JP4530982B2 - 燃料タンクの蒸発燃料放出抑制装置 - Google Patents

Description

本発明は、メインタンクとサブタンクとを連通路で連通させ、サブタンクとキャニスタとをチャージ通路で連通させた燃料タンクの蒸発燃料放出抑制装置に関する。

自動車用燃料タンクのメインタンクとは別個に該メインタンクよりも低温環境下に置かれるサブタンクを設け、高温のメインタンクの気相部分から低温のサブタンクの液相部分に蒸発燃料を供給して液化させ、この液化した燃料をメインタンクに戻すことにより、蒸発燃料がチャージされるキャニスタの負荷の軽減するとともに、キャニスタからエンジンの吸気通路にパージされる蒸発燃料を濃度を下げてエンジンの燃焼への影響を軽減するものが、下記特許文献１により公知である。
特許第３６５９００５号公報

ところで上記従来のものは、サブタンクの温度がメインタンクの温度よりも低い状態ではメインタンクで発生した蒸発燃料をサブタンクにおいて液化することが可能であるが、サブタンクの温度がメインタンクの温度よりも高い状態では蒸発燃料を液化することができず、従って蒸発燃料の液化を常時可能にするためには冷却装置を用いてサブタンクの温度を低下させる必要があり、冷却装置が消費する電力がバッテリに負担を掛ける問題がある。

本発明は前述の事情に鑑みてなされたもので、燃料タンクにおいて発生した蒸発燃料を外気温の状態に関わらずに効果的に液化することを目的とする。

上記目的を達成するために、請求項１に記載された発明によれば、メインタンクとサブタンクとを連通路で連通させ、サブタンクとキャニスタとをチャージ通路で連通させた燃料タンクの蒸発燃料放出抑制装置において、前記連通路を、メインタンクの気相部分およびサブタンクの液相部分を連通させる第１連通路と、サブタンクの気相部分およびメインタンクの気相部分を連通させて、両気相部分の圧力差によってサブタンクからメインタンクへ蒸発燃料を供給し得る第２連通路とで構成し、第２連通路には、メインタンクの気相部分からサブタンクの気相部分への蒸発燃料の逆流を阻止するチェック弁を設けたことを特徴とする燃料タンクの蒸発燃料放出抑制装置が提案される。

また請求項２に記載された発明によれば、請求項１の構成に加えて、サブタンクがメインタンクよりも低熱伝達な構造を備えていることを特徴とする燃料タンクの蒸発燃料放出抑制装置が提案される。

また請求項３に記載された発明によれば、請求項２の構成に加えて、サブタンクの少なくとも一部を断熱材、蓄熱材、真空断熱層の少なくとも何れか一つで覆ったことを特徴とする燃料タンクの蒸発燃料放出抑制装置が提案される。

また請求項４に記載された発明によれば、メインタンクとサブタンクとを連通路で連通させ、サブタンクとキャニスタとをチャージ通路で連通させた燃料タンクの蒸発燃料放出抑制装置において、サブタンクをメインタンクの内部に配置し、前記連通路を、メインタンクの気相部分およびサブタンクの液相部分を連通させる第１連通路と、サブタンクの気相部分およびメインタンクの液相部分を連通させる第２連通路とで構成し、サブタンクの燃料液面がメインタンクの燃料液面よりも高く設定されると共に、そのメインタンクの燃料液面からサブタンクの燃料液面までの高さが、サブタンクの燃料液面下に第１連通路が没する高さよりも大きく設定されることを特徴とする蒸発燃料放出抑制装置が提案される。

また請求項５に記載された発明によれば、請求項４の構成に加えて、メインタンクの前記燃料液面が満タン液面であることを特徴とする燃料タンクの蒸発燃料放出抑制装置が提案される。

また請求項６に記載された発明によれば、請求項４または請求項５の構成に加えて、サブタンクの燃料液面はメインタンクの燃料液面よりも高く設定されており、第２連通路のメインタンクへの開口部からメインタンクの燃料液面までの高さを、サブタンクの燃料液面から第１連通路の最高点までの高さよりも小さく設定したことを特徴とする燃料タンクの蒸発燃料放出抑制装置が提案される。

また請求項７に記載された発明によれば、請求項４または請求項５の構成に加えて、サブタンクの燃料液面はメインタンクの燃料液面よりも高く設定されており、第２連通路のメインタンクへの開口部からメインタンクの燃料液面までの高さが、サブタンクの燃料液面から第１連通路の最高点までの高さよりも大きくなるのを許容するとともに、第１連通路にサブタンクからメインタンクへの燃料の流入を規制するチェック弁を設けたことを特徴とする燃料タンクの蒸発燃料放出抑制装置が提案される。

また請求項８に記載された発明によれば、請求項６または請求項７の構成に加えて、第２連通路のメインタンクへの開口部の高さを可変にしたことを特徴とする燃料タンクの蒸発燃料放出抑制装置が提案される。

また請求項９に記載された発明によれば、請求項１〜請求項８の何れか１項の構成に加えて、メインタンクから上方に延びるフィラーチューブの上端の給油口の近傍と該メインタンクの気相部分とを蒸発燃料戻し通路で接続し、この蒸発燃料戻し通路に第１連通路を接続したことを特徴とする燃料タンクの蒸発燃料放出抑制装置が提案される。

また請求項１０に記載された発明によれば、請求項１〜請求項８の何れか１項の構成に加えて、メインタンクからエンジンに供給する燃料の余剰分の少なくとも一部を燃料補給通路を介してサブタンクに補給することを特徴とする燃料タンクの蒸発燃料放出抑制装置が提案される。

請求項１の構成によれば、メインタンクとサブタンクとを連通させる連通路を、メインタンクの気相部分およびサブタンクの液相部分を連通させる第１連通路と、サブタンクの気相部分およびメインタンクの液相部分を連通させて、両気相部分の圧力差によってサブタンクからメインタンクへ蒸発燃料を供給し得る第２連通路とで構成し、かつサブタンクとキャニスタとをチャージ通路で連通させたので、メインタンクの温度が上昇するときは、メインタンクの気相部分に存在できる空気および蒸発燃料の混合気のモル数が減少し、同時に燃料蒸気圧の上昇に伴って液相部分から気相部分に蒸発燃料が発生するため、メインタンクの気相部分の空気および蒸発燃料の混合気は第１連通路を介してサブタンクの液相部分に供給される。サブタンクに供給された空気および蒸発燃料の混合気は、蒸発燃料の分圧がサブタンク内の燃料蒸気圧よりも高いため、その差分がサブタンクの液相部分に液化する。

またメインタンクの温度が下降すると、メインタンクの気相部分に存在できる空気および蒸発燃料の混合気のモル数が増加し、同時に燃料蒸気圧の下降に伴って気相部分の蒸発燃料が液相部分に液化するため、サブタンクの気相部分から空気および蒸発燃料の混合気が第２連通路を介してメインタンクの液相部分に供給される。このとき、サブタンクの気相部分にキャニスタから比較的に蒸発燃料の濃度が低い空気および蒸発燃料の混合気が供給されるため、サブタンクの燃料蒸気圧に応じて液相部分からの蒸発燃料の発生が促進され、燃料成分が変化していわゆる「枯れ」が起こり、サブタンクの燃料蒸気圧が低下する。これにより、メインタンクの温度が上昇したときのサブタンクの液相部分への液化が促進される。

このように、メインタンクの温度が上昇するときはサブタンクにおいて蒸発燃料を液化させ、逆にメインタンクの温度が下降するときはメインタンクにおいて蒸発燃料を液化させるとともに、サブタンクの燃料蒸気圧を低下させることで、その次にメインタンクの温度が上昇したときに、サブタンクにおける蒸発燃料の液化を促進することができる。このとき、第２連通路に設けたチェック弁により、メインタンクの気相部分からサブタンクの気相部分への蒸発燃料の逆流を阻止することができる。

また請求項２の構成によれば、サブタンクがメインタンクよりも低熱伝達な構造を備えているので、外気温の上昇時にはメインタンクの温度をサブタンクの温度よりも高くし、外気温の下降時にはサブタンクの温度をメインタンクの温度よりも高くすることができ、これによりメインタンクおよびサブタンクの両方で蒸発燃料を効果的に液化することができる。

また請求項３の構成によれば、サブタンクの少なくとも一部を断熱材、蓄熱材、真空断熱層の少なくとも何れか一つで覆ったので、サブタンクの熱伝達率をメインタンクの熱伝達率よりも低く抑えることができる。

また請求項４の構成によれば、請求項１の構成による前記効果に加えて、サブタンクをメインタンクの内部に配置したことで、外気温の上昇時にはメインタンクの温度をサブタンクの温度よりも高くし、外気温の下降時にはサブタンクの温度をメインタンクの温度よりも高くすることができ、しかもサブタンクをメインタンクに一体化して燃料タンク全体のコンパクト化を図るとともに、車体への組付工数の削減やレイアウトの自由度の向上を図ることができる。その上、メインタンク内に配置されるサブタンクの燃料液面をメインタンクの燃料液面よりも高くした上で、メインタンクの燃料液面からサブタンクの燃料液面までの高さを、第１連通路がサブタンクの燃料液面下に没する高さよりも大きく設定したので、メインタンクからサブタンクに第２連通路を介して燃料が逆流するのを防止しながら、メインタンクからサブタンクに第１連通路を介して蒸発燃料を供給することができる。

また請求項５の構成によれば、メインタンクの前記燃料液面を満タン液面としたので、最も条件の厳しい満タン時においても、メインタンクの燃料液面からサブタンクの燃料液面までの高さを、第１連通路がサブタンクの燃料液面下に没する高さよりも大きく設定することができる。

また請求項６の構成によれば、サブタンクの燃料液面をメインタンクの燃料液面よりも高く設した場合に、第２連通路のメインタンクへの開口部からメインタンクの燃料液面までの高さを、サブタンクの燃料液面から第１連通路の最高点までの高さよりも小さく設定したので、サブタンクからメインタンクに第１連通路を介して燃料が逆流するのを防止しながら、サブタンクからメインタンクに第２連通路を介して蒸発燃料を供給することができる。

また請求項７の構成によれば、サブタンクの燃料液面をメインタンクの燃料液面よりも高く設した場合に、第２連通路のメインタンクへの開口部からメインタンクの燃料液面までの高さを、レイアウトの都合でサブタンクの燃料液面から第１連通路の最高点までの高さよりも小さく設定しても、第１連通路にサブタンクからメインタンクへの燃料の流入を規制するチェック弁を設けることで、サブタンクからメインタンクに第１連通路を介して燃料が逆流するのを防止しながら、サブタンクからメインタンクに第２連通路を介して蒸発燃料を供給することができる。

また請求項８の構成によれば、第２連通路のメインタンクへの開口部の高さを可変にしたので、メインタンクの燃料液面が変化しても、第２連通路のメインタンクへの開口部からメインタンクの燃料液面までの高さを、サブタンクの燃料液面から第１連通路の最高点までの高さよりも小さく設定することができる。

また請求項９の構成によれば、フィラーチューブの上端の給油口の近傍とメインタンクの気相部分とを接続する蒸発燃料戻し通路に第１連通路を接続したので、サブタンクの燃料液面から第１連通路の最高点までの高さを高くすると同時に、蒸発燃料戻し通路を第１連通路の一部として利用することで、第１連通路の長さを短縮することができる。

また請求項１０の構成によれば、メインタンクからエンジンに供給する燃料の余剰分を燃料補給通路を介してサブタンクに補給するので、サブタンクの燃料液面が低下するのを防止するとともに、サブタンクの燃料が古くなって変質するのを防止できる。

以下、本発明の実施形態を、添付図面に示した本発明の参考例および実施例に基づいて説明する。

図１は本発明の第１参考例を示すもので、自動車の燃料タンクＴは、メインタンクＴｍおよびサブタンクＴｓを備えており、メインタンクＴｍよりも容積の小さいサブタンクＴｓはメインタンクＴｍよりも高い位置に配置され、かつサブタンクＴｓの周囲は断熱材１０で覆われる。メインタンクＴｍの内部は燃料で満たされた液相部分１１と、蒸発燃料で満たされた気相部分１２とに分かれており、燃料の補給あるいは燃料の消費により燃料液面１３が変化すると、液相部分１１の容積および気相部分１２の容積は変化する。サブタンクＴｓの内部は燃料で満たされた液相部分１４と、蒸発燃料で満たされた気相部分１５とに分かれており、その燃料液面１６は基本的に一定である。メインタンクＴｍの気相部分１２とサブタンクＴｓの液相部分１４とは第１連通路Ｐ１によって接続され、サブタンクＴｓの気相部分１５とメインタンクＴｍの液相部分１１とは第２連通路Ｐ２によって接続される。

蒸発燃料を吸着可能なキャニスタＣは、チャージポート１７、パージポート１８およびドレンポート１９を備えており、チャージポート１７はチャージ通路２０によってサブタンクＴｓの気相部分１５に接続され、パージポート１８はパージ通路２１を介してエンジンの吸気通路（図示せず）に接続され、ドレンポート１８は大気に解放される。

メインタンクＴｍの内部に、エンジンの燃料噴射弁（図示せず）にフィードパイプ２２を介して燃料を供給する燃料ポンプ２３が配置される。フィードパイプ２２の途中からプレッシャレギュレータ２４を介して分岐する燃料補給通路２７がサブタンクＴｓに接続される。燃料補給通路２７にはオリフィス２５が形成されており、プレッシャレギュレータ２４を通過した燃料の大部分はメインタンクＴｍに戻されるが、一部はオリフィス２５を通過してサブタンクＴｓに供給される。

燃料補給通路２７がサブタンクＴｓに開口する高さは、第２連通路Ｐ２がサブタンクＴｓに開口する高さに等しく設定されており、その高さがサブタンクＴｓの燃料液面１６の高さとなる。尚、燃料補給通路２７がサブタンクＴｓに開口する高さを、第２連通路Ｐ２がサブタンクＴｓに開口する高さよりも高くしても良い。

メインタンクＴｍから上方に延びるフィラーチューブ２８の上端の給油口２９の近傍が、蒸発燃料戻し通路３０を介してメインタンクＴｍの気相部分１２に接続される。蒸発燃料戻し通路３０は、給油口２９からフィラーチューブ２８に給油ガンで燃料を供給するとき、メインタンクＴｍの気相部分１２の蒸発燃料を給油口２９の近傍に戻し、それを給油ガンから噴出する燃料と共にメインタンクＴｍ内に戻すことで、外気がメインタンクＴｍ内に吸入されるのを防止する機能を有する。

サブタンクＴｓの燃料液面１６はメインタンクＴｍの満タン時の燃料液面１３よりも高く、メインタンクＴｍの燃料液面１３からサブタンクＴｓの燃料液面１６までの高さＨｐは、第１連通路Ｐ１がサブタンクＴｓの燃料液面１６下に没する高さＨｐ′よりも大きく設定される。

また第２連通路Ｐ２のメインタンクＴｍへの開口部からメインタンクＴｍの燃料液面１３までの高さＨｖは、サブタンクＴｓの燃料液面１６から第１連通路Ｐ１の最高点までの高さＨｖ′よりも小さく設定される。

次に、上記構成を備えた前記第１参考例の作用を説明する。

昼間における外気温の上昇に伴って燃料タンクＴの温度も上昇するが、メインタンクＴｍの温度は断熱材１０に覆われたサブタンクＴｓの温度よりも高温になるため、メインタンクＴｍの気相部分１２に存在できる空気および蒸発燃料の混合気のモル数が減少し、同時に燃料蒸気圧の増加に伴ってメインタンクＴｍの液相部分１１から気相部分１２へと蒸発燃料が発生する。その結果、メインタンクＴｍの気相部分１２の空気および蒸発燃料の混合気が第１連通路Ｐ１を介してサブタンクＴｓの液相部分１４に気泡となって放出される（矢印ａ参照）。メインタンクＴｍから供給される蒸発燃料の分圧は，サブタンクＴｓに存在する蒸発燃料の分圧よりも高いため、その差分が液化してサブタンクＴｓの液相部分１４に溶解する。これにより、メインタンクＴｍの気相部分１２で発生した蒸発燃料のうち、チャージ通路２０を介してキャニスタＣのチャージされる蒸発燃料の比率を低下させ、キャニスタＣの小型化を図ることができる。

夜間における外気温の下降に伴って燃料タンクＴの温度も下降するが、メインタンクＴｍの温度は断熱材１０に覆われたサブタンクＴｓの温度よりも低温になるため、メインタンクＴｍの気相部分１２に存在できる混合気のモル数が増加し、同時に燃料蒸気圧の減少に伴ってメインタンクＴｍの気相部分１２から液相部分１１へと蒸発燃料が液化する。その結果、サブタンクＴｓの気相部分１５の混合気が第２連通路Ｐ２を介してメインタンクＴｍの液相部分１１に導入される。

このように、メインタンクＴｍの気相部分１２に発生する負圧でサブタンクＴｓの気相部分１５の蒸発燃料が吸引されると、キャニスタＣのドレンポート１９から吸入された外気によって該キャニスタＣにチャージされていた蒸発燃料がパージされ、パージされた蒸発燃料はチャージ通路２０を介してサブタンクＴｓの気相部分１５に流入し、そこからメインタンクＴｍの液相部分１１に戻されて液化する、いわゆるバックパージが可能になる。エンジンの停止中に上記バックパージが行われることで、キャニスタＣにチャージされている蒸発燃料の量（重量）を低く抑えることができ、これによりエンジンの運転時にキャニスタＣからエンジンの吸気通路に蒸発燃料をパージする際に、パージ空気中の蒸発燃料の量を少なくしてエンジンの空燃比制御の精度に与える影響を最小限に抑えることができる。

上記バックパージによりキャニスタＣからサブタンクＴｓの気相部分１５に供給される混合気は蒸発燃料の濃度が比較的に低いため、サブタンクＴｓの気相部分１５の燃料蒸気圧に応じて液相部分１４からの蒸発燃料の発生が促進されて燃料成分が変化する現象（いわゆる枯れ）が起こり、サブタンクＴｓの気相部分１５の燃料蒸気圧が低下する。このようにしてサブタンクＴｓの気相部分１５の燃料蒸気圧が低下すると、メインタンクＴｍの温度が上昇したときに、メインタンクＴｍからサブタンクＴｓに供給された蒸発燃料の液化を一層効果的に促進することができる。

上記バックパージはサブタンクを持たない従来の燃料タンクにおいても発生するが、その場合にはキャニスタからパージされた比較的に濃度の低い蒸発燃料が燃料タンクに供給されるため、燃料タンクの液相部分に溶解する蒸発燃料の量は比較的に少なくなる。それに対し、本参考例ではキャニスタＣからパージされた蒸発燃料がサブタンクＴｓを経由することで濃度を増してメインタンクＴｍに供給されるため、メインタンクＴｍの液相部分１１に溶解して回収される蒸発燃料の量は比較的に多くなる。

サブタンクＴｓの燃料液面１６が第１連通路Ｐ１の開口端よりも低くなると、メインタンクＴｍから第１連通路Ｐ１を介して供給される蒸発燃料を直接サブタンクＴｓの液相部分１４に導入できなくなり、また前記液相部分１４の燃料が第２連通路Ｐ２を介してメインタンクＴｍに戻されなくなり、その燃料が古くなって成分が変化する虞があるため、燃料ポンプ２３からレギュレータ２４および燃料補給通路２７を介してサブタンクＴｓに新鮮な燃料が供給される。燃料補給通路２７から供給された燃料によってサブタンクＴｓの燃料液面１６が第２連通路Ｐ２の上端の開口部よりも高くなると、余剰の燃料は第２連通路Ｐ２を介してメインタンクＴｍに戻されることで、サブタンクＴｓの燃料液面１６は常に一定の高さに維持される。

本参考例では、メインタンクＴｍの燃料液面１３からサブタンクＴｓの燃料液面１６までの高さＨｐは、第１連通路Ｐ１がサブタンクＴｓの燃料液面１６下に没する高さＨｐ′よりも大きく設定されているが、その技術的な意味は以下のとおりである。

メインタンクＴｍの気相部分１２から第１連通路Ｐ１を介してサブタンクＴｓの液相部分１４に蒸発燃料を供給するには、メインタンクＴｍの気相部分１２およびサブタンクＴｓの気相部分１５の圧力差が、高さＨｐ′の燃料柱の圧力よりも大きい必要がある。一方、メインタンクＴｍの気相部分１２およびサブタンクＴｓの気相部分１５の圧力差が、高さＨｐの燃料柱の圧力よりも大きいと、メインタンクＴｍの燃料が第２連通路Ｐ２を介してサブタンクＴｓに逆流してしまう。従って、メインタンクＴｍからサブタンクＴｓに燃料が逆流するのを防止しながら、メインタンクＴｍからサブタンクＴｓに蒸発燃料を供給するには、Ｈｐ＞Ｈｐ′が成立することが必要である。

メインタンクＴｍの燃料液面１３からサブタンクＴｓの燃料液面１６までの高さＨｐは、メインタンクＴｍの燃料液面１３に応じて変化し、前燃料液面１３はメインタンクＴｍの満タン時に最も高くなる。従って、メインタンクＴｍの満タン時にＨｐ＞Ｈｐ′が成立するように設定しておけば、メインタンクＴｍの液面がどのように変化してもメインタンクＴｍからサブタンクＴｓに蒸発燃料を供給することができる。

メインタンクＴｍの燃料液面１３が所定高さに達するとＨｐ＞Ｈｐ′が成立しなくなる場合には、前記所定高さ以上の燃料液面１３では、メインタンクＴｍからサブタンクＴｓに蒸発燃料を供給することができなくなる。しかしながら、燃料液面１３が前記所定高さ以上のときには、気相部分１２の容積も小さくなって蒸発燃料の発生量も少なくなるので、メインタンクＴｍの燃料液面１３が前記所定高さ以上のときにメインタンクＴｍからサブタンクＴｓに蒸発燃料を供給することを断念しても、実用上特に支障はない。

また本参考例では、第２連通路Ｐ２のメインタンクＴｍへの開口部からメインタンクＴｍの燃料液面１３までの高さＨｖが、サブタンクＴｓの燃料液面１６から第１連通路Ｐ１の最高点までの高さＨｖ′よりも小さく設定されているが、その技術的な意味は以下のとおりである。

サブタンクＴｓの気相部分１５の圧力がメインタンクＴｍの気相部分１２の圧力よりも高くなった場合、サブタンクＴｓの気相部分１５の蒸発燃料を第２連通路Ｐ２を介してメインタンクＴｍの液相部分１１に供給するには、高さＨｖの燃料柱の圧力に打ち勝つ圧力差が必要である。一方、前記圧力差が高さＨｖ′の燃料柱の圧力よりも大きいと、サブタンクＴｓの液相部分１４の燃料が第１連通路Ｐ１を介してメインタンクＴｍに逆流してしまうことになる。従って、サブタンクＴｓからメインタンクＴｍに第１連通路Ｐ１を介して燃料が逆流するのを防止しながら、サブタンクＴｓからメインタンクＴｍに第２連通路Ｐ２を介して蒸発燃料を供給するには、Ｈｖ＜Ｈｖ′が成立することが必要である。

尚、レイアウトの都合によりＨｖ＜Ｈｖ′が成立しない場合でも、図１に鎖線で示すように、第１連通路Ｐ１にサブタンクＴｓからメインタンクＴｍへの燃料の流入を規制するチェック弁３７を設けることで、Ｈｖ＜Ｈｖ′を成立させる場合と同様の効果を達成することができる。

また、Ｈｖ＜Ｈｖ′が成立しない場合に、夜間における外気温の下降に伴ってメインタンクＴｍの温度がサブタンクＴｓの温度よりも低温になり、サブタンクＴｓの液相部分１４の燃料が第１連通路Ｐ１を介してメインタンクＴｍに吸い出されたとき、サブタンクＴｓの燃料液面１６がサブタンクＴｓへの第１連通路Ｐ１の開口部よりも下方に低下してそまうと、次の昼間における外気温の上昇時にメインタンクＴｍの気相部分１２から第１連通路Ｐ１を介してサブタンクＴｓに供給された蒸発燃料を、サブタンクＴｓの液相部分１６に供給できなくなる。

これを回避するために、サブタンクＴｓから第１連通路Ｐ１を介してメインタンクＴｍに吸い出し可能な燃料の容積、つまりサブタンクＴｓの高さＨｐ′に相当する燃料の容積を、サブタンクＴｓからメインタンクＴｍに吸い出される可能性のある燃料容積の最大値よりも大きく設定する必要がある。

以上のように、本参考例によれば、メインタンクＴｍの温度が上昇するときは、メインタンクＴｍの気相部分１２の蒸発燃料を第１連通路Ｐ１を介して低温のサブタンクＴｓの液相部分１４に供給して液化させ、またメインタンクＴｍの温度が下降するときはサブタンクＴｓの気相部分１４の蒸発燃料を第２連通路Ｐ２を介して低温のメインタンクＴｍの液相部分１１に供給して液化させることで、メインタンクＴｍおよびサブタンクＴｓの温度状態がいかなる場合でも蒸発燃料の発生を効果的に抑制することができる。その結果、キャニスタＣの容量を小さくしても蒸発燃料の大気への放散を阻止することが可能になるだけでなく、キャニスタＣからエンジンの吸気系にパージされる蒸発燃料を減少させ、エンジンの空燃比制御の精度を高めることができる。

次に、図２に基づいて本発明の第２参考例を説明する。

第１参考例において説明したように、サブタンクＴｓからメインタンクＴｍに第１連通路Ｐ１を介して燃料が逆流するのを防止しながら、サブタンクＴｓからメインタンクＴｍに第２連通路Ｐ２を介して蒸発燃料を供給するには、Ｈｖ＜Ｈｖ′が成立することが必要である。しかしながら、メインタンクＴｍの燃料液面１３が上下すると高さＨｖも変化するため、Ｈｖ＜Ｈｖ′を常時成立させるのは困難である。

即ち、第２連通路Ｐ２を介してサブタンクＴｓの気相部分１５からメインタンクＴｍの液相部分１１に蒸発燃料を供給するには、第２連通路Ｐ２のメインタンクＴｍへの開口部の位置をできるだけ低くすることが望ましいが、前記開口部の位置を低くすると高さＨｖが大きくなってＨｖ＜Ｈｖ′が成立し難くなる。これを避けるために、第２連通路Ｐ２のメインタンクＴｍへの開口部の位置を高くすると、燃料液面１３が低下したときに前記開口部が燃料液面１３よりも上方に露出し、蒸発燃料を液相部分１１に供給できなくなる問題がある。

そこで第２参考例では、第２連通路Ｐ２の下部を複数本に分岐させて高さの異なる位置でメインタンクＴｍの液相部分１１に開口させ、かつ各々の分岐部に開閉弁３１…を設けている。開閉弁３１…は燃料タンクＴに備えられている図示せぬ液面計で検出された燃料液面１３の高さに応じて選択的に開弁制御される。具体的には、燃料液面１３の低下に伴って高い位置にある開閉弁３１から低い位置にある開閉弁３１を順番に開弁する。これにより、第２連通路Ｐ２を常時メインタンクＴｍの液相部分１１に連通させながら、燃料液面１３の変動に関わらずに高さＨｖを常に小さく保ち、Ｈｖ＜Ｈｖ′を常時成立させることができる。

次に、図３に基づいて本発明の第１実施例を説明する。尚、この実施例は、請求項４の発明に対応する。

第１、第２参考例ではサブタンクＴｓをメインタンクＴｍの外部に配置しているが、本実施例はサブタンクＴｓをメインタンクＴｍの内部に配置している。サブタンクＴｓをメインタンクＴｍの内部に配置したことにより、燃料タンクＴ全体のコンパクト化を図るとともに、燃料タンクＴの車体への組付工数の削減やレイアウトの自由度の向上を図ることができる。しかもメインタンクＴｍの内部に配置されたサブタンクＴｓは外気温の影響を受け難くなるため、第１、第２参考例のサブタンクＴｓが備えていた断熱材１０が不要になる。

また第１連通路Ｐ１は高さＨｖ′を確保するために最高点の高さをある程度高くする必要があり、そのために長さが必然的に長くなる問題がある。そこで本実施例では、メインタンクＴｍの気相部分１２に下端が連通する蒸発燃料戻し通路３０の上端近傍に第１連通路Ｐ１を接続している。これにより、蒸発燃料戻し通路３０を第１連通路Ｐ１の一部として利用することが可能になり、第１連通路Ｐ１の全長を短縮することができる。

次に、図４に基づいて本発明の第３参考例を説明する。

先の参考例及び実施例はサブタンクＴｓの燃料液面１６がメインタンクＴｍの燃料液面１３よりも高い位置にあるが、第３参考例はサブタンクＴｓの燃料液面１６がメインタンクＴｍの燃料液面１３よりも低い位置にあるため、メインタンクＴｍおよびサブタンクＴｓ間で燃料を供給・排出するための特別の手段が必要になる。

先ず、メインタンクＴｍからサブタンクＴｓへの燃料の供給は燃料補給通路２７を介して重力により行われる。但し、サブタンクＴｓの燃料液面１６が無制限に上昇しないように、燃料補給通路２７がサブタンクＴｓに開口する部分にフロート弁３２が設けられる。このフロート弁３２は、サブタンクＴｓの燃料液面１６が所定の高さに達すると閉弁し、メインタンクＴｍからサブタンクＴｓへの燃料の供給を遮断する。

またサブタンクＴｓで余剰となった燃料をメインタンクＴｍに排出する燃料排出通路３３が設けられており、その出口にレギュレータ２４を通過した燃料で作動するジェットポンプ２６が配置されるとともに、エンジンの停止時にメインタンクＴｍ側からサブタンクＴｓ側に重力で燃料が逆流しないように、サブタンクＴｓ側からメインタンクＴｍ側への燃料の流通のみを許容するチェック弁３４が設けられる。

更に、サブタンクＴｓの気相部分１５をメインタンクＴｍの液相部分１１に連通させる第２連通路Ｐ２の途中には、メインタンクＴｍの燃料が重力でサブタンクＴｓに流入するのを阻止すべく、サブタンクＴｓ側からメインタンクＴｍ側への蒸発燃料の流通のみを許容するチェック弁３５が設けられる。

しかして、先の参考例及び実施例ではメインタンクＴｍからサブタンクＴｓにレギュレータ２４を通過した余剰の燃料を供給していたが、この第３参考例ではメインタンクＴｍからサブタンクＴｓに重力で燃料が供給される。また先の参考例及び実施例ではメインタンクＴｍからサブタンクＴｓに第２連通路Ｐ２を介して重力で燃料を戻していたが、この第３参考例ではレギュレータ２４を通過した余剰の燃料で作動するジェットポンプ２６でサブタンクＴｓの燃料を吸い上げてメインタンクＴｍに戻している。この第３参考例によれば、先の参考例及び実施例と同様の作用効果を達成しながら、サブタンクＴｓの位置をメインタンクＴｍの位置よりも低くしてレイアウトの自由度を高めることができる。

次に、図５に基づいて本発明の第２実施例を説明する。尚、この実施例は、請求項１の発明に対応する。

本実施例は第１参考例の変形であって、第１参考例の第２連通路Ｐ２がメインタンクＴｍの液相部分１１に連通しているのに対し、本実施例の第２連通路Ｐ２はメインタンクＴｍの気相部分１２に連通している。メインタンクＴｍの気相部分１２からサブタンクＴｓの気相部分１５に蒸発燃料が逆流しないように、第２連通路Ｐ２にサブタンクＴｓ側からメインタンクＴｍ側への蒸発燃料の通過のみを許容するチェック弁３６が設けられる。

この第２実施例によれば、夜間等の温度低下時に高温側となるサブタンクＴｓの気相部分１５の蒸発燃料が、低温側となるメインタンクＴｍの液相部分１１ではなく気相部分１２に供給されるが、前記蒸発燃料はメインタンクＴｍの気相部分１２において冷却されることで液化するため、第１参考例と同様の作用効果を達成することができる。

以上、本発明の参考例及び実施例を説明したが、本発明はその要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更を行うことが可能である。

例えば、サブタンクＴｓを断熱材１０で覆う代わりに、蓄熱材で覆ったり、真空断熱層で覆うことができる。要するに、サブタンクＴｓの表面の全部あるいは一部に、熱伝達を抑制する手段を施せば良い。

また図２に示す第２参考例の変形例として、メインタンクＴｍに内部に配置したフロートに第２連通路Ｐ２の先端に接続した可撓管を取り付け、燃料液面１３の変動にフロートを追従させることで、可撓管の先端を常時燃料液面１３よりも僅かに下方に位置させても良い。これにより、燃料液面１３の変動に関わらずに高さＨｖを常に小さく保ち、Ｈｖ＜Ｈｖ′を常時成立させることができる。

第１参考例に係る燃料タンクの蒸発燃料放出抑制装置を示す図 第２参考例に係る燃料タンクの蒸発燃料放出抑制装置を示す図 本発明の第１実施例に係る燃料タンクの蒸発燃料放出抑制装置を示す図 第３参考例に係る燃料タンクの蒸発燃料放出抑制装置を示す図 本発明の第２実施例に係る燃料タンクの蒸発燃料放出抑制装置を示す図

１０ 断熱材
１１ メインタンクの液相部分
１２ メインタンクの気相部分
１３ メインタンクの燃料液面
１４ サブタンクの液相部分
１５ サブタンクの気相部分
１６ サブタンクの燃料液面
２０ チャージ通路
２６ ジェットポンプ
２７ 燃料補給通路
２８ フィラーチューブ
２９ 給油口
３０ 蒸発燃料戻し通路
３２ フロート弁
３３ 燃料排出通路
３４ チェック弁
３５ チェック弁
３６ チェック弁
３７ チェック弁
Ｃ キャニスタ
Ｈｐ メインタンクの燃料液面からサブタンクの燃料液面までの高さ
Ｈｐ′ 第１連通路がサブタンクの燃料液面下に没する高さ
Ｈｖ 第２連通路のメインタンクへの開口部からメインタンクの燃料液面までの高さＨｖ′ サブタンクの燃料液面から第１連通路の最高点までの高さ
Ｐ１ 第１連通路
Ｐ２ 第２連通路
Ｔｍ メインタンク
Ｔｓ サブタンク

Claims (10)

1. メインタンク（Ｔｍ）とサブタンク（Ｔｓ）とを連通路（Ｐ１，Ｐ２）で連通させ、サブタンク（Ｔｓ）とキャニスタ（Ｃ）とをチャージ通路（２０）で連通させた燃料タンクの蒸発燃料放出抑制装置において、
   前記連通路（Ｐ１，Ｐ２）を、メインタンク（Ｔｍ）の気相部分（１２）およびサブタンク（Ｔｓ）の液相部分（１４）を連通させる第１連通路（Ｐ１）と、サブタンク（Ｔｓ）の気相部分（１５）およびメインタンク（Ｔｍ）の気相部分（１２）を連通させて、両気相部分（１５，１２）の圧力差によってサブタンク（Ｔｓ）からメインタンク（Ｔｍ）へ蒸発燃料を供給し得る第２連通路（Ｐ２）とで構成し、
   第２連通路（Ｐ２）には、メインタンク（Ｔｍ）の気相部分（１２）からサブタンク（Ｔｓ）の気相部分（１５）への蒸発燃料の逆流を阻止するチェック弁（３６）を設けたことを特徴とする燃料タンクの蒸発燃料放出抑制装置。
2. サブタンク（Ｔｓ）がメインタンク（Ｔｍ）よりも低熱伝達な構造を備えていることを特徴とする、請求項１に記載の燃料タンクの蒸発燃料放出抑制装置。
3. サブタンク（Ｔｓ）の少なくとも一部を断熱材（１０）、蓄熱材、真空断熱層の少なくとも何れか一つで覆ったことを特徴とする、請求項２に記載の燃料タンクの蒸発燃料放出抑制装置。
4. メインタンク（Ｔｍ）とサブタンク（Ｔｓ）とを連通路（Ｐ１，Ｐ２）で連通させ、サブタンク（Ｔｓ）とキャニスタ（Ｃ）とをチャージ通路（２０）で連通させた燃料タンクの蒸発燃料放出抑制装置において、
   サブタンク（Ｔｓ）をメインタンク（Ｔｍ）の内部に配置し、
   前記連通路（Ｐ１，Ｐ２）を、メインタンク（Ｔｍ）の気相部分（１２）およびサブタンク（Ｔｓ）の液相部分（１４）を連通させる第１連通路（Ｐ１）と、サブタンク（Ｔｓ）の気相部分（１５）およびメインタンク（Ｔｍ）の液相部分（１１）を連通させる第２連通路（Ｐ２）とで構成し、
   サブタンク（Ｔｓ）の燃料液面（１６）がメインタンク（Ｔｍ）の燃料液面（１３）よりも高く設定されると共に、そのメインタンク（Ｔｍ）の燃料液面（１３）からサブタンク（Ｔｓ）の燃料液面（１６）までの高さ（Ｈｐ）が、サブタンク（Ｔｓ）の燃料液面（１６）下に第１連通路（Ｐ１）が没する高さ（Ｈｐ′）よりも大きく設定されることを特徴とする、燃料タンクの蒸発燃料放出抑制装置。
5. メインタンク（Ｔｍ）の前記燃料液面（１３）が満タン液面であることを特徴とする、請求項４に記載の燃料タンクの蒸発燃料放出抑制装置。
6. サブタンク（Ｔｓ）の燃料液面（１６）はメインタンク（Ｔｍ）の燃料液面（１３）よりも高く設定されており、第２連通路（Ｐ２）のメインタンク（Ｔｍ）への開口部からメインタンク（Ｔｍ）の燃料液面（１３）までの高さ（Ｈｖ）を、サブタンク（Ｔｓ）の燃料液面（１６）から第１連通路（Ｐ１）の最高点までの高さ（Ｈｖ′）よりも小さく設定したことを特徴とする、請求項４または請求項５に記載の燃料タンクの蒸発燃料放出抑制装置。
7. サブタンク（Ｔｓ）の燃料液面（１６）はメインタンク（Ｔｍ）の燃料液面（１３）よりも高く設定されており、第２連通路（Ｐ２）のメインタンク（Ｔｍ）への開口部からメインタンク（Ｔｍ）の燃料液面（１３）までの高さ（Ｈｖ）が、サブタンク（Ｔｓ）の燃料液面（１６）から第１連通路（Ｐ１）の最高点までの高さ（Ｈｖ′）よりも大きくなるのを許容するとともに、第１連通路（Ｐ１）にサブタンク（Ｔｓ）からメインタンク（Ｔｍ）への燃料の流入を規制するチェック弁（３７）を設けたことを特徴とする、請求項４または請求項５に記載の燃料タンクの蒸発燃料放出抑制装置。
8. 第２連通路（Ｐ２）のメインタンク（Ｔｍ）への開口部の高さを可変にしたことを特徴とする、請求項６または請求項７に記載の燃料タンクの蒸発燃料放出抑制装置。
9. メインタンク（Ｔｍ）から上方に延びるフィラーチューブ（２８）の上端の給油口（２９）の近傍と該メインタンク（Ｔｍ）の気相部分（１２）とを蒸発燃料戻し通路（３０）で接続し、この蒸発燃料戻し通路（３０）に第１連通路（Ｐ１）を接続したことを特徴とする、請求項１〜請求項８の何れか１項に記載の燃料タンクの蒸発燃料放出抑制装置。
10. メインタンク（Ｔｍ）からエンジンに供給する燃料の余剰分の少なくとも一部を燃料補給通路（２７）を介してサブタンク（Ｔｓ）に補給することを特徴とする、請求項１〜請求項８の何れか１項に記載の燃料タンクの蒸発燃料放出抑制装置。

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