JP2007107502A

JP2007107502A - 蒸発燃料漏れ検査装置

Info

Publication number: JP2007107502A
Application number: JP2005301886A
Authority: JP
Inventors: Koichi Inagaki; 幸一稲垣; Masao Kano; 政雄加納
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2005-10-17
Filing date: 2005-10-17
Publication date: 2007-04-26

Abstract

【課題】蒸発燃料漏れを高精度に検査する蒸発燃料漏れ検査装置を提供する。
【解決手段】燃料タンクに連通するタンク通路１４０と、大気に開放される大気通路と、ポンプにより減圧されるポンプ通路１６０と、タンク通路１４０とポンプ通路１６０との間に弁座３１１を有し、弁体３２０の駆動状態を弁座３１１に対する離座状態と着座状態との間で切り換える切換弁３００と、弁体３２０に設けられ、弁座３１１に対する弁体３２０の着座状態において一端側がタンク通路１４０及び大気通路に連通し且つ他端側がポンプ通路１６０に連通する基準オリフィス５１０と、ポンプ通路１６０における流体流れに相関する物理量を弁座３１１に対する弁体３２０の着座状態と離座状態との各々において検出する検出手段とを設ける。
【選択図】図１

Description

本発明は、燃料タンクにおいて発生した蒸発燃料の燃料タンクからの漏れを検査する蒸発燃料漏れ検査装置に関する。

近年、環境保護の観点から、車両に搭載されている内燃機関からの排出ガスの規制に加え、燃料タンクから外部へ漏れる蒸発燃料の排出規制が強化されている。特にアメリカ合衆国環境庁（ＥＰＡ）及びカリフォルニア州環境庁（ＣＡＲＢ）の定める基準では、燃料タンクの僅かな開口から漏れる蒸発燃料の検査を要求している。そこで、燃料タンクの内部を減圧又は加圧することにより燃料タンクからの蒸発燃料の漏れを検査する蒸発燃料漏れ検査装置が広く用いられている。

このような蒸発燃料漏れ検査装置については、従来、検査精度を高める種々の方法が考えられている。例えば特許文献１には、燃料タンクに許容される開口面積に対応した断面積の基準オリフィスを減圧しつつ基準圧力を検出し、その後、燃料タンクを減圧して検出したタンク内圧を基準圧力と比較することにより蒸発燃料漏れを判定する技術が開示されている。具体的に特許文献１の技術では、大気開放の開放通路と燃料タンクに連通の通気通路とを基準オリフィスの一端側に連通させ、ポンプにより減圧される切換弁接続通路（以下、単に「接続通路」という）を基準オリフィスの他端側に連通させた状態の下、基準圧力を検出する。即ち、開放通路及び通気通路の双方を接続通路に基準オリフィスを通じて連通させて、基準圧力を検出する。一方、タンク内圧の検出時には、基準オリフィスを通さないで通気通路のみを接続通路に連通させて、タンク内圧を検出する。

特開２００４−２３２５２１号公報

しかし、特許文献１の技術による基準圧力検出時には、基準導管の一端側に設置された基準オリフィスを経由して蒸発燃料を接続通路に導く一方、タンク内圧検出時には、基準オリフィスを経由しないで基準導管の他端側から蒸発燃料を接続通路に導いている。そのため、蒸発燃料の流通経路が基準圧力検出時とタンク内圧検出時とで大きく異なることにより接続通路での圧力検出に誤差を生むことがあり、また基準オリフィスには両端側から異物が流入し易くなっている。尚、基準オリフィスへの異物流入を防止する場合、基準オリフィスの両端側にフィルタを設置することが考えられるが、そうしたフィルタの設置は、部品点数及び製造工数を増大させてコストの高騰を惹起する。

本発明は、こうした問題に鑑みてなされたものであり、その目的は、蒸発燃料漏れを高精度に検査する蒸発燃料漏れ検査装置を提供することにある。
また、本発明の他の目的は、コストを低減する蒸発燃料漏れ検査装置を提供することにある。

請求項１〜７に記載の発明によると、燃料タンクに連通するタンク通路と、ポンプにより減圧又は加圧されるポンプ通路との間の弁座に対して弁体が離座状態にあるときには、タンク通路とポンプ通路とが弁座と弁体との間を通じて連通する。故にこのときには、ポンプによるポンプ通路の減圧作用又は加圧作用を燃料タンクにタンク通路を通じて及ぼしながら、ポンプ通路での流体流れに相関する物理量を検出できる。また、弁座に対して弁体が着座状態にあるときには、弁体に設けられた基準オリフィスの一端側がタンク通路及び大気通路に連通し且つ当該基準オリフィスの他端側がポンプ通路に連通する。故にこのときには、ポンプによるポンプ通路の減圧作用又は加圧作用を基準オリフィスに及ぼしながら、ポンプ通路での流体流れに相関する物理量を検出できる。

こうした請求項１〜７に記載の発明によれば、燃料タンクにおいて発生しタンク通路に流入した蒸発燃料は、弁体の離座状態と着座状態との双方で弁座近傍箇所を経由してポンプ通路に導かれる。故に、蒸発燃料の流通経路が弁体の離座状態と着座状態とで大きく変化しないので、それら各状態での物理量検出に誤差が生じ難くなる。したがって、弁体の各駆動状態で精確に検出された物理量に基づいて蒸発燃料漏れを高精度に判定することが可能になる。
さらに請求項１〜７に記載の発明によれば、弁体の離座状態では、タンク通路から弁座と弁体との間に向かう流体流れが生じることにより、弁体に設けられた基準オリフィスには異物が流入し難くなる。したがって、異物流入防止用のフィルタ等を削減してコストの低減を図ることができる。

尚、弁体の各駆動状態において検出される物理量は、ポンプ通路における流体流れが基準オリフィスの断面積及び燃料タンクの開口面積に応じて変化するときに当該変化を反映する物理量であればよく、例えば請求項２に記載の発明のようなポンプ通路の圧力の他、ポンプ通路における流体流量であってもよい。
また、タンク通路は、例えば請求項３に記載の発明のように、燃料タンクにおいて発生した蒸発燃料を脱離可能に吸着するキャニスタを通じて燃料タンクに連通するものであってもよいし、燃料タンクに直接連通するものであってもよい。

請求項４に記載の発明によると、弁体において基準オリフィスを形成するオリフィス形成部よりも低剛性の弾性部は、弁体の着座状態においてオリフィス形成部と弁座との間で圧縮される。故に離座状態の弁体を駆動して弁座に着座させるときには、弾性部の圧縮によって衝撃を緩和でき、また弁体の着座状態では、圧縮された弾性部によりオリフィス形成部と弁座との間をシールできる。さらに、弁体の着座状態においてタンク通路及び大気通路に連通すると共に、弾性部の形成する連通通路を通じてポンプ通路に連通し得る基準オリフィスは、弾性部よりも高剛性のオリフィス形成部によって形成されるため、変形し難い。したがって、基準オリフィスの変形に起因する物理量の検出誤差を抑えて、蒸発燃料漏れの検査精度を高めることができる。

請求項５に記載の発明によると、切換弁は、有底筒状を呈するオリフィス形成部の内周側に挿入される軸部に電磁駆動力を与えることによって、弁体を駆動する。このように電磁駆動力を利用すれば、弁体の駆動応答性を高めることができる。さらに、オリフィス形成部の底壁が形成する基準オリフィスは、弁体の着座状態において軸部とオリフィス形成部との間の間隙通路を通じてタンク通路及び大気通路に連通する。故に、間隙通路を可及的に小さくすることによって、間隙通路を通じた基準オリフィスへの異物流入を防止することが可能になるので、異物流入防止用のフィルタ等を削減してコストの低減を図ることができる。

請求項６に記載の発明によると、軸部において球面状の軸方向端面はオリフィス形成部の底壁における円錐面状の内面に常時当接し、オリフィス形成部の周壁の内周面は軸部の外周面よりも大径とされる。これによりオリフィス形成部に対する軸部の傾きが許容されるが、そうした傾きが生じたとしても、軸部端面が底壁内面に対して滑ることによりオリフィス形成部を正規の姿勢に保つことができる。したがって、弁座と向き合うオリフィス形成部の底壁又はそれに対する固定要素等を、軸部の傾きによらずに正しく弁座に着座させることができる。また、間隙通路の一部は底壁内面に開口する溝により形成され、間隙通路の残部は軸部外周面と周壁内周面との間の空間により形成されるので、オリフィス形成部に対して軸部が傾いたとしても間隙通路を確保できる。しかも、そうした溝及び空間により形成される間隙通路はラビリンス化するので、基準オリフィスへの異物流入防止効果が高くなる。

間隙通路の形成溝に軸部が引っ掛かると、オリフィス形成部の底壁内面に対して軸部端面が滑らなくなるため、オリフィス形成部を正規の姿勢に保つことができなくなる。
請求項７に記載の発明によると、基準オリフィスはオリフィス形成部の底壁内面の中心部に開口し、間隙通路の形成溝は当該開口から放射状に延伸する形態で複数設けられる。故に、各溝を小さくしたとしても、それら溝のトータルにより間隙通路の断面積を基準オリフィスの断面積よりも大きくすることができる。したがって、例えば燃料タンクの許容開口に対応するという基準オリフィスの役割を阻害することなく、各溝に軸部が引っ掛かるような事態を回避できる。

以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。
本発明の一実施形態による蒸発燃料漏れ検査装置（以下、「検査装置」という）を適用した蒸発燃料漏れ検査システム（以下、「検査システム」という）を図２に示す。この検査システム１０は、燃料タンク２０、キャニスタ３０、吸気装置４０及び電子制御ユニット（以下、「ＥＣＵ」という）５０、検査装置１００等から構成されている。

燃料タンク２０の上部空間は、キャニスタ３０に連通している。キャニスタ３０は例えば活性炭、シリカゲル等からなる吸着材３１を有しており、燃料タンク２０で発生した蒸発燃料を吸着材３１に脱離可能に吸着する。そのため、キャニスタ３０から検査装置１００側に流出する流体中の蒸発燃料濃度は所定値以下となる。吸気装置４０は、内燃機関に吸気を送る吸気通路４１を有している。吸気通路４１には、吸気流量を調整するスロットル弁４２が設置されていると共に、パージ通路３３を通じてキャニスタ３０が連通している。パージ通路３３には、パージ通路３３を開閉するパージ弁３４が設置されており、キャニスタ３０の吸着材３１から脱離した蒸発燃料がパージ弁３４の開度に応じて吸気通路４１にパージされるようになっている。
ＥＣＵ５０は、例えばマイクロコンピュータ等の電気回路からなり、検査装置１００と電気接続されて当該装置１００の作動を制御する。尚、本実施形態のＥＣＵ５０は、例えば内燃機関等の車両搭載装置を制御する機能を有しているが、そうした機能を有していなくてもよい。

図２及び図３に示すように検査装置１００は、ハウジング１１０、ポンプ２００、切換弁３００及び圧力センサ４００を備えている。
ハウジング１１０は例えば樹脂製の複数部材からなり、タンク通路１４０、大気通路１５０、ポンプ通路１６０、排出通路１７０、圧力導入通路１７１及びセンサ室１７２を形成している。タンク通路１４０は、一端１４１がキャニスタ３０に接続することによりキャニスタ３０を通じて燃料タンク２０に連通する。また、タンク通路１４０の他端１４２は切換弁３００に接続している。大気通路１５０の一端１５１側は大気に開放され、また大気通路１５０の他端１５２は切換弁３００に接続している。Ｌ字状を呈するポンプ通路１６０の一端１６１はポンプ２００に接続しており、当該接続端１６１にメッシュ状のフィルタ１８０が設置されている。また、ポンプ通路１６０の他端１６２は切換弁３００に接続している。排出通路１７０は、ポンプ２００と大気通路１５０との間を接続している。圧力導入通路１７１は、ポンプ通路１６０から分岐してセンサ室１７２に接続している。

図３に示すようにポンプ２００は、ハウジング１１０に収容されている。ポンプ２００のベーンポンプ部２０２は、ケーシング２０３、ロータ２０４及びベーン２０５を有している。ケーシング２０３は例えば樹脂製の複数部材からなり、吸入口２０６、排出口２０７及びポンプ室２０８を形成している。吸入口２０６は、ポンプ室２０８及びポンプ通路１６０に連通している。排出口２０７は、ポンプ室２０８及び排出通路１７０に連通している。ポンプ室２０８には、ロータ２０４及びベーン２０５が収容されている。ロータ２０４はポンプ室２０８に対して偏心して配置されており、当該偏心軸線周りに回転する。ベーン２０５はロータ２０４の周方向に略等間隔をあけて複数設けられており、ロータ２０４によって径方向移動可能に支持されている。各ベーン２０５は、ロータ２０４の回転によって生じる遠心力を受けて径方向移動し、ケーシング２０３の内周壁に摺動する。以上の構成によりポンプ通路１６０の流体は、ロータ２０４の回転時に吸入口２０６から各ベーン２０５間に吸入されて排出口２０７から排出される。即ち本実施形態のポンプ２００は、ポンプ通路１６０を減圧する減圧ポンプとして機能する。

ポンプ２００のモータ部２２０は例えばブラシレス直流モータ等からなり、モータ軸２２４、通電制御回路２２５及び図示しないコイルを有している。モータ軸２２４はケーシング２０３を貫通し、ポンプ室２０８内のロータ２０４に同軸固定されている。通電制御回路２２５はコイルに電気接続されていると共に、ハウジング１１０に設けられたコネクタ部１１１の端子を介してＥＣＵ５０に電気接続される。通電制御回路２２５は、ＥＣＵ５０の制御に従ってコイルを通電し、その結果生じる磁界によってモータ軸２２４をロータ２０４と共に回転駆動する。尚、本実施形態において通電制御回路２２５は、モータ軸２２４及びロータ２０４の回転数、即ちポンプ２００の回転数を一定に制御する。

切換弁３００は、ハウジング１１０が形成する第一及び第二弁座３１０，３１１と、ハウジング１１０に収容される弁体３２０及び弁駆動部３３０とを有している。
第一弁座３１０は、タンク通路１４０の切換弁側端１４２と大気通路１５０の切換弁側端１５２との間に形成されて円環状を呈している。第二弁座３１１は、タンク通路１４０の切換弁側端１４２とポンプ通路１６０の切換弁側端１６２との間に形成されて円環状を呈している。

弁体３２０は、軸部材３２１、第一弁部材３２２、第二弁部材３２３及び弾性部材３２４を組み合わせてなり、第一及び第二弁座３１０，３１１と略同軸に且つ軸方向に往復移動可能に配置されている。軸部材３２１は円柱棒状を呈し、第一弁座３１０の内周側を貫通している。図１及び図３に示すように、第一弁部材３２２は円板状を呈しており、軸部材３２１の中間部に固定されている。第二弁部材３２３は有底円筒状を呈しており、その周壁３２５が軸部材３２１の一端に外挿されている。弾性部材３２４は円板状を呈しており、第二弁座３１１と向き合う第二弁部材３２３の底壁３２６の外面側に固定されている。尚、本実施形態では、第二弁部材３２３とハウジング１１０との間に押圧スプリング３２７が介装されており、この押圧スプリング３２７の付勢力によって第二弁部材３２３が軸部材３２１に押し当てられて当該軸部材３２１と常時係合している。

図３に示すように弁駆動部３３０は、駆動スプリング３３１、固定コア３３３、可動コア３３４及びコイル３３５を有している。固定コア３３３と可動コア３３４とは磁性材で形成されており、弁体３２０の軸方向において互いに向き合っている。固定コア３３３はハウジング１１０に対して位置固定されている。可動コア３３４は、軸部材３２１の第二弁部材３２３とは反対側端に同軸固定されている。固定コア３３３と可動コア３３４との間に介装される駆動スプリング３３１は、弁体３２０を第二弁座３１１側に付勢している。コイル３３５は、コネクタ部１１１の端子を介してＥＣＵ５０に電気接続される。コイル３３５への通電は、ＥＣＵ５０の制御に従って断続される。

コイル３３５の非通電時には、可動コア３３４が固定コア３３３側に磁気吸引されない。そのため、弁体３２０は駆動スプリング３３１の付勢力によって第二弁座３１１側（図３の下側）に駆動された状態となり、第一弁部材３２２を第一弁座３１０から離座させると共に弾性部材３２４を第二弁座３１１に着座させる。故にこの状態では、第一弁部材３２２と第一弁座３１０との間を通じてタンク通路１４０と大気通路１５０とが連通する一方、弾性部材３２４と第二弁座３１１との間を通じたタンク通路１４０とポンプ通路１６０との連通が遮断される。

コイル３３５の通電時には、可動コア３３４が固定コア３３３側に磁気吸引され、電磁駆動力としてのスラスト力が軸部材３２１に与えられる。そのため、弁体３２０は駆動スプリング３３１の付勢力に抗して固定コア３３３側（図３の上側）に駆動された状態となり、第一弁部材３２２を第一弁座３１０に着座させると共に弾性部材３２４を第二弁座３１１から離座させる。故にこの状態では、第一弁部材３２２と第一弁座３１０との間を通じたタンク通路１４０と大気通路１５０との連通が遮断される一方、弾性部材３２４と第二弁座３１１との間を通じてタンク通路１４０とポンプ通路１６０とが連通する。

圧力センサ４００は例えば絶対圧センサ等からなり、コネクタ部１１１の端子を介してＥＣＵ５０に電気接続される。圧力センサ４００はセンサ室１７２内に設置されており、センサ室１７２の圧力を検出し、当該検出結果に応じた信号をＥＣＵ５０に出力する。ここで、センサ室１７２は圧力導入通路１７１を通じてポンプ通路１６０と連通しているので、圧力センサ４００により検出される圧力は、ポンプ通路１６０での流体流れに応じて変化する通路圧力と実質的に等しくなる。

次に、弁体３２０の特徴部分について図１及び図４を参照しつつ説明する。
第二弁部材３２３の底壁３２６の内面５００は円錐面状に形成されている。また、軸部材３２１の第二弁部材３２３側の端面５０２は球面状に形成されており、押圧スプリング３２７の付勢力によって底壁３２６の内面５００に常時当接している。さらに、第二弁部材３２３の周壁３２５の内周面５０４は、軸部材３２１の外周面５０６よりも大径の円筒面状に形成されている。したがって、本実施形態では、第二弁部材３２３に対する軸部材３２１の傾きが許容されているが、そうした傾きが生じたとしても、底壁３２６の内面５００に対して軸部材３２１の端面５０２が滑ることにより第二弁部材３２３の姿勢が保たれる。故に、第二弁部材３２３に固定の弾性部材３２４を軸部材３２１の傾きによらずに正しく第二弁座３１１に着座させることができるので、当該着座状態においては常に第二弁部材３２３と第二弁座３１１との間が気密にシールされる。

弁体３２０には、基準オリフィス５１０、連通通路５１１及び間隙通路５１２からなる基準通路５１３が設けられている。基準オリフィス５１０は、第二弁部材３２３の底壁３２６の中心部を同軸に貫通する円筒孔状に形成されている。基準オリフィス５１０の径は軸方向に一定であり、燃料タンク２０に蒸発燃料漏れが許容される開口径に対応して設定されている。例えば、ＣＡＲＢおよびＥＰＡの基準では、燃料タンク２０からの蒸発燃料漏れの検査精度として、φ０．５ｍｍ相当の開口からの漏れを検査できることを要求している。そこで本実施形態では、基準オリフィス５１０の径がφ０．５ｍｍ以下に設定されている。さらに本実施形態では、第二弁部材３２３が樹脂で形成されており、基準オリフィス５１０の変形が防止されている。尚、弁部材３２３の形成樹脂は、剛性が高く且つ耐燃料性に優れるものが望ましく、例えばポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）である。

連通通路５１１は、弾性部材３２４の中心部を同軸に貫通するテーパ孔状に形成されている。連通通路５１１の径は、基準オリフィス５１０と常時連通する一端側から他端側に向かって漸次拡大しており、軸方向の全域で基準オリフィス５１０よりも大径に設定されている。故に連通通路５１１の断面積は、軸方向の全域で基準オリフィス５１０の断面積よりも大きい。弾性部材３２４が第二弁座３１１に着座した状態では、弾性部材３２４が圧縮され、その状態で連通通路５１１の大径側端がポンプ通路１６０に連通する。故に本実施形態では、弾性部材３２４の圧縮変形によって連通通路５１１の断面積が基準オリフィス５１０の断面積よりも小さくならないように、連通通路５１１の拡径率や弾性部材３２４の厚さ及び形成素材等が決められている。尚、ここで弾性部材３２４の形成素材はゴムであり、第二弁部材３２３の形成樹脂よりも剛性が低く且つ耐燃料性に優れるものが望ましく、例えば水素化アクリロニトリルブタジエンゴム（Ｈ−ＮＢＲ）である。また、本実施形態では、弾性部材３２４の第二弁座３１１側の表面にポリテトラフルオロエチレンによるコーティングが施されており、弾性部材３２４と第二弁座３１１との粘着が防止されている。

間隙通路５１２は、軸部材３２１と第二弁部材３２３との間に形成されている。具体的に間隙通路５１２の一部は、第二弁部材３２３の底壁３２６の内面５００に開口する複数の溝５１４によって形成されており、基準オリフィス５１０の連通通路５１１とは反対側端に常時連通している。ここで各溝５１４は、基準オリフィス５１０が開口する内面５００の中心部から放射状に延伸しており、内面５００の周方向において互いに等間隔をあけて並んでいる。各溝５１４の断面積は、それらの総和が基準オリフィス５１０の断面積よりも大きく設定されており、特に本実施形態では互いに同一である。また、上述したように本実形態では、第二弁部材３２３が高剛性の樹脂で形成されているので、各溝５１４の変形が防止されている。

間隙通路５１２において溝５１４による形成部分を除く残部は、第二弁部材３２３の周壁３２５の内周面５０４と軸部材３２１の外周面５０６とが挟む空間５１５により形成されており、弾性部材３２４の第二弁座３１１への着座状態でタンク通路１４０と連通する。ここで空間５１５の断面積は、基準オリフィス５１０の断面積よりも大きく設定されている。また、特に本実施形態では、金属で軸部材３２１が形成されると共に線膨張率等、環境変化に伴う寸法変化が軸部材３２１の形成金属に近い樹脂で第二弁部材３２３が形成されることにより、第二弁部材３２３に対して軸部材３２１が傾いたとしても空間５１５の断面積が実質的に変化しないように配慮されている。尚、軸部材３２１の形成金属は、例えばＳＵＳである。

次に、検査システム１０の作動について図５を参照しつつ説明する。
（１）検査システム１０では、内燃機関の停止から所定時間が経過すると、ＥＣＵ５０の制御に従って燃料タンクからの蒸発燃料漏れの検査処理が開始される。まず、この処理開始直後の期間Ａでは、切換弁３００のコイル３３５が非通電状態とされる。そのため、第一弁部材３２２が第一弁座３１０から離座して大気通路１５０がタンク通路１４０に連通すると共に、弾性部材３２４が第二弁座３１１に着座して基準通路５１３が両端側のタンク通路１４０とポンプ通路１６０に連通する。したがって、ポンプ通路１６０は基準オリフィス５１０及びタンク通路１４０を通じて大気通路１５０に連通することになるが、期間Ａでは、ポンプ２００が停止状態に保持されるため、ポンプ通路１６０の圧力が大気圧と実質的に等しくなる。故に期間Ａでは、圧力センサ４００により大気圧が検出される。

（２）大気圧の検出が完了した後、漏れ検査に必要なパラメータを補正するに使用される車両停車位置の標高値がＥＣＵ５０によって算出されると、期間Ｂにおいて、ポンプ２００が停止状態に保持されつつコイル３３５が通電される。そのため、第一弁部材３２２が第一弁座３１０に着座して大気通路１５０とタンク通路１４０との連通が遮断されると共に、弾性部材３２４が第二弁座３１１から離座してタンク通路１４０が基準オリフィス５１０を通さないでポンプ通路１６０と連通する。したがって、ポンプ通路１６０は、大気通路１５０と非連通になると共にタンク通路１４０及びキャニスタ３０を通じて燃料タンク２０に連通することになるので、当該通路１６０の圧力は燃料タンク２０の内圧と実質的に等しくなる。故に、燃料タンク２０で蒸発燃料が発生している場合には、燃料タンク２０の内圧が大気圧よりも高くなるため、圧力センサ４００の検出圧力が上昇する。尚、この検出圧力の上昇度が所定値を超える場合には、以下の処理（３）〜（５）が実施されることなく、検査処理が終了する。

（３）圧力センサ４００の検出圧力の上昇度が所定値以下である場合には、期間Ｃにおいてコイル３３５への通電が停止される。そのため、ポンプ通路１６０が、基準オリフィス５１０を通じてタンク通路１４０に連通すると共に、基準オリフィス５１０及びタンク通路１４０を通じて大気通路１５０に連通する。また加えて期間Ｃでは、ポンプ２００が回転駆動されてポンプ通路１６０が減圧され、当該減圧作用がタンク通路１４０及び大気通路１５０に及ぶ。そのため、キャニスタ３０からタンク通路１４０への流入蒸発燃料や大気通路１５０からタンク通路１４０への流入空気が、第二弁座３１１近傍の基準通路５１３を経由してポンプ通路１６０に流入する（図６（Ａ）参照）。これによりポンプ通路１６０の圧力は、基準オリフィス５１０の径（通路面積）に応じた所定値Ｐｒにまで低下した後、安定傾向を示すことになるので、期間Ｃでは、圧力センサ４００の検出圧力の安定値Ｐｒが基準圧力ＰｒとしてＥＣＵ５０に記憶される。

（４）基準圧力Ｐｒの検出が完了すると、期間Ｄにおいて、ポンプ２００の回転駆動が停止されると共にコイル３３５が通電される。そのため、ポンプ通路１６０が、大気通路１５０と非連通になると共にタンク通路１４０及びキャニスタ３０を通じて燃料タンク２０に連通し、ポンプ通路１６０の圧力が燃料タンク２０の内圧と実質的に等しくなるまで上昇する。この後、期間Ｄでは、コイル３３５への通電が継続されつつポンプ２００が回転駆動される。これにより、ポンプ通路１６０が減圧されて当該減圧作用が燃料タンク２０内に及ぶので、蒸発燃料及び空気の混合流体が燃料タンク２０の開口面積に応じた流量にてタンク通路１４０に流入し、さらに第二弁座３１１と弾性部材３２４との間を経由してポンプ通路１６０に流入する（図６（Ｂ）参照）。その結果として、圧力センサ４００の検出圧力がポンプ通路１６０における流体流量に応じて低下することになる。ここで図５に示すように、圧力センサ４００の検出圧力が基準圧力Ｐｒ以下にまで低下する場合には、ＥＣＵ５０によって、燃料タンク２０からの蒸発燃料漏れは許容以下であると判定される。一方、圧力センサ４００の検出圧力が基準圧力Ｐｒにまで低下しない場合には、ＥＣＵ５０によって、蒸発燃料漏れは許容超過であると判定される。尚、この許容超過判定が下された場合、例えば車両のインストルメントパネルにおいて蒸発燃料漏れを表す異常ランプが点灯される。
（５）蒸発燃料漏れの判定が完了すると、期間Ｅにおいてポンプ２００の回転駆動が停止されると共にコイル３３５への通電が停止され、それによりポンプ通路１６０の圧力が大気圧に回復すると、検査処理が終了する。

以上説明した本実施形態によると、上記処理（３），（４）では、タンク通路１４０に流入した蒸発燃料が第二弁座３１１の近傍箇所を経由してポンプ通路１６０に導かれる。即ち処理（３），（４）間では、ポンプ通路１６０に至る蒸発燃料の流通経路が大きく変化しないので、それら各処理（３），（４）間での圧力検出に誤差が生じ難くなる。そして本実施形態では、このように精確に検出された圧力に基づいて蒸発燃料漏れが判定されるので、判定精度が高くなる。

また、本実施形態において間隙通路５１２は、図１に示すように、弁体３２０の円錐面５００に沿ってテーパ方向に延伸する溝５１４と、弁体３２０の円筒面５０４に沿って軸方向に延伸する空間５１５とから形成されることで、ラビリンス化している。故に、流体が基準通路５１３を流通する上記処理（３）では、間隙通路５１２よりも下流側の基準オリフィス５１０に異物が流入することを防止できる。さらに、溝５１４や空間５１５の断面積を可及的に小さく設定することで、異物流入の防止効果を高めることができる。またさらに上記処理（４）では、第二弁座３１１と弁体３２０との間を経由して流体流れが生じるため、弁体３２０に設けられた基準オリフィス５１０には、異物が流入し難くなる。このように本実施形態によれば、基準オリフィス５１０への異物流入が防止されるので、異物流入防止用のフィルタ等を削減してコストの低減を図ることができる。

加えて本実施形態によると、第二弁部材３２３の底壁３２６の内面５００に開口する溝５１４が複数設けられるので、各溝５１４の断面積を小さくしたとても、それら溝５１４のトータルで断面積を大きくすることができる。したがって、燃料タンク２０の許容開口に対応するという基準オリフィス５１０の役割を阻害することなく、内面５００に当接の軸部材３２１が各溝５１４に引っ掛かるような事態を回避できる。
さらに加えて本実施形態によると、複数の溝５１４や基準オリフィス５１０が設けられた複雑な形状の第二弁部材３２３を例えば樹脂成形によって容易に形成することができるので、コストが低減する。

尚、本実施形態では、第二弁座３１１が特許請求の範囲に記載の「弁座」に相当し、第二弁部材３２３が特許請求の範囲に記載の「オリフィス形成部」に相当し、弾性部材３２４が特許請求の範囲に記載の「弾性部」に相当し、軸部材３２１が特許請求の範囲に記載の「軸部」に相当し、圧力センサ４００が特許請求の範囲に記載の「検出手段」に相当する。

さて、ここまで本発明の一実施形態について説明してきたが、本発明は当該実施形態に限定して解釈されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲内において種々の実施形態に適用可能である。
例えば、弾性部材３２４及び連通通路５１１を設けないで、第二弁部材３２３を直接第二弁座３１１に着座させるようにしてもよい。

また、第二弁部材３２３を金属で形成してもよい。この場合には、基準オリフィス５１０の加工精度を高めることができるので、より精確な漏れ検査が可能になる。
さらにまた、軸部材３２１を樹脂で形成してもよい。特に弁部材３２１及び第二弁部材３２３の双方を樹脂で形成した場合には、第二弁部材３２３に対して軸部材３２１が傾いたとしても空間５１５の断面積が実質的に変化しないようになる。尚、軸部材３２１の形成樹脂としては、剛性が高く且つ耐燃料性に優れるものが望ましい。

さらに、図７に変形例を示すように、第二弁部材３２３を軸部材３２１に嵌合させてもよい。尚、この場合には、例えば図７に示すように間隙通路５１２を、第二弁部材３２３の底壁３２６の内面５００及び軸部材３２１の端面５０２が軸方向に挟む空間５２０と、第二弁部材３２３の周壁３２５の内周面５０４に開口して軸方向に延びる溝５２０とから形成する。

またさらに、図８に変形例を示すように、第二弁部材３２３の底壁３２６の内面５００に開口する溝５１４を一つだけ設けるようにしてもよい。尚、この場合に溝５１４の断面積は、それ単独で基準オリフィス５１０の断面積よりも大きくなるように設定される。あるいは、図示はしないが、第二弁部材３２３の底壁３２６の内面５００に開口する溝５１４を二つ又は四つ以上設けてもよい。尚、この場合には、各溝５１４を内面５００の周方向で等間隔に設けることが望ましく、また各溝５１４の断面積は、それらの総和が基準オリフィス５１０の断面積よりも大きく設定される。

加えて、ポンプ通路１６０における流体流れが変化するときに当該変化を反映する物理量を検出可能なセンサであれば、圧力センサ４００に代えて使用することができる。尚、そのようなセンサとしては、例えばポンプ通路１６０での流体流量を検出する流量センサ等を挙げることができる。
また加えて、圧力センサ４００等の検出結果から蒸発燃料漏れを判定する判定手段としてのＥＣＵ５０については、上述した実施形態のように検査装置１０の外部に設けてもよいし、検査装置１０の一構成要素として検査装置１０に一体に設けてもよい。

さらに加えて、ベーンポンプ以外のポンプ、例えばダイヤフラムポンプをポンプ２００として使用してもよい。
またさらに加えて、上述の実施形態では、ポンプ通路１６０を減圧して空気漏れを検査する検査装置に本発明を適用した例を説明したが、ポンプ通路１６０を加圧して空気漏れを検査する検査装置にも本発明を適用可能である。

本発明の一実施形態による蒸発燃料漏れ検査装置の要部断面図である。本発明の一実施形態による蒸発燃料漏れ検査システムの概略構成図である。本発明の一実施形態による蒸発燃料漏れ検査装置の全体断面図である。図１に示す第二弁部材の平面図である。図２に示す蒸発燃料漏れ検査システムの作動を説明するための特性図である。図２に示す蒸発燃料漏れ検査システムの作動を説明するための模式図である。図１の変形例を示す要部断面図である。図４の変形例を示す要部断面図である。

符号の説明

１０蒸発燃料漏れ検査システム、２０燃料タンク、３０キャニスタ、１００蒸発燃料漏れ検査装置、１４０タンク通路、１５０大気通路、１６０ポンプ通路、２００ポンプ、２０２ベーンポンプ部、２２０モータ部、３００切換弁、３１０第一弁座、３１１第二弁座（弁座）、３２０弁体、３２１軸部材（軸部）、３２２第一弁部材、３２３弁部材、３２３第二弁部材（オリフィス形成部）、３２４弾性部材（弾性部）、３２５周壁、３２６底壁、３２７押圧スプリング、３３０弁駆動部、４００圧力センサ（検出手段）、５００内面、５０２端面、５０５内周面、５０６外周面、５１０基準オリフィス、５１１連通通路、５１２間隙通路、５１３基準通路、５１４溝、５１５空間

Claims

燃料タンクからの蒸発燃料の漏れを検査する蒸発燃料漏れ検査装置であって、
前記燃料タンクに連通するタンク通路と、
大気に開放される大気通路と、
ポンプにより減圧又は加圧されるポンプ通路と、
前記タンク通路と前記ポンプ通路との間に弁座を有し、弁体の駆動状態を前記弁座に対する離座状態と着座状態との間で切り換える切換弁と、
前記弁体に設けられ、前記着座状態において一端側が前記タンク通路及び前記大気通路に連通し且つ他端側が前記ポンプ通路に連通する基準オリフィスと、
前記ポンプ通路における流体流れに相関する物理量を前記着座状態と前記離座状態との各々において検出する検出手段と、
を備えることを特徴とする蒸発燃料漏れ検査装置。
前記物理量は前記ポンプ通路の圧力であることを特徴とする請求項１に記載の蒸発燃料漏れ検査装置。
前記タンク通路は、前記燃料タンクにおいて発生した蒸発燃料を脱離可能に吸着するキャニスタを通じて前記燃料タンクに連通することを特徴とする請求項１又は２に記載の蒸発燃料漏れ検査装置。
前記弁体は、
前記着座状態において前記タンク通路及び前記大気通路に連通する前記基準オリフィスを形成するオリフィス形成部と、
前記オリフィス形成部よりも低剛性とされ、前記着座状態において前記オリフィス形成部と前記弁座との間で圧縮される弾性部であって、前記基準オリフィスに常時連通し且つ前記着座状態において前記ポンプ通路に連通する連通通路を形成する弾性部と、
を有することを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の蒸発燃料漏れ検査装置。
前記弁体は、
有底筒状を呈し、前記弁座と向き合う底壁に前記基準オリフィスを形成するオリフィス形成部と、
前記オリフィス形成部の内周側に挿入されて前記オリフィス形成部との間に間隙通路を形成し、前記着座状態において前記基準オリフィスを前記タンク通路及び前記大気通路に前記間隙通路を通じて連通させる軸部と、
を有し、
前記切換弁は、前記軸部に電磁駆動力を与えることにより前記弁体を駆動することを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の蒸発燃料漏れ検査装置。
前記底壁の内面は円錐面状を呈し、
前記内面に常時当接する前記軸部の軸方向端面は球面状を呈し、
前記内面に開口する溝により前記間隙通路の一部が形成され、前記軸部の外周面と、前記オリフィス形成部の周壁において前記外周面よりも大径の内周面とが挟む空間により前記間隙通路の残部が形成されることを特徴とする請求項５に記載の蒸発燃料漏れ検査装置。
前記基準オリフィスは前記内面の中心部に開口し、前記溝は当該開口から放射状に延伸する形態で複数設けられることを特徴とする請求項６に記載の蒸発燃料漏れ検査装置。