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TECHNISCHES GEBIET
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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Verarbeitungsvorrichtung für verdampften Kraftstoff, in der ein Strömungssteuerventil als Ventil verwendet wird, das in einen Weg eingebaut werden soll, der einen Kraftstofftank und einen Kanister bzw. Behälter verbindet, und in der das Strömungssteuerventil in einem Ventilschließzustand gehalten ist, wenn ein Hubausmaß, das einer axialen Bewegungsdistanz eines bewegbaren Ventilelements zu einem Ventilsitz entspricht, mit einem vorgegebenen Ausmaß ausgehend von einem Anfangszustand identisch ist oder kleiner als dieses ist, so dass der Kraftstofftank in einem hermetisch geschlossenen Zustand gehalten werden kann.
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STAND DER TECHNIK
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Eine Verarbeitungsvorrichtung für verdampften Kraftstoff, die ein vorstehend beschriebenes Strömungssteuerventil als Ventil nutzt, das in einen Weg eingebaut werden soll, der einen Kraftstofftank und einen Kanister verbindet, wird von dem japanischen offengelegten Patent mit der Veröffentlichungsnummer
JP 2011 -
256 778 A gelehrt. In dem Strömungssteuerventil muss ein bewegbares Ventilelement um ein vorgegebenes Ausmaß in eine Ventilöffnungsrichtung bewegt werden, bevor das Strömungssteuerventil eine Ventilöffnungsausgangsposition erreicht, bei der ein Kraftstofftank und ein Kanister miteinander verbunden sind, nachdem das Strömungssteuerventil ausgehend von einem Ausgangszustand einen Ventilöffnungsvorgang initiiert. Daher wird zum schnellen Durchführen einer Ventilöffnungssteuerung des Strömungssteuerventils die Ventilöffnungsausgangsposition im Vorhinein gelernt, so dass mit der Ventilöffnungssteuerung im Allgemeinen ausgehend von der gelernten Ventilöffnungsausgangsposition begonnen wird. Zur Durchführung eines solchen Lernens muss die Ventilöffnungsausgangsposition bestimmt werden. Die Bestimmung der Ventilöffnungsausgangsposition wird durch Erfassen einer Verminderung des Innendrucks des Kraftstofftanks durchgeführt.
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DE 10 2013 016 984 A1 betrifft eine Kraftstoffdampfrückgewinnungsvorrichtung, die an einem Fahrzeug zu montieren ist, das einen Kraftstofftank aufweist, enthaltend: einen Adsorptionsmittelbehälter, der Kraftstoffdampf, der in dem Kraftstofftank als Dampf vorliegt, absorbieren und desorbieren kann, einen Dampfweg, der eine Verbindung zwischen dem Kraftstofftank und dem Adsorptionsmittelbehälter vorsieht, einen Spülweg, der eine Verbindung zwischen dem Adsorptionsmittelbehälter und einem Einlassweg eines Verbrennungsmotors vorsieht, ein Spülventil, das angepasst ist, den Dampfweg zu öffnen und zu schließen und einen Ventilkörper aufweist, und einen Regler zum Steuern des Spülventils und des Blockierventils, wobei der Kraftstofftank gedichtet ist, wenn das Blockierventil geschlossen ist, der Kraftstofftank angepasst ist, dass durch Öffnen des Blockierventils eine Druckminderung erfolgt, und das Blockierventil aus einem Motorventil aufgebaut ist, das einen Antriebsmotor hat und eine Öffnungsmenge durch Steuern eines Hubs des Ventilkörpers einstellen kann.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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DURCH DIE ERFINDUNG ZU LÖSENDE PROBLEME
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Wenn jedoch eine Druckdifferenz zwischen dem Innendruck des Kraftstofftanks und dem Atmosphärendruck gering ist, ist selbst dann, wenn das Strömungssteuerventil die Ventilöffnungsausgangsposition erreicht, so dass der Kraftstofftank mit dem Kanister verbunden wird, der Innendruck des Kraftstofftanks nahezu unverändert. Unter diesen Umständen wird, wenn die Ventilöffnungsausgangsposition auf der Basis der Verminderung des Innendrucks des Kraftstofftanks bestimmt wird, eine solche Ventilöffnungsausgangsposition gegebenenfalls nicht korrekt bestimmt.
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Im Hinblick auf dieses Problem ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Verarbeitungsvorrichtung für verdampften Kraftstoff bereitzustellen, in der das vorstehend beschriebene Strömungssteuerventil als Ventil verwendet wird, das in einen Weg eingebaut werden soll, der einen Kraftstofftank und einen Kanister verbindet, wobei eine Ventilöffnungsausgangsposition des Strömungssteuerventils, bei der ein Kraftstofftank und ein Kanister beginnen, miteinander verbunden zu sein, bestimmt und gelernt wird, nachdem das Strömungssteuerventil einen Ventilöffnungsvorgang initiiert hat, und wobei die Ventilöffnungsausgangsposition nur unter den Umständen bestimmt wird, dass eine Druckdifferenz zwischen einem Innendruck des Kraftstofftanks und dem Atmosphärendruck ausreichend groß ist, so dass ungeachtet der Umgebung des Kraftstofftanks verhindert werden kann, dass die Ventilöffnungsausgangsposition nicht korrekt bestimmt wird.
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MITTEL ZUM LÖSEN DES PROBLEMS
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Ein erster Aspekt in der vorliegenden Erfindung kann eine Verarbeitungsvorrichtung für verdampften Kraftstoff bereitstellen, die zum Adsorbieren von verdampftem Kraftstoff in einem Kraftstofftank in einem Kanister und zum Zuführen des adsorbierten verdampften Kraftstoffs zu einem Verbrennungsmotor ausgebildet ist, worin ein Strömungssteuerventil als Ventil verwendet wird, das in einen Weg eingebaut werden soll, der einen Kraftstofftank und einen Kanister verbindet, und worin das Strömungssteuerventil in einem Ventilschließzustand gehalten ist, wenn ein Hubausmaß, das einer axialen Bewegungsdistanz eines bewegbaren Ventilelements zu einem Ventilsitz entspricht, mit einem vorgegebenen Ausmaß ausgehend von einem Anfangszustand identisch ist oder kleiner als dieses ist, so dass der Kraftstofftank in einem hermetisch geschlossenen Zustand gehalten werden kann, wobei die Vorrichtung einen Innendrucksensor, der zum Erfassen eines Drucks in einem Innenraum des Kraftstofftanks als Innendruck ausgebildet ist, eine Ventilöffnungsausgangsposition-Bestimmungseinrichtung, die zum Verändern des Hubausmaßes des Strömungssteuerventils ausgehend von einem Anfangszustand in eine Ventilöffnungsrichtung ausgebildet ist und zum Bestimmen einer Ventilöffnungsausgangsposition des Strömungssteuerventils auf der Basis der Anforderung, dass ein Bereich der Schwankung des Innendrucks, der durch den Innendrucksensor erfasst wird, mit einem vorgegebenen Wert identisch ist oder größer als dieser ist, ausgebildet ist, eine Lerneinrichtung, die zum Speichern der Ventilöffnungsausgangsposition, die durch die Ventilöffnungsausgangsposition-Bestimmungseinrichtung bestimmt worden ist, als gelernten Wert, der verwendet wird, wenn eine Ventilöffnungssteuerung des Strömungssteuerventils durchgeführt wird, ausgebildet ist, und eine Verhinderungseinrichtung, die zum Verhindern, dass die Ventilöffnungsausgangsposition-Bestimmungseinrichtung die Ventilöffnungsausgangsposition bestimmt, wenn der Innendruck, der durch den Innendrucksensor erfasst wird, innerhalb eines vorgegebenen Druckbereichs bezogen auf den Atmosphärendruck liegt, ausgebildet ist, umfassen kann.
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Ein zweiter Aspekt in der vorliegenden Erfindung kann eine Verarbeitungsvorrichtung für verdampften Kraftstoff bereitstellen, die zum Adsorbieren von verdampftem Kraftstoff in einem Kraftstofftank in einem Kanister und zum Zuführen des adsorbierten verdampften Kraftstoffs zu einem Verbrennungsmotor ausgebildet ist, worin ein Strömungssteuerventil als Ventil verwendet wird, das in einen Weg eingebaut werden soll, der einen Kraftstofftank und einen Kanister verbindet, und worin das Strömungssteuerventil in einem Ventilschließzustand gehalten ist, wenn ein Hubausmaß, das einer axialen Bewegungsdistanz eines bewegbaren Ventilelements zu einem Ventilsitz entspricht, mit einem vorgegebenen Ausmaß ausgehend von einem Anfangszustand identisch ist oder kleiner als dieses ist, so dass der Kraftstofftank in einem hermetisch geschlossenen Zustand gehalten werden kann, wobei die Vorrichtung einen Innendrucksensor, der zum Erfassen eines Drucks in einem Innenraum des Kraftstofftanks als Innendruck ausgebildet ist, eine Ventilöffnungsausgangsposition-Bestimmungseinrichtung, die zum Verändern des Hubausmaßes des Strömungssteuerventils ausgehend von einem Anfangszustand in eine Ventilöffnungsrichtung ausgebildet ist, wenn der Innendruck außerhalb eines vorgegebenen Druckbereichs bezogen auf den Atmosphärendruck liegt, und zum Bestimmen einer Ventilöffnungsausgangsposition des Strömungssteuerventils auf der Basis der Anforderung, dass ein Bereich der Schwankung des Innendrucks, der durch den Innendrucksensor erfasst wird, mit einem vorgegebenen Wert identisch ist oder größer als dieser ist, ausgebildet ist, und eine Lerneinrichtung, die zum Speichern der Ventilöffnungsausgangsposition, die durch die Ventilöffnungsausgangsposition-Bestimmungseinrichtung bestimmt worden ist, als gelernten Wert, der verwendet wird, wenn eine Ventilöffnungssteuerung des Strömungssteuerventils durchgeführt wird, ausgebildet ist, umfassen kann.
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Gemäß dem ersten und dem zweiten Aspekt kann die Ventilöffnungsausgangsposition des Strömungssteuerventils nur unter der Bedingung bestimmt werden, bei welcher der Innendruck des Kraftstofftanks außerhalb des vorgegebenen Druckbereichs bezogen auf den Atmosphärendruck liegt. Folglich kann verhindert werden, dass die Ventilöffnungsausgangsposition nicht korrekt bestimmt wird, da die Ventilöffnungsausgangsposition nicht unter der Bedingung bestimmt werden kann, dass eine Druckdifferenz zwischen dem Innendruck des Kraftstofftanks und dem Atmosphärendruck klein ist.
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Ein dritter Aspekt in der vorliegenden Erfindung kann dem ersten Aspekt entsprechen, wobei der Innendrucksensor zum Erfassen eines Überdrucks bezogen auf den Atmosphärendruck als Bezugsdruck ausgebildet ist, und wobei die Verhinderungseinrichtung zum Bestimmen, ob der Innendruck des Kraftstofftanks innerhalb des vorgegebenen Druckbereichs bezogen auf den Atmosphärendruck liegt oder nicht, nur auf der Basis eines Ausgangssignals des Innendrucksensors ausgebildet ist.
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Ein vierter Aspekt in der vorliegenden Erfindung kann dem zweiten Aspekt entsprechen, wobei der Innendrucksensor zum Erfassen eines Überdrucks bezogen auf den Atmosphärendruck als Bezugsdruck ausgebildet ist, und wobei die Ventilöffnungsausgangsposition-Bestimmungseinrichtung zum Bestimmen, ob der Innendruck des Kraftstofftanks außerhalb des vorgegebenen Druckbereichs bezogen auf den Atmosphärendruck liegt oder nicht, nur auf der Basis eines Ausgangssignals des Innendrucksensors ausgebildet ist.
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Gemäß des dritten und des vierten Aspekts kann ein Sensor, der zum Erfassen des Überdrucks ausgebildet ist, als Innendrucksensor verwendet werden. Daher ist es bei der Verhinderungseinrichtung in dem dritten Aspekt und der Ventilöffnungsausgangsposition-Bestimmungseinrichtung in dem vierten Aspekt möglich, nur durch die Verwendung des Ausgangssignals des Innendrucksensors zu erfassen, ob der Innendruck des Kraftstofftanks innerhalb des vorgegebenen Druckbereichs bezogen auf den Atmosphärendruck liegt oder nicht. Als Ergebnis besteht kein Erfordernis dahingehend, jeweils einen Sensor zum Messen des Innendrucks des Kraftstofftanks und einen Sensor zum Messen des Atmosphärendrucks bereitzustellen. Dies kann zu einer vereinfachten Struktur führen.
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Figurenliste
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- 1 ist ein Konzeptdiagramm, das einem ersten Aspekt in der vorliegenden Erfindung entspricht.
- 2 ist ein Konzeptdiagramm, das einem zweiten Aspekt in der vorliegenden Erfindung entspricht.
- 3 ist ein Strukturdiagramm eines Systems gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
- 4 ist eine vertikale Schnittansicht eines Strömungssteuerventils, das in der vorstehend beschriebenen Ausführungsform verwendet wird, wobei die Ansicht einen Anfangszustand zeigt.
- 5 ist eine vertikale Schnittansicht des Strömungssteuerventils, das demjenigen von 4 entspricht, wobei die Ansicht einen Ventilschließzustand zeigt.
- 6 ist eine vertikale Schnittansicht des Strömungssteuerventils, das demjenigen von 4 entspricht, wobei die Ansicht einen Ventilöffnungszustand zeigt.
- 7 ist ein Flussdiagramm einer Lernsteuerverarbeitungsroutine einer Ventilöffnungsausgangsposition des Strömungssteuerventils in der vorstehend beschriebenen Ausführungsform.
- 8 ist ein Zeitdiagramm, das eine Beziehung zwischen einer Schwankung eines Innendrucks eines Kraftstofftanks und einer Lernausführung während einer Lernsteuerung in der vorstehend beschriebenen Ausführungsform zeigt.
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MODUS ZUR AUSFÜHRUNG DER ERFINDUNG
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Die 1 und 2 sind jeweils Konzeptdiagramme, die einem ersten Aspekt und einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung entsprechen. Ferner kann eine Beschreibung davon weggelassen werden, um eine Wiederholung zu vermeiden.
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Die 3 bis 7 zeigen eine erste Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Wie es in der 3 gezeigt ist, ist in der Ausführungsform eine Verarbeitungsvorrichtung für verdampften Kraftstoff 20 an einem Verbrennungsmotorsystem 10 eines Fahrzeugs angebracht.
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In der 3 ist das Verbrennungsmotorsystem 10 ein bekanntes Verbrennungsmotorsystem, in dem ein Luft-Kraftstoff-Gemisch einem Verbrennungsmotorkörper 11 mittels eines Ansaugdurchgangs 12 zugeführt wird. Luft kann mittels einer Drosselklappe 14 in den Ansaugdurchgang 12 zugeführt werden, während deren Strömungsgeschwindigkeit gesteuert bzw. eingestellt wird. Kraftstoff kann in den Ansaugdurchgang 12 mittels eines Kraftstoffeinspritzventils (nicht gezeigt) zugeführt werden, während dessen Strömungsgeschwindigkeit gesteuert bzw. eingestellt wird. Die Drosselklappe 14 und das Kraftstoffeinspritzventil können jeweils mit einer Steuereinheit (ECU) 16 verbunden sein. Die Drosselklappe 14 kann so ausgebildet sein, dass sie Signale, welche die Öffnungsgrade der Drosselklappe 14 repräsentieren, an die Steuerschaltung 16 sendet. Das Kraftstoffeinspritzventil kann so ausgebildet sein, dass dessen Ventil öffnungszeit durch die Steuereinheit 16 gesteuert bzw. eingestellt werden kann. Ferner kann der Kraftstoff von einem Kraftstofftank 15 in das Kraftstoffeinspritzventil zugeführt werden.
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Die Verarbeitungsvorrichtung für verdampften Kraftstoff 20 kann einen Kanister bzw. Behälter 21 enthalten, der dahingehend wirkt, Kraftstoffdampf (der nachstehend als „verdampfter Kraftstoff“ bezeichnet wird), der während des Füllens erzeugt wird oder durch eine Kraftstoffverdampfung in dem Kraftstofftank 15 erzeugt wird, durch eine Kraftstoffleitung 22 zu adsorbieren. Ferner kann der verdampfte Kraftstoff, der in dem Kanister 21 adsorbiert ist, mittels einer Spülleitung 23 in den Ansaugdurchgang 12 zugeführt werden, der stromabwärts von dem Drosselventil 14 angeordnet ist. Ein Schrittmotor-betriebenes Schließventil (das einem Strömungssteuerventil der vorliegenden Erfindung entspricht und nachstehend einfach als Schließventil bezeichnet werden kann) 24 kann derart an der Dampfleitung 22 angebracht sein, dass es die Dampfleitung 22 öffnet und schließt. Umgekehrt kann ein Spülventil 25 derart an der Spülleitung 23 angebracht sein, dass es die Spülleitung 23 öffnet und schließt.
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Das Schließventil 24 kann in einem Ventilschließzustand gehalten sein, wenn ein Hubausmaß, das einer axialen Bewegungsdistanz eines bewegbaren Ventilelements zu einem Ventilsitz entspricht, mit einem vorgegebenen Ausmaß ausgehend von einem Anfangszustand identisch ist oder kleiner als dieses ist, nachdem ein Ventilöffnungsvorgang des Schließventils 24 durch einen Schrittmotor initiiert worden ist, so dass es den Kraftstofftank 15 in einem hermetisch geschlossenen Zustand halten kann. Ferner kann das Hubausmaß so ausgebildet sein, dass es kontinuierlich variiert wird. Wenn das Hubausmaß über das vorgegebene Ausmaß hinaus variiert wird, kann das Schließventil 24 zu einem Ventilöffnungszustand wechseln, so dass der Kraftstofftank 15 und der Kanister 21 miteinander in Verbindung stehen können. Eine Position des Ventilelements zu dem Zeitpunkt, bei dem das Hubausmaß das vorgegebene Ausmaß übersteigt, kann einer Ventilöffnungsausgangsposition in der vorliegenden Erfindung entsprechen.
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Der Kanister 21 kann mit Aktivkohle 21a als Adsorptionsmittel gefüllt sein, so dass der verdampfte Kraftstoff, der in den Kanister 21 durch die Dampfleitung 22 eingebracht wird, durch die Aktivkohle 21a adsorbiert werden kann. Der adsorbierte verdampfte Kraftstoff kann dann in die Spülleitung 23 freigesetzt werden. Der Kanister 21 kann mit einer Atmosphärenleitung 28 verbunden werden, die zur Atmosphäre hin offen ist. Daher kann, wenn mittels der Spülleitung 23 ein Ansaugunterdruck an den Kanister 21 angelegt wird, der Atmosphärendruck mittels der Atmosphärenleitung 28 dem Kanister 21 zugeführt werden, so dass der adsorbierte Kraftstoffdampf mittels der Spülleitung 23 ausgespült werden kann. Die Atmosphärenleitung 28 kann so angeordnet sein, dass Luft in der Umgebung einer Kraftstoffeinfüllöffnung 17, die mit dem Kraftstofftank 15 in Verbindung steht, angesaugt werden kann.
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Verschiedene spezifische Signale, die zum Steuern der Ventilöffnungszeit des Kraftstoffeinspritzventils oder anderer solcher Faktoren erforderlich sind, können zu der Steuereinheit 16 gesendet werden. Zusätzlich zu den Signalen, welche die Öffnungsgrade der vorstehend beschriebenen Drosselklappe 14 repräsentieren, können Erfassungssignale eines Drucksensors (der einem Innendrucksensor der vorliegenden Erfindung entspricht und nachstehend als Innendrucksensor bezeichnet wird) 26 zum Erfassen der Innendrücke des Kraftstofftanks 15, der in der 3 gezeigt ist, zu der Steuereinheit 16 gesendet werden. Ferner kann die Steuereinheit 16 so ausgebildet sein, dass sie Öffnungs- und Schließvorgänge des Schließventils 24 und des Spülventils 25, die in der 3 gezeigt sind, sowie die Ventilöffnungszeit des vorstehend beschriebenen Einspritzventils steuert. Ferner kann der Innendrucksensor 26 ein Sensor sein, der zum Erfassen eines Überdrucks bezogen auf den Atmosphärendruck ausgebildet ist.
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Die 4 zeigt eine Struktur des Schließventils 24. Das Schließventil 24 kann eine im Wesentlichen kreiszylindrische Ventilführung 60, die konzentrisch in einem kreiszylindrischen Schieberkasten 32 eines Ventilgehäuses 30 angeordnet ist, und einen im Wesentlichen kreiszylindrischen Ventilkörper 70 umfassen, der konzentrisch in der Ventilführung 60 angeordnet ist. Umgekehrt kann das Ventilgehäuse 30 einen Einströmdurchgang 34 aufweisen, der in einem zentralen Abschnitt eines unteren Endes des Schieberkastens 32 ausgebildet ist und mit der Dampfleitung 22 in Verbindung steht, die mit dem Kraftstofftank 15 in Verbindung steht. Ferner kann das Ventilgehäuse 30 einen Ausströmdurchgang 36 aufweisen, der in einer Seitenwand des Schieberkastens 32 ausgebildet ist und mit der Dampfleitung 22 in Verbindung steht, die mit dem Kanister 21 in Verbindung steht. Ferner ist ein Motorkörper 52 des Schrittmotors 50 an einem oberen Ende des Ventilgehäuses 30 gegenüber dem unteren Ende angebracht, in dem der Einströmdurchgang 34 ausgebildet ist, so dass ein oberes Ende des Schieberkastens 32 geschlossen wird.
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Die Ventilführung 60 und der Ventilkörper 70 können das bewegbare Ventilelement der vorliegenden Erfindung bilden. Ferner kann in einem Innenumfang des unteren Endes des Ventilgehäuses 30, in dem der Einströmdurchgang 34 ausgebildet ist, ein kreisförmiger Ventilsitz 40 konzentrisch ausgebildet sein. Wenn die Ventilführung 60 und der Ventilkörper 70 den Ventilsitz 40 kontaktieren, kann das Schließventil 24 in den Ventilschließzustand gebracht werden. Im Gegensatz dazu kann dann, wenn die Ventilführung 60 und der Ventilkörper 70 von dem Ventilsitz 40 beabstandet sind, das Schließventil 24 in den Ventilöffnungszustand gebracht werden.
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Die Ventilführung 60 kann aus einem kreiszylindrischen Wandabschnitt 62 und einem oberen Wandabschnitt 64 zusammengesetzt sein, der eine obere Endöffnung des zylindrischen Wandabschnitts 62 schließt, so dass eine oben geschlossene kreiszylindrische Form vorliegt. Ein zylindrischer Schaftabschnitt 66 kann konzentrisch in einem zentralen Abschnitt des oberen Wandabschnitts 64 ausgebildet sein. Der zylindrische Schaftabschnitt 66 kann einen Innengewindeabschnitt 66w aufweisen, der in einer Innenumfangsoberfläche davon ausgebildet ist. Der Innengewindeabschnitt 66w, der in dem zylindrischen Schaftabschnitt 66 der Ventilführung 60 ausgebildet ist, kann mit einem Außengewindeabschnitt 54n, der in einer Außenumfangsoberfläche einer Abtriebswelle 54 des Schrittmotors 50 ausgebildet ist, durch Verschrauben verbunden werden. Ferner kann die Ventilführung 60 axial (vertikal) bewegbar in dem Ventilgehäuse 30 aufgenommen sein, während die Ventilführung 60 mittels einer Sperrvorrichtung (nicht gezeigt) an einer Drehung gehindert werden kann. Daher kann sich die Ventilführung 60 bei einer positiven und negativen Drehung der Abtriebswelle 54 des Schrittmotors 50 vertikal (axial) bewegen. Ferner kann die Ventilführung 60 eine zusätzliche Feder 68 aufweisen, die an deren Umfang angebracht ist. Die zusätzliche Feder 68 kann so ausgebildet sein, dass sie die Ventilführung 60 nach oben vorspannt.
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Der Ventilkörper 70 kann aus einem kreiszylindrischen Wandabschnitt 72 und einem unteren Wandabschnitt 74 zusammengesetzt sein, der eine untere Endöffnung des zylindrischen Wandabschnitts 72 verschließt, so dass eine mit einem Boden versehene kreiszylindrische Form vorliegt. Ein Abdichtungselement 76, das aus einem scheibenförmigen, kautschukartigen elastomeren Material hergestellt ist, kann an einer unteren Oberfläche des unteren Wandabschnitts 74 angebracht sein. Das Abdichtungselement 76 des Ventilkörpers 70 kann so angeordnet sein, dass es eine obere Fläche des Ventilsitzes 40 des Ventilgehäuses 30 kontaktiert.
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Der Ventilkörper 70 kann eine Mehrzahl von Verbindungsvorwölbungsabschnitten 72t aufweisen, die in Umfangsrichtung in einer oberen äußeren Umfangsoberfläche des kreiszylindrischen Wandabschnitts 72 ausgebildet sind. Umgekehrt kann die Ventilführung 60 vertikale rillenartige Verbindungsaussparungsabschnitte 62m aufweisen, die den Verbindungsvorwölbungsabschnitten 72t des Ventilkörpers 70 entsprechen. Die Verbindungsaussparungsabschnitte 62m können derart in einer Innenumfangsoberfläche des zylindrischen Wandabschnitts 62 ausgebildet sein, dass sie sich in einer Bewegungsrichtung der Ventilführung 60 erstrecken. Daher können die Verbindungsvorwölbungsabschnitte 72t des Ventilkörpers 70 jeweils so in die Verbindungsaussparungsabschnitte 62m der Ventilführung 60 eingepasst werden, dass sie sich relativ vertikal darin bewegen. Ferner können sich in einem Zustand, bei dem die Bodenwandabschnitte 62b der Verbindungsaussparungsabschnitte 62m der Ventilführung 60 jeweils die Verbindungsvorwölbungsabschnitte 72t des Ventilkörpers 70 von unten kontaktieren, die Ventilführung 60 und der Ventilkörper 70 zusammen nach oben bewegen (in einer Ventilöffnungsrichtung). Ferner kann eine Ventilfeder 77 konzentrisch zwischen dem oberen Wandabschnitt 64 der Ventilführung 60 und dem unteren Wandabschnitt 74 des Ventilkörpers 70 aufgenommen sein. Die Ventilfeder 77 kann so wirken, dass sie normalerweise den Ventilkörper 70 nach unten, d.h., in einer Ventilschließrichtung, relativ zu der Ventilführung 60 vorspannt.
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Als nächstes wird die grundlegende Arbeitsweise des Schließventils 24 beschrieben.
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Das Schließventil 24 kann durch Drehen des Schrittmotors 50 in der Ventilöffnungsrichtung oder der Ventilschließrichtung durch eine vorgegebene Anzahl von Schritten auf der Basis von Ausgangssignalen, die von der Steuereinheit (ECU) 16 übertragen worden sind, aktiviert werden. D.h., beim Drehen des Schrittmotors 50 um die vorgegebene Anzahl von Schritten kann sich die Ventilführung 60 aufgrund des Gewindeeingriffs des Außengewindeabschnitts 54n, der in der Abtriebswelle 54 des Schrittmotors 50 ausgebildet ist, und des Innengewindeabschnitts 66w, der in dem zylindrischen Schaftabschnitt 66 der Ventilführung 60 ausgebildet ist, vertikal um ein vorgegebenes Hubausmaß bewegen. Beispielsweise kann das Schließventil 24 so ausgebildet sein, dass in einer vollständig geöffneten Position die Anzahl von Schritten und das Hubausmaß ausgehend von dem Anfangszustand jeweils etwa 200 Schritte und etwa 5 mm betragen können.
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Wie es in der 4 gezeigt ist, kann die Ventilführung 60 in einem initialisierten Zustand (dem Anfangszustand) des Schließventils 24 in einer unteren Grenzposition gehalten sein, so dass eine untere Endoberfläche des zylindrischen Wandabschnitts 62 der Ventilführung 60 die obere Fläche des Ventilsitzes 40 des Ventilgehäuses 30 kontaktieren kann. Ferner können in diesem Zustand die Verbindungsvorwölbungsabschnitte 72t des Ventilkörpers 70 oberhalb des Bodenwandabschnitts 62b der Ventilführung 60 angeordnet sein, während das Abdichtungselement 76 des Ventilkörpers 70 durch die Federkraft der Ventilfeder 77 gegen die obere Fläche des Ventilsitzes 40 des Ventilgehäuses 30 gedrückt werden kann. D.h., das Schließventil 24 kann in einem vollständig geschlossenen Zustand gehalten werden. Dabei ist die Anzahl von Schritten des Schrittmotors 50 gleich Null Schritte und die axiale (aufwärts) Bewegungsdistanz der Ventilführung 60, d.h., das Hubausmaß der Ventilführung 60 in der Ventilöffnungsrichtung, ist gleich Null mm.
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Wenn das Fahrzeug geparkt ist, kann sich der Schrittmotor 50 des Schließventils 24 um z.B. 4 Schritte ausgehend von dem initialisierten Zustand in der Ventilöffnungsrichtung drehen. Als Ergebnis kann sich die Ventilführung 60 aufgrund des Gewindeeingriffs des Außengewindeabschnitts 54n, der in der Abtriebswelle 54 des Schrittmotors 50 ausgebildet ist, und des Innengewindeabschnitts 66w, der in dem zylindrischen Schaftabschnitt 66 der Ventilführung 60 ausgebildet ist, um etwa 0,1 mm nach oben bewegen, so dass sie in einem Zustand gehalten ist, in dem sie von dem Ventilsitz 40 des Ventilgehäuses 30 beabstandet ist. Folglich kann verhindert werden, dass eine übermäßige Kraft, die durch Veränderungen der Umgebung, wie z.B. der Temperatur, verursacht wird, zwischen der Ventilführung 60 und dem Ventilsitz 40 des Ventilgehäuses 30 des Schließventils 24 ausgeübt wird. Ferner kann in diesem Zustand das Abdichtungselement 76 des Ventilkörpers 70 durch die Federkraft der Ventilfeder 77 gegen die obere Fläche des Ventilsitzes 40 des Ventilgehäuses 30 gedrückt werden.
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Wenn sich der Schrittmotor 50 nach der Drehung des Schrittmotors 50 um 4 Schritte weiter in der Ventilöffnungsrichtung dreht, kann sich die Ventilführung 60 aufgrund des Gewindeeingriffs des Außengewindeabschnitts 54n und des Innengewindeabschnitts 66w aufwärts bewegen. Als Ergebnis können, wie es in der 5 gezeigt ist, die Bodenwandabschnitte 62b der Ventilführung 60 jeweils die Verbindungsvorwölbungsabschnitte 72t des Ventilkörpers 70 von unten kontaktieren. Daher kann sich der Ventilkörper 70, wenn sich die Ventilführung 60 weiter aufwärts bewegt, wie es in der 6 gezeigt ist, mit der Ventilführung 60 nach oben bewegen, und das Abdichtungselement 76 des Ventilkörpers 70 kann von dem Ventilsitz 40 des Ventilgehäuses 30 beabstandet sein. Folglich kann das Schließventil 24 den Ventilöffnungszustand erreichen.
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Ferner kann die Ventilöffnungsausgangsposition des Schließventils 24 aufgrund einer Positionstoleranz der in dem Ventilkörper 70 ausgebildeten Verbindungsvorwölbungsabschnitte 72t, einer Positionstoleranz der Bodenwandabschnitte 62b der Ventilführung 60 oder anderer solcher Faktoren individuell variiert werden. Daher muss die Ventilöffnungsausgangsposition präzise gelernt werden. Ein solches Lernen kann mittels einer Lernsteuerung durchgeführt werden. Bei der Lernsteuerung kann der Schrittmotor 50 des Schließventils 24 in der Ventilöffnungsrichtung gedreht werden (d.h., die Anzahl von Schritten des Schrittmotors 50 kann erhöht werden). Danach kann, wenn der Innendruck des Kraftstofftanks 15 um einen vorgegebenen Wert oder mehr vermindert wird, die Anzahl von Schritten, die der Ventilöffnungsausgangsposition entspricht, erfasst und gespeichert werden.
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Als nächstes wird eine Lernsteuerverarbeitungsroutine zum Lernen der Ventilöffnungsausgangsposition des Schrittmotor-angetriebenen Schließventils 24, wobei die Routine in der Steuerschaltung 16 ausgeführt werden kann, unter Bezugnahme auf das Flussdiagramm von 7 und das Zeitdiagramm von 8 beschrieben.
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Bei der Ausführung der Verarbeitung der Routine kann im Schritt S1 der Kraftstofftankinnendruck (der nachstehend einfach als Tankdruck bezeichnet werden kann) zu dem Zeitpunkt durch den Innendrucksensor 26 gemessen und gespeichert werden. Als nächstes kann im Schritt S2 eine Bewertung, ob der Tankdruck innerhalb eines vorgegebenen Druckbereichs liegt, durchgeführt werden. Wie es in der 8 gezeigt ist, kann der vorgegebene Druckbereich z.B. einem Bereich von minus A Kilopascal bis plus B Kilopascal bezogen auf den Atmosphärendruck betragen, der mit Null Kilopascal angesetzt wird.
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In einem Zustand, bei dem der Tankinnendruck innerhalb des vorgegebenen Druckbereichs liegt, kann der Schritt S2 bestätigt werden, so dass zu dem Startpunkt zurückgekehrt wird. Umgekehrt kann in einem Zustand, bei dem der Tankinnendruck außerhalb des vorgegebenen Druckbereichs liegt, der Schritt S2 nicht bestätigt werden und im Schritt S3 kann die Lernsteuerung durchgeführt werden. Als Ergebnis kann das Schließventil 24 ausgehend von dem Anfangszustand mit einer konstanten Geschwindigkeit geöffnet werden, so dass die Ventilöffnungsausgangsposition des Schließventils 24 auf der Basis dessen bestimmt werden kann, ob eine Schwankung des Innendrucks, der durch den Innendrucksensor 26 erfasst wird, gleich dem vorgegebenen Wert oder größer als dieser ist. Danach kann im Schritt S4 die bestimmte Ventilöffnungsausgangsposition als gelernter Wert gespeichert werden.
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Folglich kann nach der Durchführung der Lernsteuerung ein Lernausführungsflag gesetzt werden (EIN). Dieser Vorgang ist in der 8 gezeigt. D.h., wenn der Tankdruck außerhalb des vorgegebenen Druckbereichs liegt, kann der Lernausführungsflag gesetzt werden. Umgekehrt kann dann, wenn der Tankdruck innerhalb des vorgegebenen Druckbereichs liegt, der Bereich als Lernverhinderungsbereich angesehen werden, d.h., als Zeitdauer zur Bewertung, ob die Lernsteuerung durchgeführt werden sollte. Die Zeitdauer, in der die Bewertung der Lernausführung durchgeführt wird, kann einer Zeitdauer entsprechen, in welcher der Schritt S2 in der 7 bestätigt wird. Das Zeichen „IG-EIN“, das in der 8 gezeigt ist, entspricht einer ansteigenden Flanke einer Rechteckwelle, die zeigt, dass ein Netzschalter, d.h., ein Zündungsschalter, des Fahrzeugs eingeschaltet worden ist. Dies bedeutet, dass die Ausführung der Verarbeitung, die in der 7 gezeigt ist, gestartet werden kann, wenn der Zündungsschalter eingeschaltet wird.
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Gemäß der vorstehend beschriebenen Ausführungsform kann die Ventilöffnungsausgangsposition des Schließventils 24 nur unter der Bedingung bestimmt und gelernt werden, dass der Tankdruck außerhalb des vorgegebenen Druckbereichs bezogen auf den Atmosphärendruck liegt. Folglich kann verhindert werden, dass die Ventilöffnungsausgangsposition unter Umständen erfasst wird, bei denen die Druckdifferenz zwischen dem Tankdruck und dem Atmosphärendruck gering ist. Als Ergebnis kann verhindert werden, dass die Ventilöffnungsausgangsposition nicht korrekt bestimmt wird.
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Ferner kann ein Sensor, der zum Erfassen eines Überdrucks ausgebildet ist, als Innendrucksensor 26 verwendet werden. Daher kann unter Verwendung nur eines Ausgangssignals des Innendrucksensors 26 bestimmt werden, ob der Innendruck des Kraftstofftanks 15 innerhalb oder außerhalb des vorgegebenen Druckbereichs bezogen auf den Atmosphärendruck liegt. Als Ergebnis besteht kein Erfordernis, jeweils einen Sensor zum Messen des Innendrucks des Kraftstofftanks 15 und einen Sensor zum Messen des Atmosphärendrucks bereitzustellen. Dies kann zu einer vereinfachten Struktur führen. Selbstverständlich kann der Innendrucksensor 26 durch einen Sensor zum Messen des Absolutdrucks ersetzt werden. In diesem Fall kann eine Druckdifferenz zwischen dem gemessenen Absolutdruck und dem Atmosphärendruck, der durch einen zusätzlichen Atmosphärendrucksensor gemessen wird, erfasst werden, um zu bestimmen, ob der Innendruck des Kraftstofftanks 15 innerhalb oder außerhalb des vorgegebenen Druckbereichs bezogen auf den Atmosphärendruck liegt.
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In der Ausführungsform kann die Verarbeitung im Schritt S3 einer Ventilöffnungsausgangsposition-Bestimmungseinrichtung in dem ersten Aspekt in der vorliegenden Erfindung entsprechen. Die Verarbeitung im Schritt S 1 bis Schritt S3 kann einer Ventilöffnungsausgangsposition-Bestimmungseinrichtung in dem zweiten Aspekt in der vorliegenden Erfindung entsprechen. Ferner kann die Verarbeitung im Schritt S4 einer Lerneinrichtung in dem ersten Aspekt und dem zweiten Aspekt in der vorliegenden Erfindung entsprechen. Darüber hinaus kann die Verarbeitung im Schritt S1 und im Schritt S2 einer Verhinderungseinrichtung in dem ersten Aspekt in der vorliegenden Erfindung entsprechen.
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Eine spezielle Ausführungsform wurde beschrieben. Die Ausführungsform ist jedoch nicht auf die vorstehend beschriebene spezielle Struktur beschränkt. Daher können bei der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verschiedene Veränderungen, Ergänzungen und Weglassungen durchgeführt werden, ohne vom Wesen und der Aufgabe der Erfindung abzuweichen. Beispielsweise wird in der vorstehend beschriebenen Ausführungsform das Schrittmotor-angetriebene Schließventil 24 als Strömungssteuerventil verwendet. Das Schließventil 24 kann jedoch durch ein Kugelventil ersetzt werden, dessen Ventilöffnungsgrade aufgrund der Drehung eines kugelförmigen Ventilelements kontinuierlich verändert werden können. Ferner wird die vorliegende Erfindung in der vorstehend beschriebenen Ausführungsform auf das Verbrennungsmotorsystem des Fahrzeugs angewandt. Die vorliegende Erfindung kann jedoch auf ein Verbrennungsmotorsystem angewandt werden, das von demjenigen eines Fahrzeugs verschieden ist. Ferner kann das Verbrennungsmotorsystem des Fahrzeugs ein Verbrennungsmotorsystem eines Hybridfahrzeugs sein, in dem ein Verbrennungsmotor und ein Motor miteinander verwendet werden.
