JP6016049B2

JP6016049B2 - 車両の燃料供給装置

Info

Publication number: JP6016049B2
Application number: JP2011209242A
Authority: JP
Inventors: 和宏小平; 英昭山口
Original assignee: Isuzu Motors Ltd
Current assignee: Isuzu Motors Ltd
Priority date: 2011-09-26
Filing date: 2011-09-26
Publication date: 2016-10-26
Anticipated expiration: 2031-09-26
Also published as: JP2013068208A; WO2013047566A1

Description

本発明は、車両の燃料供給装置に関する。

特許文献１には、タンク本体の内部にサブチャンバが配置された燃料タンクが記載されている。サブチャンバ内の燃料は、フィードパイプからエンジンに供給される。また、エンジンで消費されなかった余剰の燃料は、リターンパイプからサブチャンバに戻る。燃料タンク内の燃料の残量が減った状態で燃料液面が傾いた場合であっても、サブチャンバ内では燃料液面の高さが確保され、エンジンへの燃料供給が維持される。

特開２００８−１５０９７５号公報

上記特許文献１の燃料タンクでは、エンジンによって高温化された燃料が容量の小さいサブチャンバ内に戻るため、燃料の温度が充分に低下しないまま、フィードパイプからエンジンに高温状態の燃料が供給されてしまう可能性がある。エンジンからの戻り燃料の高温化は、エンジンの噴射圧が高いほど発生し易く、エンジンへの供給燃料の高温化は、燃料タンク内の燃料の残量が少ないほど顕著である。供給燃料の高温化は、エンジンの運転性能の低下や樹脂部品の耐久性の低下などの要因となる。

上記不都合は、エンジンから余剰の燃料を戻すリターンライン内に燃料冷却装置を設けることによって抑制可能である。しかし、配置スペースやコスト等の理由から燃料冷却装置の設置が困難な場合がある。

そこで、本発明は、エンジンからの戻り燃料に起因したエンジンへの供給燃料の高温化を、簡易で且つ安価な構成によって抑制することが可能な車両の燃料供給装置の提供を目的とする。

上記目的を達成すべく、本発明の燃料供給装置は、燃料タンクとバスタブと仕切り板と第１連通部とフィードパイプとリターンパイプとを備える。

燃料タンクは、燃料を収容する収容空間を内部に区画する。バスタブは、収容空間に配置され、燃料を貯留する貯留空間を内部に区画する。仕切り板は、バスタブに固定され、バスタブの底面との間に間隙を形成する下端を有し、貯留空間をフィード領域とリターン領域とに仕切るとともに、これらフィード領域とリターン領域とを貯留空間の下部で上記間隙を介して連通させる。第１連通部は、リターン領域と収容空間とを連通する。フィードパイプは、フィード領域から燃料タンクの外部に延出し、フィード領域の燃料をエンジンへの供給燃料として送出する。リターンパイプは、リターン領域から燃料タンクの外部に延出し、エンジンからの戻り燃料をリターン領域の上部へ戻す。第１連通部の下端は、燃料タンクが所定の基準姿勢に対して所定角度の範囲で傾いたときに上記間隙の上端よりも常に鉛直上方となる高さ位置に設定されている。

上記構成では、エンジンからの高温状態の戻り燃料は、リターンパイプによってリターン領域の上部に戻される。また、リターン領域とフィード領域との間は仕切り板によって仕切られ、リターン領域の燃料は貯留空間の下部（リターン領域の下部）からフィード領域に流入する。このため、リターンパイプから流入した高温状態の戻り燃料がフィードパイプの下端開口に短絡して流れることがない。従って、バスタブに仕切り板を固定するという簡易で且つ安価な構成によって、エンジンからの戻り燃料に起因したエンジンへの供給燃料の高温化を抑制することができる。

上記第１連通部は、燃料タンクが所定の基準姿勢に対して所定角度の範囲で傾いたときにフィードパイプの下端開口を通る水平面よりも常に鉛直上方となる高さ位置で、リターン領域と収容空間とを連通してもよい。

上記構成では、リターンパイプからの高温状態の戻り燃料は、第１連通部を介して収容空間内の低温の燃料と混合されるので、リターン領域の燃料の温度が低下する。

また、第１連通部は、燃料タンクが所定の基準姿勢に対して所定角度の範囲で傾いたときにフィードパイプの下端開口を通る水平面よりも常に鉛直上方となる高さ位置で、リターン領域と収容空間とを連通する。この所定の基準姿勢に対する所定角度の範囲は、坂路上に位置する等によって車体が傾いた場合の基準姿勢に対する燃料タンクの最大傾斜角度や、加減速や旋回等によって燃料の液面が変動した場合の水平面に対する燃料の液面の最大傾斜角度などに基づいて設定される。すなわち、基準姿勢の燃料タンクの収容空間に収容された燃料の液面がフィードパイプの下端開口よりも鉛直上方の場合、車体の傾斜や燃料の液面の変動等が生じ、バスタブ内（貯留空間）の燃料が第１連通部から収容空間へ流出した場合であっても、バスタブ内の燃料の液面は、フィードパイプの下端開口よりも鉛直上方に必ず位置するので、フィードパイプからエンジンへの燃料供給が維持される。

このように、バスタブに仕切り板を固定し、リターン領域と収容空間との間に第１連通部を設けるという簡易で且つ安価な構成によって、エンジンへの燃料供給を維持するというバスタブの本来的な機能を損なうことなく、エンジンからの戻り燃料に起因したエンジンへの供給燃料の高温化を抑制することができる。

上記燃料供給装置は、燃料タンクが所定の基準姿勢に対して所定角度の範囲で傾いたときにフィードパイプの下端開口を通る水平面よりも常に鉛直上方となる高さ位置で、フィード領域と収容空間とを連通する第２連通部を備えてもよい。

上記構成では、フィード領域の燃料は、第２連通部を介して収容空間内の低温の燃料と混合されるので、高温状態の戻り燃料に起因したエンジンへの供給燃料の高温化がさらに抑制される。

また、第２連通部は、燃料タンクが上記基準姿勢に対して上記所定角度の範囲で傾いたときにフィードパイプの下端開口を通る水平面よりも常に鉛直上方となる高さ位置で、フィード領域と収容空間とを連通するので、第１連通部と同様に、車体の傾斜や燃料の液面の変動等が生じた場合であっても、バスタブ内（貯留空間）の燃料は第２連通部から収容空間へ流出せず、フィードパイプからエンジンへの燃料供給が維持される。

本発明によれば、エンジンからの戻り燃料に起因したエンジンへの供給燃料の高温化を、簡易で且つ安価な構成によって抑制することができる。

本発明の一実施形態に係る燃料供給装置を有するシステムの模式図である。図１の燃料供給装置の模式図である。図２のバスタブの側面図である。図２のバスタブの側面図である。図２のバスタブの概要を示す断面図である。図２のバスタブの仕切り板の下部を示す断面図である。図２の燃料供給装置が傾いた状態を示す模式図である。

以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。本実施形態の燃料供給装置１は、エンジンＥとしてディーゼルエンジンを搭載した車両に設けられ、燃料として軽油が使用される。このため、エンジンＥから作用する負圧によって燃料タンク２の燃料を吸引しエンジンＥに供給することができる。なお、各図面のＵＰは鉛直上方を示す。

図１及び図２に示すように、燃料供給装置１は、燃料が収容される収容空間３を内部に区画する燃料タンク２を有している。燃料タンク２は、例えば、全体として車両前後方向が長手方向となる略直方体状（箱状）に形成されている。燃料タンク２の上部にはインレットパイプ（図示省略）が接続され、インレットパイプを通じて燃料が燃料タンク２内に給油される。

燃料タンク２の収容空間３には、バスタブ４が配置されている。バスタブ４は、底壁６の周縁から側壁７が起立する有底筒状であり、上面が開放された貯留空間５を内部に区画する。バスタブ４は、保持部材（図示省略）によって燃料タンク２のタンク底面２Ｌに固定的に支持されている。

バスタブ４の側壁７の下端部には、貯留空間５の下部で貯留空間５と収容空間３とを連通する下連通部８が設けられている。下連通部８は、収容空間３から貯留空間５への燃料の流入を許容し、且つ貯留空間５から収容空間３への燃料の流出を禁止する。下連通部８は、例えば、側壁７に形成された連通孔と、この連通孔を開閉する逆止弁とから構成される。なお、バスタブ４を燃料タンク２のタンク底面２Ｌから離間させて配置した場合、下連通部８をバスタブ４の底壁６に設けてもよい。

バスタブ４の内部には、上下方向に起立する仕切り板９が固定されている。仕切り板９は矩形板状であり、その両側縁が側壁７の内周面に密着し、貯留空間５をフィード領域１０とリターン領域１１とに仕切る。仕切り板９の下端はバスタブ４の底壁６から離間し、仕切り板９の下端と底壁６との間隙１２を燃料が流通する。すなわち、仕切り板９は、フィード領域１０とリターン領域１１とを貯留空間５の下部で連通させる。このように、リターン領域１１とフィード領域１０との間は仕切り板９によって仕切られ、リターン領域１１の下部の燃料は、間隙１２を介してフィード領域１０の下部に流入するので、リターンパイプ１４からリターン領域１１の上部に流入した高温状態の戻り燃料がフィードパイプ１３の下端開口１５に短絡して流れることがない。

燃料タンク２のタンク上面２Ｕには、エンジンＥに燃料を供給するフィードラインＦＬ（図１に示す）に接続されるフィードパイプ１３と、エンジンＥで消費されなかった余剰の燃料を燃料タンク２に戻すリターンラインＲＬに接続されるリターンパイプ１４とが貫通している。フィードパイプ１３は、フィード領域１０から燃料タンク２の外部に延出し、フィード領域１３の燃料をエンジンＥへの供給燃料として送出する。リターンパイプ１４は、リターン領域１１から燃料タンク２の外部に延出し、エンジンＥからの戻り燃料をリターン領域１１の上部へ戻す。フィード領域１０の燃料は、フィードパイプ１３の下端開口１５から吸い込まれ、戻り燃料は、リターンパイプ１４の下端開口１６からリターン領域１１の上部に流入する。リターンパイプ１４の下端開口１６は、フィードパイプ１３の下端開口１５よりも鉛直上方に配置されている。また、フィードパイプ１３及びリターンパイプ１４は、保持部材１７，１８によってバスタブ４の側壁７にそれぞれ固定されている。

バスタブ４の側壁７には、第１連通部１９と第２連通部２０とが設けられている。第１連通部１９は、側壁７のうちリターン領域１１を区画する部分に形成された縦長状の連通孔であり、リターン領域１１と収容空間３とを連通する。第２連通部２０は、側壁７のうちフィード領域１０を区画する部分に形成された横長状の連通孔であり、フィード領域１０と収容空間３とを連通する。第２連通部２０は、側壁７の周方向に沿って複数形成されている。第１連通部１９は、リターンパイプ１４の下端開口１６よりも鉛直下方の開口部分を有し、第２連通部２０は、フィードパイプ１３の下端開口１５よりも鉛直上方に配置されている。従って、リターンパイプ１４からの高温状態の戻り燃料は、第１連通部１９を介して収容空間３内の低温の燃料と混合される。また、フィード領域１０の燃料は、第２連通部２０を介して収容空間３内の低温の燃料と混合される。

また、第１連通部１９及び第２連通部２０は、燃料タンク２が所定の基準姿勢に対して所定角度の範囲で傾いたときにフィードパイプ１３の下端開口１５を通る水平面よりも常に鉛直上方となる高さ位置に設定されている。

所定の基準姿勢とは、例えば、車両が平地に位置する場合の燃料タンク２の姿勢であり、所定角度の範囲は、坂路上に位置する等によって車体が傾いた場合の基準姿勢に対する燃料タンク２の最大傾斜角度や、加減速や旋回等によって燃料の液面が変動した場合の水平面に対する燃料の液面の最大傾斜角度などに基づいて設定される。すなわち、基準姿勢の燃料タンク２の収容空間３に収容された燃料の液面がフィードパイプの下端開口よりも鉛直上方の場合、車体の傾斜や燃料の液面の変動等が生じ、バスタブ４内の燃料が第１連通部１９や第２連通部２０から収容空間３へ流出した場合であっても、バスタブ４内（貯留空間５）の燃料の液面は、フィードパイプ１３の下端開口１５よりも鉛直上方に必ず位置するので、フィードパイプ１３からエンジンＥへの燃料供給が維持される。

例えば、燃料タンク２が基本姿勢（図２に示す状態）から傾き、バスタブ４内の燃料の液面とバスタブ４以外の収容空間３の燃料の液面とがそれぞれ傾斜する。そして、図７に示すように、バスタブ４内において燃料の液面が第１連通部１９に達すると（図７に実線で示す）、第１連通部１９から収容空間３に燃料が流出してバスタブ４内の燃料の液面が下がる（図７に破線で示す）。しかし、バスタブ４内の燃料の液面は、フィードパイプ１３の下端開口１５よりも下がることがないので、フィードパイプ１３からエンジンＥへの燃料供給が維持される。

また、燃料タンク２の燃料残量が少なくなったことをウォーニング警告（例えば、車室内の運転席前方に設けたインジケータの点灯等）によって報知する場合、ウォーニング警告発生時の燃料の液面は、燃料タンク２が基本姿勢に設定されている状態において、フィードパイプ１３の下端開口１５を通る水平面よりも鉛直上方に設定されるため、ウォーニング警告前にエンジンＥへの燃料供給が不能となることはない。

このように、本実施形態によれば、リターン領域１１とフィード領域１０との間は仕切り板９によって仕切られ、リターン領域１１の燃料は貯留空間５の下部（リターン領域１１の下部）の間隙１２からフィード領域１０に流入するので、リターンパイプ１４からリターン領域１１の上部へ流入した高温状態の戻り燃料がフィードパイプ１３の下端開口１５に短絡して流れることがない。また、リターンパイプ１４からの高温状態の戻り燃料は、第１連通部１９を介して収容空間３内の低温の燃料と混合されるので、リターン領域１１の燃料の温度が低下する。さらに、フィード領域１０の燃料は、第２連通部２０を介して収容空間３内の低温の燃料と混合される。従って、フィード領域１０の燃料の高温化が抑制され、高温状態の戻り燃料に起因したエンジンＥへの供給燃料の高温化が抑制される。

また、第１連通部１９及び第２連通部２０は、燃料タンク２が基準姿勢に対して所定角度の範囲で傾いたときにフィードパイプ１３の下端開口１５を通る水平面よりも常に鉛直上方となる高さ位置に設定されている。このため、車体の傾斜や燃料の液面の変動等が生じ、バスタブ４内の燃料が第１連通部１９や第２連通部２０から収容空間３へ流出した場合であっても、バスタブ４内の燃料の液面は、フィードパイプ１３の下端開口１５よりも鉛直上方に必ず位置する。従って、フィードパイプ１３からエンジンＥへの燃料供給が確実に維持される。

さらに、バスタブ４に仕切り板９を固定し、リターン領域１１及びフィード領域１０と収容空間３との間に第１連通部１９及び第２連通部２０を設けるという簡易で且つ安価な構成によって、エンジンＥからの戻り燃料に起因したエンジンＥへの供給燃料の高温化を抑制することができる。

このように、エンジンＥへの燃料供給を維持するというバスタブ４の本来的な機能を損なうことなく、簡易で且つ安価な構成によって、エンジンＥからの戻り燃料に起因したエンジンＥへの供給燃料の高温化を抑制することができる。

以上、本発明について、上記実施形態に基づいて説明を行ったが、本発明は上記実施形態の内容に限定をされるものではなく、当然に本発明を逸脱しない範囲では適宜の変更が可能である。

例えば、下連通部８、第１連通部１９又は第２連通部２０は省略可能であり、第１連通部１９及び第２連通部２０の形状や数などは任意である。また、エンジンＥはディーゼルエンジン以外（例えばガソリンエンジン）であってもよい。

１：燃料供給装置
２：燃料タンク
３：収容空間
４：バスタブ
５：貯留空間
６：底壁
７：側壁
８：下連通部
９：仕切り板
１０：フィード領域
１１：リターン領域
１２：間隙
１３：フィードパイプ
１４：リターンパイプ
１５：フィードパイプの下端開口
１６：リターンパイプの下端開口
１９：第１連通部
２０：第２連通部
Ｅ：エンジン

Claims

燃料を収容する収容空間を内部に区画する燃料タンクと、
前記収容空間に配置され、燃料を貯留する貯留空間を内部に区画するバスタブと、
前記バスタブに固定され、前記バスタブの底面との間に間隙を形成する下端を有し、前記貯留空間をフィード領域とリターン領域とに仕切るとともに、これらフィード領域とリターン領域とを前記貯留空間の下部で前記間隙を介して連通させる仕切り板と、
前記リターン領域と前記収容空間とを連通する第１連通部と、
前記フィード領域から前記燃料タンクの外部に延出し、前記フィード領域の燃料をエンジンへの供給燃料として送出するフィードパイプと、
前記リターン領域から前記燃料タンクの外部に延出し、前記エンジンからの戻り燃料を前記リターン領域の上部へ戻すリターンパイプと、を備え、
前記第１連通部の下端は、前記燃料タンクが所定の基準姿勢に対して所定角度の範囲で傾いたときに前記間隙の上端よりも常に鉛直上方となる高さ位置に設定されている
ことを特徴とする車両の燃料供給装置。
請求項１に記載の燃料供給装置であって、
前記第１連通部は、前記燃料タンクが所定の基準姿勢に対して前記所定角度の範囲で傾いたときに前記フィードパイプの下端開口を通る水平面よりも常に鉛直上方となる高さ位置で、前記リターン領域と前記収容空間とを連通する
ことを特徴とする車両の燃料供給装置。
請求項１又は請求項２に記載の燃料供給装置であって、
前記燃料タンクが前記基準姿勢に対して前記所定角度の範囲で傾いたときに前記フィードパイプの下端開口を通る水平面よりも常に鉛直上方となる高さ位置で、前記フィード領域と前記収容空間とを連通する第２連通部を備えた
ことを特徴とする車両の燃料供給装置。