JPH04314928A - タンク通気装置とその気密性を検査する方法 - Google Patents

タンク通気装置とその気密性を検査する方法

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JPH04314928A
JPH04314928A JP3326274A JP32627491A JPH04314928A JP H04314928 A JPH04314928 A JP H04314928A JP 3326274 A JP3326274 A JP 3326274A JP 32627491 A JP32627491 A JP 32627491A JP H04314928 A JPH04314928 A JP H04314928A
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tank
valve
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adsorption filter
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シュタインブレナー ウルリッヒ
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    • B60K15/03Fuel tanks
    • B60K15/035Fuel tanks characterised by venting means
    • B60K15/03504Fuel tanks characterised by venting means adapted to avoid loss of fuel or fuel vapour, e.g. with vapour recovery systems

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  • Supplying Secondary Fuel Or The Like To Fuel, Air Or Fuel-Air Mixtures (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、自動車のタンク通気装
置とその気密性を検査する方法に関するものである。
【0002】タンク通気装置に逆止め弁を設けることが
知られている。以下においては、タンク内が過圧になっ
たときに開放する逆止め弁を過圧弁といい、タンク内が
負圧になったときに開放する逆止め弁を負圧弁という。
【0003】
【従来の技術】最も簡単に形成されたタンク通気装置に
おいては、タンクとタンク通気弁との間には換気導管を
有する活性炭フィルタしか設けられていない。タンクと
活性炭フィルタの間にさらに弁を配置する場合には、タ
ンク内に過圧が形成され、それによって燃料の蒸発が減
少される。この種の装置は、例えばUS−A−4872
439に記載されている。同装置においては遮断弁と、
それに並列に配置された過圧弁及び負圧弁がタンクと活
性炭フィルタの間に設けられている。
【0004】タンク通気装置が通常圧力用に形成されて
いるか、あるいは過圧用に形成されているかには関係な
く、種々の国において装置の気密性を監視すべきである
ことが規定されている。CARB(カリフォルニア環境
庁)の提案によれば、タンク通気弁が開放されていると
きにラムダ制御器が操作信号を希薄化方向へ変化させる
べきかどうかを検査することによって気密性の検査が行
われる。この提案においては、装置が気密である場合に
は、タンク通気弁が開放された場合には燃料は装置から
吸引されるはずであるとしている。それによって内燃機
関によって吸引された空気が燃料により濃厚化された場
合には、所定のラムダ値を得るためには、本来の燃料供
給装置を介して供給される燃料を少なくしなければなら
ない。そのためにラムダ制御器は操作信号を希薄化方向
へ変化させなければならない。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかし燃料蒸気が全く
タンク通気装置から供給されない場合がしばしば発生す
るという問題がある。これは特に、タンク内にある燃料
がその前に行われた高温度での駆動によってすべての沸
騰成分をほぼ失ってしまった場合、あるいは燃料が外気
温によりまたは空調装置による冷却によって冷却されて
いる場合に問題となる。こうした場合には、タンク通気
弁が開放した時にラムダ制御による希薄化補正が必要に
ならず、それによって上述の方法を用いた場合には、装
置の気密度を知ることができないにもかかわらず、装置
が気密でないと判断されてしまうことになる。
【0006】従って本発明の課題は、タンク通気弁開放
時希薄化補正が必要であるかどうかの判断を実際にタン
ク通気装置から燃料蒸気が供給されることがほぼ確実と
推定される場合にのみ行なうようにすることである。
【0007】
【課題を解決するための手段】上述の課題を解決するた
めに、本発明のタンク通気装置は、タンクと、吸着フィ
ルタと、タンク通気弁と、これらそれぞれの部分を次の
部分に接続する接続装置と、タンク通気弁を駆動して閉
鎖あるいは開放させる制御装置と、タンク内の圧力と周
囲圧力との圧力差を測定する圧力差センサと、圧力差の
時間積分を形成する積分装置を有する。
【0008】また、タンクと、吸着フィルタと、タンク
通気弁と、これらそれぞれの部分を次の部分に接続する
接続装置とを有する自動車のタンク通気装置の気密性を
検査する本発明の方法は、タンク通気弁が閉鎖され、タ
ンク内の圧力とタンクから吸着フィルタへ至る導管の端
部の圧力との圧力差が検出され、前記圧力差の時間積分
が形成され、その場合積分期間は、タンクと吸着フィル
タ間で燃料蒸気の交換が行われる期間であって、その時
間積分が交換される燃料蒸気量を表す量となり、上述の
時間積分が所定の値を越えた場合に、タンク通気弁が開
放され、タンク通気弁開放時ラムダ制御器が希薄化方向
へ燃料供給を補正しなければならないかどうかが調べら
れ、そうである場合には希薄化補正信号が出力され、こ
の希薄化補正信号が装置の気密性の判断基準として用い
られることを特徴とする。
【0009】
【作用】装置の構造を簡単にするために、好ましくは上
述の圧力差を求める場合吸着フィルタ内の圧力を周囲圧
力で代用する。それによってタンクと活性炭フィルタ間
で交換される燃料蒸気量を求める際に大きな誤りは発生
しない。しかも吸着フィルタへの接続管なしで圧力差セ
ンサを直接タンクに取り付けることができる、という利
点が得られる。
【0010】本装置と本方法によれば、冒頭で述べた誤
りを防止することができる。すなわち装置が気密でない
場合だけでなく、燃料が気化できない場合にも希薄化補
正は必要でなくなるが、タンク通気弁が開放したときに
希薄化補正が必要でない場合には、装置が気密でないと
必然的に結論づけることができる。タンクと吸着フィル
タ間で交換される燃料蒸気量を表す量となる上述の時間
積分値を形成する積分装置が設けられることによって、
タンク通気弁が開放した時にラムダ制御器の希薄化補正
が期待されるかどうかを、常に予測することができる。
【0011】時間積分を具体的にどのように行うかにつ
いては、タンク通気装置の構成に関係する。特に2つの
実施例のタンク通気装置、すなわちタンクと吸着フィル
タは直接互いに接続され、場合によっては絞りは存在す
るが、弁は有しないタンク通気装置と、タンクと吸着フ
ィルタは電気的に制御可能な遮断弁を介して互いに結合
されている装置が考えられる。
【0012】タンクと吸着フィルタが直接接続されてい
る場合には、これら2つの部分の圧力のそれぞれの差(
ないしは補助的にタンク内の圧力と周囲圧力とのそれぞ
れの差)は、蒸気交換量に相当する。従ってタンク通気
弁の閉鎖の時点から時間積分が継続して形成される。 それに対してタンクと吸着フィルタの間に遮断弁が設け
られている場合には、燃料蒸気の交換を検出する時間積
分は、遮断弁が開放する期間だけ行わなければならない
。遮断弁が電気的に駆動可能な遮断弁である場合には、
積分期間は簡単に検出することができる。というのはこ
の期間は遮断弁が開放するように駆動されている期間に
相当するからである。
【0013】特に大きな確実性で誤診断を防止すること
ができるようにするために、本発明方法によれば診断は
、タンク通気弁が比較的長い時間にわたって開放されて
おり、かつ測定された圧力に基づき余りに多い燃料が吸
着フィルタに供給されることはなく、それによって吸着
フィルタがかなり回復されていることが検出された期間
が経過した後に、初めて行われる。その後に診断が行わ
れ、ラムダ制御器の希薄化補正が検出された場合には、
その補正は診断の開始時に吸着フィルタ内にすでに収集
されていた燃料蒸気によってもたらされたものではない
ことが確実になる。この処置を設けない場合には、装置
が例えば給油後にタンクがきちっと締まっていないこと
などによって、気密でなくなっている場合に、まず装置
が気密であると判断される可能性が発生する。しかし、
次の診断の際にすでに、気密でないことが検出される確
率が高い。というのは、前回のシーケンスの際に吸着フ
ィルタは洗浄されているからである。
【0014】好ましくは診断の処理の際にアイドリング
期間あるいは空気流量がしきい値以下のエンジン駆動の
際にタンク通気弁の開放が行われる。というのは、この
運転状態においては吸入される空気を介して燃料蒸気が
さらに供給されることが大きくなるので、ラムダ制御器
の希薄化補正が特に確実に検出されるからである。従っ
て時間積分が所定の値に達するとタンク通気弁が開放さ
れるということは、タンク通気弁は所定の値に達したと
き必ず開放されなければならないことを意味するもので
はない。むしろ、アイドリング状態が発生するまで待機
される。しかし、待機時間内に吸着フィルタを飽和させ
るほど多くの燃料蒸気が吸着フィルタに吸着されるほど
長く待つことはできない。従って好ましくは時間積分の
第1の値に達したときからタンク通気弁の開放を意図し
、特に適した条件が発生した場合にそれを開放する。 しかし時間積分がさらに高い値に達して、吸着フィルタ
が間もなく飽和してしまう危険がある場合には、タンク
通気弁を強制的に開放する。
【0015】本発明のタンク通気装置に設けられた差圧
センサからの信号を、上述の検査とは異なる試験のため
に使用することができる。すなわち、センサ信号が比較
的長い期間にわたって、例えば15から30分差圧の変
化を示さない場合には、タンクの蓋か、あるいはタンク
通気装置の他の部分かわからないが、タンクが開放して
いるか、あるいは圧力センサへの接続導管が詰まってい
ると考えられる。
【0016】タンク通気装置が給油時に蒸気を吸着する
ように形成されている車両(On Board vap
our recovery system)の場合には
、タンクから吸着フィルタへ蒸気を勢いよく流すことが
必要である。この装置は好ましくは遮断弁なしで駆動さ
れ、本発明の診断は最も好ましくは給油の間に行われる
。それに対して他の装置においては、好ましくはエンジ
ンが回転しているときに測定が行われ、タンクと吸着フ
ィルタとの接続管内に遮断弁あるいは少なくとも絞りを
接続して、時間的な差圧積分から蒸気の流量を確実に検
出するに十分な大きさの差圧が得られるように構成され
る。
【0017】タンクから吸着フィルタへの燃料蒸気の流
れについては、最終的にはこれらの2つの部分間の接続
部の始端と終端間の圧力差が重要である。特に好ましい
実施例によれば、この圧力差を求めるために圧力差を直
接測定するのではなく、タンク内の圧力と周囲圧力との
圧力差を用いて測定が行なわれる。この方法の基礎とな
るのは、導管が吸着フィルタに入る端部の圧力は周囲圧
力とフィルタの流れ特性に関係することである。実験室
において、各タンク通気装置について「タンク/周囲」
の圧力差と、「タンク/フィルタに入る導管端部の圧力
」の圧力差との関係が求めらる。この関係は公式として
示すことができ、あるいはテーブルに格納し、それによ
り装置を実際に駆動するとき本発明により圧力差を時間
積分する場合正確な圧力を簡単かつ迅速に検出すること
ができるようになる。圧力差の関係を公式あるいはテー
ブルにする代わりに、タンク/周囲の圧力差と単位時間
当りに流れる燃料蒸気量との関係を直接示す公式あるい
はテーブルを格納することも可能である。
【0018】
【実施例】図1に示すタンク通気装置は次のような構成
、すなわち、タンク10、絞り11、吸着フィルタとし
て機能する活性炭フィルタ12、内燃機関16に至る吸
気管15に連通するタンク通気弁14を有する。タンク
通気装置の上述の部分は上述の順序で接続装置を介して
互いに接続されている。タンク通気装置を制御するため
に、制御装置17が設けられており、制御装置には差圧
センサ18からの圧力差信号と内燃機関16の排気系1
9に配置されたラムダセンサ20からのラムダ信号が供
給される。
【0019】圧力差センサ18は本実施例においては、
タンク10に設けられており、タンク内の圧力と周囲圧
力との差を測定する。差圧センサ18は、タンク10と
活性炭フィルタ12間で交換される燃料蒸気の量を検出
するために用いられる。そのために、センサは本来はタ
ンク内の圧力と活性炭フィルタ12内の圧力との差を測
定しなければならない。しかし、活性炭フィルタ内の圧
力を周囲圧力で代用しても、上述の交換された燃料蒸気
量を検出する場合には著しい誤差は発生しない。このよ
うな構成では、このように代用することによって、差圧
センサ18と活性炭フィルタ12間の接続パイプが不要
になるという利点が得られる。
【0020】制御装置17は、特にタンク通気弁14と
燃料供給装置22に信号を出力する。
【0021】上述のタンク装置の気密性を検査する方法
を、図3を参照して説明する。
【0022】図3に示す方法が開始された後、すなわち
装置を検査すべきかどうかを決定した後に、ステップs
1においてタンク通気弁14(TEV)を閉鎖する。タ
ンク通気弁の閉鎖と同時に時点TALTと積分値IDP
をそれぞれゼロにセットする。
【0023】マーク「A」を介してステップs2に進み
、ステップs2においてタンク内の圧力PTと周囲圧力
PATMの圧力差DPが測定される。次に実際の時点T
が検出され(ステップs3)、今回の時点とステップs
2とs3を通過したときの前回の期間ΔTが形成される
。次に圧力差の時間積分が形成される(ステップs4)
。すなわち値IDP=IDP+ΔT×DPが形成される
。この時間積分は制御装置17内の積分装置24によっ
て形成される。さらに、TALTの値がTの値にセット
される。ステップs2からs4の後にマーク「B」が続
く。
【0024】マーク「A」とマーク「B」間のそれぞれ
の処理の流れは、タンク通気装置のタンク10と活性炭
フィルタ12間の構成に関係する。すでに説明したよう
に、ステップs2からs4は図1に示す構成に該当する
ものである。
【0025】マーク「B」に続いてステップs5におい
て、積分値IDPが所定の積分しきい値IDPSWより
大きいかどうかが判断される。そうでない場合には、処
理はマーク「A」から再開される。他の場合には、希薄
化補正が信頼性をもって検出できる運転状態、すなわち
特にアイドリング状態あるいは空気流量の少ない運転状
態が存在するかどうかが判断される(ステップs5z)
。このような運転状態が存在する場合(あるいは図示の
処理には示されていないが、活性炭フィルタが飽和の惧
れがあるので回復されなければならない場合)に初めて
、タンク通気弁が開放され(ステップs6)、制御装置
17内に設けられたラムダ閉ループ制御器の操作信号が
検出される(ステップs7)。ステップs8においては
、操作信号が、タンク通気弁を開放した結果希薄化補正
が必要になったことを示しているかどうかが判断される
。そうである場合には、そのまま診断方法の終了に達す
る。そうでない場合には、ステップs9において故障表
示「装置が気密でない」が出力される。この故障表示は
故障診断メモリに格納される。さらに、音響的あるいは
光学的な表示信号を出力させることもできる。
【0026】この診断手続きにおいて問題となるのは、
差圧センサ18が差圧を示さないことである。このこと
は、タンク10内で燃料が気化していないか、あるいは
タンクが気密でないこと、特にタンクがきちっと締まっ
ていないことによって生じる。これらの場合を互いに区
別できるようにするためには、差圧センサ18の信号の
変化を比較的長い期間、例えば15分から30分にわた
って、あるいは比較的長い走行距離、例えば10から2
0kmにわたって監視することが考えられる。この期間
に、所定の範囲を外れる変化が発生しない場合には、タ
ンクが気密でないか、あるいは差圧センサが故障してい
ると見ることができる。
【0027】図1に示す実施例においては、タンク10
と活性炭フィルタ12の間には絞り装置11が設けられ
ている。それによって、活性炭フィルタの流れ抵抗の他
に他の流れ抵抗が存在するので、蒸気流が少ない場合で
も、周囲に対する測定を行う差圧センサ18は活性炭フ
ィルタへの流量に関する確実な信号を供給することがで
きる。絞りをどの位の強さにし、あるいは絞りをそもそ
も設けるべきかあるいは設けないで済むかということは
、タンク通気装置の全体寸法に関係する。絞りは、燃料
蒸気の流れを強く制限し過ぎてしまい、燃料が著しく蒸
発した場合にタンク内の圧力が増大して、タンクが損傷
する危険が発生し、あるいはタンクの損傷を防止するた
めに過圧弁が大気へ開放するようになってはならない。
【0028】図2に一部が示されている第2の実施例に
よるタンク通気装置は、第1の実施例とは異なり、タン
ク10と活性炭フィルタ12間には絞り11の代わりに
遮断弁25が設けられている。図示のIとIIの線の外
側部分にある他の構成は、図1に示す実施例の場合と同
様である。
【0029】第2の実施例においては、差圧センサ18
の圧力差信号は二重に利用される。すなわち上述の時間
積分を形成するためと、遮断弁25の駆動に用いられる
。すなわち、この遮断弁はタンク10内の過圧が所定の
値を越えた場合には、常に開放される。従ってタンク内
に過圧を形成することができ、その場合直ちに燃料蒸気
が活性炭フィルタ12に流入することがなくなる。それ
によって蒸発量が減少する。
【0030】次に、第2の実施例のタンク通気装置の気
密性を検査する方法を、図4を用いて説明する。
【0031】第2に実施例と関連して実施することので
きるこの方法は、図3に示す方法とは、マーク「A」と
「B」間の処理が異なっている。この処理は、遮断弁2
5を介して流れる燃料蒸気量を検出するものである。
【0032】図4に示す処理においては、ステップs6
.1において上述のステップs2と同様に圧力差DPが
検出される。ステップs6.2においては、この差が上
方のしきい圧力DPOSWより大きいかどうかが判断さ
れる。そうである場合には、遮断弁25が開放され(ス
テップs6.3)、開放時点TOが検出される(ステッ
プs6.4)。次にステップs6.5へ進む。このステ
ップへはステップs6.2で圧力差DPがしきい値DP
OSWに達していないことが検出された場合にも達する
。ステップs6.5で、圧力差DPが下方のしきい圧力
DPUSW以下であるかどうかが判断される。そうでな
い場合には、マーク「A」へ戻る。そうである場合には
、遮断弁が閉鎖され(ステップs6.6)、閉鎖時点T
Cが検出される(ステップs6.7)。開放時点TOと
閉鎖時点TC及び圧力差定数DPKを用いて、ステップ
s6.8において圧力差の時間積分IDPをIDP+D
PK×(TC−TO)として形成する。
【0033】なお、上方のしきい圧力DPOSWは60
mbarであって、下方のしきい圧力DPUSWは30
mbarであるものとする。その場合には、平均の圧力
は約半分、従って約45mbarと考えることができる
。この値が圧力差定数DPKの値として用いられる。 実際には、遮断弁が非常に短い期間開放した場合には、
平均の圧力は上方のしきい圧力の近傍にあり、一方比較
的長く開放された場合には下方のしきい圧力の近傍にあ
る。圧力差定数DPKが平均の圧力と正確に一致しない
ことによってもたさられる測定誤りを排除しようとする
場合には、実際にそれぞれ測定された圧力差を用いて積
分を行うことができ、これは図3の処理のステップs2
からs4に示されている。
【0034】本発明タンク通気装置の上述のすべての実
施例および不図示の他の変形例について重要なことは、
圧力差センサと上述の特性を有する積分装置が設けられ
ていることである。実施例について重要なことは、上述
の圧力差の時間積分が形成され、その時間積分がタンク
と活性炭フィルタ間の燃料蒸気交換を示す量として用い
られること、並びに、それによって確実に装置診断を行
うために十分に活性炭フィルタが充填されていることが
検出された場合に、エンジンの次の駆動状態においては
十分に小さい空気量で活性炭フィルタが洗浄され、ラム
ダ制御器の希薄化補正を利用して誤りが検出されること
である。
【0035】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
方法とそれに対応して形成されたタンク通気装置によれ
ば、希薄化補正が必要とされるだけの量の燃料蒸気が活
性炭フィルタに吸着され、実際にタンク通気装置から燃
料蒸気が供給されることがほぼ確実と推定される場合に
のみ、タンク通気装置が開放され、希薄化補正が必要で
あるかどうかを簡単かつ確実に判断できるようになる。 この希薄化補正が生じない場合には、タンクから流出し
た燃料はタンク通気弁に達しておらず、従って装置が気
密でないこと、あるいは詰まっていることが明らかにな
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】タンクと活性炭フィルタが絞りを介して互いに
結合されたタンク通気装置の概略を示すブロック図であ
る。
【図2】タンクと活性炭フィルタが電気的に駆動可能な
遮断弁を介して互いに結合されたタンク通気装置の一部
の概略を示すブロック図である。
【図3】タンク通気装置、特に図1に示すタンク通気装
置の気密性を検査する方法を説明するフローチャート図
である。
【図4】図2に示すタンク通気装置の気密性を検査し、
その場合に遮断弁を介しての燃料の交換を検出する処理
の流れの変更を説明するフローチャート図である。
【符号の説明】
10  タンク 11  絞り 14  タンク通気弁 18  差圧センサ 23  ラムダ制御装置 24  積分装置

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】  タンクと、吸着フィルタと、タンク通
    気弁と、これらそれぞれの部分を次の部分に接続する接
    続装置とを有する自動車のタンク通気装置の気密性を検
    査する方法において、タンク通気弁が閉鎖され、タンク
    内の圧力とタンクから吸着フィルタへ至る導管の端部の
    圧力との圧力差が検出され、前記圧力差の時間積分が形
    成され、その場合積分期間は、タンクと吸着フィルタ間
    で燃料蒸気の交換が行われる期間であって、その時間積
    分が交換される燃料蒸気量を表す量となり、上述の時間
    積分が所定の値を越えた場合に、タンク通気弁が開放さ
    れ、タンク通気弁開放時ラムダ制御器が希薄化方向へ燃
    料供給を補正しなければならないかどうかが調べられ、
    そうである場合には希薄化補正信号が出力され、この希
    薄化補正信号が装置の気密性の判断基準として用いられ
    ることを特徴とするタンク通気装置の気密性を検査する
    方法。
  2. 【請求項2】  前記時間積分は、給油時に蒸気を吸着
    するように形成された装置の場合には給油時に、また他
    の装置の場合には自動車の走行中に形成されることを特
    徴とする請求項1に記載の方法。
  3. 【請求項3】  前記圧力差は、タンク内の圧力と周囲
    圧力との圧力差を検出しこの圧力差と装置の流れ特性か
    ら圧力差を求めることによって決定されることを特徴と
    する請求項1あるいは2に記載の方法。
  4. 【請求項4】  タンクと吸着フィルタの接続装置とし
    て直結の接続導管が用いられ、上述の接続導管の構成に
    よってタンクと吸着フィルタ間で燃料蒸気が継続的に交
    換されることにより、上述の時間積分がタンク通気弁が
    閉鎖した時から形成されることを特徴とする請求項1か
    ら3のいずれか1項に記載の方法。
  5. 【請求項5】  タンクと吸着フィルタ間の接続装置と
    して内部に電気的に駆動可能な遮断弁を有する接続導管
    が使用され、前記遮断弁は前記圧力差が上方のしきい圧
    力を越えると開放され、また前記圧力差が下方のしきい
    圧力より下がると閉鎖され、タンクから吸着フィルタへ
    の燃料蒸気量を検出するために、遮断弁が開放されてい
    る開放期間において上述の時間積分が行われることを特
    徴とする請求項1から3のいずれか1項に記載の方法。
  6. 【請求項6】  比較的長い所定の期間あるいは走行距
    離にわたって圧力差が変化していないかどうかが判断さ
    れ、そうである場合には装置が故障していると結論する
    ことを特徴とする請求項1から5のいずれか1項に記載
    の方法。
  7. 【請求項7】  タンク(10)と、吸着フィルタ(1
    2)と、タンク通気弁(14)と、これらそれぞれの部
    分を次の部分に接続する接続装置と、タンク通気弁を駆
    動して閉鎖あるいは開放させる制御装置とを有するタン
    ク通気装置において、タンク内の圧力と周囲圧力との圧
    力差を測定する圧力差センサ(18)と、圧力差の時間
    積分を形成する積分装置(24)が設けられることを特
    徴とするタンク通気装置。
  8. 【請求項8】  タンク(10)と吸着フィルタ(12
    )が弁の介在なしで直結されることを特徴とする請求項
    7に記載のタンク通気装置。
  9. 【請求項9】  タンク(10)と吸着フィルタ(12
    )間に制御装置(17)によって電気的に駆動可能な遮
    断弁(25)が設けられ、積分装置(24)は、遮断弁
    が開放している間の期間に前記時間積分を形成するよう
    に構成されることを特徴とする請求項7に記載のタンク
    通気装置。
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