(57)【要約】【課題】燃料を貯留する燃料貯留装置において、燃料貯留装置から排出される蒸発燃料の量を低減できる燃料貯留装置を提供すること。【解決手段】燃料Ｆを貯留する燃料貯留装置１であって、燃料を貯留するための密閉された第一の内部空間２を有する貯留タンク１２と、第一の内部空間における上方に設けられ、密閉された第二の内部空間５を有する容器３と、第二の内部空間の蒸発燃料の濃度を、第一の内部空間における容器の外部の蒸発燃料の濃度に比べて低減させる低減手段と、第一の内部空間に貯留された燃料の蒸発燃料を、第二の内部空間を介して燃料貯留装置の外部へ排出する排出手段（２２、３５）とを備え、低減手段は、第二の内部空間と容器の外部の空間とを連通または遮断する開閉手段（１１、２２、３５、４１）を有する。【選択図】        図１
2008291809.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料を貯留する燃料貯留装置であって、
前記燃料を貯留するための密閉された第一の内部空間を有する貯留タンクと、
前記第一の内部空間における上方に設けられ、密閉された第二の内部空間を有する容器と、
前記第二の内部空間の蒸発燃料の濃度を、前記第一の内部空間における前記容器の外部の前記蒸発燃料の濃度に比べて低減させる低減手段と、
前記第一の内部空間に貯留された前記燃料の前記蒸発燃料を、前記第二の内部空間を介して前記燃料貯留装置の外部へ排出する排出手段とを備え、
前記低減手段は、前記第二の内部空間と前記容器の外部の空間とを連通または遮断する開閉手段を有する
ことを特徴とする燃料貯留装置。
【請求項２】
請求項１記載の燃料貯留装置において、
前記開閉手段は、前記容器の底部に設けられた開口部である底部開口部を開閉する第一開閉手段を有し、
前記第一開閉手段の開閉制御は、前記燃料貯留装置内の温度及び前記第一の内部空間における前記容器の外部に貯留された前記燃料の液面の位置の少なくともいずれか一方に基づいて行われる
ことを特徴とする燃料貯留装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の燃料貯留装置において、
前記開閉手段は、前記第一の内部空間における前記容器の内部と前記容器の外部との差圧に基づいて、前記第二の内部空間の前記蒸発燃料を、前記第一の内部空間における前記容器の外部に排出する第二開閉手段を有する
ことを特徴とする燃料貯留装置。
【請求項４】
請求項１から３のいずれか１項に記載の燃料貯留装置において、
前記開閉手段は、前記燃料貯留装置の外部と前記第二の内部空間とを連通させて前記第二の内部空間に外気を導入するための第三開閉手段を有する
ことを特徴とする燃料貯留装置。
【請求項５】
請求項１から４のいずれか１項に記載の燃料貯留装置において、
予め定められた所定の期間において、前記排出手段による前記蒸発燃料の排出が抑制される
ことを特徴とする燃料貯留装置。
【請求項６】
請求項５記載の燃料貯留装置において、
前記所定の期間は、前記燃料貯留装置に前記燃料が給油されない期間を含む
ことを特徴とする燃料貯留装置。
【請求項７】
請求項１から６のいずれか１項に記載の燃料貯留装置において、
前記容器は、前記開閉手段により開状態とされたときに前記第一の内部空間に貯留された前記燃料の一部を収容可能に構成されている
ことを特徴とする燃料貯留装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃料貯留装置に関し、特に、燃料貯留装置から排出される蒸発燃料の量を低減することができる燃料貯留装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
燃料を貯留する燃料タンク（燃料貯留装置）においては、燃料が気化して蒸発燃料（ベーパ）が発生する。ベーパの発生量は温度により変動し、燃料の温度が高くなるほどベーパの発生量が増加する。このため、日中温度上昇時等に燃料の温度が上昇すると、多量のベーパが燃料タンク内で発生することとなる。
【０００３】
例えば、内燃機関には、燃料タンクで発生したベーパを大気中へ放出させずに処理する蒸発燃料処理装置が搭載されている。この蒸発燃料処理装置は、燃料タンクからのベーパを捕集するキャニスタを有し、このキャニスタ内部の吸着剤にベーパを一旦吸着させる。内燃機関の運転時に、吸気通路で発生する吸気負圧を利用して、キャニスタに捕集されたベーパ中の燃料成分（例えば、ＨＣ）が、パージ通路を通じて吸気通路へパージされて処理される。
【０００４】
燃料タンクからベーパが排出される場合に、排出されるベーパの量が大きな値となることは望ましくない。例えば、蒸発燃料処理装置が搭載される場合に、ベーパの排出量が多いほど、大容量のキャニスタを備える必要がある。また、ベーパの排出量が多いほど、パージされるベーパの量が増加するため、内燃機関の燃焼に大きな影響を与えてしまう。
【０００５】
特開２０００−２３４５７３号公報（特許文献１）には、燃料タンクからチャコールキャニスタへ流れる燃料蒸気の量を減少させて、キャニスタを小型化、低コスト化する燃料タンクが開示されている。
【０００６】
上記特許文献１に記載の燃料タンクでは、燃料タンク内に仕切板によって小容量の副室を形成して、給油通路を介して副室内へ燃料を供給するように構成すると共に、キャニスタに接続される蒸気通路への入口を、副室の上部空間に開口させる。副室内には供給されたばかりの比較的低温の燃料が貯溜されるのと、主室内等から蒸気通路を経てキャニスタへ導かれる燃料蒸気を含む気体部分は必ず副室内を通過することになるため、燃料蒸気は副室内で冷却されて液化し、キャニスタへ流れるものは燃料蒸気を殆ど含まない空気のみとなるとされている。なお、副室に他の冷却手段を併せて設けることもできる。
【０００７】
【特許文献１】特開２０００−２３４５７３号公報
【特許文献２】特開２００５−２３３０８６号公報
【特許文献３】特開平５−２６２１４６号公報
【特許文献４】特開２０００−４５８８９号公報
【特許文献５】特開平１０−１８４４７６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
燃料を貯留する燃料貯留装置における蒸発燃料の排出量の低減について、従来十分な検討がなされていない。
【０００９】
本発明の目的は、燃料を貯留する燃料貯留装置において、燃料貯留装置から排出される蒸発燃料の量を低減できる燃料貯留装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の燃料貯留装置は、燃料を貯留する燃料貯留装置であって、前記燃料を貯留するための密閉された第一の内部空間を有する貯留タンクと、前記第一の内部空間における上方に設けられ、密閉された第二の内部空間を有する容器と、前記第二の内部空間の蒸発燃料の濃度を、前記第一の内部空間における前記容器の外部の前記蒸発燃料の濃度に比べて低減させる低減手段と、前記第一の内部空間に貯留された前記燃料の前記蒸発燃料を、前記第二の内部空間を介して前記燃料貯留装置の外部へ排出する排出手段とを備え、前記低減手段は、前記第二の内部空間と前記容器の外部の空間とを連通または遮断する開閉手段を有することを特徴とする。
【００１１】
本発明の燃料貯留装置において、前記開閉手段は、前記容器の底部に設けられた開口部である底部開口部を開閉する第一開閉手段を有し、前記第一開閉手段の開閉制御は、前記燃料貯留装置内の温度及び前記第一の内部空間における前記容器の外部に貯留された前記燃料の液面の位置の少なくともいずれか一方に基づいて行われることを特徴とする。
【００１２】
本発明の燃料貯留装置において、前記開閉手段は、前記第一の内部空間における前記容器の内部と前記容器の外部との差圧に基づいて、前記第二の内部空間の前記蒸発燃料を、前記第一の内部空間における前記容器の外部に排出する第二開閉手段を有することを特徴とする。
【００１３】
本発明の燃料貯留装置において、前記開閉手段は、前記燃料貯留装置の外部と前記第二の内部空間とを連通させて前記第二の内部空間に外気を導入するための第三開閉手段を備えることを特徴とする。
【００１４】
本発明の燃料貯留装置において、予め定められた所定の期間において、前記排出手段による前記蒸発燃料の排出が抑制されることを特徴とする。
【００１５】
本発明の燃料貯留装置において、前記所定の期間は、前記燃料貯留装置に前記燃料が給油されない期間を含むことを特徴とする。
【００１６】
本発明の燃料貯留装置において、前記容器は、前記開閉手段により開状態とされたときに前記第一の内部空間に貯留された前記燃料の一部を収容可能に構成されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
本発明の燃料貯留装置によれば、燃料貯留装置から排出される蒸発燃料の量を低減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明の燃料貯留装置の一実施形態につき図面を参照しつつ詳細に説明する。
【００１９】
（第１実施形態）
図１から図５を参照して、第１実施形態について説明する。本実施形態は、燃料貯留装置から排出される蒸発燃料の量を低減することができる燃料貯留装置に関する。
【００２０】
本実施形態では、燃料タンク（燃料貯留装置、図１の符号１参照）は、燃料を貯留するメーンタンク（貯留タンク、図１の符号１２参照）を有する。メーンタンク１２は、燃料を貯留するための密閉された内部空間（（第一の内部空間）以下、メーン空間とする、図１の符号２参照）を有する。メーン空間２における上方には、サブタンク（容器、図１の符号３参照）が設けられる。本実施形態において、メーン空間２とは、メーンタンク１２の内部における、サブタンク３の内部空間（第二の内部空間、図１の符号５参照）を除く空間である。
【００２１】
サブタンク３には、サブタンク３の内部空間５とサブタンク３の外部の空間とを連通または遮断する開閉手段（図１の符号１１、２２、４１、３５）が設けられている。本実施形態では、メーン空間２で発生するベーパ（蒸発燃料）の発生量を低減するために、開閉手段が閉じられてサブタンク３が密閉される。サブタンク３が密閉されることにより、メーン空間２のベーパがサブタンク３の内部空間５に入ることが抑制される。言い換えると、メーンタンク１２内において、燃料液面と接しており、ベーパが拡散することのできる空間（以下、蒸気空間とする）は、メーン空間２における気体部分に限られる。この場合、蒸気空間の容積は、サブタンク３が密閉されない場合に比べて、サブタンク３の容積分だけ低減される。その結果、メーン空間２内において発生するベーパの量が低減される。
【００２２】
また、ベーパの排出量を低減するために、メーン空間２のベーパが、サブタンク３の内部空間５を介して燃料タンク１の外部に排出される。サブタンク３の内部空間５のベーパの濃度は、後述するように、開閉手段の開閉制御によってメーン空間２のベーパの濃度に比べて低い状態とされる。例えば、ベーパ濃度を低減させる手段として、後述するサーモ弁（第一開閉手段、図１の符号４１参照）により、サブタンク３の内部空間５の液体の燃料がメーン空間２に排出される。
【００２３】
サーモ弁４１は、サブタンク３の底部に設けられており、燃料タンク１内が低温となると開く。冷間時にベーパの液化等により生じた燃料がサブタンク３内に存在する場合に、その燃料がサーモ弁４１を介してメーン空間２に排出される。燃料タンク１内の温度が上昇した場合には、再びサーモ弁４１が閉じる。これにより、サブタンク３の内部空間５は、液体の燃料が実質的に存在しない状態で密閉されることができる。サブタンク３の内部空間５は、燃料の気化が生じないため、メーン空間２に比べてベーパ濃度が希薄な状態に保たれる。ベーパ濃度の希薄なサブタンク３の内部空間５を介してメーン空間２のベーパが排出されることにより、メーン空間２から燃料タンク１の外部に直接ベーパが排出される場合に比べて、ベーパの排出量が低減される。
【００２４】
図１は、本実施形態に係る装置の概略構成図である。図１において、符号１は、燃料タンク（燃料貯留装置）を示す。燃料タンク１は、燃料Ｆを貯留するための密閉された内部空間（第一の内部空間（メーン空間））２を有するメーンタンク１２を備える。メーンタンク１２には、燃料注入管１４が接続されている。燃料注入管１４を介してメーンタンク１２に燃料Ｆが注入される。燃料注入管１４の上端開口部には、燃料キャップ１５が設けられている。
【００２５】
メーンタンク１２の内部には、フィードポンプ１３が設けられている。メーンタンク１２内に貯留された燃料Ｆは、フィードポンプ１３により燃料通路１６を介して図示しない内燃機関へ圧送される。燃料通路１６には、プレッシャーレギュレータ１７が設けられている。プレッシャーレギュレータ１７には、燃料戻し通路１８が接続されている。プレッシャーレギュレータ１７により、フィードポンプ１３により圧送される燃料Ｆの燃圧が調整される。燃料Ｆの燃圧が所定圧を超えた場合には、燃料戻し通路１８を介して余剰となった燃料Ｆがメーンタンク１２に戻される。
【００２６】
メーンタンク１２の内部には、密閉可能に構成されたサブタンク３が設けられている。サブタンク３は、メーンタンク１２の下部の内壁部１２ａから離間した位置に設けられている。サブタンク３は、サブタンク３の内部空間（第二の内部空間）５を密閉する外壁４を有する。メーンタンク１２の内部は、サブタンク３の外壁４により、サブタンク３の内部空間５と、メーン空間２とに仕切られている。言い換えると、メーン空間２とは、メーンタンク１２の内部の空間における、サブタンク３の内部空間５を除く空間である。外壁４は、サブタンク３に働く圧力が変動した場合であっても内部空間５の容積が概ね一定に保たれる強度を有している。
【００２７】
サブタンク３には、蒸発燃料排出路２０が接続されている。サブタンク３において、蒸発燃料排出路２０が接続される位置は、内部空間５における気体が貯留される気体貯留部５ａ（サブタンク３の上部）に設定されている。蒸発燃料排出路２０を介して、サブタンク３の内部空間５のベーパを含む気体がメーンタンク１２の外部に排出される。
【００２８】
サブタンク３は、燃料液面の位置が予め定められた第一の位置Ｈ１である場合に、燃料液面の上方に位置するように設けられている。メーンタンク１２において、蒸気空間の容積が大きいほど、ベーパの濃度が飽和濃度に達するまでにより多くの燃料Ｆが気化してしまう。
【００２９】
本実施形態では、サブタンク３が密閉されることにより、蒸気空間の容積が減少させられる。上記第一の位置Ｈ１は、サブタンク３により蒸気空間の容積を減少させてベーパの発生量を低減させる観点から設定される。例えば、同じ容積のサブタンク３が設けられる場合に、サブタンク３が、メーン空間２における上方に設けられている場合には、下方に設けられている場合に比べて、サブタンク３が燃料液面の下に液没してしまう機会が少なくなる。従って、サブタンク３の設置範囲がメーン空間２における上方を含むようにサブタンク３が設けられることにより、サブタンク３により蒸気空間の容積を減少させることができる機会を多くすることができる。
【００３０】
上記第一の位置Ｈ１は、メーンタンク１２が満タンの状態の燃料液面の位置から、メーンタンク１２の下部の内壁部１２ａまでの間の任意の位置に設定されることができる。上記第一の位置Ｈ１は、例えば、サブタンク３がメーンタンク１２内においてより上方に位置するように設定されることができる。サブタンク３の容積は、例えば、メーンタンク１２の容積の半分程度であることができる。この場合、上記第一の位置Ｈ１は、例えば、メーンタンク１２の上下方向の中間部に設定されることができる。
【００３１】
蒸発燃料排出路２０には、キャニスタ２３が接続されている。キャニスタ２３の内部には、通路２６が設けられている。蒸発燃料排出路２０は、通路２６の一端に接続されている。通路２６の他端には、通路２６を大気に開放する開放通路２５が設けられている。通路２６には、活性炭等を含む吸着部２４が設けられている。通路２６を通る気体中のベーパは、吸着部２４に吸着される。キャニスタ２３は、図示しない内燃機関の吸気通路と接続されている。内燃機関の運転時に、吸気通路で発生する吸気負圧を利用して、キャニスタ２３に捕集されたベーパ中の燃料成分（例えば、ＨＣ）が吸気通路にパージされる。
【００３２】
蒸発燃料排出路２０とサブタンク３との接続部には、カットオフバルブ２１及びＯＲＶＲバルブ（排出手段、第三開閉手段）２２が設けられている。カットオフバルブ２１により、液体の燃料Ｆが蒸発燃料排出路２０に流出されることが抑制される。ＯＲＶＲバルブ２２は、燃料給油時においてベーパが燃料注入管１４等から大気へ放出されることを抑制するために設けられている。ＯＲＶＲバルブ２２は、例えば、サブタンク３の内部空間５と蒸発燃料排出路２０との間の差圧に応じて開閉する。ＯＲＶＲバルブ２２は、サブタンク３の内部空間５の圧力が、蒸発燃料排出路２０の圧力に比べて所定差圧を越えて上昇した場合に開くように構成されている。
【００３３】
例えば、燃料給油時に燃料液面が上昇すると、メーン空間２の圧力が上昇する。この場合、後述するように、メーン空間２の気体がサブタンク３内に流入し、メーン空間２の圧力と共にサブタンク３の内部空間５の圧力が上昇する。サブタンク３の内部空間５の圧力上昇により、ＯＲＶＲバルブ２２が開く。これにより、サブタンク３の内部空間５のベーパを含む気体が蒸発燃料排出路２０を介してキャニスタ２３へ流出される。よって、メーンタンク１２内の圧力の上昇が抑制される。その結果、メーンタンク１２内のベーパが燃料注入管１４等を介して大気へ放出されることが抑制される。
【００３４】
一方、サブタンク３の内部空間５の圧力が低下して負圧となると、ＯＲＶＲバルブ２２が開き、キャニスタ２３の開放通路２５から流入する大気が蒸発燃料排出路２０を介してサブタンク３の内部空間５に導入される。よって、サブタンク３の内部空間５の圧力は、概ね大気圧に保たれる。
【００３５】
サブタンク３の外壁４には、メーンタンク１２内の燃料液面の位置（高さ）に応じてサブタンク３の内部空間５とメーン空間２とを連通または遮断する下部フロート弁（第一開閉手段）１１が設けられている。下部フロート弁１１は、サブタンク３の外壁４における下部に設けられている。外壁４には、メーン空間２の圧力に応じてサブタンク３の内部空間５とメーン空間２とを連通または遮断する圧力弁３５が設けられている。圧力弁３５は、本実施形態の排出手段及び第二開閉手段としての機能を有する。圧力弁３５は、外壁４における上部に設けられている。また、外壁４には、温度に応じてサブタンク３の内部空間５とメーン空間２とを連通または遮断するサーモ弁（第一開閉手段）４１が設けられている。
【００３６】
まず、下部フロート弁１１について説明する。本実施形態では、給油時にサブタンク３の内部空間５とメーン空間２とを連通させて燃料Ｆをサブタンク３内に貯留できるとともに、燃料液面の低下時にはサブタンク３を密閉して蒸気空間の容積を低減できるように、下部フロート弁１１が開閉される。
【００３７】
図２は、図１におけるサブタンク３付近の拡大図である。図２には、下部フロート弁１１が閉じた（全閉の）状態が示されている。下部フロート弁１１は、燃料Ｆの燃料液面の位置に応じて開閉される。下部フロート弁１１は、弁体１１ａ、フロート１１ｂ、及びロッド１１ｃを有する。フロート１１ｂは、燃料液面に浮かぶように構成されており、燃料液面の上下に伴って上下方向に移動する。弁体１１ａにより、外壁４に設けられた下部開口部（底部開口部）１１ｄが開閉される。弁体１１ａとフロート１１ｂとは、ロッド１１ｃにより接続されている。
【００３８】
燃料液面が上昇してフロート１１ｂが予め定められた第二の位置Ｈ２よりも上方へ移動すると、ロッド１１ｃが弁体１１ａを上方（開く方向）へ動作させ、図３に示すように、下部開口部１１ｄが開放される。燃料液面が第二の位置Ｈ２よりも下方にある場合には、図２に示すように、弁体１１ａが下部開口部１１ｄを閉じた（全閉の）状態となる。
【００３９】
図２に示すように、下部開口部１１ｄは、外壁４の下壁部（底部）４ａに設けられている。外壁４の下壁部４ａには、符号４ｂに示すように、下部開口部１１ｄへ向かうに連れて下方へ向かう傾斜が設けられている。これにより、後述するように、燃料Ｆがサブタンク３内に残留することなく下部開口部１１ｄを介してメーン空間２に排出されることができる。
【００４０】
次に、圧力弁３５について説明する。圧力弁３５は、メーン空間２の圧力が予め定められた所定範囲内の値に保たれるように、開閉する。
【００４１】
図４は、圧力弁３５が開かれる際の動作を説明するための図である。例えば、日中温度上昇時等には、メーン空間２において燃料Ｆが気化することによりベーパが発生する。ベーパの発生により、メーン空間２の圧力は上昇する。また、温度上昇によるメーン空間２の気体の膨張に伴って、メーン空間２の圧力が上昇する。メーン空間２の圧力が上昇して、上記所定範囲の最大値を超えた場合には、圧力弁３５が開く。これにより、図４に符号Ｙ２で示すように、メーン空間２内のベーパを含む気体がサブタンク３の内部空間５へ流入する。圧力弁３５は外壁４の上部に設けられているため、燃料液面が上昇した場合であっても、支障なくメーン空間２のベーパをサブタンク３の内部空間５へ排出することができる。
【００４２】
一方、温度が低下した場合や燃料Ｆが消費されて燃料液面が低下した場合には、メーン空間２の圧力が低下する。メーン空間２の圧力が低下して、上記所定範囲の最小値以下である場合、圧力弁３５が開く。この場合、図４に符号Ｙ１で示すように、サブタンク３からメーン空間２にベーパを含む気体が流入する。メーン空間２の圧力が、上記所定範囲内の値である場合には、圧力弁３５が閉じ、メーン空間２とサブタンク３の内部空間５とが遮断される。なお、圧力弁３５はメーン空間２の圧力に応じて開閉されるが、サブタンク３の内部空間５の圧力は概ね一定（大気圧）に保たれているため、実質的にはメーン空間２とサブタンク３の内部空間５との差圧に基づいて圧力弁３５が開閉される。
【００４３】
図５は、圧力弁３５の一例を示す図である。圧力弁３５は、サブタンク３の内部空間５からメーン空間２へ気体が流れる場合（符号Ｙ４参照）に比べて、メーン空間２からサブタンク３の内部空間５へ気体が流れる場合（符号Ｙ３参照）に、より多くの気体を流通させることができるように構成されている。これは、次の理由による。
【００４４】
メーンタンク１２に燃料Ｆが給油される際には、燃料液面の上昇に伴い、メーン空間２の圧力が上昇する。燃料液面が第二の位置Ｈ２よりも下方にある間（図２参照）は、下部フロート弁１１が閉じて下部開口部１１ｄが閉鎖されたままであるため、メーン空間２とサブタンク３の内部空間５とは連通されていない。よって、サブタンク３の内部空間５に比べて、メーン空間２の圧力が高圧となる。この場合、圧力弁３５が開かれて、メーン空間２内の気体がサブタンク３へ流入する（符号Ｙ３参照）。ここで、燃料給油時には、日中温度上昇時等に比べて、メーン空間２の気体部分の容積（圧力）の変化速度が大きい。このため、メーン空間２の圧力上昇を抑制するためには、圧力弁３５を介して多くの気体をサブタンク３へ排出させる必要がある。
【００４５】
圧力弁３５は、例えば、図５に示すように、リード弁３５ａとチェック弁３５ｂとを含んだ構成とされることができる。リード弁３５ａは、メーン空間２の圧力が上記所定範囲の最大値を超えた場合に開かれる。一方、チェック弁３５ｂは、メーン空間２の圧力が上記所定範囲の最小値以下である場合に開かれる。リード弁３５ａは、チェック弁３５ｂに比べて、容易に開口部の面積が大きな値に設定されることができる。燃料給油時において、開口部が大きな値に設定されたリード弁３５ａが開かれることで、メーン空間２からサブタンク３へ多くの気体を速やかに流出させることができる。これにより、燃料給油時におけるメーン空間２の圧力上昇が抑制される。その結果、燃料注入管１４（図１）等からベーパが大気に排出されることが抑制される。
【００４６】
本実施形態では、第二の位置Ｈ２が下部開口部１１ｄよりも下方に設定されている。これにより、燃料液面の位置及び位置の変化に応じて、以下に説明するような効果を奏することができる。なお、第二の位置Ｈ２は、例えば、下部開口部１１ｄよりもわずかに下方の位置に設定されることができる。第二の位置Ｈ２は、例えば、上記第一の位置Ｈ１（図１）と同じ位置であることができる。
【００４７】
まず、燃料液面が第二の位置Ｈ２よりも低下した場合について説明する。この場合、図２を参照して説明したように、下部フロート弁１１が閉じた（全閉の）状態となる。これにより、サブタンク３の内部空間５とメーン空間２とが遮断される。このため、メーンタンク１２（図１）内における蒸気空間の容積は、メーン空間２における気体部分の容積となる。サブタンク３が設けられない場合に比べて、サブタンク３の内部空間５の容積に相当する分だけ、蒸気空間の容積が減少する。このため、燃料Ｆが気化する場合に、燃料Ｆの気化により発生するベーパの濃度が早期に高濃度となり、各温度の飽和濃度に達する。よって、メーン空間２におけるベーパの発生量が抑制されることができる。燃料Ｆの気化が抑制されることで、ベーパの発生に伴うメーン空間２の圧力上昇が抑制される。
【００４８】
蒸気空間の容積が減少することで、日中温度上昇時等に蒸気空間の気体が膨張したとしても、その膨張量が減少する。よって、サブタンク３が設けられない場合に比べて、メーン空間２の圧力上昇が抑制される。メーン空間２におけるベーパの発生と圧力上昇が抑制されることにより、燃料タンク１から排出されるベーパの量が低減される。
【００４９】
次に、燃料液面が第二の位置Ｈ２よりも上方となる場合について説明する。第二の位置Ｈ２は、下部開口部１１ｄよりも下方の位置に設定されている。従って、給油時等において、燃料液面が上昇して下部開口部１１ｄに達する場合には、図３に示すように、下部フロート弁１１が開いた状態となる。よって、燃料Ｆは、燃料液面の上昇に従って下部開口部１１ｄからサブタンク３の内部空間５へ流入する。サブタンク３の内部空間５が、燃料Ｆの貯留空間として有効に利用される。このため、サブタンク３が設けられることに起因してメーンタンク１２に貯留可能な燃料Ｆの量が減少することが抑制される。
【００５０】
一方、燃料Ｆが消費されることで燃料液面が低下していく場合には、サブタンク３内の燃料Ｆが下部開口部１１ｄからメーン空間２へ流出する。前述したように、外壁４の下壁部４ａには、下部開口部１１ｄへ向かうに連れて下方へ向かう傾斜が設けられている。従って、燃料液面が低下する際に、サブタンク３内の燃料Ｆはサブタンク３内に残留することなく下部開口部１１ｄから流出されることができる。
【００５１】
燃料Ｆがサブタンク３から流出された後に、燃料液面が第二の位置Ｈ２の高さまで低下すると、下部フロート弁１１が閉じる。既に燃料Ｆが流出されているため、サブタンク３内に液体の燃料Ｆが実質的に存在しない状態で、下部フロート弁１１が閉じられることができる。この状態で温度が上昇したとしても、サブタンク３内において燃料Ｆの気化がないので、ベーパの発生が実質的に生じない。従って、サブタンク３の内部空間５は、メーン空間２に比べてベーパの濃度が薄い状態であることができる。
【００５２】
温度上昇時等にメーン空間２の圧力が上昇すると、図４に符号Ｙ２で示すようにメーン空間２からベーパを含む気体がサブタンク３に流入する。サブタンク３の内部空間５に流入した気体中のベーパは、相対的にベーパ濃度が薄いサブタンク３の内部空間５に拡散する。よって、蒸発燃料排出路２０へ排出される気体は、メーン空間２から流入する気体よりもベーパの濃度が薄い気体となる。従って、ベーパを含む気体が、サブタンク３の内部空間５を介さずにメーン空間２から直接、蒸発燃料排出路２０へ排出される場合に比べて、蒸発燃料排出路２０に排出されるベーパの濃度を低下させることができる。
【００５３】
蒸発燃料排出路２０に排出されるベーパの濃度を低下させることで、キャニスタ２３の容量を低減することが可能となる。例えば、サブタンク３の容積がメーン空間２の気体部分の容積（の最大値）と概ね等しい容積とされた場合には、キャニスタ２３の容量を、サブタンク３が設けられない場合に比べてほぼ半減させることができる。また、蒸発燃料排出路２０に排出されるベーパの濃度を低下させることで、内燃機関の吸気通路にパージされる燃料成分の量が低減される。このため、燃料成分がパージされる際に内燃機関の空燃比制御に与える影響を低下させることができる。
【００５４】
メーン空間２から相対的に高濃度のベーパを含む気体が流入することにより、サブタンク３の内部空間５におけるベーパ濃度は上昇する。サブタンク３内に高濃度のベーパが閉じ込められたままでは、蒸発燃料排出路２０に排出されるベーパの量が増加してしまうこととなる。本実施形態では、サーモ弁４１により、サブタンク３内に流入したベーパ及びベーパの液化により生じた燃料Ｆがメーン空間２に戻される。
【００５５】
図１に示すように、サーモ弁４１は、サブタンク３の外壁４の下壁部４ａにおいて、最も下方に位置する部分に設けられた第二下部開口部（底部開口部）４１ａを開閉する。第二下部開口部４１ａは、例えば、下部開口部１１ｄと実質的に同じ位置に設けられる。
【００５６】
サーモ弁４１は、メーンタンク１２内の温度が予め定められた所定温度以下となると開き、上記所定温度を超えると閉じる。上記所定温度は、例えば、常温に設定されることができる。
【００５７】
サーモ弁４１が上記所定温度以下の場合に開いた状態となることにより、例えば冷間時にサブタンク３内でベーパが凝縮して液化すると、液化した燃料Ｆがサーモ弁４１を介してメーン空間２へ排出される。このため、温度が上昇してサーモ弁４１が閉じる際には、サブタンク３内に実質的に液体の燃料Ｆが存在しない状態が実現される。よって、その後に温度が上昇したとしても、気化による新たなベーパの発生がないため、サブタンク３内のベーパの量は増加しない。これにより、サブタンク３内のベーパ濃度の上昇が抑制され、メーン空間２に比べてベーパ濃度が低濃度に抑えられる。また、サーモ弁４１が閉じるときには、冷間時の希薄なベーパ濃度の気体がサブタンク３内に閉じ込められる。よって、蒸発燃料排出路２０に排出されるベーパの量がより確実に低減される。
【００５８】
本実施形態によれば、燃料液面が第二の位置Ｈ２よりも低下した場合に、サブタンク３が密閉されることで、蒸気空間の容積が低減される。これにより、メーン空間２におけるベーパの発生量が低減される。さらに、サブタンク３は、サブタンク３内に実質的に燃料Ｆが存在しない状態で密閉されているため、サブタンク３内において燃料Ｆの気化に伴うベーパの発生が生じない。よって、メーンタンク１２の全体において発生するベーパの量が低減されることができる。その結果、燃料タンク１から排出されるベーパの量が低減される。
【００５９】
メーン空間２内のベーパを含む気体は、サブタンク３の内部空間５を介して蒸発燃料排出路２０へ排出される。サブタンク３の内部空間５においては、燃料Ｆの気化に伴うベーパの発生が生じないため、メーン空間２に比べてベーパの濃度が低濃度である。このため、サブタンク３の内部空間５を介してベーパを含む気体が排出されることで、メーン空間２から直接蒸発燃料排出路２０へ気体が排出される場合に比べて、ベーパの排出量が低減されることができる。
【００６０】
（第２実施形態）
図６から図１１を参照して第２実施形態について説明する。第２実施形態については、上記第１実施形態と異なる点についてのみ説明する。
【００６１】
上記第１実施形態（図１）では、メーン空間２で発生するベーパを含む気体は常に、ベーパ濃度が相対的に低濃度に抑えられたサブタンク３の内部空間５を経由して排出された。この場合、ベーパの排出量を低減する効果が継続して得られる。本実施形態では、サブタンク３の内部空間５を介したベーパの排出に制限が設けられる。ベーパの排出量が多くなりやすい給油時におけるベーパの排出量を低減させるように、サブタンク３の内部空間５を介したベーパの排出が制御される。
【００６２】
ベーパの排出量（発生量）が比較的少ない場合に、サブタンク３の内部空間５を介したベーパの排出を制限しておくことで、制限をしない場合に比べて、サブタンク３の内部空間５のベーパ濃度をより低濃度にしておくことが可能となる。ベーパの排出量が多くなりやすい場合（給油時）に、ベーパ濃度が低濃度に保たれたサブタンク３の内部空間５の気体を利用することで、ベーパの排出量をより確実に低減させることが可能となる。
【００６３】
本実施形態では、メーン空間２からサブタンク３内へ向かう気体の流れは遮断されている。メーン空間２で発生したベーパを含む気体は、メーン空間２に接続されたメーン側キャニスタ（図６の符号６０参照）へ向けて排出される。これにより、サブタンク３内にベーパが流入することが抑制されて、サブタンク３内のベーパ濃度が低濃度に抑えられる。燃料給油時には、サブタンク３内の気体が、サブタンク３に接続されたキャニスタ２３に排出される（図９の符号Ｙ１０参照）。キャニスタ２３に排出される気体は、ベーパ濃度が希薄であるため、燃料給油時のベーパ排出量が低減されることができる。
【００６４】
図６は、本実施形態に係る装置の概略構成図である。上記第１実施形態（図１）のカットオフバルブ２１及びＯＲＶＲバルブ２２に代えて、排出路用差圧弁（第三開閉手段）３３及び給油弁３４が設けられている。排出路用差圧弁３３は、サブタンク３の内部空間５の圧力が蒸発燃料排出路２０の圧力よりも低圧となった場合に開き、サブタンク３の内部空間５の圧力が蒸発燃料排出路２０の圧力以上である場合に閉じる。これにより、サブタンク３の内部空間５が負圧となった場合に、大気がサブタンク３に導入される。
【００６５】
給油弁３４は、燃料給油時以外の期間はサブタンク３の内部空間５からキャニスタ２３へ向かう気体の流れを規制すると共に、燃料給油時は、サブタンク３の内部空間５と蒸発燃料排出路２０を連通させる。これにより、燃料給油時には、燃料Ｆの流入により相対的に高圧となったサブタンク３の内部空間５から蒸発燃料排出路２０へサブタンク３内の気体が排出される。なお、燃料給油の検出方法としては、従来公知の方法が用いられることができる。例えば、リッドオープナー（図示せず）の開を検出している場合や、リッドオープナー開の検出後所定時間内である場合に、燃料給油中であると判定されることができる。
【００６６】
メーン空間２には、メーン空間２内の気体をサブタンク３の内部空間５を介さずにメーンタンク１２の外部に排出するためのメーン側蒸発燃料排出路４３が接続されている。メーン側蒸発燃料排出路４３は、メーン空間２における気体が貯留されるメーン側気体貯留部２ａに接続されている。メーン側蒸発燃料排出路４３には、メーン側キャニスタ６０が設けられている。メーン側キャニスタ６０は、キャニスタ２３と同様であることができる。メーン側キャニスタ６０により、メーン空間２から排出される気体に含まれるベーパが吸着される。メーン側蒸発燃料排出路４３とメーン空間２との接続部には、カットオフバルブ３１及びＯＲＶＲバルブ３２が接続されている。カットオフバルブ３１及びＯＲＶＲバルブ３２は、それぞれ上記第１実施形態のカットオフバルブ２１及びＯＲＶＲバルブ２２と同様であることができる。
【００６７】
上記第１実施形態の圧力弁３５に代えて、圧力弁（第二開閉手段）３６が設けられている。圧力弁３６は、サブタンク３の内部空間５の圧力に基づいて開閉する。圧力弁３６は、サブタンク３の内部空間５の圧力が予め定められた所定圧力を超えた場合に開く。上記所定圧力は、例えば、大気圧以上の値に設定されることができる。一方、圧力弁３６は、サブタンク３の内部空間５の圧力が上記所定圧力以下の値である場合に閉じる。本実施形態では、メーン空間２が概ね一定の圧力（大気圧）に保たれるため、実質的にメーン空間２とサブタンク３の内部空間５との差圧に基づいて圧力弁３６が開閉される。なお、サブタンク３には、サーモ弁４１は設けられていない。
【００６８】
図７は、燃料液面が第二の位置Ｈ２よりも低下した状態のメーンタンク１２において、メーンタンク１２内の圧力が低下した場合の動作を示す図である。燃料液面が第二の位置Ｈ２よりも低下しているため、下部フロート弁１１は、閉じた（全閉）の状態となっている。温度低下時等にメーンタンク１２内の圧力が低下した場合には、符号Ｙ５に示すようにメーン側キャニスタ６０を介して大気がメーン空間２へ導入されると共に、符号Ｙ６に示すようにキャニスタ２３を介して大気がサブタンク３の内部空間５へ導入される。これにより、メーン空間２及びサブタンク３の内部空間５の圧力が低下することが抑制される。
【００６９】
図８は、燃料液面が第二の位置Ｈ２よりも低下した状態のメーンタンク１２において、メーンタンク１２内の圧力が上昇した場合の動作を示す図である。日中温度上昇時等（燃料給油時を除く）において、メーン空間２及びサブタンク３の内部空間５の圧力が上昇した場合、符号Ｙ７に示すように、メーン空間２の気体がメーン側蒸発燃料排出路４３へ排出される。一方、排出路用差圧弁３３及び給油弁３４は閉じた状態であるため、サブタンク３の内部空間５の気体は、蒸発燃料排出路２０へは排出されない。サブタンク３の内部空間５の圧力が上記所定圧力を超えた場合には、圧力弁３６が開く。これにより、符号Ｙ８に示すように、サブタンク３内の気体はメーン空間２へ排出される。
【００７０】
なお、図７及び図８に示すように下部フロート弁１１が閉じた（全閉の）状態では、蒸気空間の容積が、サブタンク３の内部空間５の容積に相当する分だけ減少する。よって、上記第１実施形態と同様に、メーン空間２におけるベーパの発生量が抑制されている。従って、サブタンク３が設けられない場合に比べて、メーンタンク１２から排出されるベーパの量が低減される。
【００７１】
図９は、燃料給油時の動作を示す図である。燃料給油時において、燃料液面の高さが第二の位置Ｈ２を超えると、下部フロート弁１１が開く。この場合、符号Ｙ１１に示すように、下部フロート弁１１を介して燃料Ｆがサブタンク３内に流入する。燃料液面の上昇に伴ってサブタンク３の内部空間５の圧力が上昇すると、燃料給油時に開かれた状態となる給油弁３４を介して、符号Ｙ１０に示すように、サブタンク３内の気体が蒸発燃料排出路２０へ排出される。蒸発燃料排出路２０へ排出された気体に含まれるベーパは、キャニスタ２３において吸着される。また、燃料液面の上昇に伴ってメーン空間２の圧力が上昇すると、符号Ｙ９に示すように、メーン空間２内の気体はメーン側蒸発燃料排出路４３へ排出される。なお、燃料給油時にメーン空間２の気体の一部がサブタンク３の内部空間５を介して蒸発燃料排出路２０へ排出される構成とされてもよい。
【００７２】
図１０は、図７及び図８を参照して説明した内容について、主としてサブタンク３への気体の出入りの様子を表示した図である。図１０に符号Ｙ１２で示すように、サブタンク３の内部空間５の圧力が低下した場合には大気がサブタンク３内に導入される。一方、符号Ｙ１３に示すように、サブタンク３の内部空間５の圧力が上昇した場合には、サブタンク３内のベーパを含む気体がメーン空間２へ排出される。このように、サブタンク３において大気の導入（Ｙ１２）及びメーン空間２への気体（ベーパ）の排出（Ｙ１３）が繰り返されることにより、サブタンク３内のベーパ濃度が低下していく。燃料給油時には、図９に符号Ｙ１０で示すようにサブタンク３内の気体がキャニスタ２３へ向けて排出される。この場合に、サブタンク３内のベーパ濃度は低濃度であるため、排出されるベーパの量を、少量とすることができる。
【００７３】
なお、サブタンク３に大気が導入される場合（図１０の符号Ｙ１２参照）には、キャニスタ２３に吸着された燃料成分が大気と共にサブタンク３内にバックパージされるため、サブタンク３内のベーパ濃度が一時的に上昇してしまう可能性がある。しかしながら、本実施形態では、キャニスタ２３にベーパを含む気体が排出されるのは、燃料給油時（図９参照）に限られる。したがって、燃料給油時に限らずベーパを含む気体が排出される場合に比べて、キャニスタ２３に吸着されている燃料成分は、少量であることができる。このため、燃料給油から次の燃料給油までの間に、サブタンク３へ大気の導入が繰り返されるに連れて、キャニスタ２３に吸着されている燃料成分は十分に減少することができる。
【００７４】
また、サブタンク３内にバックパージされた燃料成分は、圧力上昇時に圧力弁３６を介してメーン空間２に排出される。よって、燃料給油の直後に一時的にサブタンク３内のベーパ濃度が上昇することがあったとしても、次回の燃料給油までの間に、サブタンク３内のベーパ濃度は十分に低下することができる。
【００７５】
図１１は、燃料液面が第二の位置Ｈ２以上である場合（燃料給油時を除く）の動作を示す図である。燃料液面が第二の位置Ｈ２以上である場合には、下部フロート弁１１が開弁している。このため、燃料Ｆの消費に伴って燃料液面が低下すると、符号Ｙ１４に示すように、下部フロート弁１１を介して燃料Ｆがサブタンク３内からメーン空間２へ流出することができる。
【００７６】
サブタンク３内に燃料Ｆが存在する間は、サブタンク３内において燃料Ｆの気化によりベーパが発生する。日中温度上昇時等において、符号Ｙ１５に示すようにサブタンク３内のベーパを含む気体がサブタンク３からメーン空間２へ排出されるため、メーン側キャニスタ６０へ排出されるベーパの量が大きな値となることが考えられる。しかしながら、燃料液面が第二の位置Ｈ２以上である場合には、蒸気空間の容積は小さな値であるため、ベーパの発生量自体が小さな値となる。従って、メーン側キャニスタ６０へ排出されるベーパの量は、燃料液面が第二の位置Ｈ２よりも低下した状態と同様に、少量に抑えられることができる。
【図面の簡単な説明】
【００７７】
【図１】本発明の燃料貯留装置の第１実施形態に係る装置の概略構成図である。
【図２】本発明の燃料貯留装置の第１実施形態の燃料液面低下時の動作を説明するための図である。
【図３】本発明の燃料貯留装置の第１実施形態の燃料液面上昇時の動作を説明するための図である。
【図４】本発明の燃料貯留装置の第１実施形態における圧力弁の開弁時の動作を説明するための図である。
【図５】本発明の燃料貯留装置の第１実施形態の圧力弁の一例を示す図である。
【図６】本発明の燃料貯留装置の第２実施形態に係る装置の概略構成図である。
【図７】本発明の燃料貯留装置の第２実施形態の圧力低下時の動作を説明するための図である。
【図８】本発明の燃料貯留装置の第２実施形態の圧力上昇時の動作を説明するための図である。
【図９】本発明の燃料貯留装置の第２実施形態の燃料給油時の動作を説明するための図である。
【図１０】本発明の燃料貯留装置の第２実施形態の気体の流れを説明するための図である。
【図１１】本発明の燃料貯留装置の第２実施形態の燃料液面上昇時の動作を説明するための図である。
【符号の説明】
【００７８】
１  燃料タンク
２  メーン空間
３  サブタンク
４  外壁
４ａ  下壁部
５  内部空間
１１  下部フロート弁
１１ａ  弁体
１１ｂ  フロート
１１ｃ  ロッド
１１ｄ  下部開口部
１２  メーンタンク
１３  フィードポンプ
１４  燃料注入管
１５  燃料キャップ
１６  燃料通路
１７  プレッシャーレギュレータ
１８  燃料戻し通路
２０  蒸発燃料排出路
２１  カットオフバルブ
２２  ＯＲＶＲバルブ
２３  キャニスタ
２４  吸着部
２５  開放通路
２６  通路
３１  カットオフバルブ
３２  ＯＲＶＲバルブ
３３  排出路用差圧弁
３４  給油弁
３５  圧力弁
３６  圧力弁
４１  サーモ弁
４３  メーン側蒸発燃料排出路
６０  メーン側キャニスタ
【図１】
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【図２】
2008291809.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
2008291809.tif 000008
【図７】
2008291809.tif 000009
【図８】
2008291809.tif 000010
【図９】
2008291809.tif 000011
【図１０】
2008291809.tif 000012
【図１１】
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