JP4777311B2

JP4777311B2 - 燃料タンクの内圧制御装置

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Publication number: JP4777311B2
Application number: JP2007201789A
Authority: JP
Inventors: 勝彦牧野
Original assignee: Aisan Industry Co Ltd
Current assignee: Aisan Industry Co Ltd
Priority date: 2007-08-02
Filing date: 2007-08-02
Publication date: 2011-09-21
Anticipated expiration: 2027-08-02
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Description

本発明は、燃料タンク内に貯留された液体燃料の蒸発による内圧変化に対して、燃料成分が燃料タンク外へ排出されることなく対応できる燃料タンクの内圧制御装置に関する。

ガソリンなどの液体燃料は、燃料タンクに貯留される。燃料タンク内の液体燃料が少なくなって燃料タンク内の上部に気層空間が形成されると、該燃料タンク内の上部空間には液体燃料が蒸発した蒸気（ベーパ）、すなわち蒸発燃料が充満する。このベーパには、燃料成分の他に空気成分も混在している。このとき、例えば車両を炎天下にて長時間駐車するような高温環境によって燃料タンク内の温度が上昇すると、液体燃料が活発に蒸発するとともにベーパが膨張して燃料タンク内の内圧が高くなり、燃料タンク破損の危険性がある。これを解決するためには、燃料タンク内の内圧に応じて燃料タンク内のベーパを外部へ排出する必要があるが、空気成分と共に燃料成分を排出してしまうと、燃料ロスとなってしまう。そこで、従来では特許文献１のように、燃料タンク内のベーパを、内部に活性炭などの多孔質体が配されたキャニスタを介して排出することで、燃料タンクの内圧変化に対応させている。燃料タンク内のベーパをキャニスタに通すことで、燃料成分を多孔質体で捕捉し空気成分のみを大気中へ排出できる。また、キャニスタはエンジンの吸気管にも連通しており、キャニスタの多孔質体で捕捉された燃料成分をエンジン作動時の吸気管負圧を利用してキャニスタから脱離（パージ）させて、エンジンへ供給できるよう構成されている。

ここで、キャニスタの燃料成分捕捉能力を回復させるためには、十分に捕捉燃料成分を脱離させる必要がある。一般的には、キャニスタ容量の３００〜６００倍の脱離空気量が必要といわれている。したがって、キャニスタ容量に比例した脱離時間と量が必要である。しかし、近年の車両のハイブリット化やエコラン技術による車両運転中でのエンジン停止時間の増大、エンジンのポンプロス低減技術による吸気管負圧の低下などの要因によって、特許文献１のような構成では十分な脱離時間の確保が困難になりつつある。

そこで特許文献２では、燃料タンクの上部に、空気成分は透過可能であるが燃料成分は透過しないゼオライトなどの多孔質体を内蔵する燃料・空気分離器を設け、キャニスタと共に燃料・空気分離器を介して燃料タンク内のベーパを大気中へ排出できるような構成とている。これにより、キャニスタ容量を抑えながら、内圧に応じて空気成分のみを燃料タンク外へ排出できるよう構成されている。キャニスタ容量を抑えられることで、燃料成分の脱離時間も少なくて済む。燃料タンク内の内圧が大気圧よりも低くなると、燃料・空気分離器を介して外気が燃料タンク内へ導入される。

実開昭５８−６４８５４号公報特開平６−７４１１８号公報

しかし特許文献２では、燃料・空気分離器内に、空気成分は通すが燃料成分は通さないような３．５〜４．０Å程度の細孔径を有する多孔質体を使用しているが、多孔質体の細孔径は均一ではなく、その一部には燃料成分も通すような大きさの細孔も存在していることが多い。したがって、燃料タンク内のベーパを燃料・空気分離器を介して大気中へ排出するような特許文献２では、燃料・空気分離器などの性能によっては燃料成分がタンク外に排出されるおそれがあり、燃料ロスを確実に回避することは困難である。

そこで本発明者は、上記問題に鑑みて鋭意検討の結果、燃料タンク内のベーパを選択的に外部へ排出するのではなく、外気とは連通していない多孔質体で内圧変化を許容できるような構成とすれば、燃料成分をロスするおそれがないことを知見し、本発明を完成するに至った。すなわち本発明の目的は、燃料タンクの内圧変化に対して、燃料成分が燃料タンク外へ排出されることなく、かつエンジン停止などの影響も受けることなく対応できる燃料タンクの内圧制御装置を提供することにある。

上記目的を達成するために、本発明に係る燃料タンクの内圧制御装置は、液体燃料を貯留する燃料タンクの内圧上昇時に、前記燃料タンク内の空気成分を該燃料タンク外へ排出する燃料タンクの内圧制御装置であって、燃料タンク内の上部空間に、ベーパ中の空気成分を選択的に吸脱着可能な吸脱着手段がベーパ通路を介して連通されており、前記吸脱着手段および前記ベーパ通路は外気と連通していない。すなわち本発明の燃料タンクは、特許文献２のように大気と連通している燃料・空気分離器によって燃料タンクの内圧を制御するのではなく、大気と連通していない吸脱着手段にベーパ中の空気成分を捕捉させることで、燃料タンクの内圧制御が可能な構成とされている。吸脱着手段は、ベーパ通路の先端に設けられて袋小路状となっていてもよいし、循環経路として形成されたベーパ通路の途中に設けられてベーパが通過可能となっていてもよい。燃料タンク内の温度が上昇して内圧が上昇すると、燃料タンク内の上部空間に充満している燃料成分と空気成分の混在するベーパは、その圧力によってベーパ通路を介して逃げ場となる吸脱着手段へ移動する。吸脱着手段では、ベーパ中の空気成分が吸着されることでベーパ体積が低減し、これに伴い燃料タンク内の上昇した内圧も低下する。空気成分は、主に窒素と酸素である。

また、前記燃料タンクには、該燃料タンクの内圧を検知する圧力検知手段が設けられていると共に、前記燃料タンクと前記吸脱着手段との間の前記ベーパ通路には、前記吸脱着手段に掛かる圧力を制御、保持する圧力調整手段が設けられている。

これにより、前記圧力検知手段が前記燃料タンクの内圧が大気圧より高いことを検知したときは、前記燃料タンクの内圧が大気圧と同等になるまで、前記圧力調整手段によってベーパが燃料タンク内から前記吸脱着手段へ圧送される。一方、前記圧力検知手段が前記燃料タンクの内圧が大気圧より低いことを検知したときは、前記燃料タンクの内圧が大気圧と同等になるまで、前記圧力調整手段によってベーパが吸脱着手段から前記燃料タンク内へ圧送される。上述のように、燃料タンクの内圧は温度とそのときのベーパの蒸気圧によって増減する。そして、燃料タンク内の温度上昇に伴って内圧（蒸気圧）が高くなれば、大気圧を超えた圧力（体積）分の空気成分を吸脱着手段にて吸着することになる。逆に、燃料タンク内の温度低下に伴って内圧（蒸気圧）が低くなれば、大気圧に足らない圧力（体積）分の空気成分を吸脱着手段から脱離させることになる。このように、本発明は温度変化に伴う圧力（蒸気圧）変化に応じてベーパを吸脱着させており、いわゆる圧力スイング式吸着法（ＰＳＡ）によって圧力を制御している。

このとき、前記ベーパ通路が、前記燃料タンク内のベーパを一方の連通口から前記吸脱着手段へ導入し、前記吸脱着手段を通過したベーパを他方の連通口から再度前記燃料タンク内に返送する循環通路として形成されていることが好ましい。この場合、吸脱着手段は循環経路状のベーパ通路の途中に設けられ、当該吸脱着手段内をベーパが通過可能となっている。

ベーパ通路を循環経路として形成する場合は、前記吸脱着手段を挟んで前記圧力調整手段と反対側の前記ベーパ通路には、圧力調整弁を設けておくことが好ましい。

また、前記吸脱着手段に該吸脱着手段内の温度を調整する温度調整手段を設けて、前記吸脱着手段がベーパ中の空気成分を吸着するときは、前記温度調整手段によって前記吸脱着手段内を冷却し、前記吸脱着手段が前記ベーパ中の空気成分を脱離するときは、前記温度調整手段によって前記吸脱着手段内を加熱することが好ましい。

さらに、前記燃料タンク、前記吸脱着手段、前記ベーパ通路のうちの１つまたは２つ以上に、これらの内部温度を検知する温度検知手段を設けることが好ましい。燃料タンクに設ける場合は、液体燃料（液層）の温度を検知させてもよいし、上部空間（気層）の温度を検知させてもよい。

本発明によれば、燃料タンク内の上部空間と連通する吸脱着手段を設けているので、燃料タンクの内圧が上昇しても吸脱着手段にてベーパ体積が低減されることで内圧上昇に対応でき、燃料タンクの破損などを回避できる。このとき、燃料タンクの内圧変化を制御する吸脱着手段およびベーパ通路が外気と連通していないので、燃料タンクの内圧上昇に対応する際に燃料成分が大気中へ排出されるおそれはない。吸脱着手段では、ベーパ中の空気成分が選択的に吸着されるので、ベーパ中の燃料成分濃度が上昇する。したがって、燃料タンク内の温度が低下すれば、燃料成分を効率よく液化できる。

ベーパ通路に圧力調整手段を設けていれば、燃料タンクと吸脱着手段との間でベーパを確実に移動させることができる。同時に、燃料タンクに圧力検知手段を設けておけば、燃料タンク内の圧力変化に的確に対応させることができる。

圧力検知手段と圧力調整手段によって、燃料タンク内が常に大気圧と同等に調整されていれば、燃料タンクに内外圧力差による負荷が作用することが軽減されるので、燃料タンクを樹脂化することができ、軽量化とコスト削減が可能になる。また、ＰＳＡに基づいて空気成分を選択的に増減させることにより燃料タンクの内圧を制御しているので、液化・蒸発する燃料成分のロスを削減することができる。

ベーパ通路を循環通路として形成し、吸脱着手段内をベーパが通過可能となっていれば、空気成分の吸脱着速度を上げることができる。これにより、燃料タンクの内圧を短時間で大気圧へ合わせることが出来るので、燃料タンクへの負荷も低減させることができる。

このとき、圧力調整弁を設けていれば、吸脱着手段での圧力を一定基準で保持可能となる。

吸脱着手段は、温度が低ければ吸着性能が上昇し、温度が高ければ吸着性能が低下する特性を有する。そこで、吸脱着手段内の温度を調整する温度調整手段によって、吸脱着手段の温度を制御していれば、より効率よく吸脱着が可能となる。すなわち、ベーパ中の空気成分を吸着したいときに吸脱着手段を冷却して吸着性能を高くすれば、より短時間でより多くの空気成分を吸着できる。逆に、吸脱着手段で捕捉されている空気成分を脱離させたいときは、吸脱着手段を加熱して吸着性能を低下させれば強制的に空気成分が脱離されるので、負圧のみを利用する場合よりもより短時間でより多くの空気成分を脱離できる。

さらに、燃料タンク、吸脱着手段、またはベーパ通路に温度検知手段を設けておけば、的確なＰＳＡを可能にできる。すなわち、燃料タンク内や吸脱着手段内の温度を検知しながら圧力スイング式吸着法に基づいて圧力調整手段、温度調整手段が制御されるので、内圧制御の精度を向上できる。

（実施例１）
以下、本発明の実施例につき、図面を参照しつつ具体的に説明する。図１に実施例１を示す。図１において、燃料タンク１は内部にガソリンなどの液体燃料を貯留可能な中空容器であって、その側壁に給油通路２が連通されている。給油通路２の先端は外気に開放されており、給油時には図外の給油ガンが差し込まれる給油口となる。給油時以外は、給油口がキャップ３で気密状に閉塞されている。符号４は、円滑に燃料を給油させるための通気管である。また、燃料タンク１の内部にはサブタンク６が配設されており、このサブタンク６の内部にポンプユニット７が配設されている。ポンプユニット７には、図外のエンジンへ繋がる燃料供給通路８が連結されており、ポンプユニット７によってサブタンク６内の燃料が燃料供給通路８を通してエンジンへ圧送される。

また、燃料タンク１には、該燃料タンク１の上部（気層）空間と連通するベーパ通路１０が連通されており、その先端には、ベーパ中の空気成分を選択的に吸脱着可能で燃料成分は吸着されない吸脱着手段１２が連結されている。また、燃料タンク１と吸脱着手段１２との間のベーパ通路１０の途中には、吸脱着手段１２に掛かる圧力を制御、保持する圧力調整手段１３が設けられており、燃料タンク１の天壁には、該燃料タンク１の内圧を検知する圧力検知手段１４が設けられている。吸脱着手段１２は、中空容器１６と、これの内部に配された多孔質体１７とからなっており、実際には多孔質体１７においてベーパ中の空気成分を選択的に吸脱着する。そして、図１からも明らかなように、ベーパ通路１０および吸脱着手段１２（の容器１６）は外気と連通しておらず、給油時にキャップ３を取り外すことで給油通路２を介して外気と連通する以外は、燃料タンク１内が密閉空間となっている。なお、本実施例１の燃料タンク１にはキャニスタは連通されておらず、ベーパ通路１０と給油通路２以外には燃料タンク１の内部空間と直接連通する通路は設けられていない。すなわち、本実施例１では従来一般的に使用されていたキャニスタを使用せずとも燃料タンク１の内圧変化に対応できる構成となっている。キャニスタを廃したことにより、装置の小型化、部品点数およびコストの削減も可能となる。

圧力調整手段１３としては、双方向に気体（ベーパ）を圧送できる周知の気層ポンプが使用される。また、圧力検知手段１４としては、周知の圧力センサーを使用できる。多孔質体１７としては、ベーパ中の空気成分を選択的に吸脱着可能な細孔を有するものであれば特に限定されず、周知のアルミノケイ酸塩から成るゼオライトやポリイミド等の樹脂や石炭から得られる分子篩炭のほか、ゼオライト型化合物などを使用できる。ゼオライト型化合物としては、リン酸塩、アルミノヒ酸塩、ゲルマニウム酸塩などがある。ここで、空気成分は主に窒素と酸素からなる。これらの分子サイズは文献によって若干の差異があるが、概ね窒素：３．６〜４．０Å、酸素：３．４〜３．８Åである。これに対し、燃料成分は多種存在するが、その中でも最も分子サイズの小さいブタン（Ｃ₄Ｈ₁₂）でも４．２〜５．０Åである。したがって、ベーパ中の空気成分を選択的に吸脱着可能とするためには、多孔質体１７の細孔径が３．０〜４．０Å程度の多孔質体を使用する。なお、多孔質体１７の中には細孔径が必ずしも均一でないものがあったり、分子篩炭は細孔の入口近傍が大きい場合もあることから、多孔質体１７にベーパ中の空気成分が吸着される際に、燃料成分の一部も若干吸着されることもある。このことから、本発明において空気成分を選択的に吸着するとは、燃料成分が吸着されることを除くものではなく、燃料成分の一部が若干吸着される場合も含む概念である。

図２に、多孔質体１７の吸着特性を示す。図２からも明らかなように、多孔質体１７は、その温度如何にかかわらずこれに作用する圧力が大きいほど吸着量が多くなる（吸着性能が向上する）特性を有する。そして、燃料タンク１の内圧が上昇すると、当該燃料タンク１内は密閉空間なので、必然的にベーパは逃げ場となる吸脱着手段１２へ移動し、その内圧を受けて主にベーパ中の空気成分が多孔質体１７に吸着される。逆に、燃料タンク１の内圧が低下すると、燃料タンク１内が負圧状態となることでベーパが燃料タンク１側へ移動し、同時に空気成分が多孔質体１７から脱離する。このように、本発明では燃料タンク１内を密閉空間としていることで、ベーパ通路１０を介した吸脱着手段１２を設けるのみでも燃料タンク１の内圧に対応させることも不可能ではない。その上で、本実施例１では、より効率的にかつ燃料タンク１内の圧力を調整しながらベーパを移動させるため、上述のようにベーパ通路１０の途中に気層ポンプ１３を設けている。ベーパ中の空気成分を多孔質体１７に吸着させたいときは、気層ポンプ１３はベーパを吸脱着手段１２側へ圧送し、ベーパ中の空気成分を多孔質体１７から脱離させたいときは、気層ポンプ１３はベーパを燃料タンク１側へ圧送するよう制御されている。このように、本実施例１では、多孔質体１７の圧力スイング特性（吸着性能）を利用したＰＳＡ（圧力スイング式吸着法）により燃料タンク１の内圧を制御している。

そのときの圧送量の基準として、図３に燃料タンク１内の蒸気圧曲線を示す。図３の曲線Ａはガソリン（燃料）の蒸気圧を示し、曲線Ｂは燃料タンク１を密閉状とした場合のガソリンと空気とを合わせた蒸気圧、すなわち燃料タンク１の内圧を示す。図３において、燃料タンク１内の温度が２０℃弱（約１８℃）のときは、燃料タンク１内の内圧は大気圧と同等である。これに対し、燃料タンク１内の温度が約１８℃未満のときは、燃料タンク１内の内圧は大気圧より低く、燃料タンク１には外圧からの負荷が作用することになる。一方、燃料タンク１内の温度が約１８℃を超えるときは、燃料タンク１内の内圧は大気圧より高く、燃料タンク１には内圧による負荷が作用することになる。そこで本実施例１では、上述のように燃料タンク１内の圧力を検知する圧力センサー１４を設けており、圧力センサー１４が燃料タンク１の内圧が大気圧より高いことを検知したときは、燃料タンク１の内圧が大気圧と同等になるまで気層ポンプ１３でベーパを吸脱着手段１２側へ圧送し、燃料タンク１の内圧が大気圧と同等となったところで気層ポンプ１３が停止する。このとき、気層ポンプ１３によって吸脱着手段１２内が燃料タンク１内より高圧状態で保持されている。一方、燃料タンク１の内圧が大気圧より低いことを検知したときは、燃料タンク１の内圧が大気圧と同等になるまで気層ポンプ１３でベーパを燃料タンク１側へ圧送し、燃料タンク１の内圧が大気圧と同等となったところで気層ポンプ１３が停止する。このときも、気層ポンプ１３によって吸脱着手段１２の内圧が保持されている。このように、図３における領域ａ分の空気成分を多孔質体１７に吸着させ、領域ｂ分の空気成分を多孔質体１７から脱離させるよう制御されている。これにより、燃料タンク１に作用する内外圧力差による負荷がなくなり、燃料タンク１を例えば樹脂製とすることも可能となる。ガソリンの蒸気圧は、約５５℃で大気圧と同等となる。そこで、多孔質体１７の細孔容積は、少なくとも図３における領域ａ分、すなわちガソリンが大気圧と同等となったときの大気圧を超えた分の空気成分を吸着できるだけの容量に設計されている。なお、圧力センサー１４に基づく気層ポンプ１３の作動方向および作動・停止のタイミングは、図示しない制御装置によって制御されている。

（実施例２）
図４に本発明の実施例２を示す。実施例２は実施例１の変形例であって、図４によく示されるように、ベーパ通路１０が循環通路として形成されており、その途中に吸脱着手段１２がその内部をベーパが通過可能に配設されている点が注目される。すなわち、燃料タンク１の内部空間とベーパ通路１０とは異なる二箇所において連通しており、ベーパ通路１０の一方の連通口１０ａから導入された燃料タンク１内のベーパが吸脱着手段１２を通過して、ベーパ通路１０の他方の連通口１０ｂから再度燃料タンク１内に返送される構成となっている。なお、ベーパの流れは、多孔質体１７に空気成分を吸着させる場合と脱離させる場合とでは逆になる。このように、ベーパが吸脱着手段１２内を通過する構成となっていることで、空気成分の吸脱着速度を向上でき、高応答で燃料タンク１の内圧を大気圧と同等に制御できる。このとき、多孔質体１７の細孔より大きな分子サイズの燃料成分も吸脱着手段１２内を通過可能とするため、吸脱着手段１２はモジュール化されている。モジュール化の形態は、ベーパ中の空気成分を吸着しながら燃料成分が通過可能な形態であれば特に限定されることはなく、例えば管状に形成された多孔質体１７を容器１６内に多数本配設した管状モジュール、多孔質体１７を中空糸膜として、当該中空糸膜を容器１６内に多数枚積層した中空糸モジュール、プリーツ状の膜に形成された多孔質体１７を容器１６内に周回状に配したプリーツモジュール、または平膜状に形成された多数の多孔質体１７を容器１６内で各層毎にスペーサを介して周回状に積層したスパイラルモジュールなどを使用できる。または、多孔質体１７を容器１６の内部寸法よりも若干小さい寸法の単体として内蔵してもよい。

また、ベーパ通路１０が循環経路として形成されていることにより、気層ポンプ１３のみでは吸脱着手段１２内の圧力を保持できなくなるので、本実施例２では吸脱着手段１２を挟んで気層ポンプ１３と反対側のベーパ通路１０には、圧力調整弁２０が設けられている点も、先の実施例１と異なる点である。圧力調整弁２０は、所定圧力（調圧値）を境に開閉するダイアフラム式弁となっており、常時閉弁方向へ付勢されている。この圧力調整弁２０によって、吸脱着手段１２内の圧力が常に一定の高圧・負圧水準に保持されるようになっている。

具体的には、燃料タンク１の内圧が上昇してベーパ中の空気成分を多孔質体１７に吸着させるときは、気層ポンプ１３によってベーパが燃料タンク１から吸脱着手段１２へ圧送される。このとき、圧力調整弁２０に調圧値を超える圧力が作用すると、圧力調整弁２０がダイヤフラムの付勢力に抗して開弁し、ベーパがベーパ通路１０内を循環する。燃料タンク１内が大気圧と同等となったところで気層ポンプ１３が停止して、圧力調整弁２０に調圧値を超える圧力が作用しなくなると、圧力調整弁２０がダイヤフラムの付勢力によって閉弁し、吸脱着手段１２内は一定の高圧（調圧）水準で保持される。一方、燃料タンク１の内圧が低下して空気成分を多孔質体１７から脱離させるときは、気層ポンプ１３によってベーパが吸脱着手段１２から燃料タンク１へ圧送される。このとき、圧力調整弁２０に調圧値を下まわる負圧が作用すると、圧力調整弁２０がダイヤフラムの付勢力に抗して開弁し、ベーパがベーパ通路１０内を循環する。燃料タンク１内が大気圧と同等となったところで気層ポンプ１３が停止して、圧力調整弁２０に調圧値を下まわる負圧が作用しなくなると、圧力調整弁２０がダイヤフラムの付勢力によって閉弁し、吸脱着手段１２内は一定の負圧（調圧）水準で保持される。本実施例２では、調圧値を３０ｋＰａに設定した。その他は先の実施例１と同様なので、同じ部材に同じ符号を付してその説明を省略する。

（実施例３）
図５に本発明の実施例３を示す。実施例３は実施例２の変形例であって、図５によく示されるように、吸脱着手段１２にこれの内部の温度を調整する温度調整手段２１が設けられている点が注目される。図２に示したように、多孔質体１７は温度が高い（Ｔ２参照）と吸着量が低下し、温度が低い（Ｔ１参照）と吸着量が上昇する特性を有する。そこで、本実施例３では、吸脱着手段１２でベーパ中の空気成分を吸着するときは、温度調整手段２１によって吸脱着手段１２内を冷却し、吸脱着手段１２から捕捉している空気成分を脱離させるときは、温度調整手段２１によって吸脱着手段１２内を加熱するよう制御されている。

その加熱・冷却の程度は、多孔質体１７やベーパに悪影響を与えない程度の範囲であれば特に限定されることはないが、上記多孔質体１７の吸着特性を有効に利用し、かつエネルギー効率を鑑みて、そのときの吸脱着手段１２内の温度から±１０℃程度の範囲で温度を昇降させればよい。また、加熱・冷却装置もこのような温度制御が可能なものであれば特に限定されることはなく、例えば加熱装置としてＰＴＣヒーターなど、冷却装置としてペルチェ素子など、周知の過熱・冷却装置を使用できる。なお、加熱装置と冷却装置の作動タイミングや調整温度などは、図示していない制御装置によって制御されている。これによれば、多孔質体１７の吸着特性を温度によっても向上できるので、多孔質体１７延いては吸脱着手段１２のコンパクト化が可能となる。その他は先の実施例２と同様なので、同じ部材に同じ符号を付してその説明を省略する。

（実施例４）
図６に本発明の実施例４を示す。実施例４は実施例３の変形例であって、図６によく示されるように、燃料タンク１と吸脱着手段１２にこれらの内部温度を検知する温度検知手段２４・２５が設けられている点が注目される。温度検知手段としては、周知の温度センサーが用いられ、これらの検知データは制御装置に送られる。制御装置にはメモリが搭載されており、当該メモリには予め図２のような多孔質体１７の圧力スイング特性や図３のような燃料タンク１内の蒸気圧曲線が記憶されている。そして、圧力センサー１４によって燃料タンク１の内圧が大気圧以上となったことが検知されたときは、ベーパ中の空気成分を吸脱着手段１２（の多孔質体１７）で捕捉するために、気層ポンプ１３および圧力調整弁２０によって吸脱着手段１２内の圧力がＰ１のような高圧水準に制御され、同時に温度センサー２４による燃料タンク１内の温度がＴ２のような高温水準であれば、温度センサー２５で吸脱着手段１２内の温度がＴ１のような低温水準となるよう制御しながら、温度調整手段２１によって吸脱着手段１２が冷却される。これにより、ＰＳＡに基づき多孔質体１７へ作用する温度および圧力を的確に制御しながら、空気成分の吸着性能を向上させ、燃料タンク１の内圧に対して素早く対応できる。一方、圧力センサー１４によって燃料タンク１の内圧が大気圧以下となったことが検知されたときは、ベーパ中の空気成分を吸脱着手段１２（の多孔質体１７）から脱離させるために、気層ポンプ１３および圧力調整弁２０によって吸脱着手段１２内の圧力がＰ２のような低圧水準に制御され、同時に温度センサー２４による燃料タンク１内の温度がＴ１のような低温水準であれば、温度センサー２５で吸脱着手段１２内の温度がＴ２のような高温水準となるよう制御しながら、温度調整手段２１によって吸脱着手段１２が加熱される。これにより、ＰＳＡに基づき多孔質体１７へ作用する温度および圧力を的確に制御しながら、空気成分の吸着性能を低下（脱離性能を向上）させ、燃料タンク１の内圧に対して素早く対応できる。なお、実施例２〜３ではその詳細は省略したが、上記圧力センサーによる検知データに基づく気層ポンプ１３と圧力調整弁２０の制御も本実施例４と同様である。その他は先の実施例３と同様なので、同じ部材に同じ符号を付してその説明を省略する。

（その他の変形例）
上記実施例１〜４では、燃料タンク１からキャニスタを廃してあるが、従来のようにキャニスタを燃料タンク１に連通させてあってもよい。この場合、キャニスタは大気と連通されていることになるが、燃料タンク１の内圧変化の制御は、気層ポンプ１３と連通している吸脱着手段１２によって優先的に行われるので、本発明においてキャニスタが設けられていても、当該キャニスタはあくまで補佐的にしか機能しないことから、やはりベーパ中の燃料成分が大気中に排出されるおそれはない。

また、実施例２〜４で使用した圧力調整弁２０は、適宜開弁量を調整可能な電気式弁とすることもできる。この場合、気層ポンプ１３の停止時には圧力調整弁２０は閉弁しており、吸脱着手段１２内は、一定の高圧・負圧状態で保持される。気層ポンプ１３でベーパを圧送する際には、圧力調整弁２０が適量開弁されることで、ベーパがベーパ通路１０内を循環する。圧力調整弁２０の開閉は、制御装置によって制御すればよい。

実施例１の構成図である。多孔質体の圧力スイング特性を示すグラフである。燃料タンク内の蒸気圧曲線である。実施例２の構成図である。実施例３の構成図である。実施例４の構成図である。

符号の説明

１燃料タンク
７ポンプユニット
８燃料供給通路
１０ベーパ通路
１２吸脱着手段
１３気層ポンプ（圧力調整手段）
１４圧力センサー（圧力検知手段）
１７多孔質体
２０圧力調整弁
２１温度調整手段
２４・２５温度センサー（温度検知手段）
Ａ燃料の蒸気圧曲線
Ｂ密閉状燃料タンク内の蒸気圧曲線
ａ吸着領域
ｂ脱離領域

Claims

液体燃料を貯留する燃料タンクの内圧上昇時に、前記燃料タンク内の空気成分を該燃料タンク外へ排出する燃料タンクの内圧制御装置であって、
前記燃料タンク内の上部空間に、ベーパ中の空気成分を選択的に吸脱着可能な吸脱着手段がベーパ通路を介して連通されており、
前記吸脱着手段および前記ベーパ通路は外気と連通していない燃料タンクの内圧制御装置。
請求項１に記載の燃料タンクの内圧制御装置において、
前記燃料タンクには、該燃料タンクの内圧を検知する圧力検知手段が設けられており、
前記燃料タンクと前記吸脱着手段との間の前記ベーパ通路には、前記吸脱着手段に掛かる圧力を制御、保持する圧力調整手段が設けられている燃料タンクの内圧制御装置。
請求項２に記載の燃料タンクの内圧制御装置において、
前記圧力検知手段が、前記燃料タンクの内圧が大気圧より高いことを検知したときは、前記燃料タンクの内圧が大気圧と同等になるまで前記圧力調整手段によってベーパが前記吸脱着手段側へ圧送され、前記燃料タンクの内圧が大気圧より低いことを検知したときは、前記燃料タンクの内圧が大気圧と同等になるまで前記圧力調整手段によってベーパが前記燃料タンク側へ圧送される燃料タンクの内圧制御装置。
請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の燃料タンクの内圧制御装置において、
前記ベーパ通路が、前記燃料タンク内のベーパを一方の連通口から前記吸脱着手段へ導入し、前記吸脱着手段を通過したベーパを他方の連通口から再度前記燃料タンク内に返送する循環通路として形成されている燃料タンクの内圧制御装置。
請求項４に記載の燃料タンクの内圧制御装置において、
前記吸脱着手段を挟んで前記圧力調整手段と反対側の前記ベーパ通路には、圧力調整弁が設けられている燃料タンクの内圧制御装置。
請求項１ないし請求項５のいずれかに記載の燃料タンクの内圧制御装置において、
前記吸脱着手段には、該吸脱着手段内の温度を調整する温度調整手段が設けられており、
前記吸脱着手段で前記ベーパ中の空気成分を吸着するときは、前記温度調整手段によって前記吸脱着手段内が冷却され、前記吸脱着手段が捕捉している空気成分を脱離するときは、前記温度調整手段によって前記吸脱着手段内が加熱される燃料タンクの内圧制御装置。
請求項１ないし請求項６のいずれかに記載の燃料タンクの内圧制御装置において、
前記燃料タンク、前記吸脱着手段、前記ベーパー通路のうちの１つまたは２つ以上に、これらの内部温度を検知する温度検知手段が設けられている燃料タンクの内圧制御装置。