JP4967611B2 - 弁装置 - Google Patents
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Description
本発明は、圧力センサを備えた弁装置に関するもので、例えば圧力センサの検出する圧力によって異常故障や流体流量の検出等を行う技術に用いられる。
（従来技術）
弁装置の一例として、２次空気供給システムに弁装置を用いた技術が知られている（例えば、特許文献１〜４参照）。
２次空気供給システムは、エアポンプの吐出した２次空気（流体の一例）を排気ガス浄化用の触媒の上流の排気管内に導く装置であり、排気ガス浄化用の触媒の上流に２次空気を供給することで触媒の暖機（活性化）を促進させる。
弁装置の一例として、２次空気供給システムに弁装置を用いた技術が知られている（例えば、特許文献１〜４参照）。
２次空気供給システムは、エアポンプの吐出した２次空気（流体の一例）を排気ガス浄化用の触媒の上流の排気管内に導く装置であり、排気ガス浄化用の触媒の上流に２次空気を供給することで触媒の暖機（活性化）を促進させる。
弁装置は、エアポンプの吐出口に接続される第１流体通路と、触媒の上流の排気管に接続される第２流体通路と、第１流体通路と第２流体通路の連通部分の開閉を行う制御弁と、排気ガスが第２流体通路を通って制御弁側へ逆流するのを防止する逆止弁と、第１流体通路内の圧力を検出する圧力センサとを備える。
この圧力センサは、異常検出あるいは空燃比制御に用いられる。
なお、異常検出は、エアポンプの運転状態および制御弁の開閉状態と、圧力センサの検出圧力との相関関係に基づいて、エアポンプの作動状態および制御弁の固着異常を診断するものである。
また、空燃比制御は、圧力センサの検出圧力に基づいてエアポンプから触媒の上流に供給される２次空気量を算出し、触媒の空燃比を適正に保つものである。
この圧力センサは、異常検出あるいは空燃比制御に用いられる。
なお、異常検出は、エアポンプの運転状態および制御弁の開閉状態と、圧力センサの検出圧力との相関関係に基づいて、エアポンプの作動状態および制御弁の固着異常を診断するものである。
また、空燃比制御は、圧力センサの検出圧力に基づいてエアポンプから触媒の上流に供給される２次空気量を算出し、触媒の空燃比を適正に保つものである。
（従来技術の問題点）
図４に示されるように、特許文献１に開示される圧力センサＪ１は、制御弁を構成する電磁ソレノイドＪ２の頂部に取り付けられ、電磁ソレノイドＪ２の内部を通過した第１流体通路Ｊ３内の圧力を圧力センサＪ１が検出する構造を採用している。
このため、第１流体通路Ｊ３内の圧力脈動が減衰されて圧力センサＪ１に伝えられることになり、圧力脈動の大きさを用いて異常検出を行うことが難しい。
図４に示されるように、特許文献１に開示される圧力センサＪ１は、制御弁を構成する電磁ソレノイドＪ２の頂部に取り付けられ、電磁ソレノイドＪ２の内部を通過した第１流体通路Ｊ３内の圧力を圧力センサＪ１が検出する構造を採用している。
このため、第１流体通路Ｊ３内の圧力脈動が減衰されて圧力センサＪ１に伝えられることになり、圧力脈動の大きさを用いて異常検出を行うことが難しい。
図５に示されるように、特許文献２に開示される圧力センサＪ１は、第１流体通路Ｊ３内の圧力を導通管Ｊ４を用いて圧力センサＪ１に導く構造を採用しており、第１流体通路Ｊ３内の圧力を圧力センサＪ１によって直接的に検出することができるものであった。
しかし、第１流体通路Ｊ３の軸線上に導通管Ｊ４を接続する構造であったため、エアポンプから送られてくる２次空気の流れの影響を圧力センサＪ１が受け易い。このため、第１流体通路Ｊ３に生じる衝撃波の影響を圧力センサＪ１が強く受けることになり、圧力の検出精度が下がる場合がある。
特開２００５−２６５４８２号公報
特開２００３−３１４２６２号公報
特開２００６−０７０８３５号公報
特開２００５−２５６８３２号公報
しかし、第１流体通路Ｊ３の軸線上に導通管Ｊ４を接続する構造であったため、エアポンプから送られてくる２次空気の流れの影響を圧力センサＪ１が受け易い。このため、第１流体通路Ｊ３に生じる衝撃波の影響を圧力センサＪ１が強く受けることになり、圧力の検出精度が下がる場合がある。
本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、第１流体通路内の圧力を高感度（圧力脈動を高い精度で検出することができる感度）で検出でき、且つ第１流体通路に生じる衝撃波の影響を圧力センサが受け難い弁装置を提供することにある。
［請求項１の手段］
請求項１の手段を採用する弁装置の圧力センサは、第１流体通路の側面に配置される。そして、圧力センサの圧力検知面は、第１流体通路に直接対向するとともに、第１流体通路の中心線である第１軸線に対して平行に配置される。
このように、圧力センサの圧力検知面が第１流体通路に直接対向して配置されるため、第１流体通路内の圧力を高感度（圧力脈動を高い精度で検出することができる感度）で検出することができる。
また、圧力センサの圧力検知面が第１流体通路の中心線である第１軸線に対して平行に配置されるため、第１流体通路に衝撃波が生じたとしても、衝撃波の波面に対して圧力センサの圧力検知面が直交する方向となり、衝撃波の波面が圧力センサの圧力検知面に対向してぶつかる不具合が生じない。このように、第１流体通路に衝撃波が生じたとしても、その衝撃波の影響を圧力センサが受け難いため、衝撃波の影響によって圧力の検出精度が下がる不具合を回避できる。
さらに、弁装置は、圧力センサの圧力検知面と平行に配置された対向壁を備える。
そして、圧力センサの圧力検知面と対向壁の間の空間が、開口部を介して第１流体通路内と連通しており、圧力センサは、開口部を介して第１流体通路内の圧力を検出する。
このような対向壁を設けることにより、圧力センサの圧力検知面に与えられる衝撃波の影響をさらに小さくすることができる。
請求項１の手段を採用する弁装置の圧力センサは、第１流体通路の側面に配置される。そして、圧力センサの圧力検知面は、第１流体通路に直接対向するとともに、第１流体通路の中心線である第１軸線に対して平行に配置される。
このように、圧力センサの圧力検知面が第１流体通路に直接対向して配置されるため、第１流体通路内の圧力を高感度（圧力脈動を高い精度で検出することができる感度）で検出することができる。
また、圧力センサの圧力検知面が第１流体通路の中心線である第１軸線に対して平行に配置されるため、第１流体通路に衝撃波が生じたとしても、衝撃波の波面に対して圧力センサの圧力検知面が直交する方向となり、衝撃波の波面が圧力センサの圧力検知面に対向してぶつかる不具合が生じない。このように、第１流体通路に衝撃波が生じたとしても、その衝撃波の影響を圧力センサが受け難いため、衝撃波の影響によって圧力の検出精度が下がる不具合を回避できる。
さらに、弁装置は、圧力センサの圧力検知面と平行に配置された対向壁を備える。
そして、圧力センサの圧力検知面と対向壁の間の空間が、開口部を介して第１流体通路内と連通しており、圧力センサは、開口部を介して第１流体通路内の圧力を検出する。
このような対向壁を設けることにより、圧力センサの圧力検知面に与えられる衝撃波の影響をさらに小さくすることができる。
［請求項２の手段］
請求項２の手段を採用する弁装置の制御弁は、第１流体通路の中心線である第１軸線と、第２流体通路の中心線である第２軸線との交差位置に配置される。
そして、圧力センサの圧力検知面は、第１軸線と第２軸線とを含む仮想平面に対して平行に配置される。
このように圧力センサの圧力検知面を仮想平面に対して平行に配置することで、圧力センサの圧力検知面が第１流体通路の第１軸線に対して平行に配置される。このため、第１流体通路に衝撃波が生じたとしても、その衝撃波の影響を圧力センサが受け難くなる。
請求項２の手段を採用する弁装置の制御弁は、第１流体通路の中心線である第１軸線と、第２流体通路の中心線である第２軸線との交差位置に配置される。
そして、圧力センサの圧力検知面は、第１軸線と第２軸線とを含む仮想平面に対して平行に配置される。
このように圧力センサの圧力検知面を仮想平面に対して平行に配置することで、圧力センサの圧力検知面が第１流体通路の第１軸線に対して平行に配置される。このため、第１流体通路に衝撃波が生じたとしても、その衝撃波の影響を圧力センサが受け難くなる。
［請求項３の手段］
請求項３の手段を採用する弁装置は、第１、第２流体通路を構成するハウジングと、このハウジングに対して脱着可能に設けられ、制御弁を駆動する電動アクチュエータの通電を行うためのコネクタが設けられたカバーとを備える。
そして、カバーの最大面は、カバーがハウジングに取り付けられた状態において仮想平面と平行に設けられる。
これにより、薄型で体積効率の良い弁装置を提供できる。
請求項３の手段を採用する弁装置は、第１、第２流体通路を構成するハウジングと、このハウジングに対して脱着可能に設けられ、制御弁を駆動する電動アクチュエータの通電を行うためのコネクタが設けられたカバーとを備える。
そして、カバーの最大面は、カバーがハウジングに取り付けられた状態において仮想平面と平行に設けられる。
これにより、薄型で体積効率の良い弁装置を提供できる。
［請求項４の手段］
請求項４の手段を採用する弁装置の圧力センサは、カバーに設けられる。
カバーは、電動アクチュエータの通電を行うためのコネクタが設けられるものであるため、そのカバーに圧力センサを設けることで、コネクタの数を１つにまとめることが可能になる。
また、圧力センサは、その圧力検知面がカバーの最大面と平行に設けられる。
このため、圧力センサの圧力検知面を所望の向き（仮想平面と平行）に配置することができる。
請求項４の手段を採用する弁装置の圧力センサは、カバーに設けられる。
カバーは、電動アクチュエータの通電を行うためのコネクタが設けられるものであるため、そのカバーに圧力センサを設けることで、コネクタの数を１つにまとめることが可能になる。
また、圧力センサは、その圧力検知面がカバーの最大面と平行に設けられる。
このため、圧力センサの圧力検知面を所望の向き（仮想平面と平行）に配置することができる。
［請求項５の手段］
請求項５の手段を採用する弁装置は、エアポンプの吐出した２次空気を排気ガス浄化用の触媒の上流の排気管に導く２次空気供給システムに用いられるものである。
上述したように、圧力センサの検出感度が高感度で、且つ衝撃波の影響を受け難く、衝撃波の影響によって検出精度が下がる不具合を回避できるため、異常検出の検出精度、あるいは空燃比制御の精度を高めることができる。
請求項５の手段を採用する弁装置は、エアポンプの吐出した２次空気を排気ガス浄化用の触媒の上流の排気管に導く２次空気供給システムに用いられるものである。
上述したように、圧力センサの検出感度が高感度で、且つ衝撃波の影響を受け難く、衝撃波の影響によって検出精度が下がる不具合を回避できるため、異常検出の検出精度、あるいは空燃比制御の精度を高めることができる。
最良の形態の弁装置は、エアポンプの吐出した２次空気を排気ガス浄化用の触媒の上流の排気管に導く２次空気供給システムに用いられる。
この弁装置は、エアポンプの吐出口に接続される第１流体通路と、触媒の上流の排気管に接続される第２流体通路と、第１流体通路と第２流体通路の連通部分の開閉を行う制御弁とを備える。
さらに、弁装置は、２次空気供給システムの異常検出、あるいは触媒の空燃比制御のために、第１流体通路内の圧力を検出する圧力センサを備える。
この圧力センサは、第１流体通路の側面に配置されるものであり、圧力センサの圧力検知面は、第１流体通路に直接対向するとともに、第１流体通路の第１軸線に対して平行に配置される。
しかも、弁装置は、圧力センサの圧力検知面と平行に配置された対向壁を備える。そして、圧力センサの圧力検知面と対向壁の間の空間が、開口部を介して第１流体通路内と連通しており、圧力センサは、開口部を介して第１流体通路内の圧力を検出する。
この弁装置は、エアポンプの吐出口に接続される第１流体通路と、触媒の上流の排気管に接続される第２流体通路と、第１流体通路と第２流体通路の連通部分の開閉を行う制御弁とを備える。
さらに、弁装置は、２次空気供給システムの異常検出、あるいは触媒の空燃比制御のために、第１流体通路内の圧力を検出する圧力センサを備える。
この圧力センサは、第１流体通路の側面に配置されるものであり、圧力センサの圧力検知面は、第１流体通路に直接対向するとともに、第１流体通路の第１軸線に対して平行に配置される。
しかも、弁装置は、圧力センサの圧力検知面と平行に配置された対向壁を備える。そして、圧力センサの圧力検知面と対向壁の間の空間が、開口部を介して第１流体通路内と連通しており、圧力センサは、開口部を介して第１流体通路内の圧力を検出する。
本発明が採用された弁装置を搭載する２次空気供給システムの実施例を、図１〜図３を参照して説明する。なお、図１は弁装置の要部断面を含む斜視図、図２は後述する仮想平面に沿う弁装置の断面図、図３は２次空気供給システムの具体例を示す概略図である。
エンジン１は、周知なものであり、エアクリーナ２、スロットルバルブ３、インジェクタ４等が配置された吸気管５と、Ｏ2 センサ６、触媒７、触媒温度センサ８等が配置された排気管９とを備える。
なお、スロットルバルブ３は、乗員によって操作されるアクセル１１の踏み込み量に応じた開度に設定されるものである。また触媒７は、排気ガスの酸化還元反応を促進して排気ガスの浄化を行うものである。
なお、スロットルバルブ３は、乗員によって操作されるアクセル１１の踏み込み量に応じた開度に設定されるものである。また触媒７は、排気ガスの酸化還元反応を促進して排気ガスの浄化を行うものである。
２次空気供給システムは、エンジン１の冷間始動時に触媒７の暖機を促進するために、触媒７の上流の排気管９内に２次空気を強制的に供給するのが主たる目的である。
２次空気供給システムは、電動エアポンプ１２と、この電動エアポンプ１２から吐出された２次空気を排気管９へ導く２次空気流路管１３と、この２次空気流路管１３の途中に設けられて２次空気流路管１３の開閉を行う弁装置１４とを備える。
なお、２次空気流路管１３のうち、電動エアポンプ１２と弁装置１４とを接続する部分を２次空気上流管１３ａと称し、弁装置１４と排気管９とを接続する部分を２次空気下流管１３ｂと称して説明する。
２次空気供給システムは、電動エアポンプ１２と、この電動エアポンプ１２から吐出された２次空気を排気管９へ導く２次空気流路管１３と、この２次空気流路管１３の途中に設けられて２次空気流路管１３の開閉を行う弁装置１４とを備える。
なお、２次空気流路管１３のうち、電動エアポンプ１２と弁装置１４とを接続する部分を２次空気上流管１３ａと称し、弁装置１４と排気管９とを接続する部分を２次空気下流管１３ｂと称して説明する。
電動エアポンプ１２は、２次空気上流管１３ａの上流端に気密的に接続される。この電動エアポンプ１２は、電力の供給を受けて回転駆動力を発生する電動モータ１５と、この電動モータ１５によって回転駆動されるブロワ１６とを備える。
ブロワ１６は、例えば、電動モータ１５によって駆動される空気圧送用のインペラ（両羽タイプの渦流式羽車）と、このインペラを覆うブロワケースとで構成される。
電動エアポンプ１２の空気吸込口には、ブロワ１６に吸入される空気を濾過するエアフィルタ１７が設けられている。このエアフィルタ１７は、図３に示すように電動エアポンプ１２の外部に配置されるものであっても良いし、電動エアポンプ１２と一体的に設けられるものであっても良い。
ブロワ１６は、例えば、電動モータ１５によって駆動される空気圧送用のインペラ（両羽タイプの渦流式羽車）と、このインペラを覆うブロワケースとで構成される。
電動エアポンプ１２の空気吸込口には、ブロワ１６に吸入される空気を濾過するエアフィルタ１７が設けられている。このエアフィルタ１７は、図３に示すように電動エアポンプ１２の外部に配置されるものであっても良いし、電動エアポンプ１２と一体的に設けられるものであっても良い。
本実施例の弁装置１４は、図１、図２に示されるものであり、電動により２次空気流路管１３の途中を開閉する制御弁１８の他に、排気ガスの逆流を防ぐ逆止弁１９を組み合わせたコンビバルブである。
具体的に、弁装置１４は、２次空気上流管１３ａと２次空気下流管１３ｂの間に気密的に接続されるものであり、２次空気上流管１３ａを介して電動エアポンプ１２の吐出口に接続される第１流体通路２１と、２次空気下流管１３ｂを介して触媒７の上流の排気管９に接続される第２流体通路２２と、第１流体通路２１と第２流体通路２２の連通部分（以下、弁開口２３）の開閉を行う制御弁１８と、弁開口２３より２次空気下流の第２流体通路２２内に設けられた逆止弁１９と、第１流体通路２１内の圧力を検出する圧力センサ２４とを備える。
具体的に、弁装置１４は、２次空気上流管１３ａと２次空気下流管１３ｂの間に気密的に接続されるものであり、２次空気上流管１３ａを介して電動エアポンプ１２の吐出口に接続される第１流体通路２１と、２次空気下流管１３ｂを介して触媒７の上流の排気管９に接続される第２流体通路２２と、第１流体通路２１と第２流体通路２２の連通部分（以下、弁開口２３）の開閉を行う制御弁１８と、弁開口２３より２次空気下流の第２流体通路２２内に設けられた逆止弁１９と、第１流体通路２１内の圧力を検出する圧力センサ２４とを備える。
弁装置１４は、内部に弁開口２３が形成されたバルブハウジングを備えるものであり、弁装置１４における弁開口２３の上流側が第１流体通路２１であり、弁装置１４における弁開口２３の下流側が第２流体通路２２である。
バルブハウジングは、２次空気上流管１３ａと接続されるインレットパイプ２５（第１流体通路２１の一部）が形成された上部ハウジング２６と、２次空気下流管１３ｂと接続されるアウトレットパイプ２７（第２流体通路２２の一部）が形成された下部ハウジング２８と、圧力センサ２４が取り付けられるとともにコネクタ２９が形成されたカバー３０とを、ネジ３１等の結合手段で結合してなる。
なお、上部ハウジング２６、下部ハウジング２８、カバー３０の接合部にはシール部材が設けられて、接合部の気密性が保たれている。
バルブハウジングは、２次空気上流管１３ａと接続されるインレットパイプ２５（第１流体通路２１の一部）が形成された上部ハウジング２６と、２次空気下流管１３ｂと接続されるアウトレットパイプ２７（第２流体通路２２の一部）が形成された下部ハウジング２８と、圧力センサ２４が取り付けられるとともにコネクタ２９が形成されたカバー３０とを、ネジ３１等の結合手段で結合してなる。
なお、上部ハウジング２６、下部ハウジング２８、カバー３０の接合部にはシール部材が設けられて、接合部の気密性が保たれている。
先ず、逆止弁１９を説明する。逆止弁１９は、主に下部ハウジング２８に設けられる金属リード弁であり、内部に２次空気の通過口３２ａが形成された金属プレート３２と、この金属プレート３２の通過口３２ａを開閉する薄板バネの金属リード３３と、この金属リード３３の最大開度を規制するリードストッパ３４とにより構成されている。金属プレート３２は、上部ハウジング２６と下部ハウジング２８の間で挟み付けられて保持される。また、金属リード３３とリードストッパ３４は、ネジ３５等の固定手段によって金属プレート３２に固定されている。
金属リード３３は、無負荷時に金属プレート３２の通過口３２ａを閉塞するものであり、当然、排気管９から逆流する排気圧力によって閉弁する。そして、電動エアポンプ１２から吐出される２次空気の圧力によって開弁する。
金属リード３３は、無負荷時に金属プレート３２の通過口３２ａを閉塞するものであり、当然、排気管９から逆流する排気圧力によって閉弁する。そして、電動エアポンプ１２から吐出される２次空気の圧力によって開弁する。
次に、制御弁１８を説明する。制御弁１８は、主に上部ハウジング２６に設けられるものであり、内部に２次空気が通過する弁開口２３が形成された環状の弁座、弁開口２３を開閉するバルブ３６、およびバルブ３６を開閉駆動する電動アクチュエータ３７を備える。
弁座は、上部ハウジング２６と一体に形成されたものである。
バルブ３６は、バルブ傘（頭部）とバルブ軸（駆動軸）からなるポペットバルブであり、バルブ傘が弁座に着座することで第１流体通路２１と第２流体通路２２との連通が遮断され、バルブ傘が弁座から離座することで第１流体通路２１と第２流体通路２２が連通する。なお、バルブ傘の着座面には、バルブ傘が弁座に着座した状態におけるエアの漏れを防ぐシール部材が設けられている。
弁座は、上部ハウジング２６と一体に形成されたものである。
バルブ３６は、バルブ傘（頭部）とバルブ軸（駆動軸）からなるポペットバルブであり、バルブ傘が弁座に着座することで第１流体通路２１と第２流体通路２２との連通が遮断され、バルブ傘が弁座から離座することで第１流体通路２１と第２流体通路２２が連通する。なお、バルブ傘の着座面には、バルブ傘が弁座に着座した状態におけるエアの漏れを防ぐシール部材が設けられている。
電動アクチュエータ３７は、バルブ３６のバルブ軸をその中心軸方向に駆動することで、弁開口２３の開閉を行う。
具体的に、この実施例の電動アクチュエータ３７は、通電により回転力を発生する電動モータ３８と、この電動モータ３８の回転を減速してバルブ軸に伝達する減速機構３９とからなる。この電動モータ３８と減速機構３９は、上部ハウジング２６に形成されたアクチュエータ室４１の内部に配置され、このアクチュエータ室４１はカバー３０によって閉塞される。
カバー３０には、電動アクチュエータ３７の通電用と、圧力センサ２４の出力取出用とを兼ねた共通のコネクタ２９が設けられており、このコネクタ２９に接続される外部コネクタ（図示しない）を介して電動アクチュエータ３７がＥＣＵ（エンジン・コントロール・ユニットの略：制御装置：図示しない）により通電制御されるとともに、圧力センサ２４の検出値がＥＣＵに送られるようになっている。
具体的に、この実施例の電動アクチュエータ３７は、通電により回転力を発生する電動モータ３８と、この電動モータ３８の回転を減速してバルブ軸に伝達する減速機構３９とからなる。この電動モータ３８と減速機構３９は、上部ハウジング２６に形成されたアクチュエータ室４１の内部に配置され、このアクチュエータ室４１はカバー３０によって閉塞される。
カバー３０には、電動アクチュエータ３７の通電用と、圧力センサ２４の出力取出用とを兼ねた共通のコネクタ２９が設けられており、このコネクタ２９に接続される外部コネクタ（図示しない）を介して電動アクチュエータ３７がＥＣＵ（エンジン・コントロール・ユニットの略：制御装置：図示しない）により通電制御されるとともに、圧力センサ２４の検出値がＥＣＵに送られるようになっている。
ＥＣＵは、各センサ類によって検出されたエンジン１の運転状態に基づいて、電動エアポンプ１２および制御弁１８を通電制御するようになっている。
ＥＣＵは、各種演算処理を行うＣＰＵ、各種プログラムやデータを保存する記憶装置（ＲＡＭ、ＲＯＭ等のメモリ類）を備えた周知のコンピュータによって構成されており、キースイッチによってＥＣＵがＯＮされると、記憶装置内に格納されているプログラムと、各センサ類から検出されたエンジン１の運転状態とに基づいて、電動エアポンプ１２の通電制御および制御弁１８の開閉制御を実施する。
ＥＣＵは、各種演算処理を行うＣＰＵ、各種プログラムやデータを保存する記憶装置（ＲＡＭ、ＲＯＭ等のメモリ類）を備えた周知のコンピュータによって構成されており、キースイッチによってＥＣＵがＯＮされると、記憶装置内に格納されているプログラムと、各センサ類から検出されたエンジン１の運転状態とに基づいて、電動エアポンプ１２の通電制御および制御弁１８の開閉制御を実施する。
ＥＣＵは、２次空気供給システムの通常運転の制御を実施する「通常制御プログラム」の他に、電動エアポンプ１２の運転状態および制御弁１８の固着異常を診断する「異常検出プログラム（故障診断機能）」を搭載している。
先ず、「異常検出プログラム」の一例を説明する。
ＥＣＵは、上記「通常制御プログラム」によって２次空気供給システムを通常運転させる前に、毎回、次の「異常検出プログラム」を実行する。
イグニッションスイッチがＯＮされ（あるいは、エンジン１の始動が確認され）、触媒温度センサ８によって検出される触媒７の温度が予め設定された所定の運転開始温度以下の場合、先ず、電動エアポンプ１２の運転が停止した状態で、且つ制御弁１８が閉弁された状態における圧力センサ２４の検出値を読み取る。
次に、制御弁１８が閉弁状態のまま電動エアポンプ１２を作動させて圧力センサ２４の検出値を読み取る。
次に、電動エアポンプ１２を作動させたまま制御弁１８を開弁させて圧力センサ２４の検出値を読み取る。
ＥＣＵは、上記「通常制御プログラム」によって２次空気供給システムを通常運転させる前に、毎回、次の「異常検出プログラム」を実行する。
イグニッションスイッチがＯＮされ（あるいは、エンジン１の始動が確認され）、触媒温度センサ８によって検出される触媒７の温度が予め設定された所定の運転開始温度以下の場合、先ず、電動エアポンプ１２の運転が停止した状態で、且つ制御弁１８が閉弁された状態における圧力センサ２４の検出値を読み取る。
次に、制御弁１８が閉弁状態のまま電動エアポンプ１２を作動させて圧力センサ２４の検出値を読み取る。
次に、電動エアポンプ１２を作動させたまま制御弁１８を開弁させて圧力センサ２４の検出値を読み取る。
続いて、上記３つの検出圧力と、「異常検出プログラム」に書き込まれたマップとを比較して、２次空気供給システムに異常が生じていないか否かの判断を行う。具体的には、上記３つの検出圧力とマップに書き込まれたデータとを比較して、２次空気上流管１３ａまたは２次空気下流管１３ｂの接続不良、電動エアポンプ１２の運転異常、制御弁１８の固着異常を診断する。
そして、「異常検出プログラム」により、２次空気供給システムに異常が無いと判断された場合に、「通常制御プログラム」を実行する。
なお、上記３種の検出順序は入れ代わっても良いし、上記３種の検出のうち、１種だけあるいは２種だけの検出を行って異常検出を実施しても良い。または、圧力センサ２４の検出する圧力脈動の大きさを用いて異常検出を行うようにしても良い。
そして、「異常検出プログラム」により、２次空気供給システムに異常が無いと判断された場合に、「通常制御プログラム」を実行する。
なお、上記３種の検出順序は入れ代わっても良いし、上記３種の検出のうち、１種だけあるいは２種だけの検出を行って異常検出を実施しても良い。または、圧力センサ２４の検出する圧力脈動の大きさを用いて異常検出を行うようにしても良い。
次に、「通常制御プログラム」の一例を説明する。
ＥＣＵは、エンジン１の始動時に、触媒温度センサ８によって検出される触媒７の温度が予め設定された所定の運転開始温度以下で、且つ上記「異常検出プログラム」による故障診断により正常と判断された場合、電動エアポンプ１２を作動させるとともに、制御弁１８を開弁させる。
その後、触媒温度センサ８によって検出される触媒７の温度が予め設定された所定の運転停止温度以上になると、電動エアポンプ１２を停止させるとともに、制御弁１８を閉弁させ、２次空気供給システムの作動を停止させる。
ＥＣＵは、エンジン１の始動時に、触媒温度センサ８によって検出される触媒７の温度が予め設定された所定の運転開始温度以下で、且つ上記「異常検出プログラム」による故障診断により正常と判断された場合、電動エアポンプ１２を作動させるとともに、制御弁１８を開弁させる。
その後、触媒温度センサ８によって検出される触媒７の温度が予め設定された所定の運転停止温度以上になると、電動エアポンプ１２を停止させるとともに、制御弁１８を閉弁させ、２次空気供給システムの作動を停止させる。
なお、「通常制御プログラム」は、圧力センサ２４の検出圧力に基づいて電動エアポンプ１２から触媒７の上流に供給される２次空気量を算出し、触媒７における空燃比を適正に保つように、電動エアポンプ１２の回転数あるいは制御弁１８の開度を制御する「空燃比制御機能」が組み込まれたものであっても良い。
また、「通常制御プログラム」は、２次空気供給システムの通常運転中に、圧力センサ２４の検出値が予め定められた圧力範囲外になると、異常と判断して２次空気供給システムの運転を停止する「異常時停止機能」が組み込まれたものであっても良い。
また、「通常制御プログラム」は、２次空気供給システムの通常運転中に、圧力センサ２４の検出値が予め定められた圧力範囲外になると、異常と判断して２次空気供給システムの運転を停止する「異常時停止機能」が組み込まれたものであっても良い。
この実施例の弁装置１４は、次の特徴を備えている。
（ａ）制御弁１８は、上述したように、第１流体通路２１と第２流体通路２２の境の弁開口２３の開閉を行うものであり、第１流体通路２１の第１軸線Ａ（具体的には、インレットパイプ２５の中心線：図１の一点鎖線参照）と、第２流体通路２２の第２軸線Ｂ（具体的には、アウトレットパイプ２７の中心線：図１の一点鎖線参照）との交差位置に設けられる。
（ｂ）圧力センサ２４は、第１流体通路２１の側面に配置される。具体的に圧力センサ２４は、第１軸線Ａに対して垂直方向においてカバー３０の一部に取り付けられる。
（ｃ）圧力センサ２４の圧力検知面は、第１流体通路２１に直接対向配置されて、第１流体通路２１内の２次空気に直接的に触れるように設けられる。
（ａ）制御弁１８は、上述したように、第１流体通路２１と第２流体通路２２の境の弁開口２３の開閉を行うものであり、第１流体通路２１の第１軸線Ａ（具体的には、インレットパイプ２５の中心線：図１の一点鎖線参照）と、第２流体通路２２の第２軸線Ｂ（具体的には、アウトレットパイプ２７の中心線：図１の一点鎖線参照）との交差位置に設けられる。
（ｂ）圧力センサ２４は、第１流体通路２１の側面に配置される。具体的に圧力センサ２４は、第１軸線Ａに対して垂直方向においてカバー３０の一部に取り付けられる。
（ｃ）圧力センサ２４の圧力検知面は、第１流体通路２１に直接対向配置されて、第１流体通路２１内の２次空気に直接的に触れるように設けられる。
（ｄ）圧力センサ２４の圧力検知面の表面は平面であり、その圧力検知面は第１流体通路２１の第１軸線Ａに対して平行に配置される。即ち、圧力センサ２４の圧力検知面は、第１流体通路２１を流れる２次空気の流れ方向と平行に配置されている。
（ｅ）圧力センサ２４の圧力検知面は、第１軸線Ａと第２軸線Ｂとを含む仮想平面（例えば、第１軸線Ａをｘ軸、第２軸線Ｂをｙ軸とした場合、ｘ軸とｙ軸とで形成される平面）に対して平行に配置される。
（ｆ）圧力センサ２４は、上述したようにコネクタ２９が設けられたカバー３０に取り付けられる。
（ｇ）カバー３０の最大面は、仮想平面に対して平行に設けられるものであり、圧力センサ２４の圧力検知面は、カバー３０の最大面に沿ってカバー３０と平行に設けられる。
（ｅ）圧力センサ２４の圧力検知面は、第１軸線Ａと第２軸線Ｂとを含む仮想平面（例えば、第１軸線Ａをｘ軸、第２軸線Ｂをｙ軸とした場合、ｘ軸とｙ軸とで形成される平面）に対して平行に配置される。
（ｆ）圧力センサ２４は、上述したようにコネクタ２９が設けられたカバー３０に取り付けられる。
（ｇ）カバー３０の最大面は、仮想平面に対して平行に設けられるものであり、圧力センサ２４の圧力検知面は、カバー３０の最大面に沿ってカバー３０と平行に設けられる。
（ｈ）圧力センサ２４の電気的接続部は、カバー３０に設けられたリード線（例えば、フィルム配線）を介して、電動アクチュエータ３７の通電用を兼ねた共通のコネクタ２９に接続される。
（ｉ）弁装置１４は、圧力センサ２４の圧力検知面と平行な対向壁４２を備える。
（ｊ）圧力センサ２４の圧力検知面と対向壁４２の間の空間（以下、圧力伝達室４３）は、開口部４４を介して第１流体通路２１内と連通する。
（ｉ）弁装置１４は、圧力センサ２４の圧力検知面と平行な対向壁４２を備える。
（ｊ）圧力センサ２４の圧力検知面と対向壁４２の間の空間（以下、圧力伝達室４３）は、開口部４４を介して第１流体通路２１内と連通する。
上記の特徴を具体的に補足説明する。
圧力センサ２４は、カバー３０に取り付けられたものであり、上部ハウジング２６には、インレットパイプ２５の一部に、第１流体通路２１内の２次空気を圧力センサ２４の圧力検知面に導くための圧力伝達室４３が形成されている。この圧力伝達室４３は、第１流体通路２１に形成された凹部であり、隣接するアクチュエータ室４１との間に仕切壁が形成されて、アクチュエータ室４１と圧力伝達室４３とは連通しない構造になっている。
圧力センサ２４は、カバー３０に取り付けられたものであり、上部ハウジング２６には、インレットパイプ２５の一部に、第１流体通路２１内の２次空気を圧力センサ２４の圧力検知面に導くための圧力伝達室４３が形成されている。この圧力伝達室４３は、第１流体通路２１に形成された凹部であり、隣接するアクチュエータ室４１との間に仕切壁が形成されて、アクチュエータ室４１と圧力伝達室４３とは連通しない構造になっている。
圧力伝達室４３における圧力検知面の対向位置には、上部ハウジング２６の一部によって対向壁４２が形成されている。この対向壁４２は、第１流体通路２１の第１軸線Ａと平行であり、且つ圧力センサ２４の圧力検知面と平行に設けられている。
なお、対向壁４２の上流側と下流側に設けられた２つの開口部４４によって圧力伝達室４３の内部に２次空気が導かれるように設けられている。これにより、圧力検知面が配置される圧力伝達室４３は第１流体通路２１内と直接連通し、第１流体通路２１の２次空気が圧力検知面に直接的に伝えられる。
なお、対向壁４２の上流側と下流側に設けられた２つの開口部４４によって圧力伝達室４３の内部に２次空気が導かれるように設けられている。これにより、圧力検知面が配置される圧力伝達室４３は第１流体通路２１内と直接連通し、第１流体通路２１の２次空気が圧力検知面に直接的に伝えられる。
本実施例の弁装置１４は、上記の各特徴を備えることにより、次の各効果を奏する。
上記（ｃ）で示したように、圧力センサ２４の圧力検知面が第１流体通路２１に直接対向配置されて、第１流体通路２１内の２次空気に直接的に触れるように設けられるため、圧力センサ２４によって第１流体通路２１内の圧力を高感度（圧力脈動を高い精度で検出することができる感度）で検出することができる。
上記（ｃ）で示したように、圧力センサ２４の圧力検知面が第１流体通路２１に直接対向配置されて、第１流体通路２１内の２次空気に直接的に触れるように設けられるため、圧力センサ２４によって第１流体通路２１内の圧力を高感度（圧力脈動を高い精度で検出することができる感度）で検出することができる。
上記（ｄ）で示したように、圧力センサ２４の圧力検知面が第１流体通路２１の第１軸線Ａに対して平行に配置されるため、第１流体通路２１に衝撃波が生じたとしても、衝撃波の波面に対して圧力センサ２４の圧力検知面が直交する方向となる。このため、衝撃波の波面が圧力センサ２４の圧力検知面に対向してぶつかる不具合が生じない。
これにより、第１流体通路２１に衝撃波が生じたとしても、その衝撃波の影響を圧力センサ２４が受け難いため、衝撃波の影響によって圧力の検出精度が下がる不具合を回避でき、異常検出の検出精度、あるいは空燃比制御の精度を高めることができる。
これにより、第１流体通路２１に衝撃波が生じたとしても、その衝撃波の影響を圧力センサ２４が受け難いため、衝撃波の影響によって圧力の検出精度が下がる不具合を回避でき、異常検出の検出精度、あるいは空燃比制御の精度を高めることができる。
上記（ｅ）で示したように、圧力センサ２４の圧力検知面を、第１軸線Ａと第２軸線Ｂとを含む仮想平面に対して平行に配置することで、圧力センサ２４の圧力検知面が第１流体通路２１の第１軸線Ａに対して平行に配置される。
上記（ｇ）で示したように、カバー３０の最大面を仮想平面に対して平行に設けることで、薄型で体積効率の良い弁装置１４を提供できる。
また、上記（ｇ）で示したように、圧力センサ２４の圧力検知面がカバー３０の最大面に沿ってカバー３０と平行に設けられることにより、圧力検知面を所望の向き（仮想平面と平行）に配置することができる。
上記（ｈ）で示したように、圧力センサ２４のコネクタ２９は、電動モータ３８のコネクタ２９を兼ねるものであるため、弁装置１４におけるコネクタ２９の数を１つにでき、車両搭載性を向上することができる。
また、上記（ｇ）で示したように、圧力センサ２４の圧力検知面がカバー３０の最大面に沿ってカバー３０と平行に設けられることにより、圧力検知面を所望の向き（仮想平面と平行）に配置することができる。
上記（ｈ）で示したように、圧力センサ２４のコネクタ２９は、電動モータ３８のコネクタ２９を兼ねるものであるため、弁装置１４におけるコネクタ２９の数を１つにでき、車両搭載性を向上することができる。
上記（ｉ）、（ｊ）で示したように、圧力センサ２４の圧力検知面と平行な対向壁４２を設け、圧力センサ２４の圧力検知面と対向壁４２の間の圧力伝達室４３は、２つの開口部４４を介して第１流体通路２１内と直接的に連通することにより、圧力検知面に与えられる衝撃波の影響をさらに小さくすることができる。
（変形例）
上記の実施例では、制御弁１８のアクチュエータの一例として電動モータ３８と減速機構３９を組み合わせた電動アクチュエータ３７を例に示したが、バルブ３６を直接軸方向へ駆動する電磁アクチュエータなど、他のアクチュエータを用いても良い。
上記の実施例では、２次空気を触媒７に供給する２次空気供給システムの弁装置１４に本発明を適用した例を示したが、流体は２次空気に限定されるものでなく、他の弁装置に本発明を適用しても良い。例えば、水素流路の開閉あるいは水素流量の制御を行う弁装置に本発明を適用しても良い。
上記の実施例では、制御弁１８のアクチュエータの一例として電動モータ３８と減速機構３９を組み合わせた電動アクチュエータ３７を例に示したが、バルブ３６を直接軸方向へ駆動する電磁アクチュエータなど、他のアクチュエータを用いても良い。
上記の実施例では、２次空気を触媒７に供給する２次空気供給システムの弁装置１４に本発明を適用した例を示したが、流体は２次空気に限定されるものでなく、他の弁装置に本発明を適用しても良い。例えば、水素流路の開閉あるいは水素流量の制御を行う弁装置に本発明を適用しても良い。
上記の実施例では、供給流体（実施例中は２次空気）の上流側を第１流体通路とした例を示したが、弁装置の使用用途などに応じて第１流体通路が供給流体の下流側であっても良い。即ち、制御弁１８の下流側の圧力を圧力センサ２４で検出するタイプの弁装置に本発明を適用しても良い。
７ 触媒
９ 排気管
１２ 電動エアポンプ
１４ 弁装置
１８ 制御弁
２１ 第１流体通路
２２ 第２流体通路
２４ 圧力センサ
２６ 上部ハウジング
２８ 下部ハウジング
２９ コネクタ
３０ カバー
３７ 電動アクチュエータ
４２ 対向壁
４３ 圧力伝達室（空間）
４４ 開口部
Ａ 第１軸線
Ｂ 第２軸線
９ 排気管
１２ 電動エアポンプ
１４ 弁装置
１８ 制御弁
２１ 第１流体通路
２２ 第２流体通路
２４ 圧力センサ
２６ 上部ハウジング
２８ 下部ハウジング
２９ コネクタ
３０ カバー
３７ 電動アクチュエータ
４２ 対向壁
４３ 圧力伝達室（空間）
４４ 開口部
Ａ 第１軸線
Ｂ 第２軸線
Claims (5)
- 流体が通過可能な第１流体通路と第２流体通路の連通部分の開閉あるいは連通度合の可変を行う制御弁と、
前記第１流体通路内の圧力を検出する圧力センサと、
を備える弁装置において、
前記圧力センサは、前記第１流体通路の側面に配置されるもので、
前記圧力センサの圧力検知面は、前記第１流体通路に直接対向するとともに、前記第１流体通路の中心線である第１軸線に対して平行に配置されており、
この弁装置は、前記圧力センサの圧力検知面と平行に配置された対向壁を備え、
前記圧力センサの圧力検知面と前記対向壁の間の空間は、開口部を介して前記第１流体通路内と連通しており、
前記圧力センサは、前記開口部を介して前記第１流体通路内の圧力を検出することを特徴とする弁装置。 - 請求項１に記載の弁装置において、
前記制御弁は、前記第１流体通路の中心線である第１軸線と、前記第２流体通路の中心線である第２軸線との交差位置に配置され、
前記圧力検知面は、前記第１軸線と前記第２軸線とを含む仮想平面に対して平行に配置されることを特徴とする弁装置。 - 請求項２に記載の弁装置において、
この弁装置は、
前記第１、第２流体通路を構成するハウジングと、
このハウジングに対して脱着可能に設けられ、前記制御弁を駆動する電動アクチュエータの通電を行うためのコネクタが設けられたカバーとを備え、
このカバーの最大面は、当該カバーが前記ハウジングに取り付けられた状態で、前記仮想平面と平行に設けられることを特徴とする弁装置。 - 請求項３に記載の弁装置において、
前記圧力センサは、前記カバーに設けられ、
前記圧力検知面は、前記カバーの最大面と平行に設けられることを特徴とする弁装置。 - 請求項１〜請求項４のいずれかに記載の弁装置において、
この弁装置は、エアポンプの吐出した２次空気を排気ガス浄化用の触媒の上流の排気管に導く２次空気供給システムに用いられるものであり、
前記第１流体通路は、前記エアポンプの吐出口に接続され、
前記第２流体通路は、前記触媒の上流の前記排気管に接続されることを特徴とする弁装置。
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