JP2016089791A - 燃料タンクシステム及び燃料タンクシステム異常検知方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ダイヤフラム弁の背圧室と燃料タンク側の連通配管との間のタンク側バイパス通路に設けられた断面積減少部の詰まりを検出する。
【解決手段】燃料タンク１４にポンプ４２により圧力を印加した後、ポンプ４２を停止し電磁弁６８を開弁した状態でのタンク内圧の変化を検出することで、断面積減少部（オリフィス部６４）の詰まりを検知する。
【選択図】図１

Description

本発明は、燃料タンクシステム及び燃料タンクシステム異常検知方法に関する。

燃料タンクとキャニスタとの連通配管に設置したダイヤフラム弁の背圧室とキャニスタ側の連通配管との間にキャニスタ側バイパス通路を設け、キャニスタ側バイパス通路の電磁弁の開閉制御をタンク内圧に基づいて行う燃料タンクシステムがある。

特開２０１３−１４４９４２号公報

上記の燃料タンクシステムでは、ダイヤフラム弁の背圧室と燃料タンク側の連通配管との間のタンク側バイパス通路にオリフィス（断面積減少部）が設けられることがあるが、このオリフィスの詰まりを検知できるようにすることが望まれる。

本発明は上記事実を考慮し、ダイヤフラム弁の背圧室と燃料タンク側の連通配管との間のタンク側バイパス通路に設けられた断面積減少部の詰まりを検出できる燃料タンクシステム及び燃料タンクシステムの異常検知方法を得ることを課題とする。

本発明の第一の態様では、燃料を収容する燃料タンクと、前記燃料タンクで発生した蒸発燃料を吸着剤によって吸着及び脱離し、大気連通口を備えたキャニスタと、前記燃料タンクと前記キャニスタとを連通するベント配管と、前記ベント配管において前記燃料タンクの圧力が作用する主室と、前記主室に対しダイヤフラム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りダイヤフラムが移動すると開弁状態となり前記ベント配管を連通させる弁部材と、前記燃料タンクから前記主室までの前記ベント配管と前記背圧室とを連通するタンク側バイパス通路と、前記主室から前記キャニスタまでの前記ベント配管と前記背圧室とを連通するキャニスタ側バイパス通路と、前記タンク側バイパス通路の流路断面積を小さくする断面積減少部と、前記キャニスタの前記大気連通口に設けられ前記キャニスタから前記背圧室を経て前記燃料タンクに気圧を印加するポンプと、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、前記燃料タンクに対し前記ポンプにより前記気圧を印加した状態から前記タンク内圧センサで検出されたタンク内圧の変化により、前記断面積減少部の詰まりを検知する検知部材と、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。

さらに、この燃料タンクシステムは、タンク側バイパス通路及びキャニスタ側バイパス通路を有しており、ベント配管には、タンク側バイパス通路から背圧室を経てキャニスタ側バイパス通路に至るバイパス径路が構成される。弁部材の閉弁状態では、ベント配管が連通不能に閉塞される。

タンク側バイパス通路の流路断面積は断面積減少部によって減少されている。したがって、断面積減少部が設けられていない構成と比較して、背圧室から主室へ気体が移動しづらい。すなわち、背圧室の気圧が主室の気圧よりも低い状態をより確実に維持できる。そして、背圧室と主室との圧力差が弁部材の開弁圧を超えるとダイヤフラムが開弁位置へ移動し、ベント配管を連通する。

この燃料タンクシステムは検知部材を有している。検知部材は、燃料タンクに対し、ポンプで気圧を印加した状態からのタンク内圧の変化を検知する。すなわち、断面積減少部に詰まりが生じている状態では、詰まりが生じていない状態と比較して、断面積減少部を気体がさらに通りづらいので、タンク内圧の時間変化が小さい。このように、タンク内圧の変化時間から、断面積減少部の詰まりを検知できる。

第二の態様では、第一の態様において、前記キャニスタ側バイパス通路を開閉するよう制御される電磁弁を有する。

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、タンク側のベント配管、タンク側バイパス通路、背圧室へと流れても、キャニスタへは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キャニスタに送るときには、電磁弁が開弁される。これにより、キャニスタ側バイパス通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り、弁部材が開弁しやすい。このように背圧室を大気開放するので、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み、弁部材の開弁圧が小さくなる。

第三の態様では、第一又は第二の態様において、前記検知部材が、前記キャニスタ及び前記燃料タンクに対し前記気圧を印加した状態から前記キャニスタ内圧センサで検出されたキャニスタ内圧の変化と前記タンク内圧の変化の比較により、前記断面積減少部の詰まりを検知する。

キャニスタ内圧の変化とタンク内圧の変化とを比較するので、断面積減少部の詰まりを、タンク内圧の変化がキャニスタ内圧の変化よりも少ない場合として適切に検知できる。

第四の態様では、第一〜第三のいずれか一つの態様において、前記ポンプが負圧ポンプである。

負圧ポンプを用いて、キャニスタ及び燃料タンクに負圧を作用させる。この負圧ポンプとしては、たとえばキャニスタや燃料タンクの穴あきを検知するために備えられる負圧ポンプを用いれば、あらたな負圧ポンプの追加が不要である。

第五の態様では、燃料を収容する燃料タンクと、前記燃料タンクで発生した蒸発燃料を吸着剤によって吸着及び脱離し、大気連通口を備えたキャニスタと、前記燃料タンクと前記キャニスタとを連通するベント配管と、前記ベント配管において前記燃料タンクの圧力が作用する主室と、前記主室に対しダイヤフラム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りダイヤフラムが移動すると開弁状態となり前記ベント配管を連通させる弁部材と、前記燃料タンクから前記主室までの前記ベント配管と前記背圧室とを連通するタンク側バイパス通路と、前記主室から前記キャニスタまでの前記ベント配管と前記背圧室とを連通するキャニスタ側バイパス通路と、前記キャニスタ側バイパス通路を開閉するよう制御される電磁弁と、前記タンク側バイパス通路の流路断面積を局所的に小さくする断面積減少部と、前記キャニスタの前記大気連通口に設けられ前記キャニスタから前記背圧室を経て前記燃料タンクに気圧を印加するポンプと、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、を有する燃料タンクシステムに対し、前記ポンプにより前記燃料タンクに圧力を印加した後、前記ポンプを駆動停止し前記大気連通口から前記キャニスタ、前記背圧室及び前記燃料タンクを大気開放した状態で、前記タンク内圧の変化から前記断面積減少部の詰まりの有無を検知する。

第五の態様に係る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。

さらに、この燃料タンクシステムは、タンク側バイパス通路及びキャニスタ側バイパス通路を有しており、ベント配管には、タンク側バイパス通路から背圧室を経てキャニスタ側バイパス通路に至るバイパス径路が構成される。弁部材の閉弁状態では、ベント配管が連通不能に閉塞される。

タンク側バイパス通路の流路断面積は断面積減少部によって減少されている。したがって、断面積減少部が設けられていない構成と比較して、背圧室から主室へ気体が移動しづらい。すなわち、背圧室の気圧が主室の気圧よりも低い状態をより確実に維持できる。そして、背圧室と主室との圧力差が弁部材の開弁圧を超えるとダイヤフラムが開弁位置へ移動し、ベント配管を連通する。

この燃料タンクシステム異常検知方法では、ポンプにより燃料タンクに圧力を印加した後、ポンプを駆動停止し大気連通口からキャニスタ、背圧室及び燃料タンクを大気開放する。断面積減少部に詰まりが生じている状態では、詰まりが生じていない状態と比較して、断面積減少部を気体がさらに通りづらいので、タンク内圧の時間変化が小さい。このように、タンク内圧の変化時間から、断面積減少部の詰まりを検知できる。

第六の態様では、第五の態様において、前記燃料タンクシステムが、前記キャニスタのキャニスタ内圧を検出するキャニスタ内圧センサを有し、前記断面積減少部の詰まりを、前記キャニスタ及び前記燃料タンクに対し前記気圧を印加した状態からのキャニスタ内圧の変化とタンク内圧の変化の比較により検知する。

キャニスタ内圧の変化とタンク内圧の変化とを比較するので、断面積減少部の詰まりをタンク内圧の変化がキャニスタ内圧の変化よりも少ない場合として、適切に検知できる。

本発明は上記構成としたので、ダイヤフラム弁の背圧室と燃料タンク側の連通配管との間のタンク側バイパス通路に設けられた断面積減少部の詰まりを検出できる。

図１は第一実施形態の燃料タンクシステムを示す構成図である。 図２は第一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は第一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閉弁した状態で部分的に拡大して示す断面図である。 図４は第一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部分的に拡大して示す断面図である。 図５は第一実施形態の燃料タンクシステム異常検知方法のフローチャートである。 図６は第一実施形態の燃料タンクシステム異常検知方法において（Ａ）はキャニスタ内圧、（Ｂ）はタンク内圧のそれぞれの変化を定性的に示すグラフである。 図７は第一実施形態の燃料タンクシステム異常検知方法において（Ａ）はキャニスタ内圧、（Ｂ）はタンク内圧のそれぞれの変化を定性的に示すグラフである。 図８は第一実施形態の燃料タンクシステム異常検知方法において（Ａ）はキャニスタ内圧、（Ｂ）はタンク内圧のそれぞれの変化を定性的に示すグラフである。 図９は第一実施形態の燃料タンクシステム異常検知方法において（Ａ）はキャニスタ内圧、（Ｂ）はタンク内圧のそれぞれの変化を定性的に示すグラフである。 図１０は第一実施形態の燃料タンクシステム異常検知方法において（Ａ）はキャニスタ内圧、（Ｂ）はタンク内圧のそれぞれの変化を定性的に示すグラフである。 図１１は第一実施形態の燃料タンクシステム異常検知方法において（Ａ）はキャニスタ内圧、（Ｂ）はタンク内圧のそれぞれの変化を定性的に示すグラフである。 図１２は第一実施形態の燃料タンクシステム異常検知方法において（Ａ）はキャニスタ内圧、（Ｂ）はタンク内圧のそれぞれの変化を定性的に示すグラフである。 図１３は第一実施形態の燃料タンクシステム異常検知方法において（Ａ）はキャニスタ内圧、（Ｂ）はタンク内圧のそれぞれの変化を定性的に示すグラフである。 図１４は第一実施形態の燃料タンクシステム異常検知方法において（Ａ）はキャニスタ内圧、（Ｂ）はタンク内圧のそれぞれの変化を定性的に示すグラフである。 図１５は第二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１には、第一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とされている。給油者は、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。

制御装置３２には、報知装置８６が接続されている。報知装置８６は、たとえば、後述する燃料タンクシステム異常検知方法を行って異常を検知した場合にこれを報知する。報知の方法としては、たとえば、ディスプレイやランプなどの視認可能な部材による報知でもよいし、音声によって報知する部材でもよい。報知装置８６は、たとえば、車室内に設けられる。

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の負圧をキャニスタ３４に作用させることができる。負圧をキャニスタ３４に作用させることで、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。

キャニスタ３４には、キャニスタ内圧センサ８４が備えられている。キャニスタ内圧センサ８４は、キャニスタ３４のキャニスタ内圧を検出し、その情報を制御装置３２に送る。

大気開放配管４０には、負圧ポンプ４２が備えられている。負圧ポンプ４２は、制御装置３２によって制御される。負圧ポンプ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、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の内部と連通している。

弁座５０の上端の開口部分は、ダイヤフラム５６の弁部材本体５４によって閉塞可能とされている。ダイヤフラム５６の外周部分は、弁ハウジング４８の内周面に固着されている。そして、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。

ダイヤフラム５６（弁部材本体５４を含む）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、ダイヤフラム５６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の外縁部分は、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。

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オリフィス６４が設けられている。このオリフィス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。オリフィス６４は、本発明の断面積減少部の一例である。

なお、このように、燃料タンク１４と背圧室５８との間の気体の移動に所定の抵抗を生じさせる手段としては、オリフィス６４（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。

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、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。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。

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。

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、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から作用する正圧が所定値以上になると、コイル部７２への通電によらずに電磁弁本体７６が矢印Ｓ１と反対の方向へ移動するように、圧縮コイルスプリング８０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、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。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。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。

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通路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、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。

第一実施形態では、ダイヤフラム弁４６の弁部材本体５４は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いので、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。

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によって検出されたタンク内圧が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。

タンク内圧が所定値を超えると、制御装置３２は電磁弁６８を開弁する（図３と同様の状態）。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。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である。

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が閉弁されており、燃料タンク１４の蒸発燃料はキャニスタ３４に移動しない。

次に、第一実施形態の燃料タンクシステム１２における異常検知の方法について説明する。この異常検知は、「キャニスタの穴あき」と「燃料タンクの穴あき」の２種類の穴あき検知と、オリフィスの詰まりの検知を含む。なお、実際には、「キャニスタの穴あき」検知では、エンジン２６（厳密にはキャニスタ３４のパージに応じて開閉されるパージ弁）からキャニスタ３４を経て電磁弁６８及びダイヤフラム弁４６に至る経路の穴あきを検知する。「燃料タンクの穴あき」検知では、電磁弁６８及びダイヤフラム弁４６から燃料タンク１４及び給油配管８２に至る経路の穴あきを検知する。

図５に示すように、この異常検知のフローでは、まず、ステップＳ１０２において、電磁弁６８を開弁すると共に、負圧ポンプ４２を停止する。これにより、キャニスタ３４、背圧室５８及び燃料タンク１４内に大気が導入されるの。キャニスタ内圧は、図６（Ａ）に一点鎖線ＣＰで示すように大気圧に近い状態になる。同様にタンク内圧も、図６（Ｂ）に二点鎖線ＴＰで示すように、大気圧に近い状態なる。

次に、ステップＳ１０４において、電磁弁６８を閉弁すると共に、負圧ポンプ４２を駆動する。このとき、電磁弁６８が確実に閉弁されていれば、負圧は、キャニスタ３４には作用するが、燃料タンク１４には作用しない。すなわち、キャニスタ内圧は図７（Ａ）に一点鎖線ＣＰで示すように徐々に下がるが、これに対し、タンク内圧は図７（Ｂ）に二点鎖線ＴＰ示すように変化しない（大気圧に近い状態に維持される）。

ステップＳ１０６では、キャニスタ内圧が低下したか否かを判断する。判断基準としては、負圧の基準値（破線ＤＰで示す特定の値）を設定し、この基準値よりも低いか否かで判断できる。

図８（Ａ）に一点鎖線ＣＰで示すように、キャニスタ内圧が低下していないと判断した場合は、キャニスタ３４に穴あきが生じていると考えられる。制御装置３２は、ステップＳ１２２に移行し、報知装置８６によって、キャニスタ３４の穴あきを報知する。なお、このとき、図８（Ｂ）に二点鎖線ＴＰで示すように、タンク内圧も変化せず、大気圧に近い状態に維持される。

制御装置３２は、ステップＳ１０６において、キャニスタ内圧が低下した（図９（Ａ）の一点鎖線ＣＰ参照）と判断した場合は、ステップＳ１０８に移行する。そして、制御装置３２は、タンク内圧が低下したか否かを判断する。すなわち、ステップＳ１０４で制御装置３２が電磁弁６８を閉弁制御（閉弁を指示する電気信号の送信）をしたにもかかわらず、タンク内圧が低下している場合（図９（Ｂ）の二点鎖線ＴＰ参照）は、負圧ポンプ４２の負圧が燃料タンク１４に作用したと考えられる。そして、その原因としては、ダイヤフラム弁４６又は電磁弁６８が開弁状態で固着していると考えられる。そこで、制御装置３２は、ステップＳ１２４に移行し、ダイヤフラム弁４６又は電磁弁６８が開弁状態で固着していること（開固着）を報知装置８６により報知する。

制御装置３２は、ステップＳ１０８でタンク内圧が低下していないと判断した場合は、ステップＳ１１０に移行し、電磁弁６８を開弁すると共に負圧ポンプ４２を停止する。キャニスタ３４、背圧室５８及び燃料タンク１４内に大気が導入されるので、キャニスタ３４、燃料タンク１４の内圧は再び大気圧（あるいは大気圧に近い状態）になる。

制御装置３２は、ステップＳ１１２では、電磁弁６８を開弁すると共に、負圧ポンプ４２を駆動する。そして、制御装置３２は、ステップＳ１１４において、キャニスタ内圧が低下したか否かを判断する。すなわち、既にステップＳ１０６においてキャニスタ内圧が低下しておらず、キャニスタ３４に穴あきは生じていないと判断しているので、燃料タンク１４に穴あきが生じていなければ、図１０（Ａ）及び図１０（Ｂ）に示すように、キャニスタ内圧およびタンク内圧はいずれも低下する。

制御装置３２は、ステップＳ１１４において、図１１（Ａ）に一点鎖線ＣＰで示すように、キャニスタ内圧が低下しない（大気圧に近い状態に維持されている）と判断した場合には、燃料タンク１４に穴あきが生じていると考えられる。したがって、この場合は、制御装置３２は、ステップＳ１２６に移行し、燃料タンク１４の穴あきを報知装置８６により報知する。なお、この状態では、図１１（Ｂ）に二点鎖線ＴＰで示すように、タンク内圧も低下しない（大気圧に近い状態に維持される）。

制御装置３２は、ステップＳ１１４において、図１２（Ａ）に一点鎖線ＣＴで示すように、キャニスタ内圧が低下していると判断した場合は、ステップＳ１１６において、タンク内圧が大気圧であるか否かを判断する。ここで想定しているのは、ステップＳ１１４において燃料タンク１４に穴あきが生じていないと判断したにも関わらず、図１２（Ｂ）に二点鎖線ＴＰで示すように、タンク内圧が大気圧に近い状態である。この場合、電磁弁６８が閉弁状態で固着しており、燃料タンク１４に負圧ポンプ４２の負圧が作用していないと考えられる。したがって、この場合は、制御装置３２は、制御装置３２はステップＳ１２８に移行し、電磁弁６８が閉弁状態で固着していること（閉固着）を報知装置８６により報知する。

ここで、オリフィス６４に詰まりが生じている場合を想定する。この場合、電磁弁６８の開弁により背圧室５８に負圧ポンプ４２の負圧が作用すると、ダイヤフラム弁４６が一時的に開弁状態になる。しかし、ダイヤフラム弁４６の開弁により主室５２も負圧になると、ダイヤフラム弁４６は閉弁状態になる。このようにダイヤフラム弁４６が開閉を繰り返すと、結果的には、ある程度の時間でベント配管３６を十分な量の気体が流れるため、タンク内圧は負圧になる。すなわち、ステップＳ１１６においてタンク内圧は大気圧ではないと判断するので、そのままこのフローを終了すると、オリフィス６４の詰まりを検知できないことになる。

そこで、本実施形態では、ステップＳ１１６において、タンク内圧が図１２（Ｂ）に示すように負圧であると判断した場合は、制御装置３２は、ステップＳ１１８に移行し、電磁弁６８を開弁すると共に、負圧ポンプ４２を停止する。これにより、図１３（Ａ）に一点鎖線ＣＰで示すように、キャニスタ内圧は短時間で上昇して大気圧に近い状態になる。

また、オリフィス６４に詰まりが生じていなければ、燃料タンク１４も大気開放されるので、図１３（Ｂ）に二点鎖線ＴＰで示すように、タンク内圧もキャニスタ内圧と同様に短時間で上昇すると考えられる。

制御装置３２は、ステップＳ１２０では、タンク内圧の上昇速度が遅いか否かを判断する。図１４（Ｂ）に二点鎖線ＴＰで示すように、タンク内圧の上昇速度が遅い場合は、オリフィス６４に詰まりが生じていると考えられるので、制御装置３２はステップＳ１３０に移行し、オリフィス６４の詰まりを報知装置８６によって報知する。これに対し、ステップＳ１２０において、タンク内圧の上昇速度が速いと判断した場合は、制御装置３２はこのフローを終了する。

なお、ステップＳ１２０における、タンク内圧の上昇速度の判断基準は、特に限定されない。たとえば、図１４（Ａ）に示すように、キャニスタ内圧の上昇速度は速いと考えられるので、キャニスタ内圧と比較してタンク内圧の上昇速度が遅い場合に、ステップＳ１３０に移行してもよい。

あるいは、オリフィス６４に詰まりが生じていないときのタンク内圧の上昇速度をあらかじめ測定しておき、この測定速度に基づくタンク内圧の上昇速度の閾値を設定してもよい、たとえば、図１４（Ｂ）に示す破線ＤＬは、このようにして決定したタンク内圧の上昇速度の閾値である。そして、この閾値よりもタンク内圧の上昇速度が遅い（図１４（Ｂ）においてタンク内圧ＴＰの勾配が緩い）場合に、ステップＳ１３０に移行する構成でもよい。

上記説明から分かるように、制御装置３２がステップＳ１１８及びステップＳ１２０を行わない場合は、オリフィス６４に詰まりが生じていても、この詰まりを検出できない。本実施形態のタンク異常検出方法では、ステップＳ１１８を実行し、ステップＳ１２０の判断を行うことで、オリフィス６４の詰まりの有無を検出できる。

次に、第二実施形態について説明する。第二実施形態において、第一実施形態ど同様の要素、部材等については同一符号を付して、詳細な説明を省略する。また、第二実施形態の燃料タンクシステムの全体構成についても、第一実施形態の燃料タンクシステムと同様であるので、図示を省略する。

第二実施形態では、図１５に示すように、キャニスタ側ベント配管３６Ｃと主室５２（又はタンク側ベント配管３６Ｔ）との隔壁に、リリーフ孔９０が形成されている。キャニスタ側ベント配管３６Ｃ内には、リリーフ孔９０を開閉する正圧リリーフ弁９２が設けられている。

正圧リリーフ弁９２は、リリーフ孔９０を開閉するリリーフ弁本体９４と、このリリーフ弁本体９４を閉位置に付勢するバネ９６とを有している。燃料タンク１４のタンク内圧が正圧の状態であっても所定値以下の場合は、バネ９６の付勢力で、リリーフ弁本体９４は閉位置にあり、リリーフ孔９０を閉塞している。しかし、タンク内圧が所定値を超えると、バネ９６の付勢力に抗してリリーフ弁本体９４が開位置に移動する。これにより、燃料タンク１４内の気体が、主室５２（またはタンク側ベント配管３６Ｔ）からキャニスタ側ベント配管３６Ｃに流れるので、タンク内圧が過度に上昇することが抑制される。

第二実施形態においても、第一実施形態と同様の異常検知の方法により、燃料タンクシステムの異常を検知できる。特に、負圧ポンプ４２の駆動により、キャニスタ３４から燃料タンク１４に至る経路の一部又は全部に負圧が作用することがある。しかし、この負圧によって正圧リリーフ弁９２が不用意に開弁されないように、正圧リリーフ弁９２の開弁圧が設定されている。

燃料タンクシステムの異常検知に用いるポンプとして、上記では負圧ポンプを例示しているが、たとえば、正圧ポンプでもよい。負圧ポンプを用いると、上記説明から分かるように、キャニスタや燃料タンクの穴あきを検知するときにも、キャニスタや燃料タンクに負圧を印加して、これらの穴あきを効率的に検知できる。換言すれば、キャニスタや燃料タンクの穴あき検知に用いられる負圧ポンプを有効に利用して、オリフィス６４の詰まりを検知することが可能であり、あらたなポンプの追加が不要である。

上記では、電磁弁６８を備えた燃料タンクシステム１２を例示したが、オリフィス６４の詰まりを検知するためには、電磁弁６８がない構成の燃料タンクシステムでもよい。すなわち、負圧ポンプ４２の駆動により燃料タンク１４に負圧を印加し、その後、負圧ポンプ４２を停止すれば、タンク内圧の変化から、オリフィス６４の詰まりを検知することは可能である。

電磁弁６８をキャニスタ側バイパス通路６６に設けると、キャニスタ側バイパス通路６６を閉じることで、燃料タンク１４内の蒸発燃料のキャニスタ３４への移動を抑制できる。そして、電磁弁６８を開弁することで、背圧室５８を大気開放することが可能である。

１２ 燃料タンクシステム
１４ 燃料タンク
２４ 燃料ポンプ
２６ エンジン
３０ タンク内圧センサ
３２ 制御装置（検知部材）
３４ キャニスタ
３６ ベント配管
３６Ｃ キャニスタ側ベント配管
３６Ｔ タンク側ベント配管
３８ パージ配管
４０ 大気開放配管
４２ 負圧ポンプ（ポンプ）
４６ ダイヤフラム弁
５２ 主室
５４ 弁部材本体
５６ ダイヤフラム
５８ 背圧室
６２ タンク側バイパス通路
６４ オリフィス
６６ キャニスタ側バイパス通路
６８ 電磁弁
８４ キャニスタ内圧センサ

Claims (6)

1. 燃料を収容する燃料タンクと、
   前記燃料タンクで発生した蒸発燃料を吸着剤によって吸着及び脱離し、大気連通口を備えたキャニスタと、
   前記燃料タンクと前記キャニスタとを連通するベント配管と、
   前記ベント配管において前記燃料タンクの圧力が作用する主室と、前記主室に対しダイヤフラム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りダイヤフラムが移動すると開弁状態となり前記ベント配管を連通させる弁部材と、
   前記燃料タンクから前記主室までの前記ベント配管と前記背圧室とを連通するタンク側バイパス通路と、
   前記主室から前記キャニスタまでの前記ベント配管と前記背圧室とを連通するキャニスタ側バイパス通路と、
   前記タンク側バイパス通路の流路断面積を小さくする断面積減少部と、
   前記キャニスタの前記大気連通口に設けられ前記キャニスタから前記背圧室を経て前記燃料タンクに気圧を印加するポンプと、
   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、
   前記燃料タンクに対し前記ポンプにより前記気圧を印加した状態から前記タンク内圧センサで検出されたタンク内圧の変化により、前記断面積減少部の詰まりを検知する検知部材と、
   を有する燃料タンクシステム。
2. 前記キャニスタ側バイパス通路を開閉するよう制御される電磁弁を有する請求項１に記載の燃料タンクシステム。
3. 前記キャニスタのキャニスタ内圧を検出するキャニスタ内圧センサを有し、
   前記検知部材が、前記キャニスタ及び前記燃料タンクに対し前記気圧を印加した状態から前記キャニスタ内圧センサで検出されたキャニスタ内圧の変化と前記タンク内圧の変化の比較により、前記断面積減少部の詰まりを検知する請求項１又は請求項２に記載の燃料タンクシステム。
4. 前記ポンプが負圧ポンプである請求項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. 燃料を収容する燃料タンクと、
   前記燃料タンクで発生した蒸発燃料を吸着剤によって吸着及び脱離し、大気連通口を備えたキャニスタと、
   前記燃料タンクと前記キャニスタとを連通するベント配管と、
   前記ベント配管において前記燃料タンクの圧力が作用する主室と、前記主室に対しダイヤフラム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りダイヤフラムが移動すると開弁状態となり前記ベント配管を連通させる弁部材と、
   前記燃料タンクから前記主室までの前記ベント配管と前記背圧室とを連通するタンク側バイパス通路と、
   前記主室から前記キャニスタまでの前記ベント配管と前記背圧室とを連通するキャニスタ側バイパス通路と、
   前記キャニスタ側バイパス通路を開閉するよう制御される電磁弁と、
   前記タンク側バイパス通路の流路断面積を局所的に小さくする断面積減少部と、
   前記キャニスタの前記大気連通口に設けられ前記キャニスタから前記背圧室を経て前記燃料タンクに気圧を印加するポンプと、
   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、
   を有する燃料タンクシステムに対し、
   前記ポンプにより前記燃料タンクに圧力を印加した後、前記ポンプを駆動停止し前記大気連通口から前記キャニスタ、前記背圧室及び前記燃料タンクを大気開放した状態で、前記タンク内圧の変化から前記断面積減少部の詰まりの有無を検知する燃料タンクシステム異常検知方法。
6. 前記燃料タンクシステムが、前記キャニスタのキャニスタ内圧を検出するキャニスタ内圧センサを有し、
   前記断面積減少部の詰まりを、前記キャニスタ及び前記燃料タンクに対し前記気圧を印加した状態からのキャニスタ内圧の変化とタンク内圧の変化の比較により検知する請求項５に記載の燃料タンクシステム異常検知方法。