JP2014118846A - Detection device for canister - Google Patents

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Naoki Matsuzawa
直紀 松澤
Masaru Nakano
中野  勝
Yuichi Hikita
雄一 疋田
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To accurately detect thermal capacity of an adsorbent.SOLUTION: A thermal capacity sensor 40A includes: a first thermo-sensitive element 50A; a second thermo-sensitive element 51 superposed on the first thermo-sensitive element 50A through a silver electrode 52A; a silver electrode 52B separated from the silver electrode 52A and energizing the first thermo-sensitive element 50A; a silver electrode 52C separated from the silver electrode 52A and energizing the second thermo-sensitive element 51; a non-conductive insulation material 54 covering the surroundings of the first thermo-sensitive element 50A, the second thermo-sensitive element 51 and the silver electrodes 52A-C arranged in a casing 2; and a heat transfer plate 55 in which a root part 56 covered by the insulation material 54 on one end side is arranged adjacently to the first thermo-sensitive element 50A and a distal end part 57 projecting from the insulation material 54 on the other end side is exposed to an inside of the casing 2 filled with activated carbon 11.

Description

本発明は、キャニスタのケーシング内に充填された吸着材の状態を検出するキャニスタ用センサを備えたキャニスタの検出装置に関する。   The present invention relates to a canister detection apparatus including a canister sensor that detects a state of an adsorbent filled in a casing of a canister.

特許文献1には、ケーシング内に充填された吸着材(活性炭)の熱容量(蒸発燃料の吸着量)を検出する熱容量センサと、この熱容量センサに隣接し、周囲の温度を検出する温度センサと、により構成されたセンサユニットを備えたキャニスタの検出装置が開示されている。特許文献1における熱容量センサは、感温素子(サーミスタ)の出力電圧(もしくは電流)から吸着材の熱容量を検出するものである。上記熱容量センサの感温素子は、周囲の温度によっても変化することから、熱容量センサで検出された吸着材の熱容量は、上記温度センサの検出値によって補正されている。   Patent Document 1 discloses a heat capacity sensor that detects a heat capacity (adsorbed amount of evaporated fuel) of an adsorbent (activated carbon) filled in a casing, a temperature sensor that is adjacent to the heat capacity sensor and detects an ambient temperature, A canister detecting device including a sensor unit configured by the above is disclosed. The heat capacity sensor in Patent Document 1 detects the heat capacity of an adsorbent from the output voltage (or current) of a temperature sensitive element (thermistor). Since the temperature sensing element of the heat capacity sensor also changes depending on the ambient temperature, the heat capacity of the adsorbent detected by the heat capacity sensor is corrected by the detection value of the temperature sensor.

国際公開第2012/86529号International Publication No. 2012/86529

しかしながら、熱容量センサの感温素子(サーミスタ)は温度によって電気抵抗値が変化するため、吸着材の熱容量が実際には同じであっても、熱容量センサの感温素子の温度が異なれば、熱容量センサからの出力値が異なってしまい、吸着材の熱容量を精度よく検出できなくなる虞がある。   However, since the electric resistance value of the temperature sensing element (thermistor) of the heat capacity sensor varies depending on the temperature, even if the heat capacity of the adsorbent is actually the same, if the temperature of the temperature sensing element of the heat capacity sensor is different, the heat capacity sensor The output values from the two differ, and the heat capacity of the adsorbent may not be detected accurately.

そこで、本発明は、温度変化に応じて自身の電気抵抗値が変化する第1感温素子と、吸着材が充填されたケーシング内に配置される上記第1感温素子の周囲を被覆する非導電性の絶縁材と、上記絶縁材に被覆される一端側の根本部が上記第1感温素子に隣接して配置されると共に、上記絶縁材から突出する他端側の先端部が上記ケーシング内に露出する伝熱板と、を有するキャニスタ用センサを備えたキャニスタの検出装置において、上記キャニスタ用センサが、上記第1感温素子に重ね合わされ、温度変化に応じて自身の電気抵抗値が変化する第2感温素子を有し、上記第2感温素子で検出された上記第1感温素子の温度に応じて、上記第1感温素子で検出された上記吸着材の熱容量を補正することを特徴としている。   Accordingly, the present invention provides a first temperature sensing element that changes its own electrical resistance value in response to a temperature change, and a non-cover that covers the periphery of the first temperature sensing element disposed in a casing filled with an adsorbent. A conductive insulating material and a base portion on one end side covered with the insulating material are disposed adjacent to the first temperature sensing element, and a tip portion on the other end side protruding from the insulating material is the casing. A canister detection device comprising a canister sensor having a heat transfer plate exposed inside, wherein the canister sensor is superimposed on the first temperature sensing element, and its electric resistance value is changed according to a temperature change. A second temperature sensing element that changes, and the heat capacity of the adsorbent detected by the first temperature sensing element is corrected according to the temperature of the first temperature sensing element detected by the second temperature sensing element. It is characterized by doing.

より具体的には、上記第1感温素子と上記第2感温素子との間に配置され、上記第1感温素子及び第2感温素子の双方に電気的に接続された第1電極と、上記第1電極と離間し、かつ上記第1感温素子に電気的に接続された第2電極と、上記第1電極と離間し、かつ上記第2感温素子に電気的に接続された第3電極と、を有し、上記第1感温素子は上記第1電極と上記第2電極とにより通電され、上記第2感温素子は上記第1電極と上記第3電極とにより通電される。   More specifically, a first electrode disposed between the first temperature sensing element and the second temperature sensing element and electrically connected to both the first temperature sensing element and the second temperature sensing element. A second electrode separated from the first electrode and electrically connected to the first temperature sensing element; and separated from the first electrode and electrically connected to the second temperature sensing element. The first temperature sensing element is energized by the first electrode and the second electrode, and the second temperature sensing element is energized by the first electrode and the third electrode. Is done.

本発明によれば、第1感温素子の温度を第2感温素子により直接検出することができ、キャニスタ用センサで精度良く吸着材の熱容量を検出することができる。   According to the present invention, the temperature of the first temperature sensing element can be directly detected by the second temperature sensing element, and the heat capacity of the adsorbent can be accurately detected by the canister sensor.

本発明に係るキャニスタの検出装置のシステム構成を模式的に示した説明図。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS Explanatory drawing which showed typically the system configuration | structure of the detection apparatus of the canister which concerns on this invention. 本発明が適用されたキャニスタの断面図。1 is a cross-sectional view of a canister to which the present invention is applied. 図2のA−A線に沿った断面図。Sectional drawing along the AA line of FIG. 感温素子の温度特性を示す特性図。The characteristic view which shows the temperature characteristic of a temperature sensing element. 感温素子と周囲との温度差と、検出される活性炭の熱容量との相関を示した特性図。The characteristic view which showed the correlation with the temperature difference of a temperature sensing element and circumference | surroundings, and the heat capacity of the activated carbon detected. 本発明の要部である熱容量センサの構造を模式的に示した説明図。Explanatory drawing which showed typically the structure of the heat capacity sensor which is the principal part of this invention. 本発明の要部である熱容量センサの構造の一部を模式的に示した説明図。Explanatory drawing which showed typically a part of structure of the heat capacity sensor which is the principal part of this invention. 温度センサの構造を模式的に示した説明図。Explanatory drawing which showed the structure of the temperature sensor typically.

以下、本発明の一実施例を図面に基づいて詳細に説明する。図1は、本発明に係る検出装置のシステム構成を模式的に示した説明図である。   Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is an explanatory view schematically showing a system configuration of a detection apparatus according to the present invention.

キャニスタ1のケーシング2は、合成樹脂材料からなり、主ケース3と、この主ケース3の長手方向の他端側の開口を閉塞するキャップ4と、から大略構成されている。   The casing 2 of the canister 1 is made of a synthetic resin material, and generally includes a main case 3 and a cap 4 that closes an opening on the other end side in the longitudinal direction of the main case 3.

主ケース3は、一端側にパージポート5とチャージポート6とが隣接して設けられた略筒状の細長い第1筒状部7と、一端側に大気に連通する大気ポート8が設けられた細長い第2筒状部9と、を有している。第1筒状部7の他端及び第2筒状部9の他端はそれぞれ開口しており、上述のキャップ4で閉塞される。   The main case 3 is provided with a substantially cylindrical elongated first cylindrical portion 7 provided with a purge port 5 and a charge port 6 adjacent to each other on one end side, and an atmospheric port 8 communicating with the atmosphere on one end side. And an elongated second cylindrical portion 9. The other end of the first tubular portion 7 and the other end of the second tubular portion 9 are each open and closed by the cap 4 described above.

これら第1筒状部7と第2筒状部9とは、互いに隣接し合うように配置され補強用のリブ10によって連結されている。   The first tubular portion 7 and the second tubular portion 9 are arranged so as to be adjacent to each other and are connected by a reinforcing rib 10.

第1筒状部7及び第2筒状部9の内部には、蒸発燃料の吸着及び脱離が可能な吸着材として活性炭11が充填された細長い第1、第2充填室12、13がそれぞれ形成されている。   The first cylindrical portion 7 and the second cylindrical portion 9 have elongated first and second filling chambers 12 and 13 filled with activated carbon 11 as an adsorbent capable of adsorbing and desorbing evaporated fuel, respectively. Is formed.

第1充填室12の一端側は、通気性を有する第1スクリーン部材14を介してチャージポート6に連通すると共に、通気性を有する第2スクリーン部材15を介してパージポート5に連通している。   One end side of the first filling chamber 12 communicates with the charge port 6 through the first screen member 14 having air permeability and also communicates with the purge port 5 through the second screen member 15 having air permeability. .

第1スクリーン部材14と第2スクリーン部材15とは、第1筒状部7の一端側側壁面7Aから第1筒状部7他端側(図1における下側)に向かって第1充填室12内まで突出した仕切壁16によって仕切られている。   The first screen member 14 and the second screen member 15 are the first filling chamber from the one end side wall surface 7A of the first cylindrical portion 7 toward the other end side of the first cylindrical portion 7 (the lower side in FIG. 1). 12 is partitioned by a partition wall 16 protruding into the interior.

第1充填室12他端側は、通気性を有する第3スクリーン部材17を介して、主ケース3の他端部(図1における下側端部)とキャップ4とによって構成された接続路18に連通している。第3スクリーン部材17は、スプリング19のバネ力を受けた多孔板20により第1充填室12一端側(図1における上側)に向かって付勢されている。   The other end side of the first filling chamber 12 is connected to the other end portion (the lower end portion in FIG. 1) of the main case 3 and the cap 4 through a third screen member 17 having air permeability. Communicating with The third screen member 17 is urged toward one end side (the upper side in FIG. 1) of the first filling chamber 12 by the perforated plate 20 that receives the spring force of the spring 19.

第2充填室13一端側(図1における上側)は、通気性を有する第4スクリーン部材21を介して大気ポート8に連通している。第2充填室13他端側(図1における下側)は、通気性を有する第5スクリーン部材22を介して接続路18に連通している。第5スクリーン部材22は、スプリング23のバネ力を受けた多孔板24により第2充填室13一端側に向かって付勢されている。   One end side (the upper side in FIG. 1) of the second filling chamber 13 communicates with the atmospheric port 8 through a fourth screen member 21 having air permeability. The other end side (the lower side in FIG. 1) of the second filling chamber 13 communicates with the connection path 18 via a fifth screen member 22 having air permeability. The fifth screen member 22 is biased toward the one end side of the second filling chamber 13 by the perforated plate 24 that receives the spring force of the spring 23.

尚、各スクリーン部材14、15、17、21、22は、例えばウレタンまたは不織布からなり、吸着材である活性炭11の脱落を防止しつつ保持する機能を有するものである。   Each of the screen members 14, 15, 17, 21, and 22 is made of, for example, urethane or non-woven fabric, and has a function of holding the activated carbon 11 that is an adsorbent while preventing it from falling off.

第1充填室12の他端及び第2充填室13の他端は、接続路18を介して接続されており、ケーシング2の内部は、接続路18において折り返す略U字状の通路構造となっている。つまり、キャニスタ1は、ケーシング2内の流路の一端側にチャージポート6とパージポート5とが設けられ、この流路の他端側に大気ポート8が設けられた構造となっている。   The other end of the first filling chamber 12 and the other end of the second filling chamber 13 are connected via a connection path 18, and the inside of the casing 2 has a substantially U-shaped passage structure that is folded back at the connection path 18. ing. That is, the canister 1 has a structure in which the charge port 6 and the purge port 5 are provided on one end side of the flow path in the casing 2 and the atmospheric port 8 is provided on the other end side of the flow path.

ここで、チャージポート6は、チャージライン(チャージ配管)25を介して車両の燃料タンク26に接続されている。パージポート5は、パージライン27を介して内燃機関28の吸気通路29に、吸気を絞るスロットル弁30の下流側で接続されている。パージライン27には、パージ制御弁31が介装されている。パージ制御弁31の動作は各種機関制御を記憶及び実行可能な制御部32により制御される。   Here, the charge port 6 is connected to a fuel tank 26 of the vehicle via a charge line (charge pipe) 25. The purge port 5 is connected to the intake passage 29 of the internal combustion engine 28 via the purge line 27 on the downstream side of the throttle valve 30 that throttles intake air. A purge control valve 31 is interposed in the purge line 27. The operation of the purge control valve 31 is controlled by a control unit 32 capable of storing and executing various engine controls.

燃料タンク26内で発生する蒸発燃料は、チャージライン25を介してチャージポート6よりキャニスタ1のケーシング2内に導入され、このケーシング2内の活性炭11に吸着される。そして、内燃機関28が所定の運転状態にあるときに、パージ制御弁31を開くことで、ケーシング2内の蒸発燃料のパージが開始される。このパージ時には、吸気通路29のスロットル弁30下流の負圧と大気圧との圧力差によって、大気ポート8より大気がケーシング2内に導入され、ケーシング2内の活性炭11に吸着されている蒸発燃料が脱離つまりパージされる。活性炭11から脱離した蒸発燃料を含むパージガスは、パージポート5よりパージライン27を経て吸気通路29へ供給されて、内燃機関28の燃焼室内で燃焼処理される。   The evaporated fuel generated in the fuel tank 26 is introduced into the casing 2 of the canister 1 from the charge port 6 through the charge line 25 and is adsorbed by the activated carbon 11 in the casing 2. Then, when the internal combustion engine 28 is in a predetermined operation state, the purge of the evaporated fuel in the casing 2 is started by opening the purge control valve 31. At the time of this purge, the evaporated fuel is introduced into the casing 2 from the atmospheric port 8 due to the pressure difference between the negative pressure downstream of the throttle valve 30 in the intake passage 29 and the atmospheric pressure, and is adsorbed by the activated carbon 11 in the casing 2. Is desorbed or purged. The purge gas containing the evaporated fuel desorbed from the activated carbon 11 is supplied from the purge port 5 through the purge line 27 to the intake passage 29 and is combusted in the combustion chamber of the internal combustion engine 28.

図3に示すように、主ケース3の側壁3Aには、所定距離離間して互いに平行に並設された一対のキャニスタ用センサ40(40A、40B)を備えたセンサユニット41が取り付けられている。このセンサユニット41は、一対のキャニスタ用センサ40を保持する取付ブラケット42を有している。この取付ブラケット42は、主ケース側壁3Aを貫通するネジ部43の先端にナット44を螺合させることで主ケース側壁3Aに固定されている。主ケース側壁3Aと取付ブラケット42の側方へ張り出したフランジ部45との間には、両者の隙間をシールするOリング46が介装されている。   As shown in FIG. 3, a sensor unit 41 including a pair of canister sensors 40 (40 </ b> A, 40 </ b> B) arranged in parallel with each other at a predetermined distance is attached to the side wall 3 </ b> A of the main case 3. . The sensor unit 41 has a mounting bracket 42 that holds a pair of canister sensors 40. The mounting bracket 42 is fixed to the main case side wall 3 </ b> A by screwing a nut 44 into the tip of a screw portion 43 that penetrates the main case side wall 3 </ b> A. Between the main case side wall 3A and the flange portion 45 projecting to the side of the mounting bracket 42, an O-ring 46 that seals the gap between them is interposed.

このセンサユニット41は、要求に応じた検出位置に設置され、例えば図1に示すように、第1充填室12の一端側寄りの位置R1、第1充填室12の他端側寄りの位置R2、第2充填室13の一端側寄りの位置R3、及び第2充填室13の他端側寄りの位置R4のいずれか又は複数箇所に設置される。一例として、図2では第2充填室13の2箇所R3、R4にそれぞれセンサユニット41を取り付けた態様を示している。   The sensor unit 41 is installed at a detection position according to a request. For example, as shown in FIG. 1, a position R1 near the one end side of the first filling chamber 12 and a position R2 near the other end side of the first filling chamber 12 are provided. The second filling chamber 13 is disposed at one or a plurality of positions R3 near one end and the position R4 near the other end of the second filling chamber 13. As an example, FIG. 2 shows a mode in which sensor units 41 are attached to two locations R3 and R4 of the second filling chamber 13, respectively.

一つのセンサユニット41に装着される一対のキャニスタ用センサ40は、活性炭11(吸着材)の熱容量(蒸発燃料の吸着量)を検出する熱容量センサ40Aと、周囲の温度を検出する温度センサ40Bと、により構成されている。   A pair of canister sensors 40 mounted on one sensor unit 41 includes a heat capacity sensor 40A that detects the heat capacity (adsorbed amount of the activated carbon) 11 (adsorbent), and a temperature sensor 40B that detects the ambient temperature. , Is configured.

熱容量センサ40Aと温度センサ40Bは略同一構成となっている。熱容量センサ40Aでは、温度によって電気抵抗値が変化するサーミスタなどの第1感温素子50Aに通電線53を介して所定に一定電流を通電して発熱させる。また、熱容量センサ40Aでは、第1感温素子50Aの温度が伝熱板55を介して蒸発燃料を吸着した活性炭11に熱を奪われて低下することから、第1感温素子50Aの出力電圧(もしくは電流)を制御部32により検出することで、この出力電圧から活性炭11の熱容量を検出(推定)することができる。なお、図3中の54は絶縁材(詳細は後述)である。   The heat capacity sensor 40A and the temperature sensor 40B have substantially the same configuration. In the heat capacity sensor 40 </ b> A, a predetermined current is supplied to the first temperature sensing element 50 </ b> A such as a thermistor whose electric resistance value changes depending on the temperature via a conduction line 53 to generate heat. Further, in the heat capacity sensor 40A, the temperature of the first temperature sensing element 50A decreases due to the heat deprived by the activated carbon 11 that has adsorbed the evaporated fuel via the heat transfer plate 55, and thus the output voltage of the first temperature sensing element 50A. By detecting (or current) by the control unit 32, the heat capacity of the activated carbon 11 can be detected (estimated) from this output voltage. 3 is an insulating material (details will be described later).

温度センサ40Bは、所定の一定電圧を第1感温素子50Bに印加することにより、周囲の活性炭11の温度を検出するものである。この温度センサ40Bでは、第1感温素子50Bへの印加電圧を小さくし、発熱を微小なものとすることで、その出力電圧から周囲温度を推定することができる。   The temperature sensor 40B detects the temperature of the surrounding activated carbon 11 by applying a predetermined constant voltage to the first temperature sensing element 50B. In the temperature sensor 40B, the ambient temperature can be estimated from the output voltage by reducing the voltage applied to the first temperature sensing element 50B and reducing the heat generation.

第1感温素子50として、例えば、図4に示すように、温度の上昇に対して抵抗が減少する負特性を有するNTCセラミック素子が用いられている。なお、このような負特性を有するNTCセラミック素子を第1感温素子50に用いた場合、センサユニット41からの出力信号(出力電圧)の大きさも、温度の上昇に対して減少する。   As the first temperature sensing element 50, for example, as shown in FIG. 4, an NTC ceramic element having a negative characteristic in which resistance decreases with increasing temperature is used. In addition, when the NTC ceramic element having such a negative characteristic is used for the first temperature sensing element 50, the magnitude of the output signal (output voltage) from the sensor unit 41 also decreases as the temperature rises.

図5は、活性炭11の熱容量を一定とする条件下における、熱容量センサ40Aの第1感温素子50Aと周囲の活性炭11との温度差と、熱容量センサ40Aで検出される活性炭11の熱容量との相関を示した特性図である。   FIG. 5 shows the difference between the temperature difference between the first temperature sensing element 50A of the heat capacity sensor 40A and the surrounding activated carbon 11 and the heat capacity of the activated carbon 11 detected by the heat capacity sensor 40A under the condition that the heat capacity of the activated carbon 11 is constant. It is the characteristic view which showed the correlation.

第1感温素子50Aの温度が周囲の活性炭11の温度よりも高い場合、第1感温素子50Aから活性炭11への放熱量は相対的に多くなる。そのため、このような状態のときに熱容量センサ40Aで検出される活性炭11の熱容量は、図5に示すように、実際よりも大きな値として検出される。   When the temperature of the first temperature sensing element 50A is higher than the temperature of the surrounding activated carbon 11, the amount of heat released from the first temperature sensing element 50A to the activated carbon 11 is relatively large. Therefore, the heat capacity of the activated carbon 11 detected by the heat capacity sensor 40A in such a state is detected as a value larger than the actual value as shown in FIG.

第1感温素子50Aの温度が周囲の活性炭11の温度よりも低い場合、第1感温素子50Aから活性炭11への放熱量は相対的に少なくなる。そのため、このような状態のときに熱容量センサ40Aで検出される活性炭11の熱容量は、図5に示すように、実際よりも小さい値として検出される。   When the temperature of the first temperature sensing element 50A is lower than the temperature of the surrounding activated carbon 11, the amount of heat released from the first temperature sensing element 50A to the activated carbon 11 is relatively small. Therefore, the heat capacity of the activated carbon 11 detected by the heat capacity sensor 40A in such a state is detected as a value smaller than the actual value as shown in FIG.

つまり、第1感温素子50Aと周囲の活性炭11との温度差により、熱容量センサ40Aで検出される活性炭11の熱容量にばらつきが生じることになる。そこで、熱容量センサ40Aの第1感温素子50Aの温度を常に正確に把握しておくことが重要となるが、温度センサ40Bで検出される温度は、熱容量センサ40Aの第1感温素子50Aの温度と常に一致しているわけではない。そのため、温度センサ40Bで検出された温度では、熱容量センサ40Aで検出された活性炭11の熱容量を精度よく補正できない場合がある。   That is, the heat capacity of the activated carbon 11 detected by the heat capacity sensor 40A varies due to the temperature difference between the first temperature sensing element 50A and the surrounding activated carbon 11. Therefore, it is important to always accurately grasp the temperature of the first temperature sensing element 50A of the heat capacity sensor 40A, but the temperature detected by the temperature sensor 40B is the temperature of the first temperature sensing element 50A of the heat capacity sensor 40A. It is not always consistent with temperature. Therefore, the temperature detected by the temperature sensor 40B may not be able to accurately correct the heat capacity of the activated carbon 11 detected by the heat capacity sensor 40A.

そこで、本実施例では、熱容量センサ40Aの第1感温素子50Aに第2感温素子51(後述)を重ね合わせ、第1感温素子50Aの温度を直接検出する。そして、熱容量センサ40Aの第1感温素子50Aの出力値を、熱容量センサ40Aの第2感温素子51の出力値を用いて補正する。   Therefore, in this embodiment, a second temperature sensing element 51 (described later) is superimposed on the first temperature sensing element 50A of the heat capacity sensor 40A, and the temperature of the first temperature sensing element 50A is directly detected. Then, the output value of the first temperature sensing element 50A of the heat capacity sensor 40A is corrected using the output value of the second temperature sensing element 51 of the heat capacity sensor 40A.

温度センサ40Bで検出された活性炭11の温度は、パージガス中の蒸発燃料の濃度推定に利用する。この蒸発燃料濃度は、例えば、空燃比フィードバック制御による燃料噴射量の補正やパージ制御弁31の開度補正に用いられる。   The temperature of the activated carbon 11 detected by the temperature sensor 40B is used for estimating the concentration of the evaporated fuel in the purge gas. This evaporated fuel concentration is used for, for example, correction of the fuel injection amount by air-fuel ratio feedback control and correction of the opening degree of the purge control valve 31.

図6及び図7は、本発明の要部である熱容量センサ40Aの構造を模式的に示した説明図である。   6 and 7 are explanatory views schematically showing the structure of the heat capacity sensor 40A, which is the main part of the present invention.

熱容量センサ40Aは、温度により電気抵抗値が変化する第1感温素子50A及び第2感温素子51を有している。第1感温素子50A及び第2感温素子51には、通電により発熱すると共に、温度によって電気抵抗値が変化するサーミスタなどが用いられる。この熱容量センサ40Aは、温度による第1感温素子50A及び第2感温素子51の電気抵抗値の変化を検出するために外部電源を用いて第1感温素子50A及び第2感温素子51に通電する、いわゆる能動型センサである。   The heat capacity sensor 40 </ b> A includes a first temperature sensing element 50 </ b> A and a second temperature sensing element 51 whose electric resistance value varies with temperature. As the first temperature sensing element 50A and the second temperature sensing element 51, a thermistor or the like that generates heat when energized and whose electric resistance value changes with temperature is used. The heat capacity sensor 40A uses an external power source to detect changes in the electrical resistance values of the first temperature sensing element 50A and the second temperature sensing element 51 due to temperature, and the first temperature sensing element 50A and the second temperature sensing element 51. This is a so-called active sensor that energizes the sensor.

この第1感温素子50Aは、矩形板状をなし、第1電極としての銀電極52Aと第2電極としての銀電極52Bとにより、その両側面が挟み込まれている。各銀電極52A、52Bには、通電線53(図3を参照)を介して外部電源から電力が供給される。銀電極52A、52Bには、図7に示すように、通電線53を構成するリード線53A、53Bが半田着け等によりそれぞれ電気的に接続されている。つまり、銀電極52A、52Bが、第1感温素子50Aに通電する通電部となっている。   The first temperature sensing element 50A has a rectangular plate shape, and both side surfaces thereof are sandwiched between a silver electrode 52A as a first electrode and a silver electrode 52B as a second electrode. Electric power is supplied to each silver electrode 52A, 52B from an external power supply via the energization line 53 (refer FIG. 3). As shown in FIG. 7, lead wires 53A and 53B constituting the conductive wire 53 are electrically connected to the silver electrodes 52A and 52B, respectively, by soldering or the like. That is, the silver electrodes 52A and 52B are energization units that energize the first temperature sensing element 50A.

銀電極52A、52Bは、銀ペーストを第1感温素子50Aに対してスクリーン印刷等により塗布することで形成される。なお、第1感温素子50Aと第2感温素子51の双方に銀電極を形成しておき、導電性接着剤またはリフロー半田付けにより、第1感温素子50Aの銀電極と第2感温素子51の銀電極とを接着して52A、52Bを形成するようにしてもよい。   The silver electrodes 52A and 52B are formed by applying a silver paste to the first thermosensitive element 50A by screen printing or the like. A silver electrode is formed on both the first temperature sensing element 50A and the second temperature sensing element 51, and the silver electrode of the first temperature sensing element 50A and the second temperature sensing are formed by conductive adhesive or reflow soldering. The silver electrodes of the element 51 may be bonded to form 52A and 52B.

銀電極52A、52B表面には、リード線53A、53Bとの接続部及び第2感温素子51が重ね合わされる位置以外の部分に接着層61が塗布されている。   On the surface of the silver electrodes 52A and 52B, an adhesive layer 61 is applied to a portion other than a connection portion with the lead wires 53A and 53B and a position where the second temperature sensing element 51 is overlapped.

第2感温素子51は、銀電極52Aの上から第1感温素子50Aに重ね合わされており、例えば導電性接着剤等により銀電極52Aに接着されている。   The second temperature sensing element 51 is superimposed on the first temperature sensing element 50A from above the silver electrode 52A, and is adhered to the silver electrode 52A with, for example, a conductive adhesive.

この第2感温素子51は、第1感温素子50Aよりも小さい矩形板状をなし、銀電極52Aと第3電極としての銀電極52Cとにより、その両側面が挟み込まれている。銀電極52Cには、通電線53(図3を参照)を介して外部電源から電力が供給される。銀電極52Cには、図7に示すように、通電線53を構成するリード線53Cが半田着け等により電気的に接続されている。つまり、銀電極52A、52Cが、第2感温素子51に通電する通電部となっている。   The second temperature sensing element 51 has a rectangular plate shape smaller than the first temperature sensing element 50A, and both side surfaces thereof are sandwiched between the silver electrode 52A and the silver electrode 52C as the third electrode. Electric power is supplied to the silver electrode 52C from an external power source via the energization line 53 (see FIG. 3). As shown in FIG. 7, the lead wire 53C constituting the conducting wire 53 is electrically connected to the silver electrode 52C by soldering or the like. That is, the silver electrodes 52 </ b> A and 52 </ b> C are energization units that energize the second temperature sensing element 51.

銀電極52Aは、第1感温素子50Aと第2感温素子51との間に配置されて、第1感温素子50Aと第2感温素子51の双方に電気的に接続される。銀電極52Bは、銀電極52Aと離間し、かつ第1感温素子50Aに電気的に接続される。銀電極52Cは、銀電極52Aと離間し、かつ第2感温素子51に電気的に接続される。なお、本実施例では、リード線53Aが第1感温素子50A及び第2感温素子51に共通のアースとなっている。   The silver electrode 52A is disposed between the first temperature sensing element 50A and the second temperature sensing element 51 and is electrically connected to both the first temperature sensing element 50A and the second temperature sensing element 51. The silver electrode 52B is separated from the silver electrode 52A and is electrically connected to the first temperature sensing element 50A. The silver electrode 52 </ b> C is separated from the silver electrode 52 </ b> A and is electrically connected to the second temperature sensing element 51. In the present embodiment, the lead wire 53 </ b> A serves as a common ground for the first temperature sensing element 50 </ b> A and the second temperature sensing element 51.

ケーシング2内に配置される第1感温素子50A、第2感温素子51及び銀電極52の周囲は、厚肉な非導電性の絶縁材54(図3及び図5を参照)により被覆されている。つまり、ケーシング2内に配置される第1感温素子50A、第2感温素子51及び銀電極52は外部に露出することなく絶縁材54の内部に完全に埋設されている。この絶縁材54は、例えば、電気絶縁性が高く、かつ、強度的にも優れた合成樹脂材料により形成されている。   The periphery of the first temperature sensing element 50A, the second temperature sensing element 51, and the silver electrode 52 disposed in the casing 2 is covered with a thick non-conductive insulating material 54 (see FIGS. 3 and 5). ing. That is, the first temperature sensing element 50A, the second temperature sensing element 51, and the silver electrode 52 arranged in the casing 2 are completely embedded in the insulating material 54 without being exposed to the outside. The insulating material 54 is made of, for example, a synthetic resin material having high electrical insulation and excellent strength.

そして、熱容量センサ40Aは、熱伝導率が高く、耐食性や耐久性に優れ、熱容量が低く、かつ低コストな金属材料により形成された一対の伝熱板55を有している。この伝熱板55は、矩形板状の金属板を折曲してなり、互いに平行な根本部56及び先端部57と、根本部56と先端部57の間に位置し、両者に対して直交する折曲部58と、を有している。根本部56の端部中央には、リード線53Aまたはリード線53Bが銀電極52Aまたは銀電極52Bに対して接続できるように、略U字形状に切り欠かれた切欠59が形成されている。また、一対の伝熱板55のうち銀電極52A側の伝熱板55には、第2感温素子51を第1感温素子50Aに重ね合わせられるように、第2感温素子51よりも一回り大きい略矩形の貫通穴60が形成されている。   The heat capacity sensor 40A has a pair of heat transfer plates 55 formed of a metal material having high thermal conductivity, excellent corrosion resistance and durability, low heat capacity, and low cost. The heat transfer plate 55 is formed by bending a rectangular plate-shaped metal plate, and is positioned between the root portion 56 and the tip portion 57 that are parallel to each other, and between the root portion 56 and the tip portion 57, and orthogonal to both. And a bent portion 58. In the center of the end portion of the root portion 56, a notch 59 cut out in a substantially U shape is formed so that the lead wire 53A or the lead wire 53B can be connected to the silver electrode 52A or the silver electrode 52B. The heat transfer plate 55 on the silver electrode 52A side of the pair of heat transfer plates 55 is more than the second temperature sensor 51 so that the second temperature sensor 51 can be superimposed on the first temperature sensor 50A. A substantially rectangular through hole 60 that is one size larger is formed.

伝熱板55は、絶縁材54に埋設(被覆)される一端側の根本部56が感温素子51に隣接して配置されると共に、絶縁材54から突出する他端側の先端部57は、ケーシング2内に露出して、ケーシング2内に充填される活性炭11に接している。   The heat transfer plate 55 has a root portion 56 on one end side embedded (covered) in the insulating material 54 adjacent to the temperature sensing element 51 and a tip portion 57 on the other end side protruding from the insulating material 54. , Exposed in the casing 2 and in contact with the activated carbon 11 filled in the casing 2.

一対の伝熱板55における根本部56は、一対の銀電極52A、52Bを挟み込むように、薄膜状の接着層61を介して銀電極52A、52Bにそれぞれ接着される。   The root portions 56 of the pair of heat transfer plates 55 are respectively bonded to the silver electrodes 52A and 52B through the thin film adhesive layer 61 so as to sandwich the pair of silver electrodes 52A and 52B.

接着層61は、第1感温素子50Aと伝熱板55との熱伝達を妨げないように熱伝導率が高く、かつ、漏電やスパークを生じることのないように電気絶縁性に優れた、例えばシリコーン系接着剤などの材料により形成されている。この接着層61は、第1感温素子50Aと伝熱板55との熱伝達が向上するように、極力薄く、かつ、接触面積の広いものとされている。   The adhesive layer 61 has high thermal conductivity so as not to hinder heat transfer between the first temperature sensing element 50A and the heat transfer plate 55, and excellent electrical insulation so as not to cause leakage or sparks. For example, it is formed of a material such as a silicone-based adhesive. The adhesive layer 61 is made as thin as possible and has a wide contact area so that heat transfer between the first temperature sensing element 50A and the heat transfer plate 55 is improved.

伝熱板55のうち、少なくとも根本部56には、表面処理により絶縁層63(63A、63B)が形成されている。具体的に説明すると、本実施例の伝熱板55は、軽量且つ安価なアルミニウムを主成分とするアルミ合金製(アルミニウム合金製)で、自身(伝熱板55)を陽極として電気分解(陽極酸化)し、その表面に酸化アルミニウム皮膜、つまりアルマイト層である絶縁層63を形成している。   Of the heat transfer plate 55, at least the root portion 56 is formed with an insulating layer 63 (63A, 63B) by surface treatment. More specifically, the heat transfer plate 55 of the present embodiment is made of aluminum alloy (made of aluminum alloy) mainly composed of lightweight and inexpensive aluminum, and is electrolyzed (anode) with itself (heat transfer plate 55) as an anode. And an insulating layer 63 which is an alumite layer is formed on the surface thereof.

この絶縁層63は、伝熱板55の中で、少なくとも、接着層61を介して銀電極52に隣接する根本部56の内側の側面部分(63A)に形成されている。本実施例では、伝熱板55の中で、根本部56から折曲部58の一部の範囲にわたって、その両側面部分(63A、63B)に絶縁層63を設けており、活性炭11が充填されたケーシング2内に露出する伝熱板55の先端部57には、表面処理でのマスク処理等により、アルマイト層からなる絶縁層63を設けていない。このように本実施例では、表面処理時のマスク処理の容易性等を考慮して、伝熱板55の両側面(63A、63B)に絶縁層63を設けており、かつ、その絶縁層63の有無の境界を折曲部58に設けて、伝熱板55の先端部57には、活性炭11との熱伝達性を確保するために、絶縁層63を敢えて省略している。   The insulating layer 63 is formed on the side surface portion (63 </ b> A) inside the root portion 56 adjacent to the silver electrode 52 through at least the adhesive layer 61 in the heat transfer plate 55. In the present embodiment, in the heat transfer plate 55, the insulating layer 63 is provided on both side portions (63 </ b> A, 63 </ b> B) over a partial range of the root portion 56 to the bent portion 58, and the activated carbon 11 is filled. The insulating layer 63 made of an alumite layer is not provided on the front end portion 57 of the heat transfer plate 55 exposed in the casing 2 by masking or the like in the surface treatment. As described above, in this embodiment, the insulating layers 63 are provided on both side surfaces (63A, 63B) of the heat transfer plate 55 in consideration of the ease of mask processing during the surface treatment, and the insulating layers 63 are provided. The insulating layer 63 is intentionally omitted from the front end portion 57 of the heat transfer plate 55 in order to ensure heat transfer with the activated carbon 11.

従って、図6に示すように、この熱容量センサ40Aは、第1感温素子50Aの両側に、銀電極52、接着層61、絶縁層63及び伝熱板55の根本部56が層状に積層された構造となり、銀電極52と伝熱板55との間が接着層61と絶縁層63により二重に絶縁される。   Therefore, as shown in FIG. 6, in the heat capacity sensor 40A, the silver electrode 52, the adhesive layer 61, the insulating layer 63, and the root portion 56 of the heat transfer plate 55 are laminated in layers on both sides of the first temperature sensing element 50A. The silver electrode 52 and the heat transfer plate 55 are doubly insulated by the adhesive layer 61 and the insulating layer 63.

また、伝熱板55の先端部57では、根本部56に比して一対の伝熱板55間の間隙ΔD1が広くなるように、折曲部58を介して外方へ階段状に折曲して構成されている。この先端部57における一対の伝熱板55間の間隙ΔD1は、この間隙ΔD1内に活性炭11が確実に入り込むよう、少なくとも活性炭11の直径よりも十分に大きく設定されている。   In addition, at the front end portion 57 of the heat transfer plate 55, the gap ΔD1 between the pair of heat transfer plates 55 is larger than that of the root portion 56, and is bent outward in a stepped manner via the bent portion 58. Configured. The gap ΔD1 between the pair of heat transfer plates 55 at the tip portion 57 is set to be sufficiently larger than at least the diameter of the activated carbon 11 so that the activated carbon 11 surely enters the gap ΔD1.

温度センサ40Bは、図8に示すように、上述した熱容量センサ40Aから第2感温素子51を省略した構成であり、基本的には、熱容量センサ40Aと略同一構成となっている。   As shown in FIG. 8, the temperature sensor 40B has a configuration in which the second temperature sensing element 51 is omitted from the above-described heat capacity sensor 40A, and basically has the same configuration as the heat capacity sensor 40A.

温度センサ40Bは、第1感温素子50Bに通電する通電部として、板状をなす第1感温素子50Bの両側面を挟み込む一対の銀電極52A、52Bを有し、各銀電極52A、52Bには、通電線53(図3を参照)を介して外部電源から電力が供給される。銀電極52A、52B表面には、通電線53との接続部以外の部分に接着層61が塗布されている。ケーシング2内に配置される第1感温素子50Bと銀電極52A、52Bの周囲は、厚肉な非導電性の絶縁材54(図3及び図5を参照)により被覆されている。そして、一対の伝熱板55における根本部56は、一対の銀電極52A、52Bを挟み込むように、接着層61を介して銀電極52A、52Bにそれぞれ接着される。一対の伝熱板55の先端部57は、ケーシング2内に露出して、ケーシング2内に充填される活性炭11に接している。伝熱板55のうち、少なくとも根本部56には、表面処理によりアルマイト層からなる絶縁層63(63A、63B)が形成されている。また、伝熱板55の先端部57における一対の伝熱板55間の間隙ΔD1は、この間隙ΔD1内に活性炭11が確実に入り込むよう、少なくとも活性炭11の直径よりも十分に大きく設定されている。   The temperature sensor 40B has a pair of silver electrodes 52A and 52B sandwiching both side surfaces of the plate-like first temperature sensing element 50B as an energization portion for energizing the first temperature sensing element 50B, and the silver electrodes 52A and 52B. Is supplied with electric power from an external power source via an energization line 53 (see FIG. 3). On the surface of the silver electrodes 52 </ b> A and 52 </ b> B, an adhesive layer 61 is applied to a portion other than the connection portion with the conducting wire 53. The periphery of the first temperature sensing element 50B and the silver electrodes 52A, 52B disposed in the casing 2 is covered with a thick non-conductive insulating material 54 (see FIGS. 3 and 5). And the base part 56 in a pair of heat exchanger plates 55 is each adhere | attached on silver electrode 52A, 52B through the contact bonding layer 61 so that a pair of silver electrode 52A, 52B may be pinched | interposed. The tip portions 57 of the pair of heat transfer plates 55 are exposed in the casing 2 and are in contact with the activated carbon 11 filled in the casing 2. Of the heat transfer plate 55, at least the root portion 56 is formed with an insulating layer 63 (63A, 63B) made of an alumite layer by surface treatment. Further, the gap ΔD1 between the pair of heat transfer plates 55 at the front end portion 57 of the heat transfer plate 55 is set to be sufficiently larger than at least the diameter of the activated carbon 11 so that the activated carbon 11 surely enters the gap ΔD1. .

このような本実施例においては、活性炭11の熱容量を検出する第1感温素子50Aに対して、第2感温素子51を重ね合わせた単純な構成で、第1感温素子50Aの温度を、第2感温素子51を用いて常に精度よく検出することができる。 つまり、熱容量センサ40Aの構造の複雑化を回避しつつ、熱容量センサ40Aで、活性炭11の熱容量を精度良く検出することができる。詳述すると、熱容量センサ40Aの第1感温素子50Aの出力値から検出される活性炭11の熱容量を、第2感温素子51の出力値から検出される第1感温素子50Aの温度に応じて補正することで、活性炭11の熱容量を精度よく検出することができる。その結果、熱容量センサ40Aを用いたパージガス中の蒸発燃料の濃度を一層高精度に推定することが可能となる。   In this embodiment, the temperature of the first temperature sensing element 50A is set with a simple configuration in which the second temperature sensing element 51 is superimposed on the first temperature sensing element 50A that detects the heat capacity of the activated carbon 11. The second temperature sensing element 51 can always be detected with high accuracy. That is, the heat capacity of the activated carbon 11 can be accurately detected by the heat capacity sensor 40A while avoiding the complexity of the structure of the heat capacity sensor 40A. More specifically, the heat capacity of the activated carbon 11 detected from the output value of the first temperature sensing element 50A of the heat capacity sensor 40A depends on the temperature of the first temperature sensing element 50A detected from the output value of the second temperature sensing element 51. The heat capacity of the activated carbon 11 can be detected with high accuracy. As a result, the concentration of the evaporated fuel in the purge gas using the heat capacity sensor 40A can be estimated with higher accuracy.

また、熱容量センサ40Aの第1感温素子50Aの出力値から検出される活性炭11の熱容量を、温度センサ40Bで検出される温度で補正する場合、連続して活性炭11の熱容量を検出しようとすると、少なくとも熱容量センサ40Aにおける伝熱板55の先端部57周囲の活性炭11と第1感温素子50Aの温度が同等となるまでインターバルを設けなければ、第1感温素子50Aの温度を精度よく検出することができない。   Further, when the heat capacity of the activated carbon 11 detected from the output value of the first temperature sensing element 50A of the heat capacity sensor 40A is corrected by the temperature detected by the temperature sensor 40B, it is attempted to detect the heat capacity of the activated carbon 11 continuously. If at least an interval is not provided until the temperature of the activated carbon 11 around the tip portion 57 of the heat transfer plate 55 in the heat capacity sensor 40A and the temperature of the first temperature sensing element 50A are equal, the temperature of the first temperature sensing element 50A is accurately detected. Can not do it.

しかし、本実施例における熱容量センサ40Aにおいては、第1感温素子50Aの温度を、随時精度良く検出することができるので、活性炭11の熱容量を連続して精度よく検出することができる。   However, in the heat capacity sensor 40A in the present embodiment, the temperature of the first temperature sensing element 50A can be detected with high accuracy at any time, so that the heat capacity of the activated carbon 11 can be detected continuously with high accuracy.

そして、本実施例においては、熱容量センサ40Aの第1感温素子50Aと第2感温素子51との間に位置する銀電極52Aが、第1感温素子50Aと第2感温素子51の双方に共通する電極となっている。つまり、第1感温素子50Aに第2感温素子51を重ね合わせることで、銀電極52Aを2つの感温素子50A、51間で共用化することが可能となり、4つの電極ではなく、3つの電極(銀電極52A〜52C)で2つの感温素子50A、51に通電することができ、部品点数の削減による更なるコスト低減を図ることができる。   In this embodiment, the silver electrode 52A located between the first temperature sensing element 50A and the second temperature sensing element 51 of the heat capacity sensor 40A is replaced by the first temperature sensing element 50A and the second temperature sensing element 51. The electrodes are common to both. That is, by superimposing the second temperature sensing element 51 on the first temperature sensing element 50A, the silver electrode 52A can be shared between the two temperature sensing elements 50A and 51, and not the four electrodes but the 3 The two temperature sensitive elements 50A and 51 can be energized with one electrode (silver electrodes 52A to 52C), and further cost reduction can be achieved by reducing the number of components.

なお、上述した実施例においては、センサユニット41が熱容量センサ40Aと、温度センサ40Bを備えていたが、活性炭11の熱容量のみを検出するのであれば、センサユニット41から温度センサ40Bを省略することも可能である。この場合には、センサユニット41を小型化することでき、センサユニット41のレイアウト性が向上する。   In the above-described embodiment, the sensor unit 41 includes the heat capacity sensor 40A and the temperature sensor 40B. However, if only the heat capacity of the activated carbon 11 is detected, the temperature sensor 40B is omitted from the sensor unit 41. Is also possible. In this case, the sensor unit 41 can be reduced in size, and the layout of the sensor unit 41 is improved.

1…キャニスタ
2…ケーシング
3…主ケース
3A…主ケース側壁
40…センサ
40A…熱容量センサ
40B…温度センサ
41…センサユニット
50…第1感温素子
51…第2感温素子
52…銀電極
53…通電線
54…絶縁材
55…伝熱板
56…根本部
57…先端部
58…折曲部
61…接着層
63…絶縁層
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Canister 2 ... Casing 3 ... Main case 3A ... Main case side wall 40 ... Sensor 40A ... Heat capacity sensor 40B ... Temperature sensor 41 ... Sensor unit 50 ... 1st temperature sensing element 51 ... 2nd temperature sensing element 52 ... Silver electrode 53 ... Current-carrying wire 54 ... Insulating material 55 ... Heat transfer plate 56 ... Root part 57 ... Tip part 58 ... Bending part 61 ... Adhesive layer 63 ... Insulating layer

Claims (2)

温度変化に応じて自身の電気抵抗値が変化する第1感温素子と、該第1感温素子に通電する通電部と、吸着材が充填されたケーシング内に配置される上記第1感温素子及び通電部の周囲を被覆する非導電性の絶縁材と、上記絶縁材に被覆される一端側の根本部が上記第1感温素子に隣接して配置されると共に、上記絶縁材から突出する他端側の先端部が上記ケーシング内に露出する伝熱板と、を有するキャニスタ用センサを備えたキャニスタの検出装置において、
上記キャニスタ用センサは、上記第1感温素子に重ね合わされ、温度変化に応じて自身の電気抵抗値が変化する第2感温素子を有し、
上記第2感温素子で検出された上記第1感温素子の温度に応じて、上記第1感温素子で検出された上記吸着材の熱容量を補正することを特徴とするキャニスタの検出装置。
The first temperature sensing element whose electric resistance value changes according to the temperature change, the energization section for energizing the first temperature sensing element, and the first temperature sensing element disposed in the casing filled with the adsorbent. A non-conductive insulating material that covers the periphery of the element and the current-carrying portion and a root portion on one end side that is covered with the insulating material are disposed adjacent to the first temperature-sensitive element and protrude from the insulating material. In a canister detection device comprising a canister sensor having a heat transfer plate with a tip portion on the other end side exposed in the casing,
The canister sensor has a second temperature sensing element that is superposed on the first temperature sensing element and changes its electrical resistance value in response to a temperature change.
A canister detection device that corrects the heat capacity of the adsorbent detected by the first temperature sensing element in accordance with the temperature of the first temperature sensing element detected by the second temperature sensing element.
上記通電部は、上記第1感温素子と上記第2感温素子との間に配置され、上記第1感温素子及び第2感温素子の双方に電気的に接続された第1電極と、上記第1電極と離間し、かつ上記第1感温素子に電気的に接続された第2電極と、上記第1電極と離間し、かつ上記第2感温素子に電気的に接続された第3電極と、を有し、
上記第1電極と上記第2電極とにより上記第1感温素子に通電し、上記第1電極と上記第3電極とにより上記第2感温素子に通電することを特徴とする請求項1に記載のキャニスタの検出装置。
The energization portion is disposed between the first temperature sensing element and the second temperature sensing element, and is electrically connected to both the first temperature sensing element and the second temperature sensing element. A second electrode spaced apart from the first electrode and electrically connected to the first temperature sensing element; and spaced apart from the first electrode and electrically connected to the second temperature sensing element. A third electrode,
2. The first temperature sensing element is energized by the first electrode and the second electrode, and the second temperature sensing element is energized by the first electrode and the third electrode. The canister detection device described.
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