JP2015061779A - パイロット式燃料タンクの蒸気遮断弁 - Google Patents

Abstract

【課題】パイロット式燃料タンクの蒸気遮断弁を提供する。
【解決手段】蒸気遮断弁10は、燃料タンク12と流体連通する第１室16と、該第１室16に対して配置された第２室18とを含む。隔壁24は、第１室16と第２室18との間に配置され、両室間に流体連通を可能にするオリフィスを有し、隔壁開放位置と隔壁閉鎖位置との間で移動可能である。第３室20が、第１室に隣接して隔壁24に対して配置され、出口通路14と流体連通している。隔壁開放位置は、第１室16と第３室20の間の流体連通を可能にし、隔壁閉鎖位置は、前記第１、第３室の間の流体連通を実質的に制限する。パイロット弁30が、第２室18と第３室20との間に配置され、第２、第３室の間の流体連通を可能にするように形成されたパイロット開放位置と、第２、第３室の間の流体連通を阻止するように形成されたパイロット閉鎖位置との間で選択的に移動可能である。
【選択図】図１

Description

（関連出願）
この出願は、２００８年８月２６に出願された米国仮出願第61／091795号の権利を主張するものであり、この出願は、全体に言及することにより、ここに組み込まれている。
ここに開示するものは、遮断弁、特に、燃料タンクの蒸気制御システムに関する。

燃料タンク及び燃料放出の制御システムは、車両の燃料タンクからの燃料蒸気の流れを制御するのに用いられ、また、燃料タンクの相対圧力を制御するために用いることもできる。蒸気は、炭化水素が蓄積されまたエンジンの空気口に接続されている、キャニスタまたは他の同様の蒸気制御構造に排出される。

燃料タンクは、種々の作動局面で、燃料蒸気を発生させ、そして、この蒸気は、これを蓄えるためのキャニスタまたは他の構成要素に向けられ、そして、エンジンの吸気ヘッダーに規則的に放出される。蓄えられた蒸気の周期的放出は、車両の動作中必要となる。この放出を行うために、燃料システムは、蓄積キャニスタからエンジン空気口への蒸気の流れを制御するように動作し、大気エアがキャニスタに放出されることを可能にしている。

燃料タンクのための蒸気遮断弁は、燃料タンクに流体連通する第１室と、該第１室に隣接する第２室とを含む。隔壁は、第１室と第２室との間に配置され、両室間に流体連通を可能にする隔壁オリフィスを有する。この隔壁は、隔壁開放位置と隔壁閉鎖位置との間で移動可能である。

第３室は、第１室と同様に隔壁の同一面側に配置され、かつ出口通路と流体連通している。隔壁開放位置は、第１室と第３室との間の流体連通を可能にし、隔壁閉鎖位置は、前記第１室と第３室との間の流体連通を実質的に制限する。
パイロット弁は、第２室と第３室との間に配置されており、第２室と第３室との間の流体連通を可能にするように形成されたパイロット開放位置と、第２室と第３室との間の流体連通を阻止するように形成されたパイロット閉鎖位置との間で選択的に移動可能である。
蒸気遮断弁は、制御システムに流体連通することができ、またパイロット弁は、制御システムからの電気信号に応答して、パイロット開放位置とパイロット閉鎖位置との間で移動するように構成されている。

本発明の上述の特徴及び利点ならびに他の特徴と利点は、添付の図面と連動して見られるとき、本発明を実行するための最適な実施形態及び他の実施形態の詳細な記載から容易に明らかになるであろう。

実質的に流れまたは換気が生じていない定常状態における蒸気遮断弁の概略図である。 蒸気がパイロット弁を介して出口通路に排出される場合の、低流量における蒸気遮断弁の概略図である。 蒸気が出口通路に排出される場合の、高流量における蒸気遮断弁の概略図である。 蒸気が出口通路に排出され、かつ圧力が制限プレートによって制限されている場合の、制限された状態における蒸気遮断弁の概略図である。 蒸気が圧力リリーフ弁を介して出口通路に排出されかつ複数の弁室を通って流量が実質的にない場合の、蒸気遮断弁の概略図である。

図面を参照して、同様の参照符号は、複数の図面において同一または同様の構成要素に対応している。図１には、ある実施形態の蒸気遮断弁１０が示されている。弁１０は、燃料タンク１２（弁１０の下方に概略的に表示された）と出口通路１４との間の、燃料蒸気、エア、及び他の流体の移送を制御する。

蒸気遮断弁１０は、燃料タンク１２上に配置されまたは直接取り付けられる。付加的な構成要素、例えば、限定されるものではないが、付加的な弁（図示略）または通路（図示略）が燃料タンク１２及び弁１０の間に介装される。出口通路１４は、車両の蒸発システム（図示略）に連通することができ、ベント通路と呼ぶことができる。この出口通路は、燃料タンク１２から過剰の燃料蒸気を排出、すなわち逃がすための通路である。

本発明は、自動車利用に関して詳細に説明しているので、この技術に関する当業者は、本発明の広い適合性を認識するであろう。また、「より上に」「より下に」「上方に」「下方に」等の用語は、図面に基づいて使用され、本発明の範囲を制限するものではなく、添付の特許請求の範囲によって定められるものであることも当業者であれば認識できるであろう

弁１０は、３つの主室を含んでいる。第１室１６は、燃料タンク１２と直接または付加的な通路及び弁のいずれかを介して流体連通する。第２室１８は、第１室１６の上方に（図１で見るように）配置されている。また、第３室２０は、出口通路１４に流体連通する。

隔壁２４は、第１室１６と第２室１８との間に配置され、かつ、第３室２０と第２室１８との間に配置されている。隔壁２４は、隔壁オリフィス２６を有し、この隔壁オリフィス２６は、比較的小さいので、第１室１６と第２室１８との間の流体連通を制限することを可能にしている。隔壁２４は、隔壁開放位置（図３、図４に概略示されている）と隔壁閉鎖位置（図１、図２、図５に概略示され、ここで詳細に論じる）との間で移動可能である。

隔壁２４は、薄膜、または薄膜弁と呼ぶことができ、適合材料から形成され、例えば、当業者によって認識されるように、限定されるものではなく、生ゴム、合成ゴム、シリコン、または他の材料で形成できる。
隔壁２４は、隔壁開放位置と隔壁閉鎖位置との間で移動可能である限り、さらに、スチール、またはプラスチック部分を含むことができ、その中に隔壁オリフィス２６を形成することができる。

第３室２０は、第１室１６と同様に隔壁２４の同一面側に配置されている。それゆえ、隔壁開放位置は、第１室１６と第３室２０との間の流体連通を可能にする。また、隔壁閉鎖位置は、第１室１６と第３室２０との間の流体連通を実質的に制限する。

第１室１６内の燃料蒸気は、第１表面領域を有し、または隔壁２４とともに有効な接触領域を有しており、第２室１８は、隔壁２４と接触する第２領域を有する。第３室２０内の蒸気は、隔壁２４と共に第３表面領域を有する。第２表面領域は、第３表面領域よりも大きく、また、第３表面領域は、第１表面領域より大きい。しかし、第３室２０は、図１に示すように第１室１６を取り囲む必要はないが、第１室１６に隣接して配置することができる。

弁１０は、パイロット弁３０を含んでおり、このパイロット弁は、第２室１８と第３室２０との間に配置されている。パイロット弁３０は、パイロット開放位置（図２−４に概略的に示され、ここで詳細に論じる）とパイロット閉鎖位置（図１と図５に概略的に示されている）の間を選択的に移動可能である。パイロット開放位置は、第２室１８と第３室２０との間の流体連通を可能にし、また、パイロット閉鎖位置は、第２室１８と第３室２０との間の流体連通を阻止するように構成されている。

弁１０は、制御システム３２と接続する。弁１０の開放状態の記述に関連して論じられるように、パイロット弁３０は、制御システム３２からの電気信号に応答して、パイロット開放位置とパイロット閉鎖位置との間を移動するように構成されている。制御システム３２は、制限なしで、エンジン電子制御（ＥＥＣ）、パワートレイン制御モジュール（ＰＣＭ）、エンジン制御ユニット（ＥＣＵ）、またはパイロット弁３０及び弁１０を制御するのに適した他の構造体とすることができる。

弁１０は、パイロット弁３０を含み、弁１０の開閉特性を制御システム３２によって制御または作動する。それゆえ、弁１０は、パイロット式燃料タンク用蒸気遮断弁（ＰＶＩＶ）と呼ばれる。このＰＶＩＶ弁１０は、燃料タンク１２から出る燃料蒸気を調整するのに用いることができる。

弁１０のいくつかの動作条件または状態がここに記載されており、この動作状態は、一時的な状態及び定常状態の両方を含んでいる。これらは当業者であれば、認めることができ、弁１０は、添付の特許請求の範囲内の付加的な動作条件または構成を有することができる。説明の目的で、第１室１６、第２室１８、第３室２０内の圧力は、ここでは、それぞれ、Ｐ１,Ｐ２,Ｐ３と呼ぶことにする。更に、正規の動作状態では、説明のため、Ｐ３（第３室２０内の圧力）は、大気圧にほぼ等しいと仮定する。

再び、図１において、図示された動作状態は、通常の動作状態または流出（run-loss）状態と呼ぶことができる。車両が動作中で、いくらかの燃料蒸気が生成される状態であるが、制御方針がその蒸気を封じ込めるものであるとき、この状態が起こることがある。制御システム３２は、パイロット閉鎖位置にパイロット弁３０を配置する。パイロット閉鎖位置が通常状態であり、そして、燃料タンク１２は出口通路１４に対して正の圧力にある。それゆえ、第１室１６内の圧力は、第３室２０内の圧力よりも大きい。即ち、Ｐ１＞Ｐ３となる。

第１室１６を第２室１８に接続する隔壁オリフィス２６は、Ｐ１とＰ２を平衡に保ち、共に、Ｐ３よりも圧力が大きい。Ｐ１とＰ２は、同一圧力であるけれども、隔壁２４は、隔壁閉鎖位置に留まり、第１室１６と第３室２０の間の蒸気の流れを阻止する。隔壁２４は、圧力Ｐ３が、Ｐ１及びＰ２よりも大きいので、蒸気の流れを阻止する。その結果、第２室１８によって隔壁２４上に下方へ（図面に見られるように）の正味の力があり、Ｐ２により大きな領域、第２表面領域への適用が可能になる。この状況下において、蒸気の流れはない。

図２及び図３において、また図１を継続して参照すると、車両のプログラミングは、正常な車両動作時に、燃料タンク１２の排気が望ましいと、決定することできる。制御システム３２は、パイロット弁３０に電気信号を送ることによって、パイロット弁３０をパイロット開放位置に切換えまたは移動することを指令する。この状態は、図２に示されている。Ｐ１は、上述したように、初めはＰ２と同一の圧力であり、圧力は、隔壁オリフィス２６によって平衡となる。そして、Ｐ２は、Ｐ３よりも大きい。

Ｐ２とＰ３との間の圧力差は、第２室１８内の蒸気がパイロット弁３０を介して第３室２０に排気され、そして出口通路１４を通って排出されることにより生じる。Ｐ２は、ゆっくり減少するので、Ｐ１を閉鎖し、そしていくつかの等価な圧力の流れが、隔壁オリフィス２６を通して起こる。図１及び図２に示すように、弁１０は、更に、隔壁スプリング３４を含み、このスプリングは、第１室１６に向けて隔壁を付勢し、そして隔壁を閉鎖位置にする。

隔壁スプリング３４と隔壁２４自体の組み合わされた下方へのスプリング力（図１、図２に示すような）は、隔壁２４を隔壁閉鎖位置に留まらせ、そして、第１室１６と第３室２０との間の流れを直接阻止し続ける。それゆえ、出口通路１４を介して第１の出口流量を生じ、この流量は比較的低い流量である。この低流量は、小さい矢印５０で図２に概略的に示されている。

Ｐ２によって隔壁２４の第２表面領域上に与えられる圧力が、Ｐ２とスプリング力の両方の圧力にＰ１が打ち勝つポイントまで減少すると、隔壁２４は、図３に示すように、上方に湾曲し、隔壁開放位置に移動する。第１室１６から第３室２０への蒸気の直接流れを可能にすると、燃料タンク１２と出口通路１４との間に第２の出口流量が生じる。これは、比較的高い流れ状態であり、大きな矢印５２で図３に概略示されている。第２の出口流量は、第１の出口流量よりも大きい（小さい流れ矢印に比較して、大きな流れ矢印５２によって概略的に示された）。

隔壁２４上の力（スプリング力を含む）が、隔壁２４の下方の力に等しくなるまで、高い出口流量が続けられる。その時点において、隔壁は、閉鎖位置に戻り、全ての圧力は等しくなる（Ｐ１＝Ｐ２＝Ｐ３）。増加した流量及び２段階の流れにわたる制御に対して、パイロット弁３０を通過する流路は、隔壁オリフィス２６を通る流路よりももっと大きくすることができる。

それゆえ、燃料タンク１２から出口通路１４に高い圧力を排気するとき、弁１０は、２段階の出口流量機構として動作する。この２段階の出口流量は、蒸気の流れがない場合と高い蒸気の流れがある場合との間の移行を減衰することにより、弁１０上及び燃料システムの残りの部分の磨耗を減少させることができる。さらに、２段階の出口流量は、限定されない、充填／燃料レベル蒸気弁（ＦＬＶＶ）またはグレード換気弁（ＧＶＶ）等の他の複数の弁間の圧力差を減じることができる。これらの弁は、燃料タンク１２と弁１０との間に配置される。弁間の圧力差を減少させるために、例えば、ＦＬＶＶは、ＦＬＶＶ弁がコーキングによる不適切な閉鎖状態となる可能性を減少させる。「コーキング」は、燃料蒸気を突出させる力が、弁体に対して弁を物理的にフロートさせる現象であり、これにより、弁を介して蒸気を阻止できなくなる。

隔壁スプリング３４は、第１、第３室１６,２０と第２室１８との間に摺動可能に配置され、金属製または樹脂製のディスクに結合することができる。このような構成は、隔壁開放位置と隔壁閉鎖位置との間で湾曲させることなく、ディスクを移動または摺動できることによって、コンプライアンス材料に基づく隔壁２４に置き換えることができる。このような構成において、スプリング力は、隔壁スプリング３４のみから実質的に発生させることができる。

燃料補給のために、燃料タンク１２内の圧力は、キャップが開けられ、燃料充填を開始する前に解放する必要がある。これは、燃料補給前の燃料タンク１２の排気を呼ばれている。弁１０は、最初、定常状態にあり、図１に示すように、Ｐ１がＰ２に等しく、そしてＰ３が低い圧力となる。

制御システム３２が燃料充填を認知し始めると、パイロット弁３０は、パイロット開放位置に切り替えられ、そして、第２室１８（隔壁２４の上方）内の蒸気は、図２に示すように、パイロット弁３０を介して第３室２０と出口通路１４に放出される。十分な圧力が第２室１８から開放されると、隔壁２４は、隔壁開放位置に変位する。この隔壁開放位置は、図３に示すように、弁１０から高い流れが生じる。

燃料充填は、燃料タンク１２が十分に充填される、即ち、燃料タンク内の燃料レベルが所定レベルに到達するときに、完了する。燃料レベルを監視するために、車両は、イン−タンク燃料センダー(sender)３６または圧力変換器３８（または両方）を含むことができる。圧力変換器３８は、圧力を電気信号に変換するものであり、燃料レベルを直接監視しないで、燃料タンク１２内の圧力を決定してもよい。圧力がスパイク（急上昇）するので、燃料タンク１２が燃料充填の最終まで充填することを知らせることは可能である。イン−タンク燃料センダー３６及び圧力変換器３８は、又他の目的に使用することもできる。例えば、燃料タンク１２内の圧力レベルを監視またはガスゲージを介して車両運転者が燃料レベルの信号を送ることが可能である。

制御システム３２は、イン−タンク燃料センダー３６または圧力変換器３８のいずれかに連絡し、そして、燃料充填中の燃料レベルを監視するように構成されている。燃料レベルがフルレベル（または他の所定の燃料レベル）の近くまたはそのレベルに到達すると、パイロット弁３０が、燃料充填の完了を示す電気信号に応答してパイロット閉鎖位置に移動する。この燃料充填の完了を示す電気信号は、イン−タンク燃料センダー３６または圧力変換器３８のいずれかによって発生させ、さらに、制御システム３２に直接送られ、または、他の構成要素を介してフィルターにかけることができる。

パイロット弁３０を閉鎖することにより、弁１０内に存在する圧力差を生じさせる。第２室１８の圧力Ｐ２は、第３室２０内の圧力Ｐ３より大きくなる。Ｐ３が第３表面領域上に作用し、かつＰ２が隔壁２４、第２表面領域の大きい領域上に作用すると、隔壁２４は閉鎖される。隔壁２４が一旦閉鎖されると、第１室１６内の圧力Ｐ１は、燃料タンク１２により多くの燃料付加を伴うので、上昇するであろう。燃料タンク１２内の圧力上昇により、燃料充填を完了させる。これは、当業者によって知られるように、燃料ノズルがオリフィス間の圧力差を感知するとき、燃料ノズルが自動的にシャットオフされるからである。この燃料充填のシャットオフ動作は、ゼロラウンドアップの燃料充填を完了するのに用いることができる。

図１−図３に続いて図４を参照すると、燃料充填中の弁の動作が正常またはラン−ロス（run-loss）状態中の動作から変化する状況が示されている。図１−図４に示すように、弁１０は、第１室１６と燃料タンク１２との間に配置されている制限プレート４２を含んでいる。

制限プレート４２は、燃料タンク１２と第１室１６との間の蒸気の流量を制限する。それゆえ、このプレートは、燃料タンク１２と第１室１６の間に圧力差を生じさせる。この圧力差は、図４に概略的に大きい矢印と小さい矢印（想像線で示された）でそれぞれ制限プレートの下方と上方に図示されている。制限プレート４２の使用は、燃料充填前の燃料タンク１２の排気動作時での付加的な弁（ＦＬＶＶまたはＧＶＶ）間の圧力差によっている。この圧力差が高い場合、弁のコーキングの可能性が高く、そして、制限プレート４２の使用が推奨されることになる。

「コーキング」として知られる現象において、急速燃料蒸気の力は、ＦＬＶＶのフロートを弁座に対して物理的に上昇させ、その結果、蒸気の阻止状態が除かれて、蒸気がＰＶＩＶ弁１０に排出される。それゆえ、ＰＶＩＶ弁１０への流れを制限することは、より長い時間、燃料タンク１２内に高い圧力が維持されることによって、コーキングの可能性を減少させる。燃料タンク１２における高い圧力は、ＦＬＶＶ間の圧力差を減少させ、そして、ＦＬＶＶ弁のコーキング閉鎖の可能性を減少させる。

制限プレート４２は、燃料タンク１２の圧力リリーフ点、及び弁（ＦＬＶＶ）のオリフィス径等のシステム構造によっている。また、制限スプリング４４が含まれ、そして、この制限スプリングは、燃料タンク１２に向かって制限プレートを付勢するように構成されている。

燃料充填後、燃料タンク１２は、シール（そして、燃料タンクのキャップが取り付けられる）されるが、パイロット弁３０は、閉鎖するようにシールされていない。おそらく、運転者が燃料の支払いをしている間、車は、給油後の駐車状態のままである。この場合、燃料タンク１２内に発生したいかなる蒸気も隔壁２４に設けた隔壁オリフィス２６を通過し、そして、パイロット弁３０に流れる。これは、蒸気の発生率が非常に低い場合であり、隔壁２４を通過する流れは、隔壁２４の上方及び下方の圧力を等しくさせるのに十分である。燃料補給が完了した後、エンジンが再始動されると、パイロット弁３０は閉じられ、そして、図１に示すように、圧力が等しくなり、蒸気の移動は生じない。

燃料タンク１２及び出口通路１４の圧力差または相対圧力における変化は、車両が駐車している間または車両が動作していない状態で起こり得る。Ｐ１とＰ２の圧力平衡は、隔壁２４における隔壁オリフィス２６を介して起こる。燃料タンク１２内に蒸気発生があると、Ｐ１とＰ２の圧力は、Ｐ３よりも大きくなるであろう。パイロット弁３０が閉じられ。Ｐ１とＰ２の圧力が隔壁のいずれの側においても等しいとき、蒸気は、燃料タンク１２内に包含されることになる。

圧力Ｐ３がＰ１及びＰ２の両方よりも大きい場合がありえる。この事象は、車両動作中、または駐車状態時の何れかで起こる。これは、車両が暑い環境下で一晩中駐車している場合の状態を示し、そして、燃料タンクの一晩中冷却時に燃料タンク１２内で真空が形成される可能性がある。パイロット弁３０が閉鎖され、圧力Ｐ３がスプリング力の影響を覆すのに十分大きな圧力とならなければ、燃料タンク１２の圧力平衡は生じない。

圧力Ｐ３が、第２室１８内の圧力Ｐ２と隔壁閉鎖位置に隔壁２４を保持するスプリング力（隔壁スプリング３４と隔壁２４を湾曲させるために獲得された力の組み合わされた影響力）からの組み合わせた力を覆すのに十分大きな圧力になると、隔壁２４は、隔壁開放位置に移動することになる。隔壁２４は、第３表面領域上に作用するＰ３の圧力（図面で見るように上方に）によって開かれる。

隔壁２４が開かれた後、燃料タンク１２の排気は、Ｐ１（及びＰ２）よりも大きな圧力になるＰ３によって生じるものではない。それゆえ、たとえ隔壁２４が開かれているとしても、圧力差（Ｐ３対Ｐ１及びＰ２）は、燃料タンク１２の外側への流れ、即ち排気を許すものではない。しかし、隔壁開放位置の隔壁２４において、蒸気は、第３室２０から第１室１６及びそして燃料タンク１２に流れが戻る（正常の排気に対して）ことになる。

この逆流状態は、図面には個別に示されていないが、図３と同様に見ることができ、矢印５２が、出口通路１４から燃料タンク１２への逆流を示すように反転した状態となる。燃料タンク１２への流れが起こると、第３室２０と第１室１６との間の相対圧力差は減少し、最終的に、スプリング力が、隔壁２４を平衡となるように力が作用するので、隔壁２４を再シールすることになる。

燃料補給が常閉の燃料タンクを排気するための最も共通の状況である場合、燃料タンク１２は、他の理由により排気する必要があるかもしれない。車両が駐車していると、燃料タンク１２の過熱が起こり、エンジンを停止させる状況が起こる場合があり、それゆえ、燃料タンク１２内部の蒸気圧力が圧力リリーフを生じさせる点まで増加する可能性がある。

車両が駐車しかつ暑い環境で走行していない場合、燃料タンク１２の圧力は、燃料システムの整合性を約束するレベルに到達することができる。ハプニングからこれを防止するために、いくつかの可能な形態がある。

１つの状況では、圧力変換器３８が用いられる。この圧力変換器３８は、ＰＶＩＶ弁１０内または燃料タンク１２に晒されかつ燃料タンク内の蒸気圧力を監視することができる他の燃料システムに統合することができる。燃料タンク１２の圧力が所定の閾値レベルに到達することを圧力変換器３８が検出すると、制御システム３２は、パイロット弁３０を作動させ、この弁をパイロット開放位置に切り替える。パイロット弁３０を開くことにより、圧力Ｐ２（隔壁２４の上方）を徐々に落とし、そして、燃料補給時と同様に起こる排気を、必要ならば、最初、図２に示す低い流量で、そして、図３に示す高い流量で行うことを可能にする。

この圧力の構築は、車両が動作していない間に起こすことができるので、制御システム３２は、圧力増大を和らげるように作動させる必要がない。それゆえ、車両の出力または制御を用いることなく、過渡圧力を低減させることが望ましい。図１−図４に続いて図５を参照すると、弁１０は、制御システム３２からの動作を必要としないで、機械的構造の使用を介して完成した圧力低減を示している。これは、圧力低減の流れ５４として図５において、概略的に図示されている。

図５に示すように、弁１０は、圧力リリーフ弁４６を更に含んでいる。バイパス通路４８は、燃料タンク１２と出口通路１４と流体連通するように圧力リリーフ弁４６を配置する。この圧力リリーフ弁４６は、燃料タンク１２と出口通路１４との間の圧力差が所定の閾値に到達するとき、燃料タンク１２から出口通路１４に蒸気の流れを選択的に可能にするように構成されている。圧力リリーフ弁４６は、圧力差のみに関して動作するので、この圧力低減の流れ５４は、パイロット弁３０がパイロット開放位置とパイロット閉鎖位置のいずれかにあるときに生じる。

当業者であれば、圧力リリーフ弁４６の圧力安全機構を与えるのに用いられる構造については分かるであろう。例えば、限定することなく、重り安全弁（オリフィス上にボールまたは円板）は、十分であり、スプリング負荷弁も利用することができる。燃料タンク１２内の圧力が閾値限界に到達するとき、圧力リリーフ弁４６は、当然開放され、そして、より好ましいレベルに圧力が戻るまで蒸気が解放される。圧力リリーフ弁４６は、パイロット弁３０の一部分としてＰＶＩＶ弁１０内に組み込まれ、またシステムにおける他の場所に配置することができる。

圧力リリーフ弁４６の作動及び燃料タンク１２内の高い真空状態時に隔壁２４を開くための弁１０の能力は、過渡の圧力偏位をリリーフするために組み合って動作する。極端な状態、例えば、燃料タンクの正負の過渡の圧力偏位において、ＰＶＩＶ弁は、制御システム１２からの相互作用なしに燃料タンク１２をリリーフすることができる構造を含んでいる。

ＰＶＩＶ弁１０は、オンボード診断法（ＯＢＤ）のために設置された車両に設けることができる。ＯＢＤを生じさせるために、エンジンインテークマニホールドから真空が引出される。このマニホールドは、出口通路１４と流体連通し、車両は、燃料システムにおけるリークテストを制御する。燃料タンク１２は、ＯＢＤ処理時にリークチェックが必要となる燃料システムの構成要素を含んでいる。

前の状態の多くの場合と異なって、この状況下では、出口通路１４は、大気圧より低くなっている。出口通路１４に発生した真空に連通するように燃料タンク１２を配置するために、制御システム３２は、パイロット開放位置にパイロット弁３０を配置する。弁１０を通る流れは、第１室１６、第２室１８、及び第３室２０の間の圧力差に基づいて発生するので、弁１０の作動は、出口通路１４がこの状況下の大気圧以下で十分であるとしても実質的に同一の状態を維持する。

真空が与えられてそしてパイロット弁３０が一旦開かれると、圧力Ｐ２は、パイロット弁３０を通って流れる低い流量によりＰ３と等しくなるであろう。そして、Ｐ２とＰ３は、Ｐ１よりも低い圧力となるであろう。Ｐ３が作用する第３表面圧力よりも大きい領域である第２表面領域に圧力Ｐ２が作用するので、隔壁２４は、開かれ、そして、出口通路１４と連通し、燃料タンク１２は、ＯＢＤリークチェックを生じさせるように存在する。

主張した本発明を実行するための最適な実施形態及び他の実施形態について詳細に説明してきたが、当業者には、この発明が添付の特許請求の範囲内で実施するための種々の異なる設計及び実施形態を有していることを認めるであろう。

隔壁２４は、第１室１６と第２室１８との間に配置され、かつ、第３室２０と第２室１８との間に配置されている。隔壁２４は、隔壁オリフィス２６を有し、この隔壁オリフィス２６は、比較的小さいので、第１室１６と第２室１８との間の流体連通を制限することを可能にしている。隔壁２４は、隔壁開放位置（第２ステージ：図３、図４に概略示されている）と隔壁閉鎖位置（第１ステージ：図１、図２、図５に概略示され、ここで詳細に論じる）との間で移動可能である。

弁１０は、制御システム３２と接続する。弁１０の開放状態の記述に関連して論じられるように、パイロット弁３０は、制御システム３２からの電気信号に応答して、パイロット開放位置とパイロット閉鎖位置との間を移動するように構成されている。制御システム３２は、制限なしで、エンジン電子制御（ＥＥＣ）、パワートレイン制御モジュール（ＰＣＭ）、エンジン制御ユニット（ＥＣＵ）、またはパイロット弁３０及び弁１０を制御するのに適した他の構造体とすることができる。

再び、図１において、図示された動作状態は、通常の動作状態または流出（run-loss）状態と呼ぶことができる。車両が動作中で、いくらかの燃料蒸気が生成される状態であるが、制御方針がその蒸気を封じ込めるものであるとき、この状態が起こることがある。制御システム３２は、パイロット閉鎖位置にパイロット弁３０を配置する。パイロット閉鎖位置が通常状態であり、そして、燃料タンク１２は出口通路１４に対して正の圧力にある。それゆえ、第１室１６内の圧力は、第３室２０内の圧力よりも大きい。即ち、Ｐ１＞Ｐ３となる。

第１室１６を第２室１８に接続する隔壁オリフィス２６は、Ｐ１とＰ２を平衡に保ち、共に、Ｐ３よりも圧力が大きい。Ｐ１とＰ２は、同一圧力であるけれども、隔壁２４は、隔壁閉鎖位置に留まり、第１室１６と第３室２０の間の蒸気の流れを阻止する。隔壁２４は、圧力Ｐ３が、Ｐ１及びＰ２よりも低いので、蒸気の流れを阻止する。その結果、第２室１８によって隔壁２４上に下方へ（図面に見られるように）の正味の力があり、Ｐ２により大きな領域、第２表面領域への適用が可能になる。この状況下において、蒸気の流れはない。

図２及び図３において、また図１を継続して参照すると、車両のプログラミングは、正常な車両動作時に、燃料タンク１２の排気が望ましいと、決定することができる。制御システム３２は、パイロット弁３０に電気信号を送ることによって、パイロット弁３０をパイロット開放位置に切換えまたは移動することを指令する。この状態は、図２に示されている。Ｐ１は、上述したように、初めはＰ２と同一の圧力であり、圧力は、隔壁オリフィス２６によって平衡となる。そして、Ｐ２は、Ｐ３よりも大きい。

燃料充填は、燃料タンク１２が十分に充填される、即ち、燃料タンク内の燃料レベルが所定レベルに到達するときに、完了する。燃料レベルを監視するために、車両は、イン−タンク燃料センダー(sender)３６または圧力変換器３８（または両方）を含むことができる。圧力変換器３８は、圧力を電気信号に変換するものであり、燃料レベルを直接監視しないで、燃料タンク１２内の圧力を決定してもよい。圧力がスパイク（急上昇）するので、燃料タンク１２が燃料充填の最終まで充填することを知らせることは可能である。イン−タンク燃料センダー３６及び圧力変換器３８は、又他の目的に使用することもできる。例えば、燃料タンク１２内の圧力レベルを監視またはガスゲージを介して車両運転者が燃料レベルの信号を送ることが可能である。

制御システム３２は、イン−タンク燃料センダー３６または圧力変換器３８のいずれかに連絡し、そして、燃料充填中の燃料レベルを監視するように構成されている。燃料レベルがフルレベル（または他の所定の燃料レベル）の近くまたはそのレベルに到達すると、パイロット弁３０が、燃料充填の完了を示す電気信号に応答してパイロット閉鎖位置に移動する。この燃料充填の完了を示す電気信号は、イン−タンク燃料センダー３６または圧力変換器３８のいずれかによって発生させ、さらに、制御システム３２に直接送られ、または、他の構成要素を介してフィルターにかけることができる。

Claims (15)

1. 燃料タンク（12）のための蒸気遮断弁（10）であって、
   前記燃料タンク（12）と流体連通する第１室（16）と、
   該第１室（16）に隣接する第２室（18）と、
   前記第１室（16）と前記第２室（18）との間に配置され、両室間の流体連通を可能にする隔壁オリフィス（26）を有し、かつ隔壁開放位置と隔壁閉鎖位置との間で移動可能である隔壁（24）と、
   前記第１室（16）と同様に前記隔壁（24）の同一面側に配置され、かつ出口通路（14）に流体連通しており、前記隔壁開放位置は、前記第１室（16）と第３室（20）との間で流体連通を可能にし、前記隔壁閉鎖位置は、前記第１室（16）と第３室（20）との間で流体連通を実質的に制限するように形成される前記第３室（20）と、
   前記第２室（18）と前記第３室（20）とを前記隔壁（24）を迂回して接続する通路に配置されており、前記第２室（18）と前記第３室（20）との間の流体連通を可能にするように形成されたパイロット開放位置と、第２室（18）と前記第３室（20）との間の流体連通を阻止するように形成されたパイロット閉鎖位置との間で選択的に移動可能であるパイロット弁（30）とを含むことを特徴とする蒸気遮断弁。
2. 前記蒸気遮断弁（10）は、制御システム（32）に接続し、前記パイロット弁（30）は、前記制御システム（32）からの電気信号に応答して前記パイロット開放位置と前記パイロット閉鎖位置の間を移動するように形成されていることを特徴とする請求項１記載の蒸気遮断弁。
3. 前記制御システム（32）は、イン−タンク燃料センダー（36）と圧力変換器（38）の一方と接続し、燃料充填中の燃料レベルを監視するように構成されており、
   前記パイロット弁（30）は、前記燃料充填の完了を示す電気信号に応答して前記パイロット閉鎖位置に移動するように構成され、
   前記燃料充填の完了を示す電気信号は、前記燃料レベルが予め決定したレベルに到達したことに応答して、前記イン−タンク燃料センダー（36）と圧力変換器（38）の一方によって発生することを特徴とする請求項２記載の蒸気遮断弁。
4. 前記蒸気遮断弁（10）は、前記燃料タンク（12）から前記出口通路（14）への少なくとも２つの出口流量を供給するように構成されていることを特徴とする請求項３記載の蒸気遮断弁。
5. 第１の出口流量は、前記パイロット弁（30）が前記パイロット開放位置にありかつ前記隔壁（24）が前記隔壁閉鎖位置にあるときに生じ、第２の出口流量は、前記隔壁（24）が前記隔壁開放位置にあるときに生じることを特徴とする請求項４記載の蒸気遮断弁。
6. さらに、隔壁スプリング（34）を含み、該隔壁スプリング（34）は、前記隔壁閉鎖位置の方へ前記隔壁を付勢するように構成されていることを特徴とする請求項５記載の蒸気遮断弁。
7. 前記隔壁（24）と隔壁スプリング（34）は、前記第１室（16）内の圧力が実質的に前記第３室（20）内の圧力以下であるとき、前記第３室（20）から第１室（16）への流れが可能になるように構成されていることを特徴とする請求項６記載の蒸気遮断弁。
8. さらに、前記第１室（16）と前記燃料タンク（12）との間に配置された制限プレート（42）を含んでいることを特徴とする請求項７記載の蒸気遮断弁。
9. さらに、前記燃料タンク（12）と前記出口通路（14）とを流体連通する圧力リリーフ弁（46）を含み、該圧力リリーフ弁は、前記パイロット弁（30）が前記パイロット開放位置及び前記パイロット閉鎖位置のいずれにあるときでも、前記燃料タンク（12）から前記出口通路（14）に蒸気の流れを選択的に可能にするように構成されていることを特徴とする請求項８記載の蒸気遮断弁。
10. 燃料タンク（12）のための蒸気遮断弁（10）であって、
    前記燃料タンク（12）と流体連通する第１室（16）と、
    該第１室（16）に隣接する第２室（18）と、
    前記第１室（16）と前記第２室（18）との間に配置され、両室間の流体連通を可能にする隔壁オリフィス（26）を有し、かつ隔壁開放位置と隔壁閉鎖位置との間で移動可能である隔壁（24）であって、前記第１室（16）内の蒸気が前記隔壁（24）の第１表面領域に晒され、前記第２室（18）内の蒸気が前記隔壁（24）の第２表面領域に晒されるように形成された前記隔壁（24）と、
    前記第１室（16）と同様に前記隔壁（24）の同一面側に配置された第３室（20）であって、前記第３室（20）内の蒸気が前記隔壁（24）の第３表面領域に晒されるように、出口通路（14）に流体連通しており、前記隔壁開放位置は、前記第１室（16）と第３室（20）との間で流体連通を可能にし、前記隔壁閉鎖位置は、前記第１室（16）と前記第３室（20）との間で流体連通を実質的に制限するように形成され、前記第２表面領域は、前記第３表面領域より大きく、前記第３表面領域は、前記第１表面領域より大きいように形成される前記第３室（20）と、
    前記第２室（18）と前記第３室（20）とを前記隔壁（24）を迂回して接続する通路に配置されており、前記第２室（18）と前記第３室（20）との間の流体連通を可能にするように形成されたパイロット開放位置と、第２室（18）と前記第３室（20）との間の流体連通を阻止するように形成されたパイロット閉鎖位置との間で選択的に移動可能であるパイロット弁（30）とを含むことを特徴とする蒸気遮断弁。
11. さらに、隔壁スプリング（34）を含み、該隔壁スプリング（34）は、前記隔壁閉鎖位置の方へ前記隔壁を付勢するように構成されていることを特徴とする請求項１０記載の蒸気遮断弁。
12. 前記蒸気遮断弁（10）は、制御システム（32）に接続し、前記パイロット弁（30）は、前記制御システム（32）からの電気信号に応答して前記パイロット開放位置と前記パイロット閉鎖位置の間を移動するように形成されていることを特徴とする請求項１１記載の蒸気遮断弁。
13. 第１の出口流量は、前記パイロット弁（30）が前記パイロット開放位置にありかつ前記隔壁（24）が前記隔壁閉鎖位置にあるときに生じ、第２の出口流量は、前記隔壁（24）が前記隔壁開放位置にあるときに生じることを特徴とする請求項１２記載の蒸気遮断弁。
14. 前記隔壁（24）と隔壁スプリング（34）は、前記第１室（16）内の圧力が実質的に前記第３室（20）内の圧力以下であるとき、前記第３室（20）から前記第１室（16）への流れが可能になるように構成されていることを特徴とする請求項１３記載の蒸気遮断弁。
15. 前記制御システム（32）は、イン−タンク燃料センダー（36）と圧力変換器（38）の一方と接続し、燃料充填中の燃料レベルを監視するように構成され、
    前記パイロット弁（30）は、前記燃料充填の完了を示す電気信号に応答して前記パイロット閉鎖位置に移動するように構成され、
    前記燃料充填の完了を示す電気信号は、前記燃料レベルが予め決定したレベルに到達したことに応答して、前記イン−タンク燃料センダー（36）と圧力変換器（38）の一方によって発生することを特徴とする請求項１４記載の蒸気遮断弁。

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