特許 7428162 燃料タンクシステム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-01-29

(45)【発行日】2024-02-06

(54)【発明の名称】燃料タンクシステム

(51)【国際特許分類】

   F02M 25/08 20060101AFI20240130BHJP

【ＦＩ】

F02M25/08 Z

F02M25/08 E

F02M25/08 F

【請求項の数】 7

(21)【出願番号】P 2021086799

(22)【出願日】2021-05-24

(65)【公開番号】P2022179958

(43)【公開日】2022-12-06

【審査請求日】2023-05-24

(73)【特許権者】

【識別番号】000241463

【氏名又は名称】豊田合成株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000028

【氏名又は名称】弁理士法人明成国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】金子 健一郎

(72)【発明者】

【氏名】小林 奨英

【審査官】津田 真吾

(56)【参考文献】

【文献】特開２００５－２９１０８２（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２００２／００８１２５７（ＵＳ，Ａ１）

【文献】特開平４－６６７６４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００６－３２９１４３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１３－１２１８１１（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｆ０２Ｍ ２５／０８

Ｂ６０Ｋ １５／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

燃料タンクシステムであって、
燃料タンクと、
前記燃料タンクの燃料蒸気を吸着するためのキャニスタと、
前記燃料タンクと前記キャニスタとを連通する蒸気通路と、
前記キャニスタと大気とを連通する大気通路と、
前記キャニスタと前記大気通路とを連通する循環通路と、
前記循環通路に配置され、前記燃料蒸気を酸化分解するための燃料蒸気処理ユニットと、
前記循環通路と前記大気通路とを非連通状態にすると共に、前記大気通路と前記大気とを連通状態にする第１状態と、前記循環通路と前記大気通路とを連通状態にすると共に、前記大気通路と前記大気とを非連通状態にする第２状態と、を切り替える切替弁と、を備える、燃料タンクシステム。

【請求項2】

請求項１に記載の燃料タンクシステムであって、
前記燃料蒸気処理ユニットは、
光触媒と、前記光触媒に光を照射する照射部と、を有する、燃料タンクシステム。

【請求項3】

請求項２に記載の燃料タンクシステムであって、さらに、
前記循環通路に配置され、前記酸化分解にて生成される物質を前記循環通路から外部に出すと共に、前記酸化分解にて消費される物質を前記外部から前記循環通路に入れるためのガス置換ユニットを備える、燃料タンクシステム。

【請求項4】

請求項２または３に記載の燃料タンクシステムであって、さらに、
前記大気通路のうちで、前記循環通路と前記大気通路との接続点と前記キャニスタとの間に配置された流体を流すためのポンプを備える、燃料タンクシステム。

【請求項5】

請求項４に記載の燃料タンクシステムであって、さらに、
前記蒸気通路に配置され、前記蒸気通路を開閉する第１弁と、
前記キャニスタと内燃機関とを連通するパージ通路と、
前記パージ通路に配置され、前記パージ通路を開閉する第２弁と、
前記切替弁を前記第２状態にし、前記第１弁と前記第２弁とを閉弁状態にし、前記ポンプを作動する分解処理を実行する制御部と、を備える燃料タンクシステム。

【請求項6】

請求項５に記載の燃料タンクシステムであって、さらに、
前記燃料タンクの内圧を検出する圧力センサーを備え、
前記制御部は、
前記切替弁を前記第１状態にし、前記第１弁を開弁状態にし、前記第２弁を閉弁状態にし、前記ポンプを作動して前記燃料タンクの内圧を低下させる第１処理と、
前記切替弁を前記第２状態にし、前記第１弁を開弁状態にし、前記第２弁を閉弁状態にし、前記ポンプを停止する第２処理と、
前記圧力センサーの検出圧力を取得し、前記検出圧力の上昇率を用いて、前記燃料タンクから前記キャニスタへ至る経路における穴開きの有無を判断する第３処理と、を有する検知処理を実行する、燃料タンクシステム。

【請求項7】

請求項５または６に記載の燃料タンクシステムであって、
前記制御部は、前記分解処理において、
前記照射部に、前記光を照射させる、燃料タンクシステム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、燃料タンクシステムに関する。

【背景技術】

【0002】

従来、燃料タンクを搭載している車両には、燃料蒸気の大気への排出量を低減するためにキャニスタが搭載されている。内燃機関にて燃焼が行われていない期間に発生した燃料蒸気は、キャニスタに一時的に吸着される。一時的にキャニスタに吸着した燃料蒸気は、内燃機関にて燃焼が再開された後に、吸気により脱離して、内燃機関に送られ燃焼する。

【0003】

しかし、キャニスタがアイドリングストップ機能のある車両に搭載された場合や、ハイブリッド車へ搭載された場合などには、内燃機関での燃焼の頻度が低くなり、キャニスタに吸着されている燃料蒸気が脱離する頻度は低くなる。このため、キャニスタで十分吸着しきれなかった燃料蒸気が大気へ排出されるおそれがある。そこで、特許文献１に記載の装置では、キャニスタの大気ポートに燃料蒸気を分解するための光触媒を設けている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開２００５－２９１０８２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかしながら、特許文献１に記載の装置では、大気に排出される燃料蒸気を十分に低減できないおそれがある。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本開示は、以下の形態として実現することが可能である。

【0007】

（１）本開示の一形態によれば、燃料タンクシステムが提供される。この燃料タンクシステムは、燃料タンクと、前記燃料タンクの燃料蒸気を吸着するためのキャニスタと、前記燃料タンクと前記キャニスタとを連通する蒸気通路と、前記キャニスタと大気とを連通する大気通路と、前記キャニスタと前記大気通路とを連通する循環通路と、前記循環通路に配置され、前記燃料蒸気を酸化分解するための燃料蒸気処理ユニットと、前記循環通路と前記大気通路とを非連通状態にすると共に、前記大気通路と前記大気とを連通状態にする第１状態と、前記循環通路と前記大気通路とを連通状態にすると共に、前記大気通路と前記大気とを非連通状態にする第２状態と、を切り替える切替弁と、を備える。この形態によれば、切替弁が第２状態に切り替えることにより、燃料蒸気処理ユニットとキャニスタとを通る閉路が形成され、閉路内の燃料蒸気が燃料蒸気処理ユニットを通過する頻度を高くすることができる。よって、酸化分解される燃料蒸気の量を増やし、閉路内の燃料蒸気の量を低減することができる。キャニスタに吸着される燃料蒸気の量は低減されるため、大気に排出される燃料蒸気の量を低減することができる。
（２）上記形態の燃料タンクシステムにおいて、前記燃料蒸気処理ユニットは、光触媒と、前記光触媒に光を照射する照射部と、を有していてもよい。この形態によれば、光触媒による燃料蒸気の酸化分解により、燃料蒸気の量を低減することができる。
（３）上記形態の燃料タンクシステムにおいて、さらに、前記循環通路に配置され、前記酸化分解にて生成される物質を前記循環通路から外部に出すと共に、前記酸化分解にて消費される物質を前記外部から前記循環通路に入れるためのガス置換ユニットを備えてもよい。この形態によれば、燃料蒸気の酸化分解において、消費される物質を循環通路に補給し、酸化反応を継続して発生させることができる。よって、燃料蒸気処理ユニットとキャニスタとを通る閉路内の燃料蒸気をさらに低減することができる。
（４）上記形態の燃料タンクシステムにおいて、さらに、前記大気通路のうちで、前記循環通路と前記大気通路との接続点と前記キャニスタとの間に配置された流体を流すためのポンプを備えてもよい。この形態によれば、ポンプを作動させることにより、燃料蒸気を含む流体を循環させることができる。これにより、循環経路内の燃料蒸気について、燃料蒸気処理ユニットを一様に通過させることができ、効率的に燃料蒸気の量を低減することができる。
（５）上記形態の燃料タンクシステムにおいて、さらに、前記蒸気通路に配置され、前記蒸気通路を開閉する第１弁と、前記キャニスタと内燃機関とを連通するパージ通路と、前記パージ通路に配置され、前記パージ通路を開閉する第２弁と、前記切替弁を前記第２状態にし、前記第１弁と前記第２弁とを閉弁状態にし、前記ポンプを作動する分解処理を実行する制御部とを備えていてもよい。この形態によれば、制御部は、キャニスタと燃料蒸気処理ユニットとを通る閉路を燃料蒸気が循環する分解処理を実行することができる。これにより、効率的にキャニスタ内の燃料蒸気の量を低減することができる。
（６）上記形態の燃料タンクシステムにおいて、さらに、前記燃料タンクの内圧を検出する圧力センサーを備え、前記制御部は、前記切替弁を前記第１状態にし、前記第１弁を開弁状態にし、前記第２弁を閉弁状態にし、前記ポンプを作動して前記燃料タンクの内圧を低下させる第１処理と、前記切替弁を前記第２状態にし、前記第１弁を開弁状態にし、前記第２弁を閉弁状態にし、前記ポンプを停止する第２処理と、前記圧力センサーの検出圧力を取得し、前記検出圧力の上昇率を用いて、前記燃料タンクから前記キャニスタへ至る経路における穴開きの有無を判断する第３処理とを有する検知処理を実行してもよい。この形態によれば、ポンプを用いて、穴開きを検知するための検知処理を実行することができる。
（７）上記形態の燃料タンクシステムにおいて、前記制御部は、前記分解処理において、前記照射部に、前記光を照射させてもよい。この形態によれば、光を照射させることにより、光触媒による燃料蒸気の酸化分解を確実に行うことができる。これにより、燃料蒸気の量を低減することができる。
なお、本開示は、種々の形態で実現することが可能であり、上記形態の他に、燃料タンクシステムの制御方法などの形態で実現することができる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】燃料タンクシステムの概略構成図である。

【図2】燃料蒸気処理ユニットの構造を示す模式図である。

【図3】ガス置換ユニットの構造を示す模式図である。

【図4】キーオフ後処理のフローチャートである。

【図5】検知処理のフローチャートである。

【図6】分解処理のフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0009】

Ａ．実施形態：
Ａ１．燃料タンクシステムの構成：
図１は、燃料タンクシステム１００の概略構成図である。燃料タンクシステム１００は、内燃機関２１０が搭載された車両に搭載されている。燃料タンクシステム１００は、燃料タンク１０と、給油口２０と、キャニスタ３０と、燃料蒸気処理ユニット４０と、ガス置換ユニット５０と、制御部９０と、インレットパイプ７０と、インレット循環通路７１と、蒸気通路７２と、大気通路７３と、循環通路７４と、パージ通路７５とを有する。燃料タンク１０は、燃料を貯留する。燃料タンク１０には、燃料ポンプ１１と圧力センサー１２とが取り付けられている。燃料ポンプ１１は、燃料タンク１０に貯留された燃料を内燃機関２１０へ送出するために設けられている。圧力センサー１２は、燃料タンク１０の内圧を検出する。

【0010】

給油口２０は、燃料タンク１０に燃料を注入するために設けられている。燃料タンク１０に燃料が注入される際には、開放された給油口２０に給油ガンが挿入される。給油口２０には、給油キャップ６０が着脱可能に取り付けられる。燃料タンク１０と給油口２０とはインレットパイプ７０により連通されている。インレットパイプ７０には、燃料タンク１０から給油口２０へ向かう燃料の逆流を防ぐための逆止弁２１が取り付けられている。インレット循環通路７１は、インレットパイプ７０と燃料タンク１０とを連通し、燃料タンク１０にて生じる燃料蒸気をインレットパイプ７０に導く。具体的には、インレット循環通路７１の一端は、インレットパイプ７０の給油口２０に近いインレット接続点Ｐ１に接続され、インレット循環通路７１の他端は、燃料タンク１０に接続されている。給油されている間、給油口２０から燃料が流入するのに伴い、燃料タンク１０では、燃料蒸気が多く発生する。ここで、インレット循環通路７１が設けられていることにより、発生した燃料蒸気はインレット循環通路７１を通じて給油口２０付近のインレットパイプ７０へ戻される。これにより、キャニスタ３０へ流れる燃料蒸気の量を低減することができる。

【0011】

キャニスタ３０は、燃料タンク１０の燃料蒸気を吸着する。キャニスタ３０は、筐体３１と、第１多孔質膜３２と、第２多孔質膜３３と、隔壁３４と、第１室３５と、第２室３６とを有する。第１多孔質膜３２および第２多孔質膜３３は、筐体３１の内側に、互いに対向して設けられている。筐体３１と、第１多孔質膜３２と、第２多孔質膜３３とにより区画された内部空間は、隔壁３４により、さらに第１室３５と、第２室３６とに区画されている。第２室３６は、第１室３５よりも小さい。第１室３５および第２室３６には、燃料蒸気を吸着する図示しない活性炭が収納されている。

【0012】

蒸気通路７２は、燃料タンク１０とキャニスタ３０とを連通する。蒸気通路７２の一端は、第１室３５と連通するようにキャニスタ３０に接続されている。蒸気通路７２の他端は、二又に分かれている。蒸気通路７２の２つの他端の一方は、カットオフバルブ１３を介して燃料タンク１０に接続されている。蒸気通路７２の２つの他端の他方は、満タン検知バルブ１４を介して燃料タンク１０に接続されている。カットオフバルブ１３は、車両転倒時などに閉弁し、蒸気通路７２を通じての燃料の流出を防ぐための弁である。満タン検知バルブ１４は、給油時に満タンを検知するための弁である。具体的には、満タン検知バルブ１４は、燃料タンク１０に貯留された燃料の液面が満タンを検知するための検知位置となると閉弁する。給油において、満タン検知バルブ１４が閉弁すると、燃料タンク１０の内圧が上昇し、燃料がインレット循環通路７１を通じて給油口２０へ向かって逆流する。逆流した燃料は、給油口２０に挿入された給油ガンに取り付けられたセンサーに接触し、満タンが検知される。

【0013】

蒸気通路７２には、第１弁としての封鎖弁８４と、正圧弁８５と、負圧弁８６とが、互いに並列に設けられている。具体的には、蒸気通路７２は、蒸気通路７２の分岐点Ｐ２で３つの通路に分岐する。そして、３つの経路は、蒸気通路７２の合流点Ｐ３で１つに合流する。３つの経路の各々に、封鎖弁８４と、正圧弁８５と、負圧弁８６とが取り付けられている。封鎖弁８４は、蒸気通路７２を開閉する。封鎖弁８４は、内燃機関２１０の運転停止中に発生する燃料蒸気のキャニスタ３０への流入を遮断するために取り付けられている。封鎖弁８４は、電磁弁であり、制御部９０による指令により、蒸気通路７２を開閉する。正圧弁８５および負圧弁８６は、チェック弁であり、燃料タンク１０の内圧が異常に高く、または低くなる異常状態を回避するために取り付けられている。正圧弁８５は、燃料タンク１０の内圧が、予め定められた基準高圧力以上となると開弁する。負圧弁８６は、燃料タンク１０の内圧が、予め定められた基準低圧力以下となると開弁する。

【0014】

キャニスタ３０と大気とは、大気通路７３を通じて連通している。具体的には、大気通路７３の一端は、キャニスタ３０の第２室３６と連通するように、キャニスタ３０と接続されている。大気通路７３の他端は、大気と連通している。キャニスタ３０と大気通路７３とは、循環通路７４を通じて連通している。具体的には、循環通路７４の一端は、キャニスタ３０の第１室３５と連通するように、キャニスタ３０に接続されている。循環通路７４の他端は、大気通路７３の途中の接続点Ｐ４において、大気通路７３に接続されている。ここで、キャニスタ３０と接続点Ｐ４との間の大気通路７３を第１大気通路７３ａと称し、接続点Ｐ４と大気との間の大気通路７３を第２大気通路７３ｂと称する。接続点Ｐ４には、切替弁としての三方弁８２が取り付けられている。三方弁８２は、制御部９０による指令により、大気通路７３および循環通路７４についての連通状態を、第１状態と第２状態とのいずれかに切り替える。第１状態では、循環通路７４と大気通路７３とは非連通状態であり、大気通路７３と大気とは連通状態である。第２状態では、循環通路７４と大気通路７３とは連通状態であり、大気通路７３と大気とは非連通状態である。具体的には、第１状態では、三方弁８２は、循環通路７４と大気通路７３との連通を遮断し、第１大気通路７３ａと、第２大気通路７３ｂとの連通を許容する。対して、第２状態では、三方弁８２は、第１大気通路７３ａと、循環通路７４との連通を許容し、第１大気通路７３ａと、第２大気通路７３ｂとの連通を遮断する。

【0015】

第１大気通路７３ａには、双方向に流体を流すためのポンプ８１が配置されている。第２大気通路７３ｂには、エアーフィルタ７７が配置されている。循環通路７４には、キャニスタ３０から接続点Ｐ４に向かって、燃料蒸気処理ユニット４０、ガス置換ユニット５０が、この順に取り付けられている。燃料蒸気処理ユニット４０は、後述する光触媒４４ａを用いて燃料蒸気を酸化分解する。ガス置換ユニット５０は、酸化分解にて生成される物質を循環通路７４から外部としての大気に出すと共に、酸化分解にて消費される物質を外部としての大気から循環通路７４に入れる。

【0016】

キャニスタ３０と、内燃機関２１０とは、パージ通路７５を通じて連通されている。具体的には、パージ通路７５の一端は、キャニスタ３０の第１室３５と連通するように、キャニスタ３０に接続されている。そして、パージ通路７５の他端は、内燃機関２１０の燃焼室に通じるインテークマニホールド２００に接続されている。パージ通路７５には、パージ通路７５を開閉する第２弁としての電磁弁８３が配置されている。

【0017】

制御部９０は、ＥＣＵ（engine control unit）などにより実現される。制御部９０は、燃料タンクシステム１００の各要素、具体的には、燃料ポンプ１１、燃料蒸気処理ユニット４０、ポンプ８１などを制御する。また、制御部９０は、圧力センサー１２が検出する検出圧力を受信する。

【0018】

図２は、燃料蒸気処理ユニット４０の構造を示す模式図である。燃料蒸気処理ユニット４０は、ＶＯＣ筐体４１と、ＶＯＣ流入口４２と、ＶＯＣ流出口４３と、光触媒多孔質体４４と、照射部４５とを有する。ＶＯＣ筐体４１は、中心軸ＣＸを有する筒状であり、中心軸ＣＸ方向における両端部は閉塞されている。ＶＯＣ筐体４１に、ＶＯＣ筐体４１の径方向に延びるＶＯＣ流入口４２およびＶＯＣ流出口４３が設けられている。ＶＯＣ流入口４２およびＶＯＣ流出口４３は、ＶＯＣ筐体４１の内部空間と連通しており、中心軸ＣＸ方向において、互いに離れて設けられている。ＶＯＣ流入口４２は、キャニスタ３０と連通している。ＶＯＣ流出口４３は、ガス置換ユニット５０の後述するガス置換流入口５２と連通している。ＶＯＣ筐体４１の内部に、円板状の光触媒多孔質体４４が、ＶＯＣ筐体４１と同軸に配置されている。光触媒多孔質体４４は、円周端部がＶＯＣ筐体４１の内壁と接するように設けられている。光触媒多孔質体４４により、ＶＯＣ筐体４１の内部空間は、２つに区画されている。２つに区画された内部空間の一方は、ＶＯＣ流入口４２と直接連通する。２つに区画された内部空間の他方は、ＶＯＣ流出口４３と直接連通する。

【0019】

光触媒多孔質体４４は、多孔質の触媒基材に光触媒４４ａが担持されて構成されている。照射部４５は、光触媒多孔質体４４に担持された光触媒４４ａに光を照射する。光触媒多孔質体４４は、流体を通過させる。また、光触媒４４ａは、照射部４５から照射される光により、光触媒反応を生じさせる。燃料蒸気に含まれる炭化水素や、一酸化炭素や、窒素酸化物などは、光触媒反応により酸化分解され、水、二酸化炭素、窒素などが生成される。光触媒４４ａとしては、酸化チタン、ＧａＮ－ＺｎＯ固溶体、ＬａＭｇ_１／３Ｔａ_２／３Ｏ_２Ｎなどを用いることができる。本実施形態では、光触媒４４ａとして酸化チタンが用いられる。照射部４５は、ＬＥＤ（light emitting diode）４５ａを有する。ＬＥＤ４５ａは、光触媒４４ａが高効率で吸収する波長の光を発する。上記の様に、本実施形態では、光触媒４４ａとして、酸化チタンが用いられているため、ＬＥＤ４５ａとして、ＵＶ－Ｃ紫外光を発するＬＥＤが用いられている。なお、照射部４５が有する発光体は、ＬＥＤに限られず、エキシマランプや、低圧紫外線ランプや、高圧紫外線ランプや、超高圧水銀ランプや、メタルハライドランプや、ナトリウムランプなどでもよい。

【0020】

図３は、ガス置換ユニット５０の構造を示す模式図である。ガス置換ユニット５０は、ガス置換筐体５１と、ガス置換流入口５２と、ガス置換流出口５３と、ガス置換大気流通口５４と、ゼオライト膜５５とを有する。ガス置換筐体５１は、内部空間を有する箱形状を有する。ゼオライト膜５５は、ナノ多孔質体であり、分子量が小さい分子の通過を許容し、分子量が大きい分子の通過を妨げる。具体的には、ゼオライト膜５５は、酸素、二酸化炭素、水などを通過させ、燃料蒸気の成分である例えばブタンなどの炭化水素の通過を妨げる。ゼオライト膜５５は、周囲がガス置換筐体５１の内壁と接するように配置されている。ゼオライト膜５５により、ガス置換筐体５１の内部空間は、ガス置換第１室５６と、ガス置換第２室５７とに区分されている。ガス置換流入口５２とガス置換流出口５３とは、ガス置換第１室５６と連通している。ガス置換流入口５２と、ガス置換流出口５３とは、互いに対向して設けられている。ガス置換流入口５２は、燃料蒸気処理ユニット４０のＶＯＣ流出口４３と連通している。ガス置換流出口５３は、三方弁８２を通じて大気通路７３と連通している。ガス置換大気流通口５４は、ガス置換第２室５７と連通している。ガス置換大気流通口５４は、ガス置換エアーフィルタ５８を通じて大気と連通している。

【0021】

Ａ２．燃料タンクシステムにおける燃料蒸気の流れ：
図１を用いて、燃料タンクシステム１００における燃料蒸気の流れについて説明する。内燃機関２１０が運転停止中である場合、典型的には、車両が駐車している場合、制御部９０は、電磁弁８３および封鎖弁８４を閉弁状態にし、三方弁８２を第１状態にし、ポンプ８１を停止状態にする。燃料タンク１０の内圧が異常に高くない、または異常に低くない場合、すなわち、内圧が基準低圧力より高く、基準高圧力より低い場合、正圧弁８５および負圧弁８６はいずれも閉弁するため、燃料蒸気は、燃料タンク１０内に封鎖され、燃料蒸気の大気への排出が抑制される。

【0022】

給油される場合、制御部９０は、封鎖弁８４を開弁する。内燃機関２１０が運転停止中である場合と同様に、電磁弁８３は閉弁状態にされ、三方弁８２は第１状態にされ、ポンプ８１は停止状態にされる。封鎖弁８４が開弁されることにより、給油中に発生する大量の燃料蒸気は、蒸気通路７２を通じてキャニスタ３０の活性炭に吸着される。これにより、給油口２０からの燃料蒸気の大気へ排出を抑制することができる。吸着された燃料蒸気は、内燃機関２１０の運転が再開された後、典型的には、車両の走行中に、パージ動作により内燃機関２１０へ送出され、燃焼される。具体的には、パージ動作において、制御部９０は、電磁弁８３を開弁する。内燃機関２１０の運転における吸気工程にて、インテークマニホールド２００が負圧になるのに伴い、大気通路７３を通じて流入した空気は、キャニスタ３０の第２室３６および第１室３５を通り、インテークマニホールド２００へ流れ込む。空気がキャニスタ３０を通過するのに伴い、キャニスタ３０に吸着されていた燃料蒸気は、脱離される。脱離された燃料蒸気は、空気と共にインテークマニホールド２００を通じて内燃機関２１０の燃料室に送り込まれ、燃焼される。なお、走行中の場合、パージ動作が行われない期間では、電磁弁８３は閉弁状態にされる。また、走行中の場合、封鎖弁８４は閉弁状態にされる。

【0023】

上記のように、キャニスタ３０に吸着された燃料蒸気は、パージ動作により脱離される。しかし、キャニスタ３０がアイドリングストップ機能のある車両に搭載された場合や、ハイブリッド車へ搭載された場合、または、キャニスタ３０の容量が大きく燃料蒸気の吸着量が多い場合などには、パージ動作だけでは、燃料蒸気がキャニスタ３０から十分に脱離されない場合がある。燃料蒸気がキャニスタ３０から十分に脱離されないと、キャニスタ３０に流入する燃料蒸気量がキャニスタ３０の吸着可能な上限量を超えてしまい、燃料蒸気が大気通路７３を通じて大気に排出されてしまうおそれがある。このため、キャニスタ３０内の燃料蒸気の量は低減することが好ましい。そこで、本実施形態に係る燃料タンクシステム１００には、燃料蒸気処理ユニット４０が備えられている。燃料蒸気処理ユニット４０を用いて燃料蒸気を酸化分解することにより、キャニスタ３０に吸着されている燃料蒸気の量を低減することができる。これにより、大気への燃料蒸気の排出量を低減することができる。本実施形態では、車両の駐車中に行われる穴開き検知するための検知処理の後に、燃料蒸気を酸化分解するための分解処理が行われる構成を例に説明する。分解処理が行われる時期は、検知処理の後に限られず、検知処理の実行の有無に拘わらず、車両の駐車中や走行中に行われてもよい。

【0024】

Ａ３．キーオフ後処理：
図４は、キーオフ後処理のフローチャートである。図５は、検知処理のフローチャートである。図６は、分解処理のフローチャートである。ユーザーにより、車両の始動スイッチがオフ状態にされ、車両が所謂キーオフ状態となると、穴開きを検知するための検知処理が行われる（ステップＳ１００）。

【0025】

図５に示すように、検知処理では、まず、制御部９０は、封鎖弁８４を開弁する（ステップＳ１０）。制御部９０は、電磁弁８３が閉弁状態であることを確認する（ステップＳ１２）。具体的には、電磁弁８３に開閉状態を問い合わせる信号を送信し、電磁弁８３により送信される閉弁状態であることを示す信号を受信して、閉弁状態であることを確認する。制御部９０は、三方弁８２が第１状態であることを確認する（ステップＳ１４）。具体的には、制御部９０は、ステップＳ１２と同様に、三方弁８２に状態を問い合わせる信号を送信して確認する。制御部９０は、ポンプ８１を大気に向かって流体を流すように負圧作動させ、燃料タンク１０の圧力を低下させる（ステップＳ１６）。ステップＳ１０，Ｓ１２，Ｓ１４，Ｓ１６を第１処理とも呼ぶ。

【0026】

制御部９０は、ポンプ８１の作動を停止させる（ステップＳ１８）。制御部９０は、三方弁８２を、第２状態に切り替える（ステップＳ２０）。これにより、大気通路７３と大気とは非連通状態になる。封鎖弁８４は、開弁状態が維持される。電磁弁８３は、閉弁状態が維持される。ステップＳ１８，Ｓ２０を第２処理とも呼ぶ。

【0027】

制御部９０は、圧力センサー１２の検出圧力を取得し、検出圧力の上昇率を用いて、燃料タンク１０からキャニスタ３０へ至る経路における穴開きの有無を判断する。具体的には、制御部９０は、圧力センサー１２から検出圧力を取得し、取得した検出圧力を第１検出圧力ＤＰ１として記憶する（ステップＳ２２）。制御部９０は、ステップＳ２２の実行後、予め定められた基準時間ＲＴが経過した後、圧力センサー１２から検出圧力を取得し、取得した検出圧力を第２検出圧力ＤＰ２として記憶する（ステップＳ２４）。制御部９０は、第２検出圧力ＤＰ２から第１検出圧力ＤＰ１を減じた値の絶対値を基準時間ＲＴで除して算出した圧力上昇率が、予め定められた基準上昇率ＲＰ以下であるか否かを判断する（ステップＳ２６）。ステップＳ１６において、燃料タンク１０は減圧されているため、燃料タンク１０からキャニスタ３０へ至る経路に穴開きがある場合には、算出された圧力上昇率は、基準上昇率ＲＰより大きくなる。制御部９０は、算出した圧力上昇率が基準上昇率ＲＰ以下であると判断した場合（ステップＳ２６：ＹＥＳ）、戻り値を正常判断に設定して（ステップＳ２８）、本サブルーチンを終了する。制御部９０は、算出した圧力上昇率が基準上昇率ＲＰ以下ではない、すなわち、基準上昇率ＲＰより大きいと判断した場合（ステップＳ２６：ＮＯ）、戻り値を異常判断に設定して（ステップＳ３０）、本サブルーチンを終了する。また、ステップＳ３０では、例えば車両のインストルメントパネルに、穴開きの発生を示すエラーが表示され、ユーザーへの警告が行われる。ステップＳ２２，Ｓ２４，Ｓ２６を第３処理とも呼ぶ。

【0028】

図４に示すように、制御部９０は、検知処理（ステップＳ１００）の後、検知処理の戻り値、すなわち判定が、正常判定と異常判定とのいずれであるかを判断する（ステップＳ２００）。制御部９０は、異常判定であると判断した場合（ステップＳ２００：異常判定）、燃料タンク１０からキャニスタ３０へ至る経路に穴開きがあるので、分解処理は実行せずに、本処理ルーチンを終了する。制御部９０は、正常判定であると判断した場合（ステップＳ２００：正常判定）、分解処理を実行する（ステップＳ３００）。

【0029】

図６に示すように、まず、制御部９０は、封鎖弁８４を閉弁する（ステップＳ４０）。制御部９０は、ステップＳ１２と同様に、電磁弁８３が閉弁状態であることを確認する（ステップＳ４２）。制御部９０は、三方弁８２が第２状態であることを確認する（ステップＳ４４）。具体的には、制御部９０は、ステップＳ１４と同様に、三方弁８２に状態を問い合わせる信号を送信して確認する。ここで、図１において、封鎖弁８４および電磁弁８３は、閉弁状態である。燃料タンク１０の内圧が異常に高くない、または異常に低くない場合、すなわち、内圧が基準低圧力より高く、基準高圧力より低い場合、正圧弁８５および負圧弁８６は閉弁状態である。また、三方弁８２により、循環通路７４と第１大気通路７３ａとは連通状態にされ、第１大気通路７３ａと第２大気通路７３ｂとは非連通状態にされている。よって、燃料タンクシステム１００には、キャニスタ３０と、燃料蒸気処理ユニット４０と、ガス置換ユニット５０と、ポンプ８１とを通る閉路ＣＰが形成される。

【0030】

制御部９０は、ポンプ８１をキャニスタ３０に向かって流体を流すように正圧作動させる（図６、ステップＳ４６）。これにより、燃料蒸気を含む流体は、閉路ＣＰを循環する。制御部９０は、照射部４５のＬＥＤ４５ａを点灯させる（ステップＳ４８）。これにより、照射部４５により光触媒４４ａに紫外光が照射され、紫外光を照射された光触媒４４ａによって、燃料蒸気が酸化分解される。燃料蒸気の酸化反応では、酸素が消費され、二酸化炭素と水とが生成される。循環通路７４には、ガス置換ユニット５０が備えられているため、消費される酸素を補給し、酸化反応を継続して発生させることができる。図３を用いて詳述すると、酸素は酸化反応により消費されるため、大気と連通するガス置換第２室５７の酸素濃度に対して、循環通路７４と連通するガス置換第１室５６における酸素濃度が低くなる。よって、拡散により、酸素は、ゼオライト膜５５を通過して、ガス置換第２室５７からガス置換第１室５６へ移動する。対して、二酸化炭素および水は、酸化反応により生成される。このため、ガス置換第２室５７における二酸化炭素濃度に対して、ガス置換第１室５６における二酸化炭素濃度が高くなる。よって、拡散により、二酸化炭素は、ゼオライト膜５５を通過して、ガス置換第１室５６からガス置換第２室５７へ移動する。水蒸気についても同様に、ゼオライト膜５５を通過して、ガス置換第１室５６からガス置換第２室５７へ移動する。つまり、酸化分解により消費される物質である酸素は、ガス置換第１室５６を通じて循環通路７４に補給される。これにより、酸化分解により消費される酸素を補給し、酸化反応を継続して発生させることができる。

【0031】

制御部９０は、予め定められた分解処理の処理時間が経過したか否かを判断する（図６、ステップＳ５０）。制御部９０は、処理時間が経過したと判断した場合（ステップＳ５０：ＹＥＳ）、ステップＳ５４へ移行する。制御部９０は、処理時間が未だ経過していないと判断した場合（ステップＳ５０：ＮＯ）、車両の始動スイッチがオン状態にされたか否かを判断する（ステップＳ５２）。制御部９０は、始動スイッチがオン状態にされたと判断した場合（ステップＳ５２：ＹＥＳ）、ステップＳ５４へ移行する。制御部９０は、始動スイッチがオン状態にされていないと判断した場合（ステップＳ５２：ＮＯ）、ステップＳ５０またはステップＳ５２にてＹＥＳと判断するまで、予め定められた時間間隔にてステップＳ５０またはステップＳ５０，Ｓ５２を繰り返し実行する。制御部９０はＬＥＤ４５ａを消灯する（ステップＳ５４）。制御部９０は、三方弁８２を第１状態に切り替え（ステップＳ５６）、本処理サブルーチンを終了する。制御部９０は、分解処理（図４、ステップＳ３００）の実行後、本処理ルーチンを終了する。

【0032】

以上、説明した実施形態によれば、燃料タンクシステム１００は、循環通路７４に燃料蒸気処理ユニット４０を備え、燃料タンクシステム１００の状態を第１状態と第２状態とに切り替える三方弁８２を備える。第１状態では、循環通路７４と大気通路７３とは非連通状態にされ、大気通路７３と大気とは連通状態にされる。第２状態では、循環通路７４と大気通路７３とは連通状態にされ、大気通路７３と大気とは非連通状態にされる。これにより、三方弁８２が第２状態に切り替えることにより、燃料蒸気処理ユニット４０とキャニスタ３０とを通る閉路ＣＰが形成され、閉路ＣＰ内の燃料蒸気が燃料蒸気処理ユニット４０を通過する頻度を高くすることができる。よって、酸化分解される燃料蒸気の量を増やし、閉路ＣＰ内の燃料蒸気の量を低減することができる。キャニスタ３０に吸着される燃料蒸気の量は低減されるため、大気に排出される燃料蒸気の量を低減することができる。

【0033】

また、燃料蒸気処理ユニット４０は、光触媒４４ａと、照射部４５と、を有する。これにより、光触媒４４ａによる燃料蒸気の酸化分解により、燃料蒸気の量を低減することができる。

【0034】

また、燃料タンクシステム１００は、循環通路７４にガス置換ユニット５０を備える。これにより、燃料蒸気の酸化分解において消費される物質である酸素を補給し、酸化反応を継続して発生させることができる。よって、燃料蒸気処理ユニット４０とキャニスタ３０とを通る閉路ＣＰ内の燃料蒸気をさらに低減することができる。大気に排出される燃料蒸気の量をさらに低減することができる。また、燃料タンクシステム１００は、さらに、第１大気通路７３ａにポンプ８１を備える。これにより、ポンプ８１を作動させ、燃料蒸気を含む流体を循環させることにより、閉路ＣＰ内の燃料蒸気について、燃料蒸気処理ユニット４０を一様に通過させることができ、効率的に燃料蒸気の量を低減することができる。

【0035】

また、燃料タンクシステム１００は、蒸気通路７２に配置された封鎖弁８４と、パージ通路７５に配置された電磁弁８３と、制御部９０とを備える。制御部９０は、分解処理にて、三方弁８２を第２状態にし、封鎖弁８４と電磁弁８３とを閉弁し、ポンプ８１を作動する。これにより、制御部９０は、キャニスタ３０と燃料蒸気処理ユニット４０とを通る閉路ＣＰを燃料蒸気が循環する分解処理を実行することができる。これにより、効率的にキャニスタ３０内の燃料蒸気の量を低減することができる。また、燃料タンクシステム１００は、圧力センサー１２を備える。制御部９０は、検知処理において、ポンプ８１を作動して燃料タンク１０の内圧を低下させる第１処理と、ポンプ８１を停止する第２処理と、検出圧力の上昇率を用いて、燃料タンク１０からキャニスタ３０へ至る経路における穴あきの有無を判断する第３処理と、を有する検知処理を実行する。これにより、ポンプ８１を用いて穴開きを検知するための検知処理を実行することができる。また制御部９０は、分解処理において、照射部４５に光を照射させる。これにより、光触媒４４ａに光を照射しての燃料蒸気の酸化分解を確実に行うことができ、酸化分解を用いて、燃料蒸気の量を低減することができる。

【0036】

Ｂ．他の実施形態：
（Ｂ１）上記実施形態では、燃料タンクシステム１００は、切替弁として三方弁８２を備える。切替弁を、三方弁８２ではなく、循環通路７４と大気通路７３との連通を遮断または許容する第１通路弁と、第１大気通路７３ａと第２大気通路７３ｂとの連通を遮断または許容する第２通路弁とを備える構成としてもよい。

【0037】

（Ｂ２）上記実施形態では、ガス置換ユニット５０は、ガス置換大気流通口５４を通じて大気と連通している。そして、酸化分解にて生成される物質および酸化分解にて消費される物質は、大気と直接出し入れされる。酸化分解にて生成される物質および酸化分解にて消費される物質の出し入れは、大気と直接されるのではなく、例えば、第２大気通路７３ｂを介して行われてもよい。

【0038】

（Ｂ３）上記実施形態では、ガス置換ユニット５０は、燃料蒸気処理ユニット４０と三方弁８２との間に配置されている。これに対して、ガス置換ユニット５０は、燃料蒸気処理ユニット４０とキャニスタとの間に配置されてもよい。

【0039】

本開示は、上述の実施形態に限られるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲において種々の構成で実現することができる。例えば、発明の概要の欄に記載した各形態中の技術的特徴に対応する実施形態の技術的特徴は、上述の課題の一部又は全部を解決するために、あるいは、上述の効果の一部又は全部を達成するために、適宜、差し替えや、組み合わせを行うことが可能である。また、その技術的特徴が本明細書中に必須なものとして説明されていなければ、適宜、削除することが可能である。

【符号の説明】

【0040】

１０…燃料タンク、１１…燃料ポンプ、１２…圧力センサー、１３…カットオフバルブ、１４…満タン検知バルブ、２０…給油口、２１…逆止弁、３０…キャニスタ、３１…筐体、３２…第１多孔質膜、３３…第２多孔質膜、３４…隔壁、３５…第１室、３６…第２室、４０…燃料蒸気処理ユニット、４１…ＶＯＣ筐体、４２…ＶＯＣ流入口、４３…ＶＯＣ流出口、４４…光触媒多孔質体、４４ａ…光触媒、４５…照射部、４５ａ…ＬＥＤ、５０…ガス置換ユニット、５１…ガス置換筐体、５２…ガス置換流入口、５３…ガス置換流出口、５４…ガス置換大気流通口、５５…ゼオライト膜、５６…ガス置換第１室、５７…ガス置換第２室、５８…ガス置換エアーフィルタ、６０…給油キャップ、７０…インレットパイプ、７１…インレット循環通路、７２…蒸気通路、７３…大気通路、７３ａ…第１大気通路、７３ｂ…第２大気通路、７４…循環通路、７５…パージ通路、７７…エアーフィルタ、８１…ポンプ、８２…三方弁、８３…電磁弁、８４…封鎖弁、８５…正圧弁、８６…負圧弁、９０…制御部、１００…燃料タンクシステム、２００…インテークマニホールド、２１０…内燃機関、ＣＰ…閉路、ＣＸ…中心軸、ＤＰ１…第１検出圧力、ＤＰ２…第２検出圧力、Ｐ１…インレット接続点、Ｐ２…分岐点、Ｐ３…合流点、Ｐ４…接続点、ＲＰ…基準上昇率、ＲＴ…基準時間

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】