JP3399422B2 - 燃料タンク系 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 【０００１】 【発明の属する技術分野】本発明は燃料タンク系に関
し、特に、自動車等の車両に装備される燃料タンク系に
関する。 【０００２】 【従来の技術】従来、自動車等の車両に装備される燃料
タンク系においては、燃料タンク内から発生する燃料蒸
発ガス（ベーパ）を低減するための構造を採用したもの
があり、その一例が実開昭５７−１６８７６０号公報に
記載されている。 【０００３】図２に示すように、この燃料タンク系で
は、燃料タンク１１０とキャニスタ１１２とを連通する
導管１１４に、燃料タンク１１０内の圧力を適正に保つ
ためのチェックバルブ１１６が装着され、さらに、燃料
タンク１１０の空気室１１８とチェックバルブ１１６と
の間の導管１１４に、冷却装置１２０が組みつけられて
いる。これにより、燃料タンク１１０から導管１１４を
通して抜出されるベーパの一部が冷却装置１２０によっ
て液化されて燃料タンク１１０へ戻されるので、キャニ
スタ１１２へ導かれるベーパの量を減少させることがで
きるようになっている。 【０００４】しかし、このような構造の燃料タンク系で
は、チェックバルブ１１６の開弁圧が冷却装置１２０の
作動と無関係に設定されているため、冷却装置１２０の
冷却能力に応じて効率よくベーパを液化することが難し
かった。 【０００５】また、チェックバルブ１１６が開放された
状態で大量のベーパがキャニスタ１１２に流れ込んだ場
合を考慮してキャニスタ１１２の容量を大きく設定して
おく必要があった。 【０００６】 【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記事実を
考慮し、冷却手段の冷却能力に応じてベーパの発生を効
率よく抑制することができると共に、キャニスタを小型
化できる燃料タンク系を得ることを課題とする。 【０００７】 【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明で
は、燃料を収容する燃料タンク本体と、前記燃料タンク
本体とエバポ通路を介して連通されたキャニスタと、前
記燃料タンク本体への給油状態を検出する給油検出手段
と、前記エバポ通路に設けられ、燃料タンク本体が前記
給油検出手段によって検出された給油状態になると開放
される弁部材と、前記燃料タンク本体又は燃料タンク本
体から前記弁部材に至るまでの前記エバポ通路に設けら
れ、前記給油状態で作動する冷却手段と、を有すること
を特徴とする。 【０００８】すなわち、この燃料タンク系では、給油検
出手段によって燃料タンク本体への給油状態が検出され
るが、燃料タンク本体が給油状態になるまでは、弁部材
が閉塞されると共に冷却手段が作動している。そして、
燃料タンク本体が給油状態になると弁部材が開放され、
ベーパがキャニスタに導かれる。このため、冷却手段の
冷却能力に応じてベーパの発生を効率よく抑制すること
ができる。 【０００９】また、冷却手段を作動させることで、キャ
ニスタに導かれるベーパの量が少なくなるので、キャニ
スタを小型化することができると共に、エミッションを
低減することが可能になる。 【００１０】なお、冷却手段は、燃料タンク本体に設け
てもよいし、燃料タンクから弁部材に至るまでのエバポ
通路に設けてもよい。さらに、これら双方に設けてもよ
い。燃料タンクに設けた場合には、液体の燃料を冷却し
て、燃料の蒸発を直接的に抑制することができる。燃料
タンクから弁部材に至るまでのエバポ通路に設けた場合
には、一旦蒸発した燃料（ベーパ）を冷却して液化させ
ることで、キャニスタに導かれるベーパの量を少なくす
ることができる。 【００１１】 【００１２】 【００１３】 【００１４】 【００１５】 【００１６】 【００１７】 【００１８】 【００１９】 【発明の実施の形態】本発明に係る燃料タンク系の一実
施形態を図１を用いて説明する。 【００２０】図１に示すように、本実施形態の燃料タン
ク系９０では、燃料タンク本体１０の側壁部にインレッ
トパイプ（燃料充填管）１２の一方の端部が貫通してお
り、インレットパイプ１２の端部は燃料タンク本体１０
内に挿入されている。また、インレットパイプ１２の他
方の端部は車両側壁部に設けられた給油口１４に達して
いる。 【００２１】給油口１４には、給油キャップ１６が取付
けられており、給油の際には、フューエルリッド１８を
開け、給油キャップ１６を外すことで、図示を省略した
給油ガンが挿入可能となっている。なお、給油時、イン
レットパイプ１２内の燃料液面が上昇し、給油ガンに設
けたセンサが満タン状態を検出すると、給油ガンからの
給油が自動的に停止するようになっている。また、フュ
ーエルリッド１８には、フューエルリッド１８の開閉を
検出する開閉検知スイッチ２０が配設されており、この
開閉検知スイッチ２０は制御回路２２に接続されてい
る。なお、インレットパイプ１２内には、通気管２４が
配設されている。 【００２２】本実施形態の燃料タンク本体１０は、燃料
を収容する内側タンク殻２６と、この内側タンク殻２６
の外側に配置された外側タンク殻２８と、によって二層
タンク構造となっており、内側タンク殻２６と外側タン
ク殻２８との間にはタンク殻間空間３０が形成されてい
る。内側タンク殻２６は、金属や樹脂等、燃料タンクと
して一般的に使用されれている材質のものを使用するこ
とができる。また、内側タンク殻２６は一般的な燃料タ
ンクよりも板厚を増大させて、耐圧強度が高められてい
る。 【００２３】外側タンク殻２８の内面には断熱材７０が
配設されている。この断熱材７０によって、燃料タンク
本体１０の外部の熱が、タンク殻間空間３０に伝わりに
くくなっている。断熱材７０は、断熱効果を高めるため
には燃料タンク本体１０の全面にわたって設けることが
好ましいが、必要十分な断熱効果を得られるのであれ
ば、部分的に設けてもよい。また、断熱材７０の材質も
特に限定されないが、例えば発泡樹脂やスポンジ等の多
孔質材料は、断熱効果が高いので好適に使用することが
できる。 【００２４】図１に示すように、燃料タンク本体１０に
おける内側タンク殻２６の上壁部には、満タン検知及び
ロールオーバ対応用の周知のフロート弁３２が配設され
ており、フロート弁３２にはキャニスタ３４へ至るエバ
ポ通路３６が接続されている。タンク殻間空間３０とキ
ャニスタ３４とはパージライン４６によって連通されて
おり、キャニスタ３４は、タンク殻間空間３０内の空気
によってパージされるようになっている。 【００２５】また、キャニスタ３４はパージライン５０
によって、エアクリーナ５２に連通するサージタンク５
４に連通されており、パージライン５０の中間部には、
Ｄ−ＶＳＶ（バキュームスイッチングバルブ）５６が配
設されている。これにより、例えば、スロットルバルブ
の開閉等により生じた負圧を利用して、タンク殻間空間
３０内の空気をキャニスタ３４に引き込むことが可能に
なっている。なお、キャニスタ３４には、大気弁６２が
配設されている。 【００２６】一方、エアクリーナ５２は吸気管５８を介
してタンク殻間空間３０に連通されている。タンク殻間
空間３０内が負圧になると、エアクリーナ５２によって
浄化された空気が、吸気管５８を通ってタンク殻間空間
３０に流入する。 【００２７】燃料タンク本体１０の上壁には、圧力セン
サ７２及び温度センサ７４が取り付けられている。これ
らの圧力センサ７２及び温度センサ７４はそれぞれ制御
回路２２に接続されており、燃料タンク本体１０内の圧
力及び燃料温度を検知してそのデータを制御回路２２に
送る。なお、温度センサ７４は、その検出子７４Ａが内
側タンク殻２６の底部近傍まで延出されており、燃料の
量が少なくなった場合でも燃料温度を検出可能とされて
いる。 【００２８】内側タンク殻２６の内部には、サブタンク
６４が配設されている。このサブタンク６４の内部に
は、ポンプユニット６６が配設されており、ポンプユニ
ット６６にはエンジンへの燃料供給管６８が連結されて
いる。同じく、燃料タンク本体１０の上壁には、ペルチ
ェユニット７６が取り付けられると共に、ポイプユニッ
ト６６によってサブタンク６４内からペルチェユニット
７６へと致り、さらにサブタンク６４内へと燃料が循環
される循環ライン７８が設けられている。 【００２９】また、ペルチェユニット７６は制御回路２
２に接続されている。制御回路２２は、例えば、車両走
行開始時等に温度センサ７４によって測定された燃料タ
ンク本体１０内の燃料温度（初期温度）を記憶し、車両
走行時の燃料温度がこの初期温度を維持するように、ペ
ルチェユニット７６を制御する。加えて、制御回路２２
は、圧力センサ７２によって検知された燃料タンク本体
１０内の圧力が、予め設定された圧力（制御圧力）より
も小さくなるようにも、ペルチェユニット７６を制御可
能とされている。 【００３０】フロート弁３２からキャニスタ３４へ至る
エバポ通路３６の中間部には、弁部材４８が配設されて
いる。この弁部材４８は、エバポ通路３６を部分的に二
本に分岐させた分岐路のそれぞれに設けられた、制御弁
８０と逃し弁８２とで構成されている。 【００３１】制御弁８０は制御回路２２に接続されてお
り、給油時、即ち開閉検知スイッチ２０によって、フュ
ーエルリッド１８の開状態を検出した場合（給油状態）
と、車両走行中に圧力センサ７２によって検出された圧
力があらかじめ設定された所定圧力（走行中リリーフ圧
力、最低開弁圧）よりも高くなった場合（高圧状態）、
及び温度センサ７４によって検出されたタンク本体１０
内の燃料温度があらかじめ設定された所定温度より高く
なった場合（高温状態）に、制御回路２２は制御弁８０
を開放する。さらに、車両駐車中は、制御回路２２は制
御弁８０を閉塞する。また、逃し弁８２は制御回路２２
に接続されておらず、制御弁８０とは独立して、所定の
開弁圧（駐車中リリーフ圧）で開放するようになってい
る。なお、上記した制御圧力は、正圧側、負圧側共に走
行中リリーフ圧以内に設定されている。また、走行中リ
リーフ圧も、正圧側、負圧側共に駐車中リリーフ圧以内
に設定されている。さらに、駐車中リリーフ圧は、日中
の最高温度等から想定される燃料タンク本体１０内の圧
力よりも高く設定されている。 【００３２】フロート弁３２と弁部材４８との間のエバ
ポ通路３６には、ペルチェユニット８４が取り付けられ
ている。ペルチェユニット８４は制御回路２２に接続さ
れており、制御弁８０の開放動作に対応して、制御回路
２２がペルチェユニット８４を制御する。 【００３３】次に、本実施形態の作用を説明する。な
お、説明の便宜上、作用を（１）給油中、（２）車両走
行中、及び（３）車両駐車中に分けて説明する。 【００３４】（１）給油中 フューエルリッド１８が開放されたことを開閉検知スイ
ッチ２０が検知すると、制御回路２２は給油が開始され
た若しくは給油中であると判断し（給油判定）、ペルチ
ェユニット８４を作動させる。また、これに連動して、
制御回路２２は制御弁８０を開放する。 【００３５】このように、給油時にペルチェユニット８
４を作動させることにより、給油中に燃料タンク本体１
０内で発生したベーパの一部はペルチェユニット８４に
よって冷却されて液化され、燃料タンク本体１０内に回
収されるので、キャニスタ３４に導かれるベーパの量が
少なくなる。すなわち、キャニスタ３４で吸着するベー
パの量が抑制できるので、キャニスタ３４を小型化する
ことが可能になると共に、キャスタ３４の負荷（パージ
の負荷）を少なくして省電力化を図ることが可能にな
る。 【００３６】また、ベーパの一部を液化するので、燃料
タンク本体１０全体でみたとき、放出されるベーパの総
量が少なくなり、エミッションの低減を図ることが可能
になる。 【００３７】なお、上記した給油判定は、必ずしも開閉
検知スイッチ２０によって行う必要はない。すなわち、
給油中は給油キャップ１６が外されるため、これを検出
して給油判定を行ってもよい。また、フューエルリッド
１８の開閉を車室内に設けた開閉スイッチによって操作
可能とされているタイプの自動車では、この開閉スイッ
チからの信号によって給油判定を行ってもよい。 【００３８】（２）車両走行中 車両走行中は、給油キャップ１６が閉められるため燃料
タンク本体１０内は密閉されるが、燃料タンク本体１０
には、外側タンク殻２８の内面に全面に渡って断熱材７
０が配設されており、燃料タンク本体１０の外部の熱
が、タンク殻間空間３０に伝わりにくくなっている。こ
のため、燃料タンク本体１０の外部の温度が上昇して
も、外部から燃料タンク本体１０内への入熱は断熱材７
０によって遮られる。すなわち、燃料タンク本体１０内
の燃料は、外部からの熱（温度上昇）によって、その温
度が上昇してしまうことがなく、ベーパの発生が抑えら
れる。 【００３９】また、制御回路２２がペルチェユニット７
６を作動させ、循環ライン７８内を循環される燃料（ポ
ンプユニット６６によって燃料供給管６８へ送られる燃
料の一部）が冷却される。特に、本実施形態の燃料タン
ク系９０では、制御回路２２は、車両走行開始時等に温
度センサ７４によって測定された燃料タンク本体１０内
の燃料温度（初期温度）を記憶し、車両走行時の燃料温
度がこの初期温度を維持するように、ペルチェユニット
７６を制御する。これにより、燃料タンク本体１０内の
燃料温度の上昇が抑えられるので、燃料の蒸発、すなわ
ちベーパの発生を抑制することができる。なお、このよ
うにペルチェユニット７６を作動させる場合であって
も、燃料タンク本体１０は断熱材７０が設けられている
ことで外部の熱による温度上昇が抑えられているためペ
ルチェユニット７６の負荷が低減し、このような断熱材
７０が設けられていないものと比較してペルチェユニッ
ト７６の小型化、省電力化を図ることが可能になる。 【００４０】また、制御回路２２は、圧力センサ７２に
よって検知された燃料タンク本体１０内の圧力が、予め
設定された圧力（制御圧力）よりも小さくなるようにペ
ルチェユニット７６を制御することも可能である。これ
によっても、燃料タンク本体１０内からのベーパの放出
を防止することが可能となる。 【００４１】なお、これらのようにペルチェユニット７
６を制御した場合であっても、例えば外気温の急激な上
昇等によって、燃料タンク本体１０内の圧力が上記した
制御圧力を超えてしまうことが想定される。これが、圧
力センサ７２によって検知されると、制御回路２２は制
御弁８０を開放し、燃料タンク本体１０内の圧力が走行
中リリーフ圧よりも低くなるように制御する。これによ
り、燃料タンク本体１０からのベーパの放出が抑制され
る。また、燃料タンク本体１０（特に内側タンク殻２
６）に作用する圧力が小さくなるので、燃料タンク本体
１０の耐圧強度を低く設定できる。 【００４２】また、制御回路２２は、制御弁８０の開放
に連動してペルチェユニット８４を作動させる。このよ
うにペルチェユニット８４を作動させることで、走行中
に燃料タンク本体１０内で発生したベーパの一部は冷却
されて液化され、燃料タンク本体１０内に回収されるの
で、キャニスタ３４に導かれるベーパの量が少なくな
る。すなわち、キャニスタ３４で吸着するベーパの量が
抑制されるので、キャニスタ３４を小型化することが可
能になると共に、キャスタ３４のパージ負荷を少なくし
て省電力化することが可能になる。 【００４３】なお、制御弁８０の開放による走行中リリ
ーフ圧の制御によって、燃料タンク本体１０からのベー
パの発生を確実に抑制することが可能であれば、必ずし
もペルチェユニット７６は作動させなくてもよい。 【００４４】（３）車両駐車中 車両駐車中、制御回路２２は制御弁８０を閉塞する。こ
のため、燃料タンク本体１０内の圧力は、逃し弁８２に
よって設定された駐車中リリーフ圧に依存して制御され
る。すなわち、燃料タンク本体１０内の圧力が駐車中リ
リーフ圧より小さい場合には逃し弁８２は閉塞されてい
るが、これより大きい場合には、逃し弁８２が開放され
る。この駐車中リリーフ圧は、制御弁８０によって制御
される走行中リリーフ圧よりも高く設定されているの
で、車両駐車中に燃料タンク本体１０からベーパが放出
されることを効果的に防止できる。 【００４５】しかも、制御弁８０の制御をするだけで、
燃料タンク本体１０内の圧力を駐車中リリーフ圧と走行
中リリーフ圧との２つに切り替えることができ、別途切
替のための装置（切替弁等）が不要なので、切替のため
の制御や構造が複雑になることもない。 【００４６】また、車両駐車中も車両走行中と同様、給
油キャップ１６も閉められているため燃料タンク本体１
０内は密閉されるが、燃料タンク本体１０の外部の外部
からの入熱は断熱材７０によって遮られる。すなわち、
燃料タンク本体１０内の燃料は、外部からの熱（温度上
昇）によって、その温度が上昇してしまうことがなく、
ベーパの発生が抑えられる。 【００４７】加えて、このように断熱材７０によって燃
料タンク本体１０内の温度上昇を防止することで、燃料
タンク本体１０内の圧力の上昇も抑制される。燃料タン
ク本体１０（特に内側タンク殻２６）に作用する圧力が
小さくなるので、燃料タンク本体１０の耐圧強度を低く
設定できる。また、メカ弁の設定圧力（駐車中リリーフ
圧）も低く設定できる。 【００４８】以上説明したように、本実施形態の燃料タ
ンク系９０では、給油中及び車両走行中のいずれであっ
ても、ペルチェユニット７６、８４（冷却手段）の能力
に応じて、ベーパの発生を効率よく抑制することができ
ると共に、キャニスタを小型化できる。 【００４９】本実施形態の燃料タンク系９０が装備され
る自動車の種類は特に限定されないが、例えば吸気管負
圧が小さいエンジンが搭載された自動車に好適に装備す
ることができる。すなわち、一般に自動車のエンジン
は、スロットルバルブの開閉等により生じた負圧を利用
して、キャニスタ３４に吸着されているペーパをエンジ
ンに送りこむが、吸気管負圧が小さいエンジンではこの
負圧が小さいため、キャニスタの容量を大きくしてしま
うと、キャニスタからベーパをエンジンに送りこむこと
が難しくなる。これに対して本実施形態の燃料タンク系
９０では、キャニスタ３４を小型化（小容量化）できる
ため、吸気管負圧が小さいエンジンが搭載された自動車
にも何ら不都合なく装備することができる。 【００５０】なお、上記説明においては、燃料タンク本
体１０が内側タンク殻２６と外側タンク殻２８とで二層
タンク構造とされているものを例として挙げたが、燃料
タンク本体１０には、断熱材７０が設けられて外部から
の入熱が遮られるようになっていてば、このような二層
タンク構造とされている必要はなく、例えば内側タンク
殻２６の外側に断熱材７０が取り付けられているような
構造でもよい。 【００５１】また、本発明の冷却手段としても、燃料を
冷却できるものであれば上記したペルチェユニット７
６、８４に限定されないが、高い冷却効率を得ると共
に、小型化を図る観点からは、ペルチェユニットが好ま
しい。 【００５２】本発明の制御弁としても、制御回路によっ
て制御（開閉）されるようになっていれば、具体的構成
は限定されず、例えば電磁弁、電動弁等を使用すること
ができる。同様に、本発明の逃し弁としても、制御弁の
最低開弁圧よりも高い開弁圧で制御装置に制御されるこ
となく開放されるような構造のものであれば、具体的構
成は特に限定されないが、例えばダイヤフラム弁等を使
用することができる。 【００５３】 【発明の効果】請求項１に記載の発明では、燃料を収容
する燃料タンク本体と、前記燃料タンク本体とエバポ通
路を介して連通されたキャニスタと、前記燃料タンク本
体への給油状態を検出する給油検出手段と、前記エバポ
通路に設けられ、燃料タンク本体が前記給油検出手段に
よって検出された給油状態になると開放される弁部材
と、前記燃料タンク本体又は燃料タンク本体から前記弁
部材に至るまでの前記エバポ通路に設けられ、前記給油
状態で作動する冷却手段と、を有するので、冷却手段の
冷却能力に応じてベーパの発生を効率よく抑制すること
ができると共に、キャニスタを小型化することができ、
さらに、エミッションを低減することが可能になる。 【００５４】 【００５５】 【００５６】 【００５７】

【図面の簡単な説明】 【図１】本発明の一実施形態の燃料タンク系を示す概略
側断面図である。 【図２】従来の燃料タンク系を示す概略構成図である。 【符号の説明】 １０ 燃料タンク本体 ３４ キャニスタ ３６ エバポ通路 ４８ 弁部材 ７６ ペルチェユニット（冷却手段） ８０ 制御弁 ８２ 逃し弁 ８４ ペルチェユニット（冷却手段）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平２−99755（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−188660（ＪＰ，Ａ) 実開 昭64−8425（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭57−168760（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B60K 15/00 - 15/077 F02M 37/00

Claims (1)

1. (57)【特許請求の範囲】 【請求項１】 燃料を収容する燃料タンク本体と、 前記燃料タンク本体とエバポ通路を介して連通されたキ
   ャニスタと、前記燃料タンク本体への給油状態を検出する給油検出手
   段と、 前記エバポ通路に設けられ、燃料タンク本体が前記給油
   検出手段によって検出された給油状態になると開放され
   る弁部材と、 前記燃料タンク本体又は燃料タンク本体から前記弁部材
   に至るまでの前記エバポ通路に設けられ、前記給油状態
   で作動する冷却手段と、 を有することを特徴とする燃料タンク系。