(57)【要約】【課題】気密診断用のポンプ等を燃料タンク内に配置することにより、レイアウト設計の効率を高め、タンク外のスペースを有効に活用できるようにする。【解決手段】燃料タンク１にはエバポパージ装置２を設け、これらの気密性を診断するためのエアポンプ９をタンク１内に配置する。そして、気密性の診断時には、まずパージ制御弁６と大気導入弁８とを閉弁して燃料タンク１、配管３，５、キャニスタ４等の内部の圧力をエアポンプ９によって上昇させる。また、コントロールユニット１３は、圧力センサ１２を用いて燃料タンク１等の圧力変化を検出することにより、その気密性を診断する。これにより、燃料タンク１を利用してエアポンプ９の配置スペースを容易に確保でき、装置全体をコンパクトに形成できると共に、車両への搭載を円滑に行うことができる。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部に蒸発性の燃料を貯留する燃料タンクと、内燃機関が予め定められた条件で運転されているときに連通状態となり該燃料タンク内で蒸発する燃料ガスをキャニスタを介して内燃機関の吸気側に放出するエバポパージ装置と、該エバポパージ装置を前記内燃機関の吸気側に対して遮断しているときに前記燃料タンクとエバポパージ装置の内部で圧力を上昇させる加圧手段と、該加圧手段により上昇した圧力の変化を検出し前記燃料タンクとエバポパージ装置の気密性を診断する診断手段とを備えてなるエバポパージ装置付き燃料タンクの気密診断装置において、前記加圧手段を前記燃料タンク内に配置する構成としたことを特徴とするエバポパージ装置付き燃料タンクの気密診断装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば自動車等の車両に搭載するのに好適に用いられるエバポパージ装置付き燃料タンクの気密診断装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、自動車等の車両に搭載される燃料タンクとしては、例えば燃料タンク内で蒸発する燃料ガス（エバポガス）をエンジンの吸気側に放出するエバポパージ装置を装着したものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特開平６−１０７７７号公報
【０００４】
この種の従来技術によるエバポパージ装置は、キャニスタ、パージ制御弁、大気導入弁等によって構成され、キャニスタには、エバポガスを吸着する活性炭等の吸着材が収容されている。
【０００５】
ここで、キャニスタは、燃料タンクからキャニスタを介してエンジンの吸気管に至るエバポガスのパージ通路の途中に設けられ、パージ制御弁は、キャニスタとエンジンの吸気管との間でパージ通路を連通，遮断するものである。また、大気導入弁は、エバポガスの放出時にキャニスタ内に大気（大気圧）を導入するものであり、パージ制御弁と共にエンジン制御用のコントロールユニット等に接続されている。
【０００６】
そして、コントロールユニットは、エンジンの運転状態に応じてパージ制御弁と大気導入弁とを開，閉することにより、燃料タンク内で発生するエバポガスをキャニスタに一旦蓄えつつ、このエバポガスをエンジンの吸気管内に適切なタイミングで放出するものである。
【０００７】
ここで、例えばパージ制御弁、大気導入弁等が故障したり、エバポガスのパージ通路等が損傷した場合には、コントロールユニットによりエバポガスの放出を停止した状態でも、エバポガスが大気中に漏れ出る虞れがある。
【０００８】
このため、従来技術では、例えばエバポガスのパージ通路にエアポンプ、圧力センサ等からなる気密診断装置を設け、パージ通路の気密性を診断する構成としている。この場合、エアポンプは、例えばキャニスタとパージ制御弁との間でパージ通路の途中部位に接続されている。
【０００９】
そして、気密性の診断を行うときには、まずパージ制御弁と大気導入弁とを閉弁することにより、パージ通路のうち燃料タンクとパージ制御弁との間に位置する部位を閉塞し、この状態でエアポンプを作動させることにより、閉塞された通路内に空気を送込んで圧力を上昇させる。そして、コントロールユニットは、圧力センサを用いて通路内の圧力の変化を検出し、この圧力が短時間で大きく低下するときには、パージ通路に漏れがあるとして故障と診断するものである。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述した従来技術では、パージ通路の気密性を診断するために、例えばパージ通路の途中部位にエアポンプを設ける構成としている。しかし、自動車等の車両にエバポパージ装置、気密診断装置等を搭載するときには、エバポパージ装置を構成するキャニスタ、パージ制御弁、大気導入弁、パージ通路等の部品だけでなく、エアポンプと、ポンプ用の配管等も搭載しなければならず、これらの部品レイアウトは、車両の制約された空間内に対して、他の車載構造物と干渉しないように行う必要がある。
【００１１】
このため、車両の設計等を行うときには、エバポパージ装置、エアポンプ等の配置スペースを他の車載構造物の間に確保したり、これらの間にポンプ用の配管等を引回すためのレイアウト設計に手間がかかり、設計の作業効率が低下するという問題がある。また、これらの部品を配置することによって他の車載構造物の配置にも制約が多くなるため、車両の空間を有効に活用するのが難しくなる。
【００１２】
本発明は上述した従来技術の問題に鑑みなされたもので、本発明の目的は、加圧手段に関連した部品の配置スペースを容易に確保でき、そのレイアウト設計等を効率よく行うことができると共に、燃料タンクの外側の空間を有効に活用できるようにしたエバポパージ装置付き燃料タンクの気密診断装置を提供することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上述した課題を解決するために請求項１の発明は、内部に蒸発性の燃料を貯留する燃料タンクと、内燃機関が予め定められた条件で運転されているときに連通状態となり該燃料タンク内で蒸発する燃料ガスをキャニスタを介して内燃機関の吸気側に放出するエバポパージ装置と、該エバポパージ装置を前記内燃機関の吸気側に対して遮断しているときに前記燃料タンクとエバポパージ装置の内部で圧力を上昇させる加圧手段と、該加圧手段により上昇した圧力の変化を検出し前記燃料タンクとエバポパージ装置の気密性を診断する診断手段とを備えてなるエバポパージ装置付き燃料タンクの気密診断装置において、前記加圧手段を前記燃料タンク内に配置してなる構成を採用している。
【００１４】
このように構成することにより、例えばエアポンプ、エアブロワー等の加圧手段を燃料タンク内に配置できるから、燃料タンクの外部に配置する部品の点数や配置スペースを少なくすることができる。また、例えば加圧手段に設けられた空気の吸込口等には、必要最低限の寸法をもって燃料タンク内から外部に延びる吸込パイプ等を接続するだけでよくなり、加圧手段に設けられた空気の吐出口等は、燃料タンク内に直接開口させることができる。このため、加圧手段に長尺な配管等を接続して引回す必要がなくなり、配管構造を簡素化することができる。
【００１５】
従って、燃料タンク内の空間を利用して加圧手段の配置スペースを容易に確保でき、加圧手段やこれに関連した配管等のレイアウト設計を効率よく行うことができる。また、加圧手段等を燃料タンク内に収容することにより、燃料タンクの外側で他の部品の配置スペースを増やすことができるから、例えば車両等の限られた空間を有効に活用することができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態によるエバポパージ装置付き燃料タンクの気密診断装置を、自動車等の車両に適用した場合を例に挙げ、添付図面に従って詳細に説明する。
【００１７】
１は自動車等の車両に搭載される燃料タンクで、該燃料タンク１は、例えば樹脂材料を射出成形することにより樹脂タンクとして形成されている。そして、燃料タンク１は外部に対して気密に保持され、この状態で燃料タンク１内にガソリン等からなる蒸発性の燃料を貯留するものである。
【００１８】
また、燃料タンク１は、底板部１Ａと、該底板部１Ａを取囲んで立設された周壁部１Ｂと、該周壁部１Ｂの上端側に設けられた上板部１Ｃとにより形成され、周壁部１Ｂには、図２に示す如く、燃料タンク１の内側から外側に向けて膨らんだ膨出部１Ｄが形成されている。
【００１９】
この場合、膨出部１Ｄは、例えば燃料タンク１の周囲に配置される他の車載構造物（図示せず）等の隙間（デッドスペース）を埋めるように配置され、この隙間空間を燃料タンク１の容積として有効に利用するためのものである。
【００２０】
２は燃料タンク１と共に車両に搭載されるエバポパージ装置で、該エバポパージ装置２は、後述の配管３，５，７、キャニスタ４、パージ制御弁６、大気導入弁８等を含んで構成されている。
【００２１】
そして、エバポパージ装置２は、後述の如くエンジンが予め定められた条件で運転されているときに、燃料タンク１と後述するエンジン本体１４の吸気管１５との間を連通し、この連通状態では、燃料タンク１内で発生するエバポガスをキャニスタ４を介して吸気管１５内に放出するものである。
【００２２】
３は燃料タンク１に接続されたタンク側配管で、該タンク側配管３は、一端側がタンク１内の空間に開口し、他端側がキャニスタ４に接続されている。
【００２３】
４は例えば活性炭等の吸着材（図示せず）が収容されたキャニスタで、該キャニスタ４は、気密性を有する密閉容器により構成されている。そして、キャニスタ４は、燃料タンク１からタンク側配管３を介して流入するエバポガスを吸着材により吸着し、エバポガスを一時的に蓄えるものである。
【００２４】
５はエンジン本体１４の吸気管１５にエボパガスを流入させるエンジン側配管で、該エンジン側配管５は、一端側がキャニスタ４に接続され、他端側が吸気管１５に接続されている。
【００２５】
６はエンジン側配管５の途中に設けられた電磁弁等からなるパージ制御弁で、該パージ制御弁６は、流入側ポートがキャニスタ４と接続され、流出側ポートがエンジンの吸気管１５に接続されている。また、パージ制御弁６は、後述のコントロールユニット１３により開，閉され、エンジン側配管５を連通，遮断するものである。
【００２６】
そして、パージ制御弁６の開弁時には、エンジンの運転中に吸気管１５内に生じる負圧（吸気負圧）がエンジン側配管５、パージ制御弁６等を介してキャニスタ４側に加わることにより、燃料タンク１内のエバポガスがキャニスタ４等を介して吸気管１５内に吸引、放出される。
【００２７】
７はキャニスタ４に大気（大気圧）を導入するための大気導入用配管で、該大気導入用配管７は、その一端側が大気中に開口し、その他端側がキャニスタ４に接続されている。
【００２８】
８は大気導入用配管７に設けられた電磁弁等からなる大気導入弁で、該大気導入弁８は、例えばコントロールユニット１３により開，閉され、大気導入用配管７を連通，遮断する。そして、パージ制御弁６が開弁してキャニスタ４内にエンジン側の吸気負圧が加わるときには、大気導入弁８が開弁することにより、キャニスタ４内に大気導入用配管７を介して大気が導入される。
【００２９】
また、パージ制御弁６と大気導入弁８とが閉弁したときには、燃料タンク１、タンク側配管３、キャニスタ４およびエンジン側配管５内の空間が外部から遮断された空間となるため、後述の気密診断処理では、この遮断された空間の気密性を診断するものである。
【００３０】
９は気密診断処理で用いられる加圧手段としてのエアポンプで、該エアポンプ９は、図１、図２に示す如く、例えばダイヤフラム式ポンプ、ピストン式ポンプ等の往復動型エアポンプ、またはトロコイド型ポンプ、ベーン式ポンプ等の回転型エアポンプ等により構成されている。
【００３１】
ここで、エアポンプ９は、燃料タンク１の膨出部１Ｄ内に収容され、ブラケット１０を用いて膨出部１Ｄの内側に固定されている。また、エアポンプ９の吸込口９Ａは、吸込パイプ１１を介して燃料タンク１の外部に連通し、吐出口９Ｂはタンク１内に直接開口している。この場合、吸込パイプ１１は、例えば燃料タンク１の上板部１Ｃの近傍でタンク外に開口し、タンク外の空気を吸込むために必要最低限の寸法をもって形成されている。
【００３２】
そして、エアポンプ９は、気密診断処理を行うときに、コントロールユニット１３によって駆動されることにより、燃料タンク１の外部の空気を吸込口９Ａから吸込みつつ、この空気を吐出口９Ｂからタンク１内に吐出し、これによって燃料タンク１等の内部の圧力を上昇させるものである。
【００３３】
１２は気密診断処理を行うために燃料タンク１等の圧力を検出する圧力センサで、該圧力センサ１２は、パージ制御弁６と大気導入弁８とにより気密に保持された状態で閉塞される空間（即ち、燃料タンク１、タンク側配管３、キャニスタ４およびエンジン側配管５内の空間）の圧力を検出するものであり、本実施の形態では、例えばタンク側配管３に設けられている。そして、圧力センサ１２は、コントロールユニット１３に検出信号を出力するものである。
【００３４】
１３は車両に搭載される診断手段としてのコントロールユニットで、該コントロールユニット１３は、例えばＲＯＭ、ＲＡＭ等の記憶回路を備えたマイクロコンピュータ等からなり、各種のセンサ、アクチュエータ（図示せず）等を用いてエンジン制御を行うものである。また、コントロールユニット１３には、パージ制御弁６、大気導入弁８、エアポンプ９、圧力センサ１２等が接続されている。
【００３５】
そして、コントロールユニット１３は、パージ制御弁６と大気導入弁８とを開，閉してエバポパージ制御を行う。この場合、エバポパージ制御では、エンジンが所定の条件で運転されているとき（例えば、後述のスロットル弁１７が全開状態と全閉状態とを除いた中間開度となっているとき）に、パージ制御弁６と大気導入弁８とを開弁し、燃料タンク１またはキャニスタ４内のエバポガスを吸気管１５内に流入させる。また、エンジンの運転状態がこの条件から外れているとき（スロットル弁１７が全開状態または全閉状態となっているとき）には、パージ制御弁６と大気導入弁８とを閉弁状態に保持し、燃料タンク１内で発生するエバポガスをキャニスタ４内に蓄えるものである。
【００３６】
また、コントロールユニット１３は、エアポンプ９、圧力センサ１２等を用いて気密診断処理を行う。この場合、気密診断処理では、後述の図３、図４に示す如く、まずパージ制御弁６と大気導入弁８とを閉弁してエバポパージ装置２をエンジンの吸気管１５に対して遮断する。そして、エアポンプ９により燃料タンク１内の圧力を上昇させ、この圧力を圧力センサ１２によって検出することにより、検出結果を用いて燃料タンク１等の気密性が保持されているか否かを判定する。これにより、コントロールユニット１３は、燃料タンク１、タンク側配管３、キャニスタ４、エンジン側配管５、パージ制御弁６および大気導入弁８を診断対象として、これらの部品の故障診断を行うものである。
【００３７】
一方、図１において、１４は車両に搭載された内燃機関としてのエンジン本体、１５は該エンジン本体１４の各気筒（図示せず）に外気を吸入空気として吸込む吸気管で、該吸気管１５は、その一端側がエンジン本体１４の各気筒に接続されている。また、吸気管１５の他端側には、吸入空気を清浄化するエアクリーナ１６が設けられている。また、吸気管１５の途中部位には、エンジン本体１４の吸入空気量を制御するスロットル弁１７が設けられている。
【００３８】
本実施の形態によるエバポパージ装置付き燃料タンクは上述の如き構成を有するもので、次にその作動について説明する。
【００３９】
まず、車両の運転時には、燃料タンク１からエンジン本体１４に燃料が供給される。そして、この燃料は、各気筒の噴射弁（図示せず）によって吸入空気に噴射され、これらの気筒内で燃焼する。
【００４０】
また、例えば車両の運転者がスロットル１７を中間開度に保持しているとき等には、パージ制御弁６と大気導入弁８とが開弁し、燃料タンク１内で発生するエバポガスがエバポパージ装置２を介して吸気管１５内に放出される。この場合、エバポガスは、スロットル１７よりもエンジン本体１４に近い位置で吸気管１５内の吸入負圧を受けることにより、外部に漏れることなく各気筒に吸込まれ、吸入空気と一緒に燃焼される。
【００４１】
次に、図３を参照しつつ、コントロールユニット１３の気密診断処理について説明する。
【００４２】
まず、ステップ１では、例えばエンジンが運転中であるか否かを判定し、「ＹＥＳ」と判定したときには、気密診断処理を行わないので、後述のステップ７で終了する。
【００４３】
また、ステップ１で「ＮＯ」と判定したときには、気密診断処理を行うために、ステップ２でパージ制御弁６と大気導入弁８を両方とも閉弁し、エバポパージ装置２をエンジンの吸気管１５に対して遮断する。
【００４４】
次に、ステップ３では、例えばエアポンプ９を所定の時間だけ作動させ、燃料タンク１の外部の空気を該燃料タンク１内に送込む。これにより、気密状態に保持されている燃料タンク１内の圧力は、図４に示す如く、所定の判定値Ｐよりも高い圧力に上昇する。
【００４５】
次に、ステップ４では、圧力センサ１２により検出した燃料タンク１内の圧力を読込み、ステップ５では、例えばエアポンプ９の始動時を基準とした所定の時間ｔ内に圧力の検出値が判定値Ｐよりも低下するか否かを判定する。
【００４６】
そして、ステップ５で「ＹＥＳ」と判定したときには、例えば図４中に仮想線で示す如く、燃料タンク１内の圧力が短時間で低下したので、例えば燃料タンク１、タンク側配管３、キャニスタ４、エンジン側配管５、パージ制御弁６、大気導入弁８等のうちいずれかの部品が故障または損傷することにより、その気密性が低下したものと診断する。そこで、この場合には、ステップ６で所定の故障対策処理を行った後に、ステップ７で気密診断処理を終了する。
【００４７】
また、ステップ５で「ＮＯ」と判定したときには、図４中に実線で示す如く、燃料タンク１等の気密性が保持されているので、各部品を正常と診断し、ステップ６を行うことなく、ステップ７で終了する。
【００４８】
かくして、本実施の形態によれば、エアポンプ９を燃料タンク１内に設ける構成としたので、燃料タンク１内の空間を利用してエアポンプ９の配置スペースを容易に確保でき、燃料タンク１の外部に配置する部品の点数や配置スペースを少なくすることができる。
【００４９】
また、エアポンプ９の吸込口９Ａには、例えば必要最低限の寸法をもって燃料タンク１内から外部に延びる吸込パイプ１１等を接続するだけでよくなり、エアポンプ９の吐出口９Ｂは、燃料タンク１内に直接開口させることができる。これにより、エアポンプ９に長尺な配管等を接続して引回す必要がなくなり、配管構造を簡素化することができる。
【００５０】
従って、車両の設計時には、タンク１を利用してエアポンプ９や吸込パイプ１１等のレイアウト設計を効率よく行うことができ、また配管構造が簡素化されることによって装置全体の組立作業も円滑に行うことができる。さらに、エアポンプ９等を燃料タンク１内に収容することにより、タンク１の外側で他の部品の配置スペースを増やすことができるから、車両の限られた空間を有効に活用することができる。
【００５１】
また、燃料タンク１を樹脂タンクにより形成したので、その形状を容易に加工成形することができる。これにより、例えばタンク１の周囲に配置される他の構造物等の隙間（デッドスペース）を埋めるように、膨出部１Ｄ等の形状を自由に設定でき、車両のデッドスペース等を利用して燃料タンク１の容積を可能な限り大きくすることができる。
【００５２】
そして、この状態でエアポンプ９を燃料タンク１の膨出部１Ｄに収容することにより、タンク１を大型化しつつ、膨出部１Ｄの一部を利用してエアポンプ９の配置スペースを容易に形成することができる。これにより、装置全体をコンパクトに形成できると共に、車両への搭載を円滑に行うことができる。
【００５３】
なお、前記実施の形態では、燃料タンク１の周壁部１Ｂ（膨出部１Ｄ）にエアポンプ９を取付ける構成とした。しかし、本発明はこれに限らず、加圧手段を燃料タンク１の底板部１Ａ、上板部１Ｃ等に取付ける構成としてもよい。
【００５４】
また、実施の形態では、圧力センサ１２をタンク側配管３に設ける構成とした。しかし、本発明はこれに限らず、圧力センサは、燃料タンク１、タンク側配管３、キャニスタ４およびエンジン側配管５内の圧力を検出できる任意の部位に設けてよいものであり、例えば図１中に一点鎖線で示すように、圧力センサ１２′をキャニスタ４に設ける構成としてもよい。
【００５５】
また、実施の形態では、エバポパージ装置付き燃料タンクの気密診断装置を自動車等の車両に適用する場合を例に挙げて述べた。しかし、本発明はこれに限らず、各種の燃料タンク等に適用できるのは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態によるエバポパージ装置付き燃料タンクの気密診断装置を示す全体構成図である。
【図２】図１中の矢示II−II方向からみた燃料タンクの部分拡大断面図である。
【図３】コントロールユニットによる気密診断処理を示す流れ図である。
【図４】エンジンの運転状態、パージ制御弁と大気導入弁の開閉状態、エアポンプの作動状態および燃料タンク内の圧力を示す特性線図である。
【符号の説明】
１  燃料タンク
２  エバポパージ装置
４  キャニスタ
６  パージ制御弁
８  大気導入弁
９  エアポンプ（加圧手段）
９Ａ  吸込口
９Ｂ  吐出口
１３  コントロールユニット（診断手段）
１４  エンジン本体（内燃機関）
１５  吸気管
【図１】
2004190639.tif 000003
【図２】
2004190639.tif 000004
【図３】
2004190639.tif 000005
【図４】
2004190639.tif 000006