JP2008002298A - リーク検査装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ポンプの選択自由度が高いリーク検査装置を提供すること。
【解決手段】燃料タンク内において発生した蒸発燃料が流通するエバポ系３から系外への蒸発燃料のリークを検査するリーク検査装置は、エバポ系３に連通する基準穴１８と、エバポ系３とは反対側において基準穴１８に連通し、基準穴１８を通じてエバポ系３に圧力を作用させる検査作動を実行するポンプ２０と、前記検査作動によりエバポ系３に発生した検査側圧力損失ΔＰｉと、前記検査作動により基準穴１８に発生した基準側圧力損失ΔＰｂとを検出する検出手段と、検出手段により検出された検査側圧力損失ΔＰｉと基準側圧力損失ΔＰｂとを比較することでリークを判定する判定手段とを備えることを特徴とする。
【選択図】図２

Description

本発明は、燃料タンク内において発生した蒸発燃料が流通するエバポ系から系外への蒸発燃料のリークを検査するリーク検査装置に関する。

従来、通路の切換によってポンプの圧力をエバポ系と基準穴とに個別に作用させて、当該圧力作用により基準穴とエバポ系とにそれぞれ発生した圧力損失を比較することでリークを判定するリーク検査装置が知られている（例えば特許文献１参照）。こうしたリーク検査装置では、ポンプ圧力を実質的にエバポ系のみに作用させたときに発生する圧力損失ΔＰ１と、ポンプ圧力を実質的に基準穴のみに作用させたときに発生する圧力損失ΔＰ２との差が大きいほど、リークの判定精度が高くなる。ここで圧力損失ΔＰ１，ΔＰ２の差の大きさは、図１０（Ａ），（Ｂ）に示すように、それら圧力損失ΔＰ１，ΔＰ２の検出時に一定に保持されるポンプの圧力−流量特性（以下、Ｐ−Ｑ特性という）を表した曲線の傾きに依存する。したがって、ポンプのＰ−Ｑ特性曲線の傾きについては、リークの判定精度を高める上で小さい方が望ましい。
特開２００４−２８０６０号公報

しかしながら、遠心ポンプ等の非容積形ポンプでは、一般に図１０（Ｂ）に示すように、Ｐ−Ｑ特性曲線の傾きが大きくなってしまう。そのため、図１０（Ａ）に示すような傾きの小さなＰ−Ｑ特性曲線を実現するには、ベーンポンプ等の容積型ポンプを選択することが余儀なくされる。ここで、非容積形ポンプに比べて容積形ポンプは、高価となる傾向があり、またポンプ効率が低い傾向にあるため、ポンプの選択自由度が制限されてしまう現状では、これら傾向の改善要求に対して十分に応えることができない。

本発明は、このような問題に鑑みてなされたものであって、ポンプの選択自由度が高いリーク検査装置を提供することにある。

請求項１に記載の発明によると、基準穴を通じてエバポ系に圧力を作用させるポンプの検査作動によりエバポ系に発生する検査側圧力損失と、当該検査作動により基準穴に発生する基準側圧力損失との大小比は、エバポ系のリーク穴と基準穴との大小比に応じて変化する。故に、検出手段で検出した検査側圧力損失と基準側圧力損失とを比較することで、エバポ系のリーク穴を通じたリークを正しく判定することができる。しかも、比較する検査側圧力損失と基準側圧力損失とはいずれも、基準穴を通じたエバポ系への圧力作用により発生するものであるため、それら圧力損失の発生状態においてエバポ系のリーク穴と基準穴とをそれぞれ流通する流体流量は、互いに等しくなる。その結果、検査側圧力損失と基準側圧力損失との大小比は、ポンプのＰ−Ｑ特性によって決まる各穴での流体流量に依存しなくなるので、リークの判定にポンプのＰ−Ｑ特性が影響することを回避できる。このような請求項１に記載の発明によれば、ポンプの選択自由度が高くなるので、装置への要求に応じたポンプを使用しつつ正確なリーク判定を実現することができる。

尚、ポンプの検査作動により基準穴を通じてエバポ系に作用する圧力については、請求項２に記載の発明のように負圧であってもよいし、請求項３に記載の発明のように正圧であってもよい。

請求項４に記載の発明によると、ポンプは、検査作動の実行時に定常運転されるので、検査側圧力損失と基準側圧力損失とを検出する際に、それら圧力損失の変動を低減することができる。したがって、検査側圧力損失と基準側圧力損失とを正確に検出して、それら圧力損失の比較によるリーク判定の精度を高めることができる。

エバポ系のリーク穴と基準穴との大きさが等しい場合、検査側圧力損失と基準側圧力損失との大きさも等しいと擬制することができる。また、エバポ系のリーク穴が大きくなる程、検査側圧力損失が小さくなる。そこで、請求項５に記載の発明によると、検査側圧力損失が基準側圧力損失以下である場合に、リークの発生ありと判定するので、基準穴以上に大きなリーク穴を通じてリークが発生する異常事態を正しく判定することができる。

検査側圧力損失と基準側圧力損失とが経時変化すると、それら圧力損失間の大小比も変化する。そこで、請求項６に記載の発明によると、ポンプの検査作動により同時に発生した検査側圧力損失と基準側圧力損失とを検出するので、それら圧力損失の経時変化に起因する判定精度の悪化を防止することができる。

エバポ系にリーク穴が存在する場合、ポンプの検査作動による圧力が基準穴を通じてエバポ系に作用するときには、エバポ系の基準穴側と系外との間で圧力損失が発生する。そこで、請求項７に記載の発明によると、エバポ系の基準穴側と系外との圧力差を検査側圧力損失として検出する。

一般に、リーク検査装置は大気中にて使用されるものであるから、エバポ系の系外の圧力は大気圧となる。そこで、請求項８に記載の発明によると、差圧センサは、エバポ系の基準穴側の圧力と大気圧との差を測定するので、その測定結果は、エバポ系の基準穴側と系外との圧力差に等しくなる。したがって、検査側圧力損失の検出に必要な構成を、一つの差圧センサを用いた比較的簡素な構成とすることができる。

上述したように、エバポ系の系外の圧力は一般に大気圧となる。そこで、請求項９に記載の発明によると、エバポ系の基準穴側の絶対圧を絶対圧センサにより測定した結果と、大気圧を大気圧センサにより測定した結果との差の算出値は、エバポ系の基準穴側と系外との圧力差に等しくなる。ここで、差圧センサに比べて絶対圧センサは、測定対象に連通する入力ポートの数が少ないので、蒸発燃料が測定対象から入力ポートに侵入してくることによる劣化、リーク等の対策コストは少なくて済む。したがって、検査側圧力損失の検出に必要な構成を比較的安価に構築可能となる。

請求項１０に記載の発明によると、エバポ系とポンプとの間に設けられる基準通路において当該基準通路の形成する基準穴とエバポ系との間の絶対圧は、エバポ系の基準穴側の絶対圧であるともいえるので、これを絶対圧センサにより測定して検査側圧力損失の検出に利用することができる。また、大気圧センサは、基準通路の外部において大気圧を測定するので、基準通路における絶対圧測定に大気圧センサが干渉することを防止できる。

請求項１１に記載の発明によると、エバポ系とポンプとの間に設けられる基準通路において当該基準通路の形成する基準穴とエバポ系との間の絶対圧は、エバポ系の基準穴側の絶対圧であるともいえるので、これを絶対圧センサにより測定して検査側圧力損失の検出に利用することができる。また、大気圧センサは、大気に対して開放制御手段により開放された基準通路において大気圧を測定するので、基準通路に大気を確実に流入させて正確な大気圧測定を実現することができる。さらに、開放制御手段は、大気圧の測定時には基準通路を大気に対して開放するが、基準通路における絶対圧の測定時には基準通路を大気に対して遮断するので、絶対圧の測定中にエバポ系のリーク穴以外から基準通路に大気が流入して測定誤差を生む事態を確実に回避することができる。

請求項１２に記載の発明によると、エバポ系とポンプとの間に設けられる基準通路において当該基準通路の形成する基準穴とエバポ系との間の絶対圧は、エバポ系の基準穴側の絶対圧であるともいえるので、これを絶対圧センサにより測定して検査側圧力損失の検出に利用することができる。また、大気圧センサは、停止状態のポンプを通じて大気に開放される基準通路を大気圧測定にも利用するので、装置の部品点数を低減して構成の簡素化並びにコストの低減化を図ることができる。

大気に対して開放された基準通路において絶対圧センサが測定する絶対圧は、大気圧に等しくなる。そこで、請求項１３に記載の発明によると、絶対圧センサは、基準通路において大気圧を測定する大気圧センサを兼ねるので、装置の部品点数を低減して構成の簡素化並びにコストの低減化を図ることができる。

ポンプの検査作動により圧力が基準穴を通じてエバポ系に作用するときには、基準穴の両側で圧力損失が発生する。そこで、請求項１４，１７，１９に記載の発明によると、基準穴の両側の圧力差を基準側圧力損失として検出する。

請求項１５に記載の発明によると、差圧センサは、基準穴のエバポ系側圧力とポンプ側圧力との差を測定するので、その測定結果は、基準穴の両側の圧力差であるといえる。したがって、基準側圧力損失の検出に必要な構成を、一つの差圧センサを用いた比較的簡素な構成とすることができる。

請求項１６，１７，１９に記載の発明によると、基準穴のエバポ系側の絶対圧を第一絶対圧センサにより測定した結果と、基準穴のポンプ側の絶対圧を第二絶対圧センサにより測定した結果との差の算出値は、基準穴の両側の圧力差に等しくなる。ここで、差圧センサに比べて絶対圧センサは、測定対象に連通する入力ポートの数が少ないので、蒸発燃料が測定対象から入力ポートに侵入してくることによる劣化、リーク等の対策コストは少なくて済む。したがって、基準側圧力損失の検出に必要な構成を比較的安価に構築可能となる。

大気に対して開放された基準通路において第二絶対圧センサが測定する絶対圧は、大気圧に等しくなる。そこで、請求項１７に記載の発明によると、第二絶対圧センサは、連通通路において大気圧を測定する大気圧センサを兼ねるので、装置の部品点数を低減して構成の簡素化並びにコストの低減化を図ることができる。

エバポ系とポンプとの間で基準穴を形成する基準通路において、第一絶対圧センサが測定する基準穴のエバポ系側の絶対圧は、エバポ系の基準穴側の絶対圧であるともいえる。そこで、請求項１８，１９に記載の発明によると、第一絶対圧センサは、基準通路においてエバポ系の基準穴側の絶対圧を測定する絶対圧センサを兼ねるので、装置の部品点数を低減して構成の簡素化並びにコストの低減化を図ることができる。

以下、本発明の複数の実施形態を図面に基づいて説明する。尚、各実施形態において対応する構成要素には同一の符号を付すことにより、重複する説明を省略する。

（第一実施形態）
図１は、本発明の第一実施形態によるリーク検査装置としての蒸発燃料処理装置１を示している。蒸発燃料処理装置１は車両に搭載され、燃料タンク２内において発生した蒸発燃料を処理する。蒸発燃料処理装置１は、エバポ系３、検査系１０及び電子制御ユニット（ＥＣＵ）５０等から構成されている。

エバポ系３は、燃料タンク２、キャニスタ８、導入通路４、パージ通路５及びパージ弁６を備えている。

キャニスタ８は活性炭等の吸着材８ａをケース８ｂ内に充填してなり、導入通路４を介して燃料タンク２に連通している。これにより、燃料タンク２内で発生した蒸発燃料は導入通路４を通じてキャニスタ８のケース８ｂ内に流入し、吸着材８ａに脱離可能に吸着される。

パージ通路５は、キャニスタ８と内燃機関の吸気通路９との間を連通している。これにより、キャニスタ８の吸着材８ａから脱離した蒸発燃料をパージ通路５を通じて吸気通路９にパージ可能となっている。尚、吸気通路９にパージされた蒸発燃料は、内燃機関において燃料噴射弁からの噴射燃料と共に燃焼される。

パージ弁６は電磁駆動式の二方弁であり、パージ通路５上に設置されている。パージ弁６はパージ通路５を開閉することにより、吸気通路９への蒸発燃料のパージを調整する。

検査系１０は、基準通路１２、導圧通路１４〜１７、大気通路１９、ポンプ２０、第一差圧センサ３０、第二差圧センサ３２及び開放制御弁４０を備えている。

基準通路１２は、吸着材８ａを挟んで通路４，５とは反対側でキャニスタ８に連通している。基準通路１２の中間部には、その通路面積を絞るオリフィス状の基準穴１８が形成されている。基準穴１８の通路面積は、法律等によってエバポ系３に許容されているリーク穴の総面積以下の値に設定されている。

ポンプ２０は電動式ポンプであり、基準通路１２を挟んでキャニスタ８とは反対側に設置されている。本実施形態では、流体の吸入・吐出方向が一定のポンプ２０が使用されており、ポンプ２０の吸入ポート２２が基準通路１２に連通している共に、ポンプ２０の排出ポート２４が大気に開放されている。これにより、ポンプ２０は基準通路１２を減圧して、エバポ系３に基準通路１２を通じて負圧を作用させる検査作動（以下、単に検査作動という）を実行可能となっている。

第一差圧センサ３０は、入力ポート３４，３５間の圧力差を測定する電気式センサである。ここで一方の入力ポート３４は、導圧通路１４を通じて基準通路１２におけるキャニスタ８と基準穴１８との間に連通しており、また他方の入力ポート３５は、導圧通路１７を通じて大気に開放されている。これにより第一差圧センサ３０は、エバポ系３の基準穴１８側の圧力と、エバポ系３の系外の大気圧との差を測定可能となっている。

第二差圧センサ３２は、入力ポート３６，３７間の圧力差を測定する電気式センサである。ここで一方の入力ポート３６は、導圧通路１５を通じて基準通路１２におけるキャニスタ８と基準穴１８との間に連通しており、また他方の入力ポート３７は、導圧通路１６を通じて基準通路１２における基準穴１８とポンプ２０との間に連通している。これにより第二差圧センサ３２は、基準穴１８のエバポ系３側の圧力と、基準穴１８のポンプ２０側の圧力との差を測定可能となっている。

開放制御弁４０は電磁駆動式の二方弁であり、大気通路１９上に設置されている。ここで大気通路１９の一端は、基準通路１２におけるキャニスタ８と基準穴１８との間に連通しており、また大気通路１９の他端は大気に開放されている。したがって、開放制御弁４０は大気通路１９を開閉することにより、基準通路１２を大気に対して開放又は遮断する。

ＥＣＵ５０は、ＣＰＵ及びメモリを有するマイクロコンピュータを主体に構成されている。ＥＣＵ５０は、各弁６，４０とポンプ２０と各差圧センサ３０，３２とに電気接続されており、それら接続要素の作動を制御する。尚、ＥＣＵ５０は、内燃機関の制御機能を有するものであってもよいし、そうした制御機能を有しないものであってもよい。

次に、検査系１０及びＥＣＵ５０の共同によるエバポ系３から系外へのリークの検査原理について説明する。

ポンプ２０の検査作動時には、ポンプ２０とエバポ系３との間の基準通路１２を通じて負圧がエバポ系３に作用するため、図２に模式的に示すようにリーク穴６０がエバポ系３に存在する場合、エバポ系３の系外からリーク穴６０及び基準穴１８を順次経由してポンプ２０に向かう流体流れが発生する。このとき、エバポ系３に発生する圧力損失ΔＰｉは、第一差圧センサ３０の測定対象であるエバポ系３の基準穴１８側と系外との圧力差により表すことができる。またこのとき、基準通路１２に発生する圧力損失ΔＰｂは、第二差圧センサ３２の測定対象である基準穴１８の両側の圧力差（所謂、前後差圧）により表すことができる。

さて、リークを生じさせるリーク穴６０は、通常、エバポ系３の通路面積よりも小さいので、エバポ系３に発生する圧力損失ΔＰｉは、リーク穴６０に発生する圧力損失が支配的となる。故に、エバポ系３における圧力損失ΔＰｉはリーク穴６０における圧力損失と実質的に等しいと考えることができるので、当該圧力損失ΔＰｉとリーク穴６０における流通流量Ｑｉとの相関は下記の式（１）にて表される。尚、式（１）において、αｉはリーク穴６０の流量係数、Ａｉはリーク穴６０の総面積、ρｉはリーク穴６０の流通流体の密度を表している。
Ｑｉ＝αｉ・Ａｉ・（２・ΔＰｉ／ρｉ）^１／２ ・・・（１）

一方、基準穴１８は基準通路１２の通路面積を絞るものであるので、基準通路１２に発生する圧力損失ΔＰｂは、基準穴１８に発生する圧力損失が支配的となる。故に、基準通路１２における圧力損失ΔＰｂは基準穴１８における圧力損失と実質的に等しいと考えることができるので、当該圧力損失ΔＰｂと基準穴１８における流通流量Ｑｂとの相関は下記の式（２）にて表される。尚、式（２）において、αｂは基準穴１８の流量係数、Ａｂは基準穴１８の通路面積、ρｂは基準穴１８の流通流体の密度を表している。
Ｑｂ＝αｂ・Ａｂ・（２・ΔＰｂ／ρｂ）^１／２ ・・・（２）

ポンプ２０の検査作動により上述の流体流れが発生するときには、リーク穴６０における流通流量Ｑｉと基準穴１８における流通流量Ｑｂとが一致する。したがって、上記式（１），（２）から下記の式（３）が得られ、当該式（３）を整理することにより下記の式（４）が得られる。
αｉ・Ａｉ・（２・ΔＰｉ／ρｉ）^１／２＝αｂ・Ａｂ・（２・ΔＰｂ／ρｂ）^１／２ ・・・（３）
ΔＰｉ／ΔＰｂ＝ρｉ／ρｂ・{（αｂ・Ａｂ）／（αｉ・Ａｉ）}^２ ・・・（４）

上記式（４）によれば、大小比ΔＰｉ／ΔＰｂは、ポンプ２０のＰ−Ｑ特性とは無関係の物理量に依存することが判る。また、下記式（５）のように流体密度ρｉ，ρｂが近似的に等しいと擬制すると、各穴１８，６０の大きさが等しい場合、下記式（６）が成立して大小比ΔＰｉ／ΔＰｂの値が「１」となり、またリーク穴６０の総面積Ａｉが大きくなる程、大小比ΔＰｉ／ΔＰｂの値が小さくなる。これらのことから、大小比ΔＰｉ／ΔＰｂの値が「１」以下となる場合、即ち圧力損失ΔＰｉが圧力損失ΔＰｂ以下となる場合には、基準穴１８以上に大きなリーク穴６０からのリークの発生があると判断する。これに対し、大小比ΔＰｉ／ΔＰｂの値が「１」を超える場合、即ち圧力損失ΔＰｉが圧力損失ΔＰｂよりも大きい場合には、リーク穴６０からのリークの発生はないと判断する。以上より本実施形態では、圧力損失ΔＰｉを検査側圧力損失ΔＰｉ、圧力損失ΔＰｂを基準側圧力損失ΔＰｂとして定義する。
ρｉ≒ρｂ ・・・（５）
αｉ・Ａｉ＝αｂ・Ａｂ ・・・（６）

次に、上述の原理に基づき検査系１０及びＥＣＵ５０によって実施される第一実施形態のリーク検査処理について、図３のフローチャートを参照しつつ説明する。このリーク検査処理は、ＥＣＵ５０がメモリに記憶のコンピュータプログラムを実行することにより、内燃機関の停止後に開始される。尚、リーク検査処理の開始時には、パージ弁６はパージ通路５の閉状態、ポンプ２０は停止状態、開放制御弁４０は大気通路１９の開状態にあるものとする。

リーク検査処理のステップＳ１０１では、ＥＣＵ５０の制御によりポンプ２０の検査作動を開始する。それと共にステップＳ１０１では、ＥＣＵ５０の制御により開放制御弁４０を大気通路１９の閉状態として、基準通路１２を大気に対して遮断する。

次にステップＳ１０２では、第一差圧センサ３０によりエバポ系３の基準穴１８側と系外との圧力差を測定し、ＥＣＵ５０により当該測定結果を検査側圧力損失ΔＰｉとして検出する。それと共にステップＳ１０２では、第二差圧センサ３２により基準穴１８のエバポ系３側とポンプ２０側との圧力差を測定し、ＥＣＵ５０により当該測定結果を基準側圧力損失ΔＰｂとして検出する。

さて、本実施形態のステップＳ１０２では、各圧力損失ΔＰｉ，ΔＰｂとして検出される圧力差を、各差圧センサ３０，３２によって同時に測定する。したがって、検出された圧力損失ΔＰｉ，ΔＰｂは、ポンプ２０の検査作動により同時に発生した圧力損失であるといえる。また、本実施形態のステップＳ１０２では、少なくとも二種類の圧力差の測定が完了するまで、ポンプ２０がＥＣＵ５０の制御により定常運転される。ここでポンプ２０の定常運転については、例えばポンプ２０の回転数制御により実現してもよいし、ポンプ２０への供給電圧制御により実現してもよいし、ポンプ２０への供給電流制御により実現してもよい。

このようなステップＳ１０２に続くステップＳ１０３では、ステップＳ１０２で検出された各圧力損失ΔＰｉ，ΔＰｂをＥＣＵ５０により比較することで、エバポ系３からのリークを判定する。具体的には、検査側圧力損失ΔＰｉが基準側圧力損失ΔＰｂ以下である場合には、リークの発生ありと判定してステップＳ１０４を実行した後、ステップＳ１０５に移行する。ここでステップＳ１０４では、例えば車両のインストルメントパネルにおいて異常ランプを点灯させること等により、リークの発生を車両のユーザに報知する。一方、検査側圧力損失ΔＰｉが基準側圧力損失ΔＰｂよりも大きい場合には、リークの発生なしと判定して直接ステップＳ１０５に移行する。

リークの判定結果がいずれの場合にも実行されるステップＳ１０５では、ＥＣＵ５０の制御によりポンプ２０の検査作動を停止する。それと共にステップＳ１０４では、ＥＣＵ５０の制御により開放制御弁４０を大気通路１９の開状態として、基準通路１２を大気に対して開放する。

以上説明した第一実施形態によると、検査側及び基準側圧力損失ΔＰｉ，ΔＰｂについてポンプ２０のＰ−Ｑ特性に依存しない大小比ΔＰｉ／ΔＰｂに基づきリークを判定しているので、ポンプ２０の種類がリークの判定精度に影響する事態を回避することができる。

また、第一実施形態によると、検査作動としてポンプ２０が定常運転されることにより同時に発生した圧力損失ΔＰｉ，ΔＰｂを検出しているので、それら圧力損失ΔＰｉ，ΔＰｂの経時変化やポンプ２０の特性変動等に起因してリークの判定精度が悪化することを防止できる。

さらに、第一実施形態によると、検査側及び基準側圧力損失ΔＰｉ，ΔＰｂとして検出される圧力差を、それぞれ一つずつの差圧センサ３０，３２により測定しているので、圧力損失検出に必要な構成が比較的簡素になる。

またさらに、第一実施形態によると、上記特許文献１に開示されるように通路を切換えるための切換弁を検査系１０に設ける必要がなく、例えばオンオフ弁からなる開放制御弁４０を検査系１０に設けるだけでよい。したがって、圧力損失検出のためのコストについて低減化を図ることができる。

このような第一実施形態によれば、蒸発燃料処理装置１への要求に応じた種類のポンプ２０を使用しつつ、正確なリーク判定を比較的簡素な構成により実現することができる。

尚、ここまでの第一実施形態では、第一差圧センサ３０と第二差圧センサ３２とが共同して特許請求の範囲に記載の「検出手段」を構成し、ＥＣＵ５０が特許請求の範囲に記載の「判定手段」に相当する。また、第一差圧センサ３０が特許請求の範囲に記載の「エバポ系の基準穴側の圧力と大気圧との差を測定する差圧センサ」に相当し、第二差圧センサ３２が特許請求の範囲に記載の「基準穴のエバポ系側の圧力と基準穴のポンプ側の圧力との差を測定する差圧センサ」に相当する。

（第二実施形態）
図４に示すように、本発明の第二実施形態は第一実施形態の変形例である。第二実施形態では、差圧センサ３０，３２に代えて絶対圧センサ１００，１０２及び大気圧センサ１１０が設けられ、それに応じて導圧通路１５，１７が省略されている。

具体的には、第一絶対圧センサ１００は、入力ポート１０４の絶対圧を測定する電気式センサである。ここで入力ポート１０４は、導圧通路１４を通じて基準通路１２におけるキャニスタ８と基準穴１８との間に連通している。これにより第一絶対圧センサ１００は、エバポ系３と基準穴１８との間の絶対圧を測定可能となっている。ここでエバポ系３と基準穴１８との間の絶対圧は、エバポ系３の基準穴１８側の絶対圧であるといえるし、基準穴１８のエバポ系３側の絶対圧でもあるともいえる。

第二絶対圧センサ１０２は、入力ポート１０６の絶対圧を測定する電気式センサである。ここで入力ポート１０６は、導圧通路１６を通じて基準通路１２における基準穴１８とポンプ２０との間に連通している。これにより第二絶対圧センサ１０２は、基準穴１８のポンプ２０側の圧力を測定可能となっている。

大気圧センサ１１０は、エバポ系３の系外の絶対圧、即ち大気圧を測定する電気式センサである。大気圧センサ１１０は、基準通路１２の外部において蒸発燃料処理装置１の仕様等に応じた適切な箇所に設置され、当該設置箇所において大気圧を測定する。

絶対圧センサ１００，１０２及び大気圧センサ１１０は、ＥＣＵ５０に電気接続されている。ＥＣＵ５０は、第一絶対圧センサ１００により測定されたエバポ系３と基準穴１８との間の絶対圧、即ちエバポ系３の基準穴１８側の絶対圧と、大気圧センサ１１０により測定されたエバポ系３の系外の大気圧との差を算出する。この算出結果は、第一実施形態における第一差圧センサ３０の測定結果と実質的に等しくなる。また、ＥＣＵ５０は、第一絶対圧センサ１００により測定されたエバポ系３と基準穴１８との間の絶対圧、即ち基準穴１８のエバポ系３側の絶対圧と、第二絶対圧センサ１０２により測定された基準穴１８のポンプ２０側の絶対圧との差を算出する。この算出結果は、第一実施形態における第二差圧センサ３２の測定結果と実質的に等しくなる。以上より、ＥＣＵ５０の上記二種類の算出結果はそれぞれ検査側及び基準側圧力損失ΔＰｉ，ΔＰｂを表すものとなるので、第一実施形態と同様の原理によりリークを検査することができる。

そこで、第二実施形態のリーク検査処理について、図５のフローチャートを参照しつつ以下に説明する。まず、ステップＳ２０１では、大気圧センサ１１０により大気圧を測定する。次のステップＳ２０２は、第一実施形態のステップＳ１０１と同様である。

続くステップＳ２０３では、第一絶対圧センサ１００によりエバポ系３と基準穴１８との間の絶対圧（以下、「第一絶対圧」という）を測定すると共に、第二絶対圧センサ１０２により基準穴１８のポンプ２０側の絶対圧（以下、「第二絶対圧」という）を測定する。さらにステップＳ２０４では、ステップＳ２０１，Ｓ２０３で測定された大気圧と第一絶対圧との差及びステップＳ２０３で測定された第一絶対圧と第二絶対圧との差をＥＣＵ５０により算出し、それらの算出結果をそれぞれ検査側圧力損失ΔＰｉ及び基準側圧力損失ΔＰｂとして検出する。

さて、本実施形態のステップＳ２０３では、ステップＳ２０４により各圧力損失ΔＰｉ，ΔＰｂとして検出される圧力差をそれぞれ得るために、第一及び第二絶対圧をそれぞれ第一及び第二絶対圧センサ１００，１０２によって同時に測定する。ここで大気圧については、比較的短時間で実施されるリーク検査処理中は変化しないものと擬制できるので、絶対圧の同時測定を受けて検出される圧力損失ΔＰｉ，ΔＰｂは、ポンプ２０の検査作動により同時に発生した圧力損失であると考えることができる。また、本実施形態のステップＳ２０３では、少なくとも二種類の絶対圧の測定が完了するまで、ポンプ２０がＥＣＵ５０の制御により定常運転される。

以上の後、ステップＳ２０５では、ステップＳ２０４で検出された各圧力損失ΔＰｉ，ΔＰｂを第一実施形態のステップＳ１０３の場合と同様に比較して、リークを判定する。この後のステップＳ２０６，２０７は、第一実施形態のステップＳ１０４，１０５と同様である。

このような第二実施形態によっても、ポンプ特性に依存しない大小比ΔＰｉ／ΔＰｂに基づいたリーク判定によってポンプ種類が判定精度に影響せず、またポンプ２０の定常運転により同時発生する圧力損失の検出によって判定精度の悪化を防止することができる。

また、第二実施形態によると、差圧センサ３０，３２の代わりに絶対圧センサ１００，１０２を用いているので、それらセンサ１００，１０２において基準通路１２から蒸発燃料が侵入してくる入力ポートの数は差圧センサ３０，３２に比べて少ない。このことから絶対圧センサ１００，１０２は、蒸発燃料の侵入による劣化、リーク等の対策コストが差圧センサ３０，３２の場合よりも低減されるので、圧力損失検出のための構成を安価に構築することができる。

さらに、第二実施形態によると、検査側圧力損失ΔＰｉの検出に必要なエバポ系３の基準穴１８側の絶対圧と、基準側圧力損失ΔＰｂの検出に必要な基準穴１８のエバポ系３側の絶対圧とを、同一の絶対圧センサ１００により測定している。故に、圧力損失検出のための部品点数を低減して構成の簡素化並びにコストの低減化を図ることができる。

またさらに第二実施形態によると、大気圧センサ１１０は基準通路１２の外部において大気圧を測定しているので、第一及び第二絶対圧の測定に大気圧センサ１００が干渉することを防止できる。

尚、ここまでの第二実施形態では、第一絶対圧センサ１００と第二絶対圧センサ１０２とＥＣＵ５０とが共同して特許請求の範囲に記載の「検出手段」を構成する。また、第一絶対圧センサ１００が特許請求の範囲に記載の「絶対圧センサ」に相当するセンサを兼ねており、ＥＣＵ５０が特許請求の範囲に記載の「絶対圧センサの測定結果と大気圧センサの測定結果との差を算出する算出部」及び「第一絶対圧センサの測定結果と第二絶対圧センサの測定結果との差を算出する算出部」に相当する。

（第三実施形態）
図６，７に示すように、本発明の第三実施形態は第二実施形態の変形例である。第三実施形態では、大気圧センサ１１０が設けられず、リーク検査処理の内容の一部が第二実施形態と異なっている。

具体的に第三実施形態のリーク検査処理では、第二実施形態のステップＳ２０１に代わるステップＳ３０１において、第一絶対圧センサ１００又は第二絶対圧センサ１０２により絶対圧を測定する。このとき開放制御弁４０は、処理開始時と同じ大気通路１９の開状態により基準通路１２を大気開放しており、またポンプ２０は処理開始時と同じ停止状態にあるので、測定される絶対圧は大気圧と等しくなる。尚、この後のステップＳ３０２〜Ｓ３０７については、第二実施形態のステップＳ２０２〜Ｓ２０７と同様である。

このような第三実施形態によると、開放制御弁４０により大気開放された基準通路１２において大気圧を測定しているので、基準通路１２に大気を確実に流入させて大気圧を正確に測定することができる。

また、第三実施形態によると、圧力損失検出に必要な第一又は第二絶対圧と大気圧とを同一の絶対圧センサにより測定しているので、圧力損失検出のための部品点数を低減して構成の簡素化並びにコストの低減化を図ることができる。

さらに、第三実施形態によると、大気圧測定のためにステップＳ３０１において基準通路１２が大気開放されていても、Ｓ３０２により基準通路１２が大気に対して遮断された後、ステップＳ３０３において第一及び第二絶対圧が測定される。したがって、第一及び第二絶対圧の測定中にエバポ系３のリーク穴６０以外から基準通路１２に大気が流入して測定誤差を生む事態を確実に回避することができる。

尚、ここまでの第三実施形態では、開放制御弁４０が特許請求の範囲に記載の「開放制御手段」に相当する。また、第一絶対圧センサ１００と第二絶対圧センサ１０２とのうちステップＳ３０１において大気圧を測定するセンサが、特許請求の範囲に記載の「大気圧センサ」に相当する。

（第四実施形態）
図８に示すように、本発明の第四実施形態は第三実施形態の変形例である。第四実施形態では、リーク検査処理の内容の一部が第三実施形態と異なっている。

具体的に第四実施形態のリーク検査処理では、ステップＳ４０１において、ＥＣＵ５０の制御により開放制御弁４０を大気通路１９の閉状態として、基準通路１２を大気に対して遮断した後、ステップＳ４０２において、第一絶対圧センサ１００又は第二絶対圧センサ１０２により絶対圧を測定する。このときポンプ２０は処理開始時と同じ停止状態にあり、当該ポンプ２０を通じて基準通路１２が大気開放されるので、測定される絶対圧は大気圧と等しくなる。尚、この後のステップＳ４０３〜Ｓ４０８については、第三実施形態のステップＳ３０２〜Ｓ３０７と同様である。

このような第四実施形態によると、停止状態のポンプ２０を通じて大気に開放される基準通路１２を大気圧測定にも利用しているので、圧力損失検出のための部品点数を低減して構成の簡素化並びにコストの低減化を図ることができる。

以上、本発明の複数の実施形態について説明したが、本発明はそれらの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することができる。

例えば第一〜第四実施形態では、検査作動においてポンプ２０を定常運転しないようにしてもよい。また、第一〜第四実施形態では、図９（同図は第一実施形態の例）に示すように、流体の吸入・吐出方向が一定のポンプ２０において排出ポート２４を基準通路１２に連通させると共に、吸入ポート２２を大気に開放させてもよい。この場合、ポンプ２０の検査作動時には、正圧が基準通路１２を通じてエバポ系３に作用するため、リーク穴６０がエバポ系３に存在する場合、ポンプ２０から基準穴１８及びリーク穴６０を順次経由してエバポ系３の系外に向かう流体流れが発生する。さらにまた、第一〜第四実施形態では、流体の吸入・吐出方向が可変のポンプを、ポンプ２０に代えて用いてもよい。

第一〜第四実施形態では、リークの判定精度をさらに高めるために、流体密度ρｉ，ρｂの比を考慮した上記式（４）により圧力損失ΔＰｉ，ΔＰｂの大小比を把握して、リークを判定するようにしてもよい。また、第一〜第四実施形態では、検査系１０やＥＣＵ５０を利用して蒸発燃料濃度等の蒸発燃料状態を測定してもよいし、ポンプ２０を利用して吸気通路９へのパージをアシストしてもよい。

第一実施形態では、第一差圧センサ３０に代えて、第二実施形態に準ずる方法によりそれぞれ第一絶対圧及び大気圧を測定する第一絶対圧センサ１００及び大気圧センサ１１０を設けてもよい。また、第一実施形態では、第一差圧センサ３０に代えて、第三又は第四実施形態に準ずる方法により第一絶対圧及び大気圧の双方を測定する第一絶対圧センサ１００を設けてもよい。さらにまた、第一実施形態のステップＳ１０２では、第一差圧センサ３０による圧力差測定と、第二差圧センサ３２による圧力差測定とを前後させて実施してもよい。

第二実施形態のステップＳ２０３では、第一絶対圧センサ１００による第一絶対圧の測定と、第二絶対圧センサ１０２による第二絶対圧の測定とを前後させて実施してもよい。

第三及び第四実施形態では、第二実施形態の大気圧センサ１１０を基準通路１２に設置して、当該大気圧センサ１１０により大気圧を測定してもよい。また、第三実施形態のステップＳ３０１及び第四実施形態のステップＳ４０２では、第一及び第二絶対圧センサ１００，１０２の各々により大気圧を測定して、例えば各測定結果の平均をとることにより、大気圧の測定精度を高めてもよい。

第一実施形態による蒸発燃料処理装置の構成を示す模式図である。 第一実施形態によるリークの検査原理を説明するための模式図である。 第一実施形態によるリーク検査処理を示すフローチャートである。 第二実施形態による蒸発燃料処理装置の構成を示す模式図である。 第二実施形態によるリーク検査処理を示すフローチャートである。 第三実施形態による蒸発燃料処理装置の構成を示す模式図である。 第三実施形態によるリーク検査処理を示すフローチャートである。 第四実施形態によるリーク検査処理を示すフローチャートである。 変形例の構成を示す模式図である。 従来装置の特性を示す模式図である。

符号の説明

１ 蒸発燃料処理装置（リーク検査装置）、２ 燃料タンク、３ エバポ系、１０ 検査系、１２ 基準通路、１４，１５，１６，１７ 導圧通路、１８ 基準穴、１９ 大気通路、２０ ポンプ、２２ 吸入ポート、２４ 排出ポート、３０ 第一差圧センサ（検出手段、差圧センサ）、３２ 第二差圧センサ（検出手段、差圧センサ）、３４，３５，３６，３７，１０４，１０６ 入力ポート、４０ 開放制御弁（開放制御手段）、５０ ＥＣＵ（判定手段、検出手段、算出部）、６０ リーク穴、１００ 第一絶対圧センサ（絶対圧センサ、大気圧センサ）、１０２ 第二絶対圧センサ（大気圧センサ）、１１０ 大気圧センサ、ΔＰｂ 基準側圧力損失、ΔＰｉ 検査側圧力損失、ΔＰｉ／ΔＰｂ 大小比

Claims (19)

1. 燃料タンク内において発生した蒸発燃料が流通するエバポ系から系外への蒸発燃料のリークを検査するリーク検査装置であって、
   前記エバポ系に連通する基準穴と、
   前記エバポ系とは反対側において前記基準穴に連通し、前記基準穴を通じて前記エバポ系に圧力を作用させる検査作動を実行するポンプと、
   前記検査作動により前記エバポ系に発生した検査側圧力損失と、前記検査作動により前記基準穴に発生した基準側圧力損失とを検出する検出手段と、
   前記検出手段により検出された前記検査側圧力損失と前記基準側圧力損失とを比較することで前記リークを判定する判定手段と、
   を備えることを特徴とするリーク検査装置。
2. 前記検査作動により前記基準穴を通じて前記エバポ系に作用する圧力は、負圧であることを特徴とする請求項１に記載のリーク検査装置。
3. 前記検査作動により前記基準穴を通じて前記エバポ系に作用する圧力は、正圧であることを特徴とする請求項１に記載のリーク検査装置。
4. 前記ポンプは、前記検査作動の実行時に定常運転され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リーク検査装置。
5. 前記判定手段は、前記検査側圧力損失が前記基準側圧力損失以下である場合に、前記リークの発生ありと判定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リーク検査装置。
6. 前記検出手段は、前記検査作動により同時に発生した前記検査側圧力損失と前記基準側圧力損失とを検出することを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載のリーク検査装置。
7. 前記検出手段は、前記エバポ系の前記基準穴側と前記系外との圧力差を前記検査側圧力損失として検出することを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載のリーク検査装置。
8. 前記検出手段は、前記エバポ系の前記基準穴側の圧力と大気圧との差を測定する差圧センサを有することを特徴とする請求項７に記載のリーク検査装置。
9. 前記検出手段は、
   前記エバポ系の前記基準穴側の絶対圧を測定する絶対圧センサと、
   大気圧を測定する大気圧センサと、
   前記絶対圧センサの測定結果と前記大気圧センサの測定結果との差を算出する算出部と、
   を有することを特徴とする請求項７に記載のリーク検査装置。
10. 前記エバポ系と前記ポンプとの間に設けられ、前記基準穴を形成する基準通路を備え、
    前記絶対圧センサは、前記基準通路において前記エバポ系と前記基準穴との間の絶対圧を測定し、
    前記大気圧センサは、前記基準通路の外部において大気圧を測定することを特徴とする請求項９に記載のリーク検査装置。
11. 前記エバポ系と前記ポンプとの間に設けられ、前記基準穴を形成する基準通路と、
    大気に対して前記基準通路を開放又は遮断する開放制御手段と、
    を備え、
    前記絶対圧センサは、前記開放制御手段により大気に対して遮断された前記基準通路において前記エバポ系と前記基準穴との間の絶対圧を測定し、
    前記大気圧センサは、前記開放制御手段により大気に対して開放された前記基準通路において大気圧を測定することを特徴とする請求項９に記載のリーク検査装置。
12. 前記エバポ系と前記ポンプとの間に設けられ、前記基準穴を形成する基準通路を備え、
    前記絶対圧センサは、前記ポンプの前記検査作動により圧力作用を受ける前記基準通路において前記エバポ系と前記基準穴との間の絶対圧を測定し、
    前記大気圧センサは、停止状態の前記ポンプを通じて大気に開放された前記基準通路において大気圧を測定することを特徴とする請求項９に記載のリーク検査装置。
13. 前記絶対圧センサは大気圧センサを兼ねることを特徴とする請求項１１又は１２に記載のリーク検査装置。
14. 前記検出手段は、前記基準穴の両側の圧力差を前記基準側圧力損失として検出することを特徴とする請求項１〜１３のいずれか一項に記載のリーク検査装置。
15. 前記検出手段は、前記基準穴の前記エバポ系側の圧力と前記基準穴の前記ポンプ側の圧力との差を測定する差圧センサを有することを特徴とする請求項１４に記載のリーク検査装置。
16. 前記検出手段は、
    前記基準穴の前記エバポ系側の絶対圧を測定する第一絶対圧センサと、
    前記基準穴の前記ポンプ側の絶対圧を測定する第二絶対圧センサと、
    前記第一絶対圧センサの測定結果と前記第二絶対圧センサの測定結果との差を算出する算出部と、
    を有することを特徴とする請求項１４に記載のリーク検査装置。
17. 前記基準穴の両側の圧力差を前記基準側圧力損失として検出する前記検出手段は、
    前記基準通路において前記基準穴の前記エバポ系側の絶対圧を測定する第一絶対圧センサと、
    前記基準通路において前記基準穴の前記ポンプ側の絶対圧を測定する第二絶対圧センサと、
    前記第一絶対圧センサの測定結果と前記第二絶対圧センサの測定結果との差を算出する算出部と、
    を備え、
    前記第二絶対圧センサは前記大気圧センサを兼ねることを特徴とする請求項１１〜１３のいずれか一項に記載のリーク検査装置。
18. 前記第一絶対圧センサは前記絶対圧センサを兼ねることを特徴とする請求項１７に記載のリーク検査装置。
19. 前記基準穴の両側の圧力差を前記基準側圧力損失として検出する前記検出手段は、
    前記基準通路において前記基準穴の前記エバポ系側の絶対圧を測定する第一絶対圧センサと、
    前記基準通路において前記基準穴の前記ポンプ側の絶対圧を測定する第二絶対圧センサと、
    前記第一絶対圧センサの測定結果と前記第二絶対圧センサの測定結果との差を算出する算出部と、
    を備え、
    前記第一絶対圧センサは前記絶対圧センサを兼ねることを特徴とする請求項１０〜１３のいずれか一項に記載のリーク検査装置。

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