JP2014113991A - Fuel tank structure - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、燃料タンク構造に関する。 The present invention relates to a fuel tank structure.
自動車の燃料タンクでは、収容された燃料の液位を正確に検知することが望まれる。たとえば特許文献１には、サブタンクの上下を貫通する第１〜第３の筒体を設け、これらの筒体によって測定電極部及び基準電極部を構成した液面測定装置が記載されている。この液面測定装置では、基準電極部がサブタンク内の燃料で満たされており、メインタンクと連通された測定電極部により、液面レベルを検出する。
In a fuel tank of an automobile, it is desired to accurately detect the liquid level of the contained fuel. For example,
ところで、燃料タンク内には、静電容量特性の異なる燃料（たとえば、ガソリンとエタノールの混合比率が異なる燃料）が給油されることがある。静電容量センサの静電容量から液位を検出する構造において、このように静電容量特性の異なる燃料が静電容量センサに接触すると、正確に液位を検知することが難しい場合がある。 By the way, fuel with different capacitance characteristics (for example, fuel with different mixing ratio of gasoline and ethanol) may be supplied into the fuel tank. In the structure in which the liquid level is detected from the capacitance of the capacitance sensor, it may be difficult to accurately detect the liquid level when fuel having different capacitance characteristics contacts the capacitance sensor.
本発明は上記事実を考慮し、静電容量特性の異なる燃料が給油されても、液位検知の誤差を少なくすることが可能な燃料タンク構造を得ることを課題とする。 In view of the above facts, an object of the present invention is to obtain a fuel tank structure capable of reducing an error in liquid level detection even when fuels having different capacitance characteristics are supplied.
請求項１に記載の発明では、内部に燃料を収容可能な燃料タンクと、前記燃料タンクの内部で上下方向に沿って配置され燃料の接触範囲に応じて静電容量が変化する液位検知センサと、前記液位検知センサの側方を取り囲んで上下方向に延在されると共に、燃料の流動による出入りが可能な筒体と、前記燃料タンクへの給油時に給油燃料の少なくとも一部を前記筒体内に直接的に導入する給油燃料導入手段と、を有する。 According to the first aspect of the present invention, a fuel tank capable of containing fuel therein, and a liquid level detection sensor that is disposed along the vertical direction inside the fuel tank and whose capacitance changes according to the fuel contact range. And a cylinder that surrounds the side of the liquid level detection sensor and extends in the vertical direction and is capable of entering and exiting by the flow of fuel, and at least a part of the fuel supplied when refueling the fuel tank. Refueling fuel introduction means for direct introduction into the body.
この燃料タンク構造では、液位検知センサの静電容量から、燃料タンク内の燃料の液位を検知することができる。 In this fuel tank structure, the liquid level of the fuel in the fuel tank can be detected from the capacitance of the liquid level detection sensor.
液位検知センサの側方は、上下方向にわたって筒体により取り囲まれており、筒体へは燃料の流動による出入りが可能である。したがって、燃料タンク内と筒体内とで液位が一致する。たとえば給油時に燃料タンクの液位が上昇すると、筒体内の液位も上昇する。 The side of the liquid level detection sensor is surrounded by a cylindrical body in the vertical direction, and the cylindrical body can be moved in and out by the flow of fuel. Accordingly, the liquid levels are the same in the fuel tank and the cylinder. For example, when the liquid level in the fuel tank rises during refueling, the liquid level in the cylinder also rises.
燃料タンクへの給油時には、給油燃料導入手段により、給油燃料の少なくとも一部が筒体内へ直接的に、すなわち燃料タンク内に一時的に収容されること無く導入される。筒体内では、導入された給油燃料により、燃料性状の均一化が図られる。筒体内での燃料の静電特性の均一化が図られるので、液位検知センサによる検知液位の誤差を少なくすることが可能である。 At the time of fuel supply to the fuel tank, at least a part of the fuel supply fuel is introduced directly into the cylinder, that is, without being temporarily stored in the fuel tank, by the fuel supply fuel introduction means. In the cylinder, the fuel properties are made uniform by the introduced fuel supply. Since the electrostatic characteristics of the fuel in the cylinder can be made uniform, it is possible to reduce errors in the detected liquid level by the liquid level detection sensor.
請求項２に記載の発明では、請求項１に記載の発明において、前記燃料導入手段は、前記給油時の前記筒体内の液位上昇速度が、前記燃料タンク内の液位上昇速度よりも早くなるように構成されている。 According to a second aspect of the present invention, in the first aspect of the invention, the fuel introducing means is configured such that the liquid level rising speed in the cylinder during the refueling is faster than the liquid level rising speed in the fuel tank. It is comprised so that it may become.
したがって、給油時には、筒体内の液位が燃料タンク内の液位よりも高くなる。これにより、筒体内に燃料タンク内の燃料が流入することを抑制できる。そして、給油前に筒体内に存在していた燃料を、給油燃料に確実に置換することが可能になる。 Therefore, at the time of refueling, the liquid level in the cylinder is higher than the liquid level in the fuel tank. Thereby, it can suppress that the fuel in a fuel tank flows in into a cylinder. Then, it is possible to reliably replace the fuel that was present in the cylinder before refueling with the refueling fuel.
請求項３に記載の発明では、請求項１又は請求項２に記載の発明において、前記燃料タンクへ給油するためのインレットパイプを有し、前記給油燃料導入手段が、前記インレットパイプから分岐すると共に前記筒体内に開口する導入口を備えた給油燃料導入配管を有する。 According to a third aspect of the present invention, in the first or second aspect of the present invention, the fuel tank has an inlet pipe for supplying fuel, and the fuel supply fuel introducing means branches from the inlet pipe. It has a fuel supply fuel introduction pipe provided with an inlet opening in the cylinder.
インレットパイプを通じて、燃料タンクに給油できる。インレットパイプからは給油燃料導入配管が分岐しているので、インレットパイプを流れる燃料の一部が給油燃料導入配管に流れる。給油燃料導入配管の導入口が筒体内に開口しているので、給油燃料導入配管を流れた燃料を筒体内に導入できる。 The fuel tank can be refueled through the inlet pipe. Since the fuel oil introduction pipe branches from the inlet pipe, a part of the fuel flowing through the inlet pipe flows into the fuel oil introduction pipe. Since the inlet of the fuel supply fuel introduction pipe is opened in the cylinder, the fuel flowing through the fuel supply fuel introduction pipe can be introduced into the cylinder.
このように、インレットパイプから分岐する給油燃料導入配管を設ける簡単な構造で、給油燃料の一部を筒体内に導入できる。 In this way, a part of the fuel supply fuel can be introduced into the cylinder with a simple structure in which the fuel supply fuel introduction pipe branched from the inlet pipe is provided.
請求項４に記載の発明では、請求項３に記載の発明において、前記導入口が前記燃料タンクの満タン液位よりも下方に位置している。 According to a fourth aspect of the present invention, in the third aspect of the present invention, the introduction port is located below a full tank liquid level of the fuel tank.
導入口が満タン液位より上方に位置していると、燃料タンク内の液面が満タン液位に達した状態でも、燃料タンク内の気体が導入口から給油燃料導入配管を通じて排出されてしまうおそれがある。これに対し、給油口が燃料タンクの満タン液位よりも下方に位置していると、燃料タンクの液面が満タン液位に達したときには燃料によって導入口が塞がれるので、燃料タンク内の気体が導入口から給油燃料導入配管を通じて排出されることを阻止できる。 If the inlet is positioned above the full tank level, the gas in the fuel tank is discharged from the inlet through the fuel supply fuel introduction pipe even when the liquid level in the fuel tank reaches the full tank level. There is a risk that. On the other hand, if the fuel filler port is positioned below the full tank liquid level of the fuel tank, the fuel inlet will block the inlet when the liquid level of the fuel tank reaches the full tank liquid level. The internal gas can be prevented from being discharged from the inlet through the fuel supply fuel introduction pipe.
請求項５に記載の発明では、請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載の発明において、前記筒体の内部に配置され燃料の性状に応じて静電容量が変化する燃料性状センサ、を有する。 According to a fifth aspect of the present invention, there is provided the fuel property sensor according to any one of the first to fourth aspects of the present invention, wherein the fuel property sensor is disposed inside the cylindrical body and changes in capacitance according to the property of the fuel. Have.
燃料性状センサにおいて、燃料の性状に応じて静電容量が変化するので、これに基づいて、液位検知センサで検知した液位を補正でき、より正確な液位検知が可能となる。 In the fuel property sensor, the capacitance changes in accordance with the property of the fuel. Based on this, the liquid level detected by the liquid level detection sensor can be corrected, and more accurate liquid level detection is possible.
本発明は上記構成としたので、静電容量特性の異なる燃料が給油されても、液位検知の誤差を少なくすることができる。 Since the present invention has the above-described configuration, errors in liquid level detection can be reduced even when fuels having different capacitance characteristics are supplied.
図１には、本発明の第１実施形態の燃料タンク構造１２が、エンジン２０に対し燃料供給するための燃料供給配管５２と共に示されている。また、図２には、燃料タンク構造１２に用いられる燃料ポンプモジュール２２（サブカップ２４及びその近傍）が斜視図にて示されている。
FIG. 1 shows a
この燃料タンク構造１２は、内部に燃料を収容可能な燃料タンク１４を有している。燃料タンク１４は、全体として略直方体の箱状に形成されている。特に本実施形態では、燃料タンク１４として、底壁１４Ｂと上壁１４Ｕとが互いに接近又は離間することで、燃料タンク１４の容積を可変とした構造としている。
The
燃料タンク１４の上壁１４Ｕには、インレットパイプ８２の下部が挿通されている。インレットパイプ８２の上端の開口部分は給油口８２Ｈとされている。給油口８２Ｈはキャップ８４で閉塞されているが、このキャップ８４を外し、給油口８２Ｈに給油ガンを差し入れて、燃料タンク１４内に給油することが可能である。
A lower portion of the
車体には、キャップ８４のさらに外側にリッド８６が設けられている。リッド８６は、通常状態では車体パネルに固定されているが、給油作業者がリッド開放スイッチ８８を押すと固定解除されるため、給油作業者はリッド８６を開け、キャップ８４を取り外すことが可能になる。リッド８６の開閉状態は、リッド開閉センサ９０により検知され、その情報がエンジン制御装置７０に送られる。
A
燃料タンク１４には、満タン液位ＨＬ及び警告液位ＬＬが設定されている。満タン液位ＨＬは、燃料タンク１４内に給油したときに、液面がこの満タン液位ＨＬに達すると、それ以上は給油できないように設定された液位である。したがって、通常では燃料タンク１４内の液位が満タン液位ＨＬを上回ることはない。また、警告液位ＬＬは、燃料タンク１４内の燃料が消費された場合に、液面がこの警告液位ＬＬに達するまでに警告等がなされ、給油を促すように設定された液位である。
In the
燃料タンク１４の上壁１４Ｕには、挿入口１６が形成されている。挿入口１６からは、燃料ポンプモジュール２２を挿入することができる。挿入口１６は、燃料タンク１４の外側から蓋部材１８で閉塞される。
An
燃料タンク１４内に配置される燃料ポンプモジュール２２は、燃料タンク１４内の燃料をエンジン２０に送出することができる。図２に詳細に示すように、燃料ポンプモジュール２２は、上面が開放された略円筒状のサブカップ２４を有している。本実施形態では、サブカップ２４の上面は、サブカップ蓋３２によって覆われている。
The
そして、蓋部材１８から下方に延出された１又は複数本（本実施形態では２本）のガイド棒３４がサブカップ２４のガイド筒に挿入されている。これにより、底壁１４Ｂと上壁１４Ｕとが互いに接近又は離間した場合でも、サブカップ２４の位置及び姿勢が安定的に維持されるようになっている。特に、ガイド棒３４には蓋部材１８に対しガイド筒を下方に付勢する圧縮コイルスプリングが装着されている。この付勢力により、サブカップ２４の底壁２４Ｂが、燃料タンク１４の底壁１４Ｂに接触した状態を維持できる。
One or a plurality (two in this embodiment) of guide bars 34 extending downward from the
図３に示すように、サブカップ２４内には、燃料ポンプ４０が備えられている。燃料ポンプ４０の下部には、燃料を吸引可能な燃料吸引口４２が設けられている。燃料ポンプ４０を駆動することで、サブカップ２４内の燃料を、燃料吸引口４２から吸引する。そして、燃料送出配管４４を通じて、サブカップ２４内の燃料をエンジン２０（図１参照）に向けて送り出すことができる。
As shown in FIG. 3, a
燃料ポンプ４０の燃料吸引口４２には、燃料フィルタ４６が装着されている。燃料フィルタ４６は、網目状の部材によって袋状に形成されており、その内部に、燃料吸引口４２が位置している。燃料フィルタ４６は、サブカップ２４内の燃料ＧＳを燃料吸引口４２から吸引するときに、燃料中の異物を除去する作用を有している。
A
サブカップ２４内には燃料タンク１４内の燃料の一部が貯留される。したがって、燃料タンク１４に対し燃料が傾斜し偏在したときでも、サブカップ２４内に貯留された燃料ＧＳの一部が燃料フィルタ４６から離れる現象（いわゆる燃料切れ）を抑制できる。
A part of the fuel in the
図２及び図４から分かるように、サブカップ２４の周壁２４Ｓの下部には、周壁２４Ｓを部分的に内側に湾曲させた凹部２４Ｄが形成されている。凹部２４Ｄにはジェットポンプ４８が配置されている。
As can be seen from FIG. 2 and FIG. 4, a
ジェットポンプ４８には、導入配管５４が接続されている。燃料ポンプ４０によって汲み上げられた燃料の一部は、外部に送出されることなく、リターン燃料として、導入配管５４からジェットポンプ４８に導入される。ジェットポンプ４８の内部は、導入配管５４から導入されたリターン燃料によって、負圧が生じる。そしてこの負圧により、サブカップ２４の外部（燃料タンク１４の内部）から燃料ＧＳを、吸引口４８Ｂを通じて吸引し、凹部２４Ｄに形成された貫通孔２４Ｈを通じてサブカップ２４内に燃料を送り込む（圧送する）作用を有している。
An
図３及び図４に示すように、サブカップ２４内には、底壁２４Ｂから隔壁２４Ｐが立設されている。隔壁２４Ｐは、周壁２４Ｓの一部とで貫通孔２４Ｈを取り囲むと共に、周壁２４Ｓの高さよりも低く形成されている。そして、周壁２４Ｓの一部と隔壁２４Ｐとの間に一時収容部２４Ｔが構成されている。ジェットポンプ４８から貫通孔２４Ｈを経て導入された燃料は、この一時収容部２４Ｔに一時的に収容される。一時収容部２４Ｔから溢れた燃料が、隔壁２４Ｐを超えて、サブカップ２４内（一時収容部２４Ｔ以外の領域）に収容される。以下において、単に「サブカップ２４内」あるいは「サブカップ２４の内部」というときは、サブカップ２４において一時収容部２４Ｔ以外の領域をいう。
As shown in FIGS. 3 and 4, a
なお、図３は図２における３−３線断面図であるが、図４にも３−３線を記入し、断面位置を示している。 3 is a cross-sectional view taken along the line 3-3 in FIG. 2, the line 3-3 is also shown in FIG. 4 to indicate the cross-sectional position.
図２及び図３に示すように、燃料ポンプモジュール２２は、サブカップ２４の外側に位置する筒体３８を備えている。筒体３８は、燃料タンク１４の満タン液位ＨＬよりも高い位置まで形成されている。本実施形態では、図４から分かるように、筒体３８は、水平断面が略長方形とされており、平面視にて、サブカップ２４の外周の一部分に存在している。筒体３８の一部は、サブカップ２４の周壁２４Ｓが兼用する構造とされている。
As shown in FIGS. 2 and 3, the
筒体３８の下部（底壁１４Ｂの近傍）には燃料出入口５６が形成されている。燃料出入口５６を通じて、筒体３８の内部と外部（燃料タンク１４内）とで燃料の流動が可能であり、燃料タンク１４内の液位と、筒体３８内の液位とは略等しくなる。
A fuel inlet /
本実施形態では、サブカップ２４の上面はサブカップ蓋３２によって閉じられているが、筒体３８の近傍位置は開口されると共に、開口部分を囲むように、筒体３８と対向する燃料導入壁６２が上方に向かって延出されている。燃料導入壁６２は筒体３８との間に、燃料導入路６４を構成している。ジェットポンプ４８の駆動時に、サブカップ２４内から溢れた燃料（ただし、燃料タンク１４内への流出はサブカップ蓋３２によって抑制される）の一部が、矢印Ｆ１で示すように、燃料導入路６４を通り、筒体３８内に上方から流入する。
In the present embodiment, the upper surface of the sub-cup 24 is closed by the
ただし、筒体３８の内部に燃料を導入するための構成は、上記に限定されない。たとえば、ジェットポンプ４８とは異なるポンプを設け、このポンプの駆動により、筒体３８の内部に燃料を導入する構成でもよい。この構成では、サブカップ蓋３２を設ける必要はない。
However, the configuration for introducing fuel into the
燃料ポンプモジュール２２は、静電容量センサユニット２６を備えている。図２に詳細に示すように、静電容量センサユニット２６は、サブカップ蓋３２の上面に搭載されるセンサ回路部２６Ｃと、このセンサ回路部２６Ｃから、サブカップ蓋３２を貫通して下方に延出されたセンサ本体部２６Ｓと、を有している。
The
本実施形態では、図５にも示すように、センサ本体部２６Ｓは、樹脂フィルム等の折り曲げ可能な絶縁体によって、全体として略長尺状に形成されたベース２８を有している。ベース２８の先端は二股状に分岐されており、第１ベース部２８Ａと第２ベース部２８Ｂとが形成されている。さらに、第１ベース部２８Ａには、長尺部２８Ｌの先端をさらに延出した延出部２８Ｅが形成されている。
In the present embodiment, as shown in FIG. 5, the sensor
第１ベース部２８Ａの表面には複数の電極３０がベース２８の長手方向にそって一定間隔で配置されており、長尺部２８Ｌには液位検知センサ２６Ｌが、延出部２８Ｅには筒体内性状センサ２６Ｆが設けられている。
A plurality of
第２ベース部２８Ｂの表面にも、複数の電極３０がベース２８の長手方向にそって一定間隔で配置されており、カップ内性状センサ２６Ｒが構成されている。ただし、カップ内性状センサ２６Ｒは、液位検知センサ２６Ｌよりも短くなっており、第２ベース部２８Ｂの先端部分にのみ形成されている。
A plurality of
液位検知センサ２６Ｌ、筒体内性状センサ２６Ｆ及びカップ内性状センサ２６Ｒを構成している複数の電極３０は、燃料と接している部分と接していない部分とで、静電容量の値が異なる。また、接触している燃料の性状よっても、静電容量の値が異なる。この静電容量の値の違いを用いて、静電容量センサユニット２６における燃料の接触範囲の広狭に応じた信号を出力できる。
The plurality of
図２及び図３に示すように、第１ベース部２８Ａは、筒体３８内に上方から挿入され、先端が筒体３８の下部近傍に達している。そして、液位検知センサ２６Ｌの周囲を、筒体３８が取り囲んでいる。液位検知センサ２６Ｌの最高位置は、燃料タンク１４の満タン液位ＨＬよりも高くされている。
As shown in FIGS. 2 and 3, the
第１ベース部２８Ａの先端は略直角に曲げられており、筒体内性状センサ２６Ｆが、筒体３８内において、燃料タンク１４の底壁１４Ｂに沿って配置される。したがって、筒体３８内の液位が低い場合でも、筒体内性状センサ２６Ｆの全体が燃料に浸漬された状態が維持される。そして、筒体内性状センサ２６Ｆは、接触している燃料の性状に応じて静電容量が異なることを利用して、筒体３８内の燃料性状を検知することが可能である。
The tip of the
これに対し、液位検知センサ２６Ｌは、燃料タンク１４内において、上下方向に沿って配置されている。このため、燃料タンク１４内の燃料量に応じて、燃料に浸漬される部分の長さが変化し、静電容量も異なった値をとる。これを利用して、燃料タンク１４内の燃料量を検知することが可能である。
On the other hand, the liquid
第２ベース部２８Ｂは、サブカップ２４内に挿入され、先端がサブカップ２４の底壁２４Ｂの近傍に達している。本実施形態では、通常状態で、サブカップ２４内の燃料液位は、サブカップ２４の上端位置に達する（サブカップ２４内は満タンになる）ように、ジェットポンプ４８によりサブカップ２４内に燃料が送り込まれている。このため、カップ内性状センサ２６Ｒは、サブカップ２４内で燃料に浸漬した状態が維持される。
The
液位検知センサ２６Ｌ、筒体内性状センサ２６Ｆ及びカップ内性状センサ２６Ｒからの出力信号は、センサ回路部２６Ｃに送られる。さらに、燃料性状及び液位に関する情報は、エンジン制御装置７０に送られ、エンジン２０における燃料噴射等が制御される。
Output signals from the liquid
本実施形態では、１つのベース２８上に、液位検知センサ２６Ｌ、筒体内性状センサ２６Ｆ及びカップ内性状センサ２６Ｒが構成されている。換言すれば、液位検知センサ２６Ｌ、筒体内性状センサ２６Ｆ及びカップ内性状センサ２６Ｒが一体化されて静電容量センサユニット２６が構成されており、部品点数の増加が抑制されている。
In the present embodiment, a liquid
インレットパイプ８２の中間部分（図示の例では、燃料タンク１４内に位置している部分）からは、給油燃料導入配管９２が分岐されている。給油燃料導入配管９２の先端側は、筒体３８内に上方から差し入れられており、先端の導入口９２Ｈが筒体３８内で開口している。
A fuel supply
特に、本実施形態では、図３から分かるように、導入口９２Ｈは、燃料タンク１４の満タン液位ＨＬよりも下に位置している。したがって、燃料タンク１４の液位Ｌ１が満タン液位ＨＬに達した状態で、さらに燃料タンク１４内の気体が外部に排出され、引き続き給油が行われることは抑制される。ただし、導入口９２Ｈが満タン液位ＨＬより上に位置していてもよい。
In particular, in this embodiment, as can be seen from FIG. 3, the
給油燃料導入配管９２は、インレットパイプ８２を通じて燃料タンク１４に給油される燃料の一部を、筒体３８内に導入する作用を有している。図示の例では、インレットパイプ８２よりは図示の例では小径であるが、給油時の燃料タンク１４内での液面上昇速度よりも、筒体３８内の液面上昇速度が大きくなるように、流路断面積が設定されている。
The fuel supply
図３に示すように、サブカップ２４の底壁２４Ｂには、燃料流入孔６６が形成されている。さらに燃料流入孔６６には、燃料タンク１４内からサブカップ２４内への燃料移動は許容し、逆方向の燃料移動は阻止する一方向弁６８が設けられている。たとえば、燃料タンク１４へ初期給油（燃料タンク１４内に燃料が全く存在していない状態からの給油）を行う場合は、燃料タンク１４内の燃料が燃料流入孔６６からサブカップ２４内に流入するため、燃料タンク１４とサブカップ２４とで燃料液位は等しくなる。これに対し、燃料タンク１４内の液位低下時には、サブカップ２４内の燃料が燃料流入孔６６を通じて燃料タンク１４内に流出することはない。サブカップ２４内には、ジェットポンプ４８の駆動によって送り込まれた燃料が保持されるため、燃料液位はサブカップ２４の上端位置に維持される。
As shown in FIG. 3, a
次に、本実施形態の燃料タンク構造１２の作用を説明する。
Next, the operation of the
この燃料タンク構造１２では、燃料ポンプ４０の駆動により、サブカップ２４内に貯留された燃料を、燃料送出配管４４を通じてエンジン等に送出することができる。
In the
燃料タンク１４内の燃料量が少なくなった状態でも、サブカップ２４内には燃料が存在している。したがって、燃料ＧＳが傾斜し、燃料タンク１４内において偏在した場合であっても、サブカップ２４内の燃料ＧＳは、燃料吸引口４２の近傍に保持される。このため、燃料ＧＳが燃料フィルタ４６から離れて燃料フィルタ４６の油膜が切れる現象（いわゆる燃料切れ）を抑制することができる。また、サブカップ２４内の燃料ＧＳがカップ内性状センサ２６Ｒに接触した状態を維持しやすくなる。
Even when the amount of fuel in the
筒体３８の下部には燃料出入口５６が形成されており、図７に示すように、筒体３８の内部と外部とで、燃料出入口５６を通じた燃料の移動（図７では、筒体３８の内部からの燃料移動を矢印Ｆ６で示す）が可能である。したがって、燃料タンク１４内の燃料が消費されて液位Ｌ１が下がると、筒体３８内の液位Ｌ２も下がり、液位Ｌ１、Ｌ２は一致する。したがって、液位検知センサ２６Ｌの静電容量に基づいて液位Ｌ２を検知することで、燃料タンク１４の液位Ｌ１を正確に検知することが可能である。
A fuel inlet /
ここで、本実施形態の燃料タンク１４に給油する場合を考える。特に、本実施形態において、燃料タンク１４内に、比重の異なる複数種の燃料が給油される場合を想定する。
Here, consider the case of refueling the
以下では、相対的に比重の大きい小比重燃料ＬＦと、比重の小さい大比重燃料ＨＦとを区別する。小比重燃料ＬＦの例としてはガソリン（エタノール等が混合されていない燃料）を、大比重燃料ＨＦの例としては、エタノール燃料（ガソリンにエタノールを所定の割合で混合した燃料、あるいは、エタノールのみで構成された燃料等）を挙げることができる。 Hereinafter, a small specific gravity fuel LF having a relatively large specific gravity and a large specific gravity fuel HF having a small specific gravity are distinguished. As an example of the small specific gravity fuel LF, gasoline (a fuel in which ethanol or the like is not mixed) is used. As an example of the large specific gravity fuel HF, an ethanol fuel (a fuel in which ethanol is mixed with gasoline at a predetermined ratio, or only ethanol is used. A structured fuel).
まず、燃料タンク１４内に小比重燃料ＬＦが存在している状態（図６参照）及び、この状態から燃料タンク１４内に大比重燃料ＨＦを給油する場合（図７〜図８参照）について説明する。
First, a state where the low specific gravity fuel LF exists in the fuel tank 14 (see FIG. 6) and a case where the high specific gravity fuel HF is supplied into the
燃料タンク１４内に大比重燃料ＨＦが給油されると、インレットパイプ８２を流れる燃料の一部が、給油燃料導入配管９２に流入し、筒体３８内に直接的に、すなわち燃料タンク１４内に収容されることなく導入される。特に本実施形態では、給油燃料導入配管９２の流路断面積が、給油時の燃料タンク１４内での液面上昇速度よりも、筒体３８内の液面上昇速度が大きくなるように設定されている。給油前は、液位Ｌ１、Ｌ２は一致している（図６参照）ので、給油中は、液位Ｌ２が液位Ｌ１よりも高くなる。また、燃料出入口５６を通じて燃料タンク１４内の燃料が筒体３８内に流入することが抑制される。
When the high specific gravity fuel HF is supplied into the
燃料タンク１４の液位Ｌ１が満タン液位ＨＬに達するまで給油した状態で、筒体３８内の液位は、筒体３８の上端より下方（ただし満タン液位ＨＬより上方）になっていてもよいが、図７に矢印Ｆ６で示すように、筒体３８の上部から溢れてもよい。特に、筒体３８内に給油前に残存していた小比重燃料ＬＦは、筒体３８内において大比重燃料ＨＦより上方に位置するが、この小比重燃料ＬＦが筒体３８の上端から溢れ出るようにしてもよい。そして、小比重燃料ＬＦの溢出後、図７に示す状態となり、給油された大比重燃料ＨＦが筒体３８の上端から溢れ出る。
In a state where fuel is supplied until the liquid level L1 of the
給油が終了すると、図８に示すように、筒体３８内の燃料は燃料出入口５６から燃料タンク１４内に流出し、液位Ｌ１、Ｌ２は一致する。
When the refueling is completed, as shown in FIG. 8, the fuel in the
このように、給油後は、筒体３８内が給油燃料で満たされる。すなわち、筒体３８の内部で燃料性状が均一化され、筒体内性状センサ２６Ｆに接触する燃料と、液位検知センサ２６Ｌに接触する燃料とで、静電特性の均一化が図られる。
Thus, after refueling, the
すなわち、本実施形態の燃料タンク構造１２では、小比重燃料ＬＦが残存している燃料タンク１４内に大比重燃料ＨＦを給油しても、給油後には、液位検知センサ２６Ｌと筒体内性状センサ２６Ｆの双方に、同種の燃料（給油された大比重燃料ＨＦ）が接触している。特に、筒体内性状センサ２６Ｆについては、その全体が大比重燃料ＨＦに浸漬されている。また、液位検知センサ２６Ｌでは、筒体３８での液位Ｌ２に応じて、部分的にあるいは全部に大比重燃料ＨＦが接触している状態が実現されている。このため、筒体３８内で燃料の均一化が図られていない構成と比較して、より正確な液位検知が可能である。
That is, in the
実際に燃料タンク１４内の液位を検出するには、まず、筒体内性状センサ２６Ｆによって燃料の性状を検知する。すなわち、筒体内性状センサ２６Ｆは、接触している燃料の種類に応じて静電容量の値が異なるため、この静電容量の値を用いて、接触燃料が大比重燃料ＨＦであるか、小比重燃料ＬＦであるかが分かる。
In order to actually detect the liquid level in the
次いで、液位検知センサ２６Ｌの静電容量を測定する。すなわち、液位検知センサ２６Ｌへの燃料の接触範囲に応じて液位検知センサ２６Ｌの静電容量が変化する。筒体内性状センサ２６Ｆで検知された静電容量値を基準として用い、液位検知センサ２６Ｌで検知された静電容量値から、筒体３８内の液位Ｌ２を知ることができる。筒体３８の内部の液位Ｌ２と外部の液位とは一致しているので、さらには燃料タンク１４内の液位Ｌ１を知ることが可能である。
Next, the capacitance of the liquid
このように、本実施形態では、小比重燃料ＬＦが残存している燃料タンク１４に、大比重燃料ＨＦを給油した場合であっても、液位検知センサ２６Ｌと筒体内性状センサ２６Ｆには同種の燃料が接触している。筒体内性状センサ２６Ｆで検知された静電容量値を基準として用い、液位検知センサ２６Ｌで検知された静電容量値から液位を得ることで、より正確な液位検知が可能となる。この点を、以下に詳述する。
As described above, in this embodiment, even when the high specific gravity fuel HF is supplied to the
図９には、比較例の燃料タンク構造１１２の燃料ポンプモジュール１２２が示されている。比較例では、上記第１実施形態に係る筒体３８及び燃料貯留部材５８は設けられておらず、サブカップ２４内に隔壁２４Ｐも形成されていない。そして、液位検知センサ２６Ｌは、サブカップ２４の周壁２４Ｓの外側に配置されている。また、筒体内性状センサ２６Ｆに代えて、サブカップ２４内に燃料性状センサ２６Ｒが設けられている。
FIG. 9 shows the
したがって、比較例に係る燃料タンク１１４において、小比重燃料ＬＦが残存している状態で大比重燃料ＨＦを給油すると、小比重燃料ＬＦが相対的に下方にあるため、液位検知センサ２６Ｌに接触している燃料の比重が、接触箇所の下部から上部へ向かって徐々に小さくなる。
Therefore, in the
図１０には、本実施形態の場合及び比較例の場合における、液位検知センサ２６Ｌでの静電容量の値と、液位検知センサ２６Ｌでの静電容量を筒体内性状センサ２６Ｆまたは燃料性状センサ２６Ｒでの静電容量で除した値（静電容量比）の一例が示されている。
FIG. 10 shows the value of the capacitance at the liquid
この例において、本実施形態及び比較例の双方で、燃料タンク内の実際の液位は便宜的に４０ｍｍとしている。また、筒体内性状センサ２６Ｆまたはカップ内性状センサ２６Ｒの静電容量値は一定値（５０００ｐＦ）である。
In this example, in both this embodiment and the comparative example, the actual liquid level in the fuel tank is set to 40 mm for convenience. The capacitance value of the in-
第１実施形態のように、液位検知センサ２６Ｌに均一な燃料（図示の例では大比重燃料ＨＦ）が接触している場合には、液位検知センサ２６Ｌの静電容量は、実線Ｃ１１で示すように、液位Ｌ２（燃料の接触面積）に比例する。筒体内性状センサ２６Ｆの静電容量値は一定値なので、静電容量比は、図１０に実線Ｃ１２で示すように、液位Ｌ２に比例しており、破線Ｃ０１で示す狙い値上にある。
When the uniform fuel (high specific gravity fuel HF in the illustrated example) is in contact with the liquid
一般に、２つの電極の面積をＳ、電極間距離をｄ、誘電率をεとすると、静電容量Ｃは、
Ｃ＝ε×（Ｓ／ｄ）
となる。また、液位検知センサ２６Ｌ及び性状検知センサ２６Ｒの静電容量をそれぞれＣ２６Ｌ、Ｃ２６Ｒとしたときの静電容量比は、
（Ｃ２６Ｌ／Ｃ２６Ｒ） （１）
となる。
In general, when the area of two electrodes is S, the distance between the electrodes is d, and the dielectric constant is ε, the capacitance C is given by
C = ε × (S / d)
It becomes. Further, the capacitance ratio when the capacitance of the liquid
(C 26L / C 26R ) (1)
It becomes.
特に、図１０のグラフでは、液位検知センサ２６Ｌの上端まで燃料に浸漬された状態（液位＝１００ｍｍ）で、この静電容量比が１になるように、液位検知センサ２６Ｌ及び筒体内性状センサ２６Ｆの電極の面積Ｓと電極間距離ｄが調整されている。
In particular, in the graph of FIG. 10, the liquid
そして、液位が４０ｍｍのとき、液位検知センサ２６Ｌの静電容量値は２０００ｐＦであるので、静電容量比は、２０００ｐＦ／５０００ｐＦ＝０．４となる。液位が１００ｍｍのときの静電容量比を１に設定しているので、実際の液位は、１００ｍｍ×０．４＝４０ｍｍと算出できる。すなわち、本実施形態では、静電容量比（Ｃ２６Ｌ／Ｃ２６Ｒ）が液位と比例するので、液位Ｌ２を容易に、且つ正確に知ることが可能である。
When the liquid level is 40 mm, the capacitance value of the liquid
これに対し、比較例の燃料タンク構造１１２では、大比重燃料ＨＦの給油により液位が上昇すると、液位検知センサ２６Ｌには、下側に大比重燃料ＨＦが接触し、上側に小比重燃料ＬＦが接触しつつ、大比重燃料ＨＦの量が増加する。このため、液位検知センサ２６Ｌの静電容量値は燃料タンク内の液位に比例せず、二点鎖線Ｃ３１で示すように、液位上昇に伴い実線Ｃ１１よりも小さな値をとることがある。そして、比較例では、液位検知センサ２６Ｌでの静電容量と燃料性状センサ２６Ｒでの静電容量との静電容量比も、破線Ｃ３２で示すように、実際の値よりも小さくなる。たとえば、液位が４０ｍｍのとき、比較例における液位検知センサ２６Ｌの静電容量値は９００ｐＦになる。これから、燃料タンク１１４内の液位を算出すると１８ｍｍとなり、実際よりも２２ｍｍ低く算出してしまう。
On the other hand, in the
このように、本実施形態では、液位検知センサ２６Ｌの静電容量に基づいて得た液位の値に、比較例のような誤差が生じることを抑制できていることが分かる。
Thus, in this embodiment, it turns out that it can suppress that an error like a comparative example arises in the value of the liquid level obtained based on the electrostatic capacitance of the liquid
なお、給油後に所定時間経過すると、筒体３８の外部において、小比重燃料ＬＦと大比重燃料ＨＦとは混合し、混合燃料ＭＦとなる。
When a predetermined time elapses after refueling, the small specific gravity fuel LF and the large specific gravity fuel HF are mixed outside the
そして、エンジン２０の駆動により燃料ポンプ４０及びジェットポンプ４８が駆動されると、矢印Ｆ４で示すように、燃料タンク１４内の燃料が隔壁２４Ｐを超え、サブカップ２４内に送られる。
When the
特に本実施形態では、燃料導入壁６２と筒体３８との間に燃料導入路６４を構成しているので、ジェットポンプ４８の駆動時にサブカップ２４内から溢れた燃料が、矢印Ｆ１で示すように、燃料導入路６４を通り、筒体３８内に上方から流入する。筒体３８内では、燃料の性状が均一化された状態が維持されるので、液位の検知精度を高く維持できる。
Particularly in this embodiment, since the
しかも、この場合でも、筒体内性状センサ２６Ｆと液位検知センサ２６Ｌとで、同一の燃料が接触するので、液位検知センサ２６Ｌによる液位検知の基準として、筒体内性状センサ２６Ｆで検知した燃料性状を用いることが可能である。
In addition, even in this case, since the same fuel is in contact with the in-
上記では、小比重燃料ＬＦが残存している燃料タンク１４内に大比重燃料ＨＦを給油する場合を例示している。これとは逆に、燃料タンク１４内に小比重燃料ＬＦが残存している状態において、小比重燃料ＬＦを給油する場合であっても、筒体３８内の燃料を攪拌され、燃料性状の均一化が図られた混合燃料ＭＦとすることが可能であり、より正確な液位検知が可能である。
In the above, the case where the high specific gravity fuel HF is supplied into the
なお、第１実施形態では、サブカップ２４内にカップ内性状センサ２６Ｒが設けられた例を挙げている。このカップ内性状センサ２６Ｒを用いることで、サブカップ２４内の燃料（特に、エンジン２０に向けて送出される直前の燃料）の燃料性状を知ることが可能である。ただし、カップ内性状センサ２６Ｒが無い構成とし、静電容量センサユニット２６の構造を簡素化してもよい。
In the first embodiment, an example in which the cup
次に、本発明の第２実施形態について説明する。第２実施形態では、静電容量センサユニット７６の構造が第１実施形態と異なっているが、燃料タンク構造の全体的構成は第１実施形態と同一であるので、図示を省略する。
Next, a second embodiment of the present invention will be described. In the second embodiment, the structure of the
図１１には、第２実施形態の燃料タンク構造に係る静電容量センサユニット７６が示されている。静電容量センサユニット７６は、ベース２８を有しており、第１ベース部２８Ａには、第１実施形態と略同様の液位検知センサ７６Ｌが設けられているが、筒体内性状センサ２６Ｆは設けられていない。また、第２ベース部２８Ｂには、液位検知センサ７６Ｍが設けられている。
FIG. 11 shows a
液位検知センサ７６Ｍは、液位検知センサ２６Ｌと同程度の高さを有している。液位検知センサ７６Ｍの上端部分は、液位検知センサ２６Ｌと同程度あるいはそれ以上の幅を有しているが、下方に向かって幅が漸減されており、全体として、逆三角形状となっている。そして、液位検知センサ７６Ｌ、７６Ｍの双方が、筒体３８内に配置されている。
The liquid
液位検知センサ７６Ｌでは、静電容量と液位は比例しており、液位による感度の違いはない。これに対し、液位検知センサ７６Ｍでは、低液位のとき（燃料ＧＳの残量が少なくなったとき）に感度がより低くなる。
In the liquid
また、燃料ＧＳの性状が変っても、静電容量比（７６Ｍ／７６Ｌ）は、比較例に係る静電容量比（図１０の破線Ｃ３２参照）と比較すると、狙い値（破線Ｃ０１）に近い値となる。第２実施形態では、静電容量比（７６Ｍ／７６Ｌ）を見ており、正確な液位を検出することが可能である。 Even if the properties of the fuel GS change, the capacitance ratio (76M / 76L) is close to the target value (broken line C01) as compared with the capacitance ratio according to the comparative example (see the broken line C32 in FIG. 10). Value. In the second embodiment, the capacitance ratio (76M / 76L) is observed, and an accurate liquid level can be detected.
そして、第２実施形態においても、燃料タンク１４内に残存している燃料と異なる種類の燃料が給油された場合に、給油燃料の一部を筒体３８内に導入することで、筒体３８内の燃料の均一化を図ることができ、液位検知センサ２６Ｌの全範囲に同一種の燃料が接触する。このため、液位検知の精度が高くなる。
Also in the second embodiment, when a fuel of a different type from the fuel remaining in the
次に、本発明の第３実施形態について説明する。第３実施形態では、筒体の燃料出入口の構造が第１実施形態と異なっているが、燃料タンク構造の全体的構成は第１実施形態と同一であるので、図示を省略する。 Next, a third embodiment of the present invention will be described. In the third embodiment, the structure of the fuel inlet / outlet port of the cylindrical body is different from that of the first embodiment, but the overall configuration of the fuel tank structure is the same as that of the first embodiment, so that the illustration is omitted.
図１２Ａ及び図１２Ｂに示すように、第３実施形態では、筒体３８の外壁３８Ａに、複数の燃料出入口９４が形成されている。これらの燃料出入口９４は、筒体３８の下部から上部に至るように形成されている。特に、最下の燃料出入口９４Ｂは、筒体３８の最下部に形成されている。また、燃料出入口９４のうち最上の燃料出入口９４Ａは、満タン液位ＨＬと同程度の高さ、あるいは満タン液位ＨＬより高い位置に形成されている。
As shown in FIGS. 12A and 12B, in the third embodiment, a plurality of fuel inlets /
第３実施形態においても、筒体３８の外部と内部とで、燃料出入口９４を通じて燃料が移動するので、筒体３８の外部の液位Ｌ１と内部の液位Ｌ２とが等しくなる。
Also in the third embodiment, since the fuel moves through the fuel inlet /
特に、筒体３８の最下部に燃料出入口９４Ｂが形成されているので、液位Ｌ１、Ｌ２が低い状態でも、筒体３８の外部と内部とで燃料の移動が可能であり、液位Ｌ１、Ｌ２が等しくなる。また、液位Ｌ１、Ｌ２が高い状態では、筒体３８内における燃料比率（大比重燃料ＨＦと小比重燃料ＬＦとの割合）を、短時間で燃料タンク１４内の燃料比率に近づけることが可能である。
In particular, since the fuel inlet / outlet 94B is formed at the lowermost part of the
なお、第３実施形態において、このように複数の燃料出入口９４を設ける部位は、筒体３８の外壁３８Ａに限定されず、たとえば、筒体３８の側壁３８Ｃに設けてもよいし、外壁３８Ａと側壁３８Ｃの双方に設けてもよい。
In the third embodiment, the portion where the plurality of fuel inlets /
本発明の給油燃料導入手段としては、上記した構造に限定されない。たとえば、インレットパイプ８２の下部に、給油燃料を一時的に貯留する貯留部材を設け、この貯留部材に貯留された燃料をポンプ等を用いて筒体３８内に導入してもよい。このような構成と比較して、上記各実施形態では、ポンプ等が不要であるため、構造の簡素化を図ることが可能である。
The fuel supply fuel introduction means of the present invention is not limited to the above-described structure. For example, a storage member that temporarily stores fuel supply fuel may be provided below the
さらに、インレットパイプ８２の下部を、筒体３８の直上に位置させ、インレットパイプ８２が給油燃料導入配管を兼ねた構成としてもよい。
Furthermore, the lower part of the
加えて、給油燃料の全部を、筒体３８に導入する構造としてもよい。すなわち、給油燃料の全部を筒体３８に導入しても、過分の燃料は筒体３８から溢出し、筒体３８内は給油燃料で均一化される。
In addition, a structure may be adopted in which all of the fuel supply fuel is introduced into the
また、上記では、サブカップ２４を備えた例を挙げているが、サブカップ２４の無い構造であってもよい。
Moreover, although the example provided with the
さらに、第１実施形態において筒体内性状センサ２６Ｆが無い構造や、第２実施形態において液位検知センサ７６Ｍが無い構造であってもよい。すなわち、燃料タンク１４内の残存燃料と異なる種類の燃料給油時に、筒体３８内の燃料性状の均一化を図ることで、液位検知センサ２６Ｌの全範囲に同一種の燃料（混合燃料）が接触するようにすれば、液位検知の精度が高くなる。
Furthermore, a structure without the in-
上記各実施形態において、エンジン２０の駆動時に、筒体３８の上部から燃料が導入されない構造であってもよい。すなわち、このような構造であっても、異種燃料の給油後に、液位検知の精度を高めるという効果は奏する。筒体３８の上部から燃料が導入される構造では、エンジン２０の駆動時（ジェットポンプ４８の駆動時）に、筒体３８内に混合燃料を導入できるので、より正確な液位検知が可能となる。
In each of the above embodiments, a structure in which fuel is not introduced from the upper part of the
液位検知センサ２６Ｌ及び燃料性状センサ２６Ｒは、上記では、燃料の接触部分の長さあるいは燃料の性状によって静電容量が変化する構造のセンサを挙げているが、静電容量以外の量が変化し、これを信号として出力する構造のセンサでもよい。たとえば、燃料の接触部分の長さあるいは燃料の性状によって、電気抵抗が変化するタイプのセンサでもよい。
In the above description, the liquid
１２ 燃料タンク構造
１４ 燃料タンク
２６Ｌ 液位検知センサ
２６Ｆ 筒体内性状センサ（燃料性状センサ）
３８ 筒体
８２ インレットパイプ
９２ 給油燃料導入配管（給油燃料導入手段）
９２Ｈ 導入口
12
38
92H inlet
Claims (5)
前記燃料タンクの内部で上下方向に沿って配置され燃料の接触範囲に応じて静電容量が変化する液位検知センサと、
前記液位検知センサの側方を取り囲んで上下方向に延在されると共に、燃料の流動による出入りが可能な筒体と、
前記燃料タンクへの給油時に給油燃料の少なくとも一部を前記筒体内に直接的に導入する給油燃料導入手段と、
を有する燃料タンク構造。 A fuel tank capable of containing fuel, and
A liquid level detection sensor which is arranged along the vertical direction inside the fuel tank and whose capacitance changes according to the fuel contact range;
A cylinder that surrounds the side of the liquid level detection sensor and extends in the vertical direction, and is capable of entering and exiting by the flow of fuel,
Refueling fuel introduction means for directly introducing at least part of the refueling fuel into the cylinder when refueling the fuel tank;
Having fuel tank structure.
前記給油燃料導入手段が、前記インレットパイプから分岐すると共に前記筒体内に開口する導入口を備えた給油燃料導入配管を有する請求項１又は請求項２に記載の燃料タンク構造。 An inlet pipe for refueling the fuel tank;
3. The fuel tank structure according to claim 1, wherein the fuel supply fuel introduction unit includes a fuel supply fuel introduction pipe that is branched from the inlet pipe and includes an introduction port that opens into the cylindrical body.
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