JP2000064922A - 蒸発燃料処理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 少ないエネルギで燃料タンクから燃料タンク
外部に流出する蒸発燃料の量を少なくする。 【解決手段】 燃料を貯留するための燃料タンクにおい
て、燃料タンク内の燃料液面上方の空間における気体中
の蒸発燃料の濃度が予め定められた濃度より小さいか否
かを判断し、気体中の蒸発燃料濃度が予め定められた濃
度より小さいと判断されたときには燃料タンク内の蒸発
燃料濃度を増大し、蒸発燃料濃度が予め定められた濃度
を越えたと判断されたときには蒸発燃料濃度の増大を停
止する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は蒸発燃料処理装置に
関する。

【０００２】

【従来の技術】燃料タンク内に貯留された燃料の液面上
方に空気を多く含む空間が存在すると該空間内での蒸発
燃料の発生を助長させる。ところで燃料タンク内の燃料
の消費に伴って燃料液面が下降し易いように燃料タンク
内は大気と連通されている。したがって燃料タンク内で
発生した蒸発燃料は大気へと流出してしまい、このこと
は環境上好ましくない。そこで特開平６−１４７０２９
号では燃料タンク内から蒸発燃料を取り出し、その蒸発
燃料を冷却して液状とし、燃料タンクに戻すことにより
燃料タンクから大気に流出する蒸発燃料の量を少なくし
ている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記特開平６−１４７
０２９号によると燃料タンクから取り出した蒸発燃料を
冷却して燃料タンク内に戻すことにより燃料タンク内の
蒸発燃料の量は一時的に少なくなる。しかしながら少な
くなった蒸発燃料の分だけ燃料タンク内で蒸発燃料が発
生し、再び蒸発燃料が燃料タンクから流出する。したが
って燃料タンク外への蒸発燃料の流出を抑制するために
は燃料タンク内での蒸発燃料の発生を抑制する必要があ
る。蒸発燃料は燃料タンク内の温度が高いほど発生しや
すいので蒸発燃料の発生を抑制するには燃料タンク内の
温度を低く維持しなければならない。このため従来の燃
料タンクにおいて蒸発燃料の発生を抑制するには燃料タ
ンク内の温度を低く維持するための多量のエネルギを必
要とする。したがって本発明の目的は少ないエネルギで
燃料タンクから燃料タンク外部に流出する蒸発燃料の量
を少なくすることにある。

【０００４】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に一番目の発明によれば、燃料を貯留するための燃料タ
ンクにおいて、該燃料タンク内の燃料液面上方の空間に
おける気体中の蒸発燃料の濃度が予め定められた濃度よ
り小さいか否かを判断するための蒸発燃料濃度判断手段
と、前記燃料液面上方の空間における気体中の蒸発燃料
濃度を増大するための蒸発燃料濃度増大手段と、前記蒸
発燃料濃度判断手段が蒸発燃料濃度が前記予め定められ
た濃度より小さいと判断したときに前記蒸発燃料濃度増
大手段により蒸発燃料濃度を増大し、前記蒸発燃料濃度
判断手段が蒸発燃料濃度が前記予め定められた濃度を越
えたと判断したときに前記蒸発燃料濃度増大手段による
蒸発燃料濃度の増大を停止する制御手段とを具備する。
すなわち燃料タンク内の蒸発燃料濃度は予め定められた
濃度より高く維持される。

【０００５】上記課題を解決するために二番目の発明に
よれば、一番目の発明において、燃料タンク内部と燃料
タンク外部との間の連通状態を制御するための連通状態
制御手段を具備し、前記制御手段は前記蒸発燃料濃度判
断手段が蒸発燃料濃度が前記予め定められた濃度より小
さいと判断したときに前記蒸発燃料濃度増大手段により
蒸発燃料濃度を増大して前記連通状態制御手段を介して
前記気体中の空気を燃料タンク内部から燃料タンク外部
に流出させ、前記蒸発燃料濃度判断手段が蒸発燃料濃度
が前記予め定められた濃度を越えたと判断したときに前
記蒸発燃料濃度増大手段による蒸発燃料濃度の増大を停
止して前記連通状態制御手段を介した空気の流出を停止
する。

【０００６】上記課題を解決するために三番目の発明に
よれば、一番目の発明において、前記蒸発燃料濃度判断
手段は前記燃料タンク内の圧力が予め定められた圧力よ
り高いとき蒸発燃料濃度が前記予め定められた濃度より
小さいと判断する。

【０００７】上記課題を解決するために四番目の発明に
よれば、一番目の発明において、前記蒸発燃料濃度判断
手段は燃料が前記燃料タンク内へ供給されたとき蒸発燃
料濃度が前記予め定められた濃度より小さいと判断す
る。

【０００８】上記課題を解決するために五番目の発明に
よれば、一番目の発明において、前記連通状態制御手段
は前記燃料タンク内の圧力が予め定められた圧力より低
くなったときに前記燃料タンク内部を前記燃料タンク外
部に連通し、前記蒸発燃料濃度判断手段は前記燃料タン
ク内の温度が予め定められた温度より低いとき蒸発燃料
濃度が前記予め定められた濃度より小さいと判断する。

【０００９】上記課題を解決するために六番目の発明に
よれば、一番目の発明において、前記連通状態制御手段
は前記燃料タンク内の圧力が予め定められた圧力より低
くなったとき及び該予め定められた圧力より高い圧力よ
り高くなったときに前記燃料タンク内部を前記燃料タン
ク外部に連通し、前記蒸発燃料濃度判断手段は前記燃料
タンク内の圧力が前記予め定められた圧力または前記予
め定められた圧力より高い圧力であるときに蒸発燃料濃
度が前記予め定められた濃度より小さいと判断する。

【００１０】上記課題を解決するために七番目の発明に
よれば、一番目の発明において、前記蒸発燃料濃度増大
手段は前記燃料タンク内の燃料を加熱するための加熱装
置を具備すると共に該加熱装置により蒸発燃料濃度を増
大する。

【００１１】上記課題を解決するために八番目の発明に
よれば、七番目の発明において、前記加熱装置は前記燃
料タンク内の燃料を内燃機関に供給するための燃料ポン
プを具備すると共に該燃料ポンプにより蒸発燃料濃度を
増大する。

【００１２】上記課題を解決するために九番目の発明に
よれば、七番目の発明において、前記加熱装置は前記燃
料タンク内の燃料を内燃機関に供給するための燃料ポン
プと、前記内燃機関に供給された燃料を前記燃料タンク
に戻すための燃料戻し通路とを具備すると共に該燃料戻
し通路から戻された燃料により蒸発燃料濃度を増大す
る。

【００１３】上記課題を解決するために十番目の発明に
よれば、七番目の発明において、前記加熱装置は内燃機
関で生じる熱を伝達する伝達手段を具備すると共に該伝
達手段により伝達された熱により蒸発燃料濃度を増大す
る。

【００１４】上記課題を解決するために十一番目の発明
によれば、十番目の発明において、前記伝達手段は前記
内燃機関から排気ガスを排出するための排気通路を具備
すると共に該排気ガスの熱により蒸発燃料濃度を増大す
る。

【００１５】上記課題を解決するために十二番目の発明
によれば、一番目の発明において、前記蒸発燃料処理装
置は前記燃料タンク内の蒸発燃料を内燃機関に供給する
ための蒸発燃料供給通路を具備する。すなわち燃料タン
クから流出した蒸発燃料は蒸発燃料供給通路を介して内
燃機関に供給される。

【００１６】上記課題を解決するために十三番目の発明
によれば、十二番目の発明において、前記蒸発燃料処理
装置は前記燃料タンクから前記蒸発燃料供給通路内に流
出した蒸発燃料を一時的に保持するためのキャニスタを
具備する。すなわち燃料タンクから流出した蒸発燃料は
一時的にキャニスタに保持される。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明を説
明する。本発明の第一実施形態の蒸発燃料処理装置を備
えた燃料タンクを示した図１において、参照番号１は燃
料タンクであり、２は燃料タンク１内に形成された燃料
室である。また参照番号３は後述する各センサからの出
力信号を受信し、これら出力信号に基づいて第一実施形
態の蒸発燃料処理装置の各構成要素の作動を制御するた
めの電子制御装置（ＥＣＵ）である。

【００１８】燃料タンク１の上壁４には燃料を燃料タン
ク１内に供給するための給油管５が接続される。給油管
５の下方端の開口（以下、下方開口）６は燃料タンク１
内に開口する。この下方開口６には逆止弁７が取り付け
られる。逆止弁７は閉弁するようにバネ（図示せず）に
より付勢されており、給油管５を介して燃料タンク１内
へ向かう燃料流により開弁せしめられると共に燃料タン
ク１内への燃料の供給が停止したときに燃料タンク１内
の燃料の圧力およびバネの付勢力により閉弁せしめられ
る。また給油管５の上方端の開口（以下、上方開口）８
は燃料タンク１外に開口する。この上方開口８は開口蓋
９により閉鎖されている。燃料を燃料タンク１内に供給
すべきときには開口蓋９が外される。開口蓋９には開口
蓋９が上方開口８から外されたときに信号を出力する開
閉センサ１０が取り付けられる。開閉センサ１０は電子
制御装置３に接続されており、開口蓋９が上方開口８か
ら外されたときに出力信号を電子制御装置３に送信す
る。また給油管５の上方開口８と下方開口６との間の給
油管５から燃料タンク１内の上方空間へと循環管１１が
延びている。循環管１１は燃料が給油管５を介して燃料
タンク１内に供給されたときに燃料タンク１内の燃料液
面が上昇し易いように燃料液面上方の空間内の気体を給
油管５内へ循環させる働きをする。なお燃料液面上方の
空間内の気体には空気および蒸発燃料が含まれる。

【００１９】燃料室２内には隔壁１２により包囲された
補助燃料室１３が形成される。補助燃料室１３の上方空
間は当該補助燃料室１３以外の燃料室２（以下、主燃料
室）１４の上方空間と連通している。このためこれら主
燃料室１４および補助燃料室１３の燃料液面上方の気体
は主燃料室１４と補助燃料室１３との間を流通できる。
また補助燃料室１３の下方空間は主燃料室１４の下方空
間と連通している。このため主燃料室１４内の燃料は補
助燃料室１３内に流入できる。

【００２０】図２に詳細に示したように補助燃料室１３
内には当該補助燃料室１３内の燃料を機関本体の燃料噴
射弁（図示せず）に供給するための燃料ポンプ１５と、
補助燃料室１３内の燃料を加熱するためのヒータ１６
と、補助燃料室１３内の燃料を攪拌するための攪拌機１
７とが配置される。燃料ポンプ１５、ヒータ１６および
攪拌機１７は電子制御装置３に接続されており、これら
の作動は電子制御装置３により制御される。燃料ポンプ
１５は燃料供給通路１８を介して機関本体１９の燃料噴
射弁に連結されている。また補助燃料室１３内の燃料供
給通路１８には燃料ポンプ１５から吐出せしめられた燃
料を補助燃料室１３内に戻すための第一燃料戻し通路２
０が接続される。燃料供給通路１８には燃料噴射弁に供
給する燃料の圧力を調圧するための調圧弁９６が配置さ
れる。また第一燃料戻し通路２０には調圧弁９６から吐
出した燃料を補助燃料室１３に直接戻すか第三燃料戻し
通路９７を介して補助燃料室１３の上方から補助燃料室
１３内に戻すかを切り替える切替弁２１が配置される。
切替弁２１は通常は調圧弁９６から吐出した燃料を補助
燃料室１３に直接戻すように制御されている。切替弁２
１は電子制御装置３に接続されており、その作動は電子
制御装置３により制御される。また燃料噴射弁に供給さ
れたが燃料噴射弁から機関本体１９の気筒（図示せず）
内に噴射されていない燃料を補助燃料室１３に戻すため
の第二燃料戻し通路２２が機関本体１９の燃料噴射弁か
ら補助燃料室１３の上方空間に延びている。第二燃料戻
し通路２２には該第二燃料戻し通路２２を遮断するため
の第二遮断弁２３が配置される。第二遮断弁２３は電子
制御装置３に接続されており、その作動は電子制御装置
３により制御される。

【００２１】主燃料室１４には当該主燃料室１４内の燃
料量を検出するための燃料ゲージ２４が配置される。燃
料ゲージ２４は電子制御装置３に接続されており、主燃
料室１４内の燃料量に応じた出力信号を電子制御装置３
に送信する。さらに燃料タンク１の上壁４には燃料タン
ク１内の圧力（以下、タンク内圧）を検出するためのタ
ンク内圧センサ２５と、燃料タンク１内の温度（以下、
タンク温度）を検出するためのタンク温度センサ２６
と、燃料タンク１内の燃料液面上方の空間内の気体中の
蒸発燃料濃度を検出するための蒸発燃料濃度センサ２７
とが取り付けられる。これらタンク内圧センサ２５、タ
ンク温度センサ２６および蒸発燃料濃度センサ２７は電
子制御装置３に接続されており、それぞれタンク内圧、
タンク温度、蒸発燃料濃度に応じた出力信号を電子制御
装置３に送信する。

【００２２】燃料タンク１の上壁４には蒸発燃料を含む
気体を燃料タンク１外に放出するための蒸発燃料放出通
路２８の一端が接続される。蒸発燃料放出通路２８の一
端は主燃料室１４の上方空間に開口する。蒸発燃料放出
通路２８の他端はチャコールキャニスタ２９に接続され
る。

【００２３】図３に詳細に示したようにチャコールキャ
ニスタ２９の内部空間は第一分離壁３０により第一キャ
ニスタ室３１と第二キャニスタ室３２とに分割される。
第一キャニスタ室３１と第二キャニスタ室３２とは第一
分離壁３０に設けられた流通路３３を介して互いに連通
する。第一キャニスタ室３１内には蒸発燃料を一時的に
吸着して保持するための第一活性炭３４が当該第一活性
炭３４の両側、図１では第一活性炭３４の上下に空間が
形成されるように嵌挿される。また第二キャニスタ室３
２内には第二活性炭３５が当該第二活性炭３５の両側、
図１では第二活性炭３５の上下に空間が形成されるよう
に嵌挿される。第一活性炭３４の下方の空間と第二活性
炭３５の下方の空間とは上記流通路３３を介して連通す
る。第一活性炭３４の上方空間はさらに第二分離壁３６
により二つの空間に分割される。一方の空間には蒸発燃
料排出通路２８の他端が接続され、他方の空間には内燃
機関の吸気通路３６に接続されるパージ管３７の一端が
接続される。したがって第一実施形態では蒸発燃料排出
通路２８とパージ管３７とは第一活性炭３４を介して互
いに連通する。また第二活性炭３５の上方空間には大気
に開口する大気管３８が接続される。したがって蒸発燃
料排出通路２８およびパージ管３７は第一活性炭３４お
よび第二活性炭３５を介して大気と連通する。なお第一
活性炭３４および第二活性炭３５はそれぞれコイルバネ
３９、４０により支持されている。

【００２４】パージ管３７には当該パージ管３７を遮断
するための第三遮断弁４１が取り付けられる。また大気
管３８には当該大気管３８を遮断するための第四遮断弁
４２が取り付けられる。これら第三遮断弁４１および第
四遮断弁４２は電子制御装置３に接続されており、これ
らの作動は電子制御装置３により制御される。これら第
三遮断弁４１および第四遮断弁４２はチャコールキャニ
スタ２９内の蒸発燃料を吸気通路３６内に導入すべきと
きに開弁される。なおチャコールキャニスタ２９内の蒸
発燃料を吸気通路３６内に導入すべきか否かは機関運転
状態に応じて判断される。

【００２５】ところで蒸発燃料が蒸発燃料排出通路２８
内で液体となり、この液体燃料がチャコールキャニスタ
２９に流入すると蒸発燃料排出通路２８付近の活性炭の
孔が塞がれ、蒸発燃料排出通路２８からチャコールキャ
ニスタ２９に流入した蒸発燃料が活性炭３４、３５内に
流入できなくなる。そこで蒸発燃料排出通路２８には液
体燃料がチャコールキャニスタ２９内に流入することを
防止するための液溜まり機構４３が取り付けられる。図
４に詳細に示したように液溜まり機構４３はその底壁４
５から上方へ突出したパイプ４４を有する。このためチ
ャコールキャニスタ２９に流入する前に液体となった蒸
発燃料は液溜まり機構４３の底壁４５上に溜まる。こう
して液体燃料がチャコールキャニスタ２９内に流入する
ことが防止される。

【００２６】液溜まり機構４３と燃料タンク１との間の
蒸発燃料排出通路２８にはダイアフラム弁４６が取り付
けられる。ダイアフラム弁４６はタンク内圧が予め定め
られた圧力（以下、開弁圧）より高くなったときに開弁
し、タンク内圧が開弁圧より低くなったときに閉弁す
る。

【００２７】内燃機関の吸気通路３６内には機関本体１
９に流入する空気（以下、吸入空気）の量を制御するた
めのスロットル弁４７が配置される。パージ管３７はス
ロットル弁４７の下流側の吸気通路３６に接続されてい
る。またスロットル弁４７の上流側の吸気通路３６には
吸入空気の温度を検出するための吸気温度センサ４８が
取り付けられる。吸気温度センサ４８は電子制御装置３
に接続されており、吸入空気の温度に応じた出力信号を
電子制御装置３に送信する。なお本明細書において『上
流』および『下流』とは吸入空気または機関本体１９か
ら排出される排気ガスの流れに沿って用いる用語であ
る。

【００２８】機関本体１９には機関本体１９を冷却する
ための冷却水の温度を検出するための冷却水温度センサ
４９が取り付けられる。冷却水温度センサ４９は電子制
御装置３に接続されており、冷却水の温度に応じた出力
信号を電子制御装置３に送信する。

【００２９】機関本体１９には機関本体１９から排出さ
れた排気ガスを大気に排出するための排気通路５０が接
続される。排気通路５０には燃料タンク１付近に排気ガ
スを導くための排気誘導管５１の一端が接続される。排
気誘導管５１の他端はその一端が接続された排気通路５
０の下流側の排気通路５０に接続される。なお排気誘導
管５１には当該排気誘導管５１を遮断するための第五遮
断弁５２が取り付けられる。第五遮断弁５２は電子制御
装置３に接続されており、その作動は電子制御装置３に
より制御される。また排気通路５０には排気ガスの温度
を検出するための排気温度センサ５３が取り付けられ
る。排気温度センサ５３は電子制御装置３に接続されて
おり、排気ガスの温度に応じた出力信号を電子制御装置
３に送信する。なお排気誘導管５１は排気ガスを吸気通
路に還流する排気還流通路であってもよい。このとき第
五遮断弁は吸気通路への排気ガスの還流を制御する排気
還流制御弁として機能する。

【００３０】また第一実施形態の蒸発燃料処理装置は外
気の温度を検出するための外気温センサ５４を具備す
る。外気温センサ５４は電子制御装置３に接続されてお
り、外気の温度に応じた出力信号を電子制御装置３に送
信する。

【００３１】次に第一実施形態の蒸発燃料処理の概略を
説明する。なお第一実施形態の蒸発燃料処理は空気を燃
料タンク１から排出すること（以下、空気排出処理）に
より実行される。第一実施形態では機関運転中において
蒸発燃料濃度センサ２７により検出された蒸発燃料濃度
が予め定められた濃度より小さいときにはヒータ１６を
作動する。ヒータ１６により補助燃料室１３内の燃料が
加熱されると燃料が蒸発し、燃料タンク１内の蒸発燃料
濃度が増大すると共にタンク内圧が高くなる。燃料を加
熱し、タンク温度が現在の温度から或る温度まで上昇
し、タンク内圧がダイアフラム弁４６の開弁圧に達する
とダイアフラム弁４６が開弁し、空気および蒸発燃料を
含む気体が燃料タンク１からチャコールキャニスタ２９
へ排出される。空気および蒸発燃料が燃料タンク１から
排出されると燃料タンク１内の蒸発燃料濃度は上昇す
る。

【００３２】空気の蒸気圧は燃料の蒸気圧より大きいた
め、タンク温度が同じであれば蒸発燃料濃度が大きいほ
ど、すなわち蒸発燃料量に対する空気量が少ないほどタ
ンク内圧は低い。したがって空気および蒸発燃料が燃料
タンク１から排出されると蒸発燃料濃度が高くなるた
め、タンク内圧はダイアフラム弁４６の開弁圧より一時
的に低くなる。ここで燃料を加熱し続けてタンク温度が
さらに上昇すれば再びタンク内圧が開弁圧より高くな
り、再び空気および蒸発燃料が燃料タンク１から排出さ
れる。こうして空気および蒸発燃料の排出が繰り返さ
れ、タンク温度が或る温度（以下、空気排出温度）に達
したときに空気が燃料タンク１からほぼ完全に排出され
る。こうして蒸発燃料濃度が予め定められた濃度とな
る。なお予め定められた濃度とはヒータの作動を停止し
たときに燃料タンク内の蒸発燃料量が実質的に増大しな
い値に設定され、実験により予め求められる。

【００３３】蒸発燃料濃度が予め定められた濃度を越え
たときにヒータ１６の作動を停止し、燃料の加熱を停止
する。燃料の加熱を停止するとタンク温度が低下し、タ
ンク内圧が低くなる。タンク内圧がダイアフラム弁４６
の開弁圧より低くなるとダイアフラム弁４６は閉弁す
る。このため燃料タンク１内には空気はほとんど存在せ
ず、蒸発燃料のみが存在する状態で燃料タンク１が密閉
される。その後、タンク温度が燃料加熱前の温度に戻っ
たときにはタンク内圧は蒸発燃料の蒸気圧に等しい。し
たがって第一実施形態によればタンク温度が上記空気排
出温度まで上昇しないかぎりタンク内圧は開弁圧に達し
ないため、燃料タンク１から蒸発燃料が流出することは
ない。

【００３４】次に図５のフローチャートを参照して第一
実施形態の蒸発燃料処理の詳細を説明する。初めにステ
ップＳ１００において機関運転フラグＦdrive がセット
されている（Ｆdrive ＝１）か否かが判別される。機関
運転フラグＦdrive は内燃機関の運転が開始されたとき
にセットされ、内燃機関の運転が停止されたときにリセ
ットされる。Ｆdrive ＝１であるときには蒸発燃料処理
を実行すべきか否かを判別すべきと判断し、ステップＳ
１０２に進む。一方、Ｆdrive ＝０であるときには蒸発
燃料処理を実行すべきではないと判断し、ステップＳ１
１０に進んでヒータ１６が作動されているときにはヒー
タ１６の作動を停止し、ステップＳ１１２に進んで攪拌
機１７が作動されているときには攪拌機１７の作動を停
止し、処理を終了する。

【００３５】ステップＳ１０２では加熱停止フラグＦof
f がリセットされている（Ｆoff ＝０）か否かが判別さ
れる。タンク温度が予め定められた温度（以下、最高温
度）より高いときにはタンク温度をさらに高くすると燃
料タンク１が熱により劣化してしまうため燃料を加熱す
べきではない。またタンク温度が最高温度より高いとき
には燃料タンク１内で蒸発燃料が多量に発生しており、
空気排出処理を実行する必要がない。またタンク温度が
最高温度より低い予め定められた温度（以下、最低温
度）より低いときには燃料タンク１内で発生する蒸発燃
料は少なく、たとえ燃料タンク１から蒸発燃料が流出し
ても少量である。このためタンク温度が最低温度より低
いときには空気排出処理を実行する必要がない。したが
って加熱停止フラグＦoff はタンク温度が最高温度より
高いとき又は最低温度より低いときにセットされ、最低
温度より高く且つ最高温度より低いときにリセットされ
る。なおタンク温度はタンク温度センサ２６により検出
される。また燃料タンク１内の燃料量が予め定められた
量（以下、最大量）より多いときには燃料タンク１内で
発生している蒸発燃料は少なく、たとえ燃料タンク１か
ら蒸発燃料が流出しても少量である。このため燃料タン
ク１内の燃料量が最大量より多いときには空気排出処理
を実行する必要がない。したがって加熱停止フラグＦof
f は燃料タンク１内の燃料量が最大量より多くなったと
きにセットされ、燃料タンク１内の燃料量が最大量より
少なくなったときにリセットされる。なお燃料タンク１
内の燃料量は燃料ゲージ２４により検出される。

【００３６】なお第一実施形態ではタンク温度はタンク
温度センサ２６により検出されるが、タンク温度は機関
本体１９の温度が高いほど高いという関係があるため冷
却水温度センサ４９により検出される冷却水温度に基づ
いてタンク温度を推定してもよい。また機関本体１９の
温度は排気ガスの温度が高いほど高いという関係がある
ため排気温度センサ５３により検出される排気温度に基
づいてタンク温度を推定してもよい。また燃料タンク１
は機関本体１９から放出される熱および燃料ポンプ１５
から放出される熱により加熱される。したがってタンク
温度Ｔtankを式Ｔtank＝Ｔwater ＋ＡＨpump＋ＡＨengi
neにより推定してもよい。ここでＴwater は機関始動時
における冷却水温度であって機関始動時におけるタンク
温度に相当し、ＡＨpumpは機関始動時から現在までに燃
料ポンプ１５から燃料タンク１へと放出された熱量、Ａ
Ｈengineは機関始動時から現在までに機関本体１９から
燃料タンク１へと放出された熱量である。燃料ポンプ１
５からの熱量ＡＨpumpは図６のマップから読み込まれ、
機関本体１９からの熱量は図７のマップから読み込まれ
る。ここでｔpumpは燃料ポンプ１５が始動されてから現
在までの時間であり、ｔengineは機関始動時から現在ま
での時間である。この場合には燃料タンク内の温度を検
出するためだけのセンサを配置する必要がなく、製造コ
ストを低く抑えることができる。なお冷却水温度Ｔwate
r の代わりに吸気温度センサ４８により検出される吸気
温度または外気温度センサにより検出される外気温度基
づいて機関始動時におけるタンク温度を推定してもよ
い。

【００３７】ステップＳ１０２においてＦoff ＝０であ
るときには空気排出処理を実行すべきか否かを判別すべ
きと判断し、ステップＳ１０４に進む。一方、ステップ
Ｓ１０２においてＦoff ＝１であるときには空気排出処
理を実行すべきでない又は実行する必要がないと判断
し、ステップＳ１１０に進んでヒータ１６が作動されて
いるときはヒータ１６を停止して燃料の加熱を停止し、
ステップＳ１１２に進んで攪拌機１７が作動されている
ときには攪拌機１７の作動を停止し、処理を終了する。

【００３８】ステップＳ１０４では蒸発燃料濃度Ｃが予
め定められた濃度Ｃ１００より小さい（Ｃ＜Ｃ１００）
か否かが判別される。Ｃ＜Ｃ１００であるときには空気
排出処理を実行すべきと判断し、ステップＳ１０６に進
んで単位時間当たりに発生すべき熱量を現在の蒸発燃料
濃度に応じて算出し、ステップＳ１０８に進んでヒータ
１６を作動して燃料を加熱し、ステップＳ１０９に進ん
で攪拌機１７を作動し、処理を終了する。攪拌機１７を
作動することにより補助燃料室１３内の燃料が蒸発し易
くなる。

【００３９】なおタンク温度が等しい場合、タンク内圧
が高いほど蒸発燃料濃度は小さい。またタンク内圧が等
しい場合、タンク温度が高いほど蒸発燃料濃度は大き
い。したがって第一実施形態では蒸発燃料濃度センサ２
７により蒸発燃料濃度を検出しているが、タンク内圧お
よびタンク温度に対応した蒸発燃料濃度を記憶した図８
のマップを用いて蒸発燃料濃度を検出してもよい。図８
においてＴtankはタンク温度であり、Ｐtankはタンク圧
力である。

【００４０】ステップＳ１０４においてＣ≧Ｃ１００で
あるときには空気排出処理をする必要がない又は空気排
出処理を終了すべきと判断し、ステップＳ１１０に進ん
でヒータ１６が作動されているときにはヒータ１６を停
止して燃料の加熱を停止し、ステップＳ１１２に進んで
攪拌機１７が作動されているときには攪拌機１７を停止
し、処理を終了する。

【００４１】なお第一実施形態ではヒータ１６により燃
料を加熱しているが、燃料ポンプ１５の作動電圧を上げ
ることにより燃料ポンプ１５から放出される熱量を増大
することにより燃料を加熱してもよい。この場合にはヒ
ータ１６が不要となる。これと同時に攪拌機を不要とし
てもよい。また第二遮断弁２３を開弁して機関本体１９
の熱により加熱された燃料を第二燃料戻し通路２２を介
して補助燃料室１３に戻すことにより燃料を加熱しても
よい。この場合、第二燃料戻し通路２２の開口が燃料タ
ンク１の上方において開口しているため、第二燃料戻し
通路２２から放出された燃料が補助燃料室１３に達する
までに燃料が燃料タンク１の上方空間において蒸発す
る。したがって燃料タンク１内の蒸発燃料濃度が早期に
上昇する。なおこの場合にはヒータ１６が不要となる。
また第二燃料戻し通路２２から補助燃料室１３内に燃料
が戻されると補助燃料室１３内の燃料が攪拌される。し
たがって第二燃料戻し通路２２から戻された燃料は攪拌
手段として機能する。この場合には攪拌機１７が不要と
なる。さらに第五遮断弁５２を開弁して排気ガスを排気
誘導管５１を介して補助燃料室１３付近を通過させるこ
とにより燃料を加熱してもよい。この場合にもヒータ１
６が不要となる。

【００４２】また第一実施形態では攪拌機１７を用いて
補助燃料室１３内の燃料を攪拌しているが、調圧弁９６
から吐出した燃料が第三燃料戻し通路９７を介して補助
燃料室１３の上方から補助燃料室１３に戻されるように
切替弁９６を制御することにより補助燃料室１３内の燃
料を攪拌してもよい。この場合には攪拌機１７が不要と
なる。

【００４３】また第一実施形態では補助燃料室１３内に
加熱手段であるヒータ１６が配置されており、補助燃料
室１３内の燃料量は燃料タンク内の全燃料量より少な
い。このため補助燃料室１３内の燃料を加熱した場合の
燃料の温度上昇率は燃料タンク内の全燃料を加熱した場
合の燃料の温度上昇率より高い。したがって第一実施形
態によれば燃料タンク内の全燃料を上記最高温度まで加
熱するよりも早期に補助燃料室１３内の燃料を最高温度
まで加熱することができる。このため燃料タンク内の全
燃料を加熱する場合よりも早期にかつ効率的に空気を燃
料タンク内から完全に排除することができる。

【００４４】また第一実施形態では蒸発燃料排出通路２
８の燃料タンク側の開口が補助燃料室１３の上方空間で
はなく主燃料室１４の上方空間に開口している。すなわ
ち蒸発燃料排出通路２８の開口は補助燃料室１３の上方
空間からずれている。このため燃料タンクから蒸発燃料
が放出されているときに補助燃料室１３から蒸発した燃
料が蒸発燃料排出通路２８に直接流入することはない。
また主燃料室１４の上方空間の蒸発燃料濃度は補助燃料
室１３の上方空間の蒸発燃料濃度より低く、より蒸発燃
料濃度が低い気体が蒸発燃料排出通路２８に流入する。
したがって第一実施形態によれば高い効率で空気を燃料
タンクから排除することができる。

【００４５】次に本発明の第二実施形態の蒸発燃料処理
を説明する。なお蒸発燃料処理装置の構成は第一実施形
態と同じであるので説明は省略する。第一実施形態にお
いて内燃機関の停止中に給油が行われると開口蓋９が取
り外されるため、燃料室２内に空気が流入する可能性が
ある。したがって第二実施形態では内燃機関の停止中に
給油が行われたときでも燃料タンクから燃料タンク外部
に流出する蒸発燃料の量を少なくする。

【００４６】第二実施形態では内燃機関が始動されたと
きに内燃機関の停止中に給油が行われたか否かを開口蓋
９が取り外されたか否かに基づいて判別する。開口蓋９
が取り外されたときには内燃機関の停止中に給油が行わ
れたと判断し、予め定められた時間だけヒータ１６を作
動して補助燃料室１３内の燃料を加熱する。こうして第
二実施形態によれば燃料タンク内の空気が完全に排除さ
れるため燃料タンクから燃料タンク外部に流出する蒸発
燃料の量が少なくなる。なお上記予め定められた時間は
給油の際に燃料タンク１内に流入した空気を完全に排除
するのに十分なヒータ１６の作動時間に設定する。

【００４７】次に図９のフローチャートを参照して第二
実施形態の蒸発燃料処理の詳細を説明する。まずステッ
プＳ２００において機関始動フラグＦstart がセットさ
れている（Ｆstart ＝１）か否かが判別される。機関始
動フラグＦstart は内燃機関の運転が始動されたときに
セットされ、蒸発燃料処理が終了したときにリセットさ
れる。ステップＳ２００においてＦstart ＝１であると
きには蒸発燃料処理を実行すべきか否かを判別すべきと
判断し、ステップＳ２０２に進む。一方、Ｆstart ＝０
であるときには既に蒸発燃料処理が終了していると判断
し、ステップＳ２１２に進んでヒータ１６が作動してい
る場合にはヒータ１６を停止し、処理を終了する。

【００４８】ステップＳ２０２では蒸発燃料実行フラグ
Ｆonがセットされている（Ｆon＝１）か否かが判別され
る。蒸発燃料実行フラグＦonは内燃機関の停止中に開閉
センサ１０により開口蓋９が給油管５の上方開口８から
外されて燃料タンク１内に燃料が供給されたときにセッ
トされ、蒸発燃料処理が終了したときにリセットされ
る。ステップＳ２０２においてＦon＝１であるときには
内燃機関の停止中に給油が行われたと判断し、ステップ
Ｓ２０４に進む。一方、Ｆon＝０であるときには内燃機
関の停止中に給油は行われておらず、蒸発燃料処理を実
行する必要はないと判断し、ステップＳ２１２に進んで
ヒータ１６が作動されている場合にはヒータ１６を停止
し、処理を終了する。なお給油が行われたか否かは燃料
ゲージ２４の計測値から判定することもできる。

【００４９】ステップＳ２０４では蒸発燃料処理カウン
タｔが零である（ｔ＝０）か否かが判別される。蒸発燃
料処理カウンタｔは蒸発燃料処理が開始されるとカウン
トアップされ、蒸発燃料処理が終了したときにリセット
される。ステップＳ２０４においてｔ＝０であるときに
は未だ蒸発燃料処理が開始されていないと判断し、ステ
ップＳ２０６においてヒータ１６を作動し、ステップＳ
２０８において蒸発燃料処理カウンタｔをカウントアッ
プし、処理を終了する。一方、ｔ≠０であるときにはス
テップＳ２１０に進む。

【００５０】ステップＳ２１０では蒸発燃料処理カウン
タｔが予め定められた時間ｔ０より小さい（ｔ＜ｔ０）
か否かが判別される。ｔ＜ｔ０であるときには蒸発燃料
処理を実行すべきと判断し、ヒータ１６を停止せずに処
理を終了する。一方、ｔ≧ｔ０であるときには蒸発燃料
処理を終了すべきと判断し、ステップＳ２１２に進んで
ヒータ１６を停止し、ステップＳ２１４において蒸発燃
料処理カウンタをリセットし、処理を終了する。なお上
記予め定められた時間は給油の際に燃料タンク１内に流
入した空気を完全に排除するのに十分なヒータ１６の作
動時間に設定する。

【００５１】次に本発明の第三実施形態の蒸発燃料処理
装置を説明する。第一実施形態では燃料タンク１から空
気を完全に排除した後に燃料タンク１内の温度が低下し
たとき、燃料タンク１内の圧力（以下、加熱後タンク内
圧力）は燃料タンク１を加熱する前の燃料タンク１内の
圧力より低くなる。加熱後タンク内圧力が大気圧より非
常に低くなる場合、燃料タンク１がこの加熱後タンク内
圧力と大気圧との差圧に耐えられるように燃料タンク１
の強度を高める必要がある。このため燃料タンク１の製
造コストが高くなる。そこで第三実施形態では加熱後タ
ンク内圧力が低くなりすぎないようにする。

【００５２】図１０に示したように第三実施形態では第
一実施形態のダイアフラム弁の代わりに二方向弁５５が
蒸発燃料放出通路２８に取り付けられる。二方向弁５５
は燃料タンク１内の圧力が予め定められた正圧を越えた
ときに開弁する正圧弁５６と、燃料タンク１内の圧力が
予め定められた負圧を越えたときに開弁する負圧弁５７
とを具備する。したがって第三実施形態によれば燃料タ
ンク１内の圧力が予め定められた負圧より低くなったと
きには負圧弁５７が開弁し、蒸発燃料放出通路２８を介
して燃料タンク１内に空気が流入するため、燃料タンク
１内の圧力が過剰に低くなることが防止される。もちろ
んこの時には第四遮断弁４２は開弁されている。しかし
ながら第四遮断弁４２が閉弁されているときには圧力セ
ンサ２５により予め定められた負圧より低い圧力が検出
されたときに第四遮断弁４２を開弁するようにすればよ
い。なお第三実施形態の蒸発燃料処理は第一実施形態ま
たは第二実施形態と同じであるため説明は省略する。

【００５３】次に本発明の第四実施形態の蒸発燃料処理
装置を説明する。ところで内燃機関の停止中では燃料タ
ンク１から熱が大気に放出されるため、内燃機関の停止
中における燃料タンク１の温度は内燃機関の運転中の燃
料タンク１の温度より低い。したがって内燃機関の停止
中における燃料タンク１内の圧力は内燃機関の運転中に
おける燃料タンク１内の圧力より低い。このため燃料タ
ンク１内の圧力が内燃機関の停止中に第三実施形態の二
方向弁５５の負圧弁５７の開弁圧である予め定められた
負圧より低くなり、燃料タンク１内に空気が流入する可
能性がある。したがって第四実施形態では内燃機関の停
止中に燃料タンク内に空気が流入した可能性があるとき
に燃料タンクから空気を完全に排除し、燃料タンクから
燃料タンク外部に流出する蒸発燃料の量を低く抑える。

【００５４】第四実施形態の蒸発燃料処理を説明する。
なお蒸発燃料処理装置の構成は第三実施形態と同じであ
るので説明は省略する。第四実施形態では内燃機関の始
動時に燃料タンク１の温度と吸入空気の温度とを検出す
る。燃料タンク１の温度と吸入空気の温度との差が予め
定められた値より小さいときには燃料タンク１内の圧力
が二方向弁５５の負圧弁５７の開弁圧である予め定めら
れた負圧より小さくなっている可能性があると判断す
る。したがって燃料タンク１の温度と吸入空気の温度と
の差が予め定められた値より小さいときには予め定めら
れた時間だけヒータ１６を作動して燃料タンク１内の燃
料を加熱し、空気を燃料タンク１から完全に排除する。
こうして第四実施形態によれば内燃機関の停止中に空気
が燃料タンク内に流入したときにおいても内燃機関の運
転中における燃料タンクからの蒸発燃料の流出が防止さ
れる。

【００５５】なお第四実施形態の蒸発燃料処理は図９の
フローチャートに従って実行されるが、この処理は第二
実施形態と同じであるので詳細な説明は省略する。しか
しながら第四実施形態では蒸発燃料実行フラグＦonは内
燃機関の始動時に検出された燃料タンク１内の温度Ｔta
nkと吸入空気の温度Ｔintakeとの差Ｔtank−Ｔintakeが
予め定められた温度差Ｔ０より低い（Ｔtank−Ｔintake
＜Ｔ０）ときにセットされ、蒸発燃料処理が終了したと
きにリセットされる。

【００５６】次に第五実施形態の蒸発燃料処理装置を説
明する。第四実施形態では内燃機関の始動時の燃料タン
ク１の温度を検出するためのタンク温度センサ２６が必
要である。タンク温度センサ２６は蒸発燃料処理にのみ
用いられるセンサであるため、蒸発燃料処理装置の製造
コストが増大する。そこで第五実施形態では蒸発燃料処
理にのみ用いられるセンサを必要とせずに燃料タンクか
ら燃料タンク外部に流出する蒸発燃料の量を低く抑制す
る。

【００５７】第五実施形態の蒸発燃料処理を説明する。
なお第五実施形態の蒸発燃料処理装置の構成は第三実施
形態と同じであるので説明は省略する。第五実施形態で
は内燃機関の始動時に吸気温度センサ４８により吸入空
気の温度を検出する。吸入空気の温度が予め定められた
温度より低いときには外気の温度が低いため燃料タンク
１内の温度も低くなっていると判断する。したがって吸
入空気の温度が予め定められた温度より低いときには燃
料タンク１内の温度が低く、内燃機関の停止中に燃料タ
ンク１内の圧力が二方向弁５５の予め定められた負圧よ
り低くなった可能性があると判断する。そこで吸入空気
の温度が予め定められた温度より低いときにはヒータ１
６を予め定められた時間だけ作動して燃料を加熱し、空
気を燃料タンク１から完全に排除する。なお吸気温度セ
ンサ４８は吸気温度に応じて内燃機関の気筒内への燃料
噴射量または燃料噴射時期を決定するのにも用いられ
る。したがって第五実施形態によれば蒸発燃料処理以外
にも用いることができるセンサを用いて燃料タンクから
燃料タンク外部に流出する蒸発燃料の量を低く抑制する
ことができる。

【００５８】なお第五実施形態の蒸発燃料処理は図９の
フローチャートに従って実行されるが、この処理は第二
実施形態と同じであるので詳細な説明は省略する。しか
しながら第五実施形態では蒸発燃料実行フラグＦonは内
燃機関の始動時に検出された吸入空気の温度Ｔintakeが
予め定められた温度Ｔintake０より低い（Ｔintake＜Ｔ
intake０）ときにセットされ、蒸発燃料処理が終了した
ときにリセットされる。

【００５９】次に第六実施形態の蒸発燃料処理装置を説
明する。第五実施形態では吸入空気の温度に基づいて燃
料タンク１内に空気が流入したか否かを判断している。
しかしながら吸入空気の温度は燃料タンク１の温度を必
ずしも対応しないことがあるため、吸入空気の温度が予
め定められた温度より低くても空気が燃料タンク１内に
流入していない可能性がある。そこで第六実施形態では
内燃機関の停止中に空気が燃料タンク内に流入したか否
かをより正確に判断する。

【００６０】第六実施形態の蒸発燃料処理を説明する。
なお第六実施形態の蒸発燃料処理装置の構成は第三実施
形態と同じであるので説明は省略する。第六実施形態で
は内燃機関の始動時に燃料タンク１内の圧力を検出す
る。タンク内圧力が二方向弁５５の正圧弁５６の開弁圧
である予め定められた正圧に等しいときには内燃機関の
停止中に燃料タンク１内に空気が流入したために燃料タ
ンク１内の圧力が増大し、タンク内圧力が予め定められ
た正圧に等しいと判断する。そこでタンク内圧力が予め
定められた正圧に等しいときには予め定められた時間だ
けヒータ１６を作動して燃料を加熱し、燃料タンク１か
ら空気を完全に排除する。またタンク内圧力が二方向弁
５５の負圧弁５７の開弁圧である予め定められた負圧に
等しいときには内燃機関の停止中に燃料タンク１内の圧
力が予め定められた負圧より低くなり、空気が燃料タン
ク１内に流入した可能性があると判断する。そこでタン
ク内圧力が予め定められた負圧に等しいときには予め定
められた時間だけヒータ１６を作動して燃料を加熱し、
燃料タンク１から空気を完全に排除する。

【００６１】なお第六実施形態の蒸発燃料処理は図９の
フローチャートに従って実行されるが、この処理は第二
実施形態と同じであるので詳細な説明は省略する。しか
しながら第六実施形態では蒸発燃料実行フラグＦonは内
燃機関の始動時に検出された燃料タンク１内の圧力が二
方向弁５５の正圧弁５６の開弁圧である予め定められた
正圧に等しいか又は負圧弁５７の開弁圧である予め定め
られた負圧に等しいときにセットされ、蒸発燃料処理が
終了したときにリセットされる。

【００６２】次に第七実施形態の蒸発燃料処理装置を説
明する。図１１に示したように第七実施形態では第一実
施形態のダイアフラム弁の代わりに電子制御装置３によ
り開閉制御される制御弁５８が蒸発燃料放出通路２８に
取り付けられる。その他の構成は第一実施形態と同じで
あるので説明は省略する。

【００６３】次に第七実施形態の蒸発燃料処理を説明す
る。第七実施形態では第一実施形態と同様に燃料タンク
１内の蒸発燃料濃度が予め定められた濃度より小さいと
きにヒータ１６を作動して燃料を加熱すると同時に制御
弁５８を開弁する。こうして燃料タンク１から空気を排
出する。一方、燃料タンク１内の蒸発燃料濃度が予め定
められた濃度より大きくなったときにはヒータ１６を停
止すると同時に制御弁５８を閉弁する。こうして燃料タ
ンク１から空気がほぼ完全に排除された後に燃料タンク
１内が密閉されるため、空気が燃料タンク１内に流入す
ることはない。したがって第七実施形態によれば燃料タ
ンクから燃料タンク外部に流出する蒸発燃料の量を低く
維持することができる。その他の作動は第一実施形態と
同じであるので説明は省略する。

【００６４】次に図１２のフローチャートを参照して第
七実施形態の蒸発燃料処理の詳細を説明する。なおステ
ップＳ３００〜ステップＳ３１２は第一実施形態のステ
ップＳ１００〜ステップＳ１１２に対応するため説明は
省略する。第七実施形態ではステップＳ３０４において
Ｃ＜Ｃ１００であると判別され、ステップＳ３０９にお
いて攪拌機１７が作動された後に、ステップＳ３１４に
おいて制御弁５８が開弁される。一方、ステップＳ３０
４においてＣ≧Ｃ１００であると判別され、ステップＳ
３１２において攪拌機１７が停止された後に、ステップ
Ｓ３１６において制御弁５８が閉弁される。

【００６５】次に本発明の第八実施形態を説明する。燃
料貯留装置５８は例えば内燃機関に供給すべき燃料を貯
留するためのタンクとして用いられる。もちろん単に燃
料を貯留するためのタンクとして用いることもできる。
図１３を参照すると燃料貯留装置５８は略椀状の上側部
分６０と下側部分６１とからなるハウジング６２を具備
する。上側部分６０と下側部分６１とはこれらの周縁に
形成された第一フランジ６０ａ、６１ａにおいて互いに
連結される。ハウジング６２内には燃料を貯留するため
の燃料室６３を画成する燃料容器または燃料タンク６４
が配置される。上側部分６０の内壁面から内方へ第二フ
ランジ６０ｂが突出する。また下側部分６１の内壁面か
ら内方へ第二フランジ６１ｂが突出する。後に詳細を説
明する燃料タンク６４の側壁６５ａ〜６５ｄと上壁６６
および下壁６７との連結部がこれら第二フランジ６０
ｂ、６１ｂの間に挟まれる。これにより燃料タンク６４
はその上壁６６および下壁６７が上下に変位可能にハウ
ジング６２内に保持される。

【００６６】図１４および図１５を参照すると第八実施
形態の燃料タンク６４は互いに上下方向に配置された略
長方形の一対の上壁６６と下壁６７と、これら上壁６６
と下壁６７との対応する辺を互いに連結する略長方形の
四つの側壁６５ａ〜６５ｄとを具備する。これら側壁６
５ａ〜６５ｄはその両端縁部において隣接する側壁の端
縁部に連結される。燃料タンク６４は略直方体形状であ
り、その内部に燃料室６３が形成される。したがって燃
料タンク６４の各壁６６、６７、６５ａ〜６５ｄは燃料
貯留装置５８の内部を燃料室６３と空気室６８とに分離
する分離壁に相当する。これら上壁６６、下壁６７およ
び側壁６５ａ〜６５ｄはエチレンとビニルとの共重合樹
脂またはナイロンで作製された平坦なコア部分の両面を
高密度ポリエチレンで作製された表皮部分で覆った多層
構造で形成され、実質的に剛性を有する。なお燃料タン
ク６４の上壁６６または下壁６７の面積は側壁６５ａ〜
６５ｄ一つの面積より大きく、上壁６６および下壁６７
の剛性は側壁６５ａ〜６５ｄの剛性より小さい。また上
壁６６および下壁６７の形状は長方形に限定されず、対
の多角形であればよい。したがって上壁６６、下壁６７
および側壁６５ａ〜６５ｄの形状は燃料タンク６４を配
置すべき空間の形状に応じて適宜選択すればよい。

【００６７】図１６に示したように、燃料タンク６４内
に燃料が供給され、燃料タンク６４が直方体形状である
ときに貯留可能な燃料量（以下、所定量）を燃料タンク
６４内の燃料量が越えると、上壁６６と下壁６７とが互
いに離れて外方へ膨らむように湾曲変形すると共に側壁
６５ａ〜６５ｄが互いに近づいて内方へ凹むように湾曲
変形する。すなわち第八実施形態では燃料タンク６４内
の燃料量が所定量を越えると上壁６６が上方へ変位し、
下壁６７が下方へ変位し、側壁６５ａ〜６５ｄが横方向
かつ内方へ変位する。こうして各壁がそれぞれ異なる方
向へ変位し、徐々に燃料タンク６４内に貯留可能な燃料
量が増大する。なお上壁６６および下壁６７の変形量は
側壁６５ａ〜６５ｄの変形量より大きい。

【００６８】一方、図５に示したように、燃料が燃料タ
ンク６４から流出し、燃料タンク６４内の燃料量が所定
量より少なくなると上壁６６と下壁６７とが互いに近づ
いて内方へ凹むように湾曲変形すると共に側壁６５ａ〜
６５ｄが互いに近づいて内方へ凹むように湾曲変形す
る。すなわち第八実施形態では燃料タンク６４内の燃料
量が所定量より少なくなると上壁６６が下方へ変位し、
下壁６７が上方へ変位し、側壁６５ａ〜６５ｄが横方向
かつ内方へ変位する。こうして各壁が異なる方向へ変位
し、徐々に燃料タンク６４内に貯留可能な燃料量が減少
する。

【００６９】再び図１３を参照するとハウジング６２の
上側部分６０には開口６９が形成されている。この開口
６９にはチャコールキャニスタ７０が取り付けられる。
チャコールキャニスタ７０はその内部に活性炭７１を具
備する。活性炭７１の両側に形成された空間の一方は大
気に連通せしめられ、他方の空間は空気室６８とチャコ
ールキャニスタ７０内および給油管７２内の蒸発燃料を
吸気通路３６に導入するためのパージ管７３とに連通せ
しめられる。したがって空気室６８はチャコールキャニ
スタ７０を介して外気と連通する。このため燃料タンク
６４の上壁６６および下壁６７が外方へ変位するとき空
気室６８内の空気がフィルタ２７を介して外気に流出す
る。また燃料タンク６４の上壁６６および下壁６７が内
方へ変位するとき空気がフィルタ２７を介して空気室６
８内に流入する。このように開口６９により燃料タンク
６４の上壁６６および下壁６７がハウジング６２内で変
位し易くなる。なおパージ管７３には蒸発燃料を吸気通
路３６に導入すべきときに電子制御装置３により開弁せ
しめられるパージ制御弁８７が取り付けられる。またハ
ウジング６２の上側部分６０の下面には燃料タンク６４
の上壁６６が上方へ膨らんだときに燃料タンク６４の上
壁６６に当接する当接プレート９０が取り付けられる。
なお吸気通路３６内にはスロットル弁４７が配置されて
おり、スロットル弁４７の下流側の吸気通路３６にパー
ジ管７３が接続される。

【００７０】また燃料を燃料タンク６４内に供給するた
めの給油管７２の下方端７４が伸縮管７５を介して燃料
タンク６４の下壁６７の略中央部に接続される。伸縮管
７５は蛇腹状の管壁を有し、その断面は波形状である。
このため燃料タンク６４内の燃料が増え、下壁６７が下
方に変位するときには伸縮管７５は縮む。一方、燃料タ
ンク６４内の燃料減り、下壁６７が上方に変位するとき
には伸縮管７５は伸びる。給油管７２の上方端７６には
給油管７２を閉鎖するための開口蓋９が取外し可能に取
り付けられる。燃料タンク６４内に燃料を供給する際に
は開口蓋９が取り外され、燃料が給油管７２の上流端４
２の開口から供給される。

【００７１】給油管７２の中間位置には燃料タンク６４
内の燃料を燃料ポンプ室７７に導入するための燃料導入
管７８の一端が接続される。燃料ポンプ室７７は第一実
施形態の補助燃料室１３に相当する。燃料導入管７８の
他端は燃料ポンプ室７７に接続される。燃料ポンプ室７
７内には燃料ポンプ１５が配置される。燃料ポンプ室７
７内の燃料は燃料ポンプ１５により燃料供給管７９を介
して機関本体１９に供給される。燃料ポンプ１５から吐
出された燃料の一部は燃料戻し通路２０を介して燃料ポ
ンプ室７７内に戻される。また燃料ポンプ室７７内には
燃料ポンプ室７７内の燃料を加熱するためのヒータ１６
と燃料ポンプ室７７内の燃料を攪拌するための攪拌機１
７とが配置される。さらに燃料ポンプ室７７には燃料ポ
ンプ室７７内の蒸発燃料濃度を検出するための蒸発燃料
濃度センサ９５が取り付けられる。蒸発燃料濃度センサ
９５は電子制御装置３に接続されており、燃料ポンプ室
７７内の蒸発燃料濃度に応じた出力信号を電子制御装置
３に送信する。なお機関本体１９には機関本体１９から
排出された排気ガスを大気に放出するための排気通路５
０が接続される。

【００７２】また燃料ポンプ室７７には該燃料ポンプ室
７７内の気体を給油管７２に排出するための気体排出管
８０の一端が接続される。気体排出管８０の他端は給油
管７２に接続される。気体排出管８０には燃料ポンプ室
７７内の圧力が予め定められた正圧より高くなったとき
に開弁するチェック弁８１が取り付けられる。燃料タン
ク６４内に燃料が燃料ポンプ室７７に導入されるとき、
燃料ポンプ室７７内の圧力がチェック弁８１の開弁圧で
ある予め定められた正圧より高くなり、燃料ポンプ室７
７内の気体が気体排出管８０を介して給油管７２に排出
されるため、燃料ポンプ室７７内に燃料が導入され易く
なる。

【００７３】燃料タンク６４の上壁６６の略中央部には
燃料タンク６４内の気体、特に蒸発燃料を燃料タンク６
４外に排出するための蒸発燃料排出管８２の一端が接続
される。一方、蒸発燃料排出管８２の他端は燃料ポンプ
室７７に接続される。なお蒸発燃料排出管８２は燃料タ
ンク６４の上壁６６の変位に追従できるように可撓性を
有する。蒸発燃料排出管８２の一端は第二カットオフバ
ルブ８８を介して燃料タンク６４に接続される。第二カ
ットオフバルブ８８は燃料液面に浮かぶことが可能な第
二フロート８９を具備する。したがって燃料タンク６４
内に蒸発燃料が発生したときには第二フロート８９が下
降して蒸発燃料排出管８２を開く。このとき燃料タンク
６４の上壁６６および下壁６７の復元力により燃料タン
ク６４内の蒸発燃料が蒸発燃料排出管８２を介して燃料
ポンプ室７７内に排出される。こうして燃料タンク６４
内の燃料液面が第二カットオフバルブ８８に達すると第
二フロート８９が上昇して蒸発燃料排出管８２の開口を
閉鎖し、蒸発燃料排出管８２を遮断する。このため燃料
が燃料タンク６４外に漏れることはない。また燃料タン
ク６４内から蒸発燃料が排出された後に燃料タンク６４
内が密閉されるため、燃料タンク６４内で蒸発燃料が発
生しなければ第二カットオフバルブ８８は開弁しない。
したがって気体が燃料タンク６４内に流入することはな
く、燃料タンク６４内で蒸発燃料が発生することが防止
される。

【００７４】また給油管７２の上方部分は給油管７２内
の蒸発燃料をパージ管７３内に導入するための給油管内
蒸発燃料排出管８３に接続される。給油管内蒸発燃料排
出管８３には二方向弁８４が取り付けられる。二方向弁
８４はチャコールキャニスタ７０側の給油管内蒸発燃料
排出管８３内の圧力が予め定められた正圧より高くなっ
たときに開弁する正圧弁８５と、チャコールキャニスタ
７０側の給油管内蒸発燃料排出管８３内の圧力が予め定
められた負圧より低くなったときに開弁する負圧弁８６
とを具備する。なお給油管内蒸発燃料排出管８３は第一
カットオフバルブ９３を介して給油管７２に接続され
る。第一カットオフバルブ９３は燃料液面に浮かぶこと
が可能な第一フロート９４を具備する。したがって給油
管７２内の燃料液面が第一カットオフバルブ９３が上昇
して給油管内蒸発燃料排出管８３の開口を閉鎖し、給油
管内蒸発燃料排出管８３を遮断する。このため燃料が給
油管内蒸発燃料排出管８３内に流出することはない。

【００７５】ハウジング６２の上側部分６０の内壁面に
は燃料ゲージ９１が取り付けられる。燃料ゲージ９１は
燃料タンク６４の上壁６６の概ね中央の外壁面に当接す
る計測アーム９２を有する。したがって上壁６６に当接
した計測アーム９２の端部は上壁６６の変位に追従して
変位する。燃料ゲージ９１はこの計測アーム９２の端部
の変位に基づいて燃料タンク６４内の燃料量を検出す
る。燃料ゲージ９１は電子制御装置３に接続されてお
り、燃料タンク６４内の燃料量に応じた出力信号を電子
制御装置３に送信する。

【００７６】次に第八実施形態の蒸発燃料処理を説明す
る。第八実施形態では燃料ポンプ室７７内の蒸発燃料濃
度が予め定められた濃度より小さいときにはヒータ１６
を作動して燃料ポンプ室７７内の燃料を加熱する。燃料
が加熱されると燃料ポンプ室７７内で蒸発燃料が発生
し、燃料ポンプ室７７内の圧力が高くなる。このためチ
ェック弁８１が開弁し、燃料ポンプ室７７内の蒸発燃料
および空気が給油管７２内に放出される。したがって燃
料ポンプ室７７内の蒸発燃料濃度が高くなる。

【００７７】燃料ポンプ室７７内の蒸発燃料濃度が予め
定められた濃度より大きくなったときにはヒータ１６を
停止する。ヒータ１６を停止すると燃料ポンプ室７７内
の温度が低下するため燃料ポンプ室７７内の圧力も低下
する。したがってチェック弁８１が閉弁し、燃料ポンプ
室７７内は密閉される。こうして第八実施形態によれば
燃料ポンプ室７７内の空気がほぼ完全に排除される。し
たがって上述したように第八実施形態では燃料タンク内
での蒸発燃料の発生が防止されると共に燃料ポンプ室内
から流出する蒸発燃料の量が低く維持されているため、
全体として燃料タンクおよび燃料ポンプ室から流出する
蒸発燃料の量が低く維持される。

【００７８】ところで燃料ポンプ室７７内の蒸発燃料濃
度が予め定められた濃度より大きくなった後にヒータ１
６を停止すると燃料ポンプ室７７内の圧力が低下する。
このため負圧が蒸発燃料排出管８８内に導入される。し
たがって仮に燃料タンク６４内に蒸発燃料が残留してい
る場合でも蒸発燃料排出管８８を介して燃料タンク６４
内に負圧が導入されるため、燃料タンク６４内の蒸発燃
料を排除することができる。

【００７９】なお詳細には第八実施形態の蒸発燃料処理
は図５のフローチャートに従って実行されるが、この処
理は第一実施形態と同じであるので説明は省略する。も
ちろん第八実施形態に第二実施形態の蒸発燃料処理を適
用することも可能である。また第八実施形態のチェック
弁を二方向弁とし、第三から第六実施形態の蒸発燃料処
理を適用し、またはチェック弁を制御弁とし、第七実施
形態の蒸発燃料処理を適用することも可能である。

【００８０】

【発明の効果】一番目から十三番目の発明によれば燃料
タンク内の蒸発燃料濃度が予め定められた濃度より高く
維持される。したがって燃料タンク内の温度が等しい場
合、蒸発燃料濃度が予め定められた濃度より高いときの
燃料タンク内の圧力は蒸発燃料濃度が予め定められた濃
度より低いときの燃料タンク内の圧力より低い。このた
め一番目から十三番目の発明によれば燃料タンクから蒸
発燃料が流出する可能性が小さい。

【図面の簡単な説明】

【図１】第一実施形態の蒸発燃料処理装置を備えた燃料
タンクを示す図である。

【図２】第一実施形態の補助燃料室を示す図である。

【図３】第一実施形態のチャコールキャニスタを示す図
である。

【図４】第一実施形態の液溜まり機構を示す図である。

【図５】第一実施形態の蒸発燃料処理のフローチャート
である。

【図６】燃料ポンプの作動時間と燃料ポンプから発生す
る熱量との関係を示すマップである。

【図７】内燃機関の作動時間と内燃機関から発生する熱
量との関係を示すマップである。

【図８】燃料タンク内の温度と燃料タンク内の圧力と蒸
発燃料濃度との関係を示すマップである。

【図９】第二実施形態の蒸発燃料処理のフローチャート
である。

【図１０】第三実施形態の蒸発燃料処理装置を備えた燃
料タンクを示す図である。

【図１１】第七実施形態の蒸発燃料処理装置を備えた燃
料タンクを示す図である。

【図１２】第七実施形態の蒸発燃料処理のフローチャー
トである。

【図１３】第八実施形態の蒸発燃料処理装置を備えた燃
料貯留装置を示す図である。

【図１４】第八実施形態の燃料タンクを示す斜視図であ
る。

【図１５】図１４の線ＸＶ−ＸＶに沿った燃料タンクの
断面図である。

【図１６】燃料タンク内の燃料量が所定量より多いとき
の燃料タンクを示した断面図である。

【図１７】燃料タンク内の燃料量が所定量より少ないき
の燃料タンクを示した断面図である。

【符号の説明】

１、６４…燃料タンク １５…燃料ポンプ １６…ヒータ ２５…圧力センサ ２６…タンク温度センサ ２７、９５…蒸発燃料濃度センサ ４６…ダイアフラム弁 ４８…吸気温度センサ ４９…冷却水温度センサ ５３…排気温度センサ ５５…二方向弁 ５８…制御弁 ８１…チェック弁

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 佐々木 秀和 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自動 車株式会社内 (72)発明者 竹内 公一 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自動 車株式会社内 Ｆターム(参考） 3D038 CA00 CA22 CC05

Claims (13)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 燃料を貯留するための燃料タンクにおい
   て、該燃料タンク内の燃料液面上方の空間における気体
   中の蒸発燃料の濃度が予め定められた濃度より小さいか
   否かを判断するための蒸発燃料濃度判断手段と、前記燃
   料液面上方の空間における気体中の蒸発燃料濃度を増大
   するための蒸発燃料濃度増大手段と、前記蒸発燃料濃度
   判断手段が蒸発燃料濃度が前記予め定められた濃度より
   小さいと判断したときに前記蒸発燃料濃度増大手段によ
   り蒸発燃料濃度を増大し、前記蒸発燃料濃度判断手段が
   蒸発燃料濃度が前記予め定められた濃度を越えたと判断
   したときに前記蒸発燃料濃度増大手段による蒸発燃料濃
   度の増大を停止する制御手段とを具備することを特徴と
   する蒸発燃料処理装置。
2. 【請求項２】 燃料タンク内部と燃料タンク外部との間
   の連通状態を制御するための連通状態制御手段を具備
   し、前記制御手段は前記蒸発燃料濃度判断手段が蒸発燃
   料濃度が前記予め定められた濃度より小さいと判断した
   ときに前記蒸発燃料濃度増大手段により蒸発燃料濃度を
   増大して前記連通状態制御手段を介して前記気体中の空
   気を燃料タンク内部から燃料タンク外部に流出させ、前
   記蒸発燃料濃度判断手段が蒸発燃料濃度が前記予め定め
   られた濃度を越えたと判断したときに前記蒸発燃料濃度
   増大手段による蒸発燃料濃度の増大を停止して前記連通
   状態制御手段を介した空気の流出を停止することを特徴
   とする請求項１に記載の蒸発燃料処理装置。
3. 【請求項３】 前記蒸発燃料濃度判断手段は前記燃料タ
   ンク内の圧力が予め定められた圧力より高いとき蒸発燃
   料濃度が前記予め定められた濃度より小さいと判断する
   ことを特徴とする請求項１に記載の蒸発燃料処理装置。
4. 【請求項４】 前記蒸発燃料濃度判断手段は燃料が前記
   燃料タンク内へ供給されたとき蒸発燃料濃度が前記予め
   定められた濃度より小さいと判断することを特徴とする
   請求項１に記載の蒸発燃料処理装置。
5. 【請求項５】 前記連通状態制御手段は前記燃料タンク
   内の圧力が予め定められた圧力より低くなったときに前
   記燃料タンク内部を前記燃料タンク外部に連通し、前記
   蒸発燃料濃度判断手段は前記燃料タンク内の温度が予め
   定められた温度より低いとき蒸発燃料濃度が前記予め定
   められた濃度より小さいと判断することを特徴とする請
   求項１に記載の蒸発燃料処理装置。
6. 【請求項６】 前記連通状態制御手段は前記燃料タンク
   内の圧力が予め定められた圧力より低くなったとき及び
   該予め定められた圧力より高い圧力より高くなったとき
   に前記燃料タンク内部を前記燃料タンク外部に連通し、
   前記蒸発燃料濃度判断手段は前記燃料タンク内の圧力が
   前記予め定められた圧力または前記予め定められた圧力
   より高い圧力であるときに蒸発燃料濃度が前記予め定め
   られた濃度より小さいと判断することを特徴とする請求
   項１に記載の蒸発燃料処理装置。
7. 【請求項７】 前記蒸発燃料濃度増大手段は前記燃料タ
   ンク内の燃料を加熱するための加熱装置を具備すると共
   に該加熱装置により蒸発燃料濃度を増大することを特徴
   とする請求項１に記載の蒸発燃料処理装置。
8. 【請求項８】 前記加熱装置は前記燃料タンク内の燃料
   を内燃機関に供給するための燃料ポンプを具備すると共
   に該燃料ポンプにより蒸発燃料濃度を増大することを特
   徴とする請求項７に記載の蒸発燃料処理装置。
9. 【請求項９】 前記加熱装置は前記燃料タンク内の燃料
   を内燃機関に供給するための燃料ポンプと、前記内燃機
   関に供給された燃料を前記燃料タンクに戻すための燃料
   戻し通路とを具備すると共に該燃料戻し通路から戻され
   た燃料により蒸発燃料濃度を増大することを特徴とする
   請求項７に記載の蒸発燃料処理装置。
10. 【請求項１０】 前記加熱装置は内燃機関で生じる熱を
    伝達する伝達手段を具備すると共に該伝達手段により伝
    達された熱により蒸発燃料濃度を増大することを特徴と
    する請求項７に記載の蒸発燃料処理装置。
11. 【請求項１１】 前記伝達手段は前記内燃機関から排気
    ガスを排出するための排気通路を具備すると共に該排気
    ガスの熱により蒸発燃料濃度を増大することを特徴とす
    る請求項１０に記載の蒸発燃料処理装置。
12. 【請求項１２】 前記蒸発燃料処理装置は前記燃料タン
    ク内の蒸発燃料を内燃機関に供給するための蒸発燃料供
    給通路を具備することを特徴とする請求項１に記載の蒸
    発燃料処理装置。
13. 【請求項１３】 前記蒸発燃料処理装置は前記燃料タン
    クから前記蒸発燃料供給通路内に流出した蒸発燃料を一
    時的に保持するためのキャニスタを具備することを特徴
    とする請求項１２に記載の蒸発燃料処理装置。