DE10358638B4

DE10358638B4 - Gasdichtigkeits-Diagnose-Vorrichtung für einen Kraftstofftank mit einem Kraftstoffverdunstungs-Auslass-System

Info

Publication number: DE10358638B4
Application number: DE10358638A
Authority: DE
Inventors: Satoru Atsugi Watanabe; Toru Atsugi Mashimo
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 2002-12-13
Filing date: 2003-12-15
Publication date: 2008-02-07
Anticipated expiration: 2023-12-16
Also published as: JP2004190639A; DE10358638A1; US20040112119A1; CN1512052A; US7028534B2; CN100335770C

Abstract

Gasdichtigkeit-Diagnose-Vorrichtung
– mit einem Kraftstofftank (1);
– mit einem Kraftstoffverdunstungs-Auslass-System (2) mit einem Kanister (4), wobei zeitweilig Kraftstoffdämpfe, die im Kraftstofftank (1) erzeugt werden, durch den Kanister (4) adsorbiert werden, und die Kraftstoffdämpfe aus dem Kanister (4) in einen Luftansaugabschnitt (15) eines Verbrennungsmotors unter einer vorbestimmten Motorbetriebsbedingung ausgelassen werden;
– mit einer Druckvorrichtung (9), die einen Innendruck im Kraftstofftank (1) und im Kraftstoffverdunstungs-Auslasssystem (2) aufbaut;
– mit einem Drucksensor (12; 12'), der den Innendruck ermittelt;
– mit einer Diagnosevorrichtung (13), die die Gasdichtigkeit des Kraftstofftanks (1) und des Kraftstoffverdunstungs-Auslasssystems (2), basierend auf einer Änderung des Innendrucks, diagnostiziert; und
– wobei die Druckvorrichtung (9) im Kraftstofftank (1) angeordnet ist,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Druckvorrichtung folgendes aufweist:
(i) ein Einlassrohr (11); und
(ii) eine Luftpumpe (9), die im Kraftstofftank (1) angeordnet ist, mit einem Luftauslass (9B), der sich direkt in den Innenraum...

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein Kraftstoffverdunstungs-Auslasssysteme für Kraftstofftanks, und insbesondere Gasdichtigkeit-Diagnose-Vorrichtungen für Kraftstoffverdunstungs-Auslasssysteme gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1, sowie ein Verfahren gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 6.
Eine derartige Vorrichtung/ein derartiges Verfahren ist aus der DE 41 07 786 A1 bekannt. Ein weiterer Kraftstofftank mit einem Kraftstoffverdunstungs-Auslasssystem, das Kraftstoffdämpfe, die im Kraftstofftank erzeugt werden, in einen Ansaugabschnitt eines Motors auslässt, ist als ein Kraftstofftank, der an einem Fahrzeug angeordnet ist, bekannt. Ein mit diesem Kraftstoffver-dunstungs-Auslasssystem versehener Kraftstofftank wurde in der japanischen Patent-Veröffentlichung Nr. 6-10777 (Otsuka), veröffentlicht am 18.01.1994 (nachfolgend " JP 6-10777 " genannt), offenbart. Ein Kraftstoffverdunstungs-Auslasssystem, wie in JP 6-10777 offenbart, enthält einen Kanister, ein Auslasssteuer-/Regelventil (nachfolgend "Auslassregelventil" genannt), und ein Lufteinlass-Absperrorgan (nachfolgend "Lufteinlassventil" genannt). Der Kanister enthält ein Adsorptionsmittel wie z.B. Aktivkohle, das die Kräftstoffdämpfe adsorbiert. Der Kanister ist ungefähr mittig in in der Auslassleitung angeordnet, durch die die Kraftstoffdämpfe vom Kraftstofftank zum Ansaugabschnitt des Motors strömen. Das Auslassregelventil, das ungefähr mittig in in der Auslassleitung zwischen dem Kanister und dem Ansaugabschnitt des Motors angeordnet ist, öffnet oder schließt die Auslassleitung. Das Lufteinlassventil lässt die Luft (oder den atmosphärischen Druck) in den Kanister einströmen, während Kraftstoffdämpfe ausgelassen werden. Das Auslassregelventil und das Lufteinlassventil sind elektrisch mit einer Steuereinrichtung verbunden, die die Motorfunktionen steuert. Die Steuereinrichtung öffnet oder schließt das Auslassregelventil und das Luftenlassventil in Abhängigkeit von den Motorbetriebsbedingungen, um Kraftstoffdämpfe, die im Kraftstofftank im Kanister erzeugt werden, zeitweilig zu speichern oder aufzufangen, und um Kraftstoffdämpfe in den Ansaugabschnitt des Motors zu geeigneten Zeitpunkten auszulassen.
Wenn das Auslassregelventil und/oder das Lufteinlassventil irgendeinen Ausfall aufweisen, oder die Auslassleitung beschädigt ist, entweichen Kraftstoffdämpfe möglicherweise sogar noch in dem Zustand in die Atmosphäre, wenn die Steuereinrichtung den Auslass der Kraftstoffdämpfe stoppt. Im Auslasssystem von JP 6-10777 ist eine Gasdichtigkeit-Diagnose-Vorrichtung, die eine Luftpumpe und einen Drucksensor enthält, an einer Auslassleitung für Kraftstoffdämpfe angeordnet, um die Gasdichtigkeit der Auslassleitung zu diagnostizieren, um die Kraftstoffdampf-Undichtigkeit zu verhindern. In dieser Ausführung ist z.B. die Luftpumpe ungefähr mittig in der Auslassleitung zwischen dem Kanister und dem Auslassregelventil angeordnet. Zur Erstdiagnose der Gasdichtigkeit werden das Auslassregel- und Lufteinlassventil geschlossen, um den Abschnitt der Auslassleitung zwischen dem Kraftstofftank und dem Auslassregelventil zu schließen. In diesem Zustand wird die Luftpumpe betrieben, um Luft einzulassen und um Druck in der abgeschlossenen Leitung aufzubauen. Die Steuereinrichtung misst dann eine Druckänderung in der Auslassleitung mit dem Drucksensor. Wenn der Druck in einer kurzen Zeitspanne stark abfällt, stellt die Steuereinrichtung fest, dass in der Auslassleitung Störungen auftreten, die zum Ausströmen führen.
In der Diagnosevorrichtung gemäß JP 6-10777 , ist die Luftpumpe ungefähr mittig in der Auslassleitung angeordnet, um die Gasdichtigkeit der Auslassleitung zu diagnostizieren. Wenn ein Kraftstoffverdunstungs-Auslasssystem und eine Gasdichtigkeit-Diagnose-Vorrichtung an einem Fahrzeug angebracht sind, bilden nicht nur Bestandteile wie ein Kanister, ein Auslassregelventil, ein Lufteinlassventil und eine Auslassleitung das Kraftstoffverdunstungs-Auslasssystem, sondern es ist auch erforderlich, Bestandteile wie eine Luftpumpe und Rohre, die mit der Luftpumpe verbunden sind, anzubringen. Wenn diese Bestandteile für die Gasdichtigkeit-Diagnose-Vorrichtung in einem Fahrzeug installiert sind, ist es notwendig, Interferenzen mit anderen installierten Bestandteilen im begrenzten Raum des Fahrzeugs zu verhindern.
Daher gibt es Schwierigkeiten, ein Fahrzeug effizient zu konstruieren, um Raum zur Anordnung von Bestandteilen wie ein Kraftstoffverdunstungs-Auslasssystem und eine Luftpumpe, zwischen anderen installierten Bestandteilen zu schaffen und auszunutzen und um Bestandteile wie Rohre, die mit der Luftpumpe verbunden sind, im verbleibenden Raum zu gestalten und anzuordnen. Es treten auch Schwierigkeiten in der effizienten Raumausnutzung des Fahrzeugs infolge vieler Einschränkungen bei der Anordnung anderer zu installierender Bestandteile auf, wobei die Schwierigkeiten beim Anordnen dieser Bestandteile hervorgerufen werden.
Folglich ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Gasdichtigkeit-Diagnose-Vorrichtung zu schaffen, die oben erwähnte Nachteile vermeidet. Mit anderen Worten ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Gasdichtigkeit-Diagnose-Vorrichtung für einen Kraftstofftank mit einem Kraftstoffverdunstungs-Auslasssystem zu schaffen, die es ermöglicht, Bestandteile der Vorrichtung, die die Druckeinrichtung betreffen, leicht unterzubringen, wobei die Anordnung effizient konstruiert und Platz außerhalb eines Kraftstofftanks effizient ausgenutzt werden kann.
Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt durch die Merkmale des Anspruchs 1 bzw. des Anspruchs 6. Die Unteransprüche haben vorteilhafte Weiterbildungen zum Inhalt.
Weitere Ziele, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus nachfolgender Beschreibung von Ausführungsbeispielen der Erfindung anhand der Zeichnung.
Es zeigt:
1 ein Blockdiagramm, das eine Ausführungsform einer Gasdichtigkeit-Diagnose-Vorrichtung für einen Kraftstofftank mit einem Kraftstoffverdunstungs-Auslasssystem veranschaulicht.
2 eine teilweise vergrößerte Querschnitts-Teilansicht, dargestellt entlang der Linie II-II in 1, die den Kraftstofftank veranschaulicht.
3 ein Ablaufdiagramm, das einen Gasdichtigkeit-Diagnose-Ablauf, der durch eine Steuereinrichtung ausgeführt wird, darstellt.
4A ein Zeitdiagramm, das den Zustand eines Verbrennungsmotors im Betrieb und außer Betrieb darstellt.
4B ein Zeitdiagramm, das den geöffneten/geschlossenen Zustand des Auslassregel- und des Lufteinlassventils veranschaulicht.
4C ein Zeitdiagramm, das den EIN/AUS-Zustand einer Luftpumpe veranschaulicht.
4D ein Zeitdiagramm, das Veränderungen des Innendrucks im Kraftstofftank darstellt.
Eine Ausführungsform der Gasdichtigkeit-Diagnose-Vorrichtung ist beispielhaft in einem abgedichteten Kraftstofftank mit einem Kraftstoffverdunstungs-Auslasssystem, dass bei einem Fahrzeug angewendet wird, dargestellt.
Bezüglich der Zeichnungen, besonders 1, wird ein Kraftstofftank 1 an einem Kraftfahrzeug angebracht. In der dargestellten Ausführungsform wird der abgedichtete Kraftstofftank als Kunststofftank, insbesondere Kunstharztank, durch Spritzgießen hergestellt. Der Kraftstofftank 1 ist nach außen hermetisch abgeschlossen, um Kraftstoffdämpfe, wie z.B. Benzindämpfe, im Inneren zu speichern, aufzufangen oder zu filtern. Kraftstofftank 1 weist eine Bodenplatte 1A, eine Seitenwand 1B, die die Bodenplatte 1A senkrecht umschließt, und eine Deckenplatte 1C, die an einem oberen Abschnitt der Seitenwand 1B aufgesetzt ist. Seitenwand 1B ist mit einem ausgebauchten Bereich 1D ausgebildet, der zur Außenseite des Kraftstofftanks 1 ausgebaucht ist. Der ausgebauchte Bereich 1D ist vorzugsweise so angeordnet, um den verbleibenden Raum (Totraum) zwischen anderen angebrachten Bestandteilen (nicht dargestellt), die um den Kraftstofftank 1 angeordnet sind, auszufüllen, um effizient für einen Teil des Kraftstofftankvolumens 1 verwendet zu werden.
Ein Kraftstoffverdunstungs-Auslasssystem 2 wird zusammen mit dem Kraftstofftank 1 im Kraftfahrzeug angeordnet. Das Kraftstoffverdunstungs-Auslasssystem 2 weist die Leitungen 3, 5 und 7 auf, einen Kanister 4, ein Auslassregelventil 6 und ein Lufteinlassventil 8 (deren Bestandteile später beschrieben werden). Das Kraftstoffverdunstungs-Auslasssystem 2 ist mit dem Kraftstofftank 1 und einem Luftansaugabschnitt 15 (einem Ansaugrohr) (Beschreibung folgt später) eines Motorhauptkörpers bzw. Motorblocks 14 (Beschreibung folgt später) verbunden. Vollständige Strömungs- bzw. Fließverbindung wird zwischen Kraftstofftank 1 und Ansaugrohr 15 hergestellt, wenn der Motor unter einer vorbestimmten Bedingung wie z.B. mittlere Drosselklappenöffnung (Beschreibung folgt später) arbeitet. Unter dieser Bedingung (Zustand vollständiger Fließverbindung) lässt das Kraftstoffverdunstungs-Auslasssystem 2 Kraftstoffdämpfe durch den Kanister zur Ansaugleitung 15 aus.
Eine tankseitige Leitung 3 (Kraftstofftank-Dampfentlüftungsleitung) ist mit dem Kraftstofftank 1 verbunden. Tankseitige Leitung 3 ist an einem Ende mit dem Innenraum des Kraftstofftanks 1 und am anderen Ende auch mit dem Kanister 4 verbunden.
In der dargestellten Ausführungsform enthält der Kanister 4 ein Adsorptionsmittel wie z.B. Aktivkohle (nicht dargestellt) und eine gasdichte Hülle. Die Aktivkohle des Kanisters 4 adsorbiert Kraftstoffdämpfe, die vom Kraftstofftank 1 durch die tankseitige Leitung 3 in den Kanister 4 strömen, um somit zeitweise Kraftstoffdämpfe aufzufangen oder zu filtern.
Eine motorseitige Leitung 5 (Auslassleitung) ist an einem Ende mit Kanister 4 und am anderen Ende mit der Luftansaugleitung 15 verbunden. Kraftstoffdämpfe strömen durch die motorseitige Leitung 5 in die Ansaugleitung 15.
Ein Auslassregelventil 6, dass als elektromagnetisches Magnetventil (nicht dargestellt) ausgewiesen wird, ist ungefähr mittig in der motorseitigen Leitung 5 angeordnet. Auslassregelventil 6 ist mit dem Kanister 4 an der Zuflussöffnung und mit der Ansaugleitung 15 an der Auslassöffnung verbunden. Auslassregelventil 6 wird durch eine Steuereinheit 13 (Beschreibung folgt später) geöffnet oder geschlossen, um die motorseitige Leitung 5 zu öffnen oder zu schließen. Wenn das Auslassregelventil 6 geöffnet ist, wird negativer Druck (Ansaugrohrvakuum), der während des Motorbetriebs in der Ansaugleitung 15 erzeugt wird, dem Kanister 4 durch die motorseitige Leitung 5 und dem Auslassregelventil 6 zugeführt. Kraftstoffdämpfe im Kraftstofftank 1 werden in die Ansaugleitung 15 durch den Kanister 4 angesaugt.
Eine Lufteinlassleitung 7 wird an einem Ende zur Atmosphäre hin geöffnet und am anderen Ende mit dem Kanister 4 verbunden. Lufteinlassleitung 7 lässt die Luft (oder den Atmosphärendruck) in den Kanister 4 ein.
Ein Lufteinlassventil 8, dass als ein elektromagnetisches Magnetventil (nicht dargestellt) ausgewiesen wird, ist ungefähr mittig in einer Lufteinlassleitung 7 angeordnet. Lufteinlassventil 8 wird durch die Steuereinheit 13 geöffnet oder geschlossen, um die Lufteinlassleitung 7 entsprechend zu öffnen oder zu schließen.
Wenn das Auslassregelventil 6 geöffnet ist und somit den Ansaugrohrdruck vom Motor zum Kanister 4 leitet, wird gleichzeitig das Lufteinlassventil geöffnet, sodass die Luft in den Kanister 4 durch die Lufteinlassleitung 7 und das Lufteinlassventil 8 angesaugt wird. Umgekehrt, wenn das Auslassregelventil 6 und das Lufteinlassventil 8 beide geschlossen sind, wird der Raum, der den Kraftstofftank 1, tankseitige Leitung 3, Kanister 4 und motorseitige Leitung 5 enthält, in einer gasdichten Gestaltung vom Außenbereich eingeschlossen oder abgetrennt oder abgekapselt. Der zuvor erwähnte Raum, der einem vorbestimmten gasdichten Diagnoseraum entspricht, der durch die Räumlichkeiten des abgedichteten Kraftstofftanks 1, tankseitiger Leitung 3, Kanister 4 und motorseitiger Leitung 5 definiert ist, wird vom Außenbereich mit dem Auslassregelventil 6 und dem Lufteinlassventil 8, die beide geschlossen sind, getrennt. Daher wird sich hier dieser Raum auf einen "vorbestimmten Gasdichtigkeit-Diagnose-Raum" beziehen. Eine Diagnosefunktion der Gasdichtigkeits-Vorrichtung (Beschreibung erfolgt später), bei der eine Diagnose der Gasdichtigkeit (Undichtigkeit) des vorbestimmten Gasdichtigkeit-Diagnose-Raums durchgeführt wird.
Wie in 1 und 2 dargestellt, umfasst z.B. eine Luftpumpe 9 unterschiedliche Typen auf: eine Membranpumpe, eine Verdrängerpumpe wie z.B. eine Kolbenpumpe, oder eine Drehkolben- bzw. Rotationspumpe wie z.B. eine Trochoidenpumpe oder eine Flügelzellen- bzw. Zellenpumpe. Luftpumpe 9 wird als eine Vorrichtung verwendet, um Druck während der Ausführung der Gasdichtigkeit-Diagnose aufzubauen. Luftpumpe 9 ist im ausgebauchten Bereich 1D des Kraftstofftanks 1 angebracht oder angeordnet und mit einer Stütze bzw. Tragarm 10 an der Innenseite des ausgebauchten Bereichs 1D befestigt. Lufteinlass 9A der Luftpumpe 9 ist zur Außenseite des Kraftstofftanks 1 durch ein Einlassrohr 11 geöffnet. Ein Luftauslass 9B der Luftpumpe 9 ist direkt zum Kraftstofftank 1 geöffnet. Einlassrohr 11 wird zur Außenseite des Kraftstofftanks 1 nahe der Deckenplatte 1C geöffnet und mit der engsten Leitungsgröße konstruiert, die notwendig ist, um die Luft von außerhalb des Kraftstofftanks 1 in den Innenraum des Kraftstofftanks 1 einzulassen. Luftpumpe 9 wird durch ein Antriebssignal (ein Steuerbefehl) von der Steuereinrichtung 13 während der Gasdichtigkeit-Diagnose-Funktion angetrieben, um die Luft von außerhalb des Kraftstofftanks 1 durch den Lufteinlass 9A anzusaugen, um die Luft zum Kraftstofftank 1 durch den Luftauslass 9B auszustoßen und um den Druck im Kraftstofftank 1 und dgl. entsprechend aufzubauen, das bedeutet, den Innendruck im vorher diskutierten vorbestimmten Gasdichtigkeit-Diagnose-Raum aufzubauen.
Ein Drucksensor 12 misst oder ermittelt den Druck des vorbestimmten Gasdichtigkeit-Diagnose-Raums für die Gasdichtigkeit-Diagnose-Funktion. Drucksensor 12 misst den Druck des vorbestimmten Gasdichtigkeit-Diagnose-Raums, der abgeschlossen ist, wenn das Auslassregelventil 6 und das Lufteinlassventil 8 geschlossen sind, wobei der Raum den Kraftstofftank 1, tankseitige Leitung 3, Kanister 4 und motorseitige Leitung 5 enthält. Drucksensor 12 ist in der tankseitigen Leitung 3 dieser Ausführungsform angeordnet. Drucksensor 12 sendet Signale zur Steuereinrichtung 13.
Die Steuereinrichtung 13, die als Diagnoseeinrichtung am Fahrzeug angeordnet ist, wird mit dem Auslassregelventil 6, Lufteinlassventil 8, Luftpumpe 9 und Drucksensor 12 verbunden. Die Steuereinrichtung 13, die einen Mikrocomputer mit Speicherkreisen wie ROM und RAM aufweist, steuert die Motorfunktionen mit verschiedenen Sensoren und Schaltern (nicht dargestellt). Die Steuereinheit 13 steuert Verdampfungsemissionen (adsorbierende und auszustoßende) durch Öffnen und Schließen des Auslassregelventils 6 und des Lufteinlassventils 8. Wenn der Motor unter einer bestimmten Bedingung arbeitet (z.B. eine Drosselklappe 17 (Beschreibung folgt später) befindet sich im Wesentlichen in einer halb geöffneten Drosselklappenstellung zwischen vollständig offen und vollständig geschlossen), öffnet die Verdunstungsauslasssteuerung das Auslassregelventil 6 und dass Lufteinlassventil 8, um Kraftstoffdämpfe, die im Kraftstofftank 1 und/oder im Kanister 4 gespeichert sind, in die Ansaugleitung 15 auszulassen. Wenn der Motor nicht unter der oben genannten Bedingung (d.h. die Drosselklappe 17 ist vollständig geöffnet oder vollständig geschlossen) arbeitet, schließt die Verdunstungsauslasssteuerung das Auslassregelventil 6 und das Lufteinlassventil 8, um Kraftstoffdämpfe, die im Kraftstofftank 1 erzeugt werden, im Kanister 4 zu speichern. Steuereinrichtung 13 arbeitet auch, um die Gasdichtigkeit mit der Luftpumpe 9 und dem Drucksensor 12 zu diagnostizieren. Zur Diagnose der Gasdichtigkeit im vorbestimmten Gasdichtigkeit-Diagnose-Raum, werden zuerst das Auslassregelventil 6 und das Lufteinlassventil 8 geschlossen, um das Kraftstoffverdunstungs-Auslasssystem 2 von der Ansaugleitung 15 des Motors abzusperren. Zweitens wird der Druck im Kraftstofftank 1 mittels der Luftpumpe 9 aufgebaut und danach wird der Druck durch den Drucksensor 12 gemessen, um die Gasdichtigkeit des vorbestimmten Gasdichtigkeit-Diagnose-Raums durch Verwendung des gemessenen Wertes zu diagnostizieren. Entsprechend arbeitet die Steuereinrichtung 13, um Störungen im Kraftstofftank 1, tankseitigen Leitung 3, Kanister 4, motorseitigen Leitung 5, Auslassregelventil 6 und Lufteinlassventil 8 zu diagnostizieren.
Der Motorblock 14 wird als Hauptbestandteil eines Verbrennungsmotors am Fahrzeug angeordnet. Ansaugleitung 15 ist mit den Zylindern (nicht dargestellt) an einem Ende des Motorblocks 14 verbunden. Ansaugleitung 15 lässt Außenluft als Ansaugluft in die Zylinder ein. Ein Luftfilter 16, der die Ansaugluft reinigt, ist mit dem anderen Ende der Ansaugleitung 15 verbunden. Drosselklappe 17, die die Menge der Ansaugluft steuert, ist ungefähr mittig in in der Ansaugleitung 15 anordnet.
Mit der vorhergehend erläuterten Anordnung funktioniert die Ausführungsform der Gasdichtigkeit-Diagnose-Vorrichtung folgendermaßen:
Der Kraftstofftank 1 führt dem Motorblock 14 Kraftstoff zu, wenn das Fahrzeug in Betrieb ist. Kraftstoff wird in die Ansaugluft durch Einspritzventile (nicht dargestellt) der Zylinder eingespritzt und in den Zylindern verbrannt. Wenn ein Fahrer des Fahrzeugs die Drosselklappe 17 halb offen hält, werden das Auslassregelventil 6 und das Lufteinlassventil 8 geöffnet und Kraftstoffdämpfe aus dem Kraftstofftank 1 strömen in die Ansaugleitung 15 durch das Kraftstoffverdunstungs-Auslasssystem 2. Kraftstoffdämpfe werden durch den negativen Druck (Unterdruck) in der Ansaugleitung 15 an der Stelle, die näher dem Motorblock 14 als der Drosselklappe 17 ist, beeinflußt bzw. angesaugt, so daß das Gas in die Zylinder strömt und nicht nach außen entweicht, sondern mit der Ansaugluft verbrannt wird.
Bezüglich 3 wird eine Diagnosefunktion der Gasdichtigkeit durch die Steuereinheit 13 dargestellt.
Zuerst wird im Schritt S1 festgelegt, ob der Motor in Betrieb ist oder nicht. Wenn durch Schritt S1 "JA" bestimmt wird, werden Zwischenschritte zur Diagnose der Gasdichtigkeit aufgehoben und die Diagnosefunktion der Gasdichtigkeit wird durch Schritt S7 (Beschreibung folgt später) beendet. Wenn durch Schritt S1 "NEIN" festgestellt wird, werden Auslassregelventil 6 und Lufteinlassventil 8 beide geschlossen, um das Kraftstoffverdunstungs-Auslasssystem 2 von der Ansaugleitung 15 zu trennen, um im Schritt S2 die Diagnose der Gasdichtigkeit auszuführen.
Im Schritt S3 wird die Luftpumpe 9 für ein vorbestimmtes Zeitintervall in Betrieb genommen, um die Luft von außerhalb des Kraftstofftanks 1 in den Kraftstofftank 1 einzulassen. Druck im Kraftstofftank 1, der abgeschlossen ist, steigt höher an als ein bestimmter Schwellenwert P, wie in 4D dargestellt.
In Schritt S4 liest die Steuereinrichtung 13 den Wert des Druckes im Kraftstofftank 1, der durch den Drucksensor 12 gemessen wird, ein.
Im Schritt S5 wird festgestellt, ob der gemessene Wert des Druckes unter den Schwellenwert P während einer vorbestimmten Zeitperiode t vom Startpunkt der Luftpumpe 9 fällt. Wenn durch Schritt S5 ein "JA" festgestellt wird, heißt das, dass der Druck im Kraftstofftank 1 in einer kurzen Zeit abfällt, wie in 4D durch die gestrichelte Kurve dargestellt. Folglich diagnostiziert die Steuereinrichtung 13, dass eine Gasdichtigkeit-Störung auftritt, die durch irgendeine Störung oder Beschädigung im Kraftstofftank 1, tankseitigen Leitung 3, Kanister 4, motorseitigen Leitung 5, Auslassregelventil 6 oder Lufteinlassventil 8 hervorgerufen wurde. In diesem Fall wird im Schritt S6 eine besondere Gegenmessung für Störungen durchgeführt. Z.B. werden Störungen im Speicher der Steuereinrichtung 13 im Schritt 56 aufgezeichnet. Zusätzlich wird ein Warnlicht eingeschaltet und/oder ein brummendes Geräusch ausgesandt, um den Fahrer zu warnen, dass Störungen aufgetreten sein können. Nach Schritt S6 endet die Diagnosefunktion der Gasdichtigkeit im Schritt S7. Wenn durch Schritt S5 "NEIN" festgestellt wird, bedeutet das, dass die Gasdichtigkeit des Kraftstofftanks 1 aufrechtgehalten wird, so wie es die durchgezogene Kurve anzeigt, die in 4D dargestellt ist. Entsprechend stellt die Steuereinrichtung 13 fest, dass jeder Bestandteil normal arbeitet. In diesem Fall endet die Diagnosefunktion der Gasdichtigkeit im Schritt S7 ohne Ausführung von Schritt S6.
In der dargestellten Ausführungsform wird die Luftpumpe 9 im Kraftstofftank 1 angebracht oder angeordnet, sodass Anordnungsplatz für die Luftpumpe 9 leicht geschaffen werden kann, indem Raum im Kraftstofftank 1 verwendet wird und der Bedarf von Anordnungsplatz, der für Bestandteile, die außerhalb des Kraftstofftanks 1 angeordnet sind, gebraucht wird, abnimmt. Außerdem muss nur der Lufteinlass 9A der Luftpumpe 9 zum Außenraum des Kraftstofftanks 1 durch das Einlassrohr 11 geöffnet werden, während ein vorragendes Teilstück des Einlassrohres 11 so definiert wird, dass es sich nach außen von einer äußeren Umfangswandfläche des Kraftstofftanks 1 erstreckt, und das eine so geringe wie mögliche Größe (axiale Länge) aufweist. Luftauslass 9B der Luftpumpe 9 kann direkt zum Innenraum des Kraftstofftanks 1 geöffnet werden. Somit kann die Struktur der Leitungen der Luftpumpe 9 vereinfacht werden, weil es nicht notwendig ist, längere Leitungen zu verbinden und anzuordnen. Folglich wird bei der Konstruktion eines Fahrzeuges die Anordnung von Bestandteilen wie Luftpumpe 9 und Einlassrohr 11 effizient durch Ausnutzung des Raumes des Kraftstofftanks 1 ausgeführt. Die vereinfachte Struktur macht die Montage der gesamten Vorrichtung einfach. Zusätzlich trägt das Anordnen oder Unterbringen der Luftpumpe 9 im Kraftstofftank 1 dazu bei, den Raum (Einbauflexibilität) für andere Bestandteile außerhalb des Kraftstofftanks 1 zu vergrößern, sodass der begrenzte Raum des Fahrzeuges effizient aufgeteilt werden kann.
Der Kraftstofftank 1 wird als Kunststofftank, insbesondere Kunstharztank hergestellt, und ist mit einem ausgebauchten Bereich 1D ausgestattet, so dass die Form des Kraftstofftanks 1 leicht ausgebildet werden kann. Der Kunststofftank, der mit einem ausgebauchten Bereich 1D ausgebildet ist, in dem die Druckvorrichtung (Luftpumpe 9) angebracht ist, wird entwickelt und konstruiert, so dass der ausgebauchte Bereich 1D so dimensioniert wird, um einen Totraum, der um den äußeren Umfang des abgedichteten Kraftstofftanks 1 herum angeordnet ist, auszufüllen, wodurch eine größere Volumenkapazität des abgedichteten Kraftstofftanks 1 definiert wird. Der ausgebauchte Bereich 1D kann gestaltet und angeordnet werden, indem verbleibender Platz (Totraum) zwischen anderen angeordneten Bestandteilen (nicht dargestellt) um den Kraftstofftank 1 herum auszufüllen, so dass das Volumen des Kraftstofftanks 1 dadurch vergrößert werden kann. Luftpumpe 9 ist im ausgebauchten Bereich 1D angebracht, so dass der Kraftstofftank 1 vergrößert werden kann und der Anordnungsplatz für die Luftpumpe 9 durch Ausnutzung eines Teiles des ausgebauchten Bereichs 1D leicht ausgebildet werden kann. Folglich kann die gesamte Vorrichtung kompakt gestaltet und leicht am Fahrzeug angebracht werden.
In der Vorrichtung der Ausführungsform wird die Luftpumpe 9 im ausgebauchten Bereich 1D, der in der Seitenwand 1B des Kraftstofftanks 1 ausgebildet ist, angebracht. Die vorliegende Erfindung ist nicht auf diese Ausführungsform beschränkt, sondern eine Druckvorrichtung kann auch in der Bodenplatte 1A (oder einem ausgebauchten Bereich, der in der Bodenplatte 1A ausgebildet wird) oder in der Deckenplatte 1C (oder in einem ausgebauchten Bereich, der in der Deckenplatte 10 ausgebildet wird) angeordnet werden. Luftpumpe 9 kann durch andere Druckvorrichtungen, wie z.B. ein Luftgebläse bzw. Kompressor, ersetzt werden.
In der Vorrichtung der Ausführungsform wird ein Drucksensor 12 in der tankseitigen Leitung 3 angebracht. Die vorliegende Erfindung ist nicht auf diese Ausführungsform beschränkt, sondern ein Drucksensor kann ebenfalls an irgendeinem Platz angebracht werden, wo der Druck im Kraftstofftank 1, tankseitigen Leitung 3, Kanister 4 und motorseitigen Leitung 5 gemessen werden kann. Z.B. kann, wie durch die gestrichelte Linie in 1 dargestellt, ein Drucksensor 12' im Kanister 4 angebracht werden.
In der Vorrichtung der Ausführungsform enthält die Gasdichtigkeit-Diagnose einen Schritt, um ein Auslassregelventil und ein Lufteinlassventil zu schließen, um einen Gasdichtigkeit-Diagnose-Raum von einem Ansaugabschnitt eines Verbrennungsmotors zu trennen. Die vorliegende Erfindung ist nicht gegenüber dieser Ausführungsform beschränkt, sondern die vorliegende Erfindung kann diesen Schritt auch aufheben. In diesem Fall kann die Gasdichtigkeit-Diagnose auf eine Veränderung des Innendrucks basieren, der während eines Druckaufbaus entsteht, bei dem eine Luftpumpe betrieben wird, weil der Innendruck infolge von Strömungswiderständen, die durch Bestandteile wie Kanister, Leitungen und Ventile erzeugt werden, aufgebaut werden kann. Wenn z.B. ein gemessener Druckwert niedriger ist als ein Schwellenwert während einer vorbestimmten Zeitperiode vom Startpunkt der Luftpumpe, bestimmt eine Steuereinheit, dass eine Gasdichtigkeitsstörung vorliegt.
In der Vorrichtung der Ausführungsform wird eine Gasdichtigkeit-Diagnose-Vorrichtung für einen Kraftstofftank mit einem Kraftstoffverdunstungs-Auslasssystem für ein Fahrzeug wie ein Kraftfahrzeug verwendet. Die vorliegende Erfindung ist nicht auf diese Ausführungsform beschränkt, sondern die vorliegende Erfindung kann auch für verschiedene Arten von Kraftstofftanks verwendet werden.
Der gesamte Inhalt der japanischen Patentanmeldung Nr. 2003-362656 (eingereicht am 13.12.2002) wird hiermit durch Bezugnahme zum Offenbarungsgehalt vorliegender Anmeldung gemacht.
Zusammenfassend kann folgendes festgehalten werden:
In einer Gasdichtigkeit-Diagnose-Vorrichtung für einen Kraftstofftank 1 mit einem Kraftstoffverdunstungs-Auslass-System 2, enthält die Gasdichtigkeit-Diagnose-Vorrichtung eine Druckvorrichtung 9, wie z.B. eine Luftpumpe, die für eine Gasdichtigkeit-Diagnose-Funktion verwendet wird. Die Luftpumpe 9 ist im Kraftstofftank 1 angebracht. In dieser Konstruktion kann der Anordnungsplatz für die Luftpumpe 9 leicht durch Verwendung des Raums vom Kraftstofftank verwendet werden. Der gesamte Zusammenschluss der Vorrichtung kann auch kompakt ausgebildet und leicht an Fahrzeugen angebracht werden.

Claims

Gasdichtigkeit-Diagnose-Vorrichtung – mit einem Kraftstofftank (1); – mit einem Kraftstoffverdunstungs-Auslass-System (2) mit einem Kanister (4), wobei zeitweilig Kraftstoffdämpfe, die im Kraftstofftank (1) erzeugt werden, durch den Kanister (4) adsorbiert werden, und die Kraftstoffdämpfe aus dem Kanister (4) in einen Luftansaugabschnitt (15) eines Verbrennungsmotors unter einer vorbestimmten Motorbetriebsbedingung ausgelassen werden; – mit einer Druckvorrichtung (9), die einen Innendruck im Kraftstofftank (1) und im Kraftstoffverdunstungs-Auslasssystem (2) aufbaut; – mit einem Drucksensor (12; 12'), der den Innendruck ermittelt; – mit einer Diagnosevorrichtung (13), die die Gasdichtigkeit des Kraftstofftanks (1) und des Kraftstoffverdunstungs-Auslasssystems (2), basierend auf einer Änderung des Innendrucks, diagnostiziert; und – wobei die Druckvorrichtung (9) im Kraftstofftank (1) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckvorrichtung folgendes aufweist: (i) ein Einlassrohr (11); und (ii) eine Luftpumpe (9), die im Kraftstofftank (1) angeordnet ist, mit einem Luftauslass (9B), der sich direkt in den Innenraum des Kraftstofftanks (1) öffnet, und mit einem Lufteinlaß (9A), der durch das Einlassrohr (11) zu einem Außenraum des Kraftstofftanks (1) geöffnet wird, wobei ein kürzerer Axialabschnitt eines vorspringenden Teilstücks des Einlassrohres (11) definiert wird, der sich nach außen von einer äußeren Umfangswandfläche des Kraftstofftanks (1) erstreckt.
Gasdichtigkeit-Diagnose-Vorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei: der Kraftstofftank (1) als abgedichteter Kraftstofftank ausgebildet ist und flüchtigen Kraftstoff speichert; und die Druckvorrichtung (9) unter einer Bedingung arbeitet, dass das Kraftstoffverdunstungs-Auslasssystem (2) vom Luftansaugabschnitt (15) getrennt ist.
Diagnosevorrichtung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei: die Druckvorrichtung (9) in einem ausgebauchten Bereich (1D) des Kraftstofftanks (1) angeordnet ist.
Diagnosevorrichtung gemäß Anspruch 3, wobei: der ausgebauchte Bereich (1D), der die Druckvorrichtung (9) aufnimmt, entweder an einer Seitenwand (1B), einer Deckenplatte (1C) oder einer Bodenplatte (1A) des Kraftstofftanks (1) angeordnet ist.
Diagnosevorrichtung gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei: der Kraftstofftank (1) als Kunststofftank, insbesondere Kunstharztank, ausgebildet ist, ausgestattet mit einem ausgebauchten Bereich (1D), in dem die Druckvorrichtung (9) angeordnet ist, wobei der ausgebauchte Bereich (1D) so dimensioniert ist, um einen Totraum, der um den Kraftstofftank (1) herum angeordnet ist, auszufüllen, wodurch eine größere Volumenkapazität des Kraftstofftanks (1) erreicht wird.
Verfahren zur Diagnose einer Gasdichtigkeit eines Kraftstofftanks (1) mit einem Kraftstoffverdunstungs-Auslass-System (2) mit einem Kanister (4), um zeitweilig Kraftstoffdämpfe, die im Kraftstofftank (1) erzeugt werden, durch den Kanister (4) zu adsorbieren, und um die Kraftstoffdämpfe aus dem Kanister (4) in einen Luftansaugabschnitt (15) eines Verbrennungsmotors unter einer vorbestimmten Motorbetriebsbedingung auszulassen; mit einer Druckvorrichtung (9), die einen Innendruck im Kraftstofftank (1) und im Kraftstoffverdunstungs-Auslasssystem (2) aufbaut; mit einem Drucksensor (12; 12'), der den Innendruck ermittelt; und mit einer Diagnosevorrichtung (13), die die Gasdichtigkeit des Kraftstofftanks (1) und des Kraftstoffverdunstungs-Auslasssystems (2), basierend auf einer Änderung des Innendrucks, diagnostiziert; wobei die Druckvorrichtung (9) im Kraftstofftank (1) angeordnet ist, und aufweist: ein Einlassrohr (11); und eine Luftpumpe (9), die im Kraftstofftank (1) angeordnet ist, und einen Luftauslass (9B) aufweist, der sich direkt in den Innenraum des Kraftstofftanks (1) öffnet, und einen Lufteinlass (9A) aufweist, der durch das Einlassrohr (11) zu einem Außenraum des Kraftstofftanks (1) geöffnet wird, wobei ein kürzerer Axialabschnitt eines vorspringenden Teilstücks des Einlassrohres (11) definiert wird, der sich nach außen von einer äußeren Umfangswandfläche des Kraftstofftanks (1) erstreckt, wobei das Verfahren folgendes aufweist: Bestimmung, ob der Motor in Betrieb ist oder nicht; Unter Druck setzen eines vorbestimmten Gasdichtigkeit-Diagnose-Raums, der durch den Innenraum (2) des abgedichteten Kraftstofftanks (1), die Kraftstofftank-Dampfentlüftungsleitung (3), den Kanister (4), und die Auslassleitung (5) definiert ist, wobei die Druckvorrichtung (9), mit der abgedichtete Kraftstofftank (1) versehen ist, in Betrieb ist, wenn der Motor außer Funktion ist; Ermitteln eines Innendrucks im vorbestimmten Gasdichtigkeit-Diagnoseraum; Ermitteln, ob der Innendruck niedriger als ein vorbestimmter Schwellenwert (P) ist, wenn eine vorbestimmte Zeitperiode (t) nach dem Startpunkt der Druckvorrichtung (9) abgelaufen ist; und Diagnose, dass die Gasdichtigkeit des vorbestimmten Gasdichtigkeitsraums abnimmt, wenn der Innendruck niedriger als der vorbestimmte Schwellenwert (P) für die vorbestimmte Zeitperiode (t) ist.
Verfahren gemäß Anspruch 6, das ferner folgendes aufweist: Vollständiges Schließen sowohl des Auslassregelventils (6) als auch des Lufteinlassventils (8) des Kraftstoffverdustungs-Auslass-Systems (2) wenn der Motor nicht in Betrieb ist, um den vorbestimmten Gasdichtigkeits-Diagnoseraum zu definieren und gegenüber dem Außenbereich mit dem Auslassregelventil (6) und dem Lufteinlassventil (8), die beide vollständig geschlossen sind, abzusperren.