JP4415246B2 - 燃料蒸気の漏れ検査モジュール - Google Patents

Description

本発明は、燃料タンクで発生した燃料蒸気の燃料タンク外部への漏れを検査する燃料蒸気の漏れ検査モジュールに関する。

近年、環境保護の観点から、車両に搭載されているエンジン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燃料蒸気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）およびカリフォルニア州環境庁（ＣＡＲＢ）の定める基準では、燃料タンクのわずかな開口から漏れる燃料蒸気の検出を要求している。
従来、広く用いられている燃料蒸気漏れ検査モジュールでは、ポンプを用いて燃料タンクの内部と外部との間に圧力差を形成している。燃料タンクの内部と外部との間に圧力差を形成することにより、燃料タンクから燃料蒸気を含む空気が漏れている場合、ポンプを駆動するモータの負荷が変動する。このモータの負荷の変動を検出することにより、燃料タンクからの燃料蒸気を含む空気漏れを検出している（特許文献１参照）。

しかし、特許文献１に開示されている技術の場合、モータの負荷は例えばモータに供給される電流値や電圧値などにより検出される。そのため、検出されるモータの負荷は、モータに電力を供給する電源の電圧変化、あるいはモータの周囲の温度による影響を受けやすい。その結果、燃料タンクの内部における圧力変化の検出精度の確保は困難である。
そこで、燃料タンクに連通している通路に圧力センサを設置し、圧力センサにより燃料タンクの内部の圧力を検出することが考えられている（例えば、特許文献２参照）。

特開平１０−９０１０７号公報 特開２００３−９０２７０号公報

しかしながら、ポンプへ吸入またはポンプから排出される空気の流れは、周期的に圧力が変化する圧力脈動を含んでいる。そのため、ポンプの吸入口または排出口の近傍に圧力センサを設置すると、ポンプの脈動の影響を受け、圧力センサの検出精度が低下する。
そこで、本発明の目的は、検出精度の高い燃料蒸気の漏れ検査モジュールを提供することにある。

請求項１記載の発明では、圧力センサはモータの軸方向においてモータを挟んで吸入口の反対側に設置されている。隔離部材は、圧力センサが設置されるセンサ室とモータとを隔離する。ポンプ、モータ及び圧力センサを収容し、前記離隔部材を介して前記モータと対向するように前記圧力センサを取り付けたハウジングは、吸入口と切替弁とを接続するポンプ通路と、モータの軸方向に延びてポンプ通路とセンサ室とを接続する圧力導入通路とを有する。そのため、圧力センサはポンプの吸入口から離れた位置に設置される。これにより、圧力センサは、ポンプの吸入口における圧力脈動の影響が低減される。したがって、燃料蒸気漏れの検出精度を高めることができる。

請求項２記載の発明では、圧力センサはハウジングのセンサ室に設置されている。センサ室は、ポンプおよびモータを収容するポンプ収容部を挟んでポンプ通路の反対側に配置されている。そのため、センサ室はポンプの吸入口から離れた位置に設置される。センサ室とポンプ通路とは圧力導入通路によって接続されている。これにより、センサ室の圧力はポンプ通路と概ね同一となり、センサ室に設置された圧力センサによりポンプ通路の圧力が検出される。また、センサ室はポンプ通路から分岐する圧力導入通路と接続されている。そのため、ポンプの吸入口からセンサ室までの間には十分な距離と容積とが確保され、センサ室に設置された圧力センサはポンプの圧力脈動の影響を受けにくい。したがって、燃料蒸気漏れの検出精度を高めることができる。

請求項３記載の発明では、モータとしてブラシレスモータを使用している。ブラシレスモータは、従来の直流モータと比較して軸方向の長さが短縮される。そのため、モータの背面側すなわちモータを挟んでポンプの反対側には、空間的な余裕が確保される。これにより、ポンプの吸入口の反対側にはセンサ室を設置する空間が確保される。したがって、ハウジングの体格の大型化を招くことなく、燃料蒸気漏れの検出精度を高めることができる。
なお、ブラシレスモータは、コイルを収容する金属製のカバーを有していることが望ましい。ブラシレスモータは、カバーを有することにより、例えばコイルの断線などによって放電が生じた場合でも、放電の伝播が防止される。

請求項４記載の発明では、ハウジングはポンプ、モータおよび切換弁との間に排出通路を形成している。燃料タンクの内部を減圧するポンプの場合、ポンプの排出口からの空気は外部へ排出する必要がある。ハウジングとポンプ、モータおよび切換弁との間に排出通路を形成することにより、ハウジングに別途排出通路のための流路を形成する場合と比較して、ハウジングの体格を低減することができる。

請求項５記載の発明では、排出通路にはモータへ供給する電力を制御する制御回路部が設置されている。例えばモータにブラシレスモータを適用する場合、制御回路部には例えばツェナーダイオードなどの発熱素子が設置される。排出通路ではポンプの排出口から外部への空気の流れが形成されるため、この空気の流れによって排出通路に設置された制御回路部は冷却される。その結果、制御回路部の温度による特性変化が低減され、モータおよびポンプはより高い精度で駆動される。したがって、燃料蒸気漏れの検出精度をさらに高めることができる。

請求項６記載の発明では、センサ室は排出通路と隔離されている。センサ室を吸入口とは反対側に設置することにより、センサ室はポンプの排出口または排出通路に近い位置となるおそれがある。排出通路には制御回路部が設置されるため、排出通路では制御回路部を冷却し温度が上昇した空気が流れる。センサ室に設置されている圧力センサは温度変化による影響を受けやすい。そのため、センサ室を排出通路から隔離している。その結果、排出通路に制御回路部を設置する場合でも、圧力センサは温度の影響を受けにくい。したがって、燃料蒸気漏れの検出精度をさらに高めることができる。

請求項７記載の発明では、圧力導入通路はポンプ収容部と切換弁収容部との間に配置されている。ポンプ収容部と切換弁収容部との間は、例えばハウジングの強度の確保、ならびに切換弁の駆動部から生じるノイズの影響を低減するために一定の距離を確保することが望ましい。そこで、圧力導入通路は、一定の距離を確保する必要があるポンプ収容部と切換弁収容部との間に配置されている。したがって、ハウジングの体格の大型化を抑制することができる。

以下、本発明の実施の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燃料蒸気漏れ検査モジュール（以下、単に「検査モジュール」という。）を適用した燃料蒸気漏れ検査システム（以下、単に「検査システム」という。）を図２に示す。
検査システム１０は、検査モジュール１００、燃料タンク２０、キャニスタ３０、吸気装置４０およびＥＣＵ５０から構成されている。検査モジュール１００は、図１に示すように主にハウジング１１０、ポンプ２００、ブラシレスモータ２１０、切換弁３００および圧力センサ４００を備えている。検査モジュール１００は、燃料タンク２０およびキャニスタ３０よりも上方に設置されている。これにより、燃料タンク２０からキャニスタ３０および検査モジュールへの液体の燃料あるいは水分の侵入が防止される。

ハウジング１１０は、ハウジング本体１１１、ハウジングカバー１１２およびハウジングピース１１３を有している。ハウジング１１０には、ポンプ２００、ブラシレスモータ２１０および切換弁３００が収容されている。ハウジング１１０は、ポンプ２００およびブラシレスモータ２１０を収容するポンプ収容部１２０ならびに切換弁３００を収容する切換弁収容部１３０を有している。ハウジング１１０は、キャニスタポート１４０および大気ポート１５０を有している。キャニスタポート１４０および大気ポート１５０は、ハウジング本体１１１に形成されている。キャニスタポート１４０は、キャニスタ通路１４１を経由してキャニスタ３０に接続されている。大気ポート１５０は、図２に示すように大気通路１５１に接続されている。大気通路１５１は、反検査モジュール側の端部にエアフィルタ１５２が設置されている開放端１５３を有している。これにより、大気通路１５１は、反検査モジュール側の端部において大気に開放されている。

ハウジング１１０は、図１に示すようにさらに接続通路１６１、ポンプ通路１６２、排出通路１６３、圧力導入通路１６４およびセンサ室１７０を有している。接続通路１６１は、キャニスタポート１４０と大気ポート１５０とを接続している。ポンプ通路１６２は、接続通路１６１とポンプ２００の吸入口２０１とを接続している。排出通路１６３は、ポンプ２００の排出口２０２と大気ポート１５０とを接続している。圧力導入通路１６４は、ポンプ通路１６２から分岐しており、ポンプ通路１６２とセンサ室１７０とを接続している。センサ室１７０には、圧力センサ４００が設置されている。センサ室１７０は、圧力導入通路１６４に接続されているため、内部がポンプ通路１６２と概ね同一の圧力となる。

排出通路１６３は、ポンプ収容部１２０においてポンプ２００およびブラシレスモータ２１０とハウジング１１０との間に形成され、切換弁収容部１３０において切換弁３００とハウジング１１０との間に形成されている。そのため、ポンプ２００の排出口２０２から排出された空気は、ポンプ２００とハウジング１１０との間に形成されている隙間２０３、ならびにブラシレスモータ２１０とハウジング１１０との間に形成されている隙間２０４を経由して切換弁３００とハウジング１１０との間に形成される図示しない隙間に流入する。そして、切換弁３００とハウジング１１０との間に流入した空気は、切換弁３００とハウジング１１０との間に沿って流れ、大気ポート１５０へ排出される。

ハウジング１１０は、キャニスタポート１４０側にオリフィス部５００を有している。オリフィス部５００は、キャニスタポート１４０から分岐するオリフィス通路５１０を有している。オリフィス通路５１０は、キャニスタポート１４０とポンプ通路１６２とを接続している。オリフィス通路５１０にはオリフィス５２０が配置されている。オリフィス５２０は、燃料タンク２０からの燃料蒸気を含む空気漏れが許容される開口の大きさに対応している。例えば、ＣＡＲＢおよびＥＰＡの基準では、燃料タンク２０からの燃料蒸気を含む空気漏れの検出精度として、φ０．５ｍｍ相当の開口からの空気漏れの検出を要求している。そのため、本実施形態の場合、例えばφ０．５ｍｍ以下の開口を有するオリフィス５２０がオリフィス通路５１０に配置されている。オリフィス通路５１０は、キャニスタポート１４０の内周側に設置されている。これにより、ハウジング１１０は、外側に接続通路１６１ならびに内側にオリフィス通路５１０を有する二重環状に形成されている。

ポンプ２００は、ポンプ収容部１２０に収容されており、吸入口２０１および排出口２０２を有している。吸入口２０１はポンプ通路１６２に開口し、排出口２０２は排出通路１６３に開口している。ポンプ２００の吸入口２０１側には、チェックバルブ２２０が設置されている。チェックバルブ２２０は、ポンプ２００が駆動されると開弁する。ポンプ２００が駆動していないときチェックバルブ２２０が閉弁することにより、燃料蒸気を含む空気がポンプ２００へ流入するのを防止する。

ポンプ２００は、ポンプハウジング２５０およびポンプケース２６０を有している。また、ポンプ２００は、ポンプハウジング２５０の内部に回転駆動されるベーン２５１を有している。ベーン２５１が回転することにより吸入口２０１から吸入された空気は排出口２０２へ排出される。本実施形態の場合、ポンプ２００はキャニスタ３０を介して燃料タンク２０の内部を減圧する減圧ポンプとして機能する。

ポンプ２００にはブラシレスモータ２１０が取り付けられている。ブラシレスモータ２１０はポンプ２００を駆動する。ブラシレスモータ２１０のシャフト２１１にはポンプ２００のベーン２５１が固定されている。ブラシレスモータ２１０は、コイルへの通電位置を変更することにより、図示しない可動子回転子を回転駆動する電気的に無接点の直流モータである。ブラシレスモータ２１０は、制御回路部２８０に接続されている。制御回路部２８０は、図示しない電源から供給される電力を制御し、ブラシレスモータ２１０へ供給する。ブラシレスモータ２１０は、制御回路部２８０から供給される電力により一定の回転数に制御される。制御回路部２８０は、排出通路１６３を構成する隙間２０４に設置されている。制御回路部２８０には例えばツェナーダイオードやホール素子などの素子が含まれる。これらの素子には発熱するものも含まれている。そこで、制御回路部２８０を排出通路１６３を構成する隙間２０４に設置することにより、制御回路部２８０はポンプ２００から排出された空気により冷却される。

ブラシレスモータ２１０は、図３に示すようにカバー２１２を有している。カバー２１２は、金属により形成されている。カバー２１２は、マグネット２１３が設置されている回転子２１４、ならびにコイル２１５が設置されている固定子２１６を内部に収容している。これにより、内部のコイル２１５の断線などにより放電が生じた場合でも、カバー２１２がその伝播を防止する。

切換弁３００は、弁ボディ３１０、弁軸部材３２０および電磁駆動部３３０から構成されている。弁ボディ３１０は、ハウジング１１０の切換弁収容部１３０に収容されている。切換弁３００は、開閉バルブ３４０およびリファレンスバルブ３５０を有している。開閉バルブ３４０は、弁ボディ３１０に形成されている第一弁座３４１、ならびに弁軸部材３２０に装着されているワッシャ３４２から構成されている。また、リファレンスバルブ３５０は、ハウジング１１０に形成されている第二弁座３５１、ならびに弁軸部材３２０のキャニスタ３０側の端部に装着されているバルブキャップ３５２から構成されている。

弁軸部材３２０は、電磁駆動部３３０により駆動される。弁軸部材３２０は、軸方向の途中にワッシャ３４２が装着され、軸方向の端部にバルブキャップ３５２が装着されている。電磁駆動部３３０は、弁軸部材３２０を第二弁座３５１方向へ付勢する例えばスプリング３３１などの付勢手段を有している。電磁駆動部３３０はコイル３３２を有しており、コイル３３２は図２に示すＥＣＵ５０に接続されている。ＥＣＵ５０は、コイル３３２への通電を断続する。コイル３３２に通電されていないとき、電磁駆動部３３０の固定コア３３３と可動コア３３４との間には磁気吸引力が発生していない。そのため、可動コア３３４と一体に接続されている弁軸部材３２０は、スプリング３３１の付勢力により図１の下方へ移動している。

コイル３３２へ通電していないとき弁軸部材３２０は図１の下方へ移動しているため、バルブキャップ３５２は第二弁座３５１に着座している。これにより、接続通路１６１とポンプ通路１６２との間は遮断されている。一方、ワッシャ３４２は第一弁座３４１から離座している。これにより、キャニスタポート１４０と大気ポート１５０とは接続通路１６１を経由して連通する。したがって、コイル３３２への通電が停止されているとき、キャニスタポート１４０とポンプ通路１６２との間の空気の流れは遮断され、キャニスタポート１４０と大気ポート１５０との間の空気の流れは許容される。

ＥＣＵ５０からの指令によりコイル３３２に通電されると、固定コア３３３と可動コア３３４との間には磁気吸引力が発生する。そのため、可動コア３３４と一体に接続されている弁軸部材３２０は、スプリング３３１の付勢力に抗して図１の上方へ移動する。この結果、バルブキャップ３５２は第二弁座３５１から離座するとともに、ワッシャ３４２は第一弁座３４１に着座する。これにより、接続通路１６１とポンプ通路１６２とは連通する。一方、キャニスタポート１４０と大気ポート１５０との間は遮断される。したがって、コイル３３２へ通電されているとき、キャニスタポート１４０とポンプ通路１６２との間の空気の流れは許容され、キャニスタポート１４０と大気ポート１５０との間の空気の流れは遮断される。なお、オリフィス通路５１０とポンプ通路１６２とは、コイル３３２への通電または非通電にかかわらず、常に接続されている。

図２に示すように、キャニスタ３０は吸着剤３１を有している。吸着剤３１は、例えば活性炭などであり、燃料タンク２０で発生した燃料蒸気を吸着する。キャニスタ３０は、検査モジュール１００と燃料タンク２０との間に設置されている。キャニスタ３０は、キャニスタ通路１４１により検査モジュール１００と接続され、タンク通路３２により燃料タンク２０に接続されている。また、キャニスタ３０には、吸気装置４０の吸気管４１へ連通するパージ通路３３が接続されている。燃料タンク２０で発生した燃料蒸気は、キャニスタ３０を通過することにより吸着剤３１に吸着される。これにより、キャニスタ３０から流出する空気に含まれる燃料蒸気は所定の濃度以下となる。吸気装置４０は、エンジンの吸気系に接続される吸気管４１を有している。吸気管４１には内部を流れる吸気の流量を調整するスロットルバルブ４２が設置されている。キャニスタ３０と吸気管４１とを接続するパージ通路３３には、パージバルブ３４が設置されている。パージバルブ３４は、ＥＣＵ５０からの指令によりパージ通路３３を開閉する。

圧力センサ４００は、図１に示すようにハウジング１１０に形成されているセンサ室１７０に設置されている。圧力センサ４００は、センサ室１７０の圧力を検出し、ＥＣＵ５０に圧力に応じた信号を出力する。センサ室１７０は、圧力導入通路１６４を経由してポンプ通路１６２に連通している。そのため、センサ室１７０に設置されている圧力センサ４００で検出される圧力は、ポンプ通路１６２の圧力とほぼ同一となる。圧力センサ４００は、ポンプ通路１６２から遠隔のセンサ室１７０に配置するとともに、ポンプ収容部１２０および圧力導入通路１６４によって容積が確保されている。これにより、圧力センサ４００をポンプ２００の吸入口２０１側に設置する場合と比較して、ポンプ２００の作動によって生じる圧力変動の影響が低減される。

ＥＣＵ５０は、図示しないＣＰＵ、ＲＯＭおよびＲＡＭなどを有するマイクロコンピュータから構成されている。ＥＣＵ５０は、検査モジュール１００をはじめ検査モジュール１００が搭載される車両の各部を制御する。ＥＣＵ５０には、圧力センサ４００をはじめとして車両の各部に設置されている種々のセンサから出力された信号が入力される。ＥＣＵ５０は、これら入力された種々の信号からＲＯＭに記録されている所定の制御プログラムにしたがって各部を制御する。ブラシレスモータ２１０および切換弁３００なども、ＥＣＵ５０により制御される。

次に、ハウジング１１０について詳細に説明する。
ハウジング本体１１１は、図４に示すようにカップ部１２１およびカップ部１３１を有している。カップ部１２１はハウジングカバー１１２とともにポンプ収容部１２０を構成し、カップ部１３１はハウジングカバー１１２とともに切換弁収容部１３０を構成する。また、ハウジング本体１１１は、カップ部１２１とカップ部１３１との間に筒状に伸びる筒部１１４を有している。筒部１１４は、一方の端部がポンプ通路１６２を構成する穴部１１５に連通している。筒部１１４の他方の端部には、ハウジングピース１１３が取り付けられている。

ハウジングピース１１３は、ハウジング本体１１１とハウジングカバー１１２との間に配設されている。ハウジングピース１１３はポンプ収容部１２０側に筒状の筒部１１３ａを有しており、筒部１１３ａはハウジング本体１１１の筒部１１４に挿入されている。ハウジング本体１１１の筒部１１４、ならびにハウジングピース１１３の筒部１１３ａの内周側は、圧力導入通路１６４を形成している。ハウジング本体１１１とハウジングカバー１１２との間にハウジングピース１１３を配設することにより、ハウジング本体１１１とハウジングカバー１１２との間に形成される空間は仕切られる。これにより、ハウジングピース１１３のハウジング本体１１１側はポンプ収容部１２０となり、ハウジングピース１１３のハウジングカバー１１２側はセンサ室１７０となる。すなわち、ハウジングカバー１１２とハウジングピース１１３とにより囲まれた空間がセンサ室１７０となる。

センサ室１７０は、ハウジングピース１１３に形成されている筒部１１３ａを経由してハウジング本体１１１の筒部１１４に連通している。これにより、センサ室１７０は、圧力導入通路１６４を経由してポンプ通路１６２に接続される。センサ室１７０には、圧力センサ４００が設置されている。圧力センサ４００は、例えば接着などによりハウジングカバー１１２の内壁面に取り付けられている。

ポンプ収容部１２０を構成するカップ部１２１には、図１に示すようにポンプ２００が設置される。ポンプ２００の外径はカップ部１２１の内径よりもやや小さく形成されている。そのため、ポンプ２００とカップ部１２１を形成するハウジング本体１１１との間には隙間２０３が形成される。また、ポンプ収容部１２０において、ポンプ２００の反ポンプ通路側にはブラシレスモータ２１０が設置される。ブラシレスモータ２１０の外径はカップ部１２１の内径よりも小さく形成されている。これにより、ブラシレスモータ２１０とカップ部１２１を形成するハウジング本体１１１との間には隙間２０４が形成される。

ブラシレスモータ２１０は、ブラシや整流子が不要であり、従来の直流モータと比較して軸方向の長さが短縮される。そのため、ハウジング１１０に形成されるポンプ収容部１２０にポンプ２００およびブラシレスモータ２１０を収容した場合、ブラシレスモータ２１０の反ポンプ側には空間的な余裕が生じる。そこで、ブラシレスモータ２１０からハウジングカバー１１２までの間にセンサ室１７０を設置可能な空間が確保される。

一方、カップ部１３１には切換弁３００が設置される。切換弁３００の弁ボディ３１０は、電磁駆動部３３０側の一部の外径がカップ部１３１の内径よりもやや小さく形成されている。これにより、切換弁３００の弁ボディ３１０とカップ部１３１を形成するハウジング本体１１１との間には図示しない隙間が形成される。ポンプ２００およびブラシレスモータ２１０とハウジング本体１１１との間に形成される隙間２０３、２０４は、切換弁３００とハウジング本体１１１との間に形成される図示しない隙間と連通している。また、切換弁３００とハウジング本体１１１との間に形成される図示しない隙間は、大気ポート１５０と連通している。そのため、ポンプ２００から排出された空気は、隙間２０３、隙間２０４、ならびに切換弁３００とハウジング本体１１１との間に形成される図示しない隙間を経由して大気ポート１５０へ排出される。すなわち、隙間２０３、隙間２０４、ならびに切換弁３００とハウジング本体１１１との間に形成される図示しない隙間は、ポンプ２００から排出された空気が流れる排出通路１６３を構成している。

排出通路１６３を構成する隙間２０４には、制御回路部２８０が設置されている。制御回路部２８０は、上述のようにブラシレスモータ２１０を一定の回転数に制御するものである。また、制御回路部２８０にはツェナーダイオードなどの発熱性の素子が設置されている。ブラシレスモータ２１０を精度よく一定の回転数に制御するためには、制御回路部２８０において自身の発熱による影響を低減する必要がある。そのため、本実施形態では、制御回路部２８０は排出通路１６３を構成する隙間２０４に設置されている。排出通路１６３には、ポンプ２００から排出された空気により流れが形成される。排出通路１６３に制御回路部２８０を設置することにより、制御回路部２８０は排出通路１６３を流れるポンプ２００の排出流によって冷却される。制御回路部２８０を冷却することにより加熱された空気は、排出通路１６３を構成する切換弁３００とハウジング本体１１１との間に形成される図示しない隙間を経由して大気ポート１５０へ排出される。ハウジング本体１１１とハウジングカバー１１２との間に形成されているポンプ収容部１２０は、ハウジングピース１１３により仕切られている。そのため、隙間２０４を流れる空気は、センサ室１７０に流入することがない。すなわち、センサ室１７０は、ポンプ２００から排出され制御回路部２８０で加熱された空気の流れから隔離されている。

ポンプ２００の吸入口２０１は、ブラシレスモータ２１０よりもキャニスタ３０側のポンプケース２６０に設置され、ポンプ通路１６２に開口している。一方、センサ室１７０はブラシレスモータ２１０よりも反キャニスタ側に設置されている。そのため、センサ室１７０の圧力センサ４００は、ブラシレスモータ２１０の軸方向においてブラシレスモータ２１０を挟んで吸入口２０１の反対側に設置されている。また、センサ室１７０とポンプ２００の吸入口２０１との間には、圧力導入通路１６４およびポンプ通路１６２が存在している。そのため、センサ室１７０とポンプ２００の吸入口２０１との間には、十分な距離と容積とが確保される。ポンプ２００はベーン２５１が回転することにより吸入口２０１から空気を吸入するため、吸入口２０１における空気の流れは周期的に変化する圧力脈動を含んでいる。センサ室１７０と吸入口２０１との間に十分な距離と容積とを確保することにより、吸入口２０１において圧力脈動が生じても、センサ室１７０では圧力の変化が小さくなる。したがって、圧力センサ４００は、ポンプ２００による圧力脈動の影響を受けることなくポンプ通路１６２に連通する燃料タンク２０の内部の圧力を検出することができる。

次に、上記の構成における検査システム１０の検査モジュール１００の作動について説明する。
車両に搭載されたエンジンの運転が停止されてから所定期間が経過すると、燃料タンク２０からの燃料蒸気を含む空気漏れの検査が開始される。この所定期間は、車両の温度が安定するために必要な期間に設定されている。また、エンジンの運転中、ならびにエンジンの運転が停止されてから所定の期間が経過するまでは、検査モジュール１００による検査は実施されない。そのため、コイル３３２には通電されておらず、キャニスタポート１４０と大気ポート１５０とは接続通路１６１により接続されている。したがって、燃料タンク２０で発生した燃料蒸気を含む空気は、キャニスタ３０を通過することにより燃料蒸気が除去された後、大気通路１５１の開放端１５３から大気へ放出される。さらに、このとき、チェックバルブ２２０は閉弁しており、燃料タンク２０で発生した燃料蒸気を含む空気はポンプ２００への流入が防止される。

（１）エンジンの運転が停止されてから所定の期間が経過すると、空気漏れの検査に先立って大気圧の検出が実施される。本実施形態の場合、燃料蒸気を含む空気漏れは圧力の変化に基づいて検出する。そのため、標高差による大気圧の影響を低減する必要がある。そこで、燃料蒸気を含む空気漏れの検査に先立って車両周囲の大気圧を検出する。大気圧の検出は、センサ室１７０に設置されている圧力センサ４００によって実施される。コイル３３２に通電されていないとき、オリフィス通路５１０を経由して大気ポート１５０とポンプ通路１６２とは連通している。そのため、圧力導入通路１６４を経由してポンプ通路１６２と連通しているセンサ室１７０の圧力は大気圧と概ね同一である。圧力センサ４００により検出された圧力は、圧力信号としてＥＣＵ５０に出力される。圧力センサ４００から出力される圧力信号は、電圧比、デューティ比またはビット出力として出力される。これにより、電磁駆動部３３０など周囲の電気的な駆動部から発生するノイズの影響を低減することができ、圧力の検出精度が維持される。このとき、圧力センサ４００のみがＯＮされ、ブラシレスモータ２１０および切換弁３００への通電は停止されている。この状態を、図５に示すように大気圧検出期間Ａとする。圧力センサ４００が検出したセンサ室１７０の圧力は大気圧と同一である。

（２）大気圧の検出が完了すると、検出した大気圧から車両が停車されている位置の標高を算定する。例えば、ＥＣＵ５０のＲＯＭに記録されている大気圧と標高との相関マップから標高を算定し、算定された標高に基づいてその後の検査を実施するための各種のパラメータを補正する。これらの処理はＥＣＵ５０により実行される。
パラメータの補正が完了すると、切換弁３００のコイル３３２への通電が開始され、図５に示す燃料蒸気発生検出状態Ｂとなる。コイル３３２へ通電されているため、弁軸部材３２０は可動コア３３４とともに固定コア３３３側に吸引される。そのため、ワッシャ３４２は第一弁座３４１に着座するとともに、バルブキャップ３５２は第二弁座３５１から離座する。これにより、大気ポート１５０とポンプ通路１６２との間が遮断されるとともに、キャニスタポート１４０とポンプ通路１６２とが連通する。その結果、ポンプ通路１６２に接続されているセンサ室１７０はキャニスタ３０を経由して燃料タンク２０と連通する。燃料タンク２０の内部で燃料蒸気が発生している場合、燃料タンク２０の内部の圧力は車両の周囲すなわち大気圧に比較して高くなっている。そのため、圧力センサ４００が検出する圧力は図５に示すようにわずかに上昇する。

（３）燃料タンク２０における燃料蒸気の発生にともなう圧力上昇が検出されると、切換弁３００のコイル３３２への通電は停止される。この状態を図５に示す基準検出状態Ｃとする。コイル３３２への通電が停止されることにより、可動コア３３４および弁軸部材３２０はスプリング３３１の付勢力により移動する。そのため、ワッシャ３４２は第一弁座３４１から離座するとともに、バルブキャップ３５２は第二弁座３５１に着座する。これにより、ポンプ通路１６２は、オリフィス通路５１０を経由してキャニスタポート１４０および大気ポート１５０と連通する。また、キャニスタポート１４０と大気ポート１５０とは接続通路１６１を経由して連通する。

ここで、ブラシレスモータ２１０に通電すると、ポンプ２００が駆動されポンプ通路１６２は減圧される。そのため、チェックバルブ２２０は開弁し、大気ポート１５０からキャニスタポート１４０へ流入した空気、ならびにキャニスタポート１４０から流入した燃料蒸気を含む空気は、オリフィス通路５１０を経由してポンプ通路１６２へ流入する。ポンプ通路１６２へ流入する空気の流れはオリフィス通路５１０に設置されているオリフィス５２０により絞られるため、図５に示すようにポンプ通路１６２の圧力は低下する。オリフィス５２０は所定の大きさに設定されているため、ポンプ通路１６２の圧力は所定の圧力まで低下し一定となる。このとき、検出されたポンプ通路１６２の所定の圧力は、基準圧力Ｐｒとして検出され、ＥＣＵ５０のＲＡＭに記録される。基準圧力の検出が完了すると、ブラシレスモータ２１０への通電は停止される。

（４）基準圧力の検出が完了すると、再び切換弁３００のコイル３３２に通電される。この状態を減圧状態Ｄとする。コイル３３２に通電することにより、ワッシャ３４２は第一弁座３４１に着座するとともに、バルブキャップ３５２は第二弁座３５１から離座する。これにより、大気ポート１５０とポンプ通路１６２との間が遮断されるとともに、キャニスタポート１４０とポンプ通路１６２とが連通する。

キャニスタポート１４０とポンプ通路１６２との連通により、燃料タンク２０はポンプ通路１６２と連通する。そのため、燃料タンク２０とポンプ通路１６２とは圧力が同一となり、ポンプ通路１６２の圧力は一旦上昇する。そして、ブラシレスモータ２１０に再び通電すると、ポンプ２００が作動し、チェックバルブ２２０は開弁する。そして、ポンプ２００の作動により、燃料タンク２０の内部は図５に示すように時間の経過とともに減圧される。このとき、ポンプ通路１６２は燃料タンク２０に連通しているため、ポンプ通路１６２に連通するセンサ室１７０に設置されている圧力センサ４００が検出する圧力は燃料タンク２０の内部の圧力とほぼ同一である。

ポンプ２００の作動の継続にともなって、センサ室１７０すなわち燃料タンク２０の内部の圧力が上記（３）において記録された基準圧力Ｐｒよりも低下した場合、燃料タンク２０からの燃料蒸気を含む空気漏れは許容以下と判断される。燃料タンク２０の内部の圧力が基準圧力Ｐｒよりも低下する場合、燃料タンク２０の外部から内部へ空気の侵入がないか、または侵入する空気がオリフィス５２０の流量以下である。そのため、燃料タンク２０の気密は十分に達成されていると判断される。

一方、燃料タンク２０の内部の圧力が基準圧力Ｐｒまで低下しない場合、燃料タンク２０からの燃料蒸気を含む空気漏れは許容超過と判断される。燃料タンク２０の内部の圧力が基準圧力Ｐｒまで低下しない場合、燃料タンク２０の内部の減圧にともなって外部から空気が侵入していると考えられる。そのため、燃料タンク２０の気密が十分に達成されていないと判断される。燃料タンク２０の気密が十分に達成されていない場合、燃料タンク２０の内部で燃料蒸気が発生すると、発生した燃料蒸気を含む空気は燃料タンク２０の外部へ放出されると考えられる。燃料タンク２０からの燃料蒸気を含む空気の漏れが許容超過と判断されると、ＥＣＵ５０はエンジンの次回の運転時において図示しないダッシュボードに警告ランプが点灯させる。これにより、運転者に燃料タンク２０から燃料蒸気を含む空気漏れが発生していることを伝達する。
なお、燃料タンク２０の内部の圧力が基準圧力Ｐｒとほぼ同一の場合、燃料タンク２０からオリフィス５２０に対応する燃料蒸気を含む空気漏れが発生していることになる。

（５）燃料蒸気を含む空気漏れの検査が完了すると、ブラシレスモータ２１０および切換弁３００への通電が停止される。この状態を図５に示す判断終了状態Ｅとする。ＥＣＵ５０は、ポンプ通路１６２の圧力が図５に示すように大気圧に回復したことを確認した後、圧力センサ４００の作動を停止させ、全ての検査工程を終了する。

本発明の一実施形態では、圧力センサ４００はブラシレスモータ２１０の軸方向においてブラシレスモータ２１０を挟んでポンプ２００の吸入口２０１の反対側に配置されている。また、圧力センサ４００を設置するセンサ室１７０とポンプ２００の吸入口２０１との間には、圧力導入通路１６４およびポンプ通路１６２が介在している。そのため、センサ室１７０と吸入口２０１との間には、十分な距離と容積とが確保される。その結果、ポンプ２００の吸入口２０１側で圧力脈動が生じても、センサ室１７０における圧力の変動は低減される。したがって、燃料タンク２０の内部の圧力を高精度に検出することができ、燃料蒸気漏れの検出精度を高めることができる。

本発明の一実施形態では、ブラシレスモータ２１０を採用している。ブラシレスモータ２１０は従来の直流モータと比較して軸方向の長さを短縮できるため、ブラシレスモータ２１０の反ポンプ側にはセンサ室１７０を設置可能な空間が容易に確保される。したがって、ハウジング１１０の大型化を抑制することができる。
本発明の一実施形態では、排出通路１６３はポンプ２００とハウジング本体１１１との間の隙間２０３、ブラシレスモータ２１０とハウジング本体１１１との隙間、ならびに切換弁３００とハウジング本体１１１との間に形成される図示しない隙間とから構成されている。ハウジング１１０とポンプ２００、ブラシレスモータ２１０および切換弁３００との間には、組み付け時の寸法誤差を吸収するため、あらかじめ一定の隙間が設定されている。これらの隙間を排出通路１６３として利用することにより、例えば筒状の排出通路を別途ハウジング１１０に設置する必要がない。したがって、ハウジング１１０の体格の大型化を抑制することができる。

本発明の一実施形態では、ブラシレスモータ２１０とハウジング本体１１１との間の隙間２０４にブラシレスモータ２１０の制御回路部２８０が設置されている。制御回路部２８０はブラシレスモータ２１０の安定的な作動のために冷却を必要とする。そのため、ポンプ２００から排出された空気が流れる排出通路１６３を構成する隙間２０４に制御回路部２８０を設置することにより、制御回路部２８０はポンプ２００の排出流により冷却される。したがって、ブラシレスモータ２１０を温度の影響を受けることなく精密に制御することができ、燃料蒸気漏れの検出精度を高めることができる。

一方、吸入口２０１から離れた位置に圧力センサ４００を設置するとともに、排出通路１６３に制御回路部２８０を設置することにより、排出通路１６３と圧力センサ４００とは接近する。圧力センサ４００は温度の影響を受けやすいため、排出通路１６３と圧力センサ４００とは隔離する必要がある。そこで、本発明の一実施形態では、制御回路部２８０が設置される排出通路１６３と圧力センサ４００が設置されるセンサ室１７０との間に、隔離部材であるハウジングピース１１３を設置している。これにより、排出通路１６３とセンサ室１７０とは隔離され、排出通路１６３を流れる制御回路部２８０で加熱された空気はセンサ室１７０に流入することがない。その結果、圧力センサ４００をポンプ２００の吸入口２０１から離れた位置に設置する場合でも、圧力センサ４００はポンプ２００から排出される空気の熱による影響が低減される。したがって、燃料蒸気の漏れ検出精度を高めることができる。

本発明の一実施形態では、圧力導入通路１６４はポンプ収容部１２０と切換弁収容部１３０との間に配置されている。ポンプ収容部１２０と切換弁収容部１３０との間は、ハウジング本体１１１の強度を確保するとともに、例えばコイル３３２への電力供給の断続により生ずるノイズが制御回路部２８０に与える影響を低減するため、一定の距離を確保することが望ましい。そこで、ポンプ収容部１２０と切換弁収容部１３０との間の距離を確保しつつ、ハウジング１１０の大型化を回避するため、ポンプ収容部１２０と切換弁収容部１３０との間に圧力導入通路１６４を配置している。したがって、ハウジング１１０の大型化を抑制することができる。
本発明の一実施形態では、燃料タンク２０の内部を減圧して燃料蒸気を含む空気漏れを検出している。そのため、漏れの検査時に、燃料蒸気を含む空気が燃料タンク２０の外部へ流出することがない。したがって、環境へ与える負荷を低減することができる。また、ブラシレスモータ２１０を採用することにより、接点の摩耗などが生じることがなく、かつ作動が安定する。また、圧力センサ４００を併用することにより、車両が停車されている標高に関係なく、燃料タンク２０の内部の圧力が精度よく検出される。したがって、検査モジュール１００の寿命が延長されるとともに、検出精度を高めることができる。

以上説明した本発明の一実施形態では、モータとしてブラシレスモータを適用する例について説明した。しかし、ブラシレスモータに限らず、従来の直流モータあるいは交流モータなど、本発明には他のモータを適用してもよい。

本発明の一実施形態による検査モジュールを示す断面図である。 本発明の一実施形態による検査モジュールを適用した検査システムを示す模式図である。 本発明の一実施形態による検査モジュールのブラシレスモータを示す部分断面図である。 本発明の一実施形態による検査モジュールのハウジングを示す断面図である。 本発明の一実施形態による検査モジュールの圧力センサにより検出される圧力の変化を示す模式図である。

符号の説明

２０ 燃料タンク、１００ 検査モジュール、１１０ ハウジング、１２０ ポンプ収容部、１３０ 切換弁収容部、１６２ ポンプ通路、１６３ 排出通路、１６４ 圧力導入通路、１７０ センサ室、２００ ポンプ、２０１ 吸入口、２０２ 排出口、２０３ 隙間（排出通路）、２０４ 隙間（排出通路）、２１０ ブラシレスモータ、２８０ 制御回路部、３００ 切換弁、４００ 圧力センサ

Claims (7)

1. 燃料タンクの内部を減圧し、前記燃料タンクからの燃料蒸気の漏れを検査する燃料蒸気の漏れ検査モジュールであって、
   吸入口および排出口を有し、前記燃料タンクの内部を減圧するポンプと、
   前記ポンプを駆動するモータと、
   前記モータの軸方向において、前記モータを挟んで前記吸入口の反対側に設置されている圧力センサと、
   圧力センサが設置されるセンサ室と前記モータとを隔離する隔離部材と、
   前記ポンプ、前記モータ及び前記圧力センサを収容し、前記離隔部材を介して前記モータと対向するように前記圧力センサを取り付けたハウジングと、を備え、
   前記ハウジングは、
   前記吸入口と切替弁とを接続するポンプ通路と、
   前記モータの軸方向に延びて前記ポンプ通路と前記センサ室とを接続する圧力導入通路と、を有することを特徴とする燃料蒸気の漏れ検査モジュール。
2. 前記吸入口に連通する通路を切り換え可能な切換弁と、
   前記ポンプおよび前記モータを収容するポンプ収容部、前記切換弁を収容する切換弁収容部、前記切換弁の前記ポンプ側と前記吸入口とを接続するポンプ通路、前記ポンプ通路から分岐している圧力導入通路、ならびに前記圧力センサが設置され前記圧力導入通路の反ポンプ通路側に接続され前記ポンプ収容部を挟んで前記ポンプ通路の反対側に配置されているセンサ室を有するハウジングと、
   を備えることを特徴とする請求項１記載の燃料蒸気の漏れ検査モジュール。
3. 前記モータは、ブラシレスモータであることを特徴とする請求項２記載の燃料蒸気の漏れ検査モジュール。
4. 前記ハウジングは、前記ポンプ、前記モータおよび前記切換弁との間に前記排出口から排出された空気が流れる排出通路を形成していることを特徴とする請求項２または３記載の燃料蒸気の漏れ検査モジュール。
5. 前記排出通路に設置され、電源から供給される電力を制御して前記モータへ供給する制御回路部をさらに備えることを特徴とする請求項４記載の燃料蒸気の漏れ検査モジュール。
6. 前記センサ室は、前記排出通路と隔離されていることを特徴とする請求項５記載の燃料蒸気の漏れ検査モジュール。
7. 前記圧力導入通路は、前記ポンプ収容部と前記切換弁収容部との間に配置されていることを特徴とする請求項２から６のいずれか一項記載の燃料蒸気の漏れ検査モジュール。

Images