(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
一体型圧力管理システムであって、
内部チェンバと、内部チェンバに連通する第１ポート（４６）及び第２のポート（４８）と、信号チェンバ（４４ａ）と、第２のポート（４８）を信号チェンバ（４４ａ）に連通させる通路（５０、５２）とを有するハウジング（３０）、
内部チェンバを第１のポート（４６）と連通する第１の部分（４２）と、第２のポート（４８）と連通する第２の部分（４４）に分離し、第１の位置にある時は第１ポート（４６）と第２のポート（４８）の間を流体連通関係にし、第２の位置にある時は第１ポート（４６）と第２のポート（４８）の間の流体連通を阻止し、信号チェンバ（４４ａ）を内部チェンバの第１の部分（４２）から分離し、アーマチャー（７４）を有する圧力作動手段（３８、４０）、
第２のポート（４８）から信号チェンバ（４４ａ）へ伝達される負圧が第１の所定圧力レベルになるとそれに応答して変位する圧力作動手段により作動されるスイッチ（５８）、及び
アーマチャー（７４）に作動的に連携し、付勢されると圧力作動手段を第２の位置から第１の位置へ変位させるソレノイド（７２）より成る一体型圧力管理システム（２０）。
【請求項２】
圧力作動手段は、信号チェンバ（４４ａ）を内部チェンバの第２の部分（４４）から分離するダイアフラム（３８）と、ダイアフラム（３８）に作動的に連携する弁（４０）とより成り、ダイアフラム（３８）はスイッチ（５８）と作動的に連携し、弁（４０）は、第１の位置にある時は第１ポート（４６）と第２のポート（４８）の間を流体連通関係にし、第２の位置にある時は第１ポート（４６）と第２のポート（４８）の間の流体連通を阻止する請求項１の一体型圧力管理システム（２０）。
【請求項３】
圧力作動手段は、第２のポート（４８）から信号チェンバ（４４ａ）へ伝達される正圧が第２の所定圧力レベルより高くなるとそれに応答して第１の位置へ変位し、第２のポート（４８）から内部チェンバの第２の部分（４４）へ伝達される負圧が第１の所定圧力レベルより大きい第３の所定圧力レベルになるとそれに応答して第１の位置へ変位する請求項１の一体型圧力管理システム。
【請求項４】
第２のポート（４８）と連通する信号チェンバ（４４ａ）が負圧になるとそれに応答するダイアフラム（３８）の変位に抵抗する第１の可撓性部材（５４）をさらに備えた請求項２の一体型圧力管理システム。
【請求項５】
第１の可撓性部材（５４）の付勢力を較正する調整手段（５６）をさらに備えた請求項４の一体型圧力管理システム。
【請求項６】
スイッチ（５８）はハウジング（３０）に設けられている請求項３の一体型圧力管理システム。
【請求項７】
ソレノイド（７２）は、第１と第２の位置の間の弁（４０）の変位方向に対して横断する方向に延びる鉄心（７８）を有する請求項１の一体型圧力管理システム。
【請求項８】
第２のポート（４８）を信号チェンバ（４４ａ）に連通させる通路（５０、５２）はハウジング（３０）を貫通するように設けられている請求項１の一体型圧力管理システム。
【請求項９】
第２のポート（４８）を信号チェンバ（４４ａ）に連通させる通路は少なくとも一部がハウジング（３０）とソレノイド（７２）の間の空間により画定される請求項１の一体型圧力管理システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の分野】
本発明は、燃料系統の圧力を管理し漏洩を検知する一体型圧力管理システムに関する。本発明はまた、燃料タンクのヘッド空間、ヘッド空間から揮発性燃料蒸気を収集するキャニスタ、パージ弁及びこれら全てに付随するホースにおける漏洩診断を行う一体形圧力管理システムに関する。
【０００２】
【発明の背景】
車両の従来型圧力管理システムでは、燃料タンクから逃げる燃料蒸気はキャニスタに貯えられる。燃料タンク、キャニスタまたは蒸気処理システムの他の任意のコンポーネントに漏洩があれば、燃料蒸気の一部は、キャニスタに貯えられずに、漏洩箇所から大気中に逃げることができる。従って、漏洩を検知することが望ましい。
【０００３】
かかる従来型圧力管理システムでは、エンジンが停止されるとすぐに、過剰な燃料蒸気が蓄積されるため、燃料蒸気管理システムに正圧が発生する。このため、過剰な燃料蒸気を、キャニスタを通した後に、排出するか吹き出すようにして、燃料蒸気管理システムが真空状態になるのを容易にするのが望ましい。同様に、タンクの燃料補給時、空気が高い流量でタンクから排出されるようにして、正圧を解放するのが望ましい。これは通常、車両上の燃料補給蒸気の回収（ＯＲＶＲ）と呼ばれる。
【０００４】
【発明の概要】
本発明によると、センサーまたはスイッチは、所定の圧力の存在を通報する。さらに詳しくは、センサー／スイッチは、所定の真空状態の存在を通報する。本明細書で用いる用語「圧力」は、周囲の大気圧に関して測定されるものである。従って、正圧は周囲の大気圧力よりも高い圧力を意味し、負圧または「真空」は周囲の大気圧よりも低い圧力のことを言う。
【０００５】
本発明は、一体型圧力管理システムであって、 内部チェンバと、内部チェンバに連通する第１ポート及び第２のポートと、信号チェンバと、第２のポートを信号チェンバに連通させる通路とを有するハウジング、内部チェンバを第１のポートと連通する第１の部分と、第２のポートと連通する第２の部分に分離し、第１の位置にある時は第１ポートと第２のポートの間を流体連通関係にし、第２の位置にある時は第１ポートと第２のポートの間の流体連通を阻止し、信号チェンバを内部チェンバの第１の部分から分離し、アーマチャーを有する圧力作動手段、第２のポートから信号チェンバへ伝達される負圧が第１の所定圧力レベルになるとそれに応答して変位する圧力作動手段により作動されるスイッチ、及びアーマチャーに作動的に連携し、付勢されると圧力作動手段を第２の位置から第１の位置へ変位させるソレノイドより成る一体型圧力管理システムを提供する。
【０００６】
【好ましい実施例の詳細な説明】
図１を参照して、例えば、エンジン（図示せず）のための燃料系統１０は、燃料タンク１２、エンジン吸気マニホルドのような真空源１４、パージ弁１６、チャコールキャニスタ１８及び一体型管理システム（ＩＰＭＡ）２０より成る。
ＩＰＭＡ２０は、第１の所定圧力（真空）の存在の通報２２、第１の所定圧力より低いレベルでの圧力の解放２４、第２の圧力より高いレベルでの圧力の解放２６、及びチャコールキャニスタ１８と周囲の大気圧Ａとの間の制御接続２８とを含む複数の機能を実行する。
【０００７】
例えば、エンジンを切った後の燃料系統１０の冷却が進むにつれて、タンク１２及びチャコールキャニスタ１８内が真空になる。真空が第１の所定圧力レベルになれば、これは、燃料系統１０の健全性が満足すべきものであると言うことである。従って、通報プロセス２２は、燃料系統１０が健全であること、即ち、漏洩がないことを指示する。その後、圧力が第１の所定圧力より低いレベルになると、圧力解放プロセス２４により圧力が解放されて燃料タンク１２の健全性を保護する。即ち、燃料系統１０の真空により燃料タンク１２がつぶれることがない。この圧力解放プロセス２４はまた、汚れた空気が燃料タンク１２に引き込まれるのを防止する。
【０００８】
エンジンを切った直後、圧力解放プロセス２６により圧力が解放されるため、燃料の蒸発により生じる過大な圧力が解消し、冷却時における所望の真空状態の発生が容易になる。圧力解消の間、燃料系統１０内の空気が解放されるが、燃料分子は保持される。同様に、燃料タンク１２の燃料補給時、圧力解放プロセス２６は、空気が大きな流量で燃料タンク１２から出るのを許容する。
【０００９】
エンジンが作動中、プロセス２８によりキャニスタ１８が周囲の空気Ａと制御接続されるため、浄化流の確認及び通報プロセス２２の性能の確認が可能となる。エンジンが切られている間、この制御接続プロセス２８により、エンジンのコンピュータは冷却時に発生する真空状態をモニターすることができる。
図２は、チャコールキャニスタ１８に取付けたＩＰＭＡ２０の第１の実施例を示す。ＩＰＭＡ２０のハウジング３０は、差込み式取付け手段３２によりチャコールキャニスタ１８の本体に装着可能である。チャコールキャニスタ１８とＩＰＭＡ２０との間には、シール３４が介在する。この取付け手段３２は、スナップ式フィンガー３３と協働して、ＩＰＭＡ２０を現場で容易に修理できるようにする。もちろん、ＩＰＭＡ２０と本体１８との間の装着固定手段として図示の差込み式手段３２の代わりに種々のタイプのものを用いることが可能であるが、その例として、螺着式、嵌合入れ子式などがある。別の方法として、本体１８とハウジング３０とを共通の同質材料から一体的に形成するか、例えば接着剤により永続的に接合するか、もしくは、パイプまたは可撓性ホースのような中間部材を介して相互接続することができる。
【００１０】
ハウジング３０は、主要部ａと、ハウジングカバー３０ｂ、３０ｂとを組み合わせたものでよい。２つのハウジングカバー３０ｂ、３０ｃを図示したが、ハウジングの部品数を最小限に抑えて、密封の必要なハウジング部品間の漏洩する可能性のある部分の数を減らすのが望ましい。ハウジングカバーの数を最小限に抑えられるか否かは、一般的に、ハウジング主要部３０ａの流体流路の構成及びその流路のポートを介してＩＰＭＡ２０の必要なコンポーネントを組立てる製造効率に依存する。ハウジング３０のさらに別の特徴及びコンポーネントの組立てについては、以下においてさらに詳しく説明する。
【００１１】
通報プロセス２２は、チャコールキャニスタ１８内の真空が第１の所定圧力レベルになると起こる。圧力作動装置３６は、ハウジング３０の内部チェンバを分離している。弁４０に作動的に相互接続されたダイアフラム３８より成る圧力作動装置３６は、ハウジング３０の内部チェンバを上部４２と下部４４とに分離する。上部４２は、第１のポート４６を介して周囲の大気圧と流体連通関係にある。下部４４は、ハウジング３０とチャコールキャニスタ１８との間の第２のポート４８と流体連通関係にある。下部４４はまた、第１の信号通路５０及び第２の信号通路５２を介して別個の部分または信号チェンバ４４ａと流体連通関係にある。第１の信号通路の開口をチャコールキャニスタ１８の方へ向けると、下部４４と部分４４ａとの間に流体連通関係を形成する予想しなかった利点が得られる。第２の信号通路５２のためのハウジング部分３０ａ、３０ｂ間の密封は、第２の信号通路５２が貫通するダイアフラム３８の突出部３８ａにより行うことができる。枝路５２ａは、ダイアフラム３８の密封ビードを介して別個の部分４４ａと流体連通関係を形成する。ゴム栓５０ａは、ハウジング部分３０ａを成形した後、装着する。別個の部分４４ａが真空になると発生する力は、ダイアフラム３８をハウジング部分３０ｂの方へ変位させる。この変位は、例えば板ばねのような可撓性部材５４による抵抗を受ける。可撓性部材５４の付勢力は、真空度が、例えば１インチの水の大きさの所望のレベルになると、回路板６０上に装着可能なスイッチ５８が押圧されるように、較正ねじ５６により調整することができる。このプリント回路板は、中間のリードフレーム６２を介して、ハウジング３０ｂにより支持された出口端子６４に電気接続されている。Ｏリング６６は、ハウジング部分３０ｃをハウジング３０ａに対して密封する。真空が解放されると、即ち、ハウジング部分４４、４４ａの圧力が上昇すると、可撓性部材５４はダイアフラム３８をスイッチ５８から離隔する方へ移動させ、スイッチ５８をリセットする。
【００１２】
圧力解放プロセス２４は、ハウジング部分４４、４４ａの真空が増加すると、即ち、圧力がスイッチ５８を作動する較正レベルよりもさらに減少すると、起こる。チャコールキャニスタ１８と下部４４とに存在する真空状態は、上部４２が常に周囲の大気圧Ａかそれに近い圧力であるため、弁４０に対して継続的に作用する。真空度が第１の所定レベルよりさらに低い或るレベル、例えば、６インチの水のレベルになると、第２の可撓性部材６８の抵抗が克服され、弁４０がリップシール７０から離隔する方向に変位する。弁４０はこのように変位して閉位置から開位置へ移動するため、周囲の空気が上部４２を介して下部４４内に流入する。即ち、弁４０が開くと、第１のポート４６と第２のポート４８とが流体連通関係となる。このようにして、燃料系統１０内の真空を調整することができる。
【００１３】
同様に、弁４０を閉位置から開位置へ変位させる制御接続プロセス２８は、ソレノイド７２により可能となる。休止状態で、第２の可撓性部材６８は弁４０を閉位置へ変位させている。弁４０に固着可能な鉄のアーマチャー７４は、大きな磁束密度、従って大きい誘引力を発生するテイパー付きの先端部を備えている。コイル７６は、Ｏリング８０によりチャコールキャニスタ１８から隔離された中実の鉄心７８を取り囲んでいる。磁束通路は、磁束をアーマチャー７４の方へ集中させる鉄のストラップ８２により完成する。コイル７６を付勢すると、磁束が発生して、弁４０を鉄心７８の方へ誘引する。アーマチャー７４は、第２の可撓性部材６８の内部にあるチューブ８４により鉄心７８に接触できず、そのため、磁気ロックアップが阻止される。ソレノイド７２が弁４０を開位置に維持するために必要な電力は非常にわずかであるため、電力をパルス幅変調により元の電力の１０％程度に減少することができる。コイル７６を脱勢すると、第２の可撓性部材６８が、アーマチャー７４及び弁４０を常閉位置に押圧する。
【００１４】
圧力解放プロセス２６は、下部４４が正圧、例えばタンク１２に燃料補給する時に起こる。詳述すると、弁４０は、開位置に変位して、燃料タンク１２から空気が逃げるための非常に狭い通路を形成する。チャコールキャニスタ１８、従って下部４４が周囲の大気圧よりも高い正圧になると、第１の信号通路５０及び第２の信号通路５２がこの正圧を別個の部分４４ａに伝達する。この正圧により、ダイアフラム３８は弁４０の方へ下方に変位する。ダイアフラムピン３９がダイアフラム３８の変位を弁４０に伝達するため、弁４０はリップシール７０が開いた開位置に変位する。従って、燃料補給によるチャコールキャニスタ１８内の圧力は、下部４４、リップシール７０、上部４２及び第２のポート４６を介して逃げることができる。
【００１５】
圧力解放プロセス２６は、エンジンが切られた時の任意の状況における燃料タンク１２内の圧力の調整に役立つ。燃料タンク１２内の正圧の大きさを制限することにより、冷却による真空効果が早く起こる。
【００１６】
図３は、図２の第１の実施例とほぼ同じである本発明の第２の実施例を示すが、この実施例は、第１及び第２の信号通路５０、５２がなく、図２に示す第２の信号通路５２が突出部３８ａを貫通するのを同様に、中間のリードフレーム６２がダイアフラムの突出部３８ｂを貫通する点で相違する。下部４４からの信号は、ソレノイド７２とハウジング３０との間の空間、中間のリードフレーム６２とハウジング３０との間の空間及び突出部３８ｂの貫通部分を延びる通路により、別個の部分４４ａへ送られる。
【００１７】
本発明は、以下に述べるような多数の利点を有する：
第１の所定圧力値より高い正圧を解放し、第２の所定圧力値よりも低い真空圧を解放する；
自然冷却時、例えば、エンジンを切った後、本発明の装置を開位置にして真空をモニターすることより、漏洩検知のための診断が可能となる；
エンジンの作動時本発明の装置を開位置に駆動すると、浄化流及びスイッチ／センサー機能を確認できる；
弁が閉位置でソレノイドが故障した場合、真空の解放により浄化流系統のファイルセイフ動作が可能となる；
センサー／スイッチ、弁、ソレノイドの単一のユニットへの一体的な実装により、電気コネクタの数が減少し、系統の漏洩点、即ち開口が生じる可能性が少なくなるためシステムの健全性が改善される。
【００１８】
さらに、プリント回路板６０をハウジング３０内に配置するため、スイッチ５８及びソレノイド７２の動作を従来のワイヤーハーネス（図示せず）を介して従来のエンジン制御ユニット（ＥＣＵ図示せず）と一体化することができる。かくして、漏洩検知及び圧力解放の利点を備えた本発明の装置を、ＥＣＵのアルゴリズムを変更することなく、またＩＰＭＡ２０とＥＣＵとの間に電気的接続部、即ちワイヤーをさらに追加することなしに車両に装備することができる。
本発明をある特定の好ましい実施例について説明したが、頭書の特許請求の範囲及びそれらの均等物により規定される本発明の範囲から逸脱することなく多数の変形例及び設計変更が可能である。従って、本発明は、図示説明した実施例に限定されず、特許請求の範囲の文言により規定される全範囲を享受するものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】  図１は、本発明の一体型圧力管理システムの動作を示す概略図である。
【図２】  図２は、本発明の一体型圧力管理システムの第１の実施例を示す断面図である。
【図３】  図３は、本発明の一体型圧力管理システムの第２の実施例を示す断面図である。
【図１】
0003805680.tif 000002
【図２】
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【図３】
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