(57)【要約】【課題】  車両搭載状態においてオリフィスを常に天位置に配置することにより、オリフィスの閉塞を防止し、精度良く故障診断を行うことができる蒸発燃料処理装置の故障診断に用いるポンプモジュールを提供すること。【解決手段】  ポンプモジュール２０に備わる切替弁２９のソレノイド部３０と弁体部３１との間に、オリフィス２３を設ける。そして、切替弁２９をポンプモジュール２０のケースに対して、Ｚ軸回りに回転させながら取付可能として、ポンプモジュール２０の車載状態に対応させて、オリフィス２３を天方向に配置する。【選択図】            図４
2005048719.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両に搭載されるエンジンに対応して設けられ、燃料タンクで発生する蒸発燃料をキャニスタで捕集し、その捕集された蒸発燃料中の燃料成分を前記エンジンの吸気通路へパージする蒸発燃料処理装置に接続されて、前記蒸発燃料処理装置内を減圧するとともに、そのときの圧力の挙動に基づいて前記蒸発燃料処理装置の故障診断を行うために用いるポンプモジュールであって、
前記蒸発燃料処理装置内を負圧にする負圧ポンプと、
前記蒸発燃料処理装置に接続する接続ポートと、
一端が大気開放された大気ポートと、
一端が前記接続ポートに接続され、他端が前記負圧ポンプに接続されるとともに、その途中に故障診断の判定値を算出するためのオリフィスが設けられたオリフィス通路と、
前記蒸発燃料処理装置内および前記オリフィス通路内の圧力を検出する圧力検出手段と、
前記接続ポートと前記大気ポートとの連通・遮断を切り替える切替弁とを備え、
前記オリフィスは、車両搭載状態で天方向に配置され前記切替弁の開閉部分よりも上方に位置していることを特徴とする蒸発燃料処理装置の故障診断に用いるポンプモジュール。
【請求項２】
請求項１に記載する蒸発燃料処理装置の故障診断に用いるポンプモジュールにおいて、
前記オリフィスは、前記切替弁に備わるアクチュエータと弁体との間に設けられており、
前記切替弁は、前記弁体の可動方向の延長線回りに回転させて取付可能であることを特徴とする蒸発燃料処理装置の故障診断に用いるポンプモジュール。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載するポンプモジュールを用いたことを特徴とする蒸発燃料処理装置の故障診断装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃料タンクで発生する蒸発燃料をキャニスタで捕集し、捕集された蒸発燃料中の燃料成分をエンジンの吸気通路へパージして処理するようにした蒸発燃料処理装置の故障診断に用いるポンプモジュールに関する。さらに詳細には、故障診断を精度良く行うことができるポンプモジュールに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、車両に搭載される装置の一つとして、燃料タンクで発生する蒸発燃料（ベーパ）を大気へ放出させずに処理する蒸発燃料処理装置が知られている。この装置は、ベーパを捕集するキャニスタを備え、キャニスタ内部の吸着剤にベーパを一旦吸着させ、エンジンの運転時に吸気通路で発生する負圧を利用して、キャニスタに捕集されたベーパ中の燃料成分（炭化水素（ＨＣ）等）をパージ通路を通じて吸気通路へパージしてエンジンでの燃焼に供することにより処理するようになっている。
【０００３】
ところで、この種の処理装置において、万が一、何らかの理由で燃料タンクから吸気通路までのキャニスタを含む流路途中でリーク孔があいたり、パイプ接合部にシール不良が生じたりする故障が発生した場合、流路の気密性が悪くなる。この場合、燃料タンクで発生するベーパを適正に処理できなくなる。
【０００４】
このような故障に対処するには、故障を早期に診断する必要がある。この種の故障診断に関する技術は、既に幾つか提案されている。例えば、特開２００２−４９５９号公報に、この種の診断装置の一例が開示されている。
【０００５】
この特開２００２−４９５９号公報に開示されたものの基本的な考え方は、オリフィスを設けて予め基準となる圧力変化（漏れ量）を計測し、その後、処理装置の流路を密閉空間にしてから負圧状態にし、その後の圧力変化を基準となる圧力変化と比較することにより、リーク等の有無を診断するものである。
【０００６】
【特許文献１】特開２００２−４９５９号公報（第２〜３頁、第１図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上記した特開２００２−４９５９号公報に記載されたものでは、車両搭載状態によっては、オリフィスの位置が他の流路よりの下方に配置されてしまう場合がある。そして、オリフィスが下方に配置されてしまうと、塵埃や水、あるいは、吸着剤微粉、配管内オイル、可塑性抽出物、組み付け用オイルなどによって、オリフィスが閉塞してしまうおそれがあった。このように、オリフィスが閉塞してしまうと、故障診断を精度良く行うことができないという問題があった。
【０００８】
そこで、本発明は上記した課題を解決するためになされたものであり、車両搭載状態においてオリフィスを常に天位置に配置することにより、オリフィスの閉塞を防止し、精度良く故障診断を行うことができる蒸発燃料処理装置の故障診断に用いるポンプモジュールを提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するためになされた本発明に係る蒸発燃料処理装置の故障診断に用いるポンプモジュールは、車両に搭載されるエンジンに対応して設けられ、燃料タンクで発生する蒸発燃料をキャニスタで捕集し、その捕集された蒸発燃料中の燃料成分を前記エンジンの吸気通路へパージする蒸発燃料処理装置に接続されて、前記蒸発燃料処理装置内を減圧するとともに、そのときの圧力の挙動に基づいて前記蒸発燃料処理装置の故障診断を行うために用いるポンプモジュールであって、前記蒸発燃料処理装置内を負圧にする負圧ポンプと、前記蒸発燃料処理装置に接続する接続ポートと、一端が大気開放された大気ポートと、一端が前記接続ポートに接続され、他端が前記負圧ポンプに接続されるとともに、その途中に故障診断の判定値を算出するためのオリフィスが設けられたオリフィス通路と、前記蒸発燃料処理装置内および前記オリフィス通路内の圧力を検出する圧力検出手段と、前記接続ポートと前記大気ポートとの連通・遮断を切り替える切替弁とを備え、前記オリフィスは、車両搭載状態で天方向に配置され前記切替弁の開閉部分よりも上方に位置していることを特徴とするものである。
【００１０】
この蒸発燃料処理装置の故障診断に用いるポンプモジュールでは、故障診断の判定値を算出するためのオリフィスが、車両搭載状態で天方向に配置され切替弁の開閉部分よりも上方に位置しているので、故障診断の判定値を算出する際にオリフィスが閉塞することを防止することができる。なぜなら、塵埃や水などはある程度の重量があるため、自重により下方に落下するからである。これにより、故障診断の判定値を正確に算出することができるので、蒸発燃料処理装置の故障診断の精度を向上させることができる。
【００１１】
本発明に係る蒸発燃料処理装置の故障診断に用いるポンプモジュールにおいては、前記オリフィスは、前記切替弁に備わるアクチュエータと弁体との間に設けられており、前記切替弁は、前記弁体の可動方向の延長線回りに回転させて取付可能であることが望ましい。
【００１２】
こうすることにより、車両搭載時にオリフィスの位置を調整しながらポンプモジュールを車両に取り付けることができる。したがって、任意の車両に対して常にオリフィスを車両搭載状態で天方向に配置して切替弁の開閉部分よりも上方に位置させることができる。
【００１３】
そして、上記したポンプモジュールを用いて蒸発燃料処理装置の故障診断装置を構成することにより、精度良く蒸発燃料処理装置の故障診断を行うことができる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明に係る蒸発燃料処理装置の故障診断に用いるポンプモジュールによれば、車両搭載状態においてオリフィスが常に天位置に配置され、切替弁の開閉部分より上方に位置するので、故障診断の判定値を算出する際にオリフィスの閉塞が防止される。これにより、故障診断の判定基準値を正確に測定することができるため、精度良く故障診断を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明の蒸発燃料処理装置の故障診断に用いるポンプモジュールを具体化した最も好適な実施の形態について図面に基づき詳細に説明する。そこで、この蒸発燃料処理装置およびその故障診断装置の概略構成を図１および図２に示す。なお、図１は、切替弁に通電していない状態を示し、図２は切替弁に通電している状態を示す。
【００１６】
この実施の形態に係る蒸発燃料処理装置１は、ガソリンエンジンを搭載する車両に取り付けられており、燃料タンク１０で発生する蒸発燃料（ベーパ）を大気中へ放出させることなく捕集して処理するためのものである。この蒸発燃料処理装置１は、燃料タンク１０で発生するベーパを、ベーパライン１１を通じて捕集するためのキャニスタ１２を備えている。キャニスタ１２は、活性炭よりなる吸着剤を内蔵している。
【００１７】
キャニスタ１２には、ベーパライン１１の他に、パージライン１３が接続されており、このパージライン１３は、吸気通路１４のスロットルバルブ１５より下流の位置に連通している。そして、パージライン１３には、パージ制御弁１６が設けられている。これにより、車両のエンジン運転時には、吸気通路１４で発生する負圧がパージライン１３に作用するので、蒸発燃料処理装置１においてパージ制御弁１６が開状態にされると、キャニスタ１２に捕集された燃料成分がパージライン１３を通じて吸気通路１４へとパージされ、処理されるようになっている。なお、パージライン１３に設けられたパージ制御弁１６は、電気信号を受けて弁体を動作させる電磁弁である。
【００１８】
また、キャニスタ１２には、ポンプモジュール２０が接続されている。そして、キャニスタ１２は、燃料タンク１０から導入されるベーパ中の燃料成分だけを捕集し、燃料成分を含まない気体だけを、ポンプモジュール２０に形成された大気ポート２１から外部に排出するようになっている。なお、大気ポート２１の他端には、エアクリーナ２２が接続されている。
【００１９】
ここで、ポンプモジュール２０について、図３〜図５をも参照しながら説明する。図３は、ポンプモジュールを示す平面図である。図４は、図３のＡ−Ａ線における断面図である。図５は、図３のＢ−Ｂ線における断面図である。
【００２０】
このポンプモジュール２０には、図３に示すように、３つの取付穴２０ａが設けられており、これらの取付穴２０ａを利用して車両側に取り付けられるようになっている。また、ポンプモジュール２０と後述するＥＣＵ４０とを接続するためのコネクター４５が設けられている。
【００２１】
また、ポンプモジュール２０には、図４および図５に示すように、エアクリーナ２２に接続される大気ポート２１と、オリフィス２３が形成されたオリフィス流路２４と、キャニスタ１２に接続する接続ポート２５とが形成されている。また、ポンプモジュール２０には、蒸発燃料処理装置１内を減圧するための負圧ポンプ２６と、燃料処置装置１内およびオリフィス流路２４内の圧力を測定するための圧力センサ２７と、接続ポート２５と大気ポート２１との連通・遮断状態を切り替えるための切替弁２９とが備わっている。これにより、密閉状態にした蒸発燃料処理装置１内を負圧ポンプ２６により減圧して、その後の圧力変化に基づき、蒸発燃料処理装置１の故障診断を行うことができるようになっている。
【００２２】
負圧ポンプ２６は、ＤＣモータによって駆動されるベーンポンプである。このため、ＤＣモータを逆転させることにより、負圧ポンプ２５によって正圧を発生させることもできる。したがって、密閉状態にした蒸発燃料処理装置１内を加圧にして、その後の圧力変化に基づき故障診断を行うことも可能である。そして、この負圧ポンプ２６の上流側には、チェックバルブ２８が設けられている。このチェックバルブ２８は、負圧ポンプ２６からオリフィス流路２４あるいは接続ポート２５へ向かう気体の流れを止めるようになっている。
【００２３】
切替弁２９は、ソレノイド（アクチュエータ）部３０と弁体部３１とを備えている。ソレノイド部３０は、中空状のコイルボビン３２ａに銅線が巻かれたコイル３２と、コイルボビン３２ａの中空内に嵌入され固定された磁性チューブ３３と、磁性チューブ３３内に摺動可能に嵌合された可動鉄心３４とを有している。一方、弁体部３１は、ダイヤフラム弁３６と、テーパ形状の第１弁座３７ａと、テーパ形状の第２弁座３７ｂとを有している。
【００２４】
そして、可動鉄心３４から図中下方へ延設され、ガイド部材３９に摺動可能に支持されたロッド３５の先端が、ダイヤフラム弁体３６に連結されている。これにより、ソレノイド部３０が駆動することにより、ダイヤフラム弁体３６が図中上下方向に移動するようになっている。ここで、ダイヤフラム弁体３６は、図中下方から付勢バネ３８により、第１弁座３７ａに当接する（第２弁座３７ｂから離間する）方向に常に付勢されている。したがって、コイル３２に通電していないときには、ダイヤフラム弁体３６は、第１弁座３７ａに当接し第２弁座３７ｂから離間している。このとき、第１弁座３７ａがテーパ形状をなしているので、高いシール性能が得られる。なお、この状態では、第２弁座３７ｂを介して大気ポート２１と接続ポート２５とが連通している（図１参照）。
【００２５】
一方、コイル３２に通電したときには、コイル３２が可動鉄心３４を吸引し、その吸引力は付勢バネ３８の付勢力よりも大きいので、可動鉄心３４およびロッド３５が図中下方へ移動する。このロッド３５の移動に伴いダイヤフラム弁体３６が第１弁座３７ａから離間して第２弁座３７ｂに当接する（図１０参照）。このとき、第２弁座３７ｂがテーパ形状をなしているので、高いシール性能が得られる。なお、この状態では、大気ポート２１と接続ポート２５とが遮断されるとともに、接続ポート２５と負圧ポンプ２６とが直接的に連通する（図２参照）。
【００２６】
そして、切替弁２９のアクチュエータ部３０と弁体部３１との間に、オリフィス２３が設けられている。ここで、切替弁２９は、ポンプモジュール２０のケースに対して、ダイヤフラム弁体３６の可動方向の延長線上に位置するＺ軸回りに、回転させながら取付可能となっている。このため、ポンプモジュール２０を、３つの取付穴２０ａを利用して、車両側に取り付ける際に、図６あるいは図７に示すように、ポンプモジュール２０の車両搭載状態に関わりなく、オリフィス２３を常に天方向に配置して切替弁２９の開閉部分（第１弁座３７ｂの内側に相当する部分）３７よりも上方に位置させることができる。これにより、塵埃や水、あるいは、吸着剤微粉、配管内オイル、可塑性抽出物、組み付け用オイルなどは自重により下方に落下するので、オリフィス２３がこれらの異物によって閉塞することを防止することができる。なお、図６および図７は、図４のＣ−Ｃ線における断面を示したものである。
【００２７】
図１に戻って、上記の構成を有するポンプモジュール２０と、電子制御装置（ＥＣＵ）４０と、警告ランプ４１とにより、蒸発燃料処理装置１の気密性に係る故障を診断するための故障診断装置２が構成されている。ここで、ＥＣＵ４０は、車両のエンジン制御を実行するとともに、蒸発燃料処理装置１のパージ制御などを実行するようになっている。例えば、ＥＣＵ４０は、エンジンの運転に適した量の燃料成分をパージするために、パージ制御弁１６を所要の駆動デューティ値に基づいて制御したりするようになっている。
【００２８】
加えて、ＥＣＵ４０は、蒸発燃料処理装置１の気密性に係る故障診断の制御を実行するようになっている。すなわち、ＥＣＵ４０は、各種センサからの検出信号に基づき、必要に応じて、パージ制御弁１６、負圧ポンプ２６及び切替弁２９をそれぞれ制御し、圧力センサ２７からの検出信号を取得する。そして、ＥＣＵ４０は、入力された圧力センサ２７の検出値に基づき、蒸発燃料処理装置１の気密性に係る故障を診断するようになっている。この故障には、燃料タンク１０の気密性に係る故障、キャニスタ１２の気密性に係る故障、ベーパライン１１やパージライン１３のパイプ接合部の気密性に係る故障等が含まれている。
【００２９】
そして、車両の運転席に設けられた警告ランプ４１は、上記故障に係る診断結果等を運転者に報知するために作動するようになっている。ＥＣＵ４０は、故障であると診断した場合に、警告ランプ４１を点灯又は点滅させ、それ以外の場合に警告ランプ４１を消灯させるようになっている。
【００３０】
周知のように、ＥＣＵ４０は中央処理装置（ＣＰＵ）、読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、バックアップＲＡＭ、外部入力回路及び外部出力回路等を備えている。ＥＣＵ４０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ及びバックアップＲＡＭと、外部入力回路及び外部出力回路等とをバスにより接続してなる論理演算回路を構成している。ＲＯＭは、エンジン制御、パージ制御及び故障診断制御等に関する所定の制御プログラムを予め記憶しているものである。ＲＡＭは、ＣＰＵの演算結果を一時記憶するものである。バックアップＲＡＭは、予め記憶したデータを保存するものである。ここで、バックアップＲＡＭは、故障に関する診断結果を診断データとして保存することになる。
【００３１】
この他、ＥＣＵ４０の外部入力回路には、イグニションスイッチ４２とソークタイマ４３が接続されている。イグニションスイッチ４２は、車両のエンジンを始動・停止させるためにＯＮ・ＯＦＦ操作されるものであり、ＯＮ操作時にＥＣＵ４０に対する電源の投入を許容し、ＯＦＦ操作時にＥＣＵ４０に対する給電を遮断するものである。ソークタイマ４３は、イグニションスイッチ４２がＯＦＦされたときに計時を開始し、エンジンが停止後放置されて所定時間が経過したときに、故障診断を開始するためにＥＣＵ４０を起動させるためのものである。
【００３２】
次に、上記の故障診断装置２の動作について、図８〜図１０を参照しながら説明する。図８は、故障診断の概要を示すタイムチャートである。図９は、切替弁２９をＯＮにしたときのポンプモジュール２０内における気体の流れを示す図である。図１０は、切替弁２９をＯＦＦにしたときのポンプモジュール２０内における気体の流れを示す図である。
【００３３】
この故障診断は、イグニションスイッチ４２がＯＦＦされてソークタイマ４３の計時によって所定時間（数時間程度）が経過した時刻ｔ０から開始される。つまり、時刻ｔ０においてＥＣＵ４０が起動される。このとき、切替弁２９がＯＦＦ状態とされ、図９に示すようにポンプモジュール２０では、接続ポート２５と大気ポート２１とが連通され、実線で示すように気体が流れる。したがって、この状態では、蒸発燃料処理装置１内は密閉されていない。そして、時刻ｔ１に達するまで、圧力センサ２７によって大気圧の測定が行われる。
【００３４】
時刻ｔ２に達すると、切替弁２９がＯＮ状態にされ、燃料タンク１０からの蒸発燃料の発生量がチェックされる。具体的には、蒸発燃料処理装置１内の圧力を圧力センサ２７により測定して蒸発燃料の発生量をチェックする。このとき、蒸発燃料の発生量が多い場合、つまり圧力の上昇が大きい場合には故障診断の処理を中止する。
【００３５】
一方、故障診断の処理を続行する場合には、時刻ｔ３において、切替弁２９がＯＦＦ状態にされるとともに、負圧ポンプ２６が駆動される。これにより、ポンプモジュール２０内の気体は、図９に一点破線で示すように、大気ポート２１からオリフィス２３を通過して負圧ポンプ２６へと流れる。そして、最終的には、オリフィス流路２４内の圧力は、オリフィス２３の径（例えば、０．５ｍｍ）における飽和圧力に達する。そうすると、そのときの飽和圧力が圧力センサ２７により測定される。このときに測定された飽和圧力が、故障診断のリファレンスとなる。
【００３６】
ここで、本実施の形態に係るポンプモジュール２０では、車両搭載状態に関わりなく、オリフィス２３を常に天方向に配置して切替弁２９の開閉部分３７よりも上方に位置させることができる。このため、リファレンス測定時に、塵埃や水、あるいは、吸着剤微粉、配管内オイル、可塑性抽出物、組み付け用オイルなどによってオリフィス２３が閉塞することがない。したがって、常に正確なリファレンスを測定することができる。
【００３７】
そして、時刻ｔ３において切替弁２９が再度ＯＮ状態とされ、時刻ｔ４に達するまで、蒸発燃料処理装置１のリークチェックが実施される。このとき、図１０に示すように、大気ポート２１と接続ポート２５とが遮断されるので、蒸発燃料処理装置１内は密閉状態となる。そして、負圧ポンプ２６の作用により、図１０に実線で示すように気体が流れるため、蒸発燃料装置１内は減圧される。このとき、蒸発燃料処理装置１に故障がなければ、蒸発燃料処理装置１内の圧力は、上記したリファレンスよりも低い値まで低下する。これに対して、蒸発燃料処理装置１に故障が発生している場合には、蒸発燃料処理装置１内の圧力は、上記したリファレンスまで低下しない。
【００３８】
このように、故障が発生している場合には、正常時と異なる圧力変化が生じるので、圧力変化に基づいて蒸発燃料処理装置１の故障診断を行うことができる。そして、本実施の形態に係る故障診断装置２では、故障診断を行う基準となるリファレンスを常に正確に測定することができるので、蒸発燃料処理装置１の故障診断を精度良く実施することができる。
【００３９】
以上、詳細に説明したように本実施の形態に係るポンプモジュール２０においては、切替弁２９のソレノイド部３０と弁体部３１との間に、オリフィス２３を設けている。そして、切替弁２９をポンプモジュール２０のケースに対して、Ｚ軸回りに回転させながら取付可能としている。これにより、ポンプモジュール２０の車載状態に関わりなく、オリフィス２３を常に天方向に配置することができるので、塵埃や水などによってオリフィス２２が閉塞されることを防止することができる。よって、故障診断の基準となるリファレンスを常に正確に測定することができるため、蒸発燃料処理装置１の故障診断を精度良く行うことができる。
【００４０】
なお、上記した実施の形態は単なる例示にすぎず、本発明を何ら限定するものではなく、その要旨を逸脱しない範囲内で種々の改良、変形が可能であることはもちろんである。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本実施の形態に係る蒸発燃料処理装置とその診断装置の概略構成を示し、切替弁に通電していない状態を示す図である。
【図２】本実施の形態に係る蒸発燃料処理装置とその診断装置の概略構成を示し、切替弁に通電している状態を示す図である。
【図３】ポンプモジュールの概略構成を示す平面図である。
【図４】ポンプモジュールの概略構成を示し、図３のＡ−Ａ線における断面を示す断面図である。
【図５】ポンプモジュールの概略構成を示し、図３のＢ−Ｂ線における断面を示す断面図である。
【図６】車載状態に関わりなく、オリフィスが常に天方向に配置されることを説明するための図である。
【図７】同じく、車載状態に関わりなく、オリフィスが常に天方向に配置されることを説明するための図である。
【図８】故障診断装置における故障診断の処理の概要を示すタイムチャートである。
【図９】切替弁に通電していない状態におけるポンプモジュール内での気体の流れを説明するための図である。
【図１０】切替弁に通電した状態におけるポンプモジュール内での気体の流れを説明するための図である。
【符号の説明】
【００４２】
１    蒸発燃料処理装置
２    故障診断装置
１０  燃料タンク
１２  キャニスタ
１４  吸気通路
２０  ポンプモジュール
２１  大気ポート
２３  オリフィス
２４  オリフィス流路
２５  接続ポート
２６  負圧ポンプ
２７  圧力センサ
２９  切替弁
３０  ソレノイド部
３１  弁体部
【図１】
2005048719.tif 000003
【図２】
2005048719.tif 000004
【図３】
2005048719.tif 000005
【図４】
2005048719.tif 000006
【図５】
2005048719.tif 000007
【図６】
2005048719.tif 000008
【図７】
2005048719.tif 000009
【図８】
2005048719.tif 000010
【図９】
2005048719.tif 000011
【図１０】
2005048719.tif 000012