JP4819295B2 - 燃料タンク設備をエネルギを節約して密封性検査する方法と装置 - Google Patents

Description

【０００１】
発明の背景
本発明は，特に車両の内燃機関のタンク設備の密封性検査する診断ユニットを駆動する方法及び装置に関するものであって，その場合に内燃機関の停止後に診断期間の間，密封性検査のために必要な測定データが検出される。さらに，本発明は，この方法を実施するのに適した診断ユニットに関する。
【０００２】
車両のタンク設備の密封性検査する方法と診断装置は，例えばＵＳ５２６３４６２から知られている。車両の停止行程の間，タンク設備は磁気弁によって遮断されて，比較的長く続く診断時間内にタンク内の圧力及び温度の推移がセンサ装置によって検出されて，制御装置に伝達される。
【０００３】
診断時間内にタンクが冷えた場合に負圧が形成されると，それに基づいてタンク設備の密閉性が推定される。
【０００４】
この処置方法の欠点は，全診断時間の間，制御装置をオンにしておかなければならないことである。さらに，診断時間の間，磁気弁も常に通電されていなければならない。このことが停止行程の間に高いエネルギ消費をもたらし，それが車両の電気系統に著しい負荷を与える。この問題は，１つには，車両電気系統をより高性能に設計することによって対処することができるが，それは，当然ながら，より高いコストをもたらす。他方で，診断期間を減少させることができるが，それは診断の信頼性も減少させてしまう。
【０００５】
ＳＡＥ−Ｔｏｐｔｅｃ９９（インディアナポリス）においてジーメンス（Ｓｉｅｍｅｎｓ）とダイムラークライスラー（ＤａｉｍｌｅｒＣｈｒｙｓｌｅｒ）で公開された機構においては，タンクは，通電なしで閉鎖し，従って閉鎖された状態においてエネルギを消費しないパッシブな復帰弁によって周囲に対して遮断される。しかしながら，タンクが温まった場合には，停止行程の間にタンク内に過圧が発生し，それは漏れがあった場合には炭化水素を含む燃料ガスあるいは燃料蒸気がタンクから周囲へ逃げる可能性があることをもたらす。さらに，ここでも全診断時間の間，検出エレクトロニクスは連続的に通電されていなければならない。
【０００６】
さらに，これに関連して全範囲（特に図３及びその説明）を参照しようとしている未公開の特許出願ＤＥｘｘｘｘｘｘｘｘ（本出願人の書類記号Ｒ．３８０４１）には，燃料タンク設備を少ない放出で駆動するための装置が記載されており，その装置は特に余剰の燃料ガスを逃がすための活性炭フィルタ，制御ユニット及び特に電流なしで双安定（Bistabilen）の磁気弁を有しており，その磁気弁は閉鎖された状態においても，開放された状態においても電流なしでは動作しない。これら２つの状態間で切換えをおこなうためだけに，電流パルスが必要とされる。制御ユニットは，燃料タンクの内部に配置された第１の圧力センサ及び燃料タンクの外部に配置されている第２の圧力センサと電気的に接続されている。選択的に，好適な温度センサも記載されている。検出された圧力データに基づいて，制御ユニットは，車両の停止後にタンク内の過圧を見込むべきか，あるいは負圧を見込むべきかを評価する。圧力データの評価により，車両の停止後に周囲圧力に対して存在し続ける過圧を予測すべきことが明らかにされた場合には，磁気弁が開放されて，それによって余剰の燃料ガスが活性炭フィルタを介して，従って少ない放出で周囲へ案内される。それに対して負圧が予測される場合には，磁気弁は閉鎖されたままであって，その後ＵＳ５２６３４６２で提案された処置方法に従って，負圧を用いて密封性検査を行うことができる。
【０００７】
この装置によれば，上記放出の問題は，ほぼ回避される。ＵＳ５２６３４６２とは異なり，さらに，磁気弁の電流消費が防止される。当然ながら，相変わらず，制御ユニットが全通電時間の間アクティブでなければならない，という欠点は存在する。
【０００８】
発明の要約
従って本発明の課題は，上記診断テストの間エネルギ消費を最少に抑えることを可能にし，その場合に，同時に燃料ガスの放出も可能な限り阻止する，冒頭で挙げた種類の方法と診断ユニットを提供することである。
【０００９】
課題は，独立請求項の特徴によって解決される。好ましい展開は，従属請求項の対象である。
【００１０】
本発明の特徴は，診断ユニットは内燃機関の停止後に予め定められた第１のタイムインターバルの間スリープモードへ移行し，診断ユニットは第１のタイムインターバルの経過後に覚醒モードへ移行して，覚醒モードにおいて少なくとも測定データを検出し，その後診断ユニットは診断期間内に再びスリープモードへ移行し，かつ診断ユニットは診断期間の経過後に完全にオフにされることにある。
【００１１】
提案された診断ユニットのインターバル駆動，即ちスリープモードと覚醒モードの間で交替する駆動によって，好ましいことに，診断ユニットが診断期間全体の間電流を消費することが防止され，この電流は，オフ行程又は非作動行程の間車両及び／又はタンク設備のバッテリに著しい負荷を与えるものである。
【００１２】
いまや診断ユニットは，内燃機関の停止後に，まず第１のタイムインターバル内に測定データを検出し，その後に初めてスリープモードへ移行するか，あるいは内燃機関の停止後すでにスリープモードへ移行して，第１のタイムインターバルの経過後に初めて測定データを検出することができる。
【００１３】
提案された呼び起し機構を介して，診断ユニットは規則的なタイムインターバルにおいて，第２のタイムインターバルの間，即ち特に測定期間の間，再びアクティブにされる。その場合に呼び起し後に診断ユニットは，診断に必要なセンサ信号，即ちタンク内部圧力と必要に応じてタンク外部圧力及びタンク内部温度と必要に応じてタンク外部温度を読み込む。
【００１４】
次に，診断ユニットは再びオフにされ，その後他のタイムインターバルの後に再び呼び起される。診断ユニットが呼び起されるタイムインターバルの長さは，固定的に設定してもよく，あるいは時間に渡って累進的に変化するようにしてもよい。例えばタイムインターバルは車両のオフ時間の増加に伴って線形に，あるいは非線形に，特に指数的に延長され，それによって必要に応じて指数的なタイムセットに従う，推定される漏れの漏れ特性に適応させることができ，従って測定データをそれに適応させて測定することができる。上記プロセスは，診断結果が出るまで繰り返すことができ，あるいはまた診断期間を固定的に設定することができる。
【００１５】
なお，この方法は診断ユニット自体によっても，あるいは診断ユニットを制御する別途の制御ユニットによっても実施することができるものとする。さらに，スリープモードは，例えば測定データを記録するための不揮発性メモリの場合には，真のオフモードとすることもできるものとする。この種のオフモードの場合には，診断ユニットは第１のタイムインターバルの経過後に各々新たに始動される。
【００１６】
本発明の特別な変形例は，電流なしで開放し，かつ閉鎖する磁気弁と活性炭フィルタとを有するタンク設備に使用する場合に得られ（上記公報ＤＥｘｘｘｘｘｘｘｘを参照），それによればタンク設備内の過圧の場合に余分な燃料ガスを活性炭フィルタを介して外部へ案内することができる。この形態においては，診断ユニットは覚醒モードにおいて，各々磁気弁の今の位置が変更されるべきであるかも判断して，その後必要に応じて変更を実施する。
【００１７】
実施例の説明
図１に示す，車両の（ここには図示されていない）エンジンのタンク設備１０は，タンク２０を有しており，その内部領域内に，タンク内部圧力を検出するための第１の圧力センサ３０が，そしてタンク２０の外部に配置された，周囲圧力を検出するための第２の圧力センサ４０が設けられている。なお，２つの圧力センサ３０，４０の他に，あるいはその代わりに，タンク漏れ診断に必要なタンク内の圧力データを検出するために，温度センサなどを使用することも可能である。
【００１８】
２つの圧力センサ３０，４０は，信号線５０，６０を介して，本発明に基づく診断ユニット７０と接続されている。タンク２０は，圧力を案内するように活性炭フィルタ８０と接続されており，その活性炭フィルタは特に，双安定（Bistabilen）の磁気弁９０と接続された導管１００を有している。磁気弁９０は，さらに，周囲へ通じる排ガス導管１１０を有している。磁気弁９０は，開放された状態においても，閉鎖された状態においても電流なしで駆動可能である。診断ユニット７０は，プロセッサモジュール１２０，永久的に通電されるタイミング素子（タイマー）１３０及び比較器（コンペア−レジスタ）１４０を有しており，その比較器は無視できる電流消費を有する。
【００１９】
エンジンの停止後，そして診断が必要な限りにおいて，診断ユニット７０はコンペア−レジスタ１４０に，診断ユニット７０あるいはプロセッサモジュール１２０の次の呼び起しに応じて行うべきタイムインターバル値をロードする。タイミング素子１３０が，コンペア−レジスタ１４０に登録されたこの値を有する場合に，タイミング素子１３０は，本例においてはプロセッサモジュール１２０のリセット入力１６０に接続されている導線１５０を介して，プロセッサモジュール１２０のスイッチオンを作動させ，その後診断ユニット７０は密封性検査のために必要な行動を実施し，従って例えばタンク内圧力と周囲圧力をロードし，必要に応じて評価する。
【００２０】
この動作の終了後に，コンペア−レジスタ１４０にタイムインターバル値が新たにロードされ，その場合にこの値は，固定的に予め設定された値であるか，あるいはコンペア−レジスタ１４０に新たにロードする毎に累進的に上昇する例えば指数的に上昇する値である。同様に，タイミング素子１３０はリセットされ，かつ新たに始動される。次に，診断ユニット７０，特にプロセッサモジュール１２０が，必要に応じて圧力センサ３０，４０も含めて，一時的にオフにされ，あるいはスリープモードにされる。
【００２１】
上記プロセスは，診断が終了するまで繰り返される。診断期間の経過後に，タイミング素子１３０はオフにされる前にもはや始動されないので，その場合に診断ユニット７０は，さらにエネルギを節約するために，永続的にオフにされたままになる。
【００２２】
実施例においては，さらに，診断ユニット７０はプロセッサモジュール１２０のスイッチオン後に，検出された圧力データに従ってタンク２０内に過圧が存在するかも検査する。そうである場合には，さらに，磁気弁の位置が「開放」であるかが調べられ，それによって燃料蒸気又は燃料ガスを排ガス導管１００を介して外部へ案内することができる。その時の位置が「閉鎖」である場合には，診断ユニット７０は磁気弁位置の「開放」への変更を行わせる。
【００２３】
図２は，本発明に基づく方法の実施例として，車両の診断ユニット内に図１に示すように使用するためのプログラムルーチンを示している。
【００２４】
ルーチンのスタート２００の後に，まず，第１のプログラムループ２１０において，車両のエンジンがオフにされたか，が調べられる（２００）。そうである場合には，第２のプログラムループ２３０において，例えば（図示しない）上位の保守プログラムに従って，漏れ診断が要請されたか，が調べられる（２４０）。要請されていない場合には，再び第１のループ２１０へ戻る。この種の要請が存在する場合には，例えば５分の呼び起し時間の値がコンペア−レジスタにロードされる（２５０）。その後，タイミング素子が始動され（２６０），診断ユニットがスリープモードにされ，あるいはオフにされる（２７０）。
【００２５】
第３のプログラムループ２８０においては，タイミング素子の実際の値が呼び起し時間より大きい，あるいは等しいかが調べられる（２９０）。そうである場合には，診断ユニットが覚醒モードにされ，あるいはスイッチオンされて（３００），圧力あるいは温度についての実際のセンサデータを読み出す。それに続いてコンペア−レジスタに再びロードが行われ（３２０），タイミング素子が新たにリセットされて（３３０），タイミング素子が新たにスタートされる（３４０）。同時に診断ユニットが，再びオフにされる（３５０）。
【００２６】
第４のプログラムループ３６０によって，上記ステップが，診断が終了しあるいは診断期間が達成されるまで繰り返される（３７０）。診断期間を越えた後に，診断ユニットは永続的にオフにされる（３８０）。
【００２７】
なお，本発明は，車両のタンク設備において効果的に使用できるだけでなく，原則的に非作動状態において密封性試験が実施される，内燃機関の全てのタンク設備において使用することができる。
【図面の簡単な説明】
図面
以下，図面に示す実施例を用いて，本発明を詳細に説明し，その実施例から本発明の他の特徴と利点が明らかにされる，図面において：
【図１】 本発明に基づく方法を実施するための診断ユニットを有するタンク設備を示している。及び，
【図２】 本発明に基づく方法の実施例を，フローチャートを用いて説明している。

Claims (11)

1. 内燃機関のタンク設備（１０）の密封性を検査するための診断ユニット（７０）の動作方法であって，前記内燃機関の停止後の診断期間中に，前記密封性の検査に必要な測定データが検出される，前記方法において，
   前記診断ユニット（７０）は，前記内燃機関（２２０）の停止後に予め設定された第１のタイムインターバルの間スリープモードへ移行し（２７０），
   前記診断ユニット（７０）は，前記第１のタイムインターバルの経過後に覚醒モードへ移行して（３００），前記覚醒モードで少なくとも測定データを検出し（３１０），
   前記診断ユニット（７０）は，前記診断期間中に再び前記スリープモードへ移行し（３５０），
   前記診断ユニット（７０）は，前記診断期間の終了後にスイッチオフされ（３８０），
   前記スリープモードでは，前記診断ユニット（７０）が一時的にスイッチオフされる
   ことを特徴とする内燃機関のタンク設備の密封性を検査するための診断ユニットの動作方法。
2. 前記診断期間は，診断結果の存在に応じて動的に決定される，ことを特徴とする請求項１に記載の方法。
3. 前記第１のタイムインターバルの長さは，前記診断期間の経過とともに累進的に増加し，特に指数的に増加するように決定される，ことを特徴とする請求項１又は２に記載の方法。
4. 前記診断ユニットは，少なくとも第２のタイムインターバルの間前記覚醒モードへ移行して，前記少なくとも第２のタイムインターバルの間に少なくとも測定データを検出する，ことを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の方法。
5. 請求項１から４のいずれか１項に記載の方法であって，前記タンク設備（１０）が切換え弁（９０）とフィルタ（８０）とを有し，前記タンク設備（１０）内が過圧の場合に余分な燃料ガスが前記フィルタ（８０）を介して外部へ案内される，前記方法において，
   前記診断ユニット（７０）は，前記覚醒モードで，さらに，前記切換え弁（９０）の位置を変更すべきであるかを決定し，必要に応じて前記切換え弁（９０）の位置を変更する，ことを特徴とする方法。
6. 内燃機関のタンク設備（１０）の密封性を検査するための診断ユニット（７０）を動作させる装置であって，前記密封性の検査に必要な測定データを検出するためのセンサシステム（３０，４０）を有する，前記装置において，
   前記内燃機関の停止を検出する手段（１２０）と，第１のタイムインターバルを設定するタイミング素子手段（１３０）と，スリープ／覚醒手段（１６０）とを有し，
   前記スリープ／覚醒手段は，前記診断ユニット（７０）をスリープモードに設定し，前記第１のタイムインターバルの経過後に，前記診断ユニット（７０）を覚醒モードに設定し，前記覚醒モードで少なくとも測定データが検出され，
   前記スリープモードでは，前記診断ユニット（７０）が一時的にスイッチオフされる
   ことを特徴とする内燃機関のタンク設備の密封性を検査するための診断ユニットを動作させる装置。
7. 切換え弁（９０）とフィルタ（８０）とを有するタンク設備（１０）において使用するための，請求項６に記載の装置であって，前記タンク設備（１０）内が過圧の場合に余分な燃料ガスが前記フィルタ（８０）を介して外部へ案内される，前記装置において，
   前記診断ユニット（７０）は，プロセッサ手段（１２０）を有しており，前記プロセッサ手段によって，前記切換え弁（９０）の位置を変更すべきであるかが決定され，必要に応じて前記切換え弁（９０）の位置の変更が作動される，ことを特徴とする装置。
8. 内燃機関のタンク設備の密封性を検査するための診断ユニットにおいて，請求項１から５のいずれか１項に記載の方法を実施するためにスリープ動作モードと覚醒動作モードとを有する，ことを特徴とする診断ユニット。
9. 第１のタイムインターバルを予め設定するタイミング素子手段（１３０）を有し，前記第１のタイムインターバルの経過後に前記スリープ動作モードが前記覚醒動作モードに切換えられる，ことを特徴とする請求項８に記載の診断ユニット。
10. 前記第１のタイムインターバルを記録するための少なくとも１つのコンペア−レジスタ（１４０）を有する，ことを特徴とする請求項９に記載の診断ユニット。
11. 切換え弁（９０）とフィルタ（８０）とを有するタンク設備（１０）において使用するための，請求項８から１０のいずれか１項に記載の診断ユニットであって，前記タンク設備（１０）内が過圧の場合に余分な燃料ガスが前記フィルタ（８０）を介して外部へ案内される，前記診断ユニットにおいて，
    プロセッサ手段（１２０）が設けられており，前記プロセッサ手段によって，前記切換え弁（９０）の位置を変更すべきであるかが決定され，必要に応じて前記切換え弁（９０）の位置の変更が作動される，ことを特徴とする診断ユニット。

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