(57)【要約】【課題】タンクのエア抜きシステムにおける燃料蒸気中間貯蔵装置の機能状態を診断するための方法及び装置を提供する。【解決手段】少なくとも一つのタンク（３）と少なくとも一つの燃料蒸気中間貯蔵装置（４）とを備えたタンクのエア抜きシステムにおける燃料蒸気中間貯蔵装置（４）、特に活性炭フィルタの機能状態を診断するための方法において、燃料蒸気中間貯蔵装置（４）おけるガス状の炭化水素の吸着過程或いは脱着過程の結果としての燃料蒸気中間貯蔵装置（４）の実際充填度変化が求められる。実際充填度変化は、目標充填度変化と比較され、この比較から燃料蒸気中間貯蔵装置（４）の機能状態が判定される。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも一つのタンク（３）と少なくとも一つの燃料蒸気中間貯蔵装置（４）とを備えたタンクのエア抜きシステムにおける燃料蒸気中間貯蔵装置（４）、特に活性炭フィルタの機能状態を診断する方法であって、
燃料蒸気中間貯蔵装置（４）におけるガス状の炭化水素の吸着過程或いは脱着過程の結果としての燃料蒸気中間貯蔵装置（４）の実際充填度変化が求められ、
前記実際充填度変化が目標充填度変化と比較され、
前記比較から、燃料蒸気中間貯蔵装置（４）の機能状態が判定される、
燃料蒸気中間貯蔵装置の機能状態を診断する方法。
【請求項２】
前記脱着過程の開始前に、燃料蒸気中間貯蔵装置（４）の高い充填度を特徴付ける運転パラメータの下で実施される請求項１に記載の方法。
【請求項３】
タンク（３）の炭化水素の脱着のために、特にタンクのエア抜き弁（６）の開弁によってエア抜きされることを特徴とする請求項１または２に記載の方法。
【請求項４】
前記比較の際に、特にタンク（３）から漏出する炭化水素質量が比較の中に取り入れられないことにより、本質的に燃料蒸気中間貯蔵装置（４）における吸着過程或いは脱着過程だけが考慮されることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の方法。
【請求項５】
タンク（３）から漏出する炭化水素質量の確定のために、タンク（３）内の及び／またはタンク周囲の状態パラメータが考慮されることを特徴とする請求項４に記載の方法。
【請求項６】
タンク（３）から漏出する炭化水素質量の確定のために、特に閉塞されたタンクシステムの中でタンク圧力の測定が行われることを特徴とする請求項４または５に記載の方法。
【請求項７】
吸着過程の開始前に、燃料蒸気中間貯蔵装置（４）の低い充填度を特徴付ける運転パラメータの下で実施されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項８】
タンク（３）の炭化水素の吸着のために、燃料が充填されることを特徴とする請求項７に記載の方法。
【請求項９】
前記実際充填度変化の測定が、排気ガス中の残留酸素含有量の測定によって行われ、その際、好ましくは前記実際充填度変化の測定が、ラムダ制御装置によって制御される少なくとも一つのパラメータのずれの測定によって行われることを特徴とする請求項１ないし８のいずれかに記載の方法。
【請求項１０】
前記実際充填度変化の測定が、タンクのエア抜きシステム内の、特に燃料蒸気中間貯蔵装置（４）内の温度の測定によって行われることを特徴とする請求項１ないし９のいずれかに記載の方法。
【請求項１１】
前記実際充填度変化の測定が、タンクのエア抜きシステム内の、特にタンクのエア抜き弁（６）の上での炭化水素濃度の測定によって行われることを特徴とする請求項１ないし１０のいずれかに記載の方法。
【請求項１２】
前記実際充填度変化の測定が、燃料蒸気中間貯蔵装置（４）の重量の測定によって行われることを特徴とする請求項１ないし１１のいずれかに記載の方法。
【請求項１３】
少なくとも一つのタンク（３）と少なくとも一つの燃料蒸気中間貯蔵装置（４）とを備えたタンクのエア抜きシステムにおける燃料蒸気中間貯蔵装置（４）、特に活性炭フィルタの機能状態を診断する装置において、
燃料蒸気中間貯蔵装置（４）の実際充填度変化の測定のための手段（１４、１８、１９、３１、３２）及び
前記実際充填度変化を目標充填度変化と比較するための手段（１１）、
を備えたことを特徴とすることを特徴とする燃料蒸気中間貯蔵装置の機能状態を診断する装置。
【請求項１４】
前記実際充填度変化の測定のための手段が、ラムダセンサ（１４）、ラムダ制御装置、少なくとも一つの温度センサ（３１、３２）、少なくとも一つの炭化水素センサ、及び／または、少なくとも一つの重量センサ、特にストロークセンサ（１８）、及び／または周波数センサ（１９）であることを特徴とする請求項1３に記載の装置。
【請求項１５】
演算装置で実行されると、請求項１ないし１２のいずれかに記載の方法の全てのステップを実行するコンピュータプログラム。
【請求項１６】
プログラムがコンピュータで実行されると、請求項１ないし１２のいずれかに記載の方法を実施するための、機械読み取り可能の媒体に記録された、プログラムコードを含むコンピュータプログラム製品。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、タンクエア抜きシステムにおける燃料蒸気中間貯蔵（トラップ）装置、特に活性炭フィルタの機能状態を診断する方法及びそれに対応する装置に関する。本発明のその他の目的は、上記の方法を実施するために適したコンピュータプログラム及びコンピュータプログラム製品である。
【背景技術】
【０００２】
自動車では、燃料容器或いはタンクからの燃料蒸発ガスが発生する。特にオットーエンジンを備えた自動車の場合に、タンクからのこの揮発性の炭化水素の排出を防止或いは限度内に保持するために、一般に燃料蒸発ガスを捕捉するための装置、所謂燃料蒸気中間貯蔵装置が備えられている。特に、このためには活性炭フィルタ（AKF = Aktivkohlefilter）或いは活性炭容器が備えられている。燃料容器のエア抜き管路は、この活性炭フィルタの中に口を開いている。もう一つの管路は、活性炭フィルタからエンジンの吸気管へ続いている。この管路の中には、一般にタンクのエア抜き弁（再生弁）が備えられている。
【０００３】
活性炭は、燃料蒸気中に含まれている燃料或いは揮発性の炭化水素を吸着する。活性炭フィルタの再生或いは洗浄のためにタンクのエア抜き弁が開かれ、それによって活性炭容器と吸気管との間の管路が開かれる。吸気管の中で支配的な負圧のために新気が活性炭を通して吸入される。この新気は、吸着されていた燃料を再び洗浄気流の中に取り込み、エンジンの燃焼のために送り込む。活性炭の規則的な再生によって、活性炭フィルタは新たに蒸発する燃料を捕捉することが可能になる。
【０００４】
燃料蒸気中間貯蔵装置或いは活性炭フィルタは、タンクシステム内の中心的な排気放出物（エミッション）関連の構成部品となっている。活性炭フィルタは、燃料容器からの燃料或いはガソリンの蒸発によって生じる排気放出物を限度内に保持するか或いは法律によって規定された蒸発損失に関する規制値を順守することを可能にする。このために、正常に機能する、しかるべき捕捉能力を備えた活性炭フィルタが必要である。
【０００５】
しかしながら、活性炭フィルタは、その機能が損なわれていることがあり得るという問題がある。例えば、活性炭フィルタは、液体で、とりわけ液状の炭化水素で或いは燃料で、充満されることがある。これによって、揮発性炭化水素に対する吸着能力は劇的に低下して液状の燃料の漏出を招くことがある。部分的に或いは完全に充満されてしまった活性炭フィルタの再生には長い時間が必要である。この場合、機能状態が大きく制限される。更に、活性炭は、部分的に或いは完全に燃料の揮発し難い成分によって持続的に覆われてしまうことがある。そうなると、活性炭フィルタの吸着能力は著しく低下し、活性炭フィルタの機能状態が持続的に制限されてしまう。別のケースでは、例えば機械的負荷、例えば振動によって活性炭が損傷を受け、そのために、ここでも又貯蔵能力の低下と活性炭フィルタの機能状態の制限が生じる。
【０００６】
かくして、燃料蒸気中間貯蔵装置或いは活性炭フィルタの機能状態を監視して活性炭フィルタの診断を行う必要がある。
既に、活性炭フィルタの負荷状態を調べる幾つかの方法が知られている。この先行調査は、活性炭フィルタの再生を、特に再生実行の頻度に関して最適化するという目的で行われる。例えば、ドイツ特許公開ＤＥ１９９ ３５ ８８６ Ａ１公報には、直接噴射式のエンジンの場合の蒸気再循環のための制御システムが記載されている。活性炭フィルタの洗浄或いは蒸気再循環は、直接噴射式のエンジンの場合、成層モードでの運転の際には通常可能ではない。従って、洗浄を行うためには、エンジンは規則的間隔を置いて均質モードで作動されなければならない。成層モードでの運転は、燃料消費の観点からは有利であるが、活性炭容器の洗浄が必要であるということによって制約される。そこで、ドイツ特許公開ＤＥ１９９ ３５ ８８６ Ａ１公報によって、洗浄過程の頻度を最小化するために、活性炭フィルタの負荷状態が調べられる。このために、活性炭を満たされた蒸気センサ容器には、測定された温度差全体に亘って蒸気再循環システム内の炭化水素含有量の測定を可能にする温度センサが備えられる。
【０００７】
日本特許公開第２００４−３５３５５５号公報には活性炭フィルタの吸着状態をチェックするための重量センサ、蒸気圧センサ、及び蒸気温度センサの使用が記載されている。
国際公開ＷＯ２００４／０８３６１９Ａ１公報にも、活性炭フィルタの飽和度を確定するための温度センサの使用が記載されている。
【０００８】
これ等の既知の方法を使用することによって、使えば自動車のタンクのエア抜きシステム内の活性炭フィルタの負荷状態に関して推定が可能である。しかしながら、これ等の方法では、活性炭フィルタの機能状態をチェックすることはできない。例えば、これ等の方法を用いても、活性炭の部分が持続的に燃料の揮発し難い成分で覆われており、この場合、活性炭フィルタの機能状態が長期的に制約されているか否かということを確定することはできない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
ドイツ公開ＤＥ １９９ ３５８８６ Ａ１公報
日本特許公開第２００４−３５３５５５公報
国際公開ＷＯ２００４／０８３６１９ Ａ１公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
従って、本発明は、タンクのエア抜きシステム中の燃料蒸気中間貯蔵装置の機能状態をチェックするための或いは診断するための方法を提供することを課題としている。燃料蒸気中間貯蔵装置の機能状態を確認することによって、環境が確実に燃料排気放出物（エミッション）から保護されるということを保証することができる。更に、将来法律的に要求されるかも知れない、排気放出物（エミッション）関連の構成部品としての燃料蒸気中間貯蔵装置の診断が可能となるであろう。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記の課題は請求項１に記載されているような、タンクのエア抜きシステムの中の燃料蒸気中間貯蔵装置の機能状態を診断するための方法によって解決される。その他の独立の諸請求項はそれに対応する測定装置、或いは上述の方法を実施するために適したコンピュータプログラム及びコンピュータプログラム製品に関している。それ等の好ましい実施態様は諸従属請求項に示されている。
【００１２】
本発明に基づく方法は、少なくとも一つのタンクと少なくとも一つの燃料蒸気中間貯蔵装置を備えたタンクのエア抜きシステムの中の燃料蒸気中間貯蔵装置、特に活性炭フィルタの機能状態の診断を可能にし、その際には、先ず燃料蒸気中間貯蔵装置の中でのガス状の炭化水素の吸着過程或いは脱着過程の系列の中における燃料蒸気中間貯蔵装置の実際充填度変化が求められる。求められた実際充填度変化は、目標充填度変化と比較され、この比較から燃料蒸気中間貯蔵装置の機能状態が判定される。求められた実際充填度変化は、燃料蒸気中間貯蔵装置の貯蔵能力に関する尺度となる。適切な目標充填度変化或いは基準貯蔵能力との比較によって、燃料蒸気中間貯蔵装置の機能状態に関して必要な貯蔵能力が十分に与えられているか否かということを確認することができる。
【００１３】
このようにすることによって、燃料蒸気中間貯蔵装置の必要な機能状態が、部分的に与えられているか或いは最早与えられていないかということを確実に調べることができる。現在の貯蔵能力或いは求められた実際充填度変化が、一定の閾値を割り込んでいるか或いは目標充填度変化に対して定められたデルタ（差分）を有している場合には、燃料蒸気中間貯蔵装置の機能状態が不十分であるか或いは最早存在していないと判定することができるので、例えば、車両の制御装置に対応のエラー通報或いはエラー登録が行われる。
【００１４】
本発明に基づく方法の特に有利な一実施例では、この方法は、脱着過程の開始前の燃料蒸気中間貯蔵装置の高い充填度から出発して、炭化水素の脱着の結果としての充填度変化を測定する。その際、この方法は、燃料蒸気中間貯蔵装置が充填されている或いは活性炭フィルタの吸着能力が一杯になっていると判定させるような作動パラメータの下で実施される。このようにすることによって、有利なことに本発明に基づく方法の良好な分解能が達成される。燃料蒸気中間貯蔵装置の充填度が高い時には、燃料蒸気中間貯蔵装置の全ての現存貯蔵能力が十分に利用し尽くされていると考えることができる。かくして活性炭からの炭化水素の好ましくは完全な脱着の後は、有利なことに燃料蒸気中間貯蔵装置の全ての現存貯蔵能力を求めることができる。本発明に基づく方法は、例えば自動車の給油の後に特に有利に行うことができ、その際、一般に燃料蒸気中間貯蔵装置は、給油の後高度に充填された状態となる。本発明に基づく方法は、給油の後、タンク内の雰囲気がその炭化水素成分の点で安定化したということ或いは燃料蒸気中間貯蔵装置がそれに対応して充填されているということを確認するために、或る程度の待機時間の後で実施されることが好ましい。燃料蒸気中間貯蔵装置の高い充填度を出発状態として考慮することによって、例えばこの方法の標準化を行うことができるので、調べられるべき燃料蒸気中間貯蔵装置の貯蔵能力及び機能状態に関して極めて信頼性の高い判定を行うことができる。
【００１５】
本発明に基づく方法の好ましい実施態様では、燃料蒸気中間貯蔵装置からの炭化水素の脱着は、とりわけタンクエア抜き弁の開かれる、タンクのエア抜きの間に行われる。燃料蒸気中間貯蔵装置からのガス状の炭化水素の流出は、エンジンの吸気管内で支配的な負圧によって引き起こされ、この負圧が燃料蒸気中間貯蔵装置と吸気管との間のタンクのエア抜き弁或いは再生弁の開弁によって燃料蒸気中間貯蔵装置に対して作用する。この負圧によって、新気が燃料蒸気中間貯蔵装置の媒質或いはバルク剤を通して、とりわけ活性炭を通して吸引される。新気は吸着された燃料を取り込み、圧力降下に従ってタンクのエア抜き弁を通して内燃機関へと流れて行く。タンクのエア抜き弁の開弁については、燃料蒸気中間貯蔵装置の必要な再生のために、自動車の通常の運転の際に実施されるタンクのエア抜き弁の規則的な開弁を考えることができる。他方、本発明に基づく貯蔵能力の測定の目的のために或いは燃料蒸気中間貯蔵装置の診断のために、タンクのエア抜き弁の開弁を行うことも可能である。タンクのエア抜き弁の開弁は、燃料蒸気中間貯蔵装置の完全な脱着が行われるように、即ち本質的に全ての吸着されている炭化水素が解放されるように、時間的に制御されることができる。他方、本発明によれば、例えば時間的に制限され、また定められた部分的な脱着だけが行われるということも好ましい。対応する時間に基づいて或いは燃料蒸気中間貯蔵装置完全な脱着或いは再生をベースとして求められた実際充填度変化は適切な基準値と比較され、この比較から、目標充填度変化に関する適切な基準値との比較によって、機能状態の逆推理を可能にする現存貯蔵能力が判定される。
【００１６】
実際充填度変化と、基準値との比較或いは目標充填度変化との比較のために、本発明に基づく方法を実施する際には、燃料蒸気中間貯蔵装置の中の、とりわけ活性炭の上での、炭化水素の吸着過程或いは脱着過程に起因する炭化水素成分だけを考慮すると有利である。このやり手法は、特にタンクからの気化或いは蒸発が比較的少ないので無視することができるという場合に可能である。タンクからの或いはタンク内の燃料からの炭化水素の気化或いは蒸発が非常に少ない場合には、洗浄機中の炭化水素の濃度はおよそ０まで低下する。この時点までに流出した炭化水素は、燃料蒸気中間貯蔵装置に貯蔵されている。燃料蒸気中間貯蔵装置の洗浄或いは再生の間にタンク内で蒸発が発生した場合には、この炭化水素の気化をしかるべく考慮することが有利であると考えられる。この実施態様では、特にタンクのエア抜きの間の或いは燃料蒸気中間貯蔵装置の再生の間の燃料の気化に起因する、とりわけタンクから流出する炭化水素質量は、比較の中に取り入れられず、例えば計算によって考慮される。
【００１７】
タンク中の及び／またはタンク環境中の状態値が、タンク内の燃料の蒸発或いは気化を確定するために考慮されると有利である。それ等の状態値の確定によって、タンク内の気化された炭化水素質量に関する本発明による判定が行われ、本発明による比較の際に考慮される。タンク中の及び／またはタンク環境中のそれ等の状態値としては、とりわけタンク圧力、タンク給油レベル、タンク温度、及び／または外気温度を考えることができる。これ等の値の内の一つ或いは幾つかを考慮する際には、タンク中の炭化水素の気化或いは蒸発に関する判定が行われる。これ等の状態値の考慮は、プログラムレベルで及び／または対応するセンサ装置を用いた測定によって行うことができる。これに対する代わりの手法として或いは追加として、タンク圧力、とりわけ閉じられたタンクシステムの中でのタンク圧力を測定すると有利となり得る。これは、燃料タンク中の蒸発による炭化水素質量の測定のための基礎となり得る。その場合、そのためにタンク圧力の測定を行うことはとりわけ有利となる。何故なら、多くのシステムの中に圧力測定のために或いはタンクのエア抜きシステム中の雰囲気に対する遮断のために、適当な装置が、例えばタンク漏れ診断のために、既に存在しているので、本発明に基づく方法のための追加コストを少なく抑えることができるからである。
【００１８】
本発明に基づく方法の好ましい実施態様では、燃料蒸気中間貯蔵装置の中、とりわけ活性炭の上におけるガス状の炭化水素の吸着の結果として生じる、燃料蒸気中間貯蔵装置の実際充填度変化が測定される。その際、好ましくは、吸着過程の開始前の燃料蒸気中間貯蔵装置の低い充填度の特徴を示している運転パラメータの下で、機能状態を診断するための方法が実施される。例えば、本発明に基づく方法は、燃料蒸気中間貯蔵装置の再生の後に実施することができる。再生の後は、燃料蒸気中間貯蔵装置が相当程度空になっていることが推定される。この実施態様では、とりわけ有利なことに、タンクに燃料を給油する際或いは給油後の燃料蒸気中間貯蔵装置における炭化水素の吸着に基づいている実際充填度変化を測定することができる。燃料蒸気中間貯蔵装置における実際充填度変化の測定は幾つかの方法で行うことができる。とりわけ有利な実施態様では、実際充填度変化の測定は、内燃機関の排気ガス中の残留酸素含有量の測定によって行われる。例えば、タンクのエア抜き或いは燃料蒸気中間貯蔵装置の再生の間の排気ガス中の残留酸素含有量の測定によって、エンジンの通常運転の下での状態と比較して、タンクのエア抜きガス中の炭化水素含有量に関して推定を行うことができる。とりわけ有利なことに、既に存在しているシステム中のセンサ装置がこのために利用される。エンジンの中での燃料の燃焼の後の排気ガス中の残留酸素含有量は、周知のように、燃焼混合気中の空気と燃料の比率に関する情報を与える。従って、通常排気ガス中の酸素含有量の測定は、いわゆるラムダセンサによって行われている。しかるべきラムダ制御循環回路によって燃焼混合気中の空気と燃料の比率は最適に調節される。とりわけ有利なことに、燃料蒸気中間貯蔵装置での脱着と吸着の間における排気ガス中の炭化水素濃度は、ラムダ制御器によって制御される少なくとも一つのパラメータの偏差の測定によって求められる。求められたこの濃度と体積流量から、実際充填度変化を確定することができる。例えば、そのために、排気ガス中の残留酸素含有量に応じて調節される燃料噴射量の制御を用いることができる。その際には、新気質量流量と燃料質量流量とが分かっているものとして、燃料蒸気中間貯蔵装置の測定すべき炭化水素質量流量をラムダ制御の偏差をベースとして計算することができる。この実施態様の特別の利点は、システムの既存のセンサ装置と制御要素をそのまま利用することができるので、本発明に基づく方法を自動車に適用するために何らの大きな追加コストが発生しないということにある。
【００１９】
本発明に基づく方法のもう一つの有利な実施態様では、実際充填度変化の測定は、タンクのエア抜きシステム内、とりわけ燃料蒸気中間貯蔵装置内の温度の測定によって行われる。吸着媒体の上、例えば活性炭の上での吸着過程及び脱着過程によって、貯蔵、とりわけ吸着媒体の中で、周知のような温度変化が引き起こされる。この温度変化を適切なセンサによって測定することによって、媒体の負荷状態が逆推理される。本発明によれば、温度センサのしかるべき配置と温度差の測定によって、脱着過程及び吸着過程の間、前に、及び／または後に、充填度変化を測定するという形で、このことを利用することができる。
【００２０】
別の好ましい実施態様では、実際充填度変化がタンクのエア抜きシステム内での、またとりわけ有利なことには、タンクのエア抜き弁の上での、炭化水素濃度の測定によって求められる。好ましいやり方によれば、炭化水素濃度の測定は、通常の炭化水素センサによって行われる。
【００２１】
別の好ましい実施態様では、実際充填度変化は、燃料蒸気中間貯蔵装置、とりわけ活性炭フィルタの重量の測定によって求められる。好ましくは、この重量は、吸着過程或いは脱着過程の前と後に求められ、その重量差から、適当な基準値との比較によって、実際充填度変化が推定される。その際には、通常の重量センサを用いることができる。例えば、燃料蒸気中間貯蔵装置の重量は、重力場の中における燃料蒸気中間貯蔵装置のばねの特性を備えた軸受けの静的変位（static deflection）によって確定することができる。この静的変位は、例えばストロークセンサを用いて測定することができる。別の実施態様では、重量は振動するように励起された、振動性の、とりわけ弾性的に軸支された燃料蒸気中間貯蔵装置の振動周波数から確定される。この振動周波数は、例えば振動センサを用いて測定することができる。弾性的な軸支自体は、様々な手法で作ることができる。例えば、ばね要素の上に載せるという燃料蒸気中間貯蔵装置の配置が可能である。別の実施態様では、弾性的な懸架が考えられている。特に有利なことに、重量或いは重量変化の測定によって、媒質、例えば水或いは燃料による活性炭フィルタの充填或いは浸漬の有無が逆推理される。
【００２２】
例示として上に説明された実際充填度変化の測定のための手段は、単独で或いは互いに組合わせて本発明に基づく方法のために使用することができる。その際には、それぞれ一つの或いは複数のセンサ要素が備えられることがある。測定を他の一つ又は複数のセンサと組み合わせたラムダセンサ装置及び／またはラムダ制御装置を用いて行うと有利となる。本発明によれば、コスト上の理由から、自動車の既に存在しているセンサ装置を活用した実施態様が有利である。他方、本発明に基づく方法の実施のために作られたセンサ装置及び／または制御装置を新たに実装することもまた有利となり得る。
【００２３】
場合によっては、タンク内での蒸発からの炭化水素質量に関して削減されているかも知れない求められた実際充填度変化と目標充填度変化との比較は、通常の制御要素で行われるが、その制御要素は、例えば自動車のための制御装置の既存部分であるかも知れない。本発明によれば、一つ或いは複数の目標充填度変化は、基準値として格納、とりわけ記憶して置くことができる。その時に利用可能な貯蔵能力に関する尺度としての実際充填度変化を目標充填度変化と比較することから、燃料蒸気中間貯蔵装置の機能状態を判定することができる。目標充填度変化に関する一つ又は複数の閾値を、燃料蒸気中間貯蔵装置の必要な貯蔵能力に関する尺度として事前設定して置くと有利である。これ等の閾値の内の一つ又は幾つかが割り込まれた時には、好ましくは、燃料蒸気中間貯蔵装置の機能が最早存在していないということ或いは機能の度合いを示すエラー情報が出される。
【００２４】
本発明は更に、少なくとも一つのタンクと少なくとも一つの燃料蒸気中間貯蔵装置とを備えたタンクのエア抜きシステム内の燃料蒸気中間貯蔵装置の機能状態を診断するための対応する装置を含んでいる。本発明によれば、この装置は、燃料蒸気中間貯蔵装置の実際充填度変化を測定するための少なくとも一つの手段と、実際充填度変化を燃料蒸気中間貯蔵装置の必要な貯蔵能力に関する尺度としての目標充填度変化と比較するための少なくとも一つの手段とを備えている。実際充填度変化を測定するための手段を、ラムダセンサ或いはラムダ制御装置とすると有利である。実際充填度変化を測定するためのその他の好ましい手段には、例えば温度センサ、炭化水素センサ、及び／または重量センサがある。本発明によれば、装置のその他のメルクマールについては前述の説明を参照されたい。
【００２５】
先に説明された方法は、コンピュータプログラムとして演算装置、とりわけ自動車の制御装置或いは電気的制御ユニットに実装され且つそこで実行されると有利である。それに対応するプログラムコードは、制御装置或いは演算装置が読み取ることのできる機械読み取り可能な媒体の上に記録されることができる。従って、本発明は上述の方法の実施のために適した、プログラムコードを用いた対応するコンピュータプログラム或いはコンピュータプログラム製品を含んでいる。
【００２６】
その他のメルクマール及び利点は、実施例と組合わされた以下の図面の説明から明らかとなる。その際、それぞれのメルクマールは単独で或いは互いに組合わされて実現されることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】図１は、従来技術による通常のタンクのエア抜きシステムを示す。
【図２】図２は、本発明の好ましい実施態様を実施するための、タンク、燃料蒸気中間貯蔵装置、及びセンサ装置を備えたタンクのエア抜きシステムを示す。
【図３】図３は、本発明の別の好ましい実施態様を実施するための、タンク、燃料蒸気中間貯蔵装置、及びセンサ装置を備えた別のタンクのエア抜きシステムを示す。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
図１には、自動車への搭載を想定された、内燃機関１の燃料供給装置のタンクのエア抜きシステムが示されている。内燃機関１には、吸気管２を通して空気が供給される。燃料の供給はタンク３から行われる。タンク３から大気中への燃料蒸気の漏出を避けるために、タンクのエア抜きシステムが備えられているが、このシステムは、活性炭フィルタの形態である燃料蒸気中間貯蔵装置４、燃料蒸気中間貯蔵装置（活性炭フィルタ）４の通気管の中に配置された止め弁５、及び活性炭フィルタ４と吸気管２との間の管路の中に配置されたタンクのエア抜き弁６を含んでいる。燃料タンク３内での燃料の蒸発から生じる揮発性の炭化水素は、管路を通して活性炭フィルタ４へ達する。ここで、揮発性の炭化水素は活性炭の上に吸着される。タンク３の中で気化された燃料は、活性炭フィルタ４に貯蔵される。内燃機関１の運転の間は、開かれたタンクのエア抜き弁６と吸気管２を通して、活性炭フィルタ４からの貯蔵された燃料或いはガス状の炭化水素は、内燃機関１内での燃焼のために送り込まれることができる。その際に生じる圧力状態によって、同時に活性炭フィルタ４は止め弁５が開かれたときに新気で洗浄される。吸気管２の中で支配的な負圧のために、新気は活性炭フィルタ４の中の活性炭を通して吸引される。新気は吸着されていた燃料を取り込み、それを吸気管２を通して内燃機関１内での燃焼のために送り込む。
【００２９】
図１に示されている通常のタンクのエア抜きシステムの諸構成要素に加えて、図２には更に、上述の止め弁５、エア抜き弁６の開閉を通して、タンクのエア抜きシステムの制御に用いられる制御装置１１が示されている。見易さのために図２のタンクのエア抜きシステムの様々な要素は、図１と同じ参照記号で示されている。制御装置１１は、燃料計量手段１２を通じてタンク３からの燃料の供給を制御する。制御装置１１には更に、内燃機関の運転状態並びに燃料・空気混合気を特徴付ける様々な信号が送り込まれる。そこで、例えば記号１３で指示されているセンサは、内燃機関の運転状態を特徴付ける信号の検出のために代表として示されている。センサ１４は、内燃機関の排気ガス管１５の中の排気ガス組成の測定のために用いられる。
【００３０】
活性炭フィルタ４の再生の間に、先に記述した手法で、炭化水素蒸気が内燃機関１の吸気管２の中へ到達し、内燃機関１によって吸入される。内燃機関１で適正な燃料量が得られるようにするために、制御装置１１によって噴射量が削減され。また燃料計量手段１２もそれに合わせて調節される。
【００３１】
活性炭フィルタ４の機能状態を監視し、それによって燃料蒸気がタンク３から環境中へ放出されないことが保証されるようにするために、本発明によれば、活性炭フィルタ４のその時に利用可能な貯蔵能力が求められ且つ監視される。その時に利用可能な貯蔵能力に関する尺度として、活性炭フィルタ４の上での脱着過程或いは吸着過程で生じる実際充填度変化が求められる。求められた実際充填度変化を必要な貯蔵能力に関する尺度としての、前もって定めておくことのできる目標充填度変化と比較することによって、活性炭フィルタ４の必要な機能が与えられているか否か及び／またはどこまで与えられているかという逆推理を行うことができる。
【００３２】
図２に示されている、本発明に基づく方法を実施するための燃料供給システム或いはタンクのエア抜きシステムの実施態様は、実際充填度変化を求めるために、活性炭フィルタ４の重量を測定するための幾つかの手段を備えている。それ等の手段は、それぞれ単独で或いは互いに組み合わせて実現可能である。
【００３３】
活性炭フィルタ４は、振動可能な懸架装置１６、１７に取付けられている。この取り付けは、例えばここに図式的に示されているように、車体部分１７にばね１７によって実現することができる。別の実施態様では、ばねの代わりに接続ゴムホース或いはそれと同様のものが用いられることがある。更に、振動可能な懸架装置の代わりに、ばね要素の上に活性炭フィルタを乗せて取付けることもできる。活性炭フィルタ４の重量を測定するために、重力場の中での少なくとも一つのばね１６の静的変位を確定することができる。このために、好ましくは、重力場の中での活性炭フィルタ４の変位を測定するストロークセンサ１８が備えられる。活性炭フィルタの負荷は、活性炭フィルタ４の一定の質量増加をもたらす。これが振動可能に懸架された活性炭フィルタ４の一定の変位をもたらし、この変位は、ストロークセンサ１８によって測定可能である。この重力の確定のためには、車体は水平に置かれていることが好ましい。車体が水平に置かれていない場合には、重力の確定は、好ましくは、例えば傾斜角をベースとして修正することができる。
【００３４】
同じく図２に示されている別の実施態様では、活性炭フィルタ４を振動させることが考えられている。振動周波数の測定によって、活性炭フィルタ４の総質量が確定される。この方法は、例えば、車両の車体の振動が活性炭フィルタ４を振動させるときに有利に用いることができる。周波数の確定は、周波数センサ１９によって行うことができる。活性炭フィルタ４の負荷が進むと共に周波数は低下するので、周波数の低下に基づいて或いは求められた周波数を基準値と比較することによって、質量を、従って炭化水素による活性炭フィルタ４の負荷を判定することができる。
【００３５】
実際充填度変化の確定のためには、求められた値が、好ましくは、前もって定めておくことのできる基準値と比較される。例えば、活性炭フィルタ４の重量確定は、タンクのエア抜きの後、活性炭フィルタの再生と洗浄と共に行うことができる。求められた値は、能力一杯まで充填された活性炭フィルタ４を表している基準値と比較される。この差から、活性炭フィルタ４のその時に利用可能な貯蔵能力に関する尺度である実際充填度変化が得られる。別の実施態様では、自動車の給油後で且つタンク雰囲気の安定後に、活性炭フィルタ４の重量確定が行われる。求められた値は、例えばタンクのエア抜きと活性炭フィルタの洗浄の後の空になった活性炭フィルタを表している基準値と比較される。この差の絶対値から、実際充填度変化が推定され、この実際充填度変化に基づいて活性炭フィルタ４のその時に利用可能な貯蔵能力を判定することができる。活性炭フィルタ４の求められた実際充填度変化と目標充填度変化との比較から、活性炭フィルタ４の機能状態に関する判定を行うことができる。
【００３６】
前述のセンサ装置に対する代わりとして或いは追加として、実際充填度変化は、排気ガス中の残留酸素含有量の測定によって行うことができる。これは、好ましくは、センサ１４によって行われ、このセンサ１４は、ラムダセンサとして内燃機関１の排気ガス中の排気ガス組成を測定する。特に、ラムダ制御装置によって制御される、例えば燃料計量の少なくとも一つのパラメータのずれの測定によって、タンクのエア抜きの間に活性炭フィルタ４から流出して内燃機関１に送り込まれる、例えば炭化水素の脱着に関する、実際充填度変化が測定される。
【００３７】
図３には、本発明に基づく方法のもう一つの実施態様の実施のために考えられた、内燃機関１のもう一つのタンクのエア抜きシステムが示されている。分かり易くするために、タンクのエア抜きシステムの様々な要素は、図１及び図２と同じ参照符号を用いて示されている。実際充填度変化の測定のために、活性炭フィルタ４内の温度を測定する二つの温度センサ３１、３２が備えられている。活性炭の上での炭化水素の吸着の際には、エネルギーが熱の形で解放される。この吸着熱は温度センサによって測定可能である。従って、活性炭フィルタ４の負荷状態は、温度センサ３１、３２を用いた温度測定を通じて測定できる。温度センサ３１、３２を用いて測定された温度を適当な基準値と比較することによって、実際充填度変化が求められるので、本発明によれば、活性炭フィルタ４のその時に利用可能な貯蔵能力について、また基準充填度変化と比較することによって活性炭フィルタ４の機能状態について判定を下すことができる。本発明によれば、複数の温度センサを活性炭フィルタ４の中に配置することが考えられている。別の実施態様では、唯一つの温度センサだけしか備えられていない。それ等の温度センサは、活性炭フィルタ４の中に置かれているととりわけ有利となる。
【図１】
2011518977.tif 000003
【図２】
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【図３】
2011518977.tif 000005
【手続補正書】
【提出日】平成22年10月25日(2010.10.25)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも一つのタンク（３）と少なくとも一つの燃料蒸気中間貯蔵装置（４）とを備えたタンクエア抜きシステムにおける、燃料蒸気中間貯蔵装置（４）、特に活性炭フィルタの機能状態を診断する方法であって、
燃料蒸気中間貯蔵装置（４）においてガス状の炭化水素を吸着過程或いは脱着過程の結果としての燃料蒸気中間貯蔵装置（４）の実際充填度変化が求められ、
前記実際充填度変化が、目標充填度変化と比較され、
前記比較から、燃料蒸気中間貯蔵装置（４）の機能状態が判定される、
燃料蒸気中間貯蔵装置（４）の機能状態を診断する方法において、
前記実際充填度変化が、排気ガス中の残留酸素含有量の測定によって行われることを特徴とする燃料蒸気中間貯蔵装置の機能状態を診断する方法。
【請求項２】
前記脱着過程の開始前に、燃料蒸気中間貯蔵装置（４）の高い充填度を特徴付ける運転パラメータの下で実施される請求項１に記載の方法。
【請求項３】
タンク（３）の炭化水素の脱着のために、特にタンクのエア抜き弁（６）の開弁によってエア抜きされることを特徴とする請求項１または２に記載の方法。
【請求項４】
前記比較の際に、特にタンク（３）から漏出する炭化水素質量が比較の中に取り入れられないことにより、本質的に燃料蒸気中間貯蔵装置（４）における吸着過程或いは脱着過程だけが考慮されることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の方法。
【請求項５】
タンク（３）から漏出する炭化水素質量の確定のために、タンク（３）内の及び／またはタンク周囲の状態パラメータが考慮されることを特徴とする請求項４に記載の方法。
【請求項６】
タンク（３）から漏出する炭化水素質量の確定のために、特に閉塞されたタンクシステムの中でタンク圧力の測定が行われることを特徴とする請求項４または５に記載の方法。
【請求項７】
吸着過程の開始前に、燃料蒸気中間貯蔵装置（４）の低い充填度を特徴付ける運転パラメータの下で実施されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項８】
タンク（３）の炭化水素の吸着のために、燃料が充填されることを特徴とする請求項７に記載の方法。
【請求項９】
前記実際充填度変化の測定が、排気ガス中の残留酸素含有量の測定によって行われ、その際、好ましくは前記実際充填度変化の測定が、ラムダ制御装置によって制御される少なくとも一つのパラメータのずれの測定によって行われることを特徴とする請求項１ないし８のいずれかに記載の方法。
【請求項１０】
前記実際充填度変化の測定が、タンクのエア抜きシステム内の、特に燃料蒸気中間貯蔵装置（４）内の温度の測定によって行われることを特徴とする請求項１ないし９のいずれかに記載の方法。
【請求項１１】
前記実際充填度変化の測定が、タンクのエア抜きシステム内の、特にタンクのエア抜き弁（６）の上での炭化水素濃度の測定によって行われることを特徴とする請求項１ないし１０のいずれかに記載の方法。
【請求項１２】
前記実際充填度変化の測定が、燃料蒸気中間貯蔵装置（４）の重量の測定によって行われることを特徴とする請求項１ないし１１のいずれかに記載の方法。
【請求項１３】
少なくとも一つのタンク（３）と少なくとも一つの燃料蒸気中間貯蔵装置（４）とを備えたタンクのエア抜きシステムにおける燃料蒸気中間貯蔵装置（４）、特に活性炭フィルタの機能状態を診断する装置において、
燃料蒸気中間貯蔵装置（４）の実際充填度変化の測定のための手段（１４、１８、１９、３１、３２）、及び
前記実際充填度変化を目標充填度変化と比較するための手段（１１）、
を備えたことを特徴とすることを特徴とする燃料蒸気中間貯蔵装置の機能状態を診断する装置。
【請求項１４】
前記実際充填度変化の測定のための手段が、ラムダセンサ（１４）、ラムダ制御装置、少なくとも一つの温度センサ（３１、３２）、少なくとも一つの炭化水素センサ、及び／または、少なくとも一つの重量センサ、特にストロークセンサ（１８）、及び／または周波数センサ（１９）であることを特徴とする請求項1３に記載の装置。
【請求項１５】
演算装置で実行されると、請求項１ないし１２のいずれかに記載の方法の全てのステップを実行するコンピュータプログラム。
【請求項１６】
プログラムがコンピュータで実行されると、請求項１ないし１２のいずれかに記載の方法を実施するための、機械読み取り可能の媒体に記録された、プログラムコードを含むコンピュータプログラム製品。
【手続補正２】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１】
2011518977.tif 000006
【手続補正３】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図２】
2011518977.tif 000007
【手続補正４】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図３】
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【国際調査報告】
2011518977.tif 000009
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