(57)【要約】【課題】燃料の液位の検出精度を良好に維持することができる燃料タンク構造を提供する。【解決手段】燃料タンク構造１０は、内部に燃料を収容可能な燃料タンク１２と、燃料タンク１２内に上下方向に沿って設けられ、燃料タンク１２の底面１２Ａに固定されると共に、下部に開口部１４Ｅを備えたケース１４と、ケース１４内に設けられ、ケース１４内の燃料の液位を検出可能な液位検出センサ３０と、開口部１４Ｅからケース１４の外側へ延出され、ケース１４内の空間と燃料タンク１２内の空間とを連通させる連通管２４と、連通管２４に対向配置された一対の電極２８Ａ及び電極２８Ｂと、を有する。【選択図】図１
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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、
前記燃料タンク内に設けられ、前記燃料タンクの底面から上方へ延在されると共に、下部に開口部を備えたケースと、
前記ケース内に設けられ、前記ケース内の燃料の液位を検出可能な液位検出センサと、
前記開口部から前記ケースの外側へ延出され、前記ケース内の空間と前記燃料タンク内の空間とを連通させる連通管と、
前記連通管に対向配置され、前記連通管内の静電容量を検出可能な一対の電極と、
を有する燃料タンク構造。
【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】
燃料タンク内に収容された燃料の液位を検出可能な燃料タンク構造において、特許文献１には、燃料タンク内にサブカップ（ケース）が設けられた燃料タンク構造が開示されている。ここで、特許文献１の燃料タンク構造では、サブカップの底壁に沿って性状センサが配置されており、上下方向に沿って液位センサが配置されている。また、燃料の濃度に応じて性状センサが検出する静電容量が異なる原理を利用して、燃料タンク内の燃料の濃度を検出している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１３−９１４４７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、燃料以外の液体（例えば、水など）が燃料タンクからサブカップ内に導入された場合、液体が性状センサに接触しなければ静電容量が変化しないため、燃料以外の液体を効果的に検出する観点から改善の余地がある。
【０００５】
本発明は、上記事実を考慮し、燃料以外の液体を効果的に検出することができる燃料タンク構造を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１に記載の本発明に係る燃料タンク構造は、内部に燃料を収容可能な燃料タンクと、前記燃料タンク内に設けられ、前記燃料タンクの底面から上方へ延在されると共に、下部に開口部を備えたケースと、前記ケース内に設けられ、前記ケース内の燃料の液位を検出可能な液位検出センサと、前記開口部から前記ケースの外側へ延出され、前記ケース内の空間と前記燃料タンク内の空間とを連通させる連通管と、前記連通管に対向配置され、前記連通管内の静電容量を検出可能な一対の電極と、を有する。
【０００７】
請求項１に記載の本発明に係る燃料タンク構造によれば、燃料タンク内にケースが設けられており、このケース内には、燃料の液位を検出可能な液位検出センサが設けられている。また、ケースの下部には、開口部を備えており、この開口部からケースの外側へ連通管が延出されている。これにより、ケース内の燃料の液位と燃料タンク内の燃料の液位とが同じ液位となり、液位検出センサで検出されたケース内の燃料の液位を燃料タンク内の燃料の液位とみなすことができる。
【０００８】
また、連通管には、一対の電極が対向配置されており、連通管内の静電容量を検出可能に構成されている。これにより、燃料タンク内に燃料以外の液体（例えば、水など）が混入している場合、この液体が連通管内に入り込んだ時点で、一対の電極間の静電容量が変化して燃料以外の液体を検出することができる。
【発明の効果】
【０００９】
以上説明したように、本発明に係る燃料タンク構造では、燃料以外の液体を効果的に検出することができるという優れた効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の実施形態に係る燃料タンク構造を示す側断面図である。
【図２】図１の２−２線断面図である。
【図３】本発明の実施形態に係るケース内に水が入り込んだ状態を示す側断面図と、液位検出センサ及び水検出センサの静電容量の推移を示すグラフである。
【図４】本発明の実施形態に係るケース内に水が入り込んだ状態を示す側断面図である。
【図５】本発明の実施形態に係るケースから水が押し出される状態を示す側断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、図面を参照して本発明の実施形態に係る燃料タンク構造１０について説明する。なお、各図において適宜示される矢印ＵＰは、燃料タンクの上方側を示している。また、本実施形態に係る燃料タンク構造１０は、自動車等の車両に設けられており、本実施形態では、燃料タンクの上方側と車両上下方向の上方側とが一致している。
【００１２】
（燃料タンク構造の構成）
図１に示されるように、本実施形態の燃料タンク構造１０は、液状の燃料を収容可能とする燃料タンク１２を備えている。燃料タンク１２は、箱状の容器であり、燃料による腐食への耐性、機械的強度、及び耐衝撃性などを考慮して素材が選定される。なお、本実施形態では、一例として、樹脂製の燃料タンク１２を用いているが、これに限らず、例えば、金属製としてもよい。また、本実施形態では、燃料の一例としてのガソリンを収容する燃料タンクとしているが、これに限らず、液状の燃料であれば他の燃料を収容してもよい。
【００１３】
燃料タンク１２内には、ケース１４が設けられている。ケース１４は、平面視で略矩形状に形成された箱状の樹脂部材であり、燃料タンク１２の底面１２Ａから上方へ延在されている。また、ケース１４は、燃料タンク１２の底面１２Ａに取り付けられており、ケース１４の下面と燃料タンク１２の底面１２Ａとが接触している。なお、本実施形態では、一例として、ケース１４を箱状に形成したが、これに限らず、他の形状に形成してもよく、例えば、平面視で略円形の円筒状に形成してもよい。
【００１４】
ここで、ケース１４を構成する一方の側壁１４Ａの下部には、開口部１４Ｅが設けられている。開口部１４Ｅは、燃料タンク１２の底面１２Ａの近傍に形成されており、後述する連通管２４を介してケース１４内の空間と燃料タンク１２内の空間とが連通するように形成されている。また、ケース１４の底面１４Ｃは、他方の側壁１４Ｂから側壁１４Ａへ向かって下方に傾斜されており、ケース１４内の燃料が燃料タンク１２内へ流出されるように構成されている。
【００１５】
ケース１４内の開口部１４Ｅが形成された側壁１４Ａの近傍には、ケース１４の天井１４Ｄから下方へ仕切壁１６が延出されている。仕切壁１６は、図２に示されるように、上方から見た断面が略円弧状に形成されており、側壁１４Ａと仕切壁１６とで閉断面を構成している。また、図１に示されるように、仕切壁１６は、開口部１４Ｅのやや上方まで直線状に延在されており、この仕切壁１６によってケース１４内が液位検出室１８と燃料導入室２０とに仕切られている。なお、液位検出室１８と燃料導入室２０とはケース１４の下部で連通されている。
【００１６】
ここで、燃料導入室２０の天井１４Ｄには、挿通孔１４Ｆが形成されており、この挿通孔１４Ｆから燃料導入室２０へ燃料配管２２が挿通されている。燃料配管２２は、円筒状の部材であり、図示しない燃料ポンプへ接続されている。
【００１７】
一方、ケース１４の側壁１４Ａには、開口部１４Ｅからケース１４の外側へ向かって連通管２４が延出されている。連通管２４は、図２に示されるように、平面視で略矩形状の筒体であり、ケース１４と同じ幅で形成されて燃料の流路を構成している。また、図１に示されるように、本実施形態では、一例として、連通管２４がケース１４と一体に形成されており、連通管２４の先端には、開口２４Ｃが形成されて燃料タンク１２内の空間に開放されている。なお、連通管２４の形状は、特に限定されず、例えば、略円筒状に形成してもよい。
【００１８】
さらに、連通管２４の天井２４Ａは、燃料タンク１２の底面１２Ａと略平行に形成されており、連通管２４の底面２４Ｂは、ケース１４の開口部１４Ｅ側から連通管２４の開口２４Ｃへ向かって下方に傾斜している。また、底面２４Ｂのケース１４側の端部は、開口部１４Ｅよりケース１４の内部まで延在されており、段差部２４Ｄを介してケース１４の底面１４Ｃに接続されている。これにより、ケース１４内の燃料が連通管２４を流れて燃料タンク１２内へ流出されるように構成されている。
【００１９】
ここで、通常、エンジンが作動している場合は、燃料ポンプが駆動されている。このため、燃料タンク１２内の燃料は、燃料ポンプに汲み上げられてエンジン等へ送り込まれる。また、燃料ポンプに汲み上げられた燃料の一部は、燃料配管２２を通って燃料導入室２０から液位検出室１８へ送り込まれる。このとき、ケース１４内の燃料は、燃料配管２２から送り込まれた燃料によって、連通管２４から燃料タンク１２内へ押し出される。これにより、燃料タンク１２内の燃料の液位と、ケース１４内の燃料の液位とが略同一の液位に維持される。
【００２０】
図２に示されるように、ケース１４の液位検出室１８には、液位検出センサ３０を構成する一対の液位検出用電極２６Ａ及び液位検出用電極２６Ｂが配置されている。液位検出用電極２６Ａ及び液位検出用電極２６Ｂは、対向配置されており、それぞれケース１４の側壁に沿って上下方向に延在されている（図１参照）。
【００２１】
図中下側に配置された液位検出用電極２６Ａには、端子２６Ｃが接続されている。端子２６Ｃは、図示しないセンサ回路と電気的に接続されており、液位検出用電極２６Ａの信号をセンサ回路へ送ることができるように構成されている。また、図中上側に配置された液位検出用電極２６Ｂには、端子２６Ｄが接続されており、端子２６Ｃと同様にセンサ回路と電気的に接続されている。
【００２２】
以上のように構成された液位検出センサ３０では、液位検出用電極２６Ａ及び液位検出用電極２６Ｂからの信号がセンサ回路へ送られることにより、液位検出用電極２６Ａと液位検出用電極２６Ｂとの間の静電容量を検出することができる。ここで、液位検出用電極２６Ａと液位検出用電極２６Ｂとの間に燃料が介在されると、誘電率の違いによって静電容量が変化するため、この原理を利用して液位検出室１８内に貯留された燃料の液位を検出することができる。詳細には、燃料に浸かっている液位検出用電極２６Ａ（液位検出用電極２６Ｂ）の面積が大きくなるほど、液位検出用電極２６Ａと液位検出用電極２６Ｂとの間の静電容量が大きくなる。このため、燃料の種類毎に予め決められた静電容量と液位との関係式から燃料の液位が算出される。
【００２３】
一方、図１に示されるように、連通管２４には、水検出センサ３２を構成する上下一対の電極（上部電極２８Ａ、下部電極２８Ｂ）が配置されている。上部電極２８Ａは、連通管２４の上部に配置されており、連通管２４の開口２４Ｃから天井２４Ａに沿って延在されている。また、本実施形態では、一例として、上部電極２８Ａを液位検出用電極２６Ａ及び液位検出用電極２６Ｂと同様の電極で形成している。
【００２４】
連通管２４の下部には、下部電極２８Ｂが配置されている。下部電極２８Ｂは、上部電極２８Ａと対向配置されており、連通管２４の底面２４Ｂに沿って開口２４Ｃから段差部２４Ｄまで延在されている。また、本実施形態では、一例として、液位検出用電極２６Ａ及び液位検出用電極２６Ｂと同様の電極で下部電極２８Ｂが形成されている。さらに、図２に示されるように、上部電極２８Ａには、端子２８Ｃが接続されており、下部電極２８Ｂには、端子２８Ｄが接続されている。
【００２５】
端子２８Ｃ及び端子２８Ｄは、端子２６Ｃ及び端子２６Ｄが接続されたセンサ回路へ接続されており、上部電極２８Ａ及び下部電極２８Ｂの信号をセンサ回路へ送ることができるように構成されている。以上のように構成された水検出センサ３２によれば、上部電極２８Ａと下部電極２８Ｂとの間の静電容量を検出できるようになっている。ここで、連通管２４は、ケース１４の下部に位置しており、通常は燃料で満たされた状態となっている。このため、通常は、水検出センサ３２が検出する静電容量は、燃料の増減に関わらずに一定となる。また、燃料の液位が上部電極２８Ａより下方まで下がった場合は、静電容量が小さくなる。
【００２６】
なお、本実施形態では、液位検出センサ３０として、一対の液位検出用電極２６Ａ及び液位検出用電極２６Ｂを備えたセンサを用いたが、これに限らず、他の構造のセンサを用いてもよい。この一例として、例えば、樹脂フィルム等の絶縁体で形成された長尺の基体上に複数の電極を配列して液位検出センサとしてもよい。この場合、長尺の液位検出センサをケース１４に沿って上下に配置すれば、複数の電極が上下方向に配列されることとなり、燃料に浸かっている電極と燃料に浸かっていない電極との境界を検出して燃料の液位を検出することができる。また、電極を用いずに液位を検出できるセンサとしてもよく、例えば、フロートを用いた液位検出センサでもよい。
【００２７】
（作用並びに効果）
次に、本実施形態の燃料タンク構造１０の作用並びに効果について説明する。図３に示されるように、燃料ＦＥがケース１４内に収容されており、液位検出用電極２６Ｂ（液位検出用電極２６Ａ）の上部まで燃料ＦＥに浸かっている。この状態における液位検出センサ３０が検出した静電容量、すなわち液位検出用電極２６Ａと液位検出用電極２６Ｂとの間の静電容量は、図中右側のグラフの実線Ｌ１で示されている。
【００２８】
一方、連通管２４は、燃料ＦＥに完全に浸かっており、この状態における水検出センサ３２の静電容量、すなわち上部電極２８Ａと下部電極２８Ｂとの間の静電容量は、図中右側のグラフの実線Ｌ３で示されている。なお、図３では、説明の便宜上、燃料タンク１２内の燃料ＦＥの液位が図示されていないが、ケース１４内の燃料ＦＥの液位と略同一の液位となっている。
【００２９】
ここで、燃料タンク１２内に水Ｗが混入されている場合、エンジンが停止して燃料ポンプが駆動していない状態では、水Ｗがケース１４内へ流れ込む場合がある。また、燃料ポンプが駆動している状態であっても、車体が傾いた場合は水Ｗがケース１４内へ流れ込む場合がある。以下の説明では、水Ｗがケース１４内に流れ込んだ場合について説明する。なお、これに限らず、燃料以外の液体が流れ込んだ場合についても同様である。
【００３０】
初めに、図中右側のグラフにおける時間Ｔ１では、水Ｗは、ケース１４の外側の位置（図中一番左側の位置）にある。このため、液位検出センサ３０及び水検出センサ３２が検出する静電容量は変化していない。
【００３１】
次に、時間Ｔ２では、水Ｗは、開口２４Ｃから連通管２４へ流入して上部電極２８Ａと下部電極２８Ｂとの間に位置している。ここで、本実施形態で使用されている燃料ＦＥの誘電率は、水の誘電率より小さいため、上部電極２８Ａと下部電極２８Ｂとの間に水が介在した状態では、燃料ＦＥのみが介在した状態と比較して検出される静電容量が大きくなる。このため、水検出センサ３２に検出された静電容量が急に大きくなり、燃料ＦＥ以外の液体が連通管２４へ流入したこと検出することができる。
【００３２】
次に、時間Ｔ３では、連通管２４からケース１４内へ流入した水Ｗが液位検出室１８に入り込んでいる。この状態では、液位検出用電極２６Ａと液位検出用電極２６Ｂとの間に水Ｗが介在されているので、本来であれば、液位検出センサ３０が検出した静電容量が大きくなってグラフのＬ２で示される静電容量となる。これに対して、本実施形態では、水検出センサ３２で水Ｗが検出されているため、液位検出センサ３０が検出した静電容量を補正して液位の増加が打ち消される。これにより、水検出センサ３２が設けられていない場合と比較して、燃料ＦＥの液位を精度良く検出することができる。
【００３３】
また、本実施形態では、連通管２４の底面２４Ｂ及びケース１４の底面１４Ｃが燃料タンク１２の底面１２Ａに対して傾斜されている。これにより、燃料ポンプが停止している状態であっても、水などの燃料ＦＥ以外の液体が連通管２４からケース１４内へ流入するのを抑制することができる。
【００３４】
さらに、本実施形態では、ケース１４から延出された連通管２４に上部電極２８Ａ及び下部電極２８Ｂを配置しているため、燃料ＦＥ以外の液体が液位検出室１８へ到達する前に燃料以外の液体を検出することができる。これにより、補正後の静電容量に対応する液位を燃料の残量計等に表示させることができる。
【００３５】
次に、図４に示されるように、燃料ポンプが駆動していない状態でケース１４内に水Ｗが集まって大きくなると、ケース１４の底面１４Ｃが傾斜していてもケース１４外へ流出しない場合がある。このような場合であっても、図５に示されるように、燃料ポンプを駆動させて燃料ＦＥをケース１４内へ送り込むことにより、開口部１４Ｅの近傍の水Ｗを連通管２４から燃料タンク１２へ押し出すことができる。また、本実施形態では、ケース１４の底面１４Ｃと連通管２４の底面２４Ｂとの間に段差部２４Ｄが設けられているので、水Ｗが分断され易くなっている。
【００３６】
以上のようにして、燃料ポンプを駆動させることにより、水Ｗを徐々にケース１４の外側へ流出させることができる。なお、上記の例では、水Ｗが大きくなった状態で燃料ポンプを駆動させたが、これに限らず、例えば、図３の時間Ｔ２において、水検出センサ３２が燃料以外の液体を検出した時点で、燃料ポンプを駆動させて水Ｗがケース１４内へ入り込むのを抑制する構成としてもよい。
【００３７】
以上、本発明の実施形態に係る燃料タンク構造１０について説明したが、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々なる態様で実施し得ることは勿論である。例えば、図１では、連通管２４の上部及び下部に上部電極２８Ａ及び下部電極２８Ｂを対向配置したが、これに限らず、例えば、連通管２４の幅方向に一対の電極を対向配置してもよい。
【符号の説明】
【００３８】
１０    燃料タンク構造
１２    燃料タンク
１２Ａ  底面（燃料タンクの底面）
１４    ケース
１４Ｅ  開口部
２４    連通管
２８Ａ  上部電極（電極）
２８Ｂ  下部電極（電極）
３０    液位検出センサ
ＦＥ    燃料
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
2015112899.tif 000006
【図５】
2015112899.tif 000007