JPH09503839A - 自動車に用いられるタンク排気システムを検査するための方法および装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 タンク排気システムのシール性を正圧または負圧によって検査する。この場合、診断ユニットは自動車に組み込まれているのではなく、給油設備の給油塔に組み込まれている。

Description

【発明の詳細な説明】 自動車に用いられるタンク 排気システムを検査するため の方法および装置 本発明は、請求項１および請求項１０の上位概念部に記載の、自動車に設けら れた、燃料蒸気を捕集して内燃機関に供給するタンク排気システムを検査するた めの方法および装置に関する。 一般に公知のこのような、自動車に用いられるタンク排気装置の目的は、燃料 から環境大気中への炭化水素の蒸発放出を回避することにある。 このために、たとえばドイツ連邦共和国特許第４０１２１１１号明細書に基づ き公知のタンク排気装置では、燃料タンクが導管を介してチャコールキャニスタ （活性炭容器）に接続されている。燃料の加熱によって蒸発する炭化水素は、こ のチャコールキャニスタに蓄えられる。内燃機関の適当な運転状態において、チ ャコールキャニスタと内燃機関の吸気マニホルドとの間の再生導管に設けられた 、通常では閉じられているタンク排気弁が電子制御装置によって開かれるので、 吸気管内に形成される負圧により、チャコールキャニスタから燃料蒸気を吸い出 して、シリンダ内での燃焼に供給することができる。この場合、チャコールキャ ニスタに配置された通気弁は開いているので、掃気空気はチャコールキャニスタ を通って流れることができる。 このようなタンク排気装置では、装置の一部が非密となるか、またはタンク排 気弁が整然と作動しなくなるという危険が存在しているので、タンク排気装置は 繰り返し機能性に関して検査されなければならない。 すなわち、たとえばアメリカ合衆国における法規制によれば、タンク排気シス テムにおける非シール性に関して１ｍｍよりも上の大きさの漏れが確実に検知さ れなければならないとされている。 タンク排気システムのシール性検査、ひいてはタンク排気システムの診断のた めには、タンク排気弁を開き、通気弁によってチャコールキャニスタの通気導管 を遮断することが知られている（たとえばドイツ連邦共和国特許第４０１２１１ １号明細書）。これによって、システムのシール性が確保されている場合には、 吸気管の負圧がタンク排気システム全体に広がる。規定の時間定数内で負圧が形 成されないと、つまりタンク排気システムに配置された圧力センサが、対応する 信号を伝送しないと、タンク排気システムは非密であると評価される。 ドイツ連邦共和国特許出願公開第４１２４４６５号明細書に基づき、自動車の タンク排気装置を正圧法により検査することが知られている。圧縮空気源、たと えば二次空気ポンプ、ターボチャージャまたはブレーキ空気圧縮機により、検査 のために必要となる圧力が供給される。診断のためには、タンク排気弁が閉じら れ、タンク排気弁の近くで弁導管に圧縮空気が供給され、タンク内の圧力が測定 され、そして圧力が規定の圧力条件を満たしているかどうかが検査され、この検 査に関連して、タンク排気システムが機能性を有しているかどうかが判断される 。 前記両方法もしくは両装置に共通して云えることは、主としてチャコールキャ ニスタに設けられた、遮断可能な通気弁と、所属の評価回路を有する、対応する 圧力センサまたは圧力スイッチとから成る診断ユニットが各車両に組み込まれて いることである。このことには、それぞれ個々の車両に固有の診断ユニットを装 備しなければならないという欠点がある。 本発明の課題は、システムの非シール性を検出することを比較的簡単に可能に する、自動車に設けられたタンク排気システムを検査するための方法および装置 を提供することである。 この課題は、請求項１もしくは請求項１０の特徴部に記載の構成により解決さ れる。請求項２〜請求項９もしくは請求項１１〜請求項１４には、それぞれ有利 な改良形が記載されている。 本発明は、診断ユニットを各車両に組み込むのではなく、各給油設備に組み込 むという思想を基礎にして いる。タンク装入管片と給油ノズルとの適当な構造において、各給油過程時に自 動的にタンクシール性診断を実施することが可能となる。このことは総合経済的 に見て、各車両に固有の診断システムを設けるよりもはるかに廉価となる。さら に、たとえばタンクカバー故障等による従来のシステムにおける頻繁な誤診断を 十分に回避することができる。さらに、給油過程の直後における給油設備でのこ のような中央の診断では、たとえば漏れ量検知のための規定の限界値を変えるこ とも一層容易に可能となる。これによって、検査の形式（正圧および／または負 圧）も、容易に変更することができる。 以下に、本発明による方法および装置を図面につき詳しく説明する。 図面には、給油設備の給油塔に対する、対応する接続導管および接続導線を備 えた自動車に設けられたタンク排気システムが概略的に示されている。 符号１で自動車が概略的に示されている。この自動車１はタンク排気システム ２０を有している。このタンク排気システム２０は慣用の形式で、燃料タンク２ を有しており、この燃料タンク２は排気導管３を介してチャコールキャニスタ（ 活性炭容器）４に接続されている。このチャコールキャニスタ４では、燃料タン ク２から気化した炭化水素蒸気が吸着される。チャコールキャニスタ４からは、 再生導管５が導出されてお り、この再生導管５はスロットルバルブ（図示しない）の下流側で内燃機関の吸 気マニホルド６に開口している。再生導管５には、通流制御弁（以下、タンク排 気弁７と呼ぶ）が配置されている。 内燃機関の規定の運転段階において掃気（パージング）を行うためには、この タンク排気弁７が電気的な導線（詳しく図示しない）を介して電子制御装置８に よって制御される。 タンク装入管片９と、チャコールキャニスタ４から分岐した通気導管２１と、 電子制御装置８の電気的な接続導線１０とは、自動車１のタンク近傍の外面に案 内されている。ガソリンスタンドもしくは給油設備１１（概略的にしか図示しな い）に関しては、ガソリンポンプもしくは給油塔１２が図示されている。この給 油塔１２では慣用の方法で、燃料供給ホース１３によって燃料を給油することが できる。この燃料供給ホース１３の端部には、給油ノズル１４が設けられている 。この給油ノズル１４は、給油過程時にタンク装入管片９に対して密な結合が形 成されるように構成されている。さらに、給油塔１２は診断ユニット１５を有し ている。この診断ユニット１５はポンプエレメント２２を有しており、このポン プエレメント２２は診断のために必要となる検査圧を発生させる。さらに給油塔 １２は診断ホース１８を有しており、この診断ホース１８は密な結合部を介して 、チャコールキャニスタ４ の通気導管２１に接続される。診断ユニット１５からは、電気的な診断導線１６ が延びていて、タンク装入管片９の範囲の近傍の車両外面に対する診断コネクタ １９として形成された結合エレメントに通じている。自動車に設けられた差込み 装置１７と、この差込み装置１７に接続された電気的な接続導線１０とによって 、診断ユニット１５は電子制御装置８に接続される。 タンク排気システム２０のシール性に関する検査は、このような装置を用いて 給油設備における各給油過程時に実施することができる。 このためには、給油塔１２の給油ノズル１４が、燃料補給しようとする自動車 １のタンク装入管片９に接続される。チャコールキャニスタ４の通気導管２１も 、給油塔１２の診断ホース１８に密に結合される。この過程では、差込み装置１ ７と診断コネクタ１９とを介して診断ユニット１５と、自動車１に設けられた電 子制御装置８との電気的な接続も形成される。 自動車１のタンク排気システム２０に、無電流状態で閉じられているタンク排 気弁７が組み込まれている場合には、診断ユニット１５からタンク排気弁７を閉 鎖するための信号を伝送する必要はない。しかし、無電流状態で開いているタン ク排気弁７が組み込まれている場合には、診断ユニット１５から電気的な接続部 （１６，１９，１７，１０）と電子制御装置８とを介してタンク排気弁７に信号 が伝送され、これによって タンク排気弁７は診断前に閉じられ、診断時に閉鎖状態に保持される。診断は給 油過程後に、または給油過程の中断時に実施される。この診断自体は、前記公知 先行技術に基づき知られているように負圧法によるか、または正圧法により実施 することができる。 このためには、給油塔１２に設けられた診断ユニット１５が、検査圧を発生さ せるポンプエレメント２２と、圧力センサまたは圧力スイッチ２３とを有してい る。給油過程の終了後または給油過程の中断時では（このことは、たとえば給油 ノズル１４を引き離すか、または燃料のオーバフローを阻止するために燃料供給 を自動的に遮断することによって検知され得る）、診断ユニット１５のポンプエ レメント２２が作動させられ、これによって診断ホース１８を介して、使用され る検査方法に応じてタンク排気システム２０内に正圧か、または負圧のいずれか が形成される。時間と共に徐々に生ぜしめられる圧力上昇もしくは圧力低下は、 診断ユニット１５内の圧力センサ２３によって監視される。規定の圧力最大値が 達成されると、ポンプエレメントは遮断される。ポンプエレメント２２の遮断後 や圧力変化の評価の開始前における意図されていない圧力崩壊、つまり診断結果 を誤める圧力崩壊は、ポンプエレメント自体の構造によるか、または逆止弁の使 用により阻止することができる。 所要の検査圧が形成されると、引き続き圧力センサ または圧力スイッチ２３を用いて、規定の診断時間内で圧力が変化したかどうか が検査される。この時間内での圧力変化は、タンク排気システムの漏れを表す尺 度となる。 初期圧が、特定の漏れ量に相当する特定の値にまで低下する際の時間限界値を 検出することにより、システムのシール性もしくは非シール性を一般的に推量で きるだけでなく、漏れ量の検知を可能にすることもできる（たとえば１ｍｍ漏れ 検知）。 測定された圧力値は診断ユニット１５と電子制御装置８との間の電気的な接続 部（１６，１９，１７，１０）を介して、電子制御装置８内に設けられた演算ユ ニットに供給される。この演算ユニットはこのデータを評価して、診断結果を電 子制御装置８の対応するメモリに書き込む。非密なタンク排気システム２０もし くは欠陥を有するタンク排気システム２０は、付加的に自動車のドライバに光学 的または音響学的に車両内で報知することができる。 しかし、測定された圧力値を直接に診断ユニット１５自体で評価し、診断結果 を直接に、給油塔１２に配置された表示装置２４によって表示する方が有利であ る。 さらに、診断の結果を、給油された燃料の量や種類、このために支払うべき給 油代の料金に関するデータと一緒に領収書にプリントアウトすることも可能であ る。 給油過程時では、燃料タンク２に流入する燃料によってタンク排気システム２ ０内の圧力が増圧されるので、この圧力変化もシステムのシール性に関する診断 のために利用することができる。この場合は、診断ユニット１５が、検査のため の負圧もしくは正圧を形成しなければならない手段を有しなくて済む。 燃料供給ホース１３も診断ホース１８も電気的な接続部も、唯一つの連結装置 を介して連結されると、給油塔１２と診断ユニット１５と自動車１との間の接続 を特に簡便に形成することができる。 この連結装置の、車両からの早過ぎる連結解離を阻止するためには、この連結 装置に電気的な接点を設けることができる。この接点は、診断が終了した後でし か連結装置を解除しない。 診断が給油過程の直後または給油過程の中断時に実施される場合、このことは 次のような利点を有している。すなわち、燃料タンク内には冷たい燃料が存在し ていて、炭化水素の気化が十分に阻止されているので、圧力変動によって診断が 誤められることがない。 しかし、診断を給油過程前に実施し、診断の不都合な結果（たとえばタンク排 気システムにおける漏れ）において、安全の理由から燃料供給を中断することも 可能である。ただし、この方法では、タンク内の残留燃料が熱過ぎず、気化して いないことが保証されてい なければならない。このことは、たとえばタンク内に配置された温度センサによ って検出して、診断導線を介して診断ユニットに伝送することができる。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．─排気導管（３）を介して自動車（１）の燃料タンク（２）に接続可能で かつ、再生導管（５）を介して内燃機関の吸気マニホルド（６）に接続可能であ る、燃料蒸気を吸着する容器（チャコールキャニスタ４）と、 ─内燃機関の規定の運転状態で電子制御装置（８）によって制御され得る、前記 再生導管（５）の開放横断面を調節し得るタンク排気弁（７）と、 ─システム検査のために形成される、タンク排気システム（２０）内の圧力を検 出して、システムのシール性の判断のために評価する診断ユニット（１５） とを有する、自動車（１）に設けられた、燃料蒸気を捕集して内燃機関に供給す るタンク排気システム（２０）を検査する方法において、給油設備における自動 車の給油過程時に給油設備に設けられた診断ユニット（１５）と、自動車のタン ク排気システム（２０）との間に接続を形成し、給油過程の前、または給油過程 の終了直後または給油過程の中断時に検査を実施することを特徴とする、自動車 に用いられるタンク排気システムを検査するための方法。 ２．自動車（１）の給油過程時に、給油設備（１１）に設けられた、燃料を供 給する給油ノズル（１４）と、自動車に設けられたタンク装入管片（９）との間 の密な流れ接続部と、診断ユニット（１５）とチャコールキャニスタ（４）との 間の密な流れ接続部と、診断ユニット（１５）と、内燃機関の運転を制御する電 子制御装置（８）との間の電気的な接続部（１６，１７，１０）とを同時に形成 する、請求項１記載の方法。 ３．前記流れ接続部と前記電気的な接続部とを、唯一つの連結装置を介して形 成する、請求項２記載の方法。 ４．前記流れ接続部と前記電気的な接続部とを、それぞれ別個の連結装置を介 して形成する、請求項２記載の方法。 ５．タンク排気システム（２０）のシール性を検査するために、該タンク排気 システム内に正圧を形成する、請求項１記載の方法。 ６．タンク排気システム（２０）のシール性を検査するために、該タンク排気 システム内に負圧を形成する、請求項１記載の方法。 ７．正圧または負圧を、診断ユニット（１５）に配置されたポンプエレメント （２２）によって形成する、請求項５または６記載の方法。 ８．正圧を、自動車の燃料タンク（２）に装入したい燃料によって形成する、 請求項５記載の方法。 ９．診断の結果を給油塔（１２）に設けられた診断ユニット（１５）で直接に 光学的および／または音響 学的に表示する、請求項１記載の方法。 10．自動車（１）に設けられた、燃料蒸気を捕集して内燃機関に供給するタン ク排気システム（２０）を検査するために装置であって、 ─燃料蒸気を吸着する容器（チャコールキャニスタ４）が設けられており、該容 器が排気導管（３）を介して自動車（１）の燃料タンク（２）に接続されていて 、かつ再生導管（５）を介して内燃機関の吸気マニホルド（６）に接続されてお り、 ─再生導管（５）の開放横断面を調節し得るタンク排気弁（７）が設けられてお り、該タンク排気弁（７）が、内燃機関の規定の運転状態で電子制御装置（８） によって制御され、 ─診断ユニット（１５）が設けられており、該診断ユニット（１５）が、システ ムの検査のためにタンク排気システム（２０）内に形成された圧力を検出して、 システムのシール性の判断のために評価する形式のものにおいて、 ─診断ユニット（１５）が自動車の外部に配置されていて、 ─診断ユニット（１５）が給油設備（１１）に配属されており、 ─診断ユニット（１５）をタンク排気システム（２０）に接続するための連結装 置（２６）が設けられており、該連結装置（２０）が、自動車（１）の給油 過程時に診断ユニット（１５）と自動車（１）のタンク排気システム（２０）と の間の接続を形成している ことを特徴とする、自動車に用いられるタンク排気システムを検査するための装 置。 11．診断ユニット（１５）が； ─検査のために必要となる圧力を形成するポンプエレメント（２２）と、 ─タンク排気システム（２０）内の圧力を監視するための圧力センサまたは圧力 スイッチ（２３）と、 ─診断ユニット（１５）を自動車（１）の電子制御装置（８）に電気的に接続す るための診断導線（１６）と、 ─前記ポンプエレメント（２２）を自動車（１）のタンク排気システム（２０） に接続するための診断ホース（１８）と を有している、請求項１０記載の装置。 12．診断ユニット（１５）がさらに： ─タンク排気システム（２０）の検査時に測定された圧力値を評価するための演 算ユニット（２５）と、 ─診断の結果を表示するための表示装置（２４）とを有している、請求項１１記 載の装置。 13．診断ユニット（１５）が、給油設備（１１）の給油塔（１２）に配属され ている、請求項１０記載の装置。 14．記診断ホース（１８）の自由端部と、前記診断導線（１６）の自由端部と が、給油塔（１２）から到来する燃料供給ホース（１３）の自由端部と共に、共 通の連結装置（２６）にまとめられている、請求項１３記載の装置。