JP2012107590A

JP2012107590A - 燃料蒸散ガス処理装置のリーク検出装置

Info

Publication number: JP2012107590A
Application number: JP2010258312A
Authority: JP
Inventors: Tomohiro Ohashi; 朋宏大橋
Original assignee: Mitsubishi Motors Corp
Current assignee: Mitsubishi Motors Corp
Priority date: 2010-11-18
Filing date: 2010-11-18
Publication date: 2012-06-07
Anticipated expiration: 2030-11-18
Also published as: JP5522399B2

Abstract

【課題】コスト増加を抑制しつつ正確なリーク検出を行うことができる燃料蒸散ガス処理装置のリーク検出装置を提供する。
【解決手段】燃料蒸散ガス処理装置のリーク検出対象領域内に負圧を生じさせて、その負圧状態に基づいてリークの有無を判定するリーク検出装置が、ブレーキブースタ２０４に接続されてブレーキブースタ２０４内に負圧を生じさせると共にリーク検出対象領域を大気から遮断した状態でその領域内に負圧を生じさせる負圧ポンプ１０１を備えるようにする。
【選択図】図２

Description

本発明は、燃料タンク内の燃料蒸散ガスをエンジンの吸気系に導入する燃料蒸散ガス処理装置で生じているリーク（漏れ）を検出するリーク検出装置に関するものである。

燃料タンク内に生じた燃料蒸散ガスは大気汚染の原因となることから、エンジンを搭載した車両には、大気中への排出を防止するための燃料蒸散ガス処理装置が一般的に搭載されている。燃料蒸散ガス処理装置は、例えば、燃料タンクとエンジンの吸気系とをキャニスタを備えたパージ管路で接続し、燃料タンク内で発生した燃料蒸散ガスをキャニスタ内の活性炭に吸着させると共に、エンジンの吸気負圧に応じて活性炭中の燃料蒸散ガスをエンジンの吸気系に導入し、新気と共に燃焼させる。

このような燃料蒸散ガス処理装置に何らかのトラブルでリークが生じると大気汚染に直結することから、米国等ではリークを検出する装置の搭載が法規上義務付けられている。特に、米国の法規制では、このようなリーク検出装置を、ＯＢＤ（On Board Diagnosis）として設け、リークが生じた場合には、例えば、警告ランプを点灯させること等によって運転者に報知することが義務付けられている。

リーク検出装置としては、例えば、車両走行中にエンジンの吸気負圧を利用して燃料タンク内を所定圧まで減圧し、その後に燃料蒸散ガスを吸気系に導くガス導入管路を閉塞することで燃料タンク内を復圧させ、燃料タンクの内圧の変化によってリークの有無を判定するようにしたものがある。

このように車両走行中の吸気負圧を利用する方法では、燃料タンクの揺れや温度変化に起因するタンク内の圧力変化が外乱となり、リークを正確に検出できない虞がある。そこで、キャニスタ内を減圧する専用のポンプを備え、例えば、車両駐車時に、このポンプによってキャニスタ内を減圧させ、そのときの圧力変化から燃料蒸散ガス処理装置のリーク検出を行うようにしたものがある（例えば、特許文献１参照）。

特開２００４−１５６４９２号公報

このように専用のポンプを備えることで、例えば、車両駐車時等の外乱のない状態で燃料蒸散ガス処理装置のリーク検出を実施することができるため、極めて正確にリークを検出することができる。しかしながら、専用のポンプを備えるようにすると、コストが大幅に増加してしまうという問題がある。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、コスト増加を抑制しつつ正確なリーク検出を行うことができる燃料蒸散ガス処理装置のリーク検出装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決する本発明の第１の態様は、車両に搭載される燃料タンク内で発生した蒸散燃料をキャニスタで吸着して処理する燃料蒸散ガス処理装置のリーク検出装置であって、ブレーキブースタに接続されて該ブレーキブースタ内に負圧を生じさせると共に前記キャニスタを含むリーク検出対象領域を大気から遮断した状態で当該領域内に負圧を生じさせる負圧ポンプと、前記領域内の圧力を検出する圧力検出手段と、該圧力検出手段によって検出される前記領域内の負圧状態に基づいて当該領域内におけるリークの有無を判定する判定手段と、を備えることを特徴とする燃料蒸散ガス処理装置のリーク検出装置にある。

かかる第１の態様では、ブレーキブースタ用の負圧ポンプを圧力発生手段として利用することで、専用のポンプを備える必要がなくなる。したがって、燃料蒸散ガス処理装置のリークを正確に検出できるリーク検出装置を比較的安価に実現することができる。

本発明の第２の態様は、前記負圧ポンプは、負圧流路によって前記ブレーキブースタと接続されていると共に、該負圧流路の途中に切替弁を介して接続された中間流路によって前記キャニスタと接続され、前記中間流路には、前記負圧ポンプを作動させた際の流量を制御する流量制御オリフィスが設けられていることを特徴とする第１の態様の燃料蒸散ガス処理装置のリーク検出装置にある。

かかる第２の態様では、ブレーキブースタ用の負圧ポンプによる流量をより適正な値とすることができ、上記領域内をより良好に負圧とすることができる。

本発明の第３の態様は、前記中間流路には、前記負圧ポンプ側から前記キャニスタ側への流れを規制する逆止弁が設けられていることを特徴とする第２の態様の燃料蒸散ガス処理装置のリーク検出装置にある。

かかる第３の態様では、リーク検出装置作動時に、中間流路における逆流が防止される。したがって、燃料蒸散ガス処理装置のリークをより良好に検出することができる。

以上のように、本発明のリーク検出装置では、ブレーキブースタ用の負圧ポンプを利用することで専用のポンプを備える必要がないため、コストの削減を図りつつ正確なリーク検出を行うことができる。なおブレーキブースタ用の負圧ポンプは、車両走行時に使用されるものであり、車両駐車時には使用されることはないため、ブレーキブースタ用負圧ポンプをリーク検出装置として用いても全く支障はない。また、ブレーキブースタ用の負圧ポンプの容量は、リーク検出時に必要な負圧を発生させるには十分であり、本発明を用いればわざわざリーク検出用の負圧ポンプを別に設ける必要がなくなる。

本発明の一実施形態に係るリーク検出装置の概略構成を示す図である。本発明の一実施形態に係る負圧モジュールの概略構成を示す図である。本発明の一実施形態に係るリーク検出方法を説明するフローチャートである。負圧モジュールにおける空気の流れを説明する図である。

以下、本発明の一実施形態について図面を参照して詳細に説明する。

図１に示すように、本実施形態に係るリーク検出装置１０を備える燃料蒸散ガス処理装置２０は、自動車等の車両に搭載される。燃料蒸散ガス処理装置２０は、車両の燃料タンク３０内に発生する蒸散燃料（ベーパ）が大気中に放出されるのを防止するためのものであり、燃料タンク３０からの蒸散燃料をベーパ通路４０を通して活性炭を封入したキャニスタ５０内に吸着させ、キャニスタ５０内に吸着された蒸散燃料を所定条件下でパージ通路６０を通して車両のエンジン７０の吸気通路７１へ放出（パージ）するように構成されている。

具体的には、パージ通路６０にはパージ通路６０を開閉する開閉手段であるパージソレノイド６５が介装されている。またキャニスタ５０には一端側が大気に開放される大気開放路８０が接続されている。この大気開放路８０の途中には、リーク検出装置１０を構成しキャニスタ５０内等に負圧を生じさせる負圧ポンプモジュール１００が接続されている。

負圧ポンプモジュール１００は、図２に示すように、キャニスタ５０内等に負圧を生じさせる負圧ポンプ１０１と、モジュール内の圧力を検出する圧力センサ１０２とを備えると共に、キャニスタ５０に接続される第１の流路１０３と、大気に通じる第２の流路１０４と、負圧ポンプ１０１に繋がる第３の流路（中間流路）１０５とを備える。なお第３の流路１０５の途中には、流量を制御するための流量制御オリフィス１０６が設けられている。第２の流路１０４と第３の流路１０５とは、第１の切替弁１０７を介して第１の流路１０３に接続されている。すなわち第１の切替弁１０７を切り替えることで、第１の流路１０３と、第２の流路１０４又は第３の流路１０５とがそれぞれ接続されるようになっている。

また負圧ポンプモジュール１００は、第１の切替弁１０７を跨いで第１の流路１０３と第３の流路１０５とを繋ぐバイパス流路１０８を備える。バイパス流路１０８には、その途中に、例えば、０．５ｍｍ径の基準オリフィス１０９が設けられており、この基準オリフィス１０９よりも第２の流路１０４側に圧力センサ１０２が設けられている。

また本発明に係るリーク検出装置１０を構成する負圧ポンプモジュール１００においては、負圧ポンプ１０１として、ブレーキ装置２００を構成するブレーキブースタ用負圧ポンプ（真空ポンプ）を利用している。

ここで、車両のブレーキ装置２００について簡単に説明する。図１に示すように、ブレーキ装置２００を構成するブレーキペダル２０１は、支点部２０２を中心に車体側に回動自在に支持されている。ブレーキペダル２０１の一端部（下端部）には、踏み込み操作を行う操作部２０３が設けられている。ブレーキペダル２０１の他端部には、ブレーキブースタ２０４に連結するオペレーティングロッド２０５が枢支されている。またブレーキブースタ２０４にはマスターシリンダ２０６が接続されている。ブレーキブースタ２０４には、ブレーキブースタ用負圧ポンプ２０７が接続されており、この負圧ポンプ２０７によって負圧が印加されている。このようなブレーキ装置２００では、ブレーキペダル２０１の操作部２０３を踏み込むことにより、オペレーティングロッド２０５が移動して、ブレーキブースタ２０４を介してマスターシリンダ２０６が作動する。その際、ブレーキブースタ２０４によって踏み込み操作力を倍力しマスターシリンダ２０６を作動させ、ブレーキペダル２０１の少ない踏み込み操作力で制動能力を確保することができるようになっている。

そして、負圧ポンプモジュール１００においては、上述のように負圧ポンプ１０１としてブレーキ装置２００を構成するブレーキブースタ用負圧ポンプ２０７を利用している。すなわち、図２に示すように、負圧ポンプ２０７（１０１）は、負圧流路２０８を介してブレーキブースタ２０４に接続されている。負圧流路２０８には逆止弁２０９が設けられている。そして、この負圧流路２０８の途中に、第３の流路１０５が第２の切替弁１１０を介して接続されている。つまり、所定のタイミングで第２の切替弁１１０を切り替えることで、負圧ポンプ１０１（２０７）がブレーキブースタ２０４又はキャニスタ５０の何れかに接続されるようになっている。

また、このような負圧ポンプモジュール１００を構成する負圧ポンプ１０１、第１の切替弁１０７及び第２の切替弁１１０、パージ通路６０に設けられているパージソレノイド６５は、ＥＣＵ１５０からの制御信号に基づいて制御されている。

このような燃料蒸散ガス処理装置２０に搭載されている本発明のリーク検出装置１０では、パージソレノイド６５を閉鎖した状態で、負圧ポンプモジュール１００によって燃料蒸散ガス処理装置２０の所定領域内に負圧を生じさせ、その際の圧力変化に基づいてリークの有無を判定（検出）している（判定手段）。そして、リークが有ると判定された場合には、例えば、運転席に設けられたリーク表示用の警告灯１５を点灯させて、運転者への警告を行うようになっている。

以下、図３のフローチャートを参照して、本実施形態に係るリーク検出装置１０によるリーク検出方法について説明する。

本発明に係るリーク検出装置１０は、上述のようにブレーキ装置２００を構成する負圧ポンプ２０７（１０１）を利用しているため、ブレーキ装置２００が作動に影響のない車両駐車時にリーク検出を行う。つまり負圧ポンプ２０７（１０１）は、車両走行時にはブレーキ装置２００として機能し、車両停車時にリーク検出装置１０として機能する。なお車両駐車時にリーク検出を行うことで、種々の外乱の影響が極力小さく抑えられるため、リーク検出の正確性が向上する。

図３に示すように、ステップＳ１で車両のイグニッションスイッチがＯＮ状態である場合、つまり車両が走行可能な状態、又は走行中である場合には（ステップＳ１：Ｙｅｓ）、ＥＣＵ１５０によって第２の切替弁１１０が制御されて負圧ポンプ１０１（２０７）は、ブレーキブースタ２０４に接続されている。そして、ブレーキブースタ２０４内の圧力が常に所定範囲となるように負圧ポンプ２０７（１０１）のＯＮ／ＯＦＦが制御される。

具体的には、まずステップＳ１でイグニッションスイッチがＯＮ状態となると、ステップＳ２でブレーキブースタ２０４内の圧力Ｐ２が第１の値（下限値）以上か否かが判定される。なお、ブレーキブースタ２０４内の圧力は、図示しない圧力センサによって常時検出されている。ブレーキブースタ２０４内の圧力Ｐ２が第１の値以上であれば（ステップＳ２：Ｙｅｓ）、ステップＳ３で負圧ポンプ２０７（１０１）がＯＦＦ状態からＯＮ状態に切り替わる。これにより、ブレーキブースタ２０４内の圧力Ｐ２は徐々に低下することになる。

その後ステップＳ１に戻り、イグニッションスイッチのＯＮ状態が維持されていれば、ステップＳ２でブレーキブースタ２０４内の圧力Ｐ２が第１の値以上であるか否かを再び判定する。圧力Ｐ２がまだ第１の値以上であれば（ステップＳ２：Ｙｅｓ）、負圧ポンプ２０７（１０１）のＯＮ状態が維持される（ステップＳ３）。

一方、ブレーキブースタ２０４内の圧力Ｐ２が第１の値よりも低くなると（ステップＳ２：Ｎｏ）、負圧ポンプ２０７（１０１）がＯＮ状態からＯＦＦ状態に切り替わる（ステップＳ４）。その後、ステップＳ５でブレーキブースタ２０４内の圧力Ｐ２が第１の値よりも大きい第２の値（上限値）以上か否かが判定される。圧力Ｐ２が第２の値よりも小さい場合には（ステップＳ５：Ｎｏ）、ステップＳ４に戻り負圧ポンプ２０７（１０１）のＯＦＦ状態が維持される。圧力Ｐ２が第２の値以上になると（ステップＳ５：Ｙｅｓ）、ステップＳ３に進んで負圧ポンプ２０７（１０１）が再びＯＮ状態に切り替わる。

このように車両のイグニッションスイッチがＯＮ状態である場合には、ブレーキブースタ２０４内の圧力Ｐ２に応じて、負圧ポンプ２０７（１０１）のＯＮ／ＯＦＦが適宜制御され、ブレーキブースタ２０４内の圧力Ｐ２が、常に所定範囲（第１の値と第２の値との間）に保持される。これにより、車両走行中におけるブレーキ装置２００の制動能力を良好に確保することができる。

再び、ステップＳ１に戻り、イグニッションスイッチがＯＦＦ状態である場合には（ステップＳ１：Ｎｏ）、所定条件が成立した段階で、リーク検出装置１０による燃料蒸散ガス処理装置のリーク検出（リークチェック）が実行される。

具体的には、まずステップＳ６でリークチェックフラグがＯＮであるか否かが判定される。なおリークチェックフラグは、例えば、前回のリークチェックから所定期間が経過するとＯＮにセットされ、リークチェックが終了するとＯＦＦにセットされる。そしてリークチェックフラグがＯＮである場合には（ステップＳ６：Ｙｅｓ）、ステップＳ７に進み、リークチェックフラグがＯＦＦである場合には、処理を終了する。ステップＳ７ではイグニッションスイッチがＯＦＦになってから所定時間が経過しているか否かが判定され、所定時間が経過した段階で（ステップＳ７：Ｙｅｓ）、ステップＳ８に進む。すなわちイグニッションスイッチがＯＦＦ状態になってから所定時間が経過すると（ステップＳ７：Ｙｅｓ）、リークチェック開始の所定条件が成立したと判定されて、ステップＳ８以降のステップでリークチェックが実行される。なおイグニッションスイッチがＯＦＦ状態になってからの経過時間は、例えば、ＥＣＵ１５０に設けられるタイマ等により計測される。

ステップＳ８では、第２の切替弁１１０が負圧流路２０８側から第３の流路１０５側に切り替えられる。すなわち、負圧ポンプ１０１（２０７）が第２の切替弁１１０を介して第３の流路１０５に接続される。次いで、ステップＳ９で、第１の切替弁１０７が必要に応じて切り替えられて、第１の流路１０３と第２の流路１０４とが接続される。次いで、ステップＳ１０で負圧ポンプ１０１（２０７）がＯＮ状態となる。この状態では、図４（ａ）に示すように、空気は大気側から第２の流路１０４、第１の流路１０３及びバイパス流路１０８に流入し、基準オリフィス１０９を通過して負圧ポンプ１０１（２０７）により大気側へ排出される。

次いでステップＳ１１では、負圧ポンプ１０１をＯＮ状態としてから所定時間が経過した時点で、ＥＣＵ１５０の判定手段が、圧力センサ１０２の値αを記録する。この値αは、リークの発生の有無を判定する際の基準値となる。

次にステップＳ１２で第１の切替弁１０７が第２の流路１０４側から第３の流路１０５側に切り替えられ、第１の流路１０３と第３の流路１０５とが接続される。この状態では、図４（ｂ）に示すように、空気（ガス）が、キャニスタ５０側から第１の流路１０３及び第３の流路１０５に流入し、負圧ポンプ１０１（２０７）によって大気側に排出される。これにより、キャニスタ５０を含む燃料蒸散ガス処理装置２０のリーク検出対象領域が減圧されて負圧となる。本実施形態では、リークチェックを行う際にパージソレノイド６５が閉弁されていることでパージソレノイド６５よりも燃料タンク３０側の所定領域（リーク検出対象領域）が大気から遮断された状態となっており、この領域が減圧されて負圧となる。なお本実施形態では、第３の流路１０５に設けられた流量制御オリフィス１０６によって、負圧ポンプ１０１（２０７）による流量が適正に制御されている。

次いでステップＳ１３では、ステップＳ１２で第１の切替弁１０７を切り替えて負圧ポンプ１０１をＯＮ状態としてから所定時間が経過した時点で、ＥＣＵ１５０の判定手段が、圧力センサ１０２の値βを、上記リーク検出対象領域の圧力値として記録する。その後、負圧ポンプ１０１（２０７）をＯＦＦ状態とする（ステップＳ１４）。

次いで、ステップＳ１５で、ＥＣＵ１５０の判定手段が、記録してある基準値αと、リーク検出対象領域の圧力値βとを比較し、圧力値βが基準値α以上である場合には（ステップＳ１５：Ｎｏ）、リーク有りと判定して警告灯（チェックランプ）を点灯させる（ステップＳ１６）。その後、ステップＳ１７で第２の切替弁１１０を第３の流路１０５側から負圧流路２０８側に切り替えて、一連の処理を終了する。一方、ステップＳ１５で、圧力値βが基準値αよりも小さい場合には（ステップＳ１５：Ｙｅｓ）、判定手段はリーク無しと判定し、警告灯を点灯させることなくステップＳ１７に進み、一連の処理を終了する。

このように本発明に係る燃料蒸散ガス処理装置２０のリーク検出装置１０では、負圧ポンプ１０１によって燃料蒸散ガス処理装置２０を減圧させて負圧にし、そのときの圧力（負圧状態）によってリークの有無を判定するようにしている。したがって、燃料蒸散ガス処理装置のリーク検出を、車両駐車時等の外乱の極めて少ない状態で実施することができるため、リークの有無を正確に検出することができる。さらに本発明に係るリーク検出装置１０は、専用の負圧ポンプを備えることなく、ブレーキ装置２００を構成するブレーキブースタ２０４に接続されたブレーキブースタ用の負圧ポンプ２０７（１０１）を利用するようにした。したがってコストの大幅な削減を図ることができ、リークの有無を正確に判定することができるリーク検出装置１０を比較的安価に実現することができる。

以上、本発明の一実施形態について説明したが、勿論、本発明は、この実施形態に限定されるものではない。例えば、第３の流路（中間流路）１０５には、負圧ポンプ１０１（２０７）側からキャニスタ５０側への流れを規制する逆止弁が設けられていてもよい。これにより、リークチェック時に、第３の流路１０５における逆流が防止され、燃料蒸散ガス処理装置２０のリークをより正確に検出することができる。

また例えば、上述の実施形態では、基準値αと、圧力値βとの大きさを比較してリークの有無を判定しているが、リークの有無の判定方法自体は、特に限定されるものではない。例えば、燃料蒸散ガス処理装置２０内の所定領域を負圧ポンプ１０１（２０７）によって負圧にし、その後の圧力変化の度合等に基づいてリークの有無を判定するようにしてもよい。何れにしても、リーク検出装置１０として、ブレーキブースタ用の負圧ポンプ２０７（１０１）を利用することで、コストの大幅な削減を図ることができ、且つリークの有無を正確に判定することができる。

１０リーク検出装置
１５警告灯
２０燃料蒸散ガス処理装置
３０燃料タンク
４０ベーパ通路
５０キャニスタ
６０パージ通路
６５パージソレノイド
７０エンジン
７１吸気通路
８０大気開放路
１００負圧ポンプモジュール
１０１，２０７負圧ポンプ
１０２圧力センサ
１０３第１の流路
１０４第２の流路
１０５第３の流路
１０６流量制御オリフィス
１０７第１の切替弁
１０８バイパス流路
１０９基準オリフィス
１１０第２の切替弁
２００ブレーキ装置
２０４ブレーキブースタ
２０８負圧流路
２０９逆止弁

Claims

車両に搭載される燃料タンク内で発生した蒸散燃料をキャニスタで吸着して処理する燃料蒸散ガス処理装置のリーク検出装置であって、
ブレーキブースタに接続されて該ブレーキブースタ内に負圧を生じさせると共に前記キャニスタを含むリーク検出対象領域を大気から遮断した状態で当該領域内に負圧を生じさせる負圧ポンプと、
前記領域内の圧力を検出する圧力検出手段と、
該圧力検出手段によって検出される前記領域内の負圧状態に基づいて当該領域内におけるリークの有無を判定する判定手段と、
を備えることを特徴とする燃料蒸散ガス処理装置のリーク検出装置。
前記負圧ポンプは、負圧流路によって前記ブレーキブースタと接続されていると共に、該負圧流路の途中に切替弁を介して接続された中間流路によって前記キャニスタと接続され、
前記中間流路には、前記負圧ポンプを作動させた際の流量を制御する流量制御オリフィスが設けられていることを特徴とする請求項１に記載の燃料蒸散ガス処理装置のリーク検出装置。
前記中間流路には、前記負圧ポンプ側から前記キャニスタ側への流れを規制する逆止弁が設けられていることを特徴とする請求項２に記載の燃料蒸散ガス処理装置のリーク検出装置。