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HINTERGRUND
DER ERFINDUNG
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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Diagnosevorrichtung für ein Kraftstoffdampfentlüfungssystem und
einen Drucksensor. Im besonderen ist die Erfindung gerichtet auf
eine Leckagendiagnosevorrichtung für ein Kraftstoffdampfsystem,
enthaltend einen Treibstofftank, und einen für die Leckagediagnose passend
verwendeten Drucksensor.
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Ein
mit einem Kraftstoffdampfentlüftungssystem
ausgestatteter Verbrennungsmotor wird vielfältig verwendet, um zu verhindern,
daß in
einem Kraftstofftank verdampfter Kraftstoff in die Atmosphäre entlassen
wird. Bei solch einem Kraftstoffdampfsentlüftungssystem wird im Treibstofftank
verdampfter Treibstoff (im folgenden als Dampf bezeichnet) temporär adsorbiert
mittels die Innenseite eines Kanisters füllenden Adsorbentien. Anschließend wird
der adsorbierte Dampf entladen durch eine Entlüftungspassage zum Einlaßsystem
des Verbrennungsmotors unter einer vorbestimmten Betriebsbedingung.
Wenn jedoch die Passage im Dampfentlüftungssystem beschädigt oder
aus einem Grund oder einem anderen Grund gebrochen ist, wird der
Dampf in die Atmosphäre
entlassen. Im allgemeinen wird daher eine Leckagediagnose durchgeführt für das den
Treibstofftank aufweisende Dampfsystem.
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Um
solch eine Lackagediagnose durchzuführen, wird zuerst die Innenseite
des Dampfsystems ausgerichtet zur Leckagediagnose in einen negativen
Druckzustand versetzt und Verwendung eines Einlaßkanalnegativdrucks oder in
einen positiven Druckzustand unter Verwendung einer Pumpe oder dergleichen,
wobei anschließend
das Dampfsystem hermetisch abgeschlossen wird/ist. Anschließend wird
eine Änderung
des Drucks im Dampfsystem (Systeminnendruck) beobachtet, um die
Anwesenheit eines Lecks zu bestimmten. In diesem Fall ist jedoch
ein Problem unvermeidlich. Im besonderen verursacht die Fluktuation
eines atmosphärischen
Drucks eine fehlerhafte Bestimmung, wenn ein Relativdrucksensor
verwendet wird als ein Drucksensor zum Diktieren des Systeminnendrucks.
Der Relativdrucksensor ist designt, um eine Differenz zu diktieren
zwischen einem zu detektierenden Druck und einem Atmosphärendruck
als einem Referenzdruck, d. h. einen relativen Druck. Wenn eine
Fluktuation im atmosphärischen
Druck selbst auftritt, ändert
sich daher der Relativdruck sogar dann, wenn der Systeminnendruck
konstant ist, resultierend in der Unmöglichkeit der Diskriminierung
dieser Änderung
von einer durch eine Leckage verursachten Druckänderung. Solch eine Fluktuation
im atmosphärischen
Druck tritt auf aufgrund einer Änderung
der Fahrzeuggeschwindigkeit (Änderung
hinsichtlich eines Staudrucks), einer Druckänderung während der Fahrt auf einer Neigung
oder dergleichen.
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Um
das vorhergehende Problem zu lösen,
offenbart beispielsweise die japanische Patentanmeldung, Offenlegungsnummer
Hei. 6-17715, eine Technologie zum Verhindern einer fehlerhaften
Bestimmung, die verursacht wird durch den Effekt einer Änderung
im atmosphärischen
Druck unter Verwendung eines Atmosphärendrucksensors. Diese Technologie
ist spezifisch designt, um die Anwe senheit eines Fehlers zu bestimmen durch
Detektion eines Systeminnendrucks von der Innenseite des Dampfsystemes
zum Treibstofftank, und Vergleichen des Änderungsbetrages des detektierten
Druckes mit einem vorbestimmten Wert. In diesem Fall wird ein Atmosphärendruck
detektiert mittels des Atmosphärendrucksensors
und entsprechend dem detektierten Atmosphärendruck der Wert des detektierten
Drucks und der vorbestimmte Wert korrigiert.
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Wenn
der Atmosphärendrucksensor
entsprechend der erhältlichen
vorhergehend konventionellen Art verwendet wird, wegen der benötigten Detektionsgenauigkeit
hinsichtlich der Leckagediagnose, muß der Atmosphärendrucksensor
eine Auflösung
aufweisen, die hoch genug ist, um eine sehr geringe Atmosphärendruckänderung
von 1000 pa oder weniger zu erfassen. Darüber hinaus muß der Detektionsbereich
des Atmosphärendrucksensors
groß sein,
um verschiedene Betriebsbedingungen einschließlich Niederland- und Hochlandfahrens
bedienen zu können.
In der Realität
jedoch ist es nicht einfach einen hochgenauen Atmosphärendrucksensor
kostengünstig
herzustellen, der in der Lage ist, sowohl eine solche Auflösung als
auch einen entsprechenden Detektionsbereich zufriedenzustellen.
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ZUSAMMENFASSUNG
DER ERFINDUNG
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Daher
ist es ein Ziel der vorliegenden Erfindung, eine hoch-akkurate Diagnosevorrichtung
bereitzustellen für
ein Dampfentlüftungssystem,
das nicht so leicht beeinflußt
wird durch Fluktuation hinsichtlich des Atmosphärendrucks.
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Um
das vorhergehende Ziel zu erreichen, wird gemäß der vorliegenden Erfindung
bereitgestellt eine Diagno sevorrichtung für ein Dampentlüftungssystem
einer Verbrennungsmaschine, mit hermetischen Dichtungsmitteln zum
Errichten des Kraftstoffdampfsystems, beinhaltend einen Kraftstofftank
in einem Druckzustand, der unterschiedlich ist zum Atmosphärendruck
und anschließend
das Kraftstoffsystem während
einer Leckagendiagnose hermetisch abdichtet, wobei die Diagnosevorrichtung
beinhaltet: ein erstes Ventil, das bereitgestellt ist, um das Kraftstoffdampfsystem
mit der offenen Luft zu verbinden; ein zweites Ventil, das angeordnet
ist an einer intermediären
Position zwischen dem Kraftstoffdampfsystem und einem Einlaßsystem
des Verbrennungsmotors, wobei ein Relativdrucksensor aufweist eine
Einführungsseite
eines Referenzdrucks und eine Einführungsseite eines detektierten
Druckes, wo ein Druck im Kraftstoffdampfsystem eingeführt ist,
gekennzeichnet durch ein drittes Ventil, das bereitgestellt ist
in der Einführungsseite
des Referenzdruckes; und Steuerungsmittel, die bereitgestellt sind,
um die ersten und zweiten Ventile in einen geschlossenen Zustand am
Beginn der Leckagendiagnose zu bringen und um das dritte Ventil
in einen geschlossenen Zustand während
der Leckagendiagnose zu bringen, wobei das Steuerungsmittel einen Änderungsbetrag
(ΔP1) eines
Differenzdrucks des Relativdrucksensors während einer vorbestimmten ersten
Periode (t1–t0)
ausliest, das zweite Ventil in einen offenen Zustand während einer
vorbestimmten zweiten Periode (t2–T1) und anschließend in den
geschlossenen Zustand während
einer vorbestimmten dritten Periode (t3–T2) bringt, einen Änderungsbetrag
(ΔP2) des
Differenzdrucks des Relativdrucksensors während der vorbestimmten dritten
Periode ausliest, und anschließend
eine Anwesenheit einer Leckage im Kraftstoffdampfsystem bestimmt,
basierend auf dem Änderungsbetrag
(ΔP1) des Differenzdrucks
während
der vorbestimmten ersten Periode und dem Änderungsbetrag (ΔP2) des Differenzdrucks
während
der vorbestimmten dritten Periode (t3–t2).
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KURZE BESCHREIBUNG DER
ZEICHNUNGEN
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Diese
und andere Ziele und Merkmale der vorliegenden Erfindung werden
klar aus der folgenden Beschreibung unter Bezugnahme auf die angehängten Zeichnungen,
wobei:
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1 eine
Ansicht ist, die eine Systemkonfiguration gemäß einer Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zeigt;
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2 ein
Flußdiagramm
ist, das eine Leckagediagnose routinegemäß der Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung zeigt; und
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3 ein
Zeitdiagramm ist, das eine mittels eines Relativdrucksensors detektierte
Druckänderung zeigt.
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DETAILLIERTE
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
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1 illustriert
eine Systemkonfiguration gemäß einer
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung. Luft ohne Staub in der Atmosphäre, der
eliminiert ist mittels eines Luftreinigers 2, wird hinsichtlich
ihrer Flußrate
gesteuert gemäß des Öffnungsgrades
eines elektrischen Drosselventils 4. Das Drosselventil 4 wird
bereitgestellt in einer Einlaßpassage
zwischen dem Luftreiniger 2 und einer Luftkammer 3,
wobei ein Drosselöffenungsgrad
dort mittels eines elektrischen Motors (nicht gezeigt) eingestellt
wird. Eine Steuerungseinheit 11 (im nachfolgenden bezeichnet
als "ECU"), zusammengesetzt
aus einem Mikrocomputer oder ähnlichem,
berechnet einen Drosselöffnungsgrad,
basierend auf einer Motordrehzahl, wobei der Druckbetrag eines Be schleunigungspedals, äquivalent
zu einer abgeforderten Motorleistung, oder dergleichen ist, und
entsprechend ein Steuerungssignal zum elektrischen Motor ausgibt.
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Die
Einlaßluft
der gemäß dem Drosselöffnungsgrad
gesteuerten Flußrate
wird geführt
durch die Luftkammer 3 und einen Einlaßkrümmer 5 und anschließend gemischt
mit Treibstoff (Benzin), der von einem Injektor 6 injiziert
wird. Der Injektor 6 ist angeordnet, um teilweise hereinzuragen
in den Einlaßkrümmer 5 und bereitgestellt
für jeden
Zylinder eines Motors 1. Druckgesteuerter Treibstoff wird
zugeführt
zu jedem Injektor 6 durch ein Treibstoffrohr 13,
das kommuniziert mit einem Treibstofftank 12. Eine Luft-Treibstoff-Mischung,
die gebildet wird/ist innerhalb des Einlaßkrümmers 5, verursacht,
in die Verbrennungskammer des Motors 1 durch Öffnen eines
Einlaßventils 7 zu
fließen.
Die Luft-Treibstoff-Mischung
wird gezündet
mittels eines Zündbolzens 8,
um die Mischung zu verbrennen, dadurch für den Motor 1 eine
Antriebskraft erzeugend. Die ECU 11 steuert den Treibstoffinjektionsbetrag
des Injektors 6, das Injektionstiming und das Zündtiming
des Zündbolzens 8,
basierend auf Sensorsignalen von verschiedenen Sensoren, einschließend eines
Beschleunigungsöffnungssensors
(nicht gezeigt) etc. Die Gasnachverbrennung wird entladen aus der
Verbrennungskammer 10 in eine Abgas/Auslaßpassage 10 durch Öffnen eines
Abgasventils 9.
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Der
innerhalb des Treibstofftanks 12 erzeugte Kraftstoffdampf
wird entladen in eine Luftkammer 3 eines Einlaßsystems
mittels eines Kraftstoffdampfentlüftungssystems. Im besonderen
kommuniziert/ist verbunden der Treibstofftank 12 mit einem
Kanister 15 durch/mit eine Kraftstoffdampfpassage 14,
die bereitgestellt wird an dem oberen Abschnitt des Treibstofftanks.
Der Kraftstoffdampf im Kraftstofftank 12 wird adsorbiert
mittels Adsorbentien, die Aktivkohle oder dergleichen enthalten
und die Innenseite des Kanisters 15 ausfüllen. Lediglich
Nichttreibstoffkomponenten (insbesondere Kohlenwasserstoffe (HC)
oder dergleichen) enthaltendes Gas wird entladen durch eine Frischluftzufuhrpassage 16 in
die Atmosphäre.
Die Frischluftzufuhrpassage 16 beinhaltet ein Atmosphärenöffnungssolenoidventil 16,
das gesteuert wird für
dessen Öffnung/Schließen mittels der
ECU 11. Während
der normalen Ventilsteuerung, ausschließend die Zeit der Leckagendiagnose,
wird das Solenoidventil 17 in einen geöffneten Zustand gesetzt.
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Die
Kraftstoffdampfpassage 14 beinhaltet ein Drucksteuerungssolenoidventil 22,
das bereitgestellt wird, um den Innendruck (Tankinnendruck) des
Treibstofftanks 12 zu steuern. Das Solenoidventil 22 weist
einen mechanischen Drucksteuerungsmechanismus auf. Im besonderen,
wenn der Tankinnendruck ansteigt auf einen eingestellten Druck oder
höher durch
im Treibstofftank 12 erzeugten Kraftstoffdampf, wird das
Ventil geöffnet
durch den mechanischen Mechanismus. Demgemäß wird der erzeugte Kraftstoffdampf
angetrieben, durch den Kanister 15 zu fließen, da
eine Druckdifferenz zwischen dem Treibstofftank 12 und
dem Kanister 15 besteht, wobei der exzessive Anstieg des
Tankinnendruckes unterdrückt
wird. Umgekehrt, wenn der Treibstofftank 12 abgekühlt wird
und dessen Innenseite eingestellt wird in einen Negativdruckzustand,
wird das Solenoidventil 22 linear geöffnet gemäß dem Level des Negativdrucks.
Daher wird vermieden, daß der
Negativdruck im Treibstofftank 12 exzessiv groß wird,
dadurch verhindernd die Deformation oder das Brechen des Treibstofftanks 12.
Darüber
hinaus, ungeachtet des obigen Druckzustandes, wird das Solenoidventil 22 kraftgetrieben geöffnet durch
Bedienen eines elektromagnetischen Solenoides gemäß eines Steuerungssignals
aus der ECU 11. Während
der normalen Ventilsteuerung, ausschließend die Zeit der Leckagediagnose,
wird das Solenoidventil 22 geöffnet/geschlossen mittels einer
mechanischen Operation gemäß dem Zustand
eines durch das Ventil 22 eingeführten Druckes (elektromagnetisches
Solenoid des Ventiles 22 wird nicht betrieben).
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Andererseits
wird eine Kammer 19 gebildet in einer Entlüftungspassage 18 zur
Kommunikation des Kanisters 15 mit der Luftkammer 3 des
Einlaßsystems,
wobei ein Kanisterentlüftungssteuerungsventil 20 bereitgestellt
wird in der abströmigen
dortigen Seite. Das Kanisterentlüftungssteuerungsventil 20 (hier
im nachfolgenden bezeichnet als "CPC-Ventil") ist ein Leistungssolenoidventil,
wobei der Öffenungsgrad
von diesem eingestellt wird gemäß eines
Leistungsverhältnisses
eines von der ECU 11 ausgegebenen Steuerungssignals. Der
Entlüftungsbetrag
wird gesteuert, basierend auf dem Öffnungsgrad des Ventils. Während der
normalen Ventilsteuerung wird der Öffnungsgrad des CPC-Ventils 20 gesteuert
gemäß eines
laufenden Zustandes. Darüber
hinaus wird die Kammer 19, bereitgestellt in der aufströmigen Seite
des CPC-Ventils 10, designt, um den Fluß oder das Pulsationsgeräusch zu
reduzieren, das erzeugt wird durch das Öffnen/Schließen des
CPC-Ventils 20.
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Ein
Relativdrucksensor 23 ist angebracht an den oberen Abschnitt
des Treibstofftanks 12. Der Relativdrucksensor 23 ist
bereitgestellt, um einen Relativdruck PS innerhalb des Treibstofftanks 12 zu
detektieren mittels Verwendung eines Referenzdruckes (Atmosphärendruck)
als eine Referenz. Der Sensor 23 beinhaltet ein Diaphragma 23c zum
Partionieren einer Referenzdruckeinführungsseite 23a, zu
der der Referenzdruck eingeführt
wird, und einer detektierten Druckeinfüh rungsseite 23b, zu
der der Tankinnendruck (äquivalent
zu dem oben beschriebenen Systeminnendruck) eingeführt wird,
und ein Dehnmaß zum
Detektieren des Verrückens
des Diaphragmas 23c. Das Diaphragma 23c wird verrückt gemäß einer
Druckdifferenz zwischen dem Referenzdruck und dem Tankinnendruck,
wobei das Dehnmaß ausgibt
eine Spannung gemäß dem Betrag
seines Verrückens.
Da dort eine eins-zu-eins-Relation zwischen der Ausgangsspannung
und der Druckdifferenz besteht, wird eine Korrelation zwischen der
Ausgangsspannung und einem Relativdruck erhalten mittels eines Experimentes,
einer Simulation oder dergleichen, und die erhaltene Korrelation
gespeichert als eine Karte in einem ROM der ECU 11. Auf
diesem Weg kann der Relativdruck PS des Treibstofftanks 12 berechnet
werden aus der Ausgangsspannung des Relativdrucksensors 23.
Der Relativdruck PS kann ebenso berechnet werden aus einem relationalen
Ausdruck zwischen der Ausgangsspannung und dem Relativdruck.
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Eine
Atmosphäreneinführungspassage 29 wird
bereitgestellt, um die Atmosphäre
zur Referenzdruckeinführungsseite 23a des
Relativdrucksensors 23 einzuführen. In dieser Atmosphäreneinführungspassage 29 wird
ein Solenoidventil 21 für
den Relativdrucksensor bereitgestellt und gesteuert hinsichtlich
seiner Öffnung/seines
Schließens
durch die ECU 11. Während
das Solenoidventil 21 geöffnet ist, beträgt der Referenzdruck
der Referenzdruckeinführungsseite 23a einen
Atmosphärendruck.
Während
der normalen Ventilsteuerung wird das Solenoidventil 21 in
einen geöffneten
Zustand gebracht.
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Die
ECU 11 führt
durch die Verbrennungssteuerung gemäß eines im ROM gespeicherten
Steuerungsprogrammes und die Leckagendiagnose für das Verbrennungssystem, einschließend den
Treibstofftank 12 im oben beschriebenen Kraftstoffdampfentlüfungssystem.
Sensoren, die wichtig sind für
die Leckagendiagnose, können
beinhalten den Relativdrucksensor 23 und entsprechende
Sensoren 24 bis 28. Der Treibstofflevelsensor 24 ist
im Treibstofftank 12 angebracht und designt, um den Restlevel
L des gespeicherten Treibstoffs zu detektieren. Der Treibstofftemperatursensor 25 ist
designt, um eine Kraftstofftemperatur TEMP zu detektieren, wobei
der Kraftfahrzeuggeschwindigkeitssensor 26 designt ist,
um eine Fahrzeuggeschwindigkeit v zu detektieren. Der Motordrehzahlsensor 27 ist
designt, um eine Motordrehzahl Ne zu detektieren, wobei der Einlaßverteilerdrucksensor 28 designt
ist, um einen Einlaßverteilerdruck
Pin (beispielsweise Einlaßverteilernegativdruck
in der Luftkammer 3) im Abstrom des Drosselventils 4 zu
detektieren.
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2 ist
ein Flußdiagramm,
das eine Leckagediagnoseroutine gemäß der beschriebenen Ausführungsform
aufzeigt. Die ECU 11 führt
diese Diagnoseroutine in spezifizierten Intervallen (beispielsweise
10 ms) wiederholt durch. Zunächst
wird im Schritt 1 eine Bestimmung durchgeführt, ob
ein Diagnosedurchführungs-Flag
FPFM "0" oder nicht "0" ist. Das Diagnosedurchführungs-Flag FPFM wird initial
gleich "0" gesetzt gemäß einer
Initialroutine zum Startzeitpunkt des Motors. Das Flag wird gleich "1" nur dann gesetzt, wenn die Leckagediagnose
sauber abgeschlossen ist (Schritt 11). Nachdem das Flag
FPFM gleich "1" gesetzt worden ist,
wird dieser Zustand so lange aufrecht erhalten, bis der Motor gestoppt
wird.
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Wenn
die Bestimmung im Schritt 1 bejaht wird, mit anderen Worten,
wenn die Leckagediagnose nicht vollständig abgeschlossen ist, wird
anschließend
die Bestimmung ausgeführt,
ob die folgenden Diagnosedurchführungsbedingungen
sämtlich
bereitgestellt oder nicht bereitgestellt sind/werden (Schritt 2).
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[Diagnosedurchführungsbedingungen]
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(1) Treibstoffschwappen
im Treibstofftank ist gering
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Wenn
das Treibstoffschwappen im Treibstofftank 12 groß ist, wird
ein Tankinnendruck stark verändert, resultierend
in der Möglichkeit
einer fehlerhaften Bestimmung hinsichtlich der Lackagediagnose.
Daher wird das Treibstoffschwappen im Treibstofftank 12 spezifiziert
mittels Verwendung des Treibstofflevelsensors 24. Das Treibstoffschwappen
kann bestimmt werden, basierend auf einem Änderungsbetrag ΔL je Einheitszeit
einer Treibstoffmenge L, detektiert durch den Treibstofflevelsensor 24.
Das heißt,
wenn der Änderungsbetrag ΔL größer ist
als ein sauber vorbestimmter Wert, wird die Durchführung der
Leckagediagnose nicht erlaubt, bestimmend, daß das Treibstoffschwappen groß ist.
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(2) Treibstofftemperatur
ist in einem bestimmten Ausmaß gering
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Da
eine hohe Treibstofftemperatur zu einem größeren Betrag an Kraftstoffdampferzeugung
führt,
ist es schwierig, die Anwesenheit einer Leckage im Kraftstoffdampfsystem
zu bestimmen. Daher wird eine Kraftstofftemperatur TEMP detektiert
mittels Verwendung des Treibstofftemperatursensors 25.
Wenn die Treibstofftemperatur TEMP größer ist als ein sauber vorbestimmter
Wert, wird anschließend
die Durchführung
der Leckagediagnose nicht erlaubt.
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(3) Einlaßkrümmernegativdruck
ist in einem bestimmten Ausmaß groß
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Im
Kanister 15 adsorbierter Kraftstoffdampf wird entlüftet zum
Einlaßsystem
unter Verwendung einer Druckdifferenz zwischen einem Druck im Kanister 15 und
einem Einlaßkrümmerdruck.
Ist ein Einlaßkrümmernegativdruck
klein, ist es schwierig für
den Kraftstoffdampf in die Einlaßpassage dann zu fließen, wenn
das CPC-Ventil 20 geöffnet
ist. Konsequenterweise ist es daher schwierig, einen Negativdruckzustand
im Kraftstoffdampfsystem sicherzustellen. Daher wird ein Einlaßkrümmerdruck-Pin
detektiert unter Verwendung des Einlaßkrümmerdrucksensors 28 und,
wenn ein Einlaßkrümmernegativdruck
kleiner ist als ein sauber vorbestimmter Wert, wird die Durchführung der
Leckagediagnose nicht erlaubt.
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Zu
den vorhergehenden Basisbedingungen (1) bis (3) kann darüber hinaus
ein Zustand aufgestellt werden, bei dem eine Motordrehzahl Ne oder
eine Kraftfahrzeuggeschwindigkeit U größer ist als ein spezifizierter
Wert (beispielsweise Ne ≥ 1500
U/min oder U ≥ 70
km/h). Diese Bedingungen werden für den Zweck der Druchführung der
Leckagediagnose während
des Hochgeschwindigkeitsfahrens eingestellt, wobei der Zustand von
dieser relativ stabil ist.
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Ist
die Leckagediagnose bereits beendet oder wenn keine der Diagnosedurchführungsbedingungen etabliert
sind, geht anschließend
der Prozeß von
der Negativbestimmung in Schritt 1 oder Schritt 2 zum
Schritt 17 über,
wo die folgende Normalventilsteuerung durchgeführt wird.
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Andererseits,
wenn die bestätigende
Bestimmung in Schritt 2 durchgeführt wird, mit anderen Worten, wenn
die Leckagediagnose immer noch nicht vervollständigt ist und die Diagnosedurchführungsbedingungen etabliert
sind, bewegt sich der Prozess anschließend über die Prozeduren des Schrittes 3 und
danach wird die Leckagediagnose für das Kraftstoffdampfsystem
durchgeführt.
Die Durchführungsprozeduren
der Leckagediagnose werden unter Bezugnahme auf das Zeitdiagramm
der 3 beschrieben. Die Leckagediagnose schreitet voran
mit deren Start-Timing, gesetzt auf t0, mit deren Bestimmung eines
Kraftstoffdampferzeugungsbetrages (Periode t0 bis t1), der Einführung eines
Negativdruckes in das Kraftstoffdampfsystem (Periode t1 bis t2)
und der Detektion einer Änderung
in einem Systeminnendruck (Periode t2 bis t3).
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Zunächst sind
im Schritt 3 das atmosphären-offene Solenoidventil 17 und
das Solenoidventil 21 für den
Relativdrucksensor geschlossen, wobei das druckgesteuerte Solenoidventil 22 krafttreibend
geöffnet
wird durch das elektromagnetische Solenoid. Das Ziel der Leckagendiagnose
in der Ausführungsform
ist das Dampfsystem, beinhaltend den Treibstofftank 12 (die
Dampfpassage 14, der Kanister 15, die Entlüftungspassage 18 für die Kommunizierung/Verbindung
des CPC-Ventils 20 mit dem Kanister 15 etc.).
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Bei
jedem Zyklus der Diagnoseroutine in der Periode t0 bis t1 der Dampferzeugungsbetragsabschätzung, nach
dem Schritt 4 durchgeführter
positiver Bestimmung, werden die Prozeduren von Schritt 12 und
folgende durchgeführt.
Im besonderen ist zunächst
das CPC-Ventil 20 geschlossen (Schritt 12), wobei
anschließend
die Berechnung durchgeführt
wird, wie zum Änderungsbetrag ΔP1 eines
Relativdruckes PS (detektiert durch den Rela tivdrucksensor 23)
in der Periode t0 bis t1 der Dampferzeugungsbetragsabschätzung (Schritt 13).
Wie oben beschrieben, wird/ist das an der Referenzdruckeinführungsseite 23a des
Relativdrucksensors 23 das Solenoidventil 21 geschlossen.
Demgemäß wird der
Referenzdruck des Relativdrucksensors 23 im wesentlichen
gehalten bei einem atmosphärischen
Druck P0 zu einer Zeit t0, wenn das Ventil 21 geschlossen
ist. Daher ist der Änderungsbetrag ΔP1 des Relativdruckes
PS lediglich abhängig
vom Erzeugungsbetrag des Dampfes im Treibstofftank 12 ohne
beeinflußt
zu werden durch eine Fluktuation im Atmosphärendruck. Der Relativdruck
PS steigt an mit der Zeit, da der Erzeugungsbetrag des Dampfes größer wird.
Daher, basierend auf einer Differenz zwischen einem Minimumwert
PSmin und einem Maximumwert PSmax in der Periode t0 bis t1, kann
der Änderungsbetrag ΔP1 des Relativdruckes
betrachtet werden als der Erzeugungsbetrag des Dampfes. Wie später beschrieben,
wird der Änderungsbetrag ΔP1 verwendet
als ein Korrekturwert zur Bestimmung des Leckagebetrages.
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Bei
jedem Zyklus in der Periode t1 bis t2 der Negativdruckeinführung im
Anschluß an
die Periode t0 bis t1 der Dampferzeugungsbetragsabschätzung wird
eine bejahende Bestimmung im Schritt 5 durchgeführt, gefolgt
durch die Durchführung
der Prozedur des Schrittes 14. Im Schritt 14 wird
das CPC-Ventil 20, welches geschlossen gewesen ist, geöffnet, wobei
daher der Relativdruck PS des Dampfsystems beinhaltend den Treibstofftank 12 schlagartig
reduziert wird aufgrund eines Einlaßkrümmernegativdruckes (d. h.,
daß ein
Negativdruck im Dampfsystem größer wird).
Anschließend,
zu einem Zeitpunkt t2, an dem der Relativdruck PS einen spezifizierten
Druck erreicht, wird die Einführung
des Negativdruckes in das Dampfsystem beendet.
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Bei
jedem Zyklus in der Periode t2 bis t3 der Detektion einer Systeminnendruckänderung,
nachfolgend zur Periode t1 bis t2 der Negativdruckeinführung, wird
eine bejahende Bestimmung im Schritt 6 durchgeführt, gefolgt
von der Durchführung
der Prozeduren von Schritt 15 und weiteren. Zunächst wird
im Schritt 15 das CPC-Ventil 20, welches geöffnet gewesen
ist, wiederum geschlossen. Anschließend wird im Schritt 16 die
Berechnung wie beim Änderungsbetrag ΔP2 eines
Relativdruckes PS in der Periode t2 bis t3 der Systeminnendruckänderungsdetektion
durchgeführt.
Wie oben beschrieben, wird/ist das Solenoidventil 21 geschlossen, wobei
daher der Referenzdruck des Relativdrucksensors 23 gehalten
wird bei dem Druck P0. Demgemäß ist der Änderungsbetrag ΔP2 des Relativdruckes
abhängig
von dem Erzeugungsbetrag des Dampfes im Treibstofftank 12 und
dem Leckagebetrag im Dampfsystem. Der Änderungsbetrag ΔP2 des Relativdruckes
wird berechnet, basierend auf einer Differenz zwischen einem Minimumwert
PSmin und einem Maximumwert PSmax in der Periode t2 bis t3.
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Nach
dem Ende der Periode t2 bis t3 der Systeminnendruckänderungsdetektion,
bei einem nachfolgenden Zyklus, wird die Negativbestimmung durchgeführt im Schritt 6,
wobei der Prozeß sich
zum Schritt 7 hin bewegt. Im Schritt 7, basierend
auf einer Differenz zwischen den zwei Relativdruckänderungsbeträgen ΔP1 und ΔP2, die berechnet
worden sind, wird eine Abschätzung
durchgeführt
wie beim Leckagebetrag LEAK im Dampfsystem, beinhaltend den Treibstofftank 12.
Wie oben beschrieben, wird der Änderungsbetrag ΔP2 des Relativdruckes
nicht nur durch die Leckage im Dampfsystem sondern ebenso durch
den erzeugten Dampf beeinflußt.
Daher wird vom Änderungsbetrag ΔP2 ein Wert
subtrahiert, der erhalten wird durch Multiplizieren des Änderungsbetra ges ΔP1, der verursacht
wird lediglich durch die Erzeugung des Dampfes, mit einem Gewichtungsfaktor
k (Wert von k wird bestimmt durch eine Treibstofftankkapazität und dergleichen).
Auf diesem Weg kann ein Druckänderungsbetrag,
der äquivalent
ist zum Leckagebetrag im Dampfsystem, erhalten werden als LEAK.
Da der Wert von LEAK größer ist,
ist der Leckagebetrag im Dampfsystem größer.
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Anschließend wird
im Schritt 8 nach Schritt 7 eine Bestimmung durchgeführt, ob
der Betrag der Leckage LEAK gleich ist einem spezifizierten vorbestimmten
Schwellenwert Pth (beispielsweise 300 pa) oder kleiner. Wird eine
bestätigende
Bestimmung im Schritt 8 durchgeführt, mit anderen Worten, wenn
der Leckagebetrag klein ist, ist daher das Bestimmungsergebnis "normal" (Schritt 9).
Wird eine negative Bestimmung durchgeführt, ist das Ergebnis der Bestimmung "anormal" (Schritt 10).
Anschließend
wird in Schritt 11 nach den Schritten 9 und 10 das
Diagnoseausführungs-Flag
FPFM geändert
von "0" in "1". Obwohl im Detail hier nicht beschrieben,
spiegelt das Ergebnis der Leckagediagnose ein in einem Backup-RAM
der ECU 11 (beispielsweise normal, wenn das Leckage-NG-Flag
0 ist und anormal, wenn dieses 1 ist) gespeichertes Leckage-NG-Flag
wider. Das Ergebnis der Leckagediagnose kann in Erfahrung gebracht
werden durch Verbinden einer tragbaren Fehlerdiagnosevorrichtung
(serieller Monitor) mit einem externen Verbinder (nicht gezeigt)
der ECU 11 und Auslesen des Wertes des Leckage-NG-Flags.
Darüber
hinaus, wenn die Bestimmung der Leckage anormal ist, wird die Anormalität einem
Treiber gemeldet durch Aufleuchten einer Alarmlampe, die angeordnet
ist in einem Instrumenten-Panel und verbunden ist mit einem Ausgangs-Port
der ECU 11. In Bezug auf die Details hinsichtlich des Auslesens
des Fehler diagnoseergebnisses (Problemdaten) durch den Serienmonitor
und die Alarmlampe wird verwiesen auf die japanische Patentveröffentlichungsschrift
Nr. Hei. 7-76730 des gleichen Anmelders.
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Daher
sind/werden bei der Lackagediagnose gemäß der beschriebenen Ausführungsform
zunächst das
atmosphärenoffene
Solenoidventil 17 und das Solenoidventil 21 für den Relativdrucksensor
geschlossen, wobei das Drucksteuerungssolenoidventil 22 und
das CPC-Ventil 20 geöffnet
sind/werden. Demgemäß wird das
Dampfsystem (das zu diagnostizierende System), beinhaltend den Treibstofftank 12,
eingestellt in einen Druckzustand (Negativdruckzustand in der Ausführungsform),
der unterschiedlich ist zum Atmosphärendruck. Anschließend wird/ist
das CPC-Ventil 20 geschlossen, um das zu diagnostizierende
System hermetisch abzudichten. Der Änderungsbetrag eines Relativdruckes
PS im zu diagnostizierenden System, welches hermetisch abgedichtet
worden ist, wird beobachtet. In diesem Fall, da das Solenoidventil 21 für den Relativdrucksensor im
geschlossenen Zustand ist, während
der Leckagediagnose, wird der Referenzdruck der Referenzdruckeinführungsseite 23a des
Relativdrucksensors 23 auf dem Atmosphärendruck unmittelbar nach Schließen des Ventils 21 erhalten.
Demgemäß, sogar
dann, wenn eine Fluktuation auftritt beim Atmosphärendruck
während der
Leckagediagnose, da der Referenzdruck des Relativdrucksensors 23 konstant
gehalten wird, kann die Änderung
des Relativdruckes im Dampfsystem beobachtet werden ohne beeinflußt zu werden
durch die Atmosphärendruckfluktuation.
Als Ergebnis hiervon ist es möglich,
effektiv eine Reduktion in der Zuverlässigkeit der Leckagebestimmung,
die verursacht wird durch die Atmosphärendruckfluktuation, zu verhindern.
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Beispielsweise,
betrachtend den Zustand einer Fahrzeugänderung in Bezug auf Geradestraßenfahren zur
Neigungssteigung, wie in 3 gezeigt, wird ein Atmosphärendruck
PA graduell verringert, wenn das Fahrzeug beginnt die Neigung heraufzusteigen.
Ist das Solenoidventil 21 für den Relativdrucksensor nicht
bereitgestellt, aufgrund der direkten Einführung des Atmosphärendruckes
PA zum Relativdrucksensor 23, wird/ist der Referenzdruckdetektionsseitendruck
PAB des Sensors 23, wie durch eine gestrichelte Linie d
angezeigt, verringert wie im Falle des Atmosphärendruckes PA. Eine Fluktuation
tritt daher auf im Relativdruck PS durch den Einfluß des Druckes
PAB, wie durch eine gestrichelte Linie b angezeigt. Konsequenterweise
kann der Betrag der Leckage LEAK (ΔP2' – k·ΔP1') einen vorbestimmten
Wert Pth überschreiten,
bringend die Bestimmung der "Anormalität", sogar dann, wenn
der Leckagebetrag im Dampfsystem im normalen Bereich ist.
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Andererseits
wird der Relativdruck PS bei der Leckagediagnose der Ausführungsform
detektiert, während
das Solenoidventil 21 für
den Relativdrucksensor geschlossen ist. Da der Referenzdruck PAB
des Relativdrucksensors 23 konstant gehalten wird bei P0
durch Schließen
des Ventils 21 (siehe durchgezogene Linie c), kann der
Relativdruck PS detektiert werden nahezu ohne Einfluß der Fluktuation
des Atmosphärendruckes PA
(siehe durchgezogene Linie a). Als Ergebnis hiervon ist es möglich, effektiv
eine fehlerhafte Bestimmung, die verursacht wird durch die Fluktuation
des Atmosphärendruckes
PA, zu unterdrücken,
wenn die Leckagediagnose durchgeführt wird für das Dampfsystem. Darüber hinaus,
da die Leckagediagnose Bedingungen ermöglicht in Bezug auf externen
Luftdruck, kann eine zu relaxierende Fahrzeuggeschwindigkeit usw.,
die Effektivität
und Genau igkeit der Diagnose verbessert werden.
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Es
ist ebenso möglich,
eine saubere Leckagediagnose nur über den Relativdrucksensor 23 durchzuführen, sogar
ohne irgend ein direktes Messen des Atmosphärendrucks durch den Atmosphärendrucksensor. Wie
oben beschrieben, ist es schwierig, einen nicht teuren Atmosphärendrucksensor,
ausgestattet mit einer hohen Auflösung und einem großen Detektionsbereich,
zu erhalten. Daher ist es unter sämtlichen Fahrbedingungen (insbesondere
der Fluktuationsbereich des Atmosphärendrucks aufgrund einer Leveldifferenz) schwierig,
eine sehr kleine Änderung
im Atmosphärendruck
durch den Atmosphärendrucksensor
zu detektieren. Andererseits, gemäß der vorliegenden Erfindung,
wird der Referenzdruckwert in der Leckagediagnose gehalten durch
Schließen
des Ventils 21 der Referenzdruckseite des Relativdrucksensors 23.
Demgemäß, da der Effekt
der Atmosphärendruckfluktuation
eliminiert werden kann, ist es möglich,
eine saubere Leckagediagnose durchzuführen, sogar dann, wenn der
Zustand des Atmosphärendruckes
nicht direkt durch den Atmosphärendrucksensor
detektiert wird.
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Die
Ausführungsform
ist beschrieben worden unter Bezgunahme auf den Fall, bei dem während der Leckagediagnose
das zu diagnostizierende System (d. h. das Dampfsystem einschließend den
Treibstofftank) eingestellt wird auf den Negativdruckzustand unter
Verwendung des Einlaßkrümmernegativdruckes.
Wie auch immer, die vorliegende Erfindung ist nicht darauf beschränkt und
beispielswiese kann das zu diagnostizierende System eingestellt
werden auf einen positiven Druckzustand, gepreßt mittels einer Pumpe. Daher
kann die Diagnosevorrichtung des Dampfentlüftungssystems der vorliegenden
Erfindung auf das System zum Einstellen des Druckzustandes des zu
diagnostizierenden Systems auf einen zum Atmosphärendruck unterschiedlichen Druckzustand
breit angewendet werden, hermetisch dieses abdichtend und anschließend eine
Druckänderung im
hermetisch abgedichteten Zustand beobachtend.
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In
der oben beschriebenen Ausführungsform
sind der Relativdrucksensor 23 und das Solenoidventil 21 für den Relativdrucksensor
miteinander verbunden durch die Atmosphäreneinführungspassage 29.
Wie auch immer, diese Elemente können
in einem Stück
gebildet sein. In solch einem Fall wird das Solenoidventil 21 für den Relativdrucksensor
integral bereitgestellt in einer Passage (Passage zum Freigeben
der Atmosphären-
zur Referenzdruckeinführungsseite)
im Relativdrucksensor 23. Auf diesem Weg ist es möglich, den
Effekt der Expansion/Kontraktion der Atmosphäreneinführungspassage 29,
verursacht durch eine Atmosphärendruckänderung,
mit höherer
Genauigkeit auszuführende
Druckdetektion, zu entfernen, da die Notwendigkeit des separaten
Bereitstellens der Atmosphäreneinführungspassage 29 beseitigt
worden ist.
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Darüber hinaus
kann in der Atmosphäreneinführungspassage 29 zum
Verbinden des Relativdrucksensors 23 und des Solenoidventiles 21 für den Relativdrucksensor
jeweils miteinander eine Subkammer (Dämpfer) bereitgestellt werden,
um so expandiert/kontraktiert zu werden bei einer Rate, die im wesentlichen
gleich ist mit der für
den Treibstofftank 12 in Bezug auf eine Atmosphärendruckänderung.
Eine Änderung
kann auftreten in einem Druck im Dampfsystem, gefolgt von einer
Fluktuation in der Kapazität
des Treibstofftankes 12, verursacht durch eine Atmosphärendruckänderung.
In diesem Fall, wenn eine Subkammer ähnlich wie die oben beschriebene
bereitgestellt wird an der Referenzdruckeinführungsseite 23a des
Relativdrucksensors 23, wird der Referenzdruck der Referenzdruckeinführungsseite 23a ähnlich zur
Druckänderung
der detektierten Druckeinführungsseite 23b geändert, wobei
daher die Fluktuation hinsichtlich der Kapazität des Treibstofftankes 12 gestrichen
wird/ist. Daher ist es möglich,
eine Leckagediagnose mit höherer
Genaugkeit durchführen.
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Die
Verwendung des Reletivdrucksensors als ein Drucksensor zum Beobachten
einer Änderung
hinsichtlich des Tankinnendruckes während der Leckagediagnose ist
das am meisten bevorzugte Beispiel. Wie auch immer, die vorliegende
Erfindung ist nicht hierauf beschränkt. Mit anderen Worten, unter
Verwendung des Drucksensors gemäß der vorliegenden
Erfindung, ohne einen Einfluß auf
eine Atmosphärendruckfluktuation, ist
es möglich,
einen Druck (Relativdruck) in einem zu detektierenden Raum in einem
breiten Detektionsbereich mit einer guten Genauigkeit zu detektieren.
Der Drucksensor gemäß der vorliegenden
Erfindung kann breit appliziert werden auf eine Detektionsumgebung
mit solch einer Anforderung.
