(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
(a)燃料タンクからの第1蒸発ガス管路を蒸発ガス貯留装置に接続し、
(b)燃料蒸発ガスをエンジン空気入口へ流す第2蒸発ガス管路を前記蒸発ガス貯留装置に接続し、前記第2蒸発ガス管路に、電気的に作動される流量制御バルブを配置し、
(c) 前記電気的に作動される流量制御バルブと前記燃料タンクとの間の前記第2蒸発ガス管路に圧力リリーフバルブを配置し、該圧力リリーフバルブを通り抜けて流量を制限するブリードオリフィスを形成して、前記圧力リリーフバルブの閉弁時に、該圧力リリーフバルブを通して制限されたブリード流を許容し、
(d)前記圧力リリーフ弁を横切る差圧が所定レベルに達したとき、該圧力リリーフバルブを開弁し、
(e)前記電気的に作動される流量制御バルブを調整し、前記燃料タンクの圧力を検出して、この圧力を表す電気信号を発信し、
(f)前記圧力リリーフバルブを横切る差圧を検出して、流量対差圧の既知の値から流量を決定し、そして、
(g)前記燃料タンクの圧力を表す信号及び前記決定した流量から漏れを決定することを含む燃料タンク蒸発ガス排出抑止システムの漏れ検出方法。
【請求項２】
前記圧力リリーフバルブは、環状のバルブシートに対して閉弁可能な平板バルブ部材を有しており、前記ブリードオリフィスは、前記平板バルブ部材に形成されていることを特徴とする請求項1に記載の方法。
【請求項３】
前記圧力リリーフバルブは、環状のバルブシートに対して閉弁可能な平板バルブ部材を有し、前記平板バルブ部材をバネによって閉弁位置へ付勢することを含むことを特徴とする請求項1に記載の方法。
【請求項４】
前記差圧を検出するステップは、前記電気的に作動される流量制御バルブを前記燃料タンクの圧力に応じて制御することを含むことを特徴とする請求項1に記載の方法。
【請求項５】
前記差圧を検出するステップは、前記電気的に作動される流量制御バルブを調整して、前記燃料タンクを所定の圧力に維持することを含むことを特徴とする請求項1に記載の方法。
【請求項６】
前記第1蒸発ガス管路が接続された蒸発ガス貯留装置には、電気的に作動される大気通気バルブが接続されていることを特徴とする請求項1に記載の方法。
【請求項７】
前記燃料タンクの圧力を検出するステップは、前記大気通気バルブを閉弁することを含むことを特徴とする請求項6に記載の方法。
【請求項８】
(a)燃料タンクからの第1蒸発ガス管路を蒸発ガス貯留装置に接続し、大気通気バルブを前記蒸発ガス貯留装置に接続し、
(b)前記蒸発ガス貯留装置からの第2蒸発ガス管路を常閉の圧力応答バルブの入口に接続し、該圧力応答バルブは、これを横切る所定の差圧に応答して開弁し、バルブ内にブリード通路を形成して、閉弁時にこれを通してブリード流を許容し、
(c)前記圧力応答バルブの出口を流量制御バルブを介してエンジンの燃焼空気入口に接続し、
(d)前記大気通気バルブを閉じ、前記圧力応答バルブの入口及び出口に圧力センサを接続して、前記ブリード通路を通る流れによって生じる差圧を検出し、
(e)前記燃料タンクの圧力を検出して、その電気的な表示を出力し、
(f)前記流量制御弁を調整して、前記燃料タンクを所定の圧力にし、
(g)前記燃料タンクが所定の圧力にあるとき検出された前記差圧を読込み、該差圧に対する流量を決定し、そして、
(h)前記流量が一定の閾値を超えるかどうかを表示することを含む燃料タンク蒸発ガス排出抑止システムの漏れ検出方法。
【請求項９】
前記流量制御バルブは、電気的に作動される流量制御バルブであることを特徴とする請求項8に記載の方法。
【請求項１０】
前記差圧を圧力変換器によって検出し、該圧力変換器の出力に応答して前記電気的に作動される流量制御バルブを制御することを特徴とする請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
前記電気的に作動される流量制御弁は、ソレノイドによって作動される流量制御弁であることを特徴とする請求項9に記載の方法。
【請求項１２】
前記第2蒸発ガス管路を接続する前記圧力応答リリーフバルブは、バネ付勢されて環状のバルブシート上に閉弁可能な平坦なディスクバルブ部材を有していることを特徴とする請求項8に記載の方法。
【請求項１３】
前記ブリード通路は、前記平坦なディスクバルブ部材に形成したオリフィスを含むことを特徴とする請求項8に記載の方法。
【請求項１４】
(a)閉止可能な大気通気口を含み、蒸発ガスを受入れるために燃料タンクに接続される貯留装置と、
(b)前記燃料タンクからの燃料蒸発ガスを受入れるために前記貯留装置に接続される入口を有し、閉弁時にブリード流を許容するブリード通路を含む常閉の圧力応答リリーフバルブと、
(c)前記燃料タンクに接続されて、該燃料タンクの圧力を検出する圧力センサと、
(d)前記圧力応答リリーフバルブの出口からの蒸発ガスを受入れるために該出口に接続される入口及びエンジンの燃焼空気入口に接続される出口を有し、検出された前記燃料タンクの圧力に応答して制御される電気的に作動される流量制御バルブと、
(e)前記圧力応答リリーフバルブの入口と出口との間に接続される差圧センサと、
(f)前記大気通気口が閉止され、前記燃料タンクが一定の圧力であるときの前記差圧センサの出力から流量を計算する回路手段と、
(g)前記計算された流量が一定の閾値を超えたことを表示する手段とを備えている燃料タンクの蒸発ガス排出抑止装置の漏れ検出システム。
【請求項１５】
前記圧力センサは、検出された前記差圧を電気的に出力する圧力変換器を含むことを特徴とする請求項14に記載のシステム。
【請求項１６】
前記圧力応答リリーフバルブは、平坦なディスク状の可動バルブ部材を含んでいることを特徴とする請求項14に記載のシステム。
【請求項１７】
前記ブリード通路は、前記平坦なディスク状の可動バルブ部材に設けられたオリフィスからなることを特徴とする請求項16に記載のシステム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、車両燃料タンクからの蒸発ガスの排出を抑止するために利用されるシステムに関し、特に小型トラック及び乗用車に利用されるそのようなシステムに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
車載燃料の蒸発ガス排出抑止についての規制は、エンジンの運転停止中に燃料タンク通気システムからの蒸発ガスが貯留されること要求し、また、蒸発ガス排出抑止システムがその機能を継続するため、エンジン運転中には、貯留された蒸発ガスを浄化する必要がある。このため、車両の耐用年数にわたって排出抑止システムの部品の完全性を維持して、このシステムからの燃焼蒸発ガスの漏れを防止する必要がある。
【０００３】
図2に示されるように、従来、公知の燃料タンク蒸発ガス排出抑止システムは、燃料タンク2からの導管を通して蒸発ガスを受入れる貯留装置1を含み、この貯留装置1(キャニスタ1ともいう)は、電子制御ユニット5に接続された通気制御バルブ4によって開閉可能な浄化用大気入口3を有している。燃料タンク2は、タンクの内圧を検出して電気信号を電子制御ユニット5に供給するタンク圧センサ6を有している。
【０００４】
キャニスタ1は、蒸発ガス流を制御オリフィス8を介してオリフィス8の下流側の流量制御バルブ9に供給する蒸発ガス出口管路7を有し、流量制御バルブ9は、エンジン10の燃焼空気入口すなわち吸気マニホールドに接続される出口を有する。流量制御バルブ9は、電子制御ユニット5によって制御される電気的に作動されるバルブである。
【０００５】
電気的に作動される常開のバイパス制御バルブ11がオリフィス8をバイパスするように接続されており、このバイパス制御バルブ11も電子制御ユニット5によって制御される。差圧センサ12が接続されて、オリフィス8を横切る圧力降下を検出し、差圧センサ12は、電気入力信号を電子制御ユニット5に供給する。
【０００６】
漏れテストの実行動作において、電子制御ユニット5は、漏れテストが実行される前に、通気制御バルブ4及びバイパス制御バルブ11を閉じる必要がある。そして、流量制御バルブ9を調整して、タンク圧センサ6によって検出されるタンク内の圧力が所定のゲージ負圧すなわち真空となるようにし、差圧センサ12によって検出される圧力が読込まれる。そして、オリフィス8を通過する流量は、ルックアップテーブルによって決定することができ、この流量を閾値と比較して、この流量が閾値を超えているかどうかを決定し、これにより、漏れがあるかどうかを決定する。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
このように、上述した公知のシステムは、流量制御バルブ9の形をとった蒸発ガスマネージメントバルブだけでなく、電気的に制御される独立したバイパス制御バルブ11を必要とし、漏れテストを実行するために、これらを作動させる必要がある。これにより、この構造は、小型自動車を大量生産するコストを高くすることになっており、このため、燃料タンク蒸発ガス排出抑止システムおよびその漏れテストシステムを提供する、よりシンプルでコスト効率の高い方法が要求されている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、自動車に利用される燃料タンク蒸発ガス排出抑止システムの漏れ診断テストを実行するための低コスト、シンプルかつ信頼性の高いシステム及び方法を提供する。本発明の構造は、内部にブリードオリフィスが形成された圧力リリーフバルブを設け、この圧力リリーフバルブは、蒸発ガス貯留キャニスタから、エンジン燃焼空気入口への燃焼蒸発ガスの流量を制御する電気作動バルブへの管路に配置される。差圧センサは、閉弁時の圧力リリーフバルブを横切る圧力降下を検出するために配置され、また、タンク圧センサは、漏れテストのためのタンク圧力データを提供する。電子コントローラは、キャニスタへの大気入口バルブを閉じ、エンジン燃焼空気入口への蒸発ガスの流量を調整して、漏れテストを行うための所望のタンク圧力を提供する。そして、差圧センサは、圧力データをコントローラへ供給し、コントローラは、差圧値をルックアップテーブルにおける既知の流量に対する差圧値と比較することによってブリードオリフィスの流量を決定する。そして、この計算された流量が閾値と比較されて、漏れの有無が決定される。
【０００９】
このようにして、本発明は、流量測定オリフィスに対する独立した電気的に制御されるバイパス制御バルブの必要性を解消した独特で新規な漏れテストシステムを提供する。
【００１０】
【発明の実施の形態】
図1及び図3を参照して、本発明のシステムは、全体として符号20で示され、一般的にはフレキシブルホースである導管26(第1蒸発ガス管路)によって燃料タンク24に接続されるキャニスタ22の形をとった蒸発ガス貯留装置を有する。このキャニスタ22は、電気的に作動される締切りバルブ28(大気通気バルブ)を備えた大気入口を有し、この締切りバルブ28は、導線30に沿って参照符号32で示される電子制御ユニット(回路手段)(以下、ＥＣＵともいう)によって制御される。
【００１１】
キャニスタ22は、蒸発ガス出口管路34を有し、蒸発ガス出口通路34(第2蒸発ガス管路)は、全体として符号38で示される圧力応答バルブ(圧力リリーフバルブ)の入口36に接続される。圧力応答バルブ38は、その内部に形成された環状のバルブシート40を有し、このバルブシート40は、入口36に接続され、また、その内部に形成されたブリードオリフィス42を有する。可動バルブ部材44(平板バルブ部材)が、バルブシート40に対して位置決めされ、これに対してバネ46によって付勢されている。圧力応答バルブ38の出口は、導管48(第2蒸発ガス管路)によって、電気的に制御される流量制御バルブ50(例えばソレノイドバルブ)に接続され、流量制御バルブ50は、その出口が、フレキシブルホースとすることができる管路52(第2蒸発ガス管路)に沿って、参照符号54で示されるエンジンの燃焼空気入口に接続されている。流量制御バルブ50は、導線56に沿って、ＥＣＵ32から制御信号を受ける。
【００１２】
圧力タップ管路58が圧力応答バルブ38の入口36に接続され、圧力タップ管路58が差圧センサ60(圧力変換器)に接続され、また、差圧センサ60が圧力タップ管路62を介して圧力応答バルブ38の出口導管48に接続されている。差圧センサ60は、電気信号を導線64に沿ってＥＣＵ32に供給し、この電気信号は、圧力応答バルブ38の閉弁時に測定される圧力応答バルブ38を横切る差圧を表しており、これにより、ブリードオリフィス42を横切る圧力降下を検出する。
【００１３】
可動バルブ部材44は、圧力応答バルブ38を横切る差圧が一定の閾値を超えたとき、環状のバルブシート40から持上げられる。本発明の実施形態においては、10水柱インチ(254水柱ミリメートル)の差圧の閾値を設定することが望ましいことがわかっている。バルブ部材44の開弁位置は、図1において、破線の外形線によって示されている。
【００１４】
タンク圧センサ66は、導管68を介して燃料タンク22に接続されており、タンク圧センサ66は、電気出力信号を導線70に沿ってＥＣＵ32に供給する。
【００１５】
図4を参照すると、圧力応答バルブ38の他の構造が示されており、これは、入口36´がバルブシート40´に接続し、バルブシート40´に対向して位置決めされてバネ46´によって付勢されるバルブ部材44´(平坦なディスク状の可動バルブ部材)を有しており、バルブ部材44´には、これを貫通するブリードオリフィス42´が形成されるようになっている。
【００１６】
図3を参照すると、ＥＣＵ32の作動プログラムがブロックフローダイアグラムによって表されており、本システムは、ステップ72で起動すなわちスタートすると、ステップ74へ進んで、エンジンが運転中かどうかを質問し、運転されていなければ、ステップ76で適当な遅れをもって帰還する。
【００１７】
図3を参照して、エンジンが運転中であれば、診断システムが起動して、ステップ78へ進んで診断を実行し、ステップ80へ進んで大気通気バルブ28が閉弁される。そして、本システムは、ステップ82へ進み、流量制御バルブ50を調整して、ステップ84で読込むタンク圧力を0水柱インチに等しくする。そして、本システムは、ステップ86へ進み、タンク圧力が0水柱インチに維持されているかどうかを質問し、維持されていなければ、本システムはステップ82へ戻る。一方、タンク圧量が0水柱インチに安定していれば、本システムは、ステップ88に進んで差圧センサ60の出力ΔP0を読込む。
【００１８】
そして、本システムは、ステップ90へ進み、流量q対差圧ΔPのルックアップテーブルからΔP0に対する流量q0を計算するが、このテーブルは、図5に示す流量曲線から得たデータから作成することができる。
【００１９】
そして、本システムは、ステップ92へ進み、バルブ50を調整して、ステップ94で読込むタンク圧力を7水柱インチ(178水柱ミリメートル)に維持する。そして、本システムは、ステップ96へ進み、タンク圧力が7水柱インチ(178水柱ミリメートル)で安定しているかどうかを質問し、安定していなければ、本システムはステップ92へ戻る。
【００２０】
一方、ステップ96でタンク圧力が安定していれば、本システムは、ステップ98へ進み、差圧センサ60の出力する差圧ΔP1を読込み、ステップ100へ進んで、流量qとΔPの値が表されたルックアップテーブルからΔP1に対する流量q1を計算するが、このテーブルは、図5からの流量データによって生成することができる。
【００２１】
そして、本システムは、ステップ102へ進み、流量の差q1−q0が所定の最大流量差Δq maxより大きいかどうかを質問し、答えが肯定されれば、本システムは、ステップ104へ進んで、漏れ警報表示を発する。一方、流量の差q1−q0が所定の閾値Δq max以下であれば、本システムは、ステップ106へ進んで漏れなしを表示する。
【００２２】
7水柱インチ(178水柱ミリメートル)の値は、差圧センサ60が有意な信号出力を提供するのに好都合なように選択されたものであり、10水柱インチ(254水柱ミリメートル)を超えない他の値を選択できることが理解されるであろう。
【００２３】
このように、本発明は、燃料タンク蒸発ガス排出抑止システムが大気に漏れを生じているかどうかを決定するために、独特で新規な検出方法及び装置を提供し、また、本発明は、圧力応答バルブを利用し、この圧力応答バルブは、漏れテスト中においては、閉弁して、ブリードオリフィスが測定される流量を生じるようにするが、エンジンが運転されているときは、通常の蒸発ガス浄化機能のために開弁可能である。これにより、漏れテストが実行される前に作動させる必要がある電気的に作動される独立したバイパス制御バルブを省略することができる。
【００２４】
以上に、本発明について、図示された実施の形態に関連して説明してきたが、本発明は、修正及び変更が可能であり、特許請求の範囲によってのみ限定されることがわかるであろう。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を利用する燃料タンク蒸発ガス排出抑止システムの漏れテストシステムの概略図である。
【図２】従来の燃料タンク蒸発ガス排出抑止システムの漏れテストシステムの概略図である。
【図３】図1のシステムの電子制御ユニットによる制御のフローダイアグラムである。
【図４】図1のシステムの圧力リリーフバルブの他の実施形態の一部を拡大して示す図である。
【図５】ブリードオリフィスを横切って測定された圧力降下ΔPの関数としてプロットされた流量qの値を示すグラフ図である。
【符号の説明】
20  燃料タンク蒸発ガス排出抑止システム
22  キャニスタ
24  燃料タンク
28  大気通気バルブ
32  電子制御ユニット
38  圧力応答リリーフバルブ
50  流量制御弁
60  差圧センサ
54  エンジンの燃焼空気入口
66  タンク圧センサ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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