(57)【要約】【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。【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の燃料出入口５６には、燃料タンク１４内の燃料を貯留可能な燃料貯留部材５８が連通される。【選択図】図３
2014101805.tif 000002
【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、下部から内部への燃料の出入りが可能な筒体と、
前記燃料出入口により前記筒体内及び前記燃料タンク内と連通し、前記燃料タンク内の燃料を貯留可能な燃料貯留部材と、
を有する燃料タンク構造。
【請求項２】
前記燃料貯留部材の燃料貯留容積が、前記筒体内において前記液位検知センサが存在している部分の内容積よりも大きく設定されている請求項１に記載の燃料タンク構造。
【請求項３】
前記燃料タンク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又は請求項２に記載の燃料タンク構造。
【請求項４】
前記燃料タンク内に備えられ、燃料タンク内の燃料が収容されるサブカップを有し、
前記燃料性状センサが前記サブカップ内に備えられている請求項３に記載の燃料タンク構造。
【請求項５】
前記サブカップ内の燃料を前記筒体内に導入可能な燃料導入手段を有する請求項４に記載の燃料タンク構造。
【請求項６】
前記燃料導入手段が、
前記サブカップの上部と前記筒体の上部とを連通させる連通部と、
前記燃料タンク内の燃料を前記サブカップ内に圧送する圧送ポンプと、
を有する請求項５に記載の燃料タンク構造。
【請求項７】
前記燃料貯留部材が、前記サブカップの周囲に沿って延在されている請求項４〜請求項６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、下部から内部への燃料の出入りが可能な筒体と、前記燃料出入口により前記筒体内及び前記燃料タンク内と連通し、前記燃料タンク内の燃料を貯留可能な燃料貯留部材と、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いるが、筒体の下部から内部への燃料の出入りが可能である。さらに、この燃料タンク構造は、筒体内及び燃料タンク内と連通する燃料貯留部材を備えており、この燃料貯留部材には、燃料タンク内の燃料が貯留可能である。
【０００９】
そして、燃料タンクへの給油時には、給油された燃料が燃料貯留部内に流入すると、燃料貯留部材に貯留されていた燃料（給油前に燃料タンク内にあった燃料）は筒体内に移動する。燃料タンク内に残存する燃料と異なる特性の燃料（以下、「異種燃料」という）を給油した場合であっても、筒体内に、特性の異なる燃料が急激に導入されることが抑制される。このため、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、前記燃料貯留部材の燃料貯留容積が、前記筒体内において前記液位検知センサが存在している部分の内容積よりも大きく設定されている。
【００１１】
このように、燃料貯留部材の燃料貯留容積を、筒体内において液位検知センサが存在している部分の内容積よりも大きく設定することで、異種燃料の給油時でも、液位検知センサの全体で、異種燃料の接触を抑制できる。
【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、前記燃料タンク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。
【００１３】
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。
【００１４】
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、前記燃料タンク内に備えられ、燃料タンク内の燃料が収容されるサブカップを有し、前記燃料性状センサが前記サブカップ内に備えられている。
【００１５】
サブカップ内に燃料が収容されると共に性状検知センサが備えられるので、このようなサブカップがない構成と比較して、燃料液面が傾斜した状態でも、サブカップ内の燃料が性状検知センサに接触した状態を、より確実に維持できる。
【００１６】
サブカップ内に、燃料を外部に送出するための燃料ポンプを設けてもよい。この場合は、サブカップ内の燃料を、燃料ポンプから確実に吸上げることが可能となる。また、燃料性状センサがサブカップ外に設けられた構造と比較して、燃料ポンプに近い位置の燃料性状を知ることが可能となる。
【００１７】
請求項５に記載の発明では、請求項４に記載の発明において、前記サブカップ内の燃料を前記筒体内に導入可能な燃料導入手段を有する。
【００１８】
燃料タンクへの給油後に、サブカップ内の燃料を燃料導入手段によって、筒体内に導入することで、筒体内の燃料を一様に近づけることができ、より正確な液位検知が可能となる。
【００１９】
請求項６に記載の発明では、請求項５に記載の発明において、前記燃料導入手段が、前記サブカップの上部と前記筒体の上部とを連通させる連通部と、前記燃料タンク内の燃料を前記サブカップ内に圧送する圧送ポンプと、を有する。
【００２０】
サブカップの上部と筒体の上部とが連通部で連通している。このため、燃料タンク内の燃料を、圧送ポンプでサブカップ内に圧送すると、サブカップから溢れた燃料の全部又は一部が、連通部から筒体に流入する。連通部と圧送ポンプとを設ける簡単な構造で、サブカップ内の燃料を筒体内に導入可能となる。
【００２１】
請求項７に記載の発明では、請求項４〜請求項６のいずれか１項に記載の発明において、前記燃料貯留部材が、前記サブカップの周囲に沿って延在されている。
【００２２】
燃料貯留部材がサブカップの外側に過度に出っ張らないので、燃料タンクへの搭載が容易となる。
【発明の効果】
【００２３】
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】
【００２４】
【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直後の状態を図３と同様の断面で示す断面図である。
【図８】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９】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１０】本発明の第１実施形態の燃料タンク構造における給油から所定時間経過後の状態を図３と同様の断面で示す断面図である。
【図１１】本発明の第１実施形態の燃料タンク構造における給油から所定時間経過後の状態を図４と同様の断面で示す断面図である。
【図１２】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１３】本発明の第１実施形態の燃料タンク構造における給油直後の状態を図３と同様の断面で示す断面図である。
【図１４】本発明の第１実施形態の燃料タンク構造における給油から所定時間経過後の状態を図３と同様の断面で示す断面図である。
【図１５】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。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【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。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ＧＳ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。さらに燃料タンク１４内には、この燃料出入口５６を通じて筒体３８内と連続する燃料貯留部材５８が設けられている。特に本実施形態では、図４から分かるように、燃料貯留部材５８はサブカップ２４の周壁２４Ｓに沿って延在された略環状に形成されており、燃料出入口５６と反対側の端部が、燃料タンク１４内の下部（底壁１４Ｂの近傍）で開口する開口部５６Ｈとなっている。したがって、燃料貯留部５８は、筒体３８内及び燃料タンク１４内の双方と連通している。
【００４０】
燃料貯留部材５８の容積、すなわち、開口部５６Ｈから燃料出入口５６までに貯留できる燃料量（燃料貯留容積）は、筒体３８において、後述する液位検知センサ２６Ｌが存在している部分の容積以上とされている。
【００４１】
燃料タンク１４内の燃料は、燃料貯留部材５８及び燃料出入口５６を経て筒体３８内に出入りする。このため、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。
【００４２】
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。本発明の燃料導入手段６０は、燃料導入路６４とジェットポンプ４８を含んで構成されている。
【００４３】
さらに、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。
【００４４】
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。
【００４５】
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。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。
【００４６】
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、液位検知センサ２６Ｌが構成されている。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。第１ベース部２８Ａは筒体３８内に挿入されているため、液位検知センサ２６Ｌの周囲を、筒体３８が取り囲んでいる。
【００４７】
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、性状検知センサ２６Ｒが構成されている。ただし、性状検知センサ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。第２ベース部２８Ｂの先端はサブカップの底壁２４Ｂの近傍に達している。
【００４８】
液位検知センサ２６Ｌ及び性状検知センサ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。
【００４９】
性状検知センサ２６Ｒ及び液位検知センサ２６Ｌ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。
【００５０】
ここで、通常状態では、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、性状検知センサ２６Ｒの全体が燃料に浸漬される。そして、性状検知センサ２６Ｒ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、燃料タンク１４内の燃料性状を検知することが可能である。
【００５１】
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。
【００５２】
本実施形態では、１つのベース２８上に、性状検知センサ２６Ｒ及び液位検知センサ２６Ｌが構成されている。換言すれば、性状検知センサ２６Ｒ及び液位検知センサ２６Ｌ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】
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。
【００５４】
次に、本実施形態の燃料タンク構造１２の作用を説明する。
【００５５】
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。
【００５６】
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が燃料性状センサ２６Ｒに接触した状態を維持しやすくなる。
【００５７】
燃料ポンプ４０が駆動すると、導入配管５４を通じて燃料の一部がジェットポンプ４８に導入される。これにより、ジェットポンプ４８が駆動されるため、燃料ＧＳが一時収容部２４Ｔに送られる。そして、一時収容部２４Ｔから溢れた燃料は、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。
【００５８】
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。
【００５９】
以下では、相対的に比重の大きい大比重燃料ＨＦと、比重の小さい小比重燃料ＬＦ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。
【００６０】
まず、燃料タンク１４内に大比重燃料ＨＦ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内に小比重燃料ＬＦを給油する場合（図７参照）について説明する。
【００６１】
給油前のエンジン２０の駆動時には、燃料ポンプ４０が駆動され、燃料供給配管５２からのリターン燃料によってジェットポンプ４８が駆動される。このため、サブカップ２４内に燃料タンク１４内の大比重燃料ＨＦが導入されている。
【００６２】
この状態から、エンジン２０の停止により燃料ポンプ４０及びジェットポンプ４８が停止しても、筒体３８内の液位Ｌ２は、燃料タンク１４内の液位Ｌ１と一致している。また、サブカップ２４内には、隔壁２４Ｐの上端位置まで大比重燃料ＨＦが貯留されている。さらに、燃料貯留部材５８には、大比重燃料ＨＦが貯留されている。
【００６３】
ここで、小比重燃料ＬＦを燃料タンク１４内に給油すると、図７に示すように、給油直後は、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、大比重燃料ＨＦと小比重燃料ＬＦとは混ざり合う）。
【００６４】
大比重燃料ＨＦの一部は、図４に矢印Ｆ２で示すように、開口部５６Ｈから燃料貯留部材５８内に流入するため、燃料貯留部材５８内に貯留されていた大比重燃料ＨＦが、矢印Ｆ３で示すように、筒体３８内に移動する。筒体３８内では、大比重燃料ＨＦの液位Ｌ２が上昇し、燃料タンク１４内の液位Ｌ１と一致する。特に、燃料貯留部材５８の燃料貯留容積は、筒体３８内において液位検知センサ２６Ｌが存在している部分の容積よりも大きくされている。したがって、満タン液位ＨＬまで小比重燃料ＬＦを給油しても、筒体３８内に小比重燃料ＬＦは流入せず、液位検知センサ２６Ｌの全範囲に大比重燃料ＨＦが接触する。
【００６５】
また、サブカップ２４内には、大比重燃料ＨＦが貯留された状態が維持されているので、燃料性状センサ２６Ｒには、大比重燃料ＨＦが接触している。
【００６６】
すなわち、本実施形態の燃料タンク構造１２では、大比重燃料ＨＦが残存している燃料タンク１４内に小比重燃料ＬＦを給油しても、給油直後には、液位検知センサ２６Ｌと性状検知センサ２６Ｒの双方に、同種の燃料（大比重燃料ＨＦ）が接触している。特に、性状検知センサ２６Ｒ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が接触しているが、小比重燃料ＬＦは接触していない状態が実現されている。
【００６７】
実際に燃料タンク１４内の液位を検出するには、まず、性状検知センサ２６Ｒによって燃料の性状を検知する。すなわち、性状検知センサ２６Ｒ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、小比重燃料ＬＦであるか、もしくは大比重燃料ＨＦであるかが分かる（本実施形態の場合は、大比重燃料ＨＦであると分かる）。
【００６８】
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ので、この静電容量の値から、筒体３８内の液位Ｌ２を知り、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。
【００６９】
また、本実施形態では上記したように、大比重燃料ＨＦが残存している燃料タンク１４に、小比重燃料ＬＦを給油した場合であっても、液位検知センサ２６Ｌには、性状検知センサ２６Ｒに接触している燃料と同種の燃料である大比重燃料ＨＦが接触しており、小比重燃料ＬＦの接触は抑制されている。性状検知センサ２６Ｒ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。このため、より正確な液位検知が可能である。この点を、以下に詳述する。
【００７０】
図８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。
【００７１】
したがって、比較例に係る燃料タンク１１４において、大比重燃料ＨＦが残存している状態で小比重燃料ＬＦを給油すると、大比重燃料ＨＦ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。
【００７２】
図９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での静電容量を性状検知センサ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。
【００７３】
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、大比重燃料ＨＦが接触している性状検知センサ２６Ｒの静電容量値は一定値（５０００ｐＦ）である。
【００７４】
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ＧＳの接触面積）に比例する。性状検知センサ２６Ｒの静電容量値は一定値なので、静電容量比は、図９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。
【００７５】
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。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）となる。
【００７６】
特に、図９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及び性状検知センサ２６Ｒの電極の面積Ｓと電極間距離ｄが調整されている。
【００７７】
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。
【００７８】
これに対し、比較例の燃料タンク構造１１２では、小比重燃料ＬＦの給油により液位が上昇すると、液位検知センサ２６Ｌには、大比重燃料ＨＦと小比重燃料ＬＦの双方が接触するため、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。そして、比較例では、静電容量比としても、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、上記式（１）を用いて燃料タンク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。
【００７９】
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。
【００８０】
なお、給油後に所定時間経過すると、大比重燃料ＨＦと小比重燃料ＬＦとは混合する。以下では、混合した燃料を混合燃料ＭＦとする。図１０に示した例では、燃料タンク１４内に存在していた大比重燃料ＨＦに給油された小比重燃料ＬＦが混合し、燃料タンク１４内の下部に混合燃料ＭＦが存在している。
【００８１】
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がジェットポンプ４８によりサブカップ２４内に送られる。このように、性状が均一化された混合燃料ＭＦが性状検知センサ２６Ｒに接触するため、性状検知センサ２６Ｒにおける燃料性状の検知精度は高い。
【００８２】
さらにジェットポンプ４８の駆動時には、矢印Ｆ１で示すように、混合燃料ＭＦは隔壁２４Ｐを超え、サブカップ２４内から燃料導入路６４を通り、筒体３８内に上方から流入する。筒体３８内の燃料は、性状が均一化された混合燃料ＭＦへと置換され、この混合燃料ＭＦが液位検知センサ２６Ｌに接触する。液位検知センサ２６Ｌの上部と下部とで同じ混合比の燃料が接触するので、液位の検知精度も高くなる。筒体３８内の燃料は、図１１に矢印Ｆ５で示すように、燃料貯留部５８内を開口部５６Ｈに向かって流れ、矢印Ｆ６で示すように、開口部５６Ｈから燃料タンク１４内に戻される。
【００８３】
しかも、この場合でも、性状検知センサ２６Ｒ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、性状検知センサ２６Ｒで検知した燃料性状を用いることが可能である。すなわち、１つの性状検知センサ２６Ｒで、単に燃料の性状を検知するだけでなく、液位検知における基準を決めることができる。
【００８４】
上記では、大比重燃料ＨＦが残存している燃料タンク１４内に小比重燃料ＬＦを給油する場合を例示している。以下では、これとは逆に、燃料タンク１４内に大比重燃料ＨＦが残存している状態（図１２参照）において、大比重燃料ＨＦを給油する場合（図１３参照）を説明する。
【００８５】
この場合には、給油前のエンジン２０の駆動時には、燃料ポンプ４０及びジェットポンプ４８が駆動されるため、サブカップ２４内に燃料タンク１４内の小比重燃料ＬＦが導入されている。
【００８６】
エンジン２０の停止により、燃料ポンプ４０及びジェットポンプ４８が停止しても、筒体３８内の液位Ｌ２は、燃料タンク１４内の液位Ｌ１と一致している。また、サブカップ２４内には、隔壁２４Ｐの上端位置まで小比重燃料ＬＦが貯留されている。燃料貯留部材５８には、小比重燃料ＬＦが貯留されている。
【００８７】
ここで、大比重燃料ＨＦを燃料タンク１４内に給油すると、図１３に示すように、大比重燃料ＨＦが小比重燃料ＬＦよりも下に位置し、一時的に２層となる（経時的には、大比重燃料ＨＦと小比重燃料ＬＦとは混ざり合う）。
【００８８】
大比重燃料ＨＦの一部は、開口部５６Ｈから燃料貯留部材５８内に流入するため、燃料貯留部材５８内に貯留されていた小比重燃料ＬＦが筒体３８内に移動する。したがって、筒体３８内では、小比重燃料ＬＦの液位Ｌ２が上昇し、燃料タンク１４内の液位Ｌ１と一致する。満タン液位ＨＬまで大比重燃料ＨＦを給油しても、筒体３８内に大比重燃料ＨＦは流入せず、液位検知センサ２６Ｌの全範囲に小比重燃料ＬＦが接触する。
【００８９】
また、サブカップ２４内には、小比重燃料ＬＦが貯留された状態が維持されているので、燃料性状センサ２６Ｒには、小比重燃料ＬＦが接触している。
【００９０】
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に大比重燃料ＨＦを給油した場合であっても、給油直後に、液位検知センサ２６Ｌと性状検知センサ２６Ｒの双方に、同種の燃料（小比重燃料ＬＦ）が接触している。また、液位検知センサ２６Ｌでは、液位Ｌ２に応じて、部分的にあるいは全部に小比重燃料ＬＦが接触しているが、大比重燃料ＨＦは接触していない状態が実現されている。したがって、より正確な液位検知が可能である。
【００９１】
特に、小比重燃料ＬＦが残存する燃料タンク１４に大比重燃料ＨＦを給油すると、大比重燃料ＨＦが相対的に下層に位置するため、燃料貯留部材５８がない構造（たとえば、比較例として示した図８の構造を参照）では、大比重燃料ＨＦが液位検知センサ２６Ｌに接触する可能性が高い。しかし、本実施形態では、給油された大比重燃料ＨＦが液位検知センサ２６Ｌに接触することを抑制できる。すなわち、小比重燃料ＬＦが残存する燃料タンク１４に大比重燃料ＨＦを給油した場合に、より正確な液位検知を行う観点での寄与が大きい。
【００９２】
なお、給油後（所定時間経過後）には、図１４に示すように、大比重燃料ＨＦと小比重燃料ＬＦとは混合し、混合燃料ＭＦとなる。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、燃料タンク１４内の混合燃料ＭＦがジェットポンプ４８によりサブカップ２４内に送られる。性状が均一化された混合燃料ＭＦが性状検知センサ２６Ｒに接触するため、性状検知センサ２６Ｒにおける燃料性状の検知精度は高い。
【００９３】
さらにジェットポンプ４８の駆動時には、混合燃料ＭＦは隔壁２４Ｐを超え、サブカップ２４内から燃料導入路６４を通り、筒体３８内に上方から流入する。筒体３８内の燃料は、性状が均一化された混合燃料ＭＦへと置換され、この混合燃料ＭＦが液位検知センサ２６Ｌに接触する。液位検知センサ２６Ｌの上部と下部とで同じ混合比の燃料が接触するので、液位の検知精度も高くなる。
【００９４】
しかも、この場合でも、性状検知センサ２６Ｒ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、性状検知センサ２６Ｒで検知した燃料性状を用いることが可能である。すなわち、１つの性状検知センサ２６Ｒで、単に燃料の性状を検知するだけでなく、液位検知における基準を決めることができる。
【００９５】
第１実施形態において、性状検知センサ２６Ｒの位置は、サブカップ２４内に限定されないが、サブカップ２４内に配置すると、燃料ポンプ４０の駆動によってエンジン２０に送出される燃料の性状を検知できる。これに代えて、筒体３８内の下部に配置することも可能であり、この配置では、液位検知センサ２６Ｌの近傍で燃料性状を検知することが可能である。
【００９６】
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。
【００９７】
図１５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。第２ベース部２８Ｂには、第１実施形態に係る性状検知センサ２６Ｒに代えて、液位検知センサ７６Ｍが設けられている。
【００９８】
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。
【００９９】
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。
【０１００】
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９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。
【０１０１】
そして、第２実施形態においても、燃料タンク１４内の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、燃料貯留部材５８に貯留された燃料が筒体３８に移動することで、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。
【０１０２】
第２実施形態において、液位検知センサ７６Ｍは、サブカップ２４内に配置されていてもよいが、筒体３８内に配置されていてもよい。
【０１０３】
上記各実施形態では、燃料貯留部材５８の燃料貯留容積が、筒体３８内において液位検知センサ２６Ｌが存在している部分の内容積よりも大きく設定された例を挙げている。これにより、燃料貯留部材５８に貯留された燃料のすべてが筒体３８内に移動しても、液位検知センサ２６Ｌの全範囲で確実に同一種の燃料が接触した状態を維持できる。
【０１０４】
燃料貯留部材５８の構造（形状）は、上記したようにサブカップ２４を取り囲む環状に限定されず、たとえば、サブカップ２４を平面視したときに径方向外側へ筒状に延出された構造でもよい。燃料貯留部材５８を、サブカップ２４を取り囲む環状とすれば、サブカップ２４を平面視したときの出っ張りが少なくなり、サブカップ２４及び燃料貯留部材５８を燃料タンク１４内に搭載しやすい構造になる。
【０１０５】
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。この場合には、第１実施形態の性状検知センサ２６Ｒ及び第２実施形態の液位検知センサ２６Ｌは、上記したように筒体３８内に配置することが可能である。
【０１０６】
さらに、第１実施形態において性状検知センサ２６Ｒ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、燃料貯留部材５８に貯留された燃料が筒体３８に移動することで、液位検知センサ２６Ｌの全範囲に同一種の燃料が接触し、液位検知の精度が高くなる。
【０１０７】
上記各実施形態において、燃料導入手段６０が無い構造であってもよい。すなわち、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、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。燃料導入手段６０を備えると、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。なお、燃料導入手段６０は、燃料導入路６４とジェットポンプ４８とを有しているが、筒体３８内に燃料を導入するためには、ジェットポンプ４８を備えた構造とすることが好ましい。したがって、燃料導入路６４を追加して設けるだけで、燃料導入手段６０を構成できる。また、燃料導入路６４が無い構造とすれば、結果的に燃料導入手段６０が無い構造を実現できる。
【０１０８】
燃料導入路６４を設けない構造では、サブカップ蓋３２も省略する（あるいは燃料流出用の孔を設ける）ことで、サブカップ２４から溢れた燃料を燃料タンク１４内に戻すようにすればよい。
【０１０９】
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。
【符号の説明】
【０１１０】
１２  燃料タンク構造
１４  燃料タンク
２４  サブカップ
２６Ｌ      液位検知センサ
２６Ｒ      性状検知センサ
３８  筒体
４０  燃料ポンプ
４８  ジェットポンプ（圧送ポンプ、燃料導入手段）
５８  燃料貯留部材
６４  燃料導入路（連通部、燃料導入手段）
【図１】
2014101805.tif 000003
【図２】
2014101805.tif 000004
【図３】
2014101805.tif 000005
【図４】
2014101805.tif 000006
【図５】
2014101805.tif 000007
【図６】
2014101805.tif 000008
【図７】
2014101805.tif 000009
【図８】
2014101805.tif 000010
【図９】
2014101805.tif 000011
【図１０】
2014101805.tif 000012
【図１１】
2014101805.tif 000013
【図１２】
2014101805.tif 000014
【図１３】
2014101805.tif 000015
【図１４】
2014101805.tif 000016
【図１５】
2014101805.tif 000017