(57)【特許請求の範囲】
【請求項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、
前記燃料タンクのタンク内圧を前記背圧室に導くためのタンク側バイパス通路と、
前記背圧室を前記キャニスタを経由して大気開放するための大気開放流路と、
前記大気開放流路を開閉可能な電磁弁と、
前記ベント配管を通じて前記弁部材よりも前記大気開放管側から前記燃料タンク内に負圧を作用させることが可能な負圧ポンプと、
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と、
前記背圧室の圧力を検出する背圧室内圧センサと、
前記燃料タンクに対する穴あき検知のために、前記負圧ポンプの駆動の制御と、前記タンク内圧センサで検出された前記タンク内圧に基づいた前記電磁弁の開閉の制御と、を行う制御装置と、
を有し、
前記制御装置は、穴あき検知のための前記負圧ポンプの駆動中において、
前記タンク内圧が予め設定された正圧閾値を超えている場合は、前記電磁弁を開閉制御をすることで、前記タンク内圧と前記背圧室の内圧との圧力差が前記弁部材の開弁圧以下となるようにして、背圧室の圧力に対し主室の圧力が前記弁部材が開弁するほど高くならないようにし、
前記タンク内圧が予め設定された正圧閾値以下である場合は、前記電磁弁を開弁したままの状態にする、
燃料タンクシステム。
【請求項２】
前記負圧ポンプの駆動によって前記燃料タンクに負圧を導入しながら、前記タンク内圧があらかじめ設定された穴あき判定閾値を下回った場合に前記制御装置が燃料タンクに穴あきが生じていないことを判定する請求項１に記載の燃料タンクシステム。
【請求項３】
前記負圧ポンプを駆動した状態で、前記タンク内圧が低下しない場合に、前記制御装置が電磁弁が故障していると判定する請求項１又は請求項２に記載の燃料タンクシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃料タンクシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
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。
【０００３】
上記した構造の燃料タンクシステムでは、負圧ポンプの駆動により、負圧をキャニスタ及び封鎖弁を経由して燃料タンクに作用させ、燃料タンクの穴あき検知を行うことがある。
【０００４】
そして、このような燃料タンクシステムにおいて、燃料タンクのタンク内圧が高い状態で穴あき検知を行う場合に、大量の蒸発燃料を含む気体がキャニスタに短時間で流入することを抑制することが望まれる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−１０４３９４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は上記事実を考慮し、燃料タンクのタンク内圧が高い状態で穴あき検知を行う場合に、大量の蒸発燃料を含む気体がキャニスタに短時間で流入することを抑制可能な燃料タンクシステムを得ることを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
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、前記燃料タンクのタンク内圧を前記背圧室に導くためのタンク側バイパス通路と、前記背圧室を前記キャニスタを経由して大気開放するための大気開放流路と、前記大気開放流路を開閉可能な電磁弁と、前記ベント配管を通じて前記弁部材よりも前記大気開放管側から前記燃料タンク内に負圧を作用させることが可能な負圧ポンプと、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と、前記背圧室の圧力を検出する背圧室内圧センサと、前記燃料タンクに対する穴あき検知のために、前記負圧ポンプの駆動の制御と、前記タンク内圧センサで検出された前記タンク内圧に基づいた前記電磁弁の開閉の制御と、を行う制御装置と、を有し、前記制御装置は、穴あき検知のための前記負圧ポンプの駆動中において、前記タンク内圧が予め設定された正圧閾値を超えている場合は、前記電磁弁を開閉制御をすることで、前記タンク内圧と前記背圧室の内圧との圧力差が前記弁部材の開弁圧以下となるようにして、背圧室の圧力に対し主室の圧力が前記弁部材が開弁するほど高くならないようにし、前記タンク内圧が予め設定された正圧閾値以下である場合は、前記電磁弁を開弁したままの状態にする。
【０００８】
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が、燃料タンクのタンク内圧は、タンク側バイパス通路によって背圧室に導かれている。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通路に設けられた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。
【０００９】
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、大気開放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。
【００１０】
燃料タンクのタンク内圧は、タンク内圧センサによって検出される。制御装置は、燃料タンクに対する穴あき検知時は、負圧ポンプの駆動により燃料タンク内に負圧を導入する。このときの燃料タンクのタンク内圧をタンク内圧センサで検出することで、燃料タンクに対する、穴あき検知を行うことが可能である。なお、この穴あき検知は、燃料タンクだけでなく、燃料タンクに接続された配管等（以下、「燃料タンク系」という）に対しても実施されるものであり、単に「穴あき検知」というときは、燃料タンク系に対する穴あき検知を意味するものとする。
【００１３】
また、タンク内圧が正圧閾値を超えている場合には、制御装置が、負圧ポンプの駆動中に、主室と背圧室との差圧が弁部材の開弁圧以下となるように電磁弁を開閉制御する。弁部材は開弁されず、燃料タンク内の気体は、電磁弁が開弁しているときに、燃料タンクからタンク側ベント配管、タンク側バイパス通路、背圧室、大気開放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、キャニスタに大量に流入しない。
【００１５】
また、タンク内圧が正圧閾値以下の場合には、制御装置が、負圧ポンプの駆動中に、電磁弁を開弁する。これにより、背圧室が大気開放されて弁部材が開弁されるので、燃料タンク内の気体は、電磁弁を通る径路だけでなく、タンク側ベント配管から弁部材、キャニスタ側ベント配管を経た径路でも、キャニスタに流入する。したがって、短時間で燃料タンク内に所望の負圧を導入することが可能になる。
【００１６】
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、前記負圧ポンプの駆動によって前記燃料タンクに負圧を導入しながら、前記タンク内圧があらかじめ設定された穴あき判定閾値を下回った場合に前記制御装置が燃料タンクに穴あきが生じていないことを判定する。
【００１７】
すなわち、燃料タンク系に穴あきがある場合、負圧ポンプの駆動により燃料タンク系に負圧を導入しても穴から大気が流入するため、燃料タンク系の圧力低下量が想定よりも少なくなる。これを利用し、タンク内圧があらかじめ設定された穴あき判定閾値を下回った場合に、燃料タンク系に穴あきが生じていないことを判定できる。
【００１８】
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、前記負圧ポンプを駆動した状態で、前記タンク内圧が低下しない場合に、前記制御装置が電磁弁が故障していると判定する。
【００１９】
すなわち、電磁弁が開弁されていれば、負圧ポンプの駆動により燃料タンクの圧力が低下する。これに対し、負圧ポンプを駆動しても、タンク内圧が低下しない場合には、電磁弁が開弁されていないと考えられる。制御装置では、このようにして、電磁弁が故障していることを判定できる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明は上記構成としたので、燃料タンクのタンク内圧が高い状態で穴あき検知を行う場合に、大量の蒸発燃料を含む気体がキャニスタに短時間で流入することを抑制可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】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。
【図２】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。
【図３】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。
【図４】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。
【図５】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６】本発明の第１実施形態の燃料タンクシステムにおける穴あき検知時に電磁弁が開弁しダイヤフラム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７】本発明の第１実施形態の燃料タンクシステムにおける穴あき検知時に電磁弁及びダイヤフラム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。
【図８】本発明の第１実施形態の燃料タンクシステムにおける電磁弁の開弁時間と、主室と背圧室との圧力差との関係を定性的に示すグラフである。
【図９】本発明の第１実施形態の燃料タンクシステムにおける穴あき検知時の経過時間とタンク内圧との関係を定性的に示すグラフである。
【図１０】本発明の第１実施形態の燃料タンクシステムにおける穴あき検知の制御を示すフローチャートである。
【図１１】本発明の第１実施形態の第１変形例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。
【図１２】本発明の第１実施形態の第２変形例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。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【００２８】
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を含む気体は、このベント配管３６を通じてキャニスタ３４に送られる。
【００２９】
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。
【００３０】
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、その駆動が制御される。診断用ポンプ４２は、キャニスタ３４からベント配管３６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。特に本実施形態では、燃料タンク１４と、この燃料タンク１４に接続された配管等による閉じた系（燃料タンク系）に負圧を作用させることで、後述するように、燃料タンク系に対する穴あき検知が可能な構成とされており、本発明に係る負圧ポンプの一例となっている。
【００３１】
なお、診断用ポンプ４２（負圧ポンプ）の位置は、大気開放配管４０に限定されず、ベント配管３６を通じて、ダイヤフラム弁４６よりも大気開放配管４０側から燃料タンク１４内に負圧を導入することができればよい。たとえば、ダイヤフラム弁４６とキャニスタ３４との間のキャニスタ側ベント配管３６Ｃに設けられていてもよい。
【００３２】
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。
【００３３】
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。タンク側バイパス通路３６Ｔは、燃料タンクのタンク内圧を背圧室５８に導く作用を有している。
【００３４】
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。
【００３５】
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。
【００３６】
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。
【００３７】
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。
【００３８】
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、気体の移動か可能になる。
【００３９】
タンク側ベント配管３６Ｔと背圧室５８との間には、タンク側バイパス通路６２が設けられている。このタンク側バイパス通路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。
【００４０】
タンク側バイパス通路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。
【００４１】
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、タンク側バイパス通路６２を局所的に縮径した構造に限定されない。たとえば、タンク側バイパス通路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、タンク側バイパス通路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。
【００４２】
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通路６６が設けられている。キャニスタ側バイパス通路６６の中間部分には、制御装置３２によって開閉制御される電磁弁６８が設けられている。
【００４３】
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通路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。
【００４４】
電磁弁本体７６は、キャニスタ側バイパス通路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通路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通路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通路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。
【００４５】
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。
【００４６】
キャニスタ側バイパス通路６６には、背圧室５８と電磁弁６８との間の部分に背圧室圧力センサ８４が設けられている。背圧室圧力センサ８４では、背圧室５８の圧力（内圧）ＰＶを検出し、その情報を制御装置３２に送る。制御装置３２では、タンク内圧ＰＴと背圧室５８の圧力ＰＶとの圧力差ΔＰ（ΔＰ＝ＰＴ−ＰＶ）を算出できる。
【００４７】
電磁弁６８を開弁すると、背圧室５８が大気開放され、主室５２（燃料タンク１４のタンク内圧が正圧として作用している）と背圧室５８との間に圧力差ΔＰが生じる。本実施形態の燃料タンクシステム１２では、電磁弁６８の開弁時間に応じて、ダイヤフラム弁４６の開閉を制御することが可能である。たとえば図８に示すように、電磁弁６８の開弁時間が所定の時間Ｔ１までの場合は、圧力差ΔＰがダイヤフラム弁４６の開弁圧Ｐ３に達しないため、ダイヤフラム弁４６は開弁されない。これに対し、電磁弁６８の開弁時間が所定の時間Ｔ１を超えると、圧力差ΔＰが開弁圧Ｐ３を超えるため、ダイヤフラム弁４６が開弁される。
【００４８】
燃料タンクシステム１２は、報知装置９８を有している。報知装置９８は、制御装置３２からの信号により、所定の情報を表示して、乗員や給油作業者等に報知する。この報知には、視覚によるもの（ディスプレイやランプの表示）、聴覚によるもの（音声など）が含まれる。
【００４９】
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。
【００５０】
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。
【００５１】
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、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通路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。
【００５２】
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、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。
【００５３】
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。
【００５４】
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、キャニスタ側バイパス通路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、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、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。
【００５５】
特に、本実施形態では、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。
【００５６】
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。
【００５７】
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。
【００５８】
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ＰＴが検出されている。このタンク内圧ＰＴ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。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。
【００５９】
タンク内圧ＰＴが所定値を超えると、制御装置３２は電磁弁６８を開閉制御する。電磁弁６８の開弁時（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からタンク側バイパス通路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。
【００６０】
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ＰＴ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。
【００６１】
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。
【００６２】
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ＰＴ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。
【００６３】
車両の駐車中においても、通常は、電磁弁６８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。
【００６４】
車両の駐車中に、燃料タンク１４のタンク内圧ＰＴ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ＰＴ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Ｓ２と反対の方向）に作用する。駐車中は電磁弁６８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ＰＴ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ＰＴ（正圧）を受けた電磁弁本体７６が、圧縮コイルスプリング８０のバネ力に抗して開弁方向に移動し、図３に示した状態と同様の状態になる。すなわち、電磁弁６８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。
【００６５】
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ＰＴが正圧閾値を超えた場合以外にも、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ＰＴが正圧閾値を超えた場合にのみ開弁される正圧開放弁と比較して、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。
【００６６】
車両の駐車中に、燃料タンク１４のタンク内圧ＰＴ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ＰＴ（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ＰＴ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ＰＴ（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。
【００６７】
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ＰＴ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ＰＴ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。
【００６８】
さらに本実施形態の燃料タンクシステム１２では、図１０に示すフローにしたがって、制御装置３２により、燃料タンク１４（厳密には燃料タンク系）に対する穴あき検知を行うことが可能である。
【００６９】
すなわち、穴あき検知を行う場合には、まず、ステップＳ１０２において、制御装置３２は診断用ポンプ４２を駆動する。
【００７０】
次に、ステップＳ１０４において、制御装置３２は燃料タンク１４のタンク内圧ＰＴが、所定の規定正圧Ｐ１（正圧閾値）を超えているか否かを判断する。すなわち、電磁弁６８を図８に示した時間Ｔ１以上の時間で開弁すると、ダイヤフラム弁４６が開弁されるため、タンク内圧ＰＴが、所定の規定正圧Ｐ１を超えている場合には、燃料タンク１４内の蒸発燃料を含む気体が短時間で大量にキャニスタ３４に流れるおそれがある。したがって、このようにタンク内圧ＰＴが規定正圧Ｐ１を超えている場合には、制御装置３２は、ステップＳ１０６において、電磁弁６８を開閉制御（開弁と閉弁とを所定の時間間隔で繰り返す）し、圧力差ΔＰがダイヤフラム弁４６の開弁圧Ｐ３を超えないようにする。電磁弁６８をこのように開閉制御すると、燃料タンク１４内の気体はキャニスタ３４へと徐々に移動し、図９に太線Ｌ１で示すようにタンク内圧ＰＴが時間経過と共に下がる。ただし、ダイヤフラム弁４６は、図６に示すように開弁されず、閉弁状態が維持されている。
【００７１】
これに対し、ステップＳ１０４において、タンク内圧ＰＴが、所定の規定正圧Ｐ１以下であると判断した場合には、制御装置３２は、ステップＳ１０８に移行し、電磁弁６８を（開閉制御ではなく）開弁する。この電磁弁６８の開弁時間が図８に示した所定の時間Ｔ１を超えると主室５２と背圧室５８との圧力差ΔＰがダイヤフラム弁４６の開弁圧Ｐ３を超えるため、図７に示すようにダイヤフラム弁４６が開弁され、燃料タンク１４内の気体が短時間で大量にキャニスタ３４に移動する。すなわち、図９に太線Ｌ２で示すようにタンク内圧ＰＴが時間経過と共に下がる。
【００７２】
ここで、図９から分かるように、太線Ｌ２のほうが太線Ｌ１よりも傾きが急である（単位時間当たりの圧力低下量が大きい）ことからも分かるように、電磁弁６８を開閉制御した場合と比較して電磁弁６８を開弁したときの方が、燃料タンク１４の圧力は早く低下する。しかし、タンク内圧ＰＴは規定正圧Ｐ１よりも低いので、キャニスタ３４内の吸着剤で吸着されずに大気に放出されてしまう現象（いわゆる「吹き抜け」）は抑制されている。
【００７３】
なお、ステップＳ１０６における電磁弁６８の開閉制御の場合であっても、ステップＳ１０８における電磁弁６８の開弁の場合であっても、図９に太線Ｌ１、Ｌ２で示したように燃料タンク１４のタンク内圧ＰＴが低下する。ただし、このようにタンク内圧ＰＴが低下するのは、電磁弁６８が正常に動作する場合であり、電磁弁６８の異常によって開弁（開閉制御における所定時間の開弁も含む）されない場合には、図９に二点鎖線Ｌ３で示すように、燃料タンク１４のタンク内圧ＰＴも低下しない。
【００７４】
そこで、ステップＳ１１０では、制御装置３２は、診断用ポンプ４２の駆動によってタンク内圧ＰＴが低下したか否かを判断する。タンク内圧ＰＴが低下している（電磁弁６８が異常ではない）と判断した場合には、ステップＳ１１２において、制御装置３２は、タンク内圧ＰＴが、規定負圧Ｐ２以下に低下したか否かを判断する。規定負圧Ｐ２とは、タンク内圧ＰＴがこの規定負圧Ｐ２以下になっている場合には、燃料タンク系に対する穴あき検知が可能となる閾値である。なお、規定負圧Ｐ２は、大気圧Ｐ０よりも低い（燃料タンク１４内は負圧になる）。
【００７５】
タンク内圧ＰＴが規定負圧Ｐ２以下になっていないと判断した場合には、ステップＳ１０４に戻る（引き続き診断用ポンプ４２は駆動する）。
【００７６】
タンク内圧ＰＴが規定負圧Ｐ２以下になっていると判断した場合には、制御装置３２は、ステップＳ１１４において、穴あき検知を行う。この穴あき検知では、特定のタンク内圧ＰＴが基準圧力Ｐ４に達した時点を基準にし、この状態からタンク内圧ＰＴが穴あき判定圧力Ｐ５よりも低いか否かを判断する。
【００７７】
すなわち、燃料タンク系に穴あきが生じていない場合には、図９に太線Ｌ４、Ｌ６で示すように、引き続きタンク内圧ＰＴが低下し、穴あき判定圧力Ｐ５（穴あき判定閾値）よりも低くなる。これに対し、燃料タンク系に穴あきが生じている場合には、図９に一点鎖線Ｌ５、Ｌ７で示すように、タンク内圧ＰＴの低下が生じるものの、穴あき判定圧力Ｐ５よりも低い状態にはならないと考えられる。ステップＳ１１４では、このようにして制御装置３２は燃料タンク系の穴あきの有無を判断し、穴あきが生じていない場合は、ステップＳ１１６で報知装置９８により「穴あき無し」を報知し、穴あきが生じている場合はステップＳ１１８で、「穴あき有り」を報知する。最後に、ステップＳ１２０において診断用ポンプ４２の駆動を停止する。
【００７８】
なお、ステップＳ１１２において、タンク内圧ＰＴが低下していないと判断した場合には、ステップＳ１２２に移行して、報知装置９８により電磁弁６８の異常を報知する。そして、ステップＳ１２０において診断用ポンプ４２の駆動を停止する。
【００７９】
以上の説明から分かるように、本実施形態の燃料タンクシステム１２では、燃料タンク系の穴あき検知において燃料タンク１４内に負圧を導入する際に、タンク内圧ＰＴが所定の規定正圧Ｐ１以上である場合には、電磁弁６８を開閉制御し、ダイヤフラム弁４６は開弁させないことで、燃料タンク１４からキャニスタ３４へ短時間で大量に気体（蒸発燃料を含む）が移動することを抑制している。したがって、蒸発燃料がキャニスタ３４内の吸着剤で吸着されずに大気に放出されてしまう現象（いわゆる「吹き抜け」）を抑制することが可能である。
【００８０】
また、タンク内圧ＰＴが所定の規定正圧Ｐ１を超えていない場合は、電磁弁６８を開弁することでダイヤフラム弁４６も開弁する。このため、タンク内圧ＰＴが規定正圧Ｐ１である場合と比較して、短時間で燃料タンク１４内に負圧を導入することができ、診断用ポンプ４２の負荷が軽くなる。その結果、診断用ポンプ４２での消費電力が少なくなり、また、負圧ポンプの寿命を延ばすことも可能となる。
【００８１】
さらに、本実施形態の燃料タンクシステム１２では、診断用ポンプ４２を駆動したときに、タンク内圧ＰＴが低下しているか否かを検出することで、電磁弁６８の故障を判定しているため、燃料タンクシステム１２としての信頼性も高くなる。
【００８２】
上記では、穴あき検知の際に、まず診断用ポンプ４２を駆動する方法を挙げているが、たとえば、穴あき検知の初期において、診断用ポンプ４２を駆動しない場合でも、電磁弁６８の開弁あるいは開閉制御により、背圧室５８は大気開放されて、圧力ＰＶが低下する。実際に穴あき検知を行うためには、燃料タンク系に負圧を導入するために診断用ポンプ４２を駆動する必要があるが、穴あき検知の最初期から診断用ポンプ４２を駆動することは必須ではない。たとえば、図１０に示したフローにおけるステップＳ１０４の判断や、ステップＳ１０６の電磁弁開閉制御、ステップＳ１０８の電磁弁開弁を、診断用ポンプ４２は駆動中ではなく駆動前に（燃料タンク１４のタンク内圧ＰＴが正圧の状態で）行うことも可能である。
【００８３】
上記では、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１１に第１変形例として示すように、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。
【００８４】
また、図１２に第２変形例として示す電磁弁６８の構成を適用してもよい。この構成では、弁部材本体５４の中央には、弁部材本体５４を厚み方向に貫通し、背圧室５８とキャニスタ側ベント配管３６Ｃとが連通可能とする連通孔９６が形成されている。そして、電磁弁６８は、弁部材本体５４よりも背圧室５８側において、電磁弁本体７６が連通孔９６を開閉するように配置されている。
【００８５】
なお、第２変形例では、背圧室５８とキャニスタ側ベント配管３６Ｃとを連通するキャニスタ側バイパス配管３６Ｃに、正圧開放弁８６が設けられている。正圧開放弁８６には、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、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。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のバネ力に抗して正圧開放孔９０を開放する。
【００８６】
上記では、タンク側バイパス通路６２に縮径部６４を設けてタンク側バイパス通路６２の流路抵抗を増大させ、主室５２と背圧室５８とで差圧を確実に維持可能な例を挙げている。ただし、タンク側バイパス通路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。タンク側バイパス通路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。
【００８７】
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。
【符号の説明】
【００８８】
１２  燃料タンクシステム
１４  燃料タンク
２６  エンジン
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（大気開放流路）
４２  診断用ポンプ（負圧ポンプ）
４６  ダイヤフラム弁（弁部材）
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（大気開放流路）
６８  電磁弁
【図１】
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【図２】
0005849713.tif 000003
【図３】
0005849713.tif 000004
【図４】
0005849713.tif 000005
【図５】
0005849713.tif 000006
【図６】
0005849713.tif 000007
【図７】
0005849713.tif 000008
【図８】
0005849713.tif 000009
【図９】
0005849713.tif 000010
【図１０】
0005849713.tif 000011
【図１１】
0005849713.tif 000012
【図１２】
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