JP3886587B2 - 内燃機関付車両のタンク系統の気密試験方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は請求項１の上位概念に記載の内燃機関付車両のタンク系統の気密試験方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
カリフォルニア環境庁（ＣＡＲＢ）は，１９９６年１月以降，車両装置の機能性を試験するためにオンボード手段を用いて診断を行うことを要求している。この場合，とくに，オンボード診断を用いてタンク系統の気密試験もまた行われなければならない。
【０００３】
内燃機関付車両のタンク系統は，実質的に，燃料タンクと内燃機関の吸気管に結合された再生弁と，および再生弁が開いているときに燃料タンクと再生弁との間に設けられた吸着フィルタを介して燃料ベーパーが吸気管内に吸引される前記吸着フィルタとを備えている。
【０００４】
米国特許第５３８３４３７号ならびに第４回「車両およびエンジン技術に関する研究討論会（アーヘン）」（１９９３年）の論文集に発表された文献「タンク診断：確実な漏れ検出の新しい方法」から，内燃機関付車両のタンク系統の気密試験方法が既知であり，この場合，再生弁が閉じられているとき，ポンプによりタンク系統内に診断用過圧（すなわち、診断用過剰圧力）が形成される。その後，準定常状態において，漏れが存在する場合にはある時間経過後にタンク系統内に形成される圧力低下がポンプの作動により補償され，２回のポンプ作動の間に経過した時間，すなわちポンプストローク間の時間を介して，タンク系統の漏れが特定される。この場合，ポンプストローク間に経過した時間は，系統の漏れに対する直接の尺度である。気密試験の終了後，タンク系統内に存在する過圧は降下されなければならない。既知の方法においては，これは，ポンプが停止され，このとき同時に遮断手段が開放され，これによりタンク系統の過圧が大気中に放出されることにより行われる。
【０００５】
過圧降下のこの方法においては，過圧を大気中に放出するとき，完全に飽和された吸着フィルタがある程度「逆洗」され，これにより炭化水素分子が大気中に放出されることがある。これは，タンク通気装置を有するタンク系統からの，回避されるべき，好ましくない大気汚染を意味するばかりでなく，車両を運転するドライバにきわめて不快な悪臭を与えることをも意味している。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
したがって，とくに，気密試験を終了したとき，燃料ベーパーの放出，したがって有害な炭化水素分子の大気中への放出が回避されるように，冒頭記載の種類の内燃機関付車両のタンク系統の気密試験方法を改良することが本発明の課題である。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
この課題は，請求項１の上位概念に記載の方法において，本発明により，請求項１の特徴項に記載の特徴により解決される。
【０００８】
気密試験の終了後，診断用過圧が再生弁の開放により降下されることはとくに有利である。これにより，診断用過圧はある程度吸気管内に「吸引」され，したがって，吸着フィルタが燃料ベーパーで飽和されているとき，有害な炭化水素分子の大気中への放出が回避される。これにより，車両全体の環境保護義務が向上されるばかりでなく，悪臭の放出もまた明らかに回避される。
【０００９】
本発明の有利な実施態様が従属請求項に記載されている。
【００１０】
したがって，たとえば，タンク系統内の圧力が燃料タンク内の圧力と大気圧との間の圧力差を測定する，燃料タンク内に設けられた圧力センサにより決定されることは有利である。このように，この方法の実施を可能にするために，現在のタンク系統の変更はほとんど必要ない。
【００１１】
しかしながら，タンク系統内の圧力が，燃料ベーパーの吸引量および／または診断用過圧および／または燃料タンクの液面レベルを介して決定されることもまた可能である。
【００１２】
この場合，圧力は計算ユニット内で計算されることが好ましいが，判定装置，たとえば回路装置等内で評価されてもよい。
【００１３】
これらの圧力決定方法においては，本方法の実施を可能にするために，既存のタンク系統の改造を実際に必要としないことは有利である。なぜならば，圧力の決定は，ある程度，既存のコンピュータ（エンジン制御等）において実施可能な「データ処理作業」に置き換えることができるからである。
【００１４】
再生弁がタンク通気弁であり，吸着フィルタが活性炭フィルタであることが好ましい。
【００１５】
以下に本発明のその他の詳細および利点を図面によりさらに詳細に説明する。
【００１６】
【発明の実施の形態】
本発明の基本的な考え方は，タンク系統内に形成された過圧（すなわち、過剰圧力）により気密試験が行われる内燃機関付車両のタンク系統の気密試験方法を，気密試験の終了後，放出される有害な炭化水素分子による環境汚染を回避するために，過圧が大気中に放出されないで内燃機関に戻されるように過圧が降下されるように改良することにある。
【００１７】
内燃機関付車両のタンク系統の気密試験方法が，図２に略図で示したそれ自身既知のタンク系統，ならびに図１ａ，１ｂおよび１ｃに示した，タンク通気弁のデューティレシオ，遮断弁の開閉状態およびタンク系統内の大気に対する圧力の時間線図によりわかりやすく示されている。
【００１８】
図２に示すように，内燃機関のタンク系統は，配管１１を介してたとえば活性炭フィルタのような吸着フィルタ２０と結合されている燃料タンク１０を含んでいる。吸着フィルタ２０は，たとえばタンク通気弁のような再生弁３０を備えた他の配管２１を介して，図示されていない内燃機関の吸気管４０と結合されている。この場合，配管２１の吸気管４０への入口は，流れ方向（図２における矢印）において絞り弁４１の下流側に配置されている。さらに，吸着フィルタ２０は他の配管２２を有し，配管２２はポンプ５０，たとえば遮断弁のような遮断手段６０およびフィルタ７０を介して，吸着フィルタ２０の通気のために大気と結合されている。
【００１９】
吸着フィルタ２０の再生のためにタンク通気弁が開かれ，これにより吸着フィルタ２０内に吸着されている燃料ベーパーは内燃機関の吸気管４０内に洗浄される。この再生過程が，図１において，時間ｔ₁から時間ｔ₃までの時間間隔内に示されている。
【００２０】
タンク系統の気密試験のために，ここでは，次のように行われる。ｔ₁およびｔ₂の間の時間間隔において（図１），再生弁３０（通気弁）および遮断手段６０（遮断弁）が閉じられた状態で，ポンプ５０による，大気と結合された入口５０ａからの空気の吸引およびこの空気の圧縮により，タンク系統内に診断用過圧（すなわち、診断用過剰圧力）が形成される。タンク系統内の大気圧に対する圧力は，たとえば燃料タンク１０内の圧力と大気圧との間の差圧を測定する，燃料タンクに設けられた圧力センサ８０により決定される。圧力がある所定値以上に上昇すると（ｔ₁ａ），図１ｃに略図で示すように，準定常状態において，ポンプ５０の作動により，形成される圧力低下が時間間隔ｔ₁ａないしｔ₂において補償される。ポンプ作動の間に経過する時間を介して，すなわち所定のしきい値以下の圧力低下を反復ポンプ作動により防止するために必要な時間を介して，たとえば，本出願の構成部分でもある，米国特許第５３８３４３７号および第４回「車両およびエンジン技術に関する研究討論会（アーヘン）」（１９９３年）の論文集に発表された文献「タンク診断：確実な漏れ検出のための新しい方法」により詳細に示されているように，漏れの存在および場合によりその大きさが特定される。
【００２１】
ここで，気密試験の終了後，時間ｔ₂と時間ｔ₃との間の時間間隔内（図１）でタンク系統内の診断用過圧が降下されなければならない。
【００２２】
これは，まず再生弁３０（タンク通気弁）が開かれることにより行われ，一方このとき，遮断手段６０（遮断弁）は閉じられたままである（図１ａおよび１ｂ参照）。これと同時に，タンク系統内の圧力が圧力センサ８０により測定され，タンク系統内にほぼ周囲圧力に対応する圧力が形成されたときにはじめて遮断手段６０（遮断弁）が開かれる。このように，内燃機関の吸気管４０内への吸引により過圧がある程度降下され，これにより，たとえば吸着フィルタ２０が飽和しているときに存在する有害な炭化水素分子の大気への放出が回避される。
【００２３】
タンク系統内の圧力を決定するために，燃料タンク１０の液面レベルを介して，実質的にポンプ動力により与えられる診断用過圧を介して，および吸気管圧力，したがって再生弁３０（タンク通気弁）における圧力差，および再生弁３０の流量特性から求められる燃料ベーパーの吸引量を介して，圧力を決定することもまた可能である。この場合，圧力の決定は，（図示されていない）計算ユニットまたはアナログ技術，ディジタル技術またはハイブリッド技術で構成されたその他の回路ユニット内で行われることが好ましい。
【００２４】
最後に，燃料タンク１０の液面レベルのデータ，診断用過圧のデータ，および燃料ベーパーの吸引量のデータから，同様に，たとえば，アナログ技術，ディジタル技術またはハイブリッド技術の回路ユニットとして形成してもよい判定装置内で，圧力を評価することもまた可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】タンク通気弁のデューティレシオの略時間線図（図１ａ），遮断手段の開閉状態の略時間線図（図１ｂ），およびタンク系統内の大気に対する圧力の時間線図（図１ｃ）である。
【図２】内燃機関付車両のタンク系統の既知の気密試験装置の略系統図である。
【符号の説明】
１０ 燃料タンク
１１，２１，２２ 配管
２０ 吸着フィルタ
３０ 再生弁（タンク通気弁）
４０ 吸気管
４１ 絞り弁
５０ ポンプ
５０ａ 空気入口
６０ 遮断手段（遮断弁）
７０ フィルタ
８０ 圧力センサ

Claims (6)

1. 燃料タンクと，内燃機関の吸気管に結合された再生弁と，再生弁が開いているときに燃料タンクと再生弁との間に設けられた吸着フィルタを介して燃料ベーパーが吸気管内に吸引される前記吸着フィルタと，および吸着フィルタの通気配管を気密状態に密閉するための遮断手段とを備え，ポンプによりタンク系統内に診断用過圧が形成され，および気密試験の終了後診断用過圧が降下される内燃機関付車両のタンク系統の気密試験方法において，
   診断用過圧を降下させるためにまず再生弁（３０）が開放されることと，
   タンク系統内の圧力が測定されることと，および
   タンク系統内にほぼ大気圧に対応する圧力が形成されたときにはじめて遮断手段（６０）が開放されることと，
   を特徴とする内燃機関付車両のタンク系統の気密試験方法。
2. タンク系統内の圧力が，燃料タンク（１０）内の圧力と大気圧との間の差圧を測定する，燃料タンク（１０）内に設けられた圧力センサ（８０）により決定されることを特徴とする請求項１の方法。
3. タンク系統内の圧力が，燃料ベーパーの吸引量および／または診断用過圧および／または燃料タンクの液面レベルを介して決定されることを特徴とする請求項１の方法。
4. 圧力が計算ユニット内で計算されることを特徴とする請求項３の方法。
5. 圧力が判定装置内で評価されることを特徴とする請求項３の方法。
6. 再生弁（３０）がタンク通気弁であり，吸着フィルタ（２０）が活性炭フィルタであることを特徴とする請求項１ないし５のいずれかの方法。

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