JP5817536B2 - 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。

燃料タンク内の蒸発燃料を含む気体を、キャニスタの吸着剤で吸着及び脱離する燃料タンクシステムでは、キャニスタへの気体の流量を適切に調整することが望まれる。

たとえば特許文献１には、燃料タンク内部の燃料蒸気をキャニスタへと導くエバポラインの途中に蒸発燃料流出抑制装置を配置した構造が記載されている。この蒸発燃料排出抑制装置の遮断弁は、通常時は閉弁され、シグナルラインとキャニスタ側との圧力差に応じて開弁するようになっている。

しかし、特許文献１に記載の構造では、蒸発燃料排出抑制装置が遮断弁及びダイヤフラム弁を有しており、さらに、シグナルライン等を設ける必要があるため、構造が大型化する。また、蒸発燃料排出抑制装置の遮断弁は、燃料タンク内が正圧の場合及び負圧の場合に開弁されてしまうため、燃料タンクを密閉することができす、燃料タンクからキャニスタに流れる気体の量を制御することができない。

特開２０００−１９２８６８号公報

本発明は上記事実を考慮し、電磁弁を小型化でき、且つ燃料タンクからキャニスタへ流れる気体の量を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弁部材よりも前記燃料タンク側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、前記弁部材に形成され、前記キャニスタ側のキャニスタ側ベント配管内と前記背圧室内とを連通可能とする連通部と、前記連通部を開閉する電磁弁本体を備えた電磁弁と、前記電磁弁を開閉制御する制御装置と、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前記燃料タンクから所定の正圧閾値を超える正圧が作用すると開弁する正圧開放弁と、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、ベント配管に設けられた弁部材の背圧室と、タンク側ベント配管とはタンク側バイパス流路で連通されている。弁部材本体の連通部が電磁弁によって閉塞された状態では、主室と背圧室の双方の燃料タンクのタンク内圧が作用し、弁部材はベント配管を閉弁している。これにより、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。

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、制御装置が電磁弁を開弁すると、連通部が開放されるので、背圧室がキャニスタ側ベント配管と連通され、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（弁部材の開弁圧）は小さくて済む。そして、電磁弁としては、弁部材本体に設けた開口を開閉できる程度の大きさであれば十分であり、弁部材の大きさと比較して、電磁弁の大きさを小さくできる。

また、電磁弁を制御装置によって制御し、連通部を開閉することで、燃料タンクをキャニスタと連通させたり、密閉したりすることが可能になる。すなわち、燃料タンクからキャニスタへ流れる気体の流量調整を、電磁弁の制御によって行うことが可能となる。
キャニスタ側バイパス流路には正圧開放弁が設けられる。正圧開放弁に、燃料タンクから所定の正圧閾値を超える正圧が作用すると、正圧開放弁は開弁する。そして、燃料タンク内の気体は、タンク側ベント配管、タンク側バイパス配管、背圧室、キャニスタ側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可能となる。これにより、たとえば車両駐車中であっても、タンク内圧の過度の上昇を抑制できる。

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、前記電磁弁本体が、前記背圧室側から前記弁部材本体に接近して前記連通部を閉塞する。

したがって、電磁弁本体を弁部材本体に接近させて電磁弁本体で弁部材本体を押すことで、弁部材本体を閉弁位置に安定的に維持できるようになる。また、電磁弁閉弁時の電磁弁本体の移動方向と、弁部材閉弁時の弁部材本体の移動方向とが一致するので、弁部材を閉弁する際に、電磁弁を閉弁させれば、弁部材本体が電磁弁本体に押され、応答性が高くなる（弁部材の閉弁に要する時間を短くできる）。

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、前記燃料タンクへの給油状態を検出する給油状態センサ、を有し、前記給油状態センサで給油状態を検出すると前記連通部を開放するように前記制御装置が前記電磁弁を制御する。

燃料タンクへの給油状態が給油状態センサで検出されると、制御装置は、電磁弁を制御して連通部を開放する。背圧室が大気開放されるので、背圧室の圧力が主室の圧力よりも低い状態となり、弁部材がベント配管を開放する。すなわち、燃料タンクへの給油時には、ベント配管を通じて、燃料タンク内の気体をキャニスタに送ることが可能になる。

請求項４に記載の発明では、請求項３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、を有し、前記給油状態センサで給油状態が検出されず、且つ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ない状態では前記連通部を閉塞するように前記制御装置が前記電磁弁を制御する。

燃料タンクへの給油状態が給油状態センサで検出されておらず、燃料タンクのタンク内圧が所定の内圧閾値を超えていない状態では、制御装置は、電磁弁を制御して連通部を閉塞する。主室には、タンク側ベント配管を通じて燃料タンクのタンク内圧が作用するが、背圧室にもタンク側ベント配管及びタンク側バイパス配管を通じて燃料タンクのタンク内圧が作用するため、弁部材は不用意にベント配管を開放することはない。これにより、燃料タンクは密閉され、燃料タンク内の気体はキャニスタに移動しない。

請求項５に記載の発明では、請求項３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、を有し、前記給油状態センサで給油状態が検出されず、且つ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ている状態では前記連通部を開閉するように前記制御装置が前記電磁弁を制御する。

燃料タンクへの給油状態が給油状態センサで検出されておらず、燃料タンクのタンク内圧が所定の内圧閾値以上の状態では、制御装置は、電磁弁を制御して連通部を開閉する。電磁弁（連通部）の開閉に伴い、弁部材も開閉されるので、弁部材の開弁時には、燃料タンク内の気体が、順にタンク側ベント配管、タンク側バイパス配管、背圧室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。電磁弁による連通部の開閉を適切に行うことで、弁部材も開閉させ、燃料タンクのタンク内圧の過度の変化を抑制すること（いわゆる「圧抜き」）が可能となる。

なお、請求項２に記載のように、電磁弁本体が、背圧室側から弁部材本体に接近して連通部を閉塞する構成では、電磁弁本体の閉弁方向と弁部材本体の閉弁方向とが一致するので、弁部材本体の閉弁時の応答性が高くなり、上記した「圧抜き」をより適切に行うことが可能になる。

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、前記制御装置が前記電磁弁を開閉制御していない状態では、電磁弁が閉弁されている。

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、燃料タンクを密閉した状態を効率的に保つことができる。

請求項７に記載の発明では、請求項２を引用する請求項６に記載の発明において、前記電磁弁が、前記燃料タンクから所定の負圧閾値を超える負圧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。

電磁弁に、燃料タンクから所定の負圧閾値を超える負圧が作用すると、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連通部が開放されるので、タンク内圧の過度の低下を抑制できる。

本発明は上記構成としたので、電磁弁を小型化でき、且つ燃料タンクからキャニスタへ流れる気体の量を制御可能な燃料タンクシステムが得られる。

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及び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電磁弁を開閉している状態を示す断面図である。 本発明の第１実施形態の燃料タンクシステムにおいて電磁弁が開弁しダイヤフラム弁が閉弁している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正圧開放弁が開弁した状態で示す断面図である。

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内の蒸発燃料を含む気体をキャニスタ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内の気体がキャニスタ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。

弁部材本体５４の中央には、弁部材本体を厚み方向に貫通する連通孔８４が形成されている。連通孔８４の内径は、キャニスタ側ベント配管３６Ｃの内径よりも小さくされている。この連通孔８４により、背圧室５８とキャニスタ側ベント配管３６Ｃとが連通可能となっている。実質的に、本発明の連通部は、連通孔８４と、キャニスタ側ベント配管３６Ｃにおける弁座５０の近傍部分で構成されている。

弁部材本体５４よりも背圧室５８側には、制御装置３２によって開閉制御される電磁弁６８が設けられている。

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。電磁弁本体７６は、背圧室５８側から弁部材本体５４に接近及び離間する。そして、電磁弁本体７６は、図２に示すように、弁部材本体５４に接触した状態では、連通孔８４を閉塞している。これに対し、図３及び図５に示すように、電磁弁本体７６が弁部材本体５４から離間すると、連通孔８４を開放する。電磁弁６８の開弁状態では、連通孔８４が開放されているので、背圧室５８とキャニスタ３４との間で、キャニスタ側ベント配管３６Ｃを通じて気体が移動可能となる。

本実施形態では、電磁弁６８の閉弁時に電磁弁本体７６が移動する方向は、ダイヤフラム弁４６の閉弁時に弁部材本体５４が移動する方向と一致している（共に矢印Ｓ１方向）

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、電磁弁本体７６に対し、弁部材本体５４に向かう方向（矢印Ｓ１方向）の所定のバネ力を作用させており、電磁弁６８が制御装置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。ただし、背圧室５８から、所定の負圧閾値を超える負圧が作用すると、圧縮コイルスプリング６０のバネ力に抗して、電磁弁本体７６が矢印Ｓ１と反対の方向へ移動し、連通孔８４が開放されるような開弁圧に設定されている。

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。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、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（圧力が低い状態）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、タンク側ベント配管３６Ｔからキャニスタ側ベント配管３６Ｃへの気体の移動か可能になる。

本実施形態では、プランジャ部７４に、圧縮コイルスプリング６０が装着されており、電磁弁本体７６を矢印Ｓ１方向に付勢するバネを圧縮コイルスプリング６０が兼ねた構造とすることで、部品点数が少なくなっている。

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との間の気体に移動に所定の抵抗が生じる。

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が設けられると共に、その内部に正圧開放弁８６が設けられている。正圧開放弁８６は、キャニスタ側バイパス流路６６の内径を局所的に小さくした環状の弁座部８８が設けられており、弁座部８８の中央には、正圧開放孔９０が形成されている。さらに、弁座部８８よりもキャニスタ側ベント配管３６Ｃ側には、正圧開放孔９０を開閉可能な正圧開放弁本体９２が配置されている。正圧開放弁本体９２は、圧縮コイルスプリング９４により、正圧開放孔９０を閉塞する方向（矢印Ｓ２方向）に付勢されているが、所定の正圧閾値以上の正圧が背圧室５８側から作用すると、圧縮コイルスプリング９４のバネ力に抗して開弁方向（矢印Ｓ２と反対の方向）に移動し、正圧開放孔９０を開放する。

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、電磁弁６８の電磁弁本体７６は閉弁されており、連通孔８４が閉塞されている。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。

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、電磁弁６８を開弁する。これにより、連通孔８４が開放されるので、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及びキャニスタ側ベント配管３６Ｃ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。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、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、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、連通孔８４を開閉できればよいため、小型化できる。これにより、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。

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、リッド開閉センサ２０Ｓで給油状態が検出されていないが、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所定値を超えていない場合は、図２に示すように、制御装置３２は電磁弁６８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。さらに、正圧開放弁８６も閉弁されている。したがって、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。

特に、本実施形態では、電磁弁６８の閉弁方向とダイヤフラム弁４６の閉弁方向とが一致している（共に矢印Ｓ１方向）。このため、電磁弁本体７６によって、弁部材本体５４を押し付けることで、ダイヤフラム弁４６を閉弁位置に安定的に維持できる。たとえば、ダイヤフラム弁４６に振動が作用した場合でも、弁部材本体５４が不用意に開弁されてしまうことを抑制できる。

タンク内圧が、あらかじめ設定された所定の内圧閾値を超えると、制御装置３２は、図４に示すように、電磁弁６８を開閉制御する。電磁弁６８の開弁時（図４において実線で示す状態、図３に示した状態と同様の状態）には、タンク側ベント配管３６Ｔから第１バイパス流路６２、背圧室５８、キャニスタ側バイパス通路６６、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。

そして、電磁弁６８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、電磁弁６８の開閉制御は、電磁弁本体７６の矢印Ｓ２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５４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。

また、電磁弁６８の開弁時には、背圧室５８が大気開放されるので、背圧室５８と主室５２との圧力差により、ダイヤフラム弁４６も開閉されることがある（図４に二点鎖線で示した状態）。このように、電磁弁６８だけでなくダイヤフラム弁４６も適切に開閉することで、燃料タンク１４内の圧力を適切に調整することが可能になる。特に、ダイヤフラム弁４６の弁部材本体５４と弁座５０との間（主室５２とキャニスタ側ベント配管３６Ｃとの間）は、連通孔８４と比較して気体流路としての開口断面積が大きいため、この大きな開口断面積の部分を流れる気体の量を適切に調整できる。

そして、本実施形態では、電磁弁６８の閉弁方向とダイヤフラム弁４６の閉弁方向とが一致している（共に矢印Ｓ１方向）ため、電磁弁６８の閉弁時には、電磁弁本体７６によって弁部材本体５４を押し付けて、強制的に閉弁位置に移動させることが可能である。したがって、ダイヤフラム弁４６の閉弁時に電磁弁本体７６で弁部材本体５４を押し付けない構成と比較して、ダイヤフラム弁４６の応答性が向上する（短時間で閉弁される）。これにより、主室５２からキャニスタ側ベント配管３６Ｃを流れる気体の流量を、より適切に調整することが可能になる。

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、タンク内圧が所定の内圧閾値を超えたときの、燃料タンク１４からキャニスタ３４への流量調整を行う部材を、給油時に背圧室５８を大気開放するための電磁弁６８が兼ねていることになる。したがって、これらの作用を奏する部材を別々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、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。

車両の駐車中は、電磁弁６８は制御装置３２によって制御されないが、圧縮コイルスプリング６０及びダイヤフラム５６のバネ力を受けて、図２に示すように、電磁弁６８及びダイヤフラム弁４６が閉弁されている。燃料タンク１４が密閉された状態が効率的に且つ確実に維持されており、燃料タンク１４内で発生した蒸発燃料がキャニスタ３４に不用意に移動することはない。

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、電磁弁６８の電磁弁本体７６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５に示すように、タンク内圧（負圧）を背圧室５８側から受けた電磁弁本体７６が、圧縮コイルスプリング６０のバネ力に抗して、開弁方向に移動する。すなわち、電磁弁６８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。なお、このように燃料タンク１４内の負圧を開放する際に、電磁弁６８だけでなくダイヤフラム弁４６も開弁する構成としてもよい。

しかも、本実施形態の燃料タンクシステム１２における電磁弁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。換言すれば、タンク内圧が負圧になり、負圧閾値を下回った場合以外にも、電磁弁本体７６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超えた場合にのみ開弁される構成と比較して、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、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、タンク内圧が負圧になって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。

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、タンク内圧は背圧室５８を通じて、正圧開放弁８６の正圧開放弁本体９２を開弁する方向（図２に示す矢印Ｓ２と反対の方向）に作用する。そして、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、図６に示すように、タンク内圧（正圧）を受けた正圧開放弁本体９２が、圧縮コイルスプリング９４のバネ力に抗して開弁方向に移動し、正圧開放孔９０を開放する。これにより、燃料タンク１４内の気体がキャニスタ３４へ移動可能となり、燃料タンク１４の過渡のタンク内圧上昇を抑制できる。

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、電磁弁６８によって開閉される連通孔８４は弁部材本体５４に設けており、連通孔８４の長さ（弁部材本体５４の厚みと同じ）が短い。連通孔８４の通気抵抗が小さくなるため、孔径を小さくしても流量（単位時間当りの流量）を確保できる。そして、連通孔８４の孔径を小さくすることで、電磁弁本体７６の径を小さくすることも可能になるので、シール荷重（連通孔８４を閉塞するために電磁弁本体７６から弁部材本体５４に作用する荷重）を小さくできる。すなわち、圧縮コイルスプリング９４として小型のものを用いることで、低コスト化、軽量化を図ることが可能になる。

上記では、第１バイパス流路６２に縮径部６４を設けて第１バイパス流路６２の流路抵抗を増大させ、主室５２と背圧室５６とで差圧を確実に維持可能な例を挙げている。ただし、第１バイパス流路６２の流路抵抗が増大されていなくても、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。第１バイパス流路６２に縮径部６４のような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。上記した縮径部６４を用いると、簡単な構造で、縮径部６４の内径や長さを適切に設定し、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。

本発明の弁部材として、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。

また、電磁弁６８としても、要するに、連通孔８４を開閉可能であればよく、たとえば、キャニスタ側ベント配管３６Ｃ側から弁部材本体５４に接近又は離間する電磁弁本体を備えた構成でもよい。この構成では、燃料タンク１４内から正圧閾値を超える正圧が背圧室５６に作用した場合に、電磁弁を正圧開放弁として作用させることが可能となる。

上記実施形態のように、電磁弁６８を背圧室５８側に設けると、キャニスタ側ベント配管３６Ｃ側に設けた構成と比較して、キャニスタ側ベント配管３６Ｃの通気抵抗が小さくなるという効果も奏する。

本発明の正圧開放弁としても、上記では、燃料タンク１４のタンク内圧が正圧開放弁本体９２に直接的に作用することで開放されるタイプの弁（１ウェイバルブ）を挙げているが、正圧開放弁はこのような１ウェイバルブに限定されず、たとえば、電磁弁を用いてもよい。電磁弁を用いた構成では、タンク内圧センサ３０で検出されたタンク内圧に応じて、制御装置３２によりこの電磁弁を開閉制御する構成とすることが可能である。このように正圧開放弁として電磁弁を用いると、燃料タンク１４の正圧開放を高精度のタイミングで制御することができる。これに対し、上記実施形態のような１ウェイバルブのタイプの正圧開放弁８６を用いると、正圧開放弁の構造や制御を簡素化できる。

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
３６ ベント配管
４０ 大気開放配管
４６ ダイヤフラム弁
５２ 主室
５４ 弁部材本体
５８ 背圧室
６２ タンク側バイパス通路
６６ キャニスタ側バイパス通路
６８ 電磁弁
７６ 電磁弁本体
８４ 連通孔（連通部）
８６ 正圧開放弁

Claims (7)

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弁部材よりも前記燃料タンク側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、
   前記弁部材に形成され、前記キャニスタ側のキャニスタ側ベント配管内と前記背圧室内とを連通可能とする連通部と、
   前記連通部を開閉する電磁弁本体を備えた電磁弁と、
   前記電磁弁を開閉制御する制御装置と、
   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前記燃料タンクから所定の正圧閾値を超える正圧が作用すると開弁する正圧開放弁と、
   を有する燃料タンクシステム。
2. 前記電磁弁本体が、前記背圧室側から前記弁部材本体に接近して前記連通部を閉塞する請求項１に記載の燃料タンクシステム。
3. 前記燃料タンクへの給油状態を検出する給油状態センサ、を有し、
   前記給油状態センサで給油状態を検出すると前記連通部を開放するように前記制御装置が前記電磁弁を制御する請求項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、を有し、
   前記給油状態センサで給油状態が検出されず、且つ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ない状態では前記連通部を閉塞するように前記制御装置が前記電磁弁を制御する請求項３に記載の燃料タンクシステム。
5. 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、を有し、
   前記給油状態センサで給油状態が検出されず、且つ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ている状態では前記連通部を開閉するように前記制御装置が前記電磁弁を制御する請求項３に記載の燃料タンクシステム。
6. 前記制御装置が前記電磁弁を開閉制御していない状態では、電磁弁が閉弁されている請求項１〜請求項５のいずれか１項に記載の燃料タンクシステム。
7. 前記電磁弁が、前記燃料タンクから所定の負圧閾値を超える負圧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２を引用する請求項６に記載の燃料タンクシステム。

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