JP5783052B2 - 燃料タンクシステム - Google Patents

Description

本発明は、燃料タンクシステムに関する。

特許文献１には、燃料タンクからキャニスタに至るエバポラインに電磁式の封鎖弁（開閉弁）を配設した蒸発燃料排出抑制装置が記載されている。この文献に記載された構成では、封鎖弁によりエバポラインを完全に閉じることで、密閉式の燃料タンクシステムを構成できるようになっている。

上記した構造の燃料タンクシステムでは、給油時以外で、燃料タンクのタンク内圧が高くなったときに燃料タンク内の気体をキャニスタ等に逃がす場合に、封鎖弁を開弁する必要がある。しかし、タンク内圧が高い状態で封鎖弁を開弁すると、大量の蒸発燃料を含む気体がキャニスタに移動してしまう。

特開２００５−１０４３９４号公報

本発明は上記事実を考慮し、燃料タンクとキャニスタとを連通する配管における気体の流れを適切に制御可能な燃料タンクシステムを得ることを課題とする。

請求項１に記載の発明では、内部に燃料を収容可能な燃料タンクと、前記燃料タンク内で生じた蒸発燃料を吸着剤によって吸着及び脱離するキャニスタと、前記キャニスタの内部を大気開放するための大気開放管と、前記燃料タンクと前記キャニスタとを連通し燃料タンク内の蒸発燃料をキャニスタに送るためのベント配管と、前記ベント配管において前記燃料タンクのタンク内圧が作用するように設けられた主室と該主室に対し弁部材本体を挟んで反対側の背圧室とに区画され、背圧室の圧力に対し主室の圧力が高くなって弁部材本体が移動すると開弁してベント配管を連通可能とする弁部材と、前記ベント配管における前記燃料タンクから前記弁部材までのタンク側ベント配管と前記背圧室とを連通させ気体の移動に抵抗を生じさせるタンク側バイパス流路と、前記ベント配管における前記弁部材から前記キャニスタまでのキャニスタ側ベント配管と前記背圧室とを連通可能なキャニスタ側バイパス流路と、前記キャニスタ側バイパス流路に設けられてキャニスタ側バイパス流路を開閉するように制御される第１電磁弁と、前記タンク側ベント配管と前記キャニスタ側ベント配管とを前記弁部材をバイパスして連通可能な弁部材バイパス流路と、前記弁部材バイパス流路に設けられて弁部材バイパス流路を開閉するように制御される第２電磁弁と、前記第１電磁弁及び前記第２電磁弁を開閉制御する制御装置と、を有する。

この燃料タンクシステムでは、燃料タンクとキャニスタとがベント配管によって連通可能とされている。また、ベント配管には、タンク側バイパス流路から背圧室を経てキャニスタ側バイパス流路に至るバイパス径路が構成されている。弁部材によってベント配管が連通不能に閉塞されると共に、キャニスタ側バイパス流路に設けられた第１電磁弁が閉弁されることで、燃料タンク内の蒸発燃料がキャニスタに移動しないように密閉することができる。

燃料タンク内の蒸発燃料を大量にキャニスタに送るときには、制御装置が第１電磁弁を開弁すると、キャニスタ側バイパス流路が開放されるので、背圧室が大気開放される。これに対し、主室にはタンク内圧（正圧）が作用しているので、主室の圧力が背圧室の圧力よりも相対的に高くなる。背圧室を大気開放しない構成と比較して、ベント配管を開放させるための弁部材の動作に必要な力は小さくて済む。弁部材の開弁圧が小さくなる。

また、タンク側ベント配管とキャニスタ側ベント配管とは、弁部材バイパス流路によって連通可能とされている。燃料タンク内の気体を少量のみキャニスタに送るときは、弁部材が開弁状態を維持しつつ、制御装置が第２電磁弁を開閉制御する。これにより、燃料タンクの気体を少量のみキャニスタに送ることが可能になる。

このように、弁部材に加えて、第１電磁弁及び第２電磁弁を有する構成とすることで、燃料タンクからキャニスタへのベント配管における気体の流れを適切に制御することが可能になる。

請求項２に記載の発明では、請求項１に記載の発明において、前記燃料タンクへの給油状態を検知する給油状態センサを備え、前記制御装置が、前記給油状態センサで前記燃料タンクへの給油状態を検出すると第１電磁弁が開弁する。

給油状態センサによって給油状態が検出されたときに、制御装置が第１電磁弁を開弁すると、キャニスタ側バイパス流路が開放され、背圧室は大気開放される。これに対し、主室にはタンク内圧（正圧）が作用しているので、主室の圧力が背圧室の圧力よりも相対的に高くなる。このため、背圧室を大気開放しない構成と比較して、弁部材の開弁圧が小さくなる。そして、第１電磁弁としてはキャニスタ側バイパス流路を開閉できる大きさであれば十分である。このため、弁部材の大きさと比較して第１電磁弁の大きさを小さくできる。

請求項３に記載の発明では、請求項１又は請求項２に記載の発明において、前記燃料タンクのタンク内圧を検出するタンク内圧センサを備え、前記制御装置が、前記タンク内圧センサで検出された前記タンク内圧が所定の内圧閾値以下の状態では前記第１電磁弁及び前記第２電磁弁を閉弁する。

すなわち、タンク内圧センサで検出されたタンク内圧が所定の内圧閾値以下の状態では、制御装置は、第１電磁弁及び第２電磁弁の双方を閉弁する。第１電磁弁が閉弁されるので、背圧室は大気開放されず、燃料タンクのタンク内圧が作用しており、弁部材は開弁状態に移動しない。

このように、背圧室、第１電磁弁及び第２電磁弁がいずれも閉弁状態を維持するので、燃料タンク内の蒸発燃料がキャニスタに移動しないように、燃料タンクを密閉することができる。

請求項４に記載の発明では、請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の発明において、前記燃料タンクのタンク内圧を検出するタンク内圧センサを備え、前記制御装置が、前記タンク内圧センサで検出された前記タンク内圧が所定の内圧閾値を超えた状態では前記第２電磁弁を開弁する。

すなわち、タンク内圧センサで検出されたタンク内圧が所定の内圧閾値を超えた状態では、制御装置は、第２電磁弁を開弁する。これにより、燃料タンク内の気体が、タンク側ベント配管、弁部材バイパス流路及びキャニスタ側ベント配管を経てキャニスタに移動するため、たとえば車両走行中におけるタンク内圧の過度の上昇を抑制できる。なお、第２電磁弁の開度調整等により開弁制御してもよく、この開弁制御により、タンク内圧と、キャニスタに移動する蒸発燃料の量を調整することが可能となる。

請求項５に記載の発明では、請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載の発明において、前記制御装置が前記第１電磁弁及び前記第２電磁弁を開閉制御していない状態では、第１電磁弁及び第２電磁弁が閉弁されている。

第１電磁弁及び第２電磁弁は、制御装置によって制御されていない状態では閉弁状態を維持可能なので、効率的に燃料タンクを密閉した状態を保つことができる。

請求項６に記載の発明では、請求項１〜請求項５のいずれか１項に記載の発明において、前記第２電磁弁が、前記燃料タンクから所定の正圧閾値を超える圧力が作用すると前記制御装置の制御によらず開弁する開弁圧に設定されている。

第２電磁弁に、燃料タンクから所定の正圧閾値を超える圧力が作用すると、第２電磁弁は、制御装置の制御によらず開弁する。これにより、たとえば車両駐車中であっても弁部材バイパス流路が開放されるので、タンク内圧の過度の上昇を抑制できる。

そして、第２電磁弁が、タンク内圧の過度の上昇を抑制するための弁を兼ねているので、あららにこの作用を奏する弁を設ける必要がない。

本発明は上記構成としたので、燃料タンクとキャニスタとを連通する配管における気体の流れを適切に制御可能となる。

本発明の第１実施形態の燃料タンクシステムの全体構成を示す概略図である。 本発明の第１実施形態の燃料タンクシステムにおいてダイヤフラム弁、第１電磁弁及び第２電磁弁が閉弁した状態で部分的に拡大して示す断面図である。 本発明の第１実施形態の燃料タンクシステムにおいてダイヤフラム弁が閉弁し電磁弁が開弁した状態で部分的に拡大して示す断面図である。 本発明の第１実施形態の燃料タンクシステムにおいてダイヤフラム弁及び電磁弁が開弁した状態で示す断面図である。 本発明の第１実施形態の燃料タンクシステムにおいてダイヤフラム弁及び第１電磁弁が閉弁し第２電磁弁が開弁した状態で部分的に拡大して示す断面図である。 本発明の第１実施形態の燃料タンクシステムにおいてダイヤフラム弁が開弁し第１電磁弁及び第２電磁弁が閉弁した状態で部分的に拡大して示す断面図である。 本発明の第１実施形態の変形例の燃料タンクシステムにおいてダイヤフラム弁、第１電磁弁及び第２電磁弁が閉弁した状態で部分的に拡大して示す断面図である。

図１には、本発明の第１実施形態の燃料タンクシステム１２が示されている。この燃料タンクシステム１２は、内部に燃料を収容可能な燃料タンク１４を有している。

燃料タンク１４には給油配管８２の下部が接続されている。給油配管８２の上端は給油口１６とされており、この給油口１６に給油ガンを差し入れて、燃料タンク１４に給油することができる。給油時以外は、給油口１６はたとえば給油口用キャップ１８等で閉塞されている。

自動車のボデーパネルには、給油口１６及び給油口用キャップ１８を車体の外側から覆うリッド２０が設けられている。リッド２０は、リッドオープナースイッチ２２を操作することで、制御装置３２によって矢印Ｒ１方向に回転される。リッド２０がこのように矢印Ｒ１方向に回転した状態では、給油口用キャップ１８を給油口１６から脱着すると共に、給油口１６に給油ガンを差し入れることが可能となる。

リッド２０の開閉状態は、リッド開閉センサ２０Ｓで検出されて、制御装置３２に送られる。本実施形態では、リッド２０が開放された状態を「燃料タンクへの給油状態」とみなしており、リッド開閉センサ２０Ｓは給油状態センサの一例となっている。給油状態センサとしては、リッド開閉センサ２０Ｓに代えて、給油口用キャップ１８の着脱状態を検出するセンサ等を用いることも可能である。

燃料タンク１４内には、燃料ポンプ２４が備えられている。燃料ポンプ２４とエンジン２６とは燃料供給配管２８で接続されている。燃料ポンプ２４の駆動により、燃料タンク１４内の燃料を、燃料供給配管２８を通じてエンジン２６に送ることができる。

燃料タンク１４には、タンク内圧センサ３０が備えられている。タンク内圧センサ３０は、燃料タンク１４のタンク内圧を検出し、その情報を制御装置３２に送る。

燃料タンクシステム１２には、キャニスタ３４が備えられている。キャニスタ３４の内部には、蒸発燃料を吸着可能な吸着剤（活性炭等）が収容されている。キャニスタ３４と燃料タンク１４の上部とは、ベント配管３６で接続されている。燃料タンク１４内で生じた蒸発燃料は、このベント配管３６を通じてキャニスタ３４に送られる。

キャニスタ３４には、エンジン２６と連通するパージ配管３８と、キャニスタ３４内を大気開放する大気開放配管４０とが接続されている。エンジン２６の駆動時等において、エンジン２６の負圧を作用させて、キャニスタ３４内の吸着剤に吸着された蒸発燃料を脱離させ、エンジン２６に送ることができる。このとき、大気開放配管４０を通じてキャニスタ３４に大気が導入される。

大気開放配管４０には、診断用ポンプ４２が備えられている。診断用ポンプ４２は、制御装置３２によって制御される。診断用ポンプ４２は、キャニスタ３４を通じて燃料タンクシステム１２に所定の圧力を作用させることで、燃料タンクシステム１２の故障等を診断するときに用いられる。

ベント配管３６の一端（燃料タンク１４内の端部）には、満タン規制バルブ４４が取り付けられている。燃料タンク１４内の燃料液面が所定の満タン液面以下では、満タン規制バルブ４４は開弁されており、燃料タンク１４内の蒸発燃料をキャニスタ３４に送ることができる。燃料タンク１４内の燃料液面が所定の液面（満タン液面）を超えると、満タン規制バルブ４４は閉弁される。これにより、燃料タンク１４内の蒸発燃料がキャニスタ３４に流れなくなる。この状態で、さらに燃料タンク１４内に給油されると、燃料が給油配管８２を上昇して給油ガンに達する。給油ガンのオートストップ機能が働くと、給油が停止される。

ベント配管３６の中間部分（燃料タンク１４とキャニスタ３４の間の部分）には、ダイヤフラム弁４６が設けられている。ダイヤフラム弁４６は、本発明の弁部材の一例である。以下、必要に応じて、このダイヤフラム弁４６よりも燃料タンク側のベント配管３６をタンク側ベント配管３６Ｔといいい、ダイヤフラム弁４６よりもキャニスタ３４側のベント配管３６をキャニスタ側ベント配管３６Ｃという。

図２に詳細に示すように、ダイヤフラム弁４６は、タンク側ベント配管３６Ｔの他端側を偏平な円筒状に拡径した弁ハウジング４８を有している。弁ハウジング４８の内部には、キャニスタ側ベント配管３６Ｃの一端側が弁ハウジング４８と同軸となるように収容されており、弁座５０が構成されている。この弁座５０と弁ハウジング４８の間の部分が主室５２となっている。図１から分かるように、主室５２はタンク側ベント配管３６Ｔを通じて燃料タンク１４の内部と連通可能になる。

弁座５０の上端の開口部分は、弁部材本体５４によって閉塞可能とされている。弁部材本体５４の周囲は、ダイヤフラム５６によって弁ハウジング４８の内周面に固着されている。そして、弁部材本体５４及びダイヤフラム５６よりも図２において上側の空間が、背圧室５８となっている。したがって、主室５２と背圧室５８とが、ダイヤフラム５６によって区画されている。

弁部材本体５４及びダイヤフラム５６が圧力を受ける面積（受圧面積）は、背圧室５８側の受圧面積の方が、主室５２側の受圧面積よりも、弁座５０の断面積の分だけ、広くなっている。

背圧室５８には、圧縮コイルスプリング６０が収容されている。圧縮コイルスプリング６０は、弁部材本体５４に対し、弁座５０に向かう方向（矢印Ｓ１方向）の所定のバネ力を作用させている。さらに、ダイヤフラム５６も、弁部材本体５４に対し矢印Ｓ１方向への所定のバネ力を作用させている。これにより、弁部材本体５４は、弁座５０の開口部分を閉塞する方向に付勢されている。たとえば、主室５２の内圧と背圧室５８の内圧とが同程度である場合には、弁部材本体５４は弁座５０の開口部分に密着する。これにより、ダイヤフラム弁４６は閉弁状態となり、ベント配管３６における気体の移動が阻止される。

これに対し、たとえば、背圧室５８が主室５２よりも所定以上の負圧（内圧が低い状態）になると、圧縮コイルスプリング６０及びダイヤフラム５６のバネ力に抗して弁部材本体５４が背圧室５８側へ移動し、弁座５０の開口部分を開放する。これにより、ダイヤフラム弁４６は開弁状態となり、ベント配管３６において、気体の移動が可能になる。

タンク側ベント配管３６Ｔと背圧室５８との間には、タンク側バイパス流路６２が設けられている。このタンク側バイパス流路６２を通じて、燃料タンク１４と背圧室５８との間で気体が移動可能となる。

タンク側バイパス流路６２には、内径を局所的に小さくした縮径部６４が設けられている。この縮径部６４により、燃料タンク１４と背圧室５８との間の気体の移動に所定の抵抗が生じる。縮径部６４は、本発明の差圧維持手段の一例である。

なお、このように、燃料タンク１４と背圧室５８との間の気体に移動に所定の抵抗を生じさせる手段としては、タンク側バイパス流路６２を局所的に縮径した構造に限定されない。たとえば、タンク側バイパス流路６２の内径を全体的に小さくして、気体の移動に所定の抵抗を生じさせてもよい。さらに、タンク側バイパス流路６２を所定位置で曲げて（屈曲でも湾曲でもよい）、気体の移動に所定の抵抗を生じさせてもよい。

キャニスタ側ベント配管３６Ｃと背圧室５８との間には、キャニスタ側バイパス流路６６が設けられている。キャニスタ側バイパス流路６６の中間部分には、制御装置３２によって開閉制御される第１電磁弁６８が設けられている。

第１電磁弁６８は、電磁弁ハウジング７０を有している。電磁弁ハウジング７０内には、制御装置３２によって通電制御されるコイル部７２と、このコイル部７２からの駆動力を受けて、矢印Ｓ２方向及びその反対方向に移動するプランジャ部７４、及びプランジャ部７４の先端に設けられた円板状の電磁弁本体７６を有している。さらに、キャニスタ側バイパス流路６６の一部（中間部分）が電磁弁ハウジング７０内を通っている。

電磁弁本体７６は、キャニスタ側バイパス流路６６に設けられた弁座７８に接触した状態では、キャニスタ側バイパス流路６６を閉塞する。これに対し、図３に示すように、電磁弁本体７６が弁座７８から離れると、キャニスタ側バイパス流路６６を通じて気体が移動可能となる。本実施形態では、電磁弁本体７６が弁座７８から離れる方向、すなわち、キャニスタ側バイパス流路６６を開放するときの電磁弁本体７６の移動方向が、背圧室５８からの正圧を受ける方向と一致するように、電磁弁本体７６の向きが設定されている。

プランジャ部７４には、圧縮コイルスプリング８０が装着されている。圧縮コイルスプリング８０は、電磁弁本体７６に対し所定のバネ力を矢印Ｓ２方向に作用させることで、制御装置３２で制御されていない状態では、電磁弁本体７６が不用意に弁座７８から離れないようにしている。

タンク側ベント配管３６Ｔとキャニスタ側ベント配管３６Ｃとの間には、ダイヤフラム弁４６をバイパスして、タンク側ベント配管３６Ｔとキャニスタ側ベント配管３６Ｃとを連通可能なダイヤフラム弁バイパス流路８４が設けられている。ダイヤフラム弁バイパス流路８４の中間部分には、制御装置３２によって開閉制御される第２電磁弁８８が設けられている。

第２電磁弁８８は、第１電磁弁６８と同様に、電磁弁ハウジング９０、コイル部９２、プランジャ部９４及び電磁弁本体９６を有している。そして、ダイヤフラム弁バイパス流路８４の一部が、電磁弁ハウジング９０内を通っている。

電磁弁本体９６は、ダイヤフラム弁バイパス流路８４に設けられた弁座９８に接触した状態では、ダイヤフラム弁バイパス流路８４を閉塞する。これに対し、図５に示すように、電磁弁本体９６が弁座９８から離れると、ダイヤフラム弁バイパス流路８４を通じて気体が移動可能となる。本実施形態では、電磁弁本体９６が弁座９８から離れる方向、すなわち、ダイヤフラム弁バイパス流路８４を開放するときの電磁弁本体９６の移動方向が、燃料タンク１４からの正圧を受ける方向と一致するように、電磁弁本体９６の向きが設定されている。

第２電磁弁８８においても、プランジャ部９４には、圧縮コイルスプリング１００が装着されている。圧縮コイルスプリング１００は、電磁弁本体９６に対し所定のバネ力を矢印Ｓ３方向に作用させることで、制御装置３２で制御されていない状態では、電磁弁本体９６が不用意に弁座９８から離れないようにしている。ただし、燃料タンク１４から作用する正圧が所定値以上になると、コイル部９２への通電によらずに電磁弁本体９６が矢印Ｓ３と反対の方向へ移動するように、圧縮コイルスプリング１００のバネ力は所定の値に設定されている。

次に、本実施形態の燃料タンクシステム１２の作用を説明する。

本実施形態の燃料タンクシステム１２では、通常状態、すなわち、燃料タンク１４に給油していない状態（車両は走行中であっても駐車中であってもよい）では、図２に示すように、第１電磁弁６８の電磁弁本体７６は閉弁されている。また、ダイヤフラム弁４６の弁部材本体５４も閉弁されている。このため、燃料タンク１４のタンク内圧が、ダイヤフラム弁４６の主室５２及び背圧室５８の双方に作用している。ダイヤフラム弁４６は、圧縮コイルスプリング６０及びダイヤフラム５６のバネ力により閉弁状態を維持しており、不用意に開弁されることはない。また、第２電磁弁８８の電磁弁本体９６も閉弁されている。すなわち、燃料タンク１４は、内部の蒸発燃料がキャニスタ３４に移動しないように密閉状態となっている。

燃料の給油時には、リッドオープナースイッチ２２が操作されると、制御装置３２は、リッド２０を開放する。さらに制御装置３２は、図３に示すように、第１電磁弁６８を開弁する（第２電磁弁８８の閉弁状態は維持する）。これにより、ダイヤフラム弁４６の背圧室５８は、大気開放配管４０からキャニスタ３４、キャニスタ側ベント配管３６Ｃ及びキャニスタ側バイパス流路６６を通じて大気開放される。すなわち、背圧室５８の圧力が低下し大気圧に近づく。

これに対し、主室５２も、背圧室５８からさらにタンク側バイパス流路６２及びタンク側ベント配管３６Ｔを通じて大気開放される。しかし、本実施形態では、タンク側バイパス流路６２に縮径部６４が設けられており、主室５２と背圧室５８との間の気体の移動に所定の抵抗が生じるため、主室５２が背圧室５８と同程度の圧力になるには、背圧室５８よりも長い時間を要する。特に、第２電磁弁８８は閉弁状態を維持しているので、主室５２がダイヤフラム弁バイパス流路８４を通じて大気開放されることはない。すなわち、背圧室５８と主室５２との間に圧力差が生じた状態（背圧室５８の方が主室５２よりも圧力が低い状態）となる。したがって、背圧室５８と主室５２との間に、このような圧力差が生じない構成と比較して、ダイヤフラム弁４６をより小さな開弁圧で開弁させることができる。これにより、図４に示すように、弁部材本体５４が背圧室５８側（上側）へ移動し、ダイヤフラム弁４６が開弁される。

ここで、ダイヤフラム弁４６を小さな開弁圧で開弁させるためには、弁部材本体５４を小型化することが考えられる。しかし、弁部材本体５４は、弁座５０を閉塞する部材であるため、弁部材本体５４を小型化すると、弁座５０、すなわち、キャニスタ側ベント配管３６Ｃの一部の内径も小さくする必要が生じる。したがって、ダイヤフラム弁４６の開弁時に、ベント配管３６の流量を確保する観点からは、弁座５０を大径化することが望まれる。これに伴い、弁部材本体５４も大型になるが、このように大型化された弁部材本体５４であっても、小さな開弁圧で開弁可能となる。

本実施形態では、ダイヤフラム弁４６の弁部材本体５４は上記したように大型化できるのに対し、第１電磁弁６８の電磁弁本体７６は、ベント配管３６（弁座５０）を開閉する作用を奏する必要がなく、キャニスタ側バイパス流路６６を開閉できればよいため、小型化できる。電磁弁本体７６において、燃料タンク１４のタンク内圧を受ける面積も小さくなるので、第１電磁弁６８の閉弁に必要な押し付け荷重（図２における矢印Ｓ２方向の荷重）も小さくできる。これにより、第１電磁弁６８として小型化及び省電力化を図り、低コストで且つ燃費に優れた燃料タンクシステム１２を得ることができる。

特に、本実施形態では、第１電磁弁６８の電磁弁本体７６の開弁方向と、背圧室５８から電磁弁本体７６に正圧が作用する方向とが一致している（図２における矢印Ｓ２と反対の方向）。このため、電磁弁本体７６を開弁方向に移動させるためのコイル部７２からの駆動力も小さくて済み、より省電力化を測ることができる。

なお、本実施形態では、上記したように、弁座５０の内径を大きくしても、ダイヤフラム弁４６の開弁圧、すなわち弁部材本体５４の動作に必要な力は少なくて済む。弁座５０すなわちベント配管３６の内径を大きくすることで、ベント配管３６の通気抵抗を低減することができる。これにより、給油時に燃料タンク１４内で発生する蒸発燃料が、ベント配管３６を通じてキャニスタ３４へ流れやすくなり、給油を行いやすい燃料タンクシステム１２となる。

また、給油前には、ダイヤフラム弁４６が開弁されることで、燃料タンク１４のタンク内圧が低下される。本実施形態では、ベント配管３６の通気抵抗を小さくすることで、タンク内圧を低下させるために必要な時間も短縮され、より短時間での給油が可能になる。

車両の走行中は、図１に示すように、タンク内圧センサ３０によって燃料タンク１４のタンク内圧が検出されている。このタンク内圧が、あらかじめ設定された内圧閾値以下の場合は、図２に示すように、制御装置３２は第１電磁弁６８及び第２電磁弁８８の双方を閉弁している。ダイヤフラム弁４６も閉弁されているので、燃料タンク１４は密閉されている。燃料タンク１４内で発生した蒸発燃料がキャニスタ３４に移動することはない。

タンク内圧が内圧値を超えると、制御装置３２は第２電磁弁８８を開弁する。図５に示すように、第２電磁弁８８の開弁時には、タンク側ベント配管３６Ｔからダイヤフラム弁バイパス流路８４、キャニスタ側ベント配管３６Ｃを経てキャニスタ３４へ蒸発燃料が移動可能となる。

ここで、たとえば、第２電磁弁８８を適切に開閉制御することで、ベント配管３６を流れる蒸発燃料の流量とタンク内圧とを制御することが可能になる。この場合、第２電磁弁８８の開閉制御は、電磁弁本体９６の矢印Ｓ３方向又は反対方向への移動量を調整することで流路の断面積を調整するようにしてもよい。また、デューティー制御（弁部材本体９６の開弁位置と閉弁位置とを切り替える時間の制御）で行ってもよい。

なお、このようにして燃料タンク１４からベント配管３６を通じて排出された蒸発燃料は、キャニスタ３４の吸着剤で吸着されてもよいが、エンジン２６が駆動している場合には、さらにパージ配管３８を通じてエンジン２６に送り、エンジン２６で燃焼させてもよい。

しかも、本実施形態の燃料タンクシステム１２では、このように、タンク内圧が所定値を超えたときのベント配管３６における流量調整を行う作用を、給油時に背圧室５８を大気開放するための第１電磁弁６８とは別体の第２電磁弁８８が担っている。したがって、第２電磁弁８８として、燃料タンク１４のタンク内圧の調整に適した構成とすることか可能で、適切なタンク内圧調整が可能となる。

車両の駐車中においても、通常は、第１電磁弁６８、第２電磁弁８８及びダイヤフラム弁４６が閉弁されているので、燃料タンク１４は密閉されている。燃料タンク１４内で発生した蒸発燃料がキャニスタ３４に移動することはない。そして、制御装置３２によって制御されていない状態であっても、第１電磁弁６８及び第２電磁弁８８を閉弁状態とすることで、燃料タンク１４を効率的に密閉した状態に維持できる。

車両の駐車中に、燃料タンク１４のタンク内圧が正圧（大気圧よりも高い状態）になったときには、タンク内圧は第２電磁弁８８の電磁弁本体９６を開弁する方向（図２に示す矢印Ｓ３と反対の方向）に作用する。駐車中は第２電磁弁８８が制御装置３２によって開閉制御されない。しかし、タンク内圧が所定の閾値（以下「正圧閾値」という）を超えた場合には、タンク内圧（正圧）を受けた電磁弁本体９６が、圧縮コイルスプリング１００のバネ力に抗して開弁方向に移動し、図５に示した状態と同様の状態になる。すなわち、第２電磁弁８８は、燃料タンク１４の正圧を開放する正圧開放弁として動作しており、正圧開放弁をあらたに設ける必要がない。したがって、正圧開放弁を別に設けた構成と比較して、低コストで構成できると共に、軽量となる。

なお、本実施形態の燃料タンクシステム１２における第１電磁弁６８は、上記したように給油時や走行時等にも所定の条件で開閉制御される。すなわち、第１電磁弁６８は高頻度で開閉されるので、電磁弁本体７６が弁座７８に不用意に固着する現象が発生しづらくなり、耐固着性が向上する。同様に、第２電磁弁８８についても、走行時等に所定の条件で開閉制御される。このため、電磁弁本体９６が弁座９８に不用意に固着する現象が発生しづらくなり、耐固着性が向上する。

車両の駐車中に、燃料タンク１４のタンク内圧が負圧（大気圧よりも低い状態）になったときには、タンク内圧（負圧）は、背圧室５８を通じて、ダイヤフラム弁４６の弁部材本体５４を開弁する方向（図２に示す矢印Ｓ１と反対の方向）に作用する。タンク内圧が所定の閾値（以下「負圧閾値」という）よりも低くなった場合には、図６に示すように、タンク内圧（負圧）を背圧室５８側から受けた弁部材本体５４が、圧縮コイルスプリング６０及びダイヤフラム５６のバネ力に抗して、開弁方向に移動する。すなわち、ダイヤフラム弁４６は、燃料タンク１４の負圧を開放する負圧開放弁として動作しており、負圧開放弁をあらたに設ける必要がない。したがって、負圧開放弁を別に設けた構成と比較して、低コストで構成できると共に、軽量となる。

しかも、本実施形態の燃料タンクシステム１２におけるダイヤフラム弁４６は、上記したように、給油時等においても所定の条件で開閉される。換言すれば、タンク内圧が負圧閾値を下回った場合以外にも、弁部材本体５４は開弁位置と閉弁位置との間を移動している。このため、タンク内圧が負圧閾値を下回った場合にのみ開弁される負圧開放弁と比較して、弁部材本体５４が弁座５０に不用意に固着する現象が発生しづらくなり、耐固着性が向上する。

上記では、第１電磁弁６８の電磁弁本体７６として、その開弁方向が背圧室５８から正圧が作用する方向と一致する向きとされたものを挙げている。しかし、電磁弁本体７６の開弁方向はこれに限定されず、図７に示すように、電磁弁本体７６の開弁方向が、背圧室５８からの正圧の作用方向と反対になっていてもよい。この構成では、電磁弁本体７６を閉弁位置に維持するためのコイル部７２からの駆動力が小さくて済む。

上記では、タンク側バイパス流路６２に差圧維持手段を設けた例を挙げているが、タンク側バイパス流路６２の流路抵抗が増大されていなくても、第１電磁弁６８を開弁して背圧室５８を大気圧に近づけたときに、背圧室５８と主室５２との間で圧力差を生じさせることは可能である。タンク側バイパス流路６２に差圧維持手段を設けると、背圧室５８と主室５２とで圧力差が生じた状態（背圧室５８の圧力が主室５２の圧力よりも小さい状態）をより確実に維持できる。

特に、流路抵抗調整手段として、上記した縮径部６４を用いると、簡単な構造で差圧維持手段を構成できる。縮径部６４の内径や長さを適切に設定することで、流路抵抗を容易に調整することも可能である。

本発明の弁部材としても、上記ではダイヤフラム弁４６を挙げているが、弁部材はダイヤフラム弁４６に限定されない。たとえば、ダイヤフラム５６を無くすと共に、弁部材本体５４をその外周が弁ハウジング４８の内周に接触するように大径化した構成でもよい。この構成では、弁部材本体５４が単独で主室５２と背圧室５８とを区画すると共に、弁座５０に接触することでベント配管３６を閉塞する位置と、弁座５０から離れることでベント配管３６を開放する位置とを移動する。

１２ 燃料タンクシステム
１４ 燃料タンク
２０Ｓ リッド開閉センサ（給油状態センサ）
３０ タンク内圧センサ
３２ 制御装置
３４ キャニスタ
３６Ｃ キャニスタ側ベント配管
３６Ｔ タンク側ベント配管
４０ 大気開放配管
４６ ダイヤフラム弁
５２ 主室
５８ 背圧室
６２ タンク側バイパス流路
６６ キャニスタ側バイパス流路
６８ 第１電磁弁
８４ ダイヤフラム弁バイパス流路
８８ 第２電磁弁

Claims (6)

1. 内部に燃料を収容可能な燃料タンクと、
   前記燃料タンク内で生じた蒸発燃料を吸着剤によって吸着及び脱離するキャニスタと、
   前記キャニスタの内部を大気開放するための大気開放管と、
   前記燃料タンクと前記キャニスタとを連通し燃料タンク内の蒸発燃料をキャニスタに送るためのベント配管と、
   前記ベント配管において前記燃料タンクのタンク内圧が作用するように設けられた主室と該主室に対し弁部材本体を挟んで反対側の背圧室とに区画され、背圧室の圧力に対し主室の圧力が高くなって弁部材本体が移動すると開弁してベント配管を連通可能とする弁部材と、
   前記ベント配管における前記燃料タンクから前記弁部材までのタンク側ベント配管と前記背圧室とを連通させ気体の移動に抵抗を生じさせるタンク側バイパス流路と、
   前記ベント配管における前記弁部材から前記キャニスタまでのキャニスタ側ベント配管と前記背圧室とを連通可能なキャニスタ側バイパス流路と、
   前記キャニスタ側バイパス流路に設けられてキャニスタ側バイパス流路を開閉するように制御される第１電磁弁と、
   前記タンク側ベント配管と前記キャニスタ側ベント配管とを前記弁部材をバイパスして連通可能な弁部材バイパス流路と、
   前記弁部材バイパス流路に設けられて弁部材バイパス流路を開閉するように制御される第２電磁弁と、
   前記第１電磁弁及び前記第２電磁弁を開閉制御する制御装置と、
   を有する燃料タンクシステム。
2. 前記燃料タンクへの給油状態を検知する給油状態センサを備え、
   前記制御装置が、前記給油状態センサで前記燃料タンクへの給油状態を検出すると第１電磁弁が開弁する請求項１に記載の燃料タンクシステム。
3. 前記燃料タンクのタンク内圧を検出するタンク内圧センサを備え、
   前記制御装置が、前記タンク内圧センサで検出された前記タンク内圧が所定の内圧閾値以下の状態では前記第１電磁弁及び前記第２電磁弁を閉弁する請求項１又は請求項２に記載の燃料タンクシステム。
4. 前記燃料タンクのタンク内圧を検出するタンク内圧センサを備え、
   前記制御装置が、前記タンク内圧センサで検出された前記タンク内圧が所定の内圧閾値を超えた状態では前記第２電磁弁を開弁する請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の燃料タンクシステム。
5. 前記制御装置が前記第１電磁弁及び前記第２電磁弁を開閉制御していない状態では、第１電磁弁及び第２電磁弁が閉弁されている請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載の燃料タンクシステム。
6. 前記第２電磁弁が、前記燃料タンクから所定の正圧閾値を超える圧力が作用すると前記制御装置の制御によらず開弁する開弁圧に設定されている請求項５に記載の燃料タンクシステム。

Images