JP2018044499A - 漏れ検査装置および漏れ検査方法 - Google Patents

Abstract

【課題】３方弁等や圧力計等の高価な部材を用いずに、漏れを短時間に検査することのできる漏れ検査装置および漏れ検査方法を提供すること。【解決手段】漏れ検査装置１０は、ポンプ１１と、大気と連通する基準用通気穴１２と、検査対象となる燃料タンク２（容器）とポンプ１１とを接続する検査用流路１３と、基準用通気穴１２とポンプ１１とを接続する参照用流路１４とを有している。また、漏れ検査装置１０は、ポンプ１１によって検査用流路１３および参照用流路１４を減圧した際の検査用流路１３における流量Ｑａと参照用流路１４における流量Ｑｂとを比較するための検出器１５を有している。検出器１５は、検査用流路１３における流量Ｑａを検出する検査用流量計１５１と、参照用流路１４における流量Ｑｂを検出する参照用流量計１５２とを備えている。【選択図】図１

Description

本発明は、燃料タンク等の容器からの気体の漏れを検査する漏れ検査装置および漏れ検査方法に関するものである。

容器からの気体の漏れを検査する漏れ検査装置および漏れ検査方法は、燃料タンク（容器）からの燃料蒸発ガスの漏れの検査等に適用される。より具体的には、燃料タンク内の燃料蒸発ガスを通路を介してキャニスタに吸着させ、吸着させた燃料蒸発ガスをエンジンの吸気通路にパージするエバポパージシステムにおいて、燃料タンクからの漏れを検査するにあたって、燃料タンクに連通する第１流路と、大気に連通する第２流路とを設け、３方弁等の切り換え手段によって流路を切り換えながら、第１流路および第２流路を減圧した際の圧力を共通の圧力計で測定し、比較することが提案されている。その際、第２流路に燃料タンクにおいて許容される大きさの開口部を備えた絞りを設け、燃料タンクでの漏れが許容レベルにあるか否かが検査される（引用文献１参照）。

特開２００４−２８０６０号公報

しかしながら、特許文献１に記載の技術では、３方弁等の切り換え手段によって流路を切り換えて検査を行うため、検査に要する時間が長い。また、３方弁等の切り換え手段や圧力計は高価であるという問題点もある。

以上の問題点に鑑みて、本発明の課題は、３方弁等や圧力計等の高価な部材を用いずに、漏れを短時間に検査することのできる漏れ検査装置および漏れ検査方法を提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明に係る漏れ検査装置は、ポンプと、大気と連通する基準用通気穴と、検査対象となる容器と前記ポンプとを接続する検査用流路と、前記基準用通気穴と前記ポンプとを接続する参照用流路と、前記ポンプによって前記検査用流路および前記参照用流路を減圧または加圧した際の前記検査用流路における流量と前記参照用流路における流量とを比較するための検出器と、を有することを特徴とする。

また、本発明に係る漏れ検査方法は、ポンプと、大気と連通する基準用通気穴と、検査対象となる容器と前記ポンプとを接続する検査用流路と、前記基準用通気穴と前記ポンプとを接続する参照用流路と、を設けておき、前記ポンプによって前記検査用流路および前記参照用流路を減圧または加圧した際の前記検査用流路における流量と前記参照用流路における流量とを比較することを特徴とする。

本発明では、ポンプによって検査用流路および参照用流路の減圧や加圧を開始してから所定時間が経過した時点で検査用流路における流量と参照用流路における流量とを比較する。その結果において、検査用流路における流量が参照用流路における流量より小であれば、容器において漏れの原因となる開口部の大きさは、基準用通気穴より小さく、容器の漏れは基準（許容値）以下であると判定できる。これに対して、検査用流路における流量
が参照用流路における流量より大であれば、容器において漏れの原因となる開口部の大きさは、基準用通気穴より大きく、容器の漏れは基準（許容値）を超えると判定できる。従って、流路の切り換えを行わなくても漏れを検査することができるので、漏れを短時間に検査することができる。また、流路の切り換えや圧力の測定を行わなくても漏れを検査することができるので、３方弁や圧力計等の高価な部材を用いる必要がない。それ故、漏れ検査装置のコストを低減することができる。

本発明において、前記検出器は、前記検査用流路における流量を検出する検査用流量計と、前記参照用流路における流量を検出する参照用流量計と、を備えている態様を採用することができる。かかる態様によれば、検査用流路における流量と参照用流路における流量とを容易に比較することができる。

本発明において、前記検査用流量計は、前記検査用流路内に配置されて前記検査用流路内における流量に対応する温度変化に伴って抵抗値が変化する流量検出用第１抵抗体を備え、前記参照用流量計は、前記参照用流路内に配置されて前記参照用流路内における流量に対応する温度変化に伴って抵抗値が変化する流量検出用第２抵抗体を備えている態様を採用することができる。かかる態様によれば、検査用流路における流量、および参照用流路における流量を安価なデバイスによって精度よく測定することができる。

本発明において、前記流量検出用第１抵抗体は、補償用第１抵抗体と直列に電気的接続されて第１分圧回路を構成し、前記流量検出用第２抵抗体は、補償用第２抵抗体と直列に電気的接続されて第２分圧回路を構成し、前記検査用流量計は、前記流量検出用第１抵抗体と前記補償用第１抵抗体との接続部分から第１信号を出力し、前記参照用流量計は、前記流量検出用第２抵抗体と前記補償用第２抵抗体との接続部分から第２信号を出力する態様を採用することができる。かかる構成によれば、流量検出用第１抵抗体と流量検出用第２抵抗体とに抵抗差があっても、かかる抵抗差を補償用第１抵抗体および補償用第２抵抗体によって補償することができる。

本発明において、前記流量検出用第１抵抗体および前記流量検出用第２抵抗体は各々、サーミスタである態様を採用することができる。

本発明において、前記検査用流路では、前記検査用流量計によって流量を検出する計測位置における流路断面積が前記検査用流量計による計測位置の上流側および下流側より小であり、前記参照用流路では、前記参照用流量計によって流量を検出する計測位置における流路断面積が前記参照用流量計による計測位置の上流側および下流側より小である態様を採用することができる。かかる態様によれば、計測位置での流速を高めることができるので、検査用流路における流量、および参照用流路における流量を抵抗体を用いて測定する場合の精度を高めることができる。

本発明において、前記容器は、内燃機関の吸気通路に燃料蒸発ガスがパージされる燃料タンクである態様を採用することができる。

本発明では、ポンプによって検査用流路および参照用流路の減圧や加圧を開始してから所定時間が経過した時点で検査用流路における流量と参照用流路における流量とを比較する。その結果において、検査用流路における流量が参照用流路における流量より小であれば、容器において漏れの原因となる開口部の大きさは、基準用通気穴より小さく、容器の漏れは基準（許容値）以下であると判定できる。これに対して、検査用流路における流量が参照用流路における流量より大であれば、容器において漏れの原因となる開口部の大きさは、基準用通気穴より大きく、容器の漏れは基準（許容値）を超えると判定できる。従
って、流路の切り換えを行わなくても漏れを検査することができるので、漏れを短時間に検査することができる。また、流路の切り換えや圧力の測定を行わなくても漏れを検査することができるので、３方弁や圧力計等の高価な部材を用いる必要がない。それ故、漏れ検査装置のコストを低減することができる。

本発明を適用したエバポパージシステムの漏れ検査装置の構成を示す説明図である。 図１に示す漏れ検査装置の検出器の説明図である。 図１に示す検出器に用いたサーミスタの抵抗−温度特性を示す説明図である。 図１に示す検出器を用いた検出回路の説明図である。 本発明を適用した漏れ検査装置の流路の変形例を示す説明図である。 本発明を適用した漏れ検査装置の検出回路の変形例を示す説明図である。

図面を参照して、本発明の実施の形態を説明する。
（漏れ検査装置１の構成）

図１は、本発明を適用したエバポパージシステム１の漏れ検査装置１０の構成を示す説明図である。図２は、図１に示す漏れ検査装置１０の検出器１５の説明図である。図３は、図１に示す検出器１５に用いたサーミスタの抵抗−温度特性を示す説明図である。図４は、図１に示す検出器１５を用いた検出回路の説明図である。

図１に示す漏れ検査装置１０は、燃料タンク２内の燃料蒸発ガスを内燃機関の吸気通路２０にパージするエバポパージシステム１において、燃料タンク２を含むエバポパージ系からの燃料蒸発ガスの漏れを検査する装置である。エバポパージシステム１は、燃料タンク２、キャニスタ３、吸気装置８等を備えており、漏れ検査装置１０は、燃料タンク２およびキャニスタ３よりも上方位置に設置される。

漏れ検査装置１０は、ポンプ１１と、大気と連通する基準用通気穴１２と、検査対象となる燃料タンク２（容器）とポンプ１１とを接続する検査用流路１３と、基準用通気穴１２とポンプ１１とを接続する参照用流路１４とを有している。本形態において、検査用流路１３と参照用流路１４とは流路断面積が等しい。検査用流路１３は、燃料タンク２とポンプ１１との間でバルブ１８を介して大気と連通可能である。

このように構成した漏れ検査装置１０では、ポンプ１１によって検査用流路１３および参照用流路１４の減圧を開始してから所定時間が経過した時点で検査用流路１３における気体の流量Ｑａと参照用流路１４における気体の流量Ｑｂとを比較する。このため、漏れ検査装置１０には、検査用流路１３における流量Ｑａと参照用流路１４における流量Ｑｂとを比較するための検出器１５と、検出器１５からの検出結果に基づいて検査用流路１３における流量Ｑａと参照用流路１４における流量Ｑｂとを比較する制御部１６とが設けられている。また、制御部１６は、バルブ１８およびポンプ１１の制御も行う。

本形態において、検出器１５は、検査用流路１３における流量Ｑａを検出する検査用流量計１５１と、参照用流路１４における流量Ｑｂを検出する参照用流量計１５２とを備えている。検査用流量計１５１は、図２（ａ）に示すように、検査用流路１３内に配置された流量検出用第１抵抗体Ｒｔ１を備えており、流量検出用第１抵抗体Ｒｔ１は、流量Ｑａに対応する温度変化に伴って抵抗値が変化する。また、参照用流量計１５２は、図２（ｂ）に示すように、参照用流路１４内に配置された流量検出用第２抵抗体Ｒｔ２を備えており、流量検出用第２抵抗体Ｒｔ２は、流量Ｑｂに対応する温度変化に伴って抵抗値が変化
する。

本形態において、流量検出用第１抵抗体Ｒｔ１および流量検出用第２抵抗体Ｒｔ２はいずれもサーミスタからなる。サーミスタは、図３に示すように、温度の低下に伴って抵抗値が増大する。従って、検査用流量計１５１（流量検出用第１抵抗体Ｒｔ１）および参照用流量計１５２（流量検出用第２抵抗体Ｒｔ２）は、流体に熱が奪われると、抵抗値が増大する。また、検査用流量計１５１（流量検出用第１抵抗体Ｒｔ１）および参照用流量計１５２（流量検出用第２抵抗体Ｒｔ２）は、流体の流量Ｑａ、Ｑｂが増大する程、熱が奪われる度合が高くなるので、温度が低下し、抵抗値が増大する。

本形態においては、図４に示すように、検査用流量計１５１（流量検出用第１抵抗体Ｒｔ１）は、オフセット調整用の補償用第１抵抗体Ｒ１と直列に電気的接続されて第１分割回路１５６を構成した状態で使用される。また、参照用流量計１５２（流量検出用第２抵抗体Ｒｔ２）も、検査用流量計１５１と同様、オフセット調整用の補償用第２抵抗体Ｒ２と直列に電気的接続されて第２分割回路１５７を構成した状態で使用される。流量検出用第１抵抗体Ｒｔ１の補償用第１抵抗体Ｒ１とは反対側はグランド電位ＧＮＤが印加され、補償用第１抵抗体Ｒ１の流量検出用第１抵抗体Ｒｔ１とは反対側は駆動電位Ｖｃｃが印加されている。流量検出用第２抵抗体Ｒｔ２の補償用第２抵抗体Ｒ２とは反対側はグランド電位ＧＮＤが印加され、補償用第２抵抗体Ｒ２の流量検出用第２抵抗体Ｒｔ２とは反対側は駆動電位Ｖｃｃが印加されている。また、検査用流量計１５１では、流量検出用第１抵抗体Ｒｔ１と補償用第１抵抗体Ｒ１との接続部分からの第１出力Ｖ０１（第１信号）が、制御部１６に設けられた演算回路１６０の一方側端子に入力され、参照用流量計１５２では、流量検出用第２抵抗体Ｒｔ２と補償用第２抵抗体Ｒ２との接続部分からの第２出力Ｖ０２（第２信号）が演算回路１６０の他方側端子に入力されている。

ここで、第１出力Ｖ０１および第２出力Ｖ０２は下式で表される。このため、流量Ｑａ、Ｑｂが大きくなれば、流量検出用第１抵抗体Ｒｔ１および流量検出用第２抵抗体Ｒｔ２の抵抗値が増大するので、第１出力Ｖ０１および第２出力Ｖ０２が高くなる。
Ｖ０１＝（Ｒｔ１×Ｖｃｃ）／（Ｒ１＋Ｒｔ１）
Ｖ０２＝（Ｒｔ２×Ｖｃｃ）／（Ｒ２＋Ｒｔ２）

従って、下式に示すように、検査用流路１３での流量Ｑａが参照用流路１４の流量Ｑｂより大である場合、第１出力Ｖ０１は第２出力Ｖ０２より高くなり、検査用流路１３での流量Ｑａが参照用流路１４の流量Ｑｂより小である場合、第１出力Ｖ０１は第２出力Ｖ０２より低くなる。
Ｑａ＞Ｑｂの場合
Ｒｔ１＞Ｒｔ２、（Ｒｔ２／Ｒｔ１）＜１
Ｖ０１＞Ｖ０２、（Ｖ０２／Ｖ０１）＜１
Ｑａ＜Ｑｂの場合
Ｒｔ１＜Ｒｔ２、（Ｒｔ２／Ｒｔ１）＞１
Ｖ０１＜Ｖ０２、（Ｖ０２／Ｖ０１）＞１

それ故、第１出力Ｖ０１が第２出力Ｖ０２より高い場合、燃料タンク２からの漏れに相当する開口部は、基準用通気穴１２より大であるといえ、燃料タンク２からの漏れは、許容値を上回ることになる。これに対して、第１出力Ｖ０１が第２出力Ｖ０２より低い場合、燃料タンク２からの漏れに相当する開口部は、基準用通気穴１２より小であるといえ、燃料タンク２からの漏れは、許容値を下回ることになる。

（動作）
図１において、漏れの検出を行わない待機状態では、バルブ１８が開状態にあって、検
査用流路１３等は大気と連通している。この状態から漏れの検出を行う際には、バルブ１８を閉状態とした後、ポンプ１１を作動させ、検査用流路１３の内部および参照用流路１４の内部を減圧する。その結果、燃料タンク２やキャニスタ３の内部が検査用流路１３を介して減圧される。その間、検査用流路１３には、燃料タンク２からの漏れに相当する開口部から侵入した空気が流れ、参照用流路１４には、基準用通気穴１２から侵入した空気が流れる。

次に、所定の時間が経過した後、第１出力Ｖ０１および第２出力Ｖ０２を比較し、その比較結果に基づいて、燃料タンク２からの漏れに相当する開口部と基準用通気穴１２の大きさを比較する。本形態では、第１出力Ｖ０１および第２出力Ｖ０２が演算回路１６０で比較されるので、演算回路１６０からの出力に基づいて、燃料タンク２からの漏れに相当する開口部と基準用通気穴１２の大きさを比較する。

その結果において、第１出力Ｖ０１が第２出力Ｖ０２より高い場合、燃料タンク２からの漏れに相当する開口部は、基準用通気穴１２より大であるといえ、燃料タンク２からの漏れは、許容値を上回ることになる。これに対して、第１出力Ｖ０１が第２出力Ｖ０２より低い場合、燃料タンク２からの漏れに相当する開口部は、基準用通気穴１２より小であるといえ、燃料タンク２からの漏れは、許容値を下回ることになる。

（本形態の主な効果）
以上説明したように、本形態の漏れ検査装置１０および漏れ検出方法では、ポンプ１１によって検査用流路１３および参照用流路１４の減圧を開始してから所定時間が経過した時点で検査用流路１３における流量Ｑａと参照用流路１４における流量Ｑｂとを比較する。その結果において、検査用流路１３における流量Ｑａが参照用流路１４における流量Ｑｂより小であれば、燃料タンク２（容器）において漏れの原因となる開口部の大きさは、基準用通気穴１２より小さく、燃料タンク２の漏れは基準（許容値）以下であると判定できる。これに対して、検査用流路１３における流量Ｑａが参照用流路１４における流量Ｑｂより大であれば、燃料タンク２（容器）において漏れの原因となる開口部の大きさは、基準用通気穴１２より大きく、燃料タンク２の漏れは基準（許容値）を超えると判定できる。従って、流路の切り換えを行わなくても漏れを検査することができるので、漏れを短時間に検査することができる。また、流路の切り換えや圧力の測定を行わなくても漏れを検査することができるので、３方弁や圧力計等の高価な部材を用いる必要がない。それ故、漏れ検査装置１０のコストを低減することができる。

また、本形態では、検出器１５は、検査用流路１３における流量Ｑａを検出する検査用流量計１５１と、参照用流路１４における流量Ｑｂを検出する参照用流量計１５２とを備えている。このように、検査用流路１３における流量Ｑａと参照用流路１４における流量Ｑｂとを比較するにあたって流量計を用いているため、高価な圧力計等のデバイスを用いる必要がない。また、検査用流量計１５１および参照用流路１４によって検査用流路１３および参照用流路１４の流量Ｑａ、Ｑｂを直接、計測するので、検査用流路１３における流量Ｑａと参照用流路１４における流量Ｑｂとを容易に比較することができる。また、検査用流量計１５１および参照用流量計１５２は各々、サーミスタ等の抵抗素子を備えているため、検査用流量計１５１および参照用流量計１５２での結果が電気信号として出力される。従って、検査用流量計１５１での計測値と参照用流量計１５２での計測値とを演算回路１６０を用いて容易に比較することができる。

また、流量検出用第１抵抗体Ｒｔ１は、補償用第１抵抗体Ｒ１と直列に電気的接続されて第１分圧回路１５６を構成し、流量検出用第２抵抗体Ｒｔ２は、補償用第２抵抗体Ｒ２と直列に電気的接続されて第２分圧回路１５７を構成しているため、流量検出用第１抵抗体Ｒｔ１および流量検出用第２抵抗体Ｒｔ２の初期特性に抵抗差等があっても、かかる抵
抗差等を補償用第１抵抗体Ｒ１および補償用第２抵抗体Ｒ２によって補償することができる。

［流路の変形例］
図５は、本発明を適用した漏れ検査装置１０の流路の変形例を示す説明図である。上記実施の形態では、図２を参照して説明したように、断面積が一定の流路内に検査用流量計１５１および参照用流量計１５２を配置した。これに対して、本形態では、図５に示すように、検査用流路１３では、検査用流量計１５１によって流量Ｑａを検出する計測位置１３１で内壁が内側に張り出しており、計測位置１３１では、流路断面積が検査用流量計１５１による計測位置１３１の上流側１３２および下流側１３３より小になっている。また、図５にかっこ書きで示すように、参照用流路１４では、検査用流路１３と同様、参照用流量計１５２によって流量Ｑｂを検出する計測位置１４１における流路断面積が参照用流量計１５２による計測位置１４１の上流側１４２および下流側１４３より小になっている。

かかる態様によれば、計測位置１３１、１４１での流速が高まるため、流体が検査用流量計１５１および参照用流量計１５２から効率よく熱を奪うため、検査用流路１３における流量Ｑａ、および参照用流路１４における流量Ｑｂを、サーミスタ等の抵抗体を用いて測定する場合の精度を高めることができる。

［信号処理回路の変形例］
図６は、本発明を適用した漏れ検査装置１０の検出回路の変形例を示す説明図である。上記実施の形態では、第１分圧回路１５６および第２分圧回路１５７から第１出力Ｖ０１および第２出力Ｖ０２が出力される構成であった。これに対して、本形態では、図６に示すように、流量検出用第１抵抗体Ｒｔ１と補償用第１抵抗体Ｒ１との直列回路に定電流を流したときの出力が第１増幅回路１５８に入力されており、第１増幅回路１５８から第１出力Ｖ０１が出力される。また、図６にかっこ書きで示すように、流量検出用第２抵抗体Ｒｔ２と補償用第２抵抗体Ｒ２との直列回路に定電流を流したときの出力が第２増幅回路１５９に入力されており、第２増幅回路１５９から第２出力Ｖ０２が出力される。

かかる構成であっても、第１出力Ｖ０１と第２出力Ｖ０２とを比較すれば、燃料タンク２での漏れを検査することができる。
［他の実施の形態］
上記実施の形態では、ポンプ１１によって検査用流路１３および参照用流路１４を減圧して流量Ｑａ、Ｑｂを比較したが、ポンプ１１によって検査用流路１３および参照用流路１４を加圧して流量Ｑａ、Ｑｂを比較してもよい。

１…エバポパージシステム、２…燃料タンク、３…キャニスタ、８…吸気装置、１０…検査装置、１１…ポンプ、１２…基準用通気穴、１３…検査用流路、１４…参照用流路、１５…検出器、１６…制御部、１８…バルブ、１３１、１４１…計測位置、１３２、１４２…上流側、１３３、１４３…下流側、１５１…検査用流量計、１５２…参照用流量計、１５８…第１増幅回路、１５９…第２増幅回路、１６０…演算回路、Ｑａ、Ｑｂ…流量、Ｒｔ１…流量検出用第１抵抗体、Ｒｔ２…流量検出用第２抵抗体、Ｒ１…補償用第１抵抗体、Ｒ２…補償用第２抵抗体、Ｖ０１…第１出力（第１信号）、Ｖ０２…第２出力（第２信号）

Claims (8)

1. ポンプと、
   大気と連通する基準用通気穴と、
   検査対象となる容器と前記ポンプとを接続する検査用流路と、
   前記基準用通気穴と前記ポンプとを接続する参照用流路と、
   前記ポンプによって前記検査用流路および前記参照用流路を減圧または加圧した際の前記検査用流路における流量と前記参照用流路における流量とを比較するための検出器と、
   を有することを特徴とする漏れ検査装置。
2. 前記検出器は、前記検査用流路における流量を検出する検査用流量計と、前記参照用流路における流量を検出する参照用流量計と、を備えていることを特徴とする請求項１に記載の漏れ検査装置。
3. 前記検査用流量計は、前記検査用流路内に配置されて前記検査用流路内における流量に対応する温度変化に伴って抵抗値が変化する流量検出用第１抵抗体を備え、
   前記参照用流量計は、前記参照用流路内に配置されて前記参照用流路内における流量に対応する温度変化に伴って抵抗値が変化する流量検出用第２抵抗体を備えていることを特徴とする請求項２に記載の漏れ検査装置。
4. 前記流量検出用第１抵抗体は、補償用第１抵抗体と直列に電気的接続されて第１分圧回路を構成し、
   前記流量検出用第２抵抗体は、補償用第２抵抗体と直列に電気的接続されて第２分圧回路を構成し、
   前記検査用流量計は、前記流量検出用第１抵抗体と前記補償用第１抵抗体との接続部分から第１信号を出力し、
   前記参照用流量計は、前記流量検出用第２抵抗体と前記補償用第２抵抗体との接続部分から第２信号を出力することを特徴とする請求項３に記載の漏れ検査装置。
5. 前記流量検出用第１抵抗体および前記流量検出用第２抵抗体は各々、サーミスタであることを特徴とする請求項３または４に記載の漏れ検査装置。
6. 前記検査用流路では、前記検査用流量計によって流量を検出する計測位置における流路断面積が前記検査用流量計による計測位置の上流側および下流側より小であり、
   前記参照用流路では、前記参照用流量計によって流量を検出する計測位置における流路断面積が前記参照用流量計による計測位置の上流側および下流側より小であることを特徴とする請求項３から５までの何れか一項に記載の漏れ検査装置。
7. 前記容器は、内燃機関の吸気通路に燃料蒸発ガスがパージされる燃料タンクであることを特徴とする請求項１から６までのいずれか一項に記載の漏れ検査装置。
8. ポンプと、
   大気と連通する基準用通気穴と、
   検査対象となる容器と前記ポンプとを接続する検査用流路と、
   前記基準用通気穴と前記ポンプとを接続する参照用流路と、
   を設けておき、
   前記ポンプによって前記検査用流路および前記参照用流路を減圧または加圧した際の前記検査用流路における流量と前記参照用流路における流量とを比較することを特徴とする漏れ検査方法。

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