JP4195372B2 - 燃料蒸気圧管理装置を備えた燃料系統及び管理方法 - Google Patents

Description

関連出願の相互参照

本願は、２００１年６月１４日付け米国仮特許出願第６０／２９８，２５５号；２００１年８月８日付け米国仮出願第６０／３１０，７５０号；及び２００２年５月３０日付け米国仮出願（弁護士整理番号：０５１４８１−５０９３−ＰＲ）の優先権を主張するものであり、これら全ての出願全体を本願の一部として引用する。

本発明は、燃料蒸気圧管理装置を備えた燃料系統及び燃料系統において圧力を管理し漏洩を検知する方法に関し、さらに詳細には、燃料蒸気圧管理装置を備えた揮発性燃料系統及び自然発生する真空状態を利用して燃料タンクの上部空間、上部空間から揮発性燃料蒸気を収集するキャニスタ、パージ弁及び関連パイプ、導管、ホース及び接続部の漏洩診断を行う方法に関する。

内燃機関を備えた車両の従来型燃料系統は、燃料タンクの上部空間からの燃料蒸気を蓄積するキャニスタを搭載することが可能である。燃料系統の燃料タンク、キャニスタまたは任意のコンポーネントに漏洩があると、燃料蒸気はキャニスタに蓄積されずに漏洩箇所から大気中へ逃げることになる。例えば、カリフォルニア州空気資源局のような種々の政府規制当局は、燃料蒸気の大気中への放出を制限する規則を制定している。従って、これらの規則を遵守するように、燃料蒸気の大気中への放出を回避させ、漏洩診断を行う装置及び方法を提供することが求められていると考えられる。

かかる従来型燃料系統では、エンジンを切った直後に過剰の燃料蒸気が蓄積されて燃料蒸気圧管理装置に正圧が生じることがある。閉じた燃料系統ではある動作及び大気条件の下で過剰な負圧が発生して、これらの燃料系統コンポーネントに応力を発生させる可能性がある。従って、この正圧を通気または「吹出し」により、また過剰な負圧を通気または「逃がし」により解消する必要があると思われる。同様に、燃料タンク補給時に生じる過剰な正圧を解消することが望ましいと考えられる。かくして、燃料タンク補給時に燃料タンクから燃料蒸気でなくて空気を大流量で放出することが求められていると考えられる。

発明の概要

本発明によると、燃料蒸気圧管理装置であって、燃料蒸気収集キャニスタに結合可能な第１のポートと、通気用の第２のポートとを有するチェンバを画定するハウジングと、第１のポートと、第２のポートとの間の流体の流れを両ポート間の差圧だけにより制御する圧力作動装置とより成り、圧力作動装置は、ばねにより付勢され軸線に沿って移動可能であり、チェンバを第１のポートと流体連通関係にある第１の部分及び第２のポートと流体連通関係にある第２の部分の２つの部分に分離するポペットと、ポペットに係合するように構成されたシールとより成り、第１のポートが第２のポートに対して第１の所定圧力レベルより小さい負圧であれば、ポペットがシールと接触して該シールを対称的に変形させることにより第１のポートと第２のポートとの間の流体の連通を阻止し、第２のポートに対する第１のポートの負圧が第１の所定圧力レベルより大きくなると、ポペットがシールを非対称的に変形させ該シールとの間の接触関係を一部破壊することにより第２のポートから第１のポートへの流体の流れを許容し、第１のポートが第２のポートに対して第２の所定圧力レベルより大きい正圧であれば、ポペットがばねの付勢力に抗してシールとの間の接触関係から離脱することにより第１のポートから第２のポートへの流体の流れを許容することを特徴とする燃料蒸気圧管理装置が提供される。

本発明によると、内燃機関に燃料を供給する燃料系統であって、上部空間を有する燃料タンクと、上部空間と流体連通関係にある内燃機関の吸気マニホルドと、上部空間と流体連通関係にある燃料蒸気収集キャニスタと、第１の側が吸気マニホルドと流体連通関係にあり、第２の側が燃料蒸気収集キャニスタ及び上部空間と流体連通関係にあるパージ弁と、燃料蒸気圧管理装置とより成り、燃料蒸気圧管理装置は、燃料蒸気収集キャニスタに結合可能な第１のポートと、通気用の第２のポートとを有するチェンバを画定するハウジングと、第１のポートと、第２のポートとの間の流体の流れを両ポート間の差圧だけにより制御する圧力作動装置とより成り、圧力作動装置は、ばねにより付勢され軸線に沿って移動可能であり、チェンバを第１のポートと流体連通関係にある第１の部分及び第２のポートと流体連通関係にある第２の部分の２つの部分に分離するポペットと、ポペットに係合するように構成されたシールとより成り、第１のポートが第２のポートに対して第１の所定圧力レベルより小さい負圧であれば、ポペットがシールと接触して該シールを対称的に変形させることにより第１のポートと第２のポートとの間の流体の連通を阻止し、第２のポートに対する第１のポートの負圧が第１の所定圧力レベルより大きくなると、ポペットがシールを非対称的に変形させ該シールとの間の接触関係を一部破壊することにより第２のポートから第１のポートへの流体の流れを許容し、第１のポートが第２のポートに対して第２の所定圧力レベルより大きい正圧であれば、ポペットがばねの付勢力に抗してシールとの間の接触関係から離脱することにより第１のポートから第２のポートへの流体の流れを許容することを特徴とする燃料系統も提供される。

本発明はまた、自然発生する真空状態を利用して内燃機関に燃料を供給する燃料系統の評価を行う方法を提供する。この方法は、上部空間を有する燃料タンクを用意し、上部空間と内燃機関の吸気マニホルド、燃料蒸気収集キャニスタ、パージ弁及び燃料圧力管理装置とを流体連通関係に結合し、上部空間内に自然発生する真空状態を検知するステップより成る。燃料蒸気管理装置は、内部チェンバを画定するハウジングを有し、内部チェンバを区画するダイアフラムによらず、電気機械式アクチュエータによらない。

本発明はまた、内燃機関に燃料を供給する燃料系統の圧力管理方法を提供する。この方法は、上部空間を有する燃料タンクを用意し、上部空間に内燃機関の吸気マニホルド、燃料蒸気収集キャニスタ、パージ弁及び燃料蒸気圧管理装置を接続し、上部空間に形成される過剰圧力を解放するステップより成る。燃料蒸気管理装置は、内部チェンバを画定するハウジングを含み、内部チェンバを区画するダイアフラムによらず、電気機械式アクチュエータによらない。

本発明はまた、自然発生する真空状態を用いて内燃機関に燃料を供給する燃料系統の漏洩を検知する方法を提供する。この方法は、燃料蒸気圧管理装置を燃料系統の上部空間と流体連通関係に結合し、電気的制御ユニットを燃料蒸気圧管理システムに電気的に結合し、燃料蒸気圧管理装置及び電気制御ユニットに電流を供給し、上部空間の漏洩検知テストを実行するステップより成り、漏洩検知テストは百ミリアンペアを超えない電流を使用する。

本発明はまた、自然発生する真空状態を用いて内燃機関に燃料を供給する燃料系統の漏洩を検知する方法を提供する。この方法は、燃料蒸気圧管理装置を燃料系統の上部空間と流体連通関係に結合し、燃料蒸気圧管理装置により上部空間の漏洩検知テストを行うステップより成り、漏洩検知テストは最長９０分の間実行する。

本発明はまた、自然発生する真空状態を用いて内燃機関に燃料を供給する燃料系統の漏洩を検知する方法を提供する。この方法は、燃料蒸気圧管理装置を燃料系統の上部空間と流体連通関係に結合し、燃料蒸気圧管理装置により上部空間の漏洩検知テストを行うステップより成り、漏洩検知テストは少なくとも２０分の間実行する。

本明細書中の用語「大気」は地球を取り巻く気体の帯を意味し、「大気の」はこの帯の特性をいう。

本明細書の用語「圧力」は周囲の大気圧に対する測定圧力である。従って、正圧は周囲の大気圧よりも高い圧力、負圧または真空は周りの大気圧よりも低い圧力のことをいう。

本明細書の用語「上部空間」は、例えば燃料タンクのようなエンクロージャ内の、例えば燃料のような液体の表面上方の可変空間を意味する。例えば、ガソリンのような揮発性燃料のタンクの場合、揮発性燃料からの蒸気が燃料タンクの上部空間に溜まる。

図１を参照して、例えばエンジン（図示せず）の燃料系統１０は、燃料タンク１２、エンジンの吸気マニホルドのような真空源１４、パージ弁１６、燃料蒸気収集キャニスタ１８（例えば、チャコールキャニスタ）及び燃料蒸気圧管理装置２０を含む。

燃料蒸気圧管理装置２０は、第１の所定圧力（真空）レベルの存在の通報機能２２、「真空逃がし」または第１の所定圧力レベルより低い負圧の逃がし機能２４、「圧力吹出し」または第２の圧力レベルより高い正圧の逃がし機能２６を含む複数の機能を実行する。

他の機能を実行することもできる。例えば、燃料蒸気圧管理装置２０は真空調節器として使用可能であり、またパージ弁１６及びアルゴリズムの動作との関連で燃料系統１０の大きな漏洩を検知することができる。かかる大きな漏洩の検知を行うことにより、燃料補給キャップ１２ａを燃料タンク１２へ戻していない時のような状況を評価することができる。

例えば、ガソリンのような揮発性液体燃料は、例えば周囲温度の上昇のようなある特定の状況下で気化して燃料蒸気を発生させる。例えば、エンジンを切った後のように燃料系統１０が冷却する過程では、燃料タンク１２の上部空間及び燃料蒸気収集キャニスタ１８の内部の燃料蒸気と空気が冷却するため、真空状態が自然発生する。本願の説明によると、第１の所定圧力レベルの真空の存在は、燃料系統１０の健全性が満足すべきものであることを示す。従って、燃料系統１０の健全性を示す、即ち、感知できる程度の漏洩が存在しないことを指示するために、通報（２２）が行われる。その後、第１の所定圧力レベルより低い圧力レベルで真空逃がし（２４）が生じるため、燃料タンク１２が保護される。例えば、燃料系統１０の真空に起因する応力による構造的なひずみの発生が阻止される。

エンジンを切った後、圧力吹出し（２６）が起こるため、燃料気化により生じる過剰圧力が通気され、その後の冷却時に発生する真空の発生が早まる。圧力吹出し（２６）が起こると、燃料蒸気は保持されるが、燃料系統１０の内部の空気が放出される。同様に、燃料タンク１２の補給過程で、圧力吹出し（２６）により空気が燃料タンク１２から大流量で逃げることができる。

燃料蒸気圧管理装置２０を備えた系統では、少なくとも２つの利点が得られる。第１の利点は、サイズを問わずに燃料タンクの漏洩診断を行えることである。この利点は、従来の漏洩検知システムが例えば１００ガロン以上の公知の大型燃料タンクでは有効に機能しないという理由で重要である。第２の利点は、燃料蒸気圧管理装置２０がデジタル式の比例パージ弁を含む多種多様なパージ弁と相性が良いことである。

図２Ａは、燃料蒸気収集キャニスタ１８への搭載に特に好適な燃料蒸気圧管理装置２０の実施例を示す。燃料蒸気圧管理装置２０は、差込型固着手段３２により燃料蒸気収集キャニスタ１８の本体に装着可能なハウジング３０を有する。燃料蒸気収集キャニスタ１８と燃料蒸気圧管理装置２０との間には流体が漏れない接続部を提供するようにシール（図示せず）を介在させることができる。この固着手段３２とスナップフィンガ３３との組み合わせにより、燃料蒸気圧管理装置２０を現場で容易に修理することができる。もちろん、燃料蒸気圧管理装置２０と燃料蒸気収集キャニスタ１８との間に、図示の差込式固着手段３２の代わりに多種多様な固着手段を用いることができる。多種多様な固着手段の例として、螺着式、インターロック入れ子式のものが含まれる。あるいは、燃料蒸気収集キャニスタ１８とハウジング３０とを、例えば接着剤により互いに接合するか、または燃料蒸気収集キャニスタ１８の本体とハウジング３０とを剛性パイプまたは可撓性ホースのような中間部材により相互接続することができる。

ハウジング３０は、内部チェンバ３１を画定し、第１のハウジング部分３０ａ及び第２のハウジング部分３０ｂの組立体により構成されている。第１のハウジング部分３０ａは、燃料蒸気収集キャニスタ１８と内部チェンバ３１とを流体連通関係にする第１のポート３６を有する。第２のハウジング部分３０ｂは、内部チェンバ３１と周囲の大気とを流体連通関係にする、例えば、通気させる第２のポート３８を有する。真空逃がし（２４）時またはパージ弁１６の動作時に燃料蒸気圧管理装置２０に吸引される汚染物質を減少させるために、第２のポート３８と周囲の大気との間にフィルタ（図示せず）を介在させてもよい。

一般的に、密封が必要なハウジング構成要素間において漏洩が起こる可能性のある箇所の数を減少させるにはハウジング構成要素の数を最小限に抑えることが望ましい。

燃料蒸気圧管理装置２０の利点は、そのコンパクトなサイズにある。内部チェンバ３１を含む燃料蒸気圧管理装置２０が占有する空間は、最小のもので２４０立方センチメートル以上の空間を占有する公知の他の全ての漏洩検知装置よりも小さい。即ち、内部チェンバ３１を含み、第１のポート３６から第２のポート３８までの燃料蒸気圧管理装置２０が占有する空間は２４０立方センチメートル未満である。詳述すると、燃料蒸気圧管理装置２０は１００立方センチメートル未満の空間を占有する。公知の漏洩検知装置からのこのサイズの減少は、現代の自動車では利用可能な空間が限られていることを考えると重要である。

圧力作動装置４０は、内部チェンバ３１を第１の部分３１ａと第２の部分３１ｂとに分離できる。第１の部分３１ａは第１のポート３６を介して燃料蒸気収集キャニスタ１８と流体連通関係にあり、第２の部分３１ｂは第２のポート３８を介して周囲の大気と流体連通関係にある。

圧力作動装置４０は、ポペット４２、シール５０及び可撓性部材６０を有する。通報（２２）時、ポペット４２とシール５０とは互いに係合して、第１のポート３６と第２のポート３８との間の流体の連通を阻止する。真空逃がし時（２４）、ポペット４２とシール５０とは互いに係合して、第２のポート３８から第１のポート３６へ流体の限られた流量の流れを許容する。圧力吹出し時（２６）、ポペット４２とシール５０とは係合関係から離脱して、第１のポート３６から第２のポート３８への実質的に無制限な流体の流れを許容する。

圧力作動装置４０は、ポペット４２とシール５０とが異なる位置関係になるため、双方向逆止弁を構成すると考えることができる。即ち、圧力作動装置４０は第１の条件セットにおいて１つの方向の流体の流れを許容するが、第２の条件セットにおいて同じ圧力作動装置４０が同じ通路に沿う反対方向の流体の流れを許容する。圧力吹出し時（２６）における流体の流量は真空逃がし時（２４）の時の流体の流量の３乃至１０倍である。

圧力作動装置４０は、公知の漏洩検知装置で使用されて流量制御弁を制御自在に変位させるソレノイドのような電気機械式アクチュエータによらずに動作する。従って、圧力作動装置４０の動作は、第１のポート３６と第２のポート３８の間の差圧だけで制御可能である。好ましいことに、圧力作動装置４０の全ての動作は、圧力作動装置４０の一方の側、即ち第１のポート３６の側に働く流体圧力信号により制御される。

圧力作動装置４０はまた、ダイアフラムによらずに動作する。ダイアフラムは、内部チェンバを部分的に隔離し流体制御弁を作動させるために公知の漏洩検知装置で使用される。かくして、圧力作動装置４０は、この装置だけで、そして断続的に、内部チェンバ３１を分離する。即ち、ハウジング３０により画定される内部チェンバ３１の部分の数はせいぜい２つである。

ポペット４２は、低密度且つ実質的に剛性であり液体が通過できないディスクであるのが好ましい。ポペット４２は、剛性を高めるために、または圧力作動装置４０の他のコンポーネントとの相互作用を容易にするために、平板状または種々の外形を有するように形成可能である。

ポペット４２はほぼ円形で、周囲部に互い違いのタブ４４と凹部４６とを有する。タブ４４は、ポペット４２を第２のハウジング部分３０ｂの中心に配置させ、軸Ａに沿うポペット４２の運動を案内することができる。凹部４６は、真空逃がし時（２４）または圧力吹出し時（２６）に、ポペット４２の周りに流体流路を提供できる。互い違いのタブ４４及び凹部４６を複数個示すが、それらは例えば、周囲が円形のディスクのような任意の数（０でもよい）のタブ４４または凹部４６を設けることが出来る。もちろん、他の形状のポペット４２を使用してもよい。

ポペット４２は、任意の金属（例えば、アルミニウム）、ポリマー（例えば、ナイロン）または燃料蒸気を透過させる低密度且つ実質的に剛性で滑らかな表面仕上げの別の材料で形成することができる。ポペット４２は、打抜き加工、鋳造または成型により製造可能である。もちろん、ポペット４２を製造するにあたり他の材料及び製造方法を使用してもよい。

シール５０は環状で、ビード５２とリップ５４とを有する。ビード５２は第１のハウジング３０ａと第２のハウジング部分３０ｂとの間に固定され、第１のハウジング部分３０ａを第２のハウジング３０ｂに対して密封する。リップ５４はビード５２から半径方向内方に突出し、その変形前の状態、即ち、成型時または製造時の状態で軸Ａに関して斜めに延びる。かくして、リップ５４は中空円錐台の形状を有するのが好ましい。シール５０は、変形前の状態と変形状態の間で撓曲を多数サイクル可能にするに十分な弾性を備えた任意の材料で形成することができる。

シール５０は、ゴムまたは、例えばニトリルやフルオロシリコーンのようなポリマーから成型するのが好ましい。剛性が約５０デュロメーター（ショアーＡ）で、自己潤滑性または、例えばポリテトラフルオロエチレンのような減摩被覆を備えたシールがさらに好ましい。

図２Ｂは、種々の特徴部分の比率を含む、シール５０の実施例である。シールのこの実施例はSantoprene 123-40で作製するのが好ましい。

可撓性部材６０は、ポペット４２をシール５０の方へ付勢する。可撓性部材６０は、ポペット４２と第２のハウジング部分３０ｂとの間に位置するコイルばねでよい。このコイルばねは軸Ａを中心として配置するのが好ましい。

可撓性部材６０の種々の実施例として、２個以上のコイルばね、板ばねまたは弾性ブロックが含まれる。種々の実施例として、例えば金属またはポリマーのような種々の材料を含むものがある。可撓性部材６０は異なる態様で、例えば、第１のハウジング３０ａとポペット４２との間に配置してもよい。

ポペット４２の重量と重力とにより、ポペット４２をシール５０の方へ押圧することができる。このようにして、可撓性部材６０により供給される付勢力を減少させるかなくすことができる。

可撓性部材６０は付勢力を与えるが、この付勢力は第１の所定圧力レベルを設定するために較正可能である。可撓性部材６０の構成、特にそのばね率及び長さは、第２の所定圧力レベルを設定するように与えられる。

スイッチ７０は通報（２２）を行うことができる。ポペット４２を軸Ａに沿って移動させて、スイッチ７０を作動させるのが好ましい。スイッチ７０は、本体７２に関して固定した第１の接点と、可動接点７４とを備えることができる。本体７２はハウジング３０、例えば第１のハウジング３０ａに関し固定することが可能であり、ポペット４２を移動させると可動接点７４が本体７２に関して変位するためスイッチ７０が接続された電気回路が開閉される。一般的に、スイッチ７０は、可動接点７４を本体７２に関して変位するために、例えば５０グラムまたはそれ以下の最小の作動力を必要とするように選択される。

スイッチ７０の種々の実施例には、磁気近接スイッチ、圧電気接触センサーまたはポペット４２が所定位置へ移動したことまたはポペット４２がスイッチ７０を作動させる所定の力を加えていることを通報できる他の任意タイプの装置が含まれる。

図２Ｃは、燃料蒸気圧管理装置の別の実施例２０´を示す。図２Ａと比較して、燃料蒸気圧管理装置２０´は変形例としての第２のハウジング部分３０ｂ´及びポペット４２´を有する。それ以外は、燃料蒸気圧管理装置の２つの実施例２０及び２０´の同一部分を指示するために同一の参照番号を使用する。

第２のハウジング部分３０ｂ´は、チェンバ３１内に突出し軸Ａを取り囲む壁３００を有する。ポペット４２´は、軸Ａと取り囲む少なくとも１つの波形部分４２０を有する。壁３００と少なくとも１つの波形部分４２０とは、ポペット４２´が軸Ａに沿って移動する際波形部分４２０が壁３００を入れ子式に受容するダッシュポット構造が提供されるように相対的なサイズ及び配置が決定される。

壁３００と少なくとも１つの波形部分４２０とは、協働してチェンバ３１´内にサブチェンバ３１０を画定する。ポペット４２´が軸Ａに沿って移動すると、チェンバ３１´とサブチェンバ３１０との間で流体が移動する。この流体の移動はポペット４２´の共振を減衰させる効果がある。チェンバ３１´とサブチェンバ３１０との間で流体を移動させる専用の流れチャンネルを形成するために、計量開口（図示せず）を設けてもよい。

図２Ｃに示すように、ポペット４２´には、特にシール５０及び可撓性部材６０との境界領域に、ポペット４２´の剛性を増加させる別の波形部分を設けることが可能である。

通報（２２）は、第１のポート３６に第１の所定圧力レベルの真空状態が存在すると起こる。この通報（２２）時、ポペット４２とシール５０とは互いに係合して、第１のポート３６と第２のポート３８との間の流体の連通を阻止する。

第１のポート３６の真空により生じる力は、ポペット４２を第１のハウジング部分３０ａの方へ変位させる。この変位はシール５０の弾性変形による抵抗を受ける。大気圧に対して例えば１インチの水（２４８．８パスカル）の真空度のような第１の所定圧力レベルでは、ポペット４２の変位によりスイッチ７０が作動されて電気回路が開または閉になるが、この回路は電子制御ユニット７６によりモニターすることが可能である。真空状態が解消されると、第１の所定圧力レベルより高い第１のポート３６の圧力と、シール５０の弾性と、スイッチ７０に組み込まれた任意の可撓性復帰力との組み合わせにより、ポペット４２がスイッチ７０から離れる方向に押されるため、スイッチ７０がリセットされる。

通報（２２）時、ポペット４２に作用する合力は、第１のポート３６における真空力と、可撓性部材５０の付勢力とである。この合力により、ポペット４２は軸Ａに沿って移動し、シール５０を実質的に対称的な形状に変形させる位置に来る。ポペット４２とシール５０とのこの位置関係を図３Ａに略示する。詳述すると、ポペット４２はスイッチ７０に対してその極限位置まで移動しており、リップ５４はポペット４２によりほぼ均等に押圧されているため、好ましくはリップ５４とポペット４２との間に環状接触関係が存在する。

通報（２２）時、シール５０が変形するにつれて、リップ５４はポペット４２に沿って摺動し、ポペット４２上の異物を削り取って清浄機能を発揮する。

第１のポート３６の圧力がさらに低下すると、即ち、その圧力がスイッチ７０を作動させる第１の所定圧力レベル以下に低下すると、真空逃がし（２４）が起こる。第１の所定圧力レベル以下のある真空レベル、例えば大気圧に対して６インチの水（１４９２．８パスカル）の真空度では、シール５０に作用する真空によりリップ５４が変形して、少なくともその一部がポペット４２から離脱する。

真空逃がし時（２４）、少なくともその初期には、シール５０が非対称的形状に変形すると考えられる。ポペット４２とシール５０とのこの位置関係を図３Ｂに略示する。シール５０の弱い部分が変形を伝播し易くさせる。詳述すると、圧力が第１の所定圧力レベル以下に低下すると、シール５０に作用する真空力により、少なくとも最初に、リップ５４とポペット４２との間にギャップが生じる。即ち、リップ５４の一部がポペット４２から離脱するため、通報（２２）時にリップ５４とポペット４２との間にあった環状接触関係が破壊される。シール５０に作用する真空力は、流体、例えば、周囲の空気が第２のポート３８、リップ５４とポペット４２との間のギャップ、及び第１のポート３６を介してキャニスタ１８へ流入すると解放される。

真空逃がし（２４）時に生じる流体の流れは、リップ５４とポペット４２との間のギャップの大きさにより制限される。リップ５４とポペット４２との間のギャップの大きさは、第１の所定圧力レベルより低い圧力レベルと関係がある。従って、第１の所定圧力レベルよりわずかに低い圧力を解放するために小さいギャップが形成され、第１の所定圧力レベルよりかなり低い圧力を解放するために大きなギャップが形成される。このギャップの大きさの変化は、リップ５４の形状に従ってシール５０により自動的に行われるため、ポペット４２に対してシール５０が係合及び離脱を繰り返すことにより生じる脈流を防止すると考えられる。かかる脈流は、真空力が離脱時に瞬間的に解放された後シール５０がポペット４２と再係合して増加することにより生じる可能性がある。

図３Ｃを参照して、圧力吹出し（２６）は、第１のポート３６に第２の所定圧力レベルより高い正圧が発生すると起こる。例えば、圧力吹出し（２６）はタンク１２の燃料補給時に起こる可能性がある。圧力吹出し（２６）時、ポペット４２は可撓性部材６０の付勢力に抗して変位するため、リップ５６から離脱する。即ち、ポペット４２はリップ５４から完全に離脱するため、通報（２２）時に存在したリップ５４とポペット４２との間の環状接触関係が消滅する。ポペット４２がシール５０から離脱すると、リップ５４は変形前の状態になる。即ち、製造時の形状に戻る。第２の所定圧力レベルにある圧力は、流体がキャニスタ１８から第１のポート３６、リップ５４とポペット４２との間の空間、及び第２のポート３８を介して大気中に流れると、解放される。

圧力吹出し（２６）時に生じる流体の流れは、ポペット４２とリップ５４との間の空間により実質的に制限されない。即ち、ポペット４２とリップ５４との間の空間は第１のポート３６と第２のポート３８との間の流体の流れをほとんど制限しない。

燃料蒸気圧管理装置２０の動作により、少なくとも４つの利点が得られる。最初に、通報（２２）機能は、自然冷却時、例えばエンジンを切った後に真空度をモニターして漏洩検知診断を行う。第２に、真空逃がし（２４）機能は第１の所定圧力レベル以下の負圧を解放し、圧力吹出し（２６）機能は第２の所定圧力レベル以上の正圧を解放する。第３の利点として、真空逃がし（２４）機能は、燃料蒸気収集キャニスタ１８及び上部空間をフェイルセーフ式にパージする。そして、第４の利点として、圧力吹出し（２６）機能は、エンジンを切った任意の状況時の燃料タンク１２の圧力を調整することにより、燃料タンク１２の正圧の大きさを制限し、冷却による真空効果の発生を早める。

図４を参照すると、曲線２００は、エンジンを切った後の所与の時間内におけるスイッチ７０が閉じる頻度を示す。曲線２００は、エンジンを切った後の最初の２０分以内はスイッチが閉じる頻度は低く、また、スイッチが閉じるのはほとんどエンジンを切った後の９０分以内であることを示す。従って、エンジンを切った後の２０分以内に漏洩検知テストを終了させると、燃料系統１０に感知可能な漏洩が存在しないと指示された時に、大部分の漏洩事象を成功裏に検知することができない。即ち、２０分以内に漏洩検知テストを終了させると、燃料系統１０に感知可能な漏洩があるという多数の誤った指示が生じる。

２０分以内に漏洩検知テストを終了させる理由の１つは、テストに必要な電流消費が関連の内燃機関（図示せず）を始動させるバッテリー（図示せず）を消耗させるため、受け入れることが出来ないというものである。このように受け入れることができないバッテリーの消耗はエンジンを切った後生じるため、エンジンを再始動させる能力に悪影響を及ぼす恐れがある。電子制御ユニット７６と協働して燃料蒸気圧管理装置２０が行う漏洩検知テストは、バッテリーからの１００ミリアンペア未満の電流を必要とするにすぎないため、バッテリーの消耗は受け入れ不可のレベルではなく、燃料蒸気圧管理装置２０により２０分を超える期間にわたって漏洩検知テストを行うことができる。燃料蒸気圧管理装置２０が低電流消費であるのは、燃料系統１０に圧力をかける（正圧または負圧）に必要なポンプがないこと、また、流体制御要素を機械的に変位させるための電気機械式アクチュエータが不要であることに原因を求めることができる。

本発明をある特定の好ましい実施例に関連して説明したが、図示説明した実施例の多数の変形例及び設計変更が頭書の特許請求の範囲に規定される本発明の範囲から逸脱することなく可能である。従って、本発明はかかる実施例に限定されず、特許請求の範囲の文言及びその均等物により与えられる全範囲を享受するものである。

燃料蒸気圧管理装置を備えた好ましい実施例による燃料系統の概略図である。 図１に示す燃料蒸気圧管理装置の第１の断面図である。 図２Ａに示す燃料蒸気圧管理装置のシールを示す詳細図である。 図１に示す燃料蒸気圧管理装置の第２の断面図である。 図１に示す燃料蒸気圧管理装置の漏洩検知システムの概略図である。 図１の燃料蒸気圧管理装置の真空逃がしシステムの概略図である。 図１に示す燃料蒸気圧管理装置の圧力吹出しシステムの概略図である。 漏洩の検知に必要な時間を示すグラフである。

Claims (8)

1. 燃料蒸気圧管理装置であって、
   燃料蒸気収集キャニスタに結合可能な第１のポートと、通気用の第２のポートとを有するチェンバを画定するハウジングと、
   第１のポートと、第２のポートとの間の流体の流れを両ポート間の差圧だけにより制御する圧力作動装置とより成り、
   圧力作動装置は、
   ばねにより付勢され軸線に沿って移動可能であり、チェンバを第１のポートと流体連通関係にある第１の部分及び第２のポートと流体連通関係にある第２の部分の２つの部分に分離するポペットと、
   ポペットに係合するように構成されたシールとより成り、
   第１のポートが第２のポートに対して第１の所定圧力レベルより小さい負圧であれば、ポペットがシールと接触して該シールを対称的に変形させることにより第１のポートと第２のポートとの間の流体の連通を阻止し、
   第２のポートに対する第１のポートの負圧が第１の所定圧力レベルより大きくなると、ポペットがシールを非対称的に変形させ該シールとの間の接触関係を一部破壊することにより第２のポートから第１のポートへの流体の流れを許容し、
   第１のポートが第２のポートに対して第２の所定圧力レベルより大きい正圧であれば、ポペットがばねの付勢力に抗してシールとの間の接触関係から離脱することにより第１のポートから第２のポートへの流体の流れを許容することを特徴とする燃料蒸気圧管理装置。
2. シールは環状シールであり、ポペットが環状シールと環状接触関係になると第１のポートと第２のポートとの間の流体の連通が阻止される請求項１の燃料蒸気圧管理装置。
3. 圧力作動装置は、第２のポートに対する第１のポートの負圧が第１の所定圧力レベルをなると通報するスイッチを備えた請求項１の燃料蒸気圧管理装置。
4. 第１の所定圧力レベルは２４８．８パスカルの負圧である請求項１、２または３の燃料蒸気圧管理装置。
5. 内燃機関に燃料を供給する燃料系統であって、
   上部空間を有する燃料タンクと、
   上部空間と流体連通関係にある内燃機関の吸気マニホルドと、
   上部空間と流体連通関係にある燃料蒸気収集キャニスタと、
   第１の側が吸気マニホルドと流体連通関係にあり、第２の側が燃料蒸気収集キャニスタ及び上部空間と流体連通関係にあるパージ弁と、
   請求項１、２、３または４の燃料蒸気圧管理装置とより成る燃料系統。
6. 請求項１、２、３または４の燃料蒸気圧管理装置を用いて請求項５の燃料系統の真空状態を検知する方法。
7. 検知ステップは、大気圧に対する燃料蒸気収集キャニスタ内の負圧が第１の所定圧力レベルになるのを感知するステップより成る請求項５の方法。
8. 第１の所定圧力レベルは２４８．８パスカルである請求項５、６または７の方法。

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