CN102822495B

CN102822495B - 燃料箱系统

Info

Publication number: CN102822495B
Application number: CN201180015462.5A
Authority: CN
Inventors: 村林真也; 木村多闻; 志田清文; 渡边洋晓; 小林健吾; 内海丰
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2010-03-31
Filing date: 2011-03-31
Publication date: 2015-06-03
Anticipated expiration: 2031-03-31
Also published as: US20130008524A1; JPWO2011125851A1; JP5291250B2; CN102822495A; US8955545B2; DE112011101159T5; WO2011125851A1

Abstract

提供一种燃料箱系统，其通过虹吸管将两个燃料积存部中的燃料的液位保持为相等，能够以高精度推断燃料箱内的燃料量。燃料箱系统具备：形成有主箱部以及副箱部的燃料箱；遍及主箱部以及副箱部而配置，并从主箱部以及副箱部之中的任一方向另一方移送燃料的虹吸管；以及判定是否是燃料经虹吸管移送的状态(移送状态)的ECU。ECU在发射机信号的变化率为规定的阈值(VF_th)以下的情况下，判定为是燃料的移送状态。

Description

燃料箱系统

技术领域

本发明涉及一种燃料箱系统。更详细地说，涉及一种具备形成有两个燃料积存部的燃料箱，且通过虹吸管在这些燃料积存部之间从任一方向另一方移送燃料的燃料箱系统。

背景技术

在以内燃机作为动力源的车辆中，为了贮存向该内燃机供给的燃料而设有燃料箱。燃料箱虽然形成为适于车辆固有的布局的形状，但近年来，适于四轮驱动车、后轮驱动车以及混合动力车等各种种类的车辆的、所谓鞍型的燃料箱的开发正在兴起。

鞍型燃料箱的沿箱底部的车宽方向的剖面呈凹状，且形成有第一燃料积存部和第二燃料积存部这至少两个燃料积存部。在这样的鞍型燃料箱中，为了防止在任一方的燃料积存部中积存过剩的量的燃料，需要设置将两个燃料积存部中的燃料的液位保持为相等的装置。

作为具备这样的将液位保持为相等的装置的燃料箱系统的一例，例如，在专利文献1中公开了一种设有从第一燃料积存部和第二燃料积存部之中的任一方向另一方移送燃料的虹吸管的结构。

在先技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开平10-61515号公报

在利用这样的虹吸管的燃料箱系统中，由于并不是用泵等积极地施加动力来移送燃料，因此，能够由比较简单的结构将两个燃料积存部的燃料的液位保持为相等，但其反面具有如下问题：难以区别燃料的液位的变化是由于经虹吸管的燃料的移送引起的，还是由于给油而引起的。因此，例如，即使是在通过经虹吸管移送燃料而使得燃料的液位上升的情况下，也误判定成是由于给油而使得燃料的液位上升，结果是，有时无法正确推断燃料箱内的燃料量。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种通过虹吸管将两个燃料积存部中的燃料的液位保持为相等的燃料箱系统，其能够以高精度推断燃料箱内的燃料量。

为了达成上述目的，本发明提供一种车辆用的燃料箱系统(例如，后述的燃料箱系统1)，其具备：

燃料箱(例如，后述的燃料箱10)，其形成有第一燃料积存部(例如，后述的主箱部16)以及第二燃料积存部(例如，后述的副箱部18)；以及

虹吸管(例如，后述的虹吸管34)，其遍及所述第一燃料积存部和第二燃料积存部而配置，并从第一燃料积存部和第二燃料积存部之中的任一方向另一方移送燃料。

所述燃料箱系统还具备判定是否处于燃料的移送状态的移送状态判定机构(例如，后述的ECU60)。

根据本发明，在具备遍及两个燃料积存部而配置的虹吸管的燃料箱系统中，设有对是否处于燃料的移送状态，即是否处于通过虹吸管从一方的燃料积存部向另一方的燃料积存部移送燃料的状态进行判定的移送判定机构。由此，能够对燃料箱内的液位的变动是否是由虹吸管对燃料的移送而引起的进行判定，因此，结果是能够高精度判定是否处于燃料被给油的状态。另外，由于能够以高精度判定是否处于燃料被给油的状态，因此结果是，还能够以高精度推断燃料箱内的燃料量。

在该情况下，优选所述燃料箱系统还具备对在所述第一燃料积存部和第二燃料积存部之中的任一个中积存的燃料的液位进行检测的液位检测机构(例如，后述的发射机单元50)，优选所述移送状态判定机构在所述液位的检测值的变化率(例如，后述的燃料的增加速度VF)为规定的阈值(例如，后述的阈值VF_th)以下的情况下判定为燃料是移送状态，在所述液位的检测值的变化率比所述阈值大的情况下判定为燃料不是移送状态。

需要说明的是，在本发明中，所谓上述液位的检测值的变化率，还包含采用与该液位的检测值大致成比例的参数的变化率的情况。

根据本发明，移送状态判定机构在积存于两个燃料积存部之中的任一个中的燃料的液位的检测值的变化率在规定的阈值以下的情况下判定为燃料是移送状态，在液位的检测值的变化率比上述阈值大的情况下判定为燃料不是移送状态。对于燃料箱内的液位的变化率，若比较由虹吸管的移送引起的变化率和由给油引起的变化率，则由虹吸管的移送引起的变化率更小。因此，通过移送状态判定机构，能够以更高精度判定是否处于燃料的移送状态，因此结果是，能够进一步提高燃料箱内的燃料量的推断精度。

在该情况下，所述燃料箱系统优选还具备给油状态判定机构，该给油状态判定机构在所述车辆停止时，在由所述移送状态判定机构判定为燃料不处于移送状态、且规定的时期中的所述液位的检测值的变化量比规定的阈值大的情况下，判定为燃料是给油状态。

需要说明的是，在本发明中，所谓上述液位的检测值的变化量，还包含采用与该液位的检测值大致成比例的参数的变化量的情况。

在车辆停止时液位发生变化的情况下，该液位的变化的要因在不是由移送引起的情况下，可以说是由于给油而引起的。根据本发明，给油状态判定机构在车辆停止时，在由上述移送状态判定机构判定为燃料不是移送状态、且规定的时期中的液位的检测值的变化量(例如，后述的增加量WF)比规定的阈值(例如，后述的阈值WF_th)大的情况下，判定为燃料处于给油状态。由此，能够以高精度判定是否是给油状态，因此结果是，能够以高精度推断燃料箱内的燃料量。

附图说明

图1是表示本发明的一实施方式的燃料箱系统的构成的模式图。

图2是表示仅在上述实施方式的燃料箱的主箱部贮存有燃料的状态的图。

图3是表示上述实施方式的燃料箱倾斜的状态的图。

图4是示意地表示上述实施方式的ECU的仪表控制的概念的图。

图5是表示给油时的发射机信号的时间图的一例的图。

图6是按每个液位的变化的要因对液位的变化量进行比较的图。

具体实施方式

以下，参照附图说明本发明的一实施方式。

图1是表示本实施方式的燃料箱系统1的构成的模式图。

燃料箱系统1包括鞍型的燃料箱10以及与该燃料箱10连接的电子控制单元(以下，称为“ECU”)60而构成，并被搭载在未图示的车辆上。需要说明的是，图1表示燃料箱10的沿车宽方向的剖面图。

在燃料箱10的底部的大致中央设有朝向上方弯曲成凸状的鞍部14，通过该鞍部14划分形成作为第一燃料积存部的主箱部16与作为第二燃料积存部的副箱部18。

在主箱部16设有燃料泵模块20，燃料泵模块20汲取积存在燃料箱10内的燃料，并供应给未图示的发动机。

燃料泵模块20具备燃料泵22及与该燃料泵22连接的压力调节器26。燃料泵22利用向主箱部16的底部16a开口的汲取用喷射泵24从燃料吸引口24a汲取积存在主箱部16中的燃料，并压送给压力调节器26。在压力调节器26上连接有与发动机连通的燃料配管28以及前端侧设有空吸用喷射泵32的回流用分支配管30。

在燃料箱10内，遍及主箱部16的底部16a以及副箱部18的底部18a而配置有虹吸管34。在该虹吸管34之中的上部侧中途部，经三向接头36连接空吸用管路40的一端侧。另外，该空吸用管路40的另一端侧与上述的空吸用喷射泵32的吸引侧(负压侧)连接。在三向接头36之中的空吸用管路40的一端侧的连接部36a设有逆流防止阀38，使燃料仅能够从虹吸管34侧向空吸用喷射泵32侧流通。

虹吸管34的主箱部16侧的开放端34a配置在比空吸用喷射泵32更靠车宽方向外侧之中的主箱部16的底部16a，且与主箱部16的车宽方向外侧的内壁16b相邻配置。在该开放端34a安装有切换阀42a，切换阀42a通过检测到气体而关闭开放端34a，通过检测到液体而打开开放端34a。

虹吸管34的副箱部18侧的开放端34b配置在副箱部18的底部18a，且与车宽方向外侧的内壁18b相邻配置。在该开放端34b安装有切换阀42b，切换阀42b通过检测到气体而关闭开放端34b，通过检测到液体而打开开放端34b。

另外，在燃料箱10内设有对积存于主箱部16的燃料的液位进行检测的发射机单元50。发射机单元50输出与在积存于主箱部16的燃料的液面漂浮的浮子51的位置大致成比例、即与积存于主箱部16的燃料的液位大致成比例的检测信号(以下，称为“发射机信号”)，该发射机信号由ECU60检测。

对于以上那样构成的燃料箱10的动作进行说明。

例如，如图2所示，说明在仅在主箱部16中积存有燃料F的状态(例如，出厂时等)下，进行发动机的启动的情况。

在该情况下，首先，驱动燃料泵模块20的燃料泵22，积存于主箱部16的燃料F在汲取用喷射泵24的作用下被从燃料吸引口24a吸引。被吸引的燃料F从压力调节器26经燃料配管28被供应给发动机。

另一方面，从燃料吸引口24a被吸引的燃料F的一部分，经分支配管30被供应给空吸用喷射泵32，在空吸用管路40产生负压。空吸用管路40经三向接头36与虹吸管34连通，该虹吸管34内被吸引。在此，虹吸管34的主箱部16侧的开放端34a由于在燃料F内，因此关闭，副箱部18侧的开放端34b打开。因此，在空吸用喷射泵32的作用下，当虹吸管34内被吸引时，从该虹吸管34的、主箱部16侧的开放端34a被吸上来的燃料F被移送向副箱部18侧的开放端34b侧。在开放端34b，通过供给燃料F而打开开放端34b，主箱部16侧的燃料F被移送到副箱部18侧。之后，通过虹吸管34发挥虹吸功能，结果是，以主箱部16内的燃料F的液位与移动到副箱部18的燃料的液位成为同一高度的方式，从主箱部16以及副箱部18之中的任一方向另一方移送燃料F。

另外，例如图3所示，在燃料箱10倾斜的状态下，通过虹吸管34的虹吸功能，上方侧的主箱部16内的燃料F被移送到下方侧的副箱部18，由此，调整成主箱部16以及副箱部18内的燃料的液位处于同一高度。

另外，在发动机停止时，在设置于三向接头36的连接部36a的逆流防止阀38的作用下，不会从虹吸用管路40向虹吸管34侧逆流。因此，即便是发动机停止时，也发挥虹吸管34的虹吸功能，将主箱部16以及副箱部18的燃料的液位调整成相同。

回到图1，ECU60具备：具有对来自各种传感器的输入信号波形进行整形、将电压电平修正为规定的电平、将模拟信号转变为数字信号等功能的输入电路；以及中央运算处理单元(以下称为“CPU”)。此外，ECU60具备：存储由CPU执行的各种运算程序以及运算结果等的存储电路；向燃料仪表70输出控制信号的输出电路。

向ECU60除了输入从上述的发射机单元50输出的发射机信号外，还输入有：由燃料箱10供给并被喷射到发动机的燃料量(以下，称为“燃料喷射量”)，搭载燃料箱系统1的车辆的车速、以及来自未图示的点火开关的ON/OFF信号等各种信号。ECU60基于这些发射机信号、燃料喷射量、车速、来自点火开关的信号等，推断在燃料箱10内积存的燃料量，向燃料仪表70发送仪表指示值。燃料仪表70对应于该仪表指示值，显示燃料箱10内的燃料量。

以下，参照图4～图6，详细说明在ECU60构成的燃料仪表70控制，即算出仪表指示值的模块。

图4是示意地表示ECU的仪表控制的概念的图。

在ECU中，为了精度良好地推断燃料箱内的燃料量，即对应于车辆的行驶状态不使仪表指示值较大地变动，在燃料喷射控制状态、非燃料喷射控制状态和给油状态这3种之间，切换仪表控制的状态，而且，基于在这3种控制状态的每个状态设定的算法，推断在燃料箱内积存的燃料量，基于该推断算出仪表的指示值。以下，对于在燃料喷射控制状态、非燃料喷射状态、给油状态的各个状态下推断燃料箱内的燃料量的算法进行说明。

<1.燃料喷射控制状态>

当仪表控制的状态处于燃料喷射控制状态时，ECU通过从燃料箱内的燃料量的规定的初始值将供给车辆的行驶的部分的燃料逐次减掉，来推断燃料箱内的燃料量，进而基于该推断的燃料量来算出仪表指示值。因此，在该情况下，燃料箱内的燃料量、即仪表的指示值基本上只是下降，而不会上升。更具体地说，当仪表控制的状态处于燃料喷射控制状态时，ECU基于发射机信号、燃料喷射量这2种参数，推断燃料箱内的燃料量。

需要说明的是，当仪表控制的状态处于燃料喷射控制状态时，在满足规定的条件的情况下，仪表控制的状态从燃料喷射控制状态向非燃料喷射控制状态转移。

另外，当仪表控制的状态处于燃料喷射控制状态时，按照后面参照图5以及图6说明的顺序，对应于判定为是给油状态这一情况，仪表控制的状态从燃料喷射控制状态向给油状态转移。

<2.非燃料喷射控制状态>

当仪表控制的状态处于燃料喷射控制状态时，ECU基于发射机信号推断燃料箱内的燃料量，进而基于该推断的燃料量算出仪表指示值。因此在该情况下，燃料箱内的燃料量、即仪表指示值不同于上述燃料喷射控制状态，不仅有下降的情况，还有上升的情况。

需要说明的是，当仪表控制的状态处于非燃料喷射控制状态时，在满足规定的条件的情况下，仪表控制的状态从非燃料喷射控制状态向燃料喷射控制状态转移。

另外，当仪表控制的状态处于燃料喷射控制状态时，按照后面参照图5以及图6说明的顺序，对应于判定为是给油状态这一情况，仪表控制的状态从非燃料喷射控制状态向给油状态转移。

<3.给油状态>

如上所述，在燃料喷射控制状态下，通过从燃料箱内的燃料量的初始值减掉燃料喷射量，推断燃料箱内的燃料量。在采用鞍型的燃料箱的本实施方式的燃料箱系统中，在始终以高精度推断燃料箱内的燃料量的情况下，燃料在主箱部和副箱部之间的移送或燃料箱的倾斜等引起的液位变动成为问题。相对于此，通过基于从初始值减去燃料喷射量的减法运算来推断燃料量，由此，能够不受燃料的液位变动影响来进行推断。

但是，在该情况下，高精度且迅速地推断燃料喷射控制状态的燃料量的初始值、即向燃料箱内供给燃料后的燃料量是重要的。因此，当仪表控制的状态处于给油状态时，ECU基于发射机信号或发射机信号的变化率等多个参数，推断给油完成后的燃料箱内的燃料量，进而基于该推断的燃料量来算出仪表指示值。

<4.给油状态的判定的顺序>

如上所述，在采用鞍型燃料箱的本实施方式的燃料箱系统中，为了始终以高精度推断燃料箱内的燃料量，能够高精度且迅速地推断给油完成后的燃料量是必要的。因此，高精度判定是否处于燃料被供给的状态也是重要的。尤其，在具备虹吸管的本实施方式的燃料箱系统中，主箱部内的液位的上升不仅是由燃料的给油而引起的，还包括由于经虹吸管从副箱部侧向主箱部侧的移送而引起的情况。因此，在燃料的给油的判定方面，判定液位的变动是由于经虹吸管的燃料的移送而引起的也是重要的。以下，参照图5、6，对于本实施方式的给油状态的判定的顺序进行说明。

图5是表示停止车辆(车速为0[km/h])，供应燃料时的发射机信号的时间图的一例的图。图5是表示在时刻t1行驶中的车辆停止，在时刻t3在车辆停止的期间开始燃料的给油的情况下的发射机信号的变化的图。

首先，ECU对车速变为0[km/h]而车辆停止后规定的时间后的时刻t2时的发射机信号进行采样，将与此时采样的发射机信号对应的燃料量作为停车时基准燃料量存储。在此，所谓与发射机信号对应的燃料量是指：使用表示燃料箱的容量和液位的关系的位图(未图示)而从发射机信号的值直接且毫无意义地算出的燃料箱内的燃料量。但是，如上述那样，发射机信号是与积存于主箱部的燃料的液位大致成比例的信号，一般不同于在副箱部积存的燃料的液位，但是在本实施方式中，假定主箱部内的液位与副箱部内的液位相同，使用上述位图算出与发射机信号对应的燃料量。

之后，ECU以规定的周期对发射机信号进行采样，将与此时的发射机信号对应的燃料量作为停车中检测燃料量RF_jdg进行存储(图5中，参照白圈)。

此时，ECU一边算出与发射机信号对应的停车中检测燃料量RF_jdg，一边基于停车中检测燃料量RF_jdg的本次采样值与前次采样值之差，算出燃料量的增加速度VF，对该增加速度VF和规定的阈值VF_th进行比较，在增加速度VF为阈值VF_th以下的情况下，判定为燃料处于移送状态，在增加速度VF比阈值VF_th大的情况下，判定为燃料处于移送状态。

图6是按每个液位变化的要因对液位的变化量进行比较的图

在沿虹吸管进行燃料的移送的情况下的燃料量的增加速度小于由给油机供给燃料的情况下的燃料量的增加速度。因此，如上所述，通过对燃料量的增加速度VF设定阈值VF_th(图6中，参照虚线)，可以判定液位的变化是否是由移送引起的。

回到图5，ECU除上述那样的增加速度VF外，还通过停车中检测燃料量RF_jdg与停车时基准燃料量F2之差来算出燃料的增加量WF(＝RF_jdg-F2)，判定该增加量WF是否超过规定的阈值WF_th。而且，ECU在判定为增加速度VF比阈值VF_th大、燃料不处于移送状态，且，燃料的增加量WF比阈值WF_th大的情况下，判定为燃料是给油状态(图5中，参照时刻t4)。另外，在此，对应于判定为燃料是给油状态这一情况，使仪表控制的状态转向上述的给油状态，推断给油完成后的燃料箱内的燃料量。

进而，在判定为移送状态的情况下，禁止向仪表指示值反映，由此，可以防止移送引起的仪表的误差。由此，在使下一次的仪表指示值反映在仪表上时，不会急剧地变动。

根据本实施方式，起到以下的效果。

(1)根据本实施方式，通过判定是否是燃料经虹吸管34移送的移送状态，结果是能够以高精度判定是否处于燃料被给油的状态。另外，由于能够以高精度判定是否处于燃料被给油的状态，结果是，还可以以高精度推断燃料箱内的燃料量。

(2)根据本实施方式，在基于对积存于主箱部的燃料的液位进行检测的发射机单元的检测值(发射机信号)而算出的燃料量的增加速度VF在阈值VF_th以下的情况下，判定为燃料是移送状态，在燃料量的增加速度VF比阈值VF_th大的情况下，判定为燃料不是移送状态。由此，能够以更高精度判定燃料是否处于移送状态，因此结果是，能够进一步提高燃料箱内的燃料量的推断精度。

(3)在车辆停止时液位发生变化的情况下，该液位的变化的要因在不是由移送引起的情况下，可以说是由给油所引起的。根据本实施方式，在车辆停止时，在判定为燃料量的增加速度VF比阈值VF_th大、燃料不是移送状态，且，车辆停止后的燃料的增加量WF比阈值WF_th大的情况下，判定为燃料是给油状态。由此，能够高精度判定燃料处于给油状态，因此，结果是，能够以高精度推断燃料箱内的燃料量。

需要说明的是，本发明不限定于上述的实施方式，可以进行各种变形。

符号说明

1…燃料箱系统

10…燃料箱

16…主箱部(第一燃料积存部)

18…副箱部(第二燃料积存部)

34…虹吸管

50…发射机单元(液位检测机构)

60…ECU(移送状态判定机构、给油状态判定机构)

70…燃料仪表(仪表)

Claims

1.一种车辆用的燃料箱系统，其具备：

燃料箱，其形成有第一燃料积存部以及第二燃料积存部；

虹吸管，其遍及所述第一燃料积存部和第二燃料积存部而配置，并从第一燃料积存部和第二燃料积存部之中的任一方向另一方移送燃料；

对在所述第一燃料积存部和第二燃料积存部之中的任一个中积存的燃料的液位进行检测的液位检测机构，

通过减掉燃料喷射量，算出所述燃料箱内的燃料量，

所述车辆用的燃料箱系统的特征在于，

在所述车辆停止后规定的时间后，将与从所述液位检测机构输出的发射机信号对应的燃料量作为停车时基准燃料量，

沿所述虹吸管进行燃料的移送的情况下的所述燃料箱内的燃料量相对于所述停车时基准燃料量的增加速度小于由给油机向所述燃料箱供给燃料的情况下的所述燃料箱内的燃料量相对于所述停车时基准燃料量的增加速度，

相对于所述燃料箱内的燃料量的增加速度，在燃料的移送状态和非移送状态之间设定阈值，

在所述燃料箱内的燃料量的所述增加速度大于所述阈值时，判定为燃料是非移送状态，在所述燃料箱内的燃料量的所述增加速度小于所述阈值时，判定为燃料是移送状态。