zudem der Dampfdurchgang 19 geschlossen ist. In dieser Anfangsposition wird das Dichtungsbauteil 54 des innenseitigen Ventilabschnitts 51 aufgrund der elastischen Kraft der Spiralfeder 55 gegen den Ventilsitz 60 gedrückt, wodurch das Schließventil 20 sich in dem Ventilschließzustand befindet. Wenn der Schrittmotor 32 derart angetrieben wird, dass der Führungsabschnitt 52 sich von der Anfangsposition in die Öffnungsrichtung bewegt, beginnt das untere Ende des Führungsabschnitts 52 den Ventilsitz 60 zu verlassen. Und dann, wenn sich der Betätigungsbetrag bezüglich der Öffnungsrichtung erhöht, liegen ein vorstehender Abschnitt 52a, welcher an dem Führungsabschnitt 52 vorgesehen ist und nach innen vorsteht, und ein vorstehender Abschnitt 51 a, welcher an dem innenseitigen Ventilabschnitt 51 vorgesehen ist und nach außen vorsteht, aneinander an. Bis diese vorstehenden Abschnitte 52a und 51 a aneinander anliegen, wird das Schließventil 20 in dem Ventilschließzustand gehalten, in welchem das Dichtungsbauteil 54 des innenseitigen Ventilabschnitts 51 gegen den Ventilsitz 60 gedrückt wird. Wenn der Führungsabschnitt 52 in einem Zustand, in welchem diese vorstehenden Abschnitte 52a und 51 a aneinander anliegen, weiter in der Öffnungsrichtung betätigt wird, bewegen sich der Führungsabschnitt 52 und der innenseitige Ventilabschnitt 51 zusammen in die Öffnungsrichtung und verlässt das Dichtungsbauteil 54 des innenseitigen Ventilabschnitts 51 den Ventilsitz 60. Dadurch, dass die Einströmleitung 41 geöffnet wird, werden die Einströmleitungen 41 und die Ausströmleitungen 42 über die Ventilkammer 43 miteinander verbunden und wird ein Öffnen des Dampfdurchgangs 19 zugelassen.
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Auf diese Weise wird das Schließventil 20 in dem Ventilschließzustand gehalten, während der Führungsabschnitt 52 von der Anfangsposition bezüglich der Öffnungsrichtung betätigt wird, bis der vorstehende Abschnitt 52a des Führungsabschnitts 52 und der vorstehende Abschnitt 51 a des innenseitigen Ventilabschnitts 51 aneinander anliegen. Dadurch ist der Betätigungsbereich des Schließventils 20 ein Ventilschließbereich, in welchem der Führungsabschnitt 52 von der Anfangsposition in der Öffnungsrichtung betrieben wird, bis die vorstehenden Abschnitte 51 a und 52a aneinander anliegen, und entspricht der Betätigungsbereich einem Beispiel der die vorliegende Erfindung betreffenden Totzone. Zudem ist es die Position, in welcher das Dichtungsbauteil 54 des innenseitigen Ventilabschnitts 51 den Ventilsitz 60 verlässt, indem der Führungsabschnitt 52 in der Öffnungsrichtung betätigt wird, wobei die vorstehenden Abschnitte 51 a und 52a aneinander anliegen, welche einem Beispiel der die vorliegende Erfindung betreffenden Ventilöffnungsstartposition entspricht.
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Variationen dieser Ventilöffnungsstartposition könnten aufgrund von Toleranzen des Führungsabschnitts 52, des innenseitigen Ventilabschnitts 51 oder Ähnlichem des Schließventils 20 oder profanen Änderungen derselben erzeugt werden. Folglich wird ein Lernprozess zum Erfassen und Speichern der Ventilöffnungsstartposition durchgeführt, welcher für das Schließventil 20 einzigartig ist. In einem Beispiel wird der Lernprozess durch eine Motorsteuerungseinheit (ECU) 70 durchgeführt, welche als ein Computer konfiguriert ist, welcher Betätigungen des Verbrennungsmotors 2 steuert.
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Wie in 1 gezeigt, werden ein Ausgangssignal des in der Schlüssel-Aus-Pumpe 27 eingebauten Drucksensors 28 und ein Ausgangssignal des an dem Kraftstofftank 3 vorgesehenen Drucksensors 29 auf die ECU 70 übertragen. Die ECU 70 betreibt den Schrittmotor 32 des Schließventils 20, um den Lernprozess für die Ventilöffnungsstartposition auszuführen, während sie einen jedem der Ausgangssignale zugehörigen Druckmesserwert überwacht. Beispielsweise, wie in 3 gezeigt, erhöht die ECU 70 den Betätigungsbetrag von der Startposition bezüglich der Öffnungsrichtung des Schließventils 20 (den Ventilhubbetrag) graduell schrittweise. Der erhöhte Betrag pro Erhöhung ist angemessen für einen Rotationsbetrag mit wenigen Schritten (beispielsweise vier Schritten) des Schrittmotors 32 eingestellt. In einem Fall, in welchem eine Erhöhung um wenigstens einen bestimmten Druck ΔA bezüglich dem Druck in dem Kanister 18 (Systemdruck) oder eine Abnahme um wenigstens einen bestimmten Druck ΔB bezüglich dem Innendruck des Kraftstofftanks 3 (Tankdruck) ermittelt wird, speichert die ECU 70 den vorangegangenen Betriebsbetrag als den Lernwert der Ventilöffnungsstartposition, wobei die Erhöhung oder die Abnahme durch den Betrieb bezüglich der Öffnungsrichtung des Schließventils 20 verursacht wird.
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Ferner öffnet die ECU 70 das Schließventil 20, bevor der Kraftstofftank 3 betankt wird, um die Druckminderungssteuerung zum Reduzieren des Innendrucks des Kraftstofftanks 3 durchzuführen, um zu verhindern, dass der verdampfte Kraftstoff in dem Kraftstofftank 3 in einem Moment des Betankens aus dem Kraftstoffeinfüllstutzen 10a in die Atmosphäre abgegeben wird.
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4 zeigt ein Beispiel einer durch die ECU 70 ausgeführten Steuerungsroutine. Das Computerprogramm für die in 4 gezeigte Steuerungsroutine wird angemessen ausgelesen und wiederholt in vorbestimmten Intervallen durch die ECU 70 ausgeführt. Die ECU 70 fungiert als ein Beispiel einer die vorliegende Erfindung betreffenden Steuerungsvorrichtung, indem sie die Steuerungsroutine aus 4 ausführt.
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In Schritt S1 bestimmt die ECU 70, ob der Betankungsschalter 13 gedrückt worden ist. In einem Fall, in welchem der Betätigungsschalter 13 gedrückt worden ist, geht die ECU 70 zu Schritt S2. In einem Fall, in welchem der Betankungsschalter 13 nicht gedrückt worden ist, überspringt die ECU 70 die folgenden Prozesse und beendet die aktuelle Routine.
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In Schritt S2 treibt die ECU 70 den Schrittmotor 32 mit einer hohen Geschwindigkeit bis zu einer Anfangszahl von Schritten STP1 an. Die Anfangszahl von Schritten STP1 ist im Voraus als die Anzahl von Schritten des Schrittmotors 32 eingestellt, welche dem Betätigungsbetrag von der Anfangsposition (bezüglich 2) bezüglich der Öffnungsrichtung entspricht, wobei der Betätigungsbetrag das Schließventil 20 sicher strukturell innerhalb der Totzone hält. Im Allgemeinen führt ein Schrittmotor einen Schritt aus, wenn ein Puls zugeführt wird. Entsprechend ist es möglich, in einem Fall, in welchem eine Zeit zwischen dem Schrittmotor 32 zuzuführenden Pulsen als ein Antriebszyklus definiert ist, eine Ventilöffnungsgeschwindigkeit des Schließventils 20 unter Nutzung des Antriebszyklus zu repräsentieren. Wenn der Antriebszyklus kürzer ist, ist die Ventilöffnungsgeschwindigkeit des Schließventils 20 höher und, wenn der Antriebszyklus länger ist, ist die Ventilöffnungsgeschwindigkeit des Schießventils 20 niedriger. Bezüglich des Hochgeschwindigkeitsantriebs in Schritt S2 ist der Antriebszyklus auf einen konstanten Wert, beispielsweise 6 [ms], eingestellt.
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In Schritt S3 erhält die ECU 70 den Innendruck PT des Kraftstofftanks 3 durch Heranziehen des Ausgangssignals des Drucksensors 29, welcher an dem Kraftstofftank 3 vorgesehen ist. Als Nächstes bestimmt in Schritt S4 die ECU 70, ob der Innendruck PT des Kraftstofftanks 3 höher als ein vorbestimmter Wert PTa ist. Der vorbestimmte Wert PTa ist wie angemessen als ein oberes Limit des Innendrucks PT des Kraftstofftanks 3 eingestellt, wobei das obere Limit sicherstellt, dass die Strömungsrate des Dampfdurchgangs 19 nicht die Grenzströmungsrate übersteigt, bei welcher das ORVR-Ventil 23 den Dampfdurchgang 19 verschließt, selbst wenn das Schließventil 20 mit einem beliebigen Öffnungsgrad geöffnet ist.
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Entsprechend besteht in einem Fall, in welchem der Innendruck PT des Kraftstofftanks 3 höher als der vorbestimmte Wert PTa ist, eine Möglichkeit, dass die Strömungsrate des Dampfdurchlasses 19 abhängig von dem Öffnungsgrad des Schließventils 20 die Grenzströmungsrate erreicht. Aufgrund dessen geht die ECU 70 zu Schritt S5. Andererseits überschreitet in einem Fall, in welchem der Innendruck PT gleich der vorbestimmte Wert PTa oder kleiner ist, die Strömungsrate des Dampfdurchgangs 19 nicht die Grenzströmungsrate, selbst wenn das Schließventil 20 mit einem beliebigen Öffnungsgrad geöffnet ist. Aufgrund dessen geht die ECU 70 zu Schritt S7, um den Schrittmotor 32 mit einer hohen Geschwindigkeit bis zu einer Zielanzahl von Schritten STPt anzutreiben, um die Druckminderungssteuerung zu vollenden. Die Zielanzahl von Schritten STPt ist die Anzahl von Schritten des Schrittmotors 32 zum Erreichen des Öffnungsgrads des Schließventils 20, welcher es ausreichend ermöglicht, den Druck in dem Kraftstofftank 3 zu reduzieren, und ist beispielsweise als die Anzahl von Schritten zum vollständigen Öffnen des Schließventils 20 eingestellt. Bezüglich des Hochgeschwindigkeitsantriebs in Schritt S7 ist der Antriebszyklus als ein konstanter Wert eingestellt, beispielsweise 6 [ms]. In einem nächsten Schritt S8 steuert die ECU 70 die Klappenantriebsvorrichtung 14, um die Tankklappe 12 zu öffnen. Dadurch wird ein Betanken des Kraftstofftanks 3 möglich. Dann beendet die ECU 70 die Routine.
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In Schritt S5 berechnet die ECU 70 einen Antriebszyklus tx des Schließventils 20 innerhalb eines Bereichs, in welchem die Strömungsrate des Dampfdurchgangs 19 die Grenzströmungsrate bei dem gemessenen Innendruck PT nicht überschreitet. Beispielsweise wird dieser Antriebszyklus tx berechnet, indem die ECU 70 auf ein Speicherabbild (nicht dargestellt) zugreift, welches basierend auf Experimenten an einer tatsächlichen Maschine, Simulationen oder ähnlichem erstellt wurde und eine Datenstruktur hat, welche den Innendruck PT als eine Variable nutzt, und einen Antriebszyklus tx des Schließventils 20 innerhalb eines Bereichs bereitstellt, in welchem die Grenzströmungsrate nicht überschritten wird. In dem Speicherabbild sind der Innendruck PT und der Antriebszyklus tx derart eingestellt, dass der Antriebszyklus tx kürzer wird, wenn der Innendruck PT des Kraftstofftanks niedriger ist, das heißt, die Ventilöffnungsgeschwindigkeit des Schließventils 20 höher wird, wenn der Innendruck PT niedriger ist.
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In Schritt S6 treibt die ECU 70 den Schrittmotor 32 mit einer vorbestimmten Anzahl von Schritten mit dem in Schritt S5 berechneten Antriebszyklus tx an und kehrt zu Schritt S3 zurück. Die vorbestimmte Anzahl von Schritten ist unter Beachtung der berechneten Geschwindigkeit der ECU 70 und Ähnlichem angemessen eingestellt. In dieser Ausführungsform ist beispielsweise die vorbestimmte Anzahl von Schritten auf 5 Schritte eingestellt. Die Prozesse von Schritt S3 bis Schritt S6 werden wiederholt, bis in Schritt S4 bestimmt wird, dass der Innendruck PT der vorbestimmte Wert PTa oder weniger ist. Wenn in Schritt S5 der Innendruck PT des Kraftstofftanks 3 niedriger ist, wird der berechnete Antriebszyklus kürzer. Entsprechend wird durch Wiederholen der Prozesse von Schritt S3 bis Schritt S6 die Druckminderungssteuerung ausgeführt, während der Innendruck PT des Kraftstofftanks 3 überwacht wird, sodass, wenn der Innendruck PT des Kraftstofftanks 3 niedriger wird, die Ventilöffnungsgeschwindigkeit des Schließventils 20 innerhalb des Bereichs, in welchem die Strömungsrate des Dampfdurchgangs 19 nicht die Grenzströmungsrate überschreitet, höher wird.
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5 zeigt schematisch ein Beispiel eines Ergebnisses einer von der ECU 70 ausgeführten Steuerung. Wie in 5 gezeigt, wird, wenn der Betankungsschalter 13 zu einer Zeit t0 auf AN geschaltet ist, das Schließventil 20 mit hoher Geschwindigkeit bis zu einer Zeit t1 angetrieben, zu welcher die Anzahl von Schritten die Anfangszahl von Schritten STP1 erreicht. Die Anfangszahl von Schritten STP1 ist derart eingestellt, dass das Schließventil 20 innerhalb der Totzone bleibt. Aufgrund dessen wird das Schließventil 20 von der Zeit t0 bis zu der Zeit t1 in den Ventilschließzustand gehalten. In diesem Fall ist der Innendruck PT des Kraftstofftanks 3 größer als der vorbestimmte Wert PTa. Wenn die Anzahl von Schritten die Anfangszahl von Schritten STP1 zu einer Zeit t1 erreicht, wird entsprechend der Antrieb des Schließventils 20 gestartet, wobei der Antriebszyklus tx für den erhaltenen Innendruck PT angemessen berechnet ist. Der Antrieb mit dem Antriebszyklus tx wird bis zu einer Zeit t2 fortgesetzt, zu welcher der Innendruck PT gleich oder kleiner als der vorbestimmte Wert PTa wird. Wenn der Innendruck PT zu der Zeit t2 den vorbestimmten Wert PTa erreicht, wird der Antrieb auf den Hochgeschwindigkeitsantrieb umgeschaltet und wird das Schließventil 20 von der Zeit t2 bis zu einer Zeit t3, zu welcher die Anzahl von Schritten die Zielanzahl von Schritten STPt erreicht, mit hoher Geschwindigkeit angetrieben. In der vorliegenden Erfindung wird die Vollendung der Druckminderungssteuerung unter der Bedingung bestimmt, dass eine vorbestimmte Zeit seit dem Moment, in welchem die Anzahl von Schritten die Zielanzahl von Schritten STPt erreicht hat, vergangen ist, und wird die Klappenantriebsvorrichtung 14 zu einer Zeit t4 betätigt, um die Tankklappe 12 zu öffnen. Alternativ kann die Vollendung der Druckminderungssteuerung basierend auf dem Innendruck bestimmt werden.
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Da die ECU 70 die Druckminderungssteuerung durchführt, während sie den Innendruck PT des Kraftstofftanks 3 überwacht, ist es nach der vorliegenden Ausführungsform unnötig, das Schließventil 20 unter Nutzung der Ventilöffnungsstartposition des Schließventils 20 als ein Kriterium zu steuern. Entsprechend ist es möglich, die Druckminderungssteuerung vor dem Betanken auszuführen, ohne von dem Lernergebnis der Ventilöffnungsstartposition des Schließventils 20 abhängig zu sein. Ferner wird die Druckminderungssteuerung unter Nutzung des Antriebszyklus tx ausgeführt, welcher innerhalb des Bereichs berechnet wurde, in welchem die Strömungsrate des Dampfdurchgangs 19 die Grenzströmungsrate nicht überschreitet, wodurch das Ventilelement der Schwimmerbauart 23a, welches in dem ORVR-Ventil 23 vorgesehen ist, den Dampfdurchgang 19 schließt. Dadurch ist es möglich, einen Zustand zu vermeiden, in welchem der Dampfdurchgang 19 durch das ORVR-Ventil 23 geschlossen wird und dadurch die Druckminderungssteuerung des Kraftstofftanks 3 nicht vollendet werden kann. Ferner wird die Ventilöffnungsgeschwindigkeit des Schließventils 20 derart gesteuert, dass sie höher wird, wenn der Innendruck PT des Kraftstofftanks 3 niedriger wird. Dadurch ist es möglich, die Druckminderungssteuerung verglichen mit einem Fall, in welchem die Druckminderungssteuerung mit einer konstanten Ventilöffnungsgeschwindigkeit durchgeführt wird, in einer kürzeren Zeit zu vollenden.
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(Zweite Ausführungsform)
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Als Nächstes wird nachfolgend die zweite Ausführungsform der vorliegenden Erfindung mit Referenz auf 6 und 7 beschrieben. Die zweite Ausführungsform entspricht der ersten Ausführungsform, abgesehen von der Druckminderungssteuerung. Entsprechend werden in den folgenden Beschreibungen die Beschreibungen wie die der physischen Konstruktion, welche gleich wie in der ersten Ausführungsform sind, weggelassen und sollen die Beschreibungen und Figuren der ersten Ausführungsform wir angemessen herangezogen werden.
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Die ECU 70 führt eine in 6 gezeigte Steuerungsroutine aus, um die Steuerung in der zweiten Ausführungsform zu realisieren, und dadurch fungiert die ECU 70 als ein Beispiel einer die vorliegende Erfindung betreffenden Steuerungsvorrichtung. In der zweiten Ausführungsform führt die ECU 70 die Druckminderungssteuerung aus, indem sie den Lernwert der Ventilöffnungsstartposition des Schließventils 20 nutzt, wobei der Lernwert in dem Lernprozess für die Ventilöffnungsstartposition gespeichert wird. Das Computerprogramm für die in 6 gezeigte Steuerungsroutine wird wie angemessen ausgelesen und in vorbestimmten Intervallen durch die ECU 70 wiederholt ausgeführt.
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In Schritt S11 bestimmt die ECU 70, ob der Betankungsschalter 13 auf AN geschaltet wurde. In einem Fall, in welchem der Betankungsschalter 13 auf AN geschaltet wurde, geht die ECU 70 zu Schritt S12, und falls nicht, überspringt die ECU 70 die folgenden Schritte und beendet die Routine.
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In Schritt S12 bestimmt die ECU 70, ob der Lernprozess für die Ventilöffnungsstartposition des Schließventils 20 ausgeführt worden ist. In einem Fall, in welchem der Lernprozess ausgeführt worden ist und die Ventilöffnungsstartposition als der Lernwert gespeichert wird, treibt die ECU 70 in Schritt S13 den Schrittmotor 32 mit hoher Geschwindigkeit bis zu der Anfangszahl von Schritten STP2 an, welche die Anzahl von Schritten ist, die von der Anfangsposition bis zu der Ventilöffnungsstartposition benötigt wird. In diesem Fall wird der Antriebszyklus beispielsweise auf 6 [ms] eingestellt. Andererseits treibt in einem Fall, in welchem der Lernprozess nicht ausgeführt worden ist, die ECU 70 , wie in der ersten Ausführungsform, in Schritt S14 den Schrittmotor 32 mit hoher Geschwindigkeit bis zu der Anfangszahl von Schritten STP1 an, wobei der Antriebszyklus beispielsweise 6 [ms] ist, welche das Schließventil 20 strukturell innerhalb der Totzone hält.
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Die Prozesse von Schritt S15 bis Schritt S20 sind die gleichen wie die Prozesse von Schritt S3 bis S8, wie für die erste Ausführungsform in 4 gezeigt, weshalb die Beschreibungen hierfür ausgelassen werden.
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Entsprechend der zweiten Ausführungsform werden ähnliche Effekte wie in der ersten Ausführungsform erhalten. Ferner wird nach der zweiten Ausführungsform, wie in 7 offensichtlich gezeigt, in einem Fall, in welchem der Lernprozess ausgeführt worden ist und die Ventilöffnungsstartposition des Schließventils 20 gespeichert wird, der Schrittmotor mit hoher Geschwindigkeit bis zu der Anfangszahl von Schritten STP2 angetrieben, welche größer als die Anfangszahl von Schritten STP1 ist, welche in dem Fall zu verwenden ist, in welchem der Lernprozess nicht ausgeführt worden ist. Das heißt, die Ventilöffnungsgeschwindigkeit des Schießventils 20 bis zu der Ventilöffnungsstartposition ist höher als die Ventilöffnungsgeschwindigkeit nach einem Passieren durch die Ventilöffnungsstartposition. Dadurch ist es in einem Fall, in welchem die Ventilöffnungsstartposition gespeichert wird, möglich, die Totzone in einer kurzen Zeit zu passieren. Entsprechend ist es möglich, die Zeit zu reduzieren, welche bis zu der Vollendung der Druckminderungssteuerung benötigt wird.
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(Dritte Ausführungsform)
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Als Nächstes wird nachfolgend die dritte Ausführungsform mit Referenz auf 8 und 9 beschrieben. Die dritte Ausführungsform entspricht der ersten Ausführungsform, abgesehen von der Druckminderungssteuerung. Entsprechend werden in den folgenden Beschreibungen die Beschreibungen, wie die von physischen Konstruktionen, welche mit der ersten Ausführungsform übereinstimmen, ausgelassen, und sollen die Beschreibungen und Figuren der ersten Ausführungsform wie angemessen herangezogen werden.
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Die ECU 70 führt eine in 8 gezeigte Steuerungsroutine aus, um die Steuerung in der dritten Ausführungsform zu realisieren, und dadurch fungiert die ECU 70 als ein Beispiel einer die vorliegende Erfindung betreffenden Steuerungsvorrichtung. In der dritten Ausführungsform wird eine Anzahl von Bestimmungsregionen eingestellt, in welchen die Höhe des Innendrucks des Kraftstofftanks 3 abgestuft ist, und wird eine Ventilöffnungsgeschwindigkeit des Schließventils 20 in jeder der Anzahl von Bestimmungsregionen konstant gehalten, um die Druckminderungssteuerung auszuführen. Das Computerprogramm für die in 8 gezeigte Steuerungsroutine wird wie angemessen ausgelesen und in vorbestimmten Intervallen durch die ECU 70 wiederholt ausgeführt.
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In Schritt S21 bestimmt die ECU 70, ob der Betankungsschalter 13 auf AN gestellt ist. In einem Fall, in welchem der Betankungsschalter 13 auf AN gestellt ist, geht die ECU 70 zu Schritt S22, und falls nicht, überspringt die ECU 70 die folgenden Schritte und beendet die Routine. In Schritt S22 treibt die ECU 70 den Schrittmotor 32 mit einer hohen Geschwindigkeit bis zu der Anfangszahl von Schritten STP1 an. Für den Hochgeschwindigkeitsantrieb in Schritt S22 wird der Antriebszyklus auf einen konstanten Wert eingestellt, beispielsweise 6 [ms]. In Schritt S23 erhält die ECU 70 den Innendruck des Kraftstofftanks 3, indem sie auf das Ausgangssignal des an dem Kraftstofftank 3 vorgesehenen Drucksensors 29 zurückgreift.
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In den Prozessen von Schritten S24 bis S31 stellt die ECU 70 eine Anzahl von Bestimmungsregionen ein, in welchen die Höhe des Innendrucks PT des Kraftstofftanks 3 abgestuft ist, und treibt die ECU 70 das Schließventil 20 mit einem konstanten Antriebszyklus an, welcher für jede Bestimmungsregion eingestellt ist. In der vorliegenden Ausführungsform sind, wie in 9 gezeigt, vier Bestimmungsregionen Ra bis Rd mit Bezug auf den Innendruck PT eingestellt und sind entsprechend vier Antriebszyklen A bis D für die vier Bestimmungsregionen Ra bis Rd eingestellt. Jeder der Antriebszyklen A bis D ist als ein Antriebszyklus innerhalb eines Bereichs eingestellt, in welchem die Strömungsrate des Dampfdurchgangs 19 bei dem Innendruck PT der entsprechenden Bestimmungsregion Ra bis Rd die Grenzströmungsrate nicht überschreitet. Die Details sind wie folgt.
- Bestimmungsregion Ra: PTa < PT ≤ PTb, Antriebszyklus A
- Bestimmungsregion Rb: PTb < PT ≤ PTc, Antriebszyklus B
- Bestimmungsregion Rc: PTc < PT ≤ PTd, Antriebszyklus C
- Bestimmungsregion Rd: PT > PTd, Antriebszyklus D
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Bezüglich den Schwellwerten PTa bis PTd wird die Beziehung PTa < PTb < PTc < PTd hergestellt und bezüglich den Antriebszyklen A bis B wird die Beziehung A < B < C < D hergestellt.
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In Schritt S24 bestimmt die ECU 70, ob der Innendruck PT des Kraftstofftanks 3 höher als der vorbestimmte Wert PTa ist. Der vorbestimmte Wert PTa ist der gleiche wie der in der ersten Ausführungsform. Entsprechend führt in einem Fall, in welchem der Innendruck PT des Kraftstofftanks 3 höher als der vorbestimmte Wert PTa ist, die ECU 70 die Prozesse von Schritt S25 bis Schritt S31 derart aus, dass die Strömungsrate des Dampfdurchgangs 19 die Grenzströmungsrate nicht überschreitet. Andererseits überschreitet in einem Fall, in welchem der Innendruck PT des Kraftstofftanks 3 gleich oder kleiner als der vorbestimmte Wert PTa ist, die Strömungsrate des Dampfdurchgangs 19 nicht die Grenzströmungsrate, selbst wenn das Schließventil 20 mit einem beliebigen Öffnungsgrad geöffnet ist. Entsprechend geht die ECU 70 zu Schritt S32, um den Schrittmotor 32 mit hoher Geschwindigkeit bis zu der Zielanzahl von Schritten STPt anzutreiben, um die Druckminderungssteuerung zu vollenden. Und dann steuert in Schritt S33 die ECU 70 die Klappenantriebsvorrichtung 14, um die Tankklappe 12 zu öffnen, und beendet die Routine.
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In Schritt S25 bestimmt die ECU 70, ob der Innendruck PT höher als der vorbestimmte Wert PTd ist. In einem Fall, in welchem der Innendruck PT höher als der vorbestimmte Wert PTd ist, das heißt, der Innendruck PT zu der vorstehend genannten Bestimmungsregion Rd gehört, treibt die ECU 70 in Schritt S26 das Schließventil 20 mit dem Antriebszyklus D an und kehrt zu Schritt S23 zurück. Andererseits geht die ECU 70 in einem Fall, in welchem der Innendruck PT gleich oder kleiner als der vorbestimmte Wert PTd ist, zu Schritt S27.
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In Schritt S27 bestimmt die ECU 70, ob der Innendruck PT höher als der vorbestimmte PTc ist. In einem Fall, in welchem der Innendruck PT höher als der vorbestimmte Wert PTc ist, das heißt, der Innendruck PT zu der vorstehend genannten Bestimmungsregion Rc gehört, treibt die ECU 70 das Schließventil 20 in Schritt S28 mit dem Antriebszyklus C an und kehrt zu Schritt S23 zurück. Andererseits geht die ECU 70 in einem Fall zu Schritt S29, in welchem der Innendruck PT gleich oder kleiner als der vorbestimmte Wert PTc ist.
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In Schritt S29 bestimmt die ECU 70, ob der Innendruck PT höher als der vorbestimmte Wert PTb ist. In einem Fall, in welchem der Innendruck PT höher als der vorbestimmte Wert PTb ist, das heißt, der Innendruck PT zu der vorstehend genannten Bestimmungsregion Rb gehört, treibt die ECU 70 das Schließventil 20 in Schritt S30 mit dem Antriebszyklus B an und kehrt zu Schritt S23 zurück. Andererseits gehört in einem Fall, in welchem der Innendruck PT kleiner oder gleich der vorbestimmte Wert PTb ist, der Innendruck PT zu der vorstehend genannten Bestimmungsregion Ra. Entsprechend treibt die ECU 70 das Schließventil 20 in Schritt S31 mit dem Antriebszyklus A an und kehrt zu Schritt S23 zurück.
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Die Prozesse von Schritt S23 bis Schritt S31 werden solange wiederholt, bis in Schritt S24 bestimmt wird, dass der Innendruck PT gleich mit wie der vorbestimmte Wert PTa oder niedriger ist. Aufgrund dessen wird, wie offensichtlich in 9 gezeigt, bezüglich jeder der Bestimmungsregionen Ra bis Rd der entsprechende Antriebszyklus innerhalb einer einzelnen Bestimmungsregion konstant gehalten und hat die Bestimmungsregion, welche zu einer niedrigeren Stufe gehört, einen kürzeren Antriebszyklus. In anderen Worten wird in der Druckminderungssteuerung der vorliegenden Ausführungsform bezüglich jeder der Bestimmungsregionen Ra bis Rd die Ventilöffnungsgeschwindigkeit des Schließventils 20 innerhalb einer einzelnen Bestimmungsregion konstant gehalten und wird die Ventilöffnungsgeschwindigkeit des Schließventils höher, wenn die Bestimmungsregion zu einer niedrigeren Stufe gehört.
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Nach der dritten Ausführungsform ist es möglich, ähnliche Effekte, wie die in der ersten Ausführungsform, zu erhalten. Ferner kann nach der dritten Ausführungsform eine unsichere Steuerung aufgrund von Störungen oder Ähnlichem nur schwer auftreten, da die Ventilöffnungsgeschwindigkeit des Schließventils 20 innerhalb einer einzelnen Bestimmungsregion konstant gehalten wird, was die Steuerung stabil macht. Dadurch ist es möglich, ein Risiko, dass die Strömungsrate des Dampfdurchgangs 19 die Grenzströmungsrate während der Druckminderungssteuerung überschreitet, zu reduzieren.
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(Vierte Ausführungsform)
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Nachfolgend wird die vierte Ausführungsform mit Referenz auf 10 und 11 beschrieben. Die vierte Ausführungsform entspricht der ersten Ausführungsform, abgesehen von der Druckminderungssteuerung. Entsprechend werden in den folgenden Beschreibungen die Beschreibung, wie die von physischen Konstruktionen, welche mit der ersten Ausführungsform übereinstimmen, ausgelassen und sollen die Beschreibungen und Figuren der ersten Ausführungsform wie angemessen herangezogen werden.
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Die ECU 70 führt eine in 10 gezeigte Steuerungsroutine aus, um in der vierten Ausführungsform die Steuerung zu realisieren, und dadurch fungiert die ECU 70 als ein Beispiel einer die vorliegende Ausführungsform betreffenden Steuerungsvorrichtung. In der vierten Ausführungsform stellt die ECU 70 die Ventilöffnungsgeschwindigkeit des Schließventils 20 von einem Start der Druckminderungssteuerung, bis ein Änderungsbetrag des Innendruck PT des Kraftstofftanks 3 einen vorbestimmten Betrag überschreitet, auf eine Grenzgeschwindigkeit ein, bei welcher die Strömungsrate des Dampfdurchgangs 19 die Grenzströmungsrate nicht überschreitet. Das Computerprogramm für die in 10 gezeigte Steuerungsroutine wird wie angemessen ausgelesen und in vorbestimmten Intervallen durch die ECU 70 wiederholt ausgeführt.
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In Schritt S41 bestimmt die ECU 70, ob der Betankungsschalter 13 auf AN gestellt ist. In einem Fall, in welchem der Betankungsschalter 13 auf AN geschaltet ist, geht die ECU 70 zu Schritt S42, und falls nicht, überspringt die ECU 70 die folgenden Schritte und beendet die Routine. In Schritt S42 treibt die ECU 70 den Schrittmotor 32 bis zu der Anfangszahl von Schritten STP1 mit einer hohen Geschwindigkeit an. Für den Hochgeschwindigkeitsantrieb aus Schritt S42 wird der Antriebszyklus auf einen konstanten Wert eingestellt, beispielsweise 6 [ms]. In Schritt S43 erhält die ECU 70 den Innendruck PT des Kraftstofftanks 3, indem sie das Ausgangssignal des an dem Kraftstofftank 3 vorgesehenen Drucksensors 29 heranzieht.
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In Schritt S44 bestimmt die ECU 70, ob der Innendruck PT des Kraftstofftanks 3 höher als der vorbestimmte Wert PTa ist. Der vorbestimmte Wert PTa ist der gleiche wie in der ersten Ausführungsform. Entsprechend führt in einem Fall, in welchem der Innendruck PT des Kraftstofftanks 3 höher als der vorbestimmte Wert PTa ist, die ECU 70 die Prozesse von Schritt S45 bis Schritt S49 derart aus, dass die Strömungsrate des Dampfdurchgangs 19 nicht die Grenzströmungsrate überschreitet. Andererseits überschreitet die Strömungsrate des Dampfdurchgangs 19 in einem Fall, in welchem der Innendruck PT gleich der vorbestimmte Wert PTa oder weniger ist, die Grenzströmungsrate selbst dann nicht, wenn das Schließventil 20 mit einem beliebigen Öffnungsgrad geöffnet ist. Aufgrund dessen geht die ECU 70 zu Schritt S50, um den Schrittmotor 32 mit hoher Geschwindigkeit bis zu der Zielanzahl von Schritten STPt anzutreiben, um die Druckminderungssteuerung zu vollenden. Und dann steuert in Schritt S51 die ECU 70 die Klappenantriebsvorrichtung 14, um die Tankklappe 12 zu öffnen, und beendet die Routine.
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In Schritt S45 berechnet die ECU 70 den Änderungsbetrag ΔPT des Innendrucks PT des Kraftstofftanks 3. Wie in 11 gezeigt, ist der Änderungsbetrag ΔPT als eine Differenz zwischen einem Anfangsinnendruck PTi und einem aktuellen Innendruck PT definiert. Der Anfangsinnendruck PTi ist ein Innendruck PT des Kraftstofftanks 3 in dem Moment, in welchem die Druckminderungssteuerung startet.
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In Schritt S46 bestimmt die ECU 70, ob der Änderungsbetrag ΔPT größer als ein vorbestimmter Betrag PJD ist. Der vorbestimmte Betrag PJD ist wie angemessen als ein Wert eingestellt, welcher es ermöglicht, zu bestimmen, dass die Änderung des Innendrucks PT des Kraftstofftanks 3 einer Druckminderung aufgrund des Ventilöffnens des Schließventils 20 entspricht. In einem Fall, in welchem der Änderungsbetrag ΔPT größer als der vorbestimmte Betrag PJD ist, geht die ECU 70 zu Schritt S47. In Schritt S47 berechnet die ECU 70 wie in der ersten Ausführungsform den Antriebszyklus tx und in einem nächsten Schritt S48 treibt die ECU 70 das Schließventil 20 mit dem Antriebszyklus tx an und kehrt zu Schritt S43 zurück.
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Andererseits ist es in einem Fall, in welchem der Änderungsbetrag ΔPT gleich oder kleiner als der vorbestimmte Betrag PJD ist, möglich, zu bestimmen, dass die Druckminderung aufgrund des Ventilöffnens des Schließventils 20 nicht begonnen hat. Folglich treibt die ECU 70 das Schließventil 20 mit einem Antriebszyklus E an, welcher derart eingestellt ist, dass die Ventilöffnungsgeschwindigkeit innerhalb des Bereichs, in welchem die Strömungsrate des Dampfdurchgangs 19 die Grenzströmungsrate nicht überschreitet, so hoch wie möglich eingestellt ist. Und die ECU 70 kehrt zu Schritt S43 zurück. Dadurch wird die Ventilöffnungsgeschwindigkeit des Schließventils 20 beibehalten, bis in Schritt S46 bestimmt wird, dass der Änderungsbetrag ΔPT des Innendrucks PT den vorbestimmten Betrag PJD überschreitet. Um einen Unterschied zwischen der ersten und der vierten Ausführungsform verständlich zu machen, wird entsprechend der Unterschied beschrieben, indem 11 mit 5 der ersten Ausführungsform verglichen wird. In der vierten Ausführungsform wird das Schließventil 20 mit dem Antriebszyklus E von einer Zeit t1, zu welcher die Anzahl von Schritten die Anfangszahl von Schritten STP1 erreicht hat, bis zu einer Zeit t1' angetrieben. Folglich wird im Vergleich mit der ersten Ausführungsform die Zeit t1' zum Starten der Steuerung abhängig von der Änderung des Innendrucks PT des Kraftstofftanks 3 später und wird die Steuerungszeit, das heißt, die Zeit von der Zeit t1' bis zu der Zeit t2, kürzer.
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Nach der vierten Ausführungsform ist es möglich, ähnliche Effekte, wie die der ersten Ausführungsform zu erhalten. Ferner ist es nach der vierten Ausführungsform möglich, die Ventilöffnungsgeschwindigkeit des Schließventils 20 innerhalb des Bereichs, in welchem die Strömungsrate des Dampfdurchgangs 19 die Grenzströmungsrate nicht überschreitet, zu erhöhen, bis der Änderungsbetrag ΔPT des Innendrucks PT des Kraftstofftanks 3 den vorbestimmten Betrag PJD erreicht. Dadurch ist es möglich, die Druckminderungssteuerung in einer noch kürzeren Zeit zu vollenden.
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Die vorbestimmte Erfindung ist nicht auf die vorstehenden Ausführungsformen begrenzt und kann in verschiedenen Ausführungsformen innerhalb des Umfangs der Zusammenfassung der vorliegenden Erfindung ausgeführt werden. Das Schließventil 20 in jeder der vorstehenden Ausführungsformen ist lediglich ein Beispiel. Ein Ventil, dessen Design nicht die Totzone bezüglich der Öffnungsrichtung aufweist, kann eingesetzt werden. Ferner kann das Schließventil 20 selbst, wenn es die Totzone bezüglich der Öffnungsrichtung hat, eine andere Konstruktion als die Konstruktion in den vorstehenden Ausführungsformen haben. Beispielsweise kann ein Kugelventil als das Schließventil eingesetzt werden, wobei das Kugelventil dort, wo ein durchgehender Strömungsdurchgang ausgebildet ist, ein kugelförmiges Ventilelement und einen Ventilsitz hat, welcher das Ventilelement drehbar hält und den Dampfdurchgang verbindet, und den Öffnungsgrad durch Rotieren des Ventilelements durch einen Motor steuern kann.
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Ferner basiert die vorliegende Erfindung unabhängig davon, ob das Schließventil 20 eine Totzone in dessen Design vorsieht, nicht auf der Voraussetzung einer Ausführung des Lernprozesses, in welchen die Ventilöffnungsstartposition des Schließventils gelernt wird. Entsprechend ist es möglich, die vorliegende Erfindung, anders als die vorstehenden Ausführungsformen, als eine Vorrichtung zur Behandlung von verdampftem Kraftstoff auszuführen, in welcher der Lernprozess für die Ventilöffnungsstartposition des Schließventils nicht ausgeführt wird.
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Zusammenfassend wird die zugrunde liegende Aufgabe gelöst, indem eine Vorrichtung zur Behandlung von verdampftem Kraftstoff eine Druckminderungssteuerung ausführt, während sie einen Innendruck eines Kraftstofftanks überwacht, sodass eine Druckminderung innerhalb eines Bereichs voranschreitet, in welchem die Strömungsrate eines Dampfdurchgangs nicht die Grenzströmungsrate überschreitet, bei welcher der Dampfdurchgang durch ein Ventilelement eines ORVR-Ventils geschlossen wird, und zudem eine Ventilöffnungsgeschwindigkeit des Schließventils erhöht wird, wenn der Innendruck des Kraftstofftanks niedriger wird, wenn der Innendruck des Kraftstofftanks einen vorbestimmten Wert überschreitet, bevor der Kraftstofftank betankt wird.
