(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料システムにおいて、前記燃料システムは、
第１及び第２のタンク部分であって、前記第１及び第２のタンク部分が実質的に等しい蒸気圧を有するように互いに連通している、前記第１及び第２のタンク部分と、
前記第１及び第２のタンク部分にそれぞれ設けられた、第１及び第２の燃料ポンプと、
前記第１及び第２のタンク部分の間においていずれかの移送方向に燃料を移送するためのクロスオーバー燃料ラインであって、前記移送方向は前記第１及び第２のタンク部分内の燃料の相対的レベルによって定まるように構成された、前記クロスオーバー燃料ラインと、
前記第１のタンク部分に設けられた第１ジェットポンプであって、前記第１ジェットポンプは、前記クロスオーバー燃料ラインを通して燃料を引き出すために、前記クロスオーバー燃料ラインに連通する、前記第１ジェットポンプと、
前記第２のタンク部分に設けられた第２ジェットポンプであって、前記第２ジェットポンプは、前記クロスオーバー燃料ラインを通して燃料を引き出すために、前記クロスオーバー燃料ラインに連通する、前記第２ジェットポンプと、
を有する、燃料システム。
【請求項２】
請求項１に記載の燃料システムにおいて、前記第１及び第２のタンク部分はサドル・タンクを画成する、前記燃料システム。
【請求項３】
請求項１に記載の燃料システムにおいて、前記燃料システムは、更に、
前記第１タンク部分に設けられた第１燃料リザーバであって、前記第１燃料ポンプは前記第１燃料リザーバから燃料を吸い込むように構成された、前記第１燃料リザーバと、
前記第２タンク部分に設けられた第２燃料リザーバであって、前記第２燃料ポンプが前記第２燃料リザーバから燃料を吸い込むように構成された、前記第２燃料リザーバと、
を有する、前記燃料システム。
【請求項４】
請求項３に記載の燃料システムにおいて、
前記第１ジェットポンプは、前記第１リザーバに連通する第１の出口を有し、前記第２ジェットポンプは、前記第２リザーバに連通する第２の出口を有する、前記燃料システム。
【請求項５】
請求項４に記載の燃料システムにおいて、前記クロスオーバー燃料ラインは、前記第１及び第２のタンク部分の内部の燃料の相対的レベルに応じて、燃料を、前記第１タンク部分から前記第２リザーバに移送し、又は、前記第２タンク部分から前記第１リザーバに移送する、前記燃料システム。
【請求項６】
請求項１に記載の燃料システムにおいて、前記燃料システムは、更に、
前記第１タンク部分に設けられた第１燃料ピックアップチューブであって、前記第１燃料ピックアップチューブは、第１入口と、前記第１ジェットポンプに連通した第１出口と、前記第１タンク内の燃料のレベルが十分な場合に開放し、また、前記第１タンク内の燃料のレベルが不十分な場合に閉鎖するため、前記第１入口と前記第１出口の間に設けられた、第１バルブとを含む、前記第１燃料ピックアップチューブと、
第２タンク部分に設けられた第２燃料ピックアップチューブであって、前記第２燃料ピックアップチューブは、第２入口と、前記第２ジェットポンプに連通した第２出口と、前記第２タンク内の燃料のレベルが十分な場合に開放し、また、前記第２タンク内の燃料のレベルが不十分な場合に閉鎖するため、前記第２入口と前記第２出口の間に設けられた、第２バルブとを含む、前記第２燃料ピックアップチューブと、
を有する、前記燃料システム。
【請求項７】
請求項６に記載の燃料システムにおいて、前記第１及び第２のバルブは、それぞれ、第１及び第２の遮断部材を含み、前記第１及び第２のバルブは、燃料が存在する状態でそれぞれの遮断部材が上昇位置にあるときに、開放位置にあって、燃料がそれぞれの入口に入ることを可能にし、前記第１及び第２のバルブは、燃料が存在しない状態でそれぞれの遮断部材が下降位置にあるときに、閉鎖位置にあって、空気及び空気蒸気がそれぞれの入口に進入することを防止するように構成された、前記燃料システム。
【請求項８】
請求項７に記載の燃料システムにおいて、前記第１及び第２のバルブは、前記燃料システムが作動していない場合にも閉鎖位置にある、前記燃料システム。
【請求項９】
請求項７に記載の燃料システムにおいて、前記クロスオーバー燃料ラインは、前記第１又は第２のバルブのいずれか一方が閉鎖位置にあるとき、燃料を前記第１及び第２のタンク部分間で移送する、前記燃料システム。
【請求項１０】
請求項９に記載の燃料システムにおいて、前記クロスオーバー燃料ラインは、前記第２バルブが閉鎖位置にあるとき、前記第１タンク部分から前記第２タンク部分に燃料を移送する、前記燃料システム。
【請求項１１】
請求項９に記載の燃料システムにおいて、前記クロスオーバー燃料ラインは、前記第１バルブが閉鎖位置にあるとき、前記第２タンク部分から前記第１タンク部分に燃料を移送する、前記燃料システム。
【請求項１２】
第１の全圧Ｈtotal1を備えた第１燃料移送ユニットと、第２の全圧Ｈtotal2を備えた第２燃料移送ユニットとを有する、燃料システムにおいて、前記燃料システムは、
第１及び第２のタンク部分であって、前記第１及び第２のタンク部分は、実質的に等しい蒸気圧を有し、かつ、第１燃料圧力Ｈf1と第２燃料圧力Ｈf2をそれぞれ発生する第１及び第２の燃料レベルを含むように、互いに連通する、前記第１及び第２のタンク部分と、
前記第１及び第２のタンク部分にそれぞれ設けられた、第１及び第２の燃料ポンプと、
前記第１及び第２のタンク部分の内部の燃料の相対的レベルによって定まるいずれかの移送方向に、前記第１及び第２のタンク部分間で燃料を移送するための、クロスオーバー燃料ラインと、
前記クロスオーバー燃料ラインに連通した前記第１タンク部分内に設けられ、かつ、第１の吸引圧力Ｈs1を発生する、第１ジェットポンプと、
前記クロスオーバー燃料ラインと連通した前記第２タンク部分内に設けられ、かつ、第２の吸引圧力Ｈs2を発生する、第２ジェットポンプと、
前記第１タンク部分に設けられた第１燃料ピックアップチューブであって、前記第１燃料ピックアップチューブは、第１入口と、前記第１ジェットポンプに連通した第１出口と、前記第１タンク内の燃料のレベルが十分な場合に開放し、また、前記第１タンク内の燃料のレベルが不十分な場合に閉鎖するため、前記第１入口と前記第１出口の間に設けられた、第１バルブとを含み、前記第１バルブは、開放位置まで上昇させるためには第1の圧力水頭Ｈb1が必要であるように較正された、第１遮断部材を含む、前記第１燃料ピックアップチューブと、
前記第２タンク部分に設けられた第２燃料ピックアップチューブであって、前記第２燃料ピックアップチューブは、第２入口と、前記第２ジェットポンプに連通した第２出口と、前記第２タンク内の燃料のレベルが十分な場合に開放し、また、前記第２タンク内の燃料のレベルが不十分な場合に閉鎖するため、前記第２入口と前記第２出口の間に設けられた、第２バルブとを含み、前記第２バルブは、開放位置まで上昇させるために第２の圧力水頭Ｈb2を必要とするように較正された第２遮断部材を含む、前記第２燃料ピックアップチューブとを備えており、
前記第１燃料移送ユニットについての全圧は、
【式１】
0003811357.tif 000008
であり、前記第２燃料移送ユニットについての全圧は、
【式２】
0003811357.tif 000009
である、燃料システム。
【請求項１３】
請求項１２に記載の燃料システムにおいて、
【式３】
0003811357.tif 000010
のとき、燃料が前記クロスオーバーラインを通って、前記第１タンク部分から前記第２タンク部分まで移送される、前記燃料システム。
【請求項１４】
請求項１２に記載の燃料システムにおいて、
【式４】
0003811357.tif 000011
のとき、燃料が前記クロスオーバーラインを通って、前記第２タンク部分から前記第１タンク部分まで移送される、前記燃料システム。
【請求項１５】
請求項１２に記載の燃料システムにおいて、
【式５】
0003811357.tif 000012
であり、かつ、
【式６】
0003811357.tif 000013
であるとき、前記第１及び第２のバルブが開放位置にあり、燃料をそれぞれの入口に進入でき、
【式７】
0003811357.tif 000014
であり、かつ、
【式８】
0003811357.tif 000015
であるとき、前記第１及び第２のバルブは閉鎖位置にあり、空気及び空気の蒸気がそれぞれの入口に進入しないように構成された、前記燃料システム。
【請求項１６】
請求項１２に記載の燃料システムにおいて、
【式９】
0003811357.tif 000016
で、かつ、
【式１０】
0003811357.tif 000017
のとき、それぞれのタンク部分内の燃料レベルが不十分である場合、前記第１及び第２のバルブは閉鎖位置にある、前記燃料システム。
【請求項１７】
請求項１２に記載の燃料システムにおいて、前記第１の圧力水頭Hb1及び前記第２の圧力水頭Hb2は、それぞれの第1及び第２の遮断部材の重量と表面積との間の比を変化させることにより較正される、前記燃料システム。
【請求項１８】
請求項１２に記載の燃料システムにおいて、前記燃料システムが作動していない場合には、
【式１１】
0003811357.tif 000018
で、かつ、
【式１２】
0003811357.tif 000019
であり、前記燃料システムが作動していないときに、
【式１３】
0003811357.tif 000020
で、かつ、
【式１４】
0003811357.tif 000021
である場合には、前記第１及び第２バルブが閉鎖位置にある、前記燃料システム。
【請求項１９】
燃料システムにおいて、
実質的に等しい蒸気圧を有するように互いに連通した、第１及び第２のタンク部分と、
前記第１及び第２のタンク部分にそれぞれに設けられた、第１及び第２の燃料ポンプと、
前記第１タンク部分に設けられた第１燃料リザーバであって、前記第１燃料ポンプが前記第１燃料リザーバから燃料を吸い込むように構成された、前記第１燃料リザーバと、
前記第２タンク部分に設けられた第２燃料リザーバであって、前記第２燃料ポンプが前記第２燃料リザーバから燃料を吸い込むように構成された、第２燃料リザーバと、
前記第１及び第２のタンク部分内の燃料の相対的レベルで決まるいずれかの移送方向に、燃料を前記第１及び第２のタンク部分間で移送するためのクロスオーバー燃料ラインと、
前記クロスオーバー燃料ラインを通して燃料を引き出すように前記クロスオーバー燃料ラインに連通する、前記第１タンク部分に設けられた第１ジェットポンプであって、前記第１ジェットポンプは前記第１リザーバに連通する第１出口を有する、前記第１ジェットポンプと、
前記クロスオーバー燃料ラインを通して燃料を引き出すように前記クロスオーバー燃料ラインに連通する、前記第２タンク部分に設けられた第２ジェットポンプであって、前記第２ジェットポンプは前記第２リザーバに連通する第２出口を有する、前記第２ジェットポンプと、
前記第１タンク部分に設けられた第１燃料ピックアップチューブであって、第１入口と、前記第１ジェットポンプに連通した第１出口と、前記第１タンク内の燃料のレベルが十分な場合に開放し、また、前記第１タンク内の燃料のレベルが不十分な場合に閉鎖するように、前記第１入口と前記第１出口の間に設けられた第１バルブとを含み、前記第１バルブは第１遮断部材を含み、前記第１バルブは、燃料が存在する状態で前記第１遮断部材が持ち上げ位置にあるとき、燃料を前記第１入口に流入させることができる開放位置にあり、前記第１バルブは、燃料が存在しない状態で前記第１遮断部材が下降位置にあるとき、空気と空気蒸気が前記第１入口に流入することを防止する閉鎖位置にあるように構成された、前記第１燃料ピックアップチューブと、
前記第２タンク部分に設けられた第２燃料ピックアップチューブであって、第２入口と、前記第２ジェットポンプに連通した第２出口と、前記第２タンク内の燃料のレベルが十分な場合に開放し、また、前記第２タンク内の燃料のレベルが不十分な場合に閉鎖するように、前記第２入口と前記第２出口の間に設けられた第２バルブとを含み、前記第２バルブは第２遮断部材を含み、前記第２バルブは、燃料が存在する状態で前記第２遮断部材が持ち上げ位置にあるとき、燃料が前記第２入口に流入することができる開放位置にあり、前記第２バルブは、燃料が存在しない状態で前記第２遮断部材が下降位置にあるとき、空気及び空気蒸気が前記第２入口に流入することを防止する閉鎖位置にある、前記第２燃料ピックアップチューブと、
を有する、燃料システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動車用燃料送出システムに関し、更に詳細には、二股燃料タンクのデュアル燃料ポンプ送出システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に「サドル・タンク」とも呼ばれる二股燃料タンクを一個の燃料ポンプを備えた燃料送出システムと関連して使用することが周知である。このようなシステムでは、リザーバが燃料ポンプを取り囲んでおり、このリザーバは、燃料がポンプに常に供給されるように常に充填される。通常は、燃料は、燃料ポンプを収容した二股タンク部分から燃料ポンプに吸い込まれるが、燃料レベルが低いか或いは車輛の挙動により燃料ポンプの入口が燃料を吸い込むことができない場合には、燃料ポンプは燃料を直ちにリザーバから吸い込む。ジェットポンプを使用し、燃料を、クロスオーバーラインを通してタンクの両二股部分から吸い込み、燃料をリザーバに圧送する。リザーバは、通常は溢流し、余分の燃料が、燃料ポンプを収容した二股タンク部分を充填する。これにより、燃料が二股タンク部分のいずれに留まろうとも燃料ポンプで利用できる。
［特許文献１］  米国特許第3,884,255号
［特許文献２］  米国特許第4,683,864号
［特許文献３］  米国特許第4,838,307号
［特許文献４］  米国特許第4,860,714号
［特許文献５］  米国特許第5,020,566号
［特許文献６］  米国特許第5,078,169号
［特許文献７］  米国特許第5,163,466号
［特許文献８］  米国特許第5,197,444号
［特許文献９］  米国特許第5,360,034号
［特許文献１０］  米国特許第5,450,832号
［特許文献１１］  米国特許第5,623,910号
［特許文献１２］  米国特許第5,647,328号
［特許文献１３］  米国特許第5,647,329号
［特許文献１４］  米国特許第5,732,684号
［特許文献１５］  米国特許第5,850,851号
［特許文献１６］  米国特許第5,875,816号
［特許文献１７］  米国特許第5,881,698号
［特許文献１８］  米国特許第5,896,846号
［特許文献１９］  米国特許第5,983,932号
［特許文献２０］  米国特許第6,276,342号
［特許文献２１］  DE 196 27 578
［特許文献２２］  EP 0 979 939
［特許文献２３］  EP 0 997 633
【０００３】
今日の高性能高出力の自動車は、単一の燃料ポンプで提供できるよりも大きな流量で燃料をエンジンに供給する必要がある。必要な燃料をエンジンに送出するため、並列に作動する二つの燃料ポンプを使用することが必要となった。二股タンクは、デュアル燃料ポンプ送出システムを使用するための適当な環境を提供する。これは、二股タンクの二つの部分の各々に燃料ポンプを一つずつ収容することができるためである。エンジンが両燃料ポンプからの燃料流れを要求するため、両タンク部分及び両燃料ポンプに十分な量の燃料があるということが重要である。自動車の挙動（タンクの二股壁に燃料が衝突し跳ね返ることを繰り返す。）、タンクの充填の度合い、燃料ポンプの流れ特性の変化等のため、二股部分での燃料レベルは、多くの場合、等しくない。
【０００４】
このような移送を行うための一つの方法は、二股壁を越えて燃料を移送する専用のクロスオーバー燃料ラインを各々有する二つのジェットポンプを使用することである。これは、単一の燃料ポンプ送出システムとともに使用するために上文中に説明したシステムと同様であり、デュアル燃料ポンプを収容するために二重にしてあるだけである。第１クロスオーバー燃料ラインは第１ジェットポンプに連結されており、第２二股部分から第１二股部分のリザーバへの燃料移送専用である。第２クロスオーバー燃料ラインは第２ジェットポンプに連結されており、第１二股部分から第２二股部分のリザーバへの燃料移送専用である。理想的には、互いに独立して作動する両ジェットポンプ及びクロスオーバーラインは、タンクが空になるとき、タンクの二股部分の燃料レベルを等しくする。
【０００５】
二股タンク内の燃料レベルを等しくするために独立した専用の二つのジェットポンプ−クロスオーバーラインシステムを使用することと関連した問題点は、多くの場合、ジェットポンプの効率が異なるため、一方の二股部分が他方の二股部分よりも前に空になってしまうということである。一方のジェットポンプの効率が他方よりも高いと、効率が高い方のジェットポンプが、そのそれぞれの二股部分を、効率が劣る方のジェットポンプが燃料をそのそれぞれの二股部分から供給できるよりも早く空にしてしまう。このように、効率が劣る方のジェットポンプは、二股部分間の燃料レベルを等しくできない。一方の二股部分が最初に空になり、それぞれの燃料ポンプが燃料を十分に供給できない場合には、燃料流れの中断が起こり、ＨＣエミッション及びＮＯＸエミッションが高くなり、エンジン及び触媒コンバータの信頼性が危険に曝される。エンジンを損傷する危険があることに加え、燃料を全く圧送せずに燃料ポンプを作動させ続けることにより燃料ポンプが損傷する危険がある。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、両ジェットポンプと連通した単一のクロスオーバー燃料ラインを組み込むことにより、これらの問題点を解決する。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
二つのシャットルバルブが単一のクロスオーバーラインを通る燃料の流れ方向を制御し、タンクが空になるまで両二股部分内の燃料レベルを実質的に等しく維持する。一方の二股部分が他方の二股部分よりも前に空になった場合には、両ジェットポンプは燃料が残っている二股部分から燃料を吸い込むことにより、両二股部分が実質的に空になるまで、両燃料ポンプが燃料をエンジンに提供し続けるようにする。二つの独立した専用のジェットポンプ及びクロスオーバーラインを使用するのとは異なり、燃料は必要な場合にだけ移送される。これは、両タンク部分の間で燃料を常に互いに圧送し合うのとは逆である。
【０００８】
本発明のこの他の特徴及び利点は、以下の詳細な説明、特許請求の範囲、及び添付図面を検討することにより、当業者に明らかになるであろう。
本発明の一実施例を詳細に説明する前に、本発明の用途は、以下の説明に記載され且つ添付図面に例示された構造の詳細及び構成要素の構成に限定されないということは理解されるべきである。本発明は、他の実施例が可能であり、様々な方法で実施できる。更に、本明細書中で使用した言い回しや用語は説明のためのものであって、限定であると見做すべきではないということは理解されるべきである。「含む」及び「有する」及び本明細書中で使用したこれらと同様の用語は、以下に挙げるもの及びその等価物並びに追加のものを含むということを意味する。
【０００９】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明を具体化した燃料システム１０を示す。この燃料システム１０は、比較的大きな燃料流量を必要とする内燃エンジン１４（即ち過給機付きエンジン）と関連して使用するようになっている。第１タンク部分３０及び第２タンク部分３４を持つ二股燃料タンク１８が図１及び図２に示してある。この種の二股燃料タンクは、その鞍状形状のため、「サドル・タンク」として一般に周知である。壁即ち背部３８が第１及び第２のタンク部分３０と３４とを部分的に分離するが、タンク１８を全体に亘って単一の蒸気圧に維持できる。タンク１８は必ずしも図示のように二股になっていなくてもよいが、タンク部分３０、３４に共通の蒸気圧を加えることができる任意の他の方法で二股にされているのがよい。
【００１０】
第１及び第２のタンク部分３０、３４は、実質的に同じ第１及び第２の燃料送出モジュール４２、４６をそれぞれ収容する。第１及び第２の燃料送出モジュール４２、４６は、頂部が少なくとも部分的に開放した第１及び第２のリザーバ５０、５４をそれぞれ、及びそれぞれのリザーバ５０、５４の内側の第１及び第２の燃料ポンプ５８、６２を含む。これらの燃料ポンプ５８、６２は、燃料７４をエンジン１４に第１燃料供給ライン２２及び第２燃料供給ライン２６のそれぞれを介して供給する。
【００１１】
燃料ポンプ５８、６２は実質的に同じであり、当該技術分野で周知のように、二股タンク部分３０、３４のそれぞれから、又はそれぞれのリザーバ５０、５４から燃料を直接的に吸い込むことができる。タンク部分３０、３４に十分な燃料７４がある場合には、ポンプ５８、６２は、燃料をそれぞれのタンク部分３０、３４から吸い込む。タンク部分３０、３４内の燃料７４の量が不十分である場合、又は車輛の挙動によりポンプ入口（図示せず）のところで燃料７４が得られない場合には、ポンプ５８、６２は、燃料をそれぞれのリザーバ５０、５４から吸い込む。これにより、燃料ポンプ５８、６２は、燃料レベルが低い期間中及び車輛の挙動が激しい期間中に燃料７４の供給を常に利用できる。
【００１２】
エンジン１４が両燃料ポンプ５８、６２からの燃料流れを必要とするため、燃料ポンプ５８、６２のいずれかからの燃料流れが中断すると、エンジン１４及び触媒コンバータ（図示せず）が損傷してしまう。これは回避しなければならない。更に、燃料ポンプ５８、６２は、公称期間中に燃料７４なしで作動した場合にも損傷してしまう。このような損傷を回避するため、燃料７４を、以下に説明するように、リザーバ５０、５４に常に供給する。燃料７４を常に供給するということは、リザーバ５８、６２が通常の作動中に実質的に常に一杯であり、それぞれのタンク部分３０、３４内に溢流しているということを意味する。
【００１３】
第１及び第２の燃料移送ユニット１１０、１１４がそれぞれのタンク部分３０、３４にそれぞれの燃料送出モジュール４２、４６と隣接して配置されており、燃料をタンク部分３０、３４からそれぞれのリザーバ５０、５４内に移送する。燃料移送ユニット１１０、１１４は実質的に同じであり、共通のエレメントには同じ参照番号が附してある。燃料移送ユニット１１４だけを詳細に説明する。燃料移送ユニット１１０及び１１４の構成要素と特徴との区別は、明確に行われる。
【００１４】
燃料移送ユニット１１４は、ジェットポンプ１１８及び燃料ピックアップチューブ１２６を含む。ジェットポンプ１１８（図４参照）は、ベンチュリ効果を使用して作動する。このジェットポンプは、高圧燃料７４を受け入れて一般に理解されるように圧力を速度に変換するための制限直径部分１３８を持つ入口１３４を含む。供給チューブ１４０が入口１３４に連結されており、燃料７４を、燃料ポンプ６２から来入する高圧エンジン供給の逸らされた部分からジェットポンプ１１８に（図１及び図２参照）供給する。別の態様では、燃料をタンク１８に戻す調整戻しライン（図示せず）から燃料をジェットポンプ１１８に供給できる。
【００１５】
高速の燃料７４が出口１４２を通ってジェットポンプ１１８を出る。出口１４２には出口チューブ１４４が連結されており、この出口チューブ１４４はリザーバ５４と連通している。好ましくは、出口チューブ１４４は、燃料が飛び散って蒸気圧を上昇させることがないように、燃料７４が充填済リザーバ５４に燃料表面レベル以下で進入するように、リザーバ５４と連通している。図４でわかるように、ジェットポンプ１１８は、ピックアップチューブ１２６に連結されており且つこのチューブと連通したピックアップチューブコネクタ部分１５０を持つ中間部分１４６を含む。ジェットポンプ１１８は、ボア１５３（図４参照）を通して中間部分１４６と連通したコネクタ部分１５２（図２参照）を更に有する。
【００１６】
燃料ピックアップチューブ１２６は、タンク部分３４の底部と隣接した入口１５４、ピックアップチューブコネクタ部分１５０に連結されており且つこれと連通した出口１６２、及び入口１５４と出口１６２との間に設けられたシャットルバルブ１７０を含む。シャットルバルブ１７０は、好ましくは、入口１５４と隣接しており、遮断部材１７８を含む。図３で最もよくわかるように、シャットルバルブ１７０は、下シート１８６及び上シート１９４を更に含む。下シート１８６は、遮断部材１７８が下シート１８６に着座したとき（図３に仮想線で示すように）、入口１５４が実質的に遮断され、燃料７４がピックアップチューブ１２６に出入りできないように、ピックアップチューブ入口１５４と隣接している。遮断部材１７８が下シート１８６に着座すると、バルブ１７０が閉鎖される。
【００１７】
遮断部材１７８が下シート１８６上にない場合、又は上シート１９４に着座している（図３に実線で示す）場合には、シャットルバルブ１７０は開放されている。上シートタブ２０２は、遮断部材１７８と接触するが、燃料７４が遮断部材１７８の周囲で及びピックアップチューブ１２６を上方に流れることができるようにする。燃料７４はピックアップチューブ１２６に入口１５４を介して進入し、遮断部材１７８の周囲を流れ、ジェットポンプ１１８によってピックアップチューブ１２６を通して吸い上げられる。
【００１８】
上シートタブ２０２は、間隔が隔てられた押縁又は突出部として示してあるけれども、上シートタブ２０２について他の形体を使用することもできる。遮断部材１７８は球形部材として示してあるけれども、同じ結果をもたらす平ディスク等の様々な他の形状を使用できる。遮断部材１７８は、燃料７４による劣化に耐えることができる金属又は様々なプラスチック等の任意の適当な材料で製造できる。更に、遮断部材１７８は、燃料７４を吸収しない材料から製造されなければならない。これは、遮断部材１７８の重量を実質的に一定に保持しなければならないためである。
【００１９】
遮断部材１７８は、遮断部材１７８が下シート１８６に着座した閉鎖位置から遮断部材１７８が上シート１９４に着座した開放位置まで遮断部材１７８を持ち上げる上で予め決定された特定の圧力水頭Ｈbを必要とするように較正され又は設計される。燃料移送ユニット１１０の遮断部材１７８は、閉鎖位置から開放位置までの移動を行う上で圧力水頭Ｈb1を必要とし、これに対し、燃料移送ユニット１１４の遮断部材１７８は、閉鎖位置から開放位置までの移動を行う上で圧力水頭Ｈb2を必要とする。圧力水頭Ｈb1及びＨb2は、好ましくは実質的に同じであるが、必ずしも同じでなくてもよい。圧力水頭Ｈb1及びＨb2は、それぞれの遮断部材１７８の重量と表面積との間の比を変えることによって較正できる。このような較正の理由は、以下で明らかになるであろう。
【００２０】
ピックアップチューブコネクタ部分１５０の上方を通過する高速燃料７４が、吸引力即ち負のゲージ圧Ｈsを発生し、この吸引力により燃料７４がピックアップチューブ１２６を通して中間部分１４６内に吸い上げられ、燃料７４がジェットポンプ１１８をジェットポンプ出口１４２を通って出て、リザーバ５４を充填する。燃料移送ユニット１１０のジェットポンプ１１８の効率が、燃料移送ユニット１１４のジェットポンプ１１８の効率と同じであることは、それぞれの制限直径部分１３８の変化及びそれぞれの入口１３４に供給される燃料圧力の変化のため、あったとしても稀であるということに着目することが重要である。このように、燃料移送ユニット１１０のジェットポンプ１１８が発生する吸引圧力Ｈs1は、燃料移送ユニット１１４のジェットポンプ１１８が発生する吸引圧力Ｈs2と異なる。Ｈs1とＨs2との間の差の大きさを以下に更に詳細に論じる。
【００２１】
遮断部材１７８を持ち上げるのに必要な圧力水頭Ｈbを、ジェットポンプ１１８が発生する吸引圧力Ｈsよりも大きいように特定的に較正する。これは、ジェットポンプ１１８からの吸引力だけでは遮断部材１７８を閉鎖位置から開放位置まで持ち上げるのに不十分であるということを意味する。遮断部材１７８を閉鎖位置から開放位置まで持ち上げようとする任意の他の圧力がない場合には、遮断部材１７８は下シート１８６に着座したままであり、燃料はピックアップチューブ１２６に進入できない。
【００２２】
更に、燃料７４自体が燃料圧力Ｈfを遮断部材１７８に発生する。燃料圧力は、それぞれのタンク部分３０、３４内の燃料のレベル及びタンク１８内に存在する蒸気圧に応じて変化する。燃料７４のレベルが壁又は背部３８の上方にあり、タンク１８が平らである場合には、燃料圧力Ｈf1は両タンク部分３０、３４で等しい。燃料７４のレベル（図１及び図２参照）が背部３８よりも下方にある場合には、第１燃料圧力Ｈf1が燃料移送ユニット１１０の遮断部材１７８に加わり、第２燃料圧力Ｈf2が燃料移送ユニット１１４の遮断部材１７８に加わる。第２燃料圧力Ｈf2は、それぞれの燃料レベルが異なる場合、第１燃料圧力Ｈf1と異なる。更に、燃料圧力Ｈfは燃料７４をピックアップチューブ１２６内で押し上げるように作用し、これによって遮断部材１７８を閉鎖位置から開放位置まで持ち上げる傾向がある。燃料をタンク部分３０からリザーバ５０に移送するためには、燃料圧力Ｈf1及び吸引圧力Ｈs1の組み合わせが、燃料移送ユニット１１０の遮断部材１７８を閉鎖位置から開放位置に持ち上げるのに必要な圧力水頭Ｈb1を越えなければならない。燃料をタンク部分３４からリザーバ５４に移送するためには、燃料圧力Ｈf2及び吸引圧力Ｈs2の組み合わせが、燃料移送ユニット１１４の遮断部材１７８を閉鎖位置から開放位置に持ち上げるのに必要な圧力水頭Ｈb2を越えなければならない。数学的に表現すると、燃料移送ユニット１１０及び１１４のそれぞれのシャットルバルブ１７０は、以下の条件を満たす場合に開放する。
【００２３】
【式１５】
0003811357.tif 000002
及び
【００２４】
【式１６】
0003811357.tif 000003
燃料圧力Ｈfだけではシャットルバルブ１７０を開放する上で不十分であるように、遮断部材１７８を持ち上げるのに必要な圧力水頭Ｈbを較正しなければならない。換言すると、遮断部材１７８の密度は、ジェットポンプ１１８からの吸引圧力Ｈsが存在しない場合には遮断部材１７８が常に閉鎖位置に沈んでいるように十分高くなければならない。かくして、燃料システム１０が作動していない場合には、シャットルバルブ１７０は燃料レベルに関わらず閉鎖位置にある。こにより、燃料移送ユニット１１０、１１４は、作動期間と作動期間との間で呼び水された状態を維持し、エンジンの始動時に燃料システム１０を作動状態にするための応答時間を短くすることができる。
【００２５】
かくして、それぞれの燃料移送ユニット１１０、１１４での作動中の全圧力Ｈtotalは、以下のように数学的に表現される。
【００２６】
【式１７】
0003811357.tif 000004
及び
【００２７】
【式１８】
0003811357.tif 000005
両タンク部分３０、３４での燃料７４のレベルが十分であると仮定すると、燃料移送ユニット１１０、１１４は、互いから実質的に独立して作動する。燃料移送ユニット１１０のジェットポンプ１１８は、燃料７４を第１タンク部分３０からピックアップチューブ１２６に吸い上げ、燃料７４を第１リザーバ５０に入れる。燃料移送ユニット１１４のジェットポンプ１１８は、燃料７４を第２タンク部分３４からピックアップチューブ１２６に吸い上げ、燃料７４を第２リザーバ５４に入れる。
【００２８】
燃料を、両端２１０及び２１４が燃料移送ユニット１１０及び１１４のそれぞれのジェットポンプ１１８のコネクタ部分１５２（及びかくして中間部分１４６）と連通した単一の燃料クロスオーバーライン即ち導管２０６によって、タンク部分３０、３４間で移送する。燃料クロスオーバーライン２０６は、燃料システム１０の全ての他の導管と同様に、燃料タンク１８環境で使用するのに適したプラスチック等の任意の材料から形成できる。
【００２９】
第１及び第２のタンク部分３０及び３４のいずれかの燃料レベルが、それぞれの遮断部材１７８を開放位置から閉鎖位置に移動するのに十分低くなったとき、第１タンク部分３０と第２タンク部分３４との間で燃料のクロスオーバーが生じる。通常は、タンク部分３０、３４のうちの一方の燃料レベルは、他方のタンク部分３０、３４内の燃料レベルが空になる前にこの実質的に空のレベルに至る。これは、ジェットポンプの効率が異なるためであり、燃料ポンプの流れ特性が異なるためであり、タンク１８が部分的に不完全に充填されるためであり、或いは車輛の挙動のためである。両燃料ポンプ５８、６２について必要な燃料供給を維持するため、燃料７４を、十分な燃料が入ったタンク部分３０、３４から燃料が不十分なタンク部分３０、３４に移送しなければならない。
【００３０】
図２は、燃料のクロスオーバーが行われる条件の一つを例示する。第１燃料タンク部分３０は、燃料７４で十分に充填されており、燃料移送ユニット１１０の遮断部材１７８は開放位置にある。他方、第２タンク部分３４は、燃料７４の不十分なレベルで示してある。このことは、Ｈf2がゼロに近いということを意味する。従って、燃料移送ユニット１１４の遮断部材１７８は、吸引圧力Ｈs2が遮断部材１７８を開放位置まで持ち上げるのに必要な圧力水頭Ｈb2よりも小さいため、閉鎖位置にある。それぞれの燃料移送ユニット１１０及び１１４内の全圧力についての数学的表現は、以下の通りである。
【００３１】
【式１９】
0003811357.tif 000006
及び
【００３２】
【式２０】
0003811357.tif 000007
この時点で、燃料移送ユニット１１０内の圧力Ｈtotal1は円錐形移送ユニット１１４内の圧力Ｈtotal2よりも大きい。この圧力差により、燃料７４を燃料クロスオーバーライン２９６を通して第１タンク部分３０から第２タンク部分３４に（図２に矢印で示すように）移送する。燃料移送ユニット１１０及び１１４のジェットポンプ１１８は、燃料７４を燃料移送ユニット１１０のピックアップチューブ１２６で吸い上げるため、協働作動する。燃料移送ユニット１１４の圧力が低いため、燃料移送ユニット１１０のジェットポンプ１１８の中間部分１４６内の燃料７４は、第１リザーバ５０への通常の経路をとる代わりに燃料クロスオーバーライン２０６の端部２１０に進入する。燃料７４は、クロスオーバーライン２０６を通って、燃料移送ユニット１１４のジェットポンプ１１８の中間部分１４６内に、及び第２リザーバ５４内に移送される。燃料クロスオーバーは、第２燃料ポンプ６２が燃料の適当な供給を維持するように、燃料を第２リザーバ５４に供給する。第２リザーバ５４が一杯になると、燃料７４は第２タンク部分３４内に溢流する。溢流は、第２タンク部分３４内の燃料レベルが、燃料移送ユニット１１４の遮断部材１７８を開放位置に持ち上げるのに適当な圧力Ｈf2を発生させるのに十分高くなるまで続く。燃料レベルが十分高くなると、圧力差がなくなり、燃料クロスオーバーライン２０６を通る燃料のクロスオーバーが実質的に停止する。
【００３３】
上文中に説明した燃料クロスオーバーは、第１タンク部分３０内の燃料レベルが不十分であり、第２タンク部分３４内の燃料レベルが十分である場合（図２の場合と逆の場合）にも実質的に同じ方法で作用するということに着目することが重要である。唯一の相違点は、燃料が図２に示すのとは反対方向に移送されるということである。従って、燃料が第２タンク部分３４から第１タンク部分３０に移送される。この場合も、この双方向燃料移送性は一本の燃料クロスオーバーライン２０６だけで提供される。
【００３４】
燃料クロスオーバーは、代表的には、タンク部分３０、３４のうちの一方の燃料レベルが低くなった場合にのみ起こる。クロスオーバーが起こる前の燃料がどれ程低くなければならないのかは、遮断部材１７８の較正により決まる。遮断部材１７８を持ち上げるのに必要な圧力水頭Ｈbが吸引圧力Ｈsに近ければ近い程、遮断部材１７８を開放位置に保持するのに必要な燃料圧力Ｈfを発生するのに必要な燃料が少なくなる。従って、遮断部材１７８を較正することによって、設計者は、クロスオーバーが起こる前の燃料レベルがどれ程低いのかを決定できる。ジェットポンプの効率の変化、燃料ポンプの流れ容量の変化、及び車輛の挙動の変化は、燃料レベルの利点により、タンク部分３０、３４間の繰り返し切り換えを生じる。これが起こったとき、シャットルバルブ１７０がこれに従って開閉し、燃料７４を移送し、タンク部分３０、３４内での燃料レベルを等しくする。明らかに、両タンク部分３０、３４内の燃料の量が不十分になったとき、クロスオーバーは停止し、エンジンは最終的には停止する。
【００３５】
本発明の様々な特徴を特許請求の範囲に記載する。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明を具体化したデュアル燃料ポンプ送出システムの部分断面図である。
【図２】  燃料移送作業を示す、システムの拡大部分断面図である。
【図３】  シャットルバルブを示す拡大部分断面図である。
【図４】  図２の４−４線に沿ったジェットポンプの断面図である。
【符号の説明】
１０  燃料システム
１４  内燃エンジン
１８  二股燃料タンク
２２  第１燃料供給ライン
２６  第２燃料供給ライン
３０  第１タンク部分
３４  第２タンク部分
３８背部
４２、４６  第１及び第２の燃料送出モジュール
５０、５４  第１及び第２のリザーバ
５８、６２  第１及び第２の燃料ポンプ
７４  燃料
【図１】
0003811357.tif 000022
【図２】
0003811357.tif 000023
【図３】
0003811357.tif 000024
【図４】
0003811357.tif 000025