JP2008030642A - 燃料タンクシステム - Google Patents

Abstract

【課題】２つの燃料タンク間で、一方向の燃料の流れのみを許容し、反対方向の燃料の流れを阻止できる。
【解決手段】第一燃料タンク１４のエバポ配管２６と第二燃料タンク１６の間には、オーバーフロー配管３０が設けられている。オーバーフロー配管３０の中間部分には、下側流路３０Ｂに設けられた第一チェックバルブ３４と、上側流路３０Ｃに設けられた第二チェックバルブ３６と、を有するチェックバルブユニット３２が設けられている。第一チェックバルブ３４は、第二燃料タンク１６から第一燃料タンク１４への燃料及び気体の流れＦ１のみを許容し、その反対方向への流れは阻止する。第二チェックバルブ３６は、エバポ配管２６から第二燃料タンク１６への気体の流れＦ２のみを許容し、その反対方向への流れは阻止する。
【選択図】図１

Description

本発明は、燃料タンクシステムに関する。

燃料タンクシステムには、異なる２種類の燃料を収容する２つの燃料タンクを備えたものがある。たとえば特許文献１には、燃料タンクとサブタンクを備え、これらをオーバーフロー配管で接続して、サブタンク内の液面が上限値を超えた場合に、過剰な燃料を燃料タンクに還流させる構成が記載されている。

しかし、特許文献１の構成では、燃料タンクからサブタンクへも燃料が流れる（逆流する）可能性がある。
特表２００４−５２２０３９号公報

本発明は上記事実を考慮し、２つの燃料タンク間で、一方向の燃料の流れのみを許容し、反対方向の燃料の流れを阻止できる燃料タンクシステム得ることを課題とする。

請求項１に記載の発明では、第一の燃料を収容する第一の燃料タンクと、前記第一の燃料と異なる第二の燃料を収容する第二の燃料タンクと、前記第一の燃料タンクと前記第二の燃料タンクとを連通する連通配管と、前記第一の燃料タンクと前記第二の燃料タンクのいずれか一方から他方への前記連通配管による燃料の移動のみを許容し反対方向の移動を阻止する燃料移動制御手段と、を有することを特徴とする。

この燃料タンクシステムでは、第一の燃料タンクと第二の燃料タンクとが連通配管によって連通されているが、燃料移動制御手段によって、一方の燃料タンクから他方の燃料タンクへの燃料の移動のみが許容され、反対方向の燃料の移動は阻止される。たとえば、第一の燃料タンクには低オクタン価の燃料を収容し、第二の燃料タンクには高オクタン価の燃料を収容した構成では、第一の燃料タンクから第二の燃料タンクへの燃料の移動は阻止することが望ましい。本発明では、このような燃料タンクシステムが搭載された車両が傾斜した場合でも、第一の燃料タンクから第二の燃料タンクへの燃料の移動を確実に阻止できる。

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、前記燃料移動制御手段が、前記第一の燃料タンクと前記第二の燃料タンクのいずれか一方の内圧があらかじめ設定された第一の設定圧以上の場合に燃料タンクの一方から他方への燃料及び気体の移動を許容するように構成されていることを特徴とする。

すなわち、第一の燃料タンクと第二の燃料タンクのいずれか一方の内圧があらかじめ設定された第一の設定圧以上になると、他方の燃料タンクへ燃料及び気体が移動可能となる。これにより、燃料タンクの過度の内圧上昇を抑制できる。たとえば、この燃料タンクの内圧上昇による変形等も防止できる。

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、前記第一の燃料タンクと前記第二の燃料タンクのいずれか一方の内圧があらかじめ設定された第二の設定圧以下の場合に燃料タンクの他方から一方への気体のみの移動を許容する気体移動許容手段、を有することを特徴とする。

すなわち、第一の燃料タンクと第二の燃料タンクのいずれか一方の内圧があらかじめ設定された第一の設定圧以下になると、他方の燃料タンクへ気体が移動可能となる。これにより、燃料タンクの過度の内圧低下を抑制できる。たとえば、この燃料タンクの内圧低下による変形等も防止できる。

また、車両傾斜時等に、他方の燃料タンクから一方の燃料タンクへ燃料が不用意に移動することも、気体移動許容手段で阻止できる。

請求項４に記載の発明では、請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の発明において、前記燃料移動制御手段と前記気体移動許容手段とが、前記連通配管に一体的に設けられていることを特徴とする。

これにより、燃料移動制御手段と気体移動許容手段とが、別体で設けられた構成と比較して、小型化が可能になる。

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、前記燃料移動制御手段が、他方の前記燃料タンクと一方の燃料タンクの内圧差があらかじめ設定された穴開き検知時内圧差よりも小さい状態で連通配管を連通させるように構成されていることを特徴とする。

一般に、穴開き検知時には、燃料タンク内を負圧にするが、本発明では、他方の燃料タンクと一方の燃料タンクの内圧差があらかじめ設定された穴開き検知時内圧差よりも小さい状態で、連通配管が連通される。これにより、他方の燃料タンクにおいて、穴開き検知が可能になる。

なお、この「穴開き」には、燃料タンク自体（たとえば外殻）に穴が生じてしまっている場合の他、燃料タンクと他部材との接合部分に隙間が生じている場合等も含む。

本発明は上記構成としたので、２つの燃料タンク間で、一方向の燃料の流れのみを許容し、反対方向の燃料の流れを阻止できる。

図１には、本発明の第一実施形態の燃料タンクシステム１２が示されている。この燃料タンクシステム１２は自動車に搭載され、燃料をエンジンに供給するために使用されるものである。

燃料タンクシステム１２は、燃料が収容された第一燃料タンク１４を有しており、さらに、第一燃料タンク１４内には、第二燃料タンク１６が収容されている。本発明では、第一燃料タンク１４と第二燃料タンク１６には、それぞれ異なる種類の燃料が収容されるようになっている。本実施形態では一例として、第一燃料タンク１４には低オクタン価燃料Ｌ１が収容され、第二燃料タンク１６には高オクタン価燃料Ｌ２が収容されており、エンジンの出力状態等に応じて、いずれかの燃料が図示しない制御装置で選択されてエンジンに送られる。また、同じく図示しない分離装置によって、混合状態の低オクタン価燃料と高オクタン価燃料が分離されて、それぞれ第一燃料タンク１４及び第二燃料タンク１６に戻されるようになっている。

第一燃料タンク１４と第二燃料タンク１６とは配管取付用キャップ１８が共通化されており、この配管取付用キャップ１８を貫通して燃料供給配管２０及びリターン配管２２が設けられている。さらに、第二燃料タンク１６内には、燃料送出ポンプ２４が配置されており、燃料供給配管２０を通じて高オクタン価燃料Ｌ２を図示しないエンジンに供給することができる。また、リターン配管２２によって、エンジンあるいは分離装置から高オクタン価燃料Ｌ２を第二燃料タンク１６内に戻すことができる。同様に、第一燃料タンク１４内にも図示しない燃料供給ポンプ、燃料供給配管及びリターン配管が設けられており、低オクタン価燃料Ｌ１をエンジンに供給したり、エンジンや分離装置から戻したりすることができる。

第一燃料タンク１４には、上面１４Ｕを貫通するエバポ配管２６が設けられている。エバポ配管２６の一端（下端）は第一燃料タンク１４内に位置しており、カットオフバルブ２８が備えられている。また、エバポ配管２６の他端は、図示しないキャニスタに接続されている。第一燃料タンク１４内の内圧が上昇するとカットオフバルブ２８が開弁して、第一燃料タンク１４内の蒸発燃料ガスをキャニスタに送るようになっている。

第二燃料タンク１６とエバポ配管２６の間には、オーバーフロー配管３０が設けられている。図２にも詳細に示すように、オーバーフロー配管３０は、第二燃料タンク１６側では１本の共用流路３０Ａのみを有しているが、中央において上下２本に分岐されており、上側流路３０Ｃが、エバポ配管２６に接続されている。また、下側流路３０Ｂは分岐部分の近傍において上側流路３０Ｃと平行になっているが、途中から下方へと略直角に曲げられており、端部が第一燃料タンク１４内に開放されている。

オーバーフロー配管３０の中間部分（下側流路３０Ｂと上側流路３０Ｃとが平行に配設された部分）には、チェックバルブユニット３２が設けられている。チェックバルブユニット３２は、下側流路３０Ｂに設けられた第一チェックバルブ３４と、上側流路３０Ｃに設けられた第二チェックバルブ３６と、を有している。

下側流路３０Ｂの第一チェックバルブ３４は、第二燃料タンク１６が第一燃料タンク１４に対して相対的に高圧になり、あらかじめ設定された第一の設定圧以上になると開弁する。そして、第二燃料タンク１６から第一燃料タンク１４への燃料及び気体の流れ（矢印Ｆ１で示す）のみを許容し、その反対方向への流れは阻止する一方向バルブとされている。なお、この第一チェックバルブ３４の開弁圧は、後述するタンク穴開き時の内圧差以下に設定されている。これに対し、上側流路３０Ｃの第二チェックバルブ３６は、第二燃料タンク１６が第一燃料タンク１４に対して相対的に低圧になり、あらかじめ設定された第二の設定圧以下になると開弁する。そして、エバポ配管２６から第二燃料タンク１６への気体の流れ（矢印Ｆ２で示す）のみを許容し、その反対方向への流れは阻止する一方向バルブとされている。

このような構成とされた第一実施形態の燃料タンクシステム１２において、高オクタン価燃料Ｌ２がリターン配管２２を通じて第二燃料タンク１６に戻されると、第二燃料タンク１６内の燃料液面が上昇し、第二燃料タンク１６の内圧が、第一燃料タンク１４の内圧に対し相対的に高くなる。このように第二燃料タンク１６が高圧になると、第一チェックバルブ３４が開弁する（第二チェックバルブ３６は開弁しない）ので、第二燃料タンク１６内の蒸発燃料ガス及び燃料が、オーバーフロー配管３０（共用流路３０Ａ及び下側流路３０Ｂ）を通って、第一燃料タンク１４へと流れる。これにより、第二燃料タンク１６の内圧上昇を抑制でき、第二燃料タンク１６の変形を防止できる。

これに対し、第二燃料タンク１６内の高オクタン価燃料Ｌ２が燃料供給配管２０によってエンジンに送られると、第二燃料タンク１６の内圧は、第一燃料タンク１４に対し相対的に低圧になる。このように第二燃料タンク１６が低圧になると、第二チェックバルブ３６が開弁する（第一チェックバルブ３４は開弁しない）ので、第一燃料タンク１４内の蒸発燃料ガスが、カットオフバルブ２８からエバポ配管２６及びオーバーフロー配管３０（上側流路３０Ｃ及び共用流路３０Ａ）を通って、第二燃料タンク１６に送られる。これにより、第二燃料タンク１６の内圧低下を抑制でき、第二燃料タンク１６の変形を防止できる。

また、たとえば、この燃料タンクシステム１２を備えた車両が傾斜した場合であっても、第一燃料タンク１４から第二燃料タンク１６への燃料の流入は、カットオフバルブ２８及び第一チェックバルブ３４によって阻止される。すなわち、車両傾斜時においても、第二燃料タンク１６内の高オクタン価燃料Ｌ２が、第一燃料タンク１４内の低オクタン価燃料のＬ１混入によって薄められることを防止できる。

このように、本実施形態では、第二燃料タンク１６の燃料がオーバーフローする場合にのみ、チェックバルブユニット３２の第一チェックバルブ３４が開弁して、蒸発燃料ガス及び燃料を第二燃料タンク１６から第一燃料タンク１４に送るが、その逆方向での燃料の流れは阻止される。すなわち、第二燃料タンク１６内の高オクタン価燃料Ｌ２が、第一燃料タンク１４内の低オクタン価燃料Ｌ１の混入によって薄められることを防止できる。

なお、本実施形態の燃料タンクシステム１２では、たとえば図示しないキャニスタからエバポ配管２６を介して第一燃料タンク１４及び第二燃料タンク１６を減圧することで、タンク穴開き検知を行うことができる。ここで、第一チェックバルブ３４の開弁圧は、タンク穴開き検知時の内圧差以下に設定されているため、穴開き検知時には、確実に第一チェックバルブ３４が開弁され、穴開き検知を行うことができる。

また、本実施形態において、第一チェックバルブ３４と第二チェックバルブ３６とで一体的なチェックバルブユニット３２が構成されている必要はなく、第一チェックバルブ３４と第二チェックバルブ３６がそれぞれ別体で、下側流路３０Ｂ及び上側流路３０Ｃに設けられていてもよい。上記したように第一チェックバルブ３４と第二チェックバルブ３６を一体的に設けると、別体で設けた構成と比較して、小型化することが可能になる。

図３には、本発明の第二実施形態の燃料タンクシステム５２が示されている。第二実施形態において、第一実施形態と同一の構成要素、部材等については同一符号を付して、その詳細な説明を省略する。

第二実施形態では、エバポ配管２６が第一燃料タンク１４の外部で分岐されており、この分岐部分の端部において、第二燃料タンク１６内に位置するカットオフバルブ５４が備えられている。すなわち、第二燃料タンク１６内の蒸発燃料ガスを排出する流路が、エバポ配管２６に途中から合流していることになる。

また、第二実施形態のオーバーフロー配管５６は、一端が第二燃料タンク１６内に位置しているが、第１実施形態と異なり、途中で分岐されていない。そして、オーバーフロー配管５６の他端が、第１実施形態に係る下側流路３０Ｂ（図１参照）と同様に、第一燃料タンク１４内に開放されている。

図４にも詳細に示すように、オーバーフロー配管５６の中間部分には、チェックバルブ５８が設けられている。このチェックバルブ５８は、第１実施形態の第一チェックバルブ３４と同様に、第二燃料タンク１６から第一燃料タンク１４への燃料及び気体の流れ（矢印Ｆ１で示す）のみを許容し、その反対方向への流れは阻止する一方向バルブとされている。そして、このチェックバルブ５８の開弁圧は、タンク穴開き検知圧力以下に設定されている。

このような構成とされた第二実施形態の燃料タンクシステム５２においても、高オクタン価燃料Ｌ２がリターン配管２２を通じて第二燃料タンク１６に戻されて、第二燃料タンク１６の内圧が、第一燃料タンク１４の内圧に対し相対的に高くなると、チェックバルブ５８が開弁するので、第二燃料タンク１６内の蒸発燃料ガス及び燃料が、オーバーフロー配管５６を通って、第一燃料タンク１４へと流れる。これにより、第二燃料タンク１６の内圧上昇を抑制でき、第二燃料タンク１６の変形を防止できる。

また、第二燃料タンク１６内の高オクタン価燃料Ｌ２が燃料供給配管２０によってエンジンに送られ、第二燃料タンク１６の内圧が第一燃料タンク１４に対し相対的に低圧になると、カットオフバルブが開弁して、第二燃料タンク１６内にエアーが導入される。これにより、第二燃料タンク１６の内圧低下を抑制して、その変形を防止できる。

さらに、車両が傾斜した場合であっても、第一燃料タンク１４から第二燃料タンク１６への燃料の流入は、カットオフバルブ２８及びチェックバルブ５８によって阻止され、第二燃料タンク１６内の高オクタン価燃料Ｌ２が、第一燃料タンク１４内の低オクタン価燃料Ｌ１の混入によって薄められることを防止できる。

このように、第二実施形態においても、第二燃料タンク１６の燃料がオーバーフローする場合にのみ、チェックバルブ５８が開弁して、蒸発燃料ガス及び燃料を第二燃料タンク１６から第一燃料タンク１４に送るが、その逆方向での燃料の流れは阻止される。すなわち、第二燃料タンク１６内の高オクタン価燃料Ｌ２が、第一燃料タンク１４内の低オクタン価燃料Ｌ１の混入によって薄められることを防止できる。

また、たとえば、この燃料タンクシステム１２を備えた車両が傾斜した場合であっても、第一燃料タンク１４から第二燃料タンク１６への燃料の流入は、カットオフバルブ２８によって阻止され、車両傾斜時に、第二燃料タンク１６内の高オクタン価燃料Ｌ２が、第一燃料タンク１４内の低オクタン価燃料Ｌ１の混入によって薄められることを防止できる。

また、第二実施形態では、第一実施形態と異なり、オーバーフロー配管５６に設けるバルブとして、単一のチェックバルブ５８のみで構成されたものであればよい。したがって、オーバーフロー配管５６の構造を、第一実施形態よりも簡略化できる。これに対し、第１実施形態では、第２実施形態のカットオフバルブ５４が不要となるので、この点で第二実施形態と比較して構造を簡略化できる。

図５には、本発明の第三実施形態の燃料タンクシステム７２が示されている。第３実施形態においても、第一実施形態と同一の構成要素、部材等については同一符号を付して、その詳細な説明を省略する。

第三実施形態の燃料タンクシステム７２では、第１実施形態及び第二実施形態と異なり、第二燃料タンク１６が第一燃料タンク１４の外側に配置されている。第二燃料タンク１６と第一燃料タンク１４の間には、第一実施形態と同様のチェックバルブユニット３２を備えたオーバーフロー配管３０が配設されている。

したがって、第三実施形態においても、高オクタン価燃料Ｌ２がリターン配管２２を通じて第二燃料タンク１６に戻され、第二燃料タンク１６の内圧が第一燃料タンク１４の内圧に対し相対的に高くなると、第一チェックバルブ３４が開弁する（第二チェックバルブ３６は開弁しない）。これにより、第二燃料タンク１６内の蒸発燃料ガス及び燃料が、オーバーフロー配管３０（共用流路３０Ａ及び下側流路３０Ｂ）を通って、第一燃料タンク１４へと流れ、第二燃料タンク１６の内圧上昇を抑制できる。

また、第二燃料タンク１６内の高オクタン価燃料Ｌ２が燃料供給配管２０によってエンジンに送られ、第二燃料タンク１６の内圧は、第一燃料タンク１４に対し相対的に低圧になると、第二チェックバルブ３６が開弁する（第一チェックバルブ３４は開弁しない）。これにより、第一燃料タンク１４内の蒸発燃料ガスが、カットオフバルブ２８からエバポ配管２６及びオーバーフロー配管３０（上側流路３０Ｃ及び共用流路３０Ａ）を通って、第二燃料タンク１６に送られるので、第二燃料タンク１６の内圧低下を抑制できる。

さらに、車両が傾斜した場合であっても、第一燃料タンク１４から第二燃料タンク１６への燃料の流入は、カットオフバルブ２８及び第一チェックバルブ３４によって阻止され、第二燃料タンク１６内の高オクタン価燃料Ｌ２が、第一燃料タンク１４内の低オクタン価燃料Ｌ１の混入によって薄められることを防止できる。

このように、第三実施形態においても、第二燃料タンク１６の燃料がオーバーフローする場合にのみ、チェックバルブユニット３２の第一チェックバルブ３４が開弁して、蒸発燃料ガス及び燃料を第二燃料タンク１６から第一燃料タンク１４に送るが、その逆方向での燃料の流れは阻止される。すなわち、第二燃料タンク１６内の高オクタン価燃料Ｌ２が、第一燃料タンク１４内の低オクタン価燃料Ｌ１の混入によって薄められることを防止できる。

なお、第一実施形態及び第二実施形態のように、第二燃料タンク１６を第一燃料タンク１４の内部に配置するか、もしくは、第二燃料タンク１６を第一燃料タンク１４の外部に配置するは、は、燃料タンクシステムの配設スペース等との関係において決定される。たとえば、燃料タンクシステム全体として小型化を図る場合には、第二燃料タンク１６を第一燃料タンク１４の内部に配置する構造が好ましい。また、第二燃料タンク１６を第一燃料タンク１４から独立させることで配置の自由度を高める観点からは、第二燃料タンク１６を第一燃料タンク１４の外部に配置することが好ましい。

本発明の第一実施形態の燃料タンクシステムを示す概略構成図である。 本発明の第一実施形態の燃料タンクシステムに適用されたオーバーフロー配管を部分的に示す断面図である。 本発明の第二実施形態の燃料タンクシステムを示す概略構成図である。 本発明の第二実施形態の燃料タンクシステムに適用されたオーバーフロー配管を部分的に示す断面図である。 本発明の第三実施形態の燃料タンクシステムを示す概略構成図である。

符号の説明

１２ 燃料タンクシステム
１４ 第一燃料タンク
１４Ｕ 上面
１６ 第二燃料タンク
１８ 配管取付用キャップ
２０ 燃料供給配管
２２ リターン配管
２４ 燃料送出ポンプ
２６ エバポ配管
２８ カットオフバルブ
３０ オーバーフロー配管（連通配管）
３０Ａ 共用流路
３０Ｂ 下側流路
３０Ｃ 上側流路
３２ チェックバルブユニット
３４ 第一チェックバルブ（燃料移動制御手段）
３６ 第二チェックバルブ（気体移動許容手段）
５２ 燃料タンクシステム
５４ カットオフバルブ
５６ オーバーフロー配管
５８ チェックバルブ
７２ 燃料タンクシステム
Ｌ１ 低オクタン価燃料（第一の燃料）
Ｌ２ 高オクタン価燃料（第二の燃料）

Claims (5)

1. 第一の燃料を収容する第一の燃料タンクと、
   前記第一の燃料と異なる第二の燃料を収容する第二の燃料タンクと、
   前記第一の燃料タンクと前記第二の燃料タンクとを連通する連通配管と、
   前記第一の燃料タンクと前記第二の燃料タンクのいずれか一方から他方への前記連通配管による燃料の移動のみを許容し反対方向の移動を阻止する燃料移動制御手段と、
   を有することを特徴とする燃料タンクシステム。
2. 前記燃料移動制御手段が、前記第一の燃料タンクと前記第二の燃料タンクのいずれか一方の内圧があらかじめ設定された第一の設定圧以上の場合に燃料タンクの一方から他方への燃料及び気体の移動を許容するように構成されていることを特徴とする請求項１に記載の燃料タンクシステム。
3. 前記第一の燃料タンクと前記第二の燃料タンクのいずれか一方の内圧があらかじめ設定された第二の設定圧以下の場合に燃料タンクの他方から一方への気体のみの移動を許容する気体移動許容手段、
   を有することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の燃料タンクシステム。
4. 前記燃料移動制御手段と前記気体移動許容手段とが、前記連通配管に一体的に設けられていることを特徴とする請求項３に記載の燃料タンクシステム。
5. 前記燃料移動制御手段が、他方の前記燃料タンクと一方の燃料タンクの内圧差があらかじめ設定された穴開き検知時内圧差よりも小さい状態で連通配管を連通させるように構成されていることを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載の燃料タンクシステム。