(57)【要約】      （修正有）【課題】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燃料タンク構造を提供する。【解決手段】燃料タンク１４の内部で上下方向に沿って配置された液位検知センサ２６Ｌの側方を取り囲んで上下方向に延在される筒体３８を有する。筒体３８には、液位の上昇に伴い気泡を導入する気泡導入手段３８Hが設けられる。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
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、
前記燃料タンク内の液位上昇に伴い前記筒体内の燃料中に気泡を導入する気泡導入手段と、
を有する燃料タンク構造。
【請求項２】
前記気泡導入手段が、前記筒体において異なる高さの位置で複数設けられている請求項１に記載の燃料タンク構造。
【請求項３】
前記気泡導入手段が、
前記筒体の内部と外部とで燃料の移動を抑制すると共に気体の移動を可能とする筒体孔と、
前記筒体の外部で下方に開口し上昇した液面により閉塞される開口部を備え、前記開口部より上側の部分で前記筒体孔と連通する気体貯留部材と、
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。
【請求項４】
前記気泡導入手段における気泡導入部分が前記液位検知センサと対向して配置され、
前記液位検知センサが、前記気泡導入部分との対向面が斜め上を向くように傾斜されている請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の燃料タンク構造。
【請求項５】
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、を有する請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載の燃料タンク構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃料タンク構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
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。
【０００３】
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。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平２−０８７０２２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
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。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
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、前記燃料タンク内の液位上昇に伴い前記筒体内の燃料中に気泡を導入する気泡導入手段と、を有する。
【０００７】
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。
【０００８】
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。
【０００９】
燃料タンク内の液位が上昇すると、筒体内の燃料中には、気泡導入手段により気泡が導入される。そしてこの気泡により、筒体内の燃料が攪拌される。たとえば、燃料タンク内に異種燃料が給油されると、燃料タンク内及び筒体内の液位が上昇し、筒体内には、給油前に存在していた燃料とは異なる燃料（給油された燃料）が存在する状態になる。この液位上昇に伴い、気泡導入手段によって燃料中に導入された気泡により、筒体内で燃料が攪拌されて、給油前に存在していた燃料と給油された燃料とが攪拌される。異種燃料が混じり合い、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。
【００１０】
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、前記気泡導入手段が、前記筒体において異なる高さの位置で複数設けられている。
【００１１】
したがって、気泡導入手段が１つのみ設けられている構成や、同じ高さで複数設けられている構成と比較して、筒体内の複数の液位で気泡を導入し、筒体内の燃料を攪拌することが可能となる。
【００１２】
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、前記気泡導入手段が、前記筒体の内部と外部とで燃料の移動を抑制すると共に気体の移動を可能とする筒体孔と、前記筒体の外部で下方に開口し上昇した液面により閉塞される開口部を備え、前記開口部より上側の部分で前記筒体孔と連通する気体貯留部材と、を有する。
【００１３】
給油により燃料タンクの液位が上昇すると、筒体の外部で下方に開口している開口部は、燃料で塞がれる。筒体内の液位がさらに上昇しても気体貯留部材には燃料が導入されず、気体が貯留される。気体貯留部材は開口部より上側の部分で筒体孔と連通しているので、筒体内の液位が筒体孔に達すると、気体貯留部材に貯留された気体が筒体内に導入される。これにより、筒体内に気泡が生じ、筒体内の燃料が攪拌される。
【００１４】
このように、筒体に形成した筒体孔と、筒体の外部に設けた気体貯留部材とを有する簡単な構造で、気体導入手段を構成できる。
【００１５】
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、前記気泡導入手段における気泡導入部分が前記液位検知センサと対向して配置され、
【００１６】
前記液位検知センサが、前記気泡導入部分との対向面が斜め上を向くように傾斜されている。
【００１７】
気泡導入手段における気泡導入部分が液位検知センサと対向して配置されているので、気泡の液位検知センサへの接触を抑制できる。
【００１８】
さらに、液位検知センサは、気泡導入部分との対向面が斜め上を向くように傾斜されている。これにより、液位検知センサへの気泡の接触をさらに抑制できる。
【００１９】
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。
【００２０】
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。
【発明の効果】
【００２１】
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。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の第１実施形態の燃料タンク構造をエンジン及び燃料供給配管と共に示す正面図である。
【図２】本発明の第１実施形態の燃料タンク構造を構成する燃料ポンプモジュールを示す概略斜視図である。
【図３】本発明の第１実施形態の燃料タンク構造を構成する燃料ポンプモジュールを燃料タンクの一部と共に示す図２の３−３線断面図である。
【図４】本発明の第１実施形態の燃料タンク構造を構成する燃料ポンプモジュールを示す図２の４−４線断面図である。
【図５】本発明の第１実施形態の燃料タンク構造に用いられる静電容量センサユニットを部分的に示す正面図である。
【図６】本発明の第１実施形態の燃料タンク構造における給油前の状態を図３と同様の断面で示す断面図である。
【図７】本発明の第１実施形態の燃料タンク構造における給油途中の状態を図３と同様の断面で示す断面図である。
【図８】本発明の第１実施形態の燃料タンク構造における給油後の状態を図３と同様の断面で示す断面図である。
【図９】比較例の燃料タンク構造を構成する燃料ポンプモジュールを燃料タンクの一部と共に示す断面図である。
【図１０】本発明の第１実施形態及び比較例の各場合において燃料タンクへの給油後の液位検知センサの静電容量及び液位検知センサと燃料性状センサの静電容量比を示すグラフである。
【図１１】本発明の第２実施形態の燃料タンク構造に用いられる静電容量センサユニットを部分的に示す正面図である。
【図１２】本発明の第３実施形態の燃料タンク構造の筒体及びその近傍を拡大して示す断面図である。
【図１３】本発明の第４実施形態の燃料タンク構造の筒体及びその近傍を拡大して示す断面図である。
【図１４】本発明の第５実施形態の燃料タンク構造の筒体及びその近傍を拡大して示す断面図である。
【図１５】本発明の第６実施形態の燃料タンク構造の気泡導入手段及びその近傍を拡大して示す断面図である。
【図１６】本発明の第７実施形態の燃料タンク構造の気泡導入手段及びその近傍を拡大して示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【００２８】
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。
【００２９】
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。
【００３０】
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。
【００３１】
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。
【００３２】
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。
【００３３】
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。
【００３４】
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。
【００３５】
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。
【００３６】
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。
【００３７】
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。
【００３８】
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。
【００３９】
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。
【００４０】
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。
【００４１】
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。
【００４２】
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。
【００４３】
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。
【００４４】
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。
【００４５】
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。
【００４６】
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。
【００４７】
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。
【００４８】
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。
【００４９】
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。
【００５０】
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。
【００５１】
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。
【００５２】
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。
【００５３】
筒体３８の外壁３８Ａには、上下方向に所定の間隔をあけて、複数（図示の例では３つ）の筒体孔３８Ｈが形成されている。筒体孔３８Ｈの開口断面積は、筒体３８の内部から外部へ燃料が漏出することはないが、筒体３８の外部から内部への気体の流入に抵抗を生じさせるように、燃料の粘度や、後述する気体貯留部材７４内の気体の圧力等との関係に基づき設定されている。
【００５４】
筒体３８の外壁３８Ａの外面には、筒体孔３８Ｈのそれぞれに対応して気体貯留部材７４が設けられている。気体貯留部材７４は略直方体の箱状に形成されており、下面が下方に開口した開口部７４Ｈとされている。なお、気体貯留部材７４における筒体３８側の壁は、筒体３８の外壁３８Ａが兼ねており、構造の簡素化が図られている。
【００５５】
図３から分かるように、筒体孔３８Ｈは、開口部７４Ｈより上方で気体貯留部材７４内に位置している。したがって、気体貯留部材７４と筒体３８とは、筒体孔３８Ｈにより連通している。
【００５６】
気体貯留部材７４の上面は、上方へ向かうにしたがって筒体３８に接近する傾斜壁７４Ｓとされている。この傾斜壁７４Ｓにより、気体貯留部材７４内の気体を、筒体孔３８Ｈへと案内することができる。
【００５７】
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。
【００５８】
次に、本実施形態の燃料タンク構造１２の作用を説明する。
【００５９】
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。
【００６０】
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。
【００６１】
筒体３８の下部には燃料出入口５６が形成されており、図８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８では筒体３８の内部への燃料移動を矢印Ｆ５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。
【００６２】
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。
【００６３】
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。
【００６４】
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。
【００６５】
筒体３８内の液位Ｌ２が気体貯留部材７４の開口部７４Ｈに達した状態では、図６に示すように、開口部７４Ｈは燃料により塞がれている。
【００６６】
ここで、燃料タンク１４内に大比重燃料ＨＦが給油されると、筒体３８の外部及び内部では、液位Ｌ１、Ｌ２が上昇する。給油直後は、筒体３８の外部では、小比重燃料ＬＦが大比重燃料ＨＦよりも上に位置し、一時的に２層となる（経時的には、小比重燃料ＬＦと大比重燃料ＨＦとは混ざり合う）。特に燃料出入口５６の近傍には、小比重燃料ＬＦが存在している。
【００６７】
なお、給油前の状態で、開口部７４Ｈが燃料により塞がれていない場合でも、給油による液位上昇により、開口部７４Ｈは燃料により塞がれる。
【００６８】
そして、給油により、引き続き気体貯留部材７４内の液位Ｌ３は上昇しようとするが、筒体孔３８Ｈの開口断面積が小さくなっており、気体の流動（上方への排出）に抵抗が生じる。このため、気体貯留部材７４内の液位Ｌ３は、筒体３８内の液位Ｌ２よりも低くなる。これにより、図７に示すように、筒体３８内の液位Ｌ２が筒体孔３８Ｈに達すると、気体貯留部材７４内の液位Ｌ３は筒体孔３８Ｈに達しておらず、気体貯留部材７４内には気体が貯留されることになる。
【００６９】
さらに燃料タンク１４内に給油されて液位Ｌ１、Ｌ２が上昇すると、気体貯留部材７４内の気体が下方から燃料に押され、筒体孔３８Ｈから筒体３８内に移動する。筒体３８内では、筒体孔３８Ｈの位置にすでに液位Ｌ２が達しているので、この気体は図８に示すように、筒体３８内の燃料中で気泡ＡＢとなって上昇する。
【００７０】
このように、筒体３８内に導入された気泡ＡＢが上昇することで、筒体３８の内部の燃料が攪拌され、筒体３８の内部に存在していた燃料が混ざり合う。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（ただし、厳密に均一化されている必要はない）。
【００７１】
本実施形態では、筒体孔３８Ｈ及び気体貯留部材７４が筒体３８の高さ方向に沿って複数（３つ）設けられているので、液位Ｌ１、Ｌ２の上昇に伴い、上記した動作が繰り返される。そして、筒体３８内に気泡ＡＢが導入される毎に、筒体３８内の燃料が攪拌され、静電特性の均一化が図られる。
【００７２】
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（小比重燃料ＬＦと大比重燃料ＨＦとの混合燃料ＭＦ）が接触している。特に、筒体内性状センサ２６Ｆについては、その全体が小比重燃料ＬＦ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混合燃料ＭＦ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。
【００７３】
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、接触燃料における小比重燃料ＬＦと大比重燃料ＨＦとの混合比率が分かる。
【００７４】
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。
【００７５】
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には、筒体内性状センサ２６Ｆに接触している燃料と同種の燃料である混合燃料ＭＦ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。
【００７６】
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内にカップ内性状センサ２６Ｒが設けられている。
【００７７】
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。
【００７８】
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またはカップ内性状センサ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。
【００７９】
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、混合燃料ＭＦが接触している筒体内性状センサ２６Ｆまたは性状検知センサ２６Ｒの静電容量値は一定値（５０００ｐＦ）である。
【００８０】
第１実施形態のように、液位検知センサ２６Ｌに均一な燃料（図示の例では混合燃料ＭＦ）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。
【００８１】
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。
【００８２】
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。
【００８３】
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。
【００８４】
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での静電容量とカップ内性状センサ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。
【００８５】
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。
【００８６】
なお、給油後に所定時間経過すると、筒体３８の外部においても、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。
【００８７】
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内の混合燃料ＭＦが隔壁２４Ｐを超え、サブカップ２４内に送られる。
【００８８】
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内から溢れた混合燃料ＭＦ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内に、性状が均一化された混合燃料ＭＦが流入するので、液位の検知精度を高く維持できる。
【００８９】
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。
【００９０】
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。
【００９１】
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。
【００９２】
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。
【００９３】
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。
【００９４】
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。
【００９５】
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。
【００９６】
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。
【００９７】
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、液位Ｌ１、Ｌ２の上昇に伴って筒体３８内に気泡を導入することで、筒体３８内の燃料を攪拌して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。
【００９８】
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、気体貯留部材の構成が第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。
【００９９】
図１２に示すように、第３実施形態では、筒体３８の２つの側壁３８Ｃに、それぞれ複数（図示の例では一方の側壁３８Ｃに２つ、他方の側壁３８Ｃに３つ）の筒体孔３８Ｈ及び気体貯留部材７４が設けられている。そして、すべての気体貯留部材７４を考えると、気体貯留部材７４が高さ方向に重なっており、重なり部７４Ｌが生じている、これにより、筒体３８内の液位によらず、連続して気泡ＡＢが筒体３８内に導入される。すなわち、連続して（無段階で）筒体３８内の燃料を攪拌することができ、燃料の均一化を図る効果が高い。
【０１００】
なお、このように、複数の気体貯留部材７４で重なり部７４Ｌを設ける構成は、図１２に示したものに限定されない。たとえば、筒体３８の外壁３８Ａに筒体孔３８Ｈ及び気体貯留部材７４を設けた構成であっても、気体貯留部材７４の幅を外壁３８Ａの幅の半分以下にし、筒体孔３８Ｈ及び気体貯留部材７４外壁３８Ａにおいて左右交互に（千鳥状に）振り分けることで、複数の気体貯留部材７４を重なり部７４Ｌで重ならせた配置とすることが可能である。
【０１０１】
もちろん、本発明としては、気体導入手段は、筒体３８に対し１つのみ設けられていても、筒体３８内に気体を導入して気泡ＡＢを生じさせ、筒体３８内の燃料を攪拌することは可能である。
【０１０２】
第１実施形態のように、複数の気体手段を設けることで、筒体３８内に気体を導入する際の液位Ｌ２に対する依存度が小さくなる。そして、第３実施形態のように、複数の気体貯留部材７４（気泡導入手段）が高さ方向に重なり部７４Ｌを有する構成とすることで、筒体３８内の液位Ｌ２の上昇時に、実質的に連続して気泡ＡＢを筒体３８内に生じさせることができる
【０１０３】
次に、本発明の第４実施形態について説明する。第４実施形態では、筒体孔３８Ｈに流動抵抗部材を設けた点が第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。
【０１０４】
図１３に示すように、第４実施形態では筒体孔３８Ｈにメッシュ部材（上記した流動抵抗部材の一例）７８が設けられており、気体の流動（移動）に、第１実施形態よりも大きな抵抗が生じるようになっている。換言すれば、筒体孔３８Ｈの開口断面積を大きくしても、気体の流動（移動）に所定の抵抗を生じさせることが可能であるため、筒体孔３８Ｈの成形に高い精度が要求されない。
【０１０５】
そして、第４実施形態では、筒体３８内の液位Ｌ２が、筒体孔３８Ｈよりも高くなった状態、換言すれば、筒体３８内の液位Ｌ２と気体貯留部材７４内の液位Ｌ３との圧力ヘッド差ΔＨが、第１実施形態よりも大きい状態になるまで、気体貯留部材７４から筒体３８内への気体の移動が抑制される。筒体３８内では、気泡ＡＢが移動する長さが上下方向に長くなるので、燃料を攪拌する効果がより高くなる。
【０１０６】
次に、本発明の第５実施形態について説明する。第５実施形態では、筒体８０の全体的構造が、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。
【０１０７】
図１４に示すように、第５実施形態では、液位検知センサ２６Ｌが斜め上方を向くように、筒体３８が全体的に所定の傾斜角θで傾斜されている。
【０１０８】
したがって、第５実施形態では、筒体３８内を上昇する気泡ＡＢに対し、液位検知センサ２６Ｌが斜め下方に存在することになる。このため、筒体３８内で気泡ＡＢが液位検知センサ２６Ｌに接触することが抑制され、液位検知センサ２６Ｌにより液位検知に及ぼす気泡ＡＢの影響が小さくなる。
【０１０９】
次に、本発明の第６実施形態及び第７実施形態について説明する。第６実施形態及び第７実施形態では、気泡導入手段の構造が、第１実施形態と異なっているが、燃料タンク構造や、筒体の構成は、第１実施形態と同一であるので、図示を省略する。
【０１１０】
第６実施形態では、図１５に示すように、筒体３８の外壁３８Ａに気体貯留部材９２が設けられている。気体貯留部材９２の下側は開口部９２Ｈとなっている。気体貯留部材９２と外壁３８Ａとの間には、断面が略Ｌ字状の壁体９４が設けられている。壁体９４と体壁３８Ａとの隙間ＧＰの下部が、筒体孔３８Ｈと連通している。
【０１１１】
第７実施形態では、断面略逆Ｕ字状の気体貯留部材９６が、図示しない支持部材によって所定位置で支持されている。気体貯留部材９６の下側は開口部９６Ｈとなっている。気体貯留部材９６の上部と筒体孔３８Ｈの間は、気体移動管９８で接続されている。
【０１１２】
これらの第６実施形態あるいは第７実施形態の気泡導入手段の構成であっても、燃料タンク１４への給油時に、気体貯留部材９２、９６の内部に空気を貯留させ、この空気を気泡として筒体３８内に導入し、筒体３８内の燃料を攪拌することができる。
【０１１３】
さらに、燃料タンク１４の内部あるいは外部に液位Ｌ１、Ｌ２とは無関係にあらかじめ気体を貯留する部材を設けると共に、チューブ等で筒体３８内の所定箇所まで気体を導くことを可能にしておき、液位Ｌ１、Ｌ２の上昇時に、ポンプ等を用いて気体を強制的に筒体３８内に導入してもよい。
【０１１４】
要するに、本発明の気体貯留部材の構造は、上記した構造に限定されない。すなわち、燃料タンク１４の内部あるいは外部に気体を貯留し、筒体３８内の液位Ｌ２の上昇時に、燃料内に気体を導入できればよい。
【０１１５】
これらの構成と比較すると、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。
【０１１６】
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。
【０１１７】
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。
【０１１８】
上記各実施形態において、燃料出入口５６の数は１つに限定されず、複数であってもよい。複数の燃料出入口５６を備えた構造では、少なくとも１つの燃料で燃料出入口５６が筒体３８の下部にあれば、燃料タンク１４内の燃料が少ない状態でも、筒体３８の外部と内部とで燃料の流動が可能となる。
【０１１９】
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。
【０１２０】
液位検知センサ２６Ｌ及びカップ内性状センサ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。
【０１２１】
筒体孔３８Ｈの開口断面積は、筒体３８の内部から外部へ燃料が漏出することはなく、筒体３８の外部から内部への気体の流入に抵抗を生じさせるようになっていればよい。ただし、筒体３８における上部ほど、満タン液位ＨＬとのヘッド差が小さくなることを考慮すれば、筒体３８の上部にむかって、次第に開口断面積が大きくなるようにすればよい。すなわち、これによって、筒体３８の上部にむかうほど、筒体孔３８Ｈを気体が通過する際の抵抗が小さくなるので、満タン液位ＨＬとのヘッド差が小さくても、確実に筒体３８の外部から内部への気体を流入させることが可能になる。
【符号の説明】
【０１２２】
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
３８Ｈ      筒体孔（気泡導入手段）
７４  気体貯留部材（気泡導入手段）
【図１】
2014115263.tif 000003
【図２】
2014115263.tif 000004
【図３】
2014115263.tif 000005
【図４】
2014115263.tif 000006
【図５】
2014115263.tif 000007
【図６】
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【図７】
2014115263.tif 000009
【図８】
2014115263.tif 000010
【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
2014115263.tif 000014
【図１３】
2014115263.tif 000015
【図１４】
2014115263.tif 000016
【図１５】
2014115263.tif 000017
【図１６】
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