本發(fā)明涉及一種燃料罐結構。

背景技術：

作為搭載在汽車上的燃料罐的結構，已知有具備用于對蒸發(fā)燃料(燃料蒸汽)進行吸附的過濾罐的結構。在這種結構中，由于利用來自進氣歧管的負壓而使被吸附在過濾罐中的蒸發(fā)燃料脫離(清除)，因此泵送損失將增加，從而難以使耗油率提高。

作為其對策，在日本專利第5299565號公報中公開了在燃料罐上連接了氣體分離機的結構。在該結構中，通過使氣體分離機工作而使燃料罐內(nèi)的大氣成分排出到外部從而使燃料罐的內(nèi)壓下降，進而使被吸附在過濾罐中的蒸發(fā)燃料脫離。

技術實現(xiàn)要素：

然而，在日本專利第5299565號公報中所公開的燃料罐結構中，需要用于使燃料罐的內(nèi)壓下降的氣體分離機、和用于對過濾罐與氣體分離機進行切換的機構等，從而結構會變得復雜。此外，由于需要用于使氣體分離機工作的能量(電力)，因此從提高耗油率的觀點出發(fā)，存在改善的余地。

本發(fā)明提供一種能夠以簡易的結構來提高耗油率的燃料罐結構。

第一方式的燃料罐結構，具有：燃料罐，其被搭載在汽車上，并且具備收納有燃料的收納部；過濾罐，其與大氣連通；第一配管，其對所述收納部與所述過濾罐進行連結；第一開閉閥，其使所述第一配管開閉；加注管，其與所述收納部連接，且具備供注油槍的噴嘴插入的注油口，并且除了注油時以外該注油口均被閉塞；第二配管，其對所述加注管與所述過濾罐進行連結；第二開閉閥，其使所述第二配管開閉；壓力傳感器，其對所述收納部內(nèi)的壓力進行檢測；燃料泵，其將所述收納部內(nèi)的燃料向發(fā)動機進行供給；控制部，其在注油時使所述第一開閉閥開閥從而容許蒸發(fā)燃料從所述收納部向所述過 濾罐移動，并且，在注油后使所述第一開閉閥閉閥，并在所述壓力傳感器所檢測到的所述收納部內(nèi)的壓力成為與大氣壓相比而較低的預定的壓力以下時使所述第二開閉閥開閥。

在第一方式的燃料罐結構中，燃料罐具備用于對燃料進行收納的收納部，并且在該收納部上連接有加注管。此外，收納部與過濾罐通過第一配管而被連結，并且在該第一配管上設置有第一開閉閥。并且，加注管與過濾罐通過第二配管而被連結，并且在該第二配管上設置有第二開閉閥。此處，第一開閉閥在注油時通過控制部而被實施開閥，從而容許蒸發(fā)燃料從燃料罐的收納部向過濾罐移動。由此，在注油時，收納部內(nèi)的蒸發(fā)燃料流過第一配管并被吸附到過濾罐中，并且除蒸發(fā)燃料以外的氣體成分會被排出到大氣中。以此方式來對蒸發(fā)燃料被排出到大氣中的情況進行抑制。

另一方面，在注油之后使第一開閉閥閉閥，當在該狀態(tài)下通過燃料泵而將收納部內(nèi)的燃料向發(fā)動機供給時，收納部內(nèi)的壓力會下降。而且，當壓力傳感器所檢測到的收納部內(nèi)的壓力成為低于大氣壓的預定的壓力以下時，控制部會使第二開閉閥開閥。由此，大氣會被向第二配管導入，并且被吸附在過濾罐中的蒸發(fā)燃料會從過濾罐脫離(清除)，并且會經(jīng)過第二配管而從加注管向收納部流動。以此方式，能夠無需使用氣體分離機等裝置，而以簡易的結構來對被吸附在過濾罐中的蒸發(fā)燃料進行回收。

第二方式的燃料罐結構為，在第一方式中，所述第二開閉閥被構成為，能夠對流過所述第二配管的蒸發(fā)燃料的流量進行調(diào)節(jié)，并且所述控制部對所述第二開閉閥進行控制，以使流過所述第二配管的蒸發(fā)燃料的流量與通過所述燃料泵而被向發(fā)動機供給的燃料的流量相比而較少。

在第二方式的燃料罐結構中，流過第二配管的蒸發(fā)燃料的流量與從燃料泵被向發(fā)動機供給的燃料的流量相比而較少。由此，能夠將收納部內(nèi)的壓力維持在負壓，并且能夠穩(wěn)定地將蒸發(fā)燃料從過濾罐進行回收。

第三方式的燃料罐結構為，在第一方式或第二方式中，所述收納部以能夠進行膨脹收縮的方式而被構成，并且在所述收納部的底部上突出設置有多個肋。

在第三方式的燃料罐結構中，通過注入燃料而會使收納部膨脹。此外，當收納部內(nèi)的燃料減少時，收納部會收縮。此處，由于在收納部的底部上突 出設置有多個肋，因此即使在收納部收縮的情況下也能夠確保燃料的流道，由此能夠使燃料穩(wěn)定地向燃料泵流動。

如以上所說明的那樣，根據(jù)第一方式的燃料罐結構，能夠以簡易的結構來提高耗油率。

根據(jù)第二方式的燃料罐結構，能夠提高蒸發(fā)燃料的回收性能。

根據(jù)第三方式的燃料罐結構，即使在通過可膨脹收縮的袋狀部件構成了收納部的情況下也能夠確保燃料的流道。

附圖說明

圖1為概要地表示實施方式所涉及的燃料罐結構的局部切斷了的圖，且為表示收納部充滿了燃料的狀態(tài)的圖。

圖2為表示在圖1中的2-2線處剖切而成的狀態(tài)的剖視圖。

圖3為將在圖2中的3-3線處剖切而成的截面放大而進行表示的放大剖視圖。

圖4為表示收納部內(nèi)的燃料減少了的狀態(tài)的與圖1對應的圖。

圖5為表示將被吸附到過濾罐中的燃料回收了的狀態(tài)的與圖1對應的圖。

圖6為表示注油時的狀態(tài)的與圖1對應的圖。

具體實施方式

以下，對實施方式所涉及的燃料罐結構進行說明。另外，在各圖中所適當表示的箭頭UP表示燃料罐的上方側。此外，在本實施方式中，燃料罐的上方側與汽車上下方向上的上方側相一致。

如圖1所示，構成本實施方式所涉及的燃料罐結構的燃料罐10被構成為，包括罐主體部12、收納部14。罐主體部12被形成為中空狀，并且構成燃料罐10的外殼。此外，罐主體部12的下表面通過未圖示的油罐卡帶而被支承。而且，通過將該油罐卡帶經(jīng)由托架等而固定在未圖示的地板面板上，從而將罐主體部12安裝在地板面板上。

在該罐主體部12的內(nèi)部設置有收納部14。收納部14被構成為能夠進行膨脹收縮，并且被形成為能夠在其內(nèi)部收納燃料液體(以下設其為“燃料GS”)的袋狀。另外，此處所說的“能夠進行膨脹收縮”并不限定于收納部14本身進行伸縮的結構，還包括通過被折疊而收縮、通過被展開而膨脹等的容積可 變的袋狀的部件。此外，本實施方式的收納部14并非隨著燃料GS的減少而收縮的部件，其具備對形狀進行維持直至預定的壓力(負壓)作用于其上為止的剛性。另外，圖1中以實線所表示的收納部14表示充滿了燃料GS的所謂的滿罐狀態(tài)，圖中的雙點劃線表示收納部14收縮了的狀態(tài)的外形。

在收納部14上連接有大致筒狀的加注管18。而且，在加注管18的上端部上形成有注油口18A，并且通過將注油槍100的噴嘴100A插入至該注油口18A中并將燃料GS向收納部14中注入的方式來實施注油(參照圖6)。

加注管18的上端的注油口18A通過油箱蓋20而開閉。此外，在油箱蓋20的外側配置有被設置在車身的側圍板等上的未圖示的加油口蓋。

油箱蓋20除了注油時以外均會對注油口18A進行閉塞，從而對注油槍100向加注管18的進出進行限制。與此相對，如圖6所示，在注油時將油箱蓋20打開，從而加注管18的注油口18A被開放。由此，能夠實現(xiàn)注油槍100向注油路徑的進出。

此外，在加注管18的內(nèi)部設置有液面?zhèn)鞲衅?2。液面?zhèn)鞲衅?2為通過對被收納在收納部14內(nèi)的燃料GS的液面進行檢測從而對燃料GS的量進行檢測的傳感器，在本實施方式中其通過靜電電容傳感器而構成。另外，也可以使用其他傳感器來對收納部14內(nèi)的燃料GS的量進行檢測。并且，在加注管18上連接有作為第二配管的燃料蒸汽回收管44。關于燃料蒸汽回收管44的詳細內(nèi)容將在后文中敘述。

在收納部14內(nèi)的底部上設置有用于對燃料GS中的異物進行捕捉的過濾器24。此外，在過濾器24上連接有向收納部14的外側延伸的供給管26，并且通過該供給管26而對過濾器24與燃料泵30進行連結。燃料泵30為用于將燃料GS向作為未圖示的內(nèi)燃機的發(fā)動機供給的裝置，供給管32從燃料泵30起向發(fā)動機延伸。因此，當燃料泵30工作時，收納部14內(nèi)的燃料GS會經(jīng)過過濾器24而向燃料泵30供給，并且會通過燃料泵30而被向發(fā)動機供給。

此處，如圖2所示，在收納部14的底部突出設置有多個(在本實施方式中為兩個)肋14A。肋14A分別從插入有加注管18的部位的附近的壁面起向對角方向延伸，并且于俯視觀察時在肋14A之間夾有過濾器24。此外，如圖3所示，肋14A突出至與過濾器24的上表面24A相比靠上方處。由此，即使在收納部14收縮從而收納部14的上部側向下方移動至圖中以雙點劃線所表 示的位置處的情況下，也能夠通過肋14A來對燃料GS的流道被破壞的情況進行抑制。即，采用了能夠確保燃料GS的流道的結構。

此外，如圖1所示，在本實施方式的燃料泵30上電連接有燃料泵控制器34。而且，通過該燃料泵控制器34來對從燃料泵30向發(fā)動機供給的燃料GS的流量進行控制。燃料泵控制器34與后文所述的作為控制部的ECU(Electronic Control Unit)36電連接。

收納部14的上端部上連接有作為第一配管的燃料蒸汽導入管38。燃料蒸汽導入管38被設為，對收納部14與過濾罐40進行連結、并且流動有收納部14內(nèi)的蒸發(fā)燃料(燃料蒸汽)的結構。此外，過濾罐40經(jīng)由大氣開放管41而與大氣連通。

在燃料蒸汽導入管38上設置有浮子針閥39。浮子針閥39被設置在罐主體部12的上壁上，并且具備浮子針閥體39A。而且，當燃料GS到達至浮子針閥39時，浮子針閥體39A會上浮并堵塞燃料蒸汽導入管38的流道，從而抑制了燃料GS流向與浮子針閥39相比靠過濾罐40側的情況。

此處，在與浮子針閥39相比靠過濾罐40側的燃料蒸汽導入管38上設置有作為第一開閉閥的燃料蒸汽導入用閥42。而且，通過使燃料蒸汽導入用閥42開閥而使燃料蒸汽導入管38開放，從而容許收納部14內(nèi)的蒸發(fā)燃料向過濾罐40移動。另一方面，通過使燃料蒸汽導入用閥42閉閥，從而使燃料蒸汽導入管38閉塞，由此對蒸發(fā)燃料的向過濾罐40的移動進行限制。而且，在本實施方式中，通過ECU36而使燃料蒸汽導入用閥42在注油后閉閥。

此外，在本實施方式中，燃料蒸汽導入管38的與浮子針閥39相比靠收納部14側通過柔性管而構成。因此，被構成為，能夠隨著收納部14的膨脹收縮而對收納部14與浮子針閥39之間的連接狀態(tài)進行維持。

在過濾罐40的附近的燃料蒸汽導入管38上連接有燃料蒸汽回收管44。燃料蒸汽回收管44的一端側被連接于過濾罐40與燃料蒸汽導入用閥42之間的燃料蒸汽導入管38上，燃料蒸汽回收管44的另一端側被連接于加注管18上。即，通過燃料蒸汽回收管44而對加注管18與過濾罐40進行連結。此外，在燃料蒸汽回收管44上設置有作為第二開閉閥的燃料蒸汽回收用閥46。而且，通過使燃料蒸汽回收用閥46開閥而使燃料蒸汽回收管44開放，從而容許蒸發(fā)燃料從過濾罐40向加注管18的移動。另一方面，通過使燃料蒸汽回 收用閥46閉閥，從而使燃料蒸汽回收管44閉塞，由此對蒸發(fā)燃料的從過濾罐40向加注管18的移動進行限制。

在收納部14的上端部上設置有壓力傳感器48以及溫度傳感器50。壓力傳感器48以及溫度傳感器50被配置在燃料蒸汽導入管38與收納部14的連接部分的附近處，并且被構成為分別能夠對收納部14內(nèi)的壓力以及溫度進行檢測。此處，在本實施方式中，以在燃料GS的滿罐狀態(tài)下、壓力傳感器48的頂端部以及溫度傳感器50的頂端部不會進入到燃料GS內(nèi)的方式而對滿罐狀態(tài)下的燃料GS的液面進行了設定。此外，壓力傳感器48以及溫度傳感器50通過柔性管而與收納部14連接。因此，被構成為，能夠隨著收納部14的膨脹收縮而對收納部14與壓力傳感器48以及溫度傳感器50之間的連接狀態(tài)進行維持。

燃料泵控制器34、燃料蒸汽導入用閥42、燃料蒸汽回收用閥46、壓力傳感器48以及溫度傳感器50與ECU36電連接。而且，通過根據(jù)來自ECU36的信號而使燃料蒸汽導入用閥42以及燃料蒸汽回收用閥46開閉，來實施蒸發(fā)燃料向過濾罐40的吸附、以及蒸發(fā)燃料從過濾罐40的回收。以下，分別對注油時的蒸發(fā)燃料向過濾罐40的吸附以及蒸發(fā)燃料從過濾罐40的回收進行說明。另外，在以下的說明中，只要未特別記載，則將燃料蒸汽導入用閥42以及燃料蒸汽回收用閥46維持在閉閥的狀態(tài)。

首先，對注油時的蒸發(fā)燃料向過濾罐40的吸附進行說明。如圖6所示，在注油時，將油箱蓋20打開，并將注油槍100的噴嘴100A插入到注油口18A中。此處，在將油箱蓋20打開之前，通過由乘員對車廂內(nèi)的未圖示的加油口蓋開關進行操作，從而根據(jù)來自ECU36的信號而將加油口蓋打開。而且，在本實施方式中，在將加油口蓋打開了的時刻，會根據(jù)來自ECU36的信號而使燃料蒸汽導入用閥42開閥。由此，成為容許收納部14內(nèi)的蒸發(fā)燃料向過濾罐40移動的狀態(tài)。然后，在該狀態(tài)下將燃料GS從注油槍100的噴嘴100A向加注管18內(nèi)注入，從而收納部14會膨脹。此外，收納部14內(nèi)的蒸發(fā)燃料將經(jīng)過燃料蒸汽導入管38而被吸附到過濾罐40中，并且除此之外的氣體(大氣成分)被排出到大氣中。另外，當燃料GS到達至滿罐時的液面位置時，注油槍100的自動停止功能會啟動從而會停止注油。此外，在將加油口蓋關閉了的時刻，會根據(jù)來自ECU36的信號而使燃料蒸汽導入用閥42閉閥。

接下來，對蒸發(fā)燃料從過濾罐40的回收進行說明。如圖4所示，當通過燃料泵30而將收納部14內(nèi)的燃料GS向發(fā)動機供給時，收納部14內(nèi)的燃料GS會減少，并且收納部14內(nèi)以及加注管18內(nèi)的燃料GS的液面位置會下降。此處，由于燃料蒸汽導入用閥42以及燃料蒸汽回收用閥46被實施了閉閥，因此收納部14內(nèi)以及加注管18內(nèi)的空間被密封。因此，通過收納部14內(nèi)的燃料GS減少，從而會使收納部14內(nèi)以及加注管18內(nèi)的壓力下降，進而會作用有負壓。而且，收納部14會由于該負壓而收縮。另外，圖4中的雙點劃線表示滿罐時的收納部14的外形、以及滿罐時的加注管18內(nèi)的燃料GS的液面。

當收納部14內(nèi)的燃料GS從圖4的狀態(tài)起進一步減少時，如圖5所示，燃料GS的液面位置會下降，并且收納部14內(nèi)以及加注管18內(nèi)的壓力會下降。而且，當壓力傳感器48所檢測到的收納部14內(nèi)的壓力成為與大氣壓相比而較低的預定的壓力以下時，根據(jù)來自ECU36的信號而使燃料蒸汽回收用閥46開閥。

當燃料蒸汽回收用閥46開閥時，負壓會作用在過濾罐40上，并且大氣會經(jīng)過過濾罐40而被導入到燃料蒸汽回收管44中，且被吸附在過濾罐40上的蒸發(fā)燃料會脫離(清除)。而且，脫離了的蒸發(fā)燃料會經(jīng)過燃料蒸汽回收管44以及加注管18而流到收納部14中。以此方式，吸附在過濾罐40中的蒸發(fā)燃料被回收。

此處，本實施方式的燃料蒸汽回收用閥46被構成為，能夠對流過燃料蒸汽回收管44的蒸發(fā)燃料的流量進行調(diào)節(jié)。即，能夠通過變更燃料蒸汽回收用閥46的打開狀態(tài)來對流過燃料蒸汽回收管44的蒸發(fā)燃料的流量進行調(diào)節(jié)。

此外，燃料蒸汽回收用閥46通過ECU36而被控制，以使流過燃料蒸汽回收管44的蒸發(fā)燃料的流量(以下，稱之為“流量q”。)與從燃料泵30向發(fā)動機供給的燃料的流量(以下，稱之為“流量Q”。)相比而較少。具體而言為，ECU36根據(jù)從燃料泵控制器34所接收到的信息而取得向發(fā)動機供給的燃料GS的流量Q。然后，對燃料蒸汽回收用閥46的打開狀態(tài)進行調(diào)節(jié)，以使流過燃料蒸汽回收管44的蒸發(fā)燃料的流量q與該流量Q相比而較少。

此時，當將流過燃料蒸汽回收管44的蒸發(fā)燃料的流速設為U，并且將燃料蒸汽回收管44的流道面積設為A時，可將流量q以如下的數(shù)學式(1)來表示。

數(shù)學式1

q＝U×A……(1)

另一方面，當將壓力傳感器48所顯示的壓力設為P₁，將大氣壓設為P₀時，根據(jù)壓力損失的計算式(范寧公式)，能夠用如下的數(shù)學式(2)這樣的關系式來表達。另外，在以下的數(shù)學式(2)中，將燃料蒸汽回收管44的管道摩擦系數(shù)設為λ，將管道長設為l，將管道直徑設為d，將蒸發(fā)燃料的密度設為ρ。

數(shù)學式2

通過根據(jù)上述數(shù)學式(2)而計算出U，并將其代入到式(1)中，從而對流量q進行求解。另外，該計算通過ECU36來實施。而且，對燃料蒸汽回收用閥46進行控制從而對管道直徑d進行調(diào)節(jié)以使所求出的流量q成為與流量Q相比而較少。

當收納部14內(nèi)的燃料GS從圖5的狀態(tài)起進一步減少，并且液面?zhèn)鞲衅?2所檢測到的燃料GS的液面下降至低于預定的液面位置的情況下，根據(jù)來自ECU36的信號而使燃料蒸汽回收用閥46閉閥，從而蒸發(fā)燃料的回收停止。

(作用以及效果)

接下來，對本實施方式所涉及的燃料罐結構的作用以及效果進行說明。

在本實施方式中，通過在注油時根據(jù)來自ECU36的信號而使燃料蒸汽導入用閥42開閥，從而蒸發(fā)燃料會從收納部14向過濾罐40移動，進而能夠使蒸發(fā)燃料被吸附到過濾罐40上。此外，除了蒸發(fā)燃料之外的氣體成分會被排出到大氣中。由此，能夠對蒸發(fā)燃料被排出到大氣中的情況進行抑制。

另一方面，當通過利用燃料泵30而將收納部14內(nèi)的燃料GS向發(fā)動機供給，從而收納部14內(nèi)的壓力成為低于大氣壓的預定的壓力以下時，根據(jù)來自ECU36的信號而使燃料蒸汽回收用閥46開閥。由此，被吸附到過濾罐40上的蒸發(fā)燃料將從過濾罐脫離，并且流入到收納部14中。以此方式，能夠無需使用氣體分離機等裝置，而通過簡易的結構來對被吸附到過濾罐40上的蒸發(fā) 燃料進行回收。此外，由于不利用從進氣歧管所產(chǎn)生的負壓，因此能夠抑制泵送損失，并且提高耗油率。

并且，由于即使在使發(fā)動機停止的狀態(tài)下，也能夠將蒸發(fā)燃料從過濾罐40向燃料罐10的收納部14進行回收，因此其也能夠應用于如混合動力汽車那樣的、使發(fā)動機停止并通過電動機的動力來進行行駛的車輛。

此外，在本實施方式中，對燃料蒸汽回收用閥46進行控制以使流過燃料蒸汽回收管44的蒸發(fā)燃料的流量與從燃料泵30向發(fā)動機供給的燃料的流量Q相比而較少。由此，能夠將收納部14內(nèi)的壓力維持在負壓，從而能夠穩(wěn)定地將蒸發(fā)燃料從過濾罐40進行回收。即，能夠提高蒸發(fā)燃料的回收性能。

另外，在本實施方式中，如圖3所示，通過肋14A來對在收納部14收縮時燃料GS的流道破壞的情況進行抑制。由此，即使在收納部14內(nèi)的燃料GS較少的情況下，也能夠穩(wěn)定地使燃料GS向燃料泵30流動。

雖然在以上對本發(fā)明的實施方式進行了說明，但本發(fā)明并不限定于上述的結構，除了上述的結構以外，其能夠在不脫離于其主旨的范圍內(nèi)以各種方式來實施是不言自明的。例如，雖然在本實施方式中采用了使收納部14能夠膨脹收縮的結構，但并不限定于此，也可以通過非膨脹收縮的部件來構成收納部。

此外，在本實施方式中，雖然采用了在加油口蓋打開了的時刻，根據(jù)來自ECU36的信號而使燃料蒸汽導入用閥42開閥的結構，但并不限定于此。例如，也可以設置對油箱蓋20的開閉狀態(tài)進行檢測的傳感器等，并且在油箱蓋20打開了的時刻使燃料蒸汽導入用閥42開閥。

另外，雖然在本實施方式中，根據(jù)壓力傳感器48所檢測出的收納部14內(nèi)的壓力來使燃料蒸汽回收用閥46開閥，但并不限定于此，也可以采用根據(jù)壓力傳感器48以及溫度傳感器50雙方的信息來使燃料蒸汽回收用閥46開閥的結構。由于如果收納部14內(nèi)的溫度下降，則收納部14內(nèi)的壓力會降低，因此通過利用壓力傳感器48以及溫度傳感器50來對收納部14內(nèi)的壓力以及溫度進行檢測，并且根據(jù)來自該兩個傳感器的信息來對燃料蒸汽回收用閥46進行控制，從而能夠精度更高地實施燃料蒸汽回收用閥46的控制。