CN106401805A - 燃料罐结构 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种燃料罐结构，其具有：燃料罐，其被搭载在汽车上，并且具备收纳有燃料的收纳部；过滤罐，其与大气连通；第一配管，其对所述收纳部与所述过滤罐进行连结；第一开闭阀，其使所述第一配管开闭；加注管，其与所述收纳部连接，且具备供注油枪的喷嘴插入的注油口，并且除了注油时以外该注油口均被闭塞；第二配管，其对所述加注管与所述过滤罐进行连结；第二开闭阀，其使所述第二配管开闭；压力传感器，其对所述收纳部内的压力进行检测；燃料泵，其将所述收纳部内的燃料向发动机进行供给；控制部，其在注油时使所述第一开闭阀开阀从而容许蒸发燃料从所述收纳部向所述过滤罐移动，并且，在注油后使所述第一开闭阀闭阀，并在所述压力传感器所检测到的所述收纳部内的压力成为与大气压相比而较低的预定的压力以下时使所述第二开闭阀开阀。

Description

燃料罐结构
技术领域
本发明涉及一种燃料罐结构。
背景技术
作为搭载在汽车上的燃料罐的结构，已知有具备用于对蒸发燃料(燃料蒸汽)进行吸附的过滤罐的结构。在这种结构中，由于利用来自进气歧管的负压而使被吸附在过滤罐中的蒸发燃料脱离(清除)，因此泵送损失将增加，从而难以使耗油率提高。
作为其对策，在日本专利第5299565号公报中公开了在燃料罐上连接了气体分离机的结构。在该结构中，通过使气体分离机工作而使燃料罐内的大气成分排出到外部从而使燃料罐的内压下降，进而使被吸附在过滤罐中的蒸发燃料脱离。
发明内容
然而，在日本专利第5299565号公报中所公开的燃料罐结构中，需要用于使燃料罐的内压下降的气体分离机、和用于对过滤罐与气体分离机进行切换的机构等，从而结构会变得复杂。此外，由于需要用于使气体分离机工作的能量(电力)，因此从提高耗油率的观点出发，存在改善的余地。
本发明提供一种能够以简易的结构来提高耗油率的燃料罐结构。
第一方式的燃料罐结构，具有：燃料罐，其被搭载在汽车上，并且具备收纳有燃料的收纳部；过滤罐，其与大气连通；第一配管，其对所述收纳部与所述过滤罐进行连结；第一开闭阀，其使所述第一配管开闭；加注管，其与所述收纳部连接，且具备供注油枪的喷嘴插入的注油口，并且除了注油时以外该注油口均被闭塞；第二配管，其对所述加注管与所述过滤罐进行连结；第二开闭阀，其使所述第二配管开闭；压力传感器，其对所述收纳部内的压力进行检测；燃料泵，其将所述收纳部内的燃料向发动机进行供给；控制部，其在注油时使所述第一开闭阀开阀从而容许蒸发燃料从所述收纳部向所述过滤罐移动，并且，在注油后使所述第一开闭阀闭阀，并在所述压力传感器所检测到的所述收纳部内的压力成为与大气压相比而较低的预定的压力以下时使所述第二开闭阀开阀。
在第一方式的燃料罐结构中，燃料罐具备用于对燃料进行收纳的收纳部，并且在该收纳部上连接有加注管。此外，收纳部与过滤罐通过第一配管而被连结，并且在该第一配管上设置有第一开闭阀。并且，加注管与过滤罐通过第二配管而被连结，并且在该第二配管上设置有第二开闭阀。此处，第一开闭阀在注油时通过控制部而被实施开阀，从而容许蒸发燃料从燃料罐的收纳部向过滤罐移动。由此，在注油时，收纳部内的蒸发燃料流过第一配管并被吸附到过滤罐中，并且除蒸发燃料以外的气体成分会被排出到大气中。以此方式来对蒸发燃料被排出到大气中的情况进行抑制。
另一方面，在注油之后使第一开闭阀闭阀，当在该状态下通过燃料泵而将收纳部内的燃料向发动机供给时，收纳部内的压力会下降。而且，当压力传感器所检测到的收纳部内的压力成为低于大气压的预定的压力以下时，控制部会使第二开闭阀开阀。由此，大气会被向第二配管导入，并且被吸附在过滤罐中的蒸发燃料会从过滤罐脱离(清除)，并且会经过第二配管而从加注管向收纳部流动。以此方式，能够无需使用气体分离机等装置，而以简易的结构来对被吸附在过滤罐中的蒸发燃料进行回收。
第二方式的燃料罐结构为，在第一方式中，所述第二开闭阀被构成为，能够对流过所述第二配管的蒸发燃料的流量进行调节，并且所述控制部对所述第二开闭阀进行控制，以使流过所述第二配管的蒸发燃料的流量与通过所述燃料泵而被向发动机供给的燃料的流量相比而较少。
在第二方式的燃料罐结构中，流过第二配管的蒸发燃料的流量与从燃料泵被向发动机供给的燃料的流量相比而较少。由此，能够将收纳部内的压力维持在负压，并且能够稳定地将蒸发燃料从过滤罐进行回收。
第三方式的燃料罐结构为，在第一方式或第二方式中，所述收纳部以能够进行膨胀收缩的方式而被构成，并且在所述收纳部的底部上突出设置有多个肋。
在第三方式的燃料罐结构中，通过注入燃料而会使收纳部膨胀。此外，当收纳部内的燃料减少时，收纳部会收缩。此处，由于在收纳部的底部上突出设置有多个肋，因此即使在收纳部收缩的情况下也能够确保燃料的流道，由此能够使燃料稳定地向燃料泵流动。
如以上所说明的那样，根据第一方式的燃料罐结构，能够以简易的结构来提高耗油率。
根据第二方式的燃料罐结构，能够提高蒸发燃料的回收性能。
根据第三方式的燃料罐结构，即使在通过可膨胀收缩的袋状部件构成了收纳部的情况下也能够确保燃料的流道。
附图说明
图1为概要地表示实施方式所涉及的燃料罐结构的局部切断了的图，且为表示收纳部充满了燃料的状态的图。
图2为表示在图1中的2-2线处剖切而成的状态的剖视图。
图3为将在图2中的3-3线处剖切而成的截面放大而进行表示的放大剖视图。
图4为表示收纳部内的燃料减少了的状态的与图1对应的图。
图5为表示将被吸附到过滤罐中的燃料回收了的状态的与图1对应的图。
图6为表示注油时的状态的与图1对应的图。
具体实施方式
以下，对实施方式所涉及的燃料罐结构进行说明。另外，在各图中所适当表示的箭头UP表示燃料罐的上方侧。此外，在本实施方式中，燃料罐的上方侧与汽车上下方向上的上方侧相一致。
如图1所示，构成本实施方式所涉及的燃料罐结构的燃料罐10被构成为，包括罐主体部12、收纳部14。罐主体部12被形成为中空状，并且构成燃料罐10的外壳。此外，罐主体部12的下表面通过未图示的油罐卡带而被支承。而且，通过将该油罐卡带经由托架等而固定在未图示的地板面板上，从而将罐主体部12安装在地板面板上。
在该罐主体部12的内部设置有收纳部14。收纳部14被构成为能够进行膨胀收缩，并且被形成为能够在其内部收纳燃料液体(以下设其为“燃料GS”)的袋状。另外，此处所说的“能够进行膨胀收缩”并不限定于收纳部14本身进行伸缩的结构，还包括通过被折叠而收缩、通过被展开而膨胀等的容积可变的袋状的部件。此外，本实施方式的收纳部14并非随着燃料GS的减少而收缩的部件，其具备对形状进行维持直至预定的压力(负压)作用于其上为止的刚性。另外，图1中以实线所表示的收纳部14表示充满了燃料GS的所谓的满罐状态，图中的双点划线表示收纳部14收缩了的状态的外形。
在收纳部14上连接有大致筒状的加注管18。而且，在加注管18的上端部上形成有注油口18A，并且通过将注油枪100的喷嘴100A插入至该注油口18A中并将燃料GS向收纳部14中注入的方式来实施注油(参照图6)。
加注管18的上端的注油口18A通过油箱盖20而开闭。此外，在油箱盖20的外侧配置有被设置在车身的侧围板等上的未图示的加油口盖。
油箱盖20除了注油时以外均会对注油口18A进行闭塞，从而对注油枪100向加注管18的进出进行限制。与此相对，如图6所示，在注油时将油箱盖20打开，从而加注管18的注油口18A被开放。由此，能够实现注油枪100向注油路径的进出。
此外，在加注管18的内部设置有液面传感器22。液面传感器22为通过对被收纳在收纳部14内的燃料GS的液面进行检测从而对燃料GS的量进行检测的传感器，在本实施方式中其通过静电电容传感器而构成。另外，也可以使用其他传感器来对收纳部14内的燃料GS的量进行检测。并且，在加注管18上连接有作为第二配管的燃料蒸汽回收管44。关于燃料蒸汽回收管44的详细内容将在后文中叙述。
在收纳部14内的底部上设置有用于对燃料GS中的异物进行捕捉的过滤器24。此外，在过滤器24上连接有向收纳部14的外侧延伸的供给管26，并且通过该供给管26而对过滤器24与燃料泵30进行连结。燃料泵30为用于将燃料GS向作为未图示的内燃机的发动机供给的装置，供给管32从燃料泵30起向发动机延伸。因此，当燃料泵30工作时，收纳部14内的燃料GS会经过过滤器24而向燃料泵30供给，并且会通过燃料泵30而被向发动机供给。
此处，如图2所示，在收纳部14的底部突出设置有多个(在本实施方式中为两个)肋14A。肋14A分别从插入有加注管18的部位的附近的壁面起向对角方向延伸，并且于俯视观察时在肋14A之间夹有过滤器24。此外，如图3所示，肋14A突出至与过滤器24的上表面24A相比靠上方处。由此，即使在收纳部14收缩从而收纳部14的上部侧向下方移动至图中以双点划线所表示的位置处的情况下，也能够通过肋14A来对燃料GS的流道被破坏的情况进行抑制。即，采用了能够确保燃料GS的流道的结构。
此外，如图1所示，在本实施方式的燃料泵30上电连接有燃料泵控制器34。而且，通过该燃料泵控制器34来对从燃料泵30向发动机供给的燃料GS的流量进行控制。燃料泵控制器34与后文所述的作为控制部的ECU(Electronic Control Unit)36电连接。
收纳部14的上端部上连接有作为第一配管的燃料蒸汽导入管38。燃料蒸汽导入管38被设为，对收纳部14与过滤罐40进行连结、并且流动有收纳部14内的蒸发燃料(燃料蒸汽)的结构。此外，过滤罐40经由大气开放管41而与大气连通。
在燃料蒸汽导入管38上设置有浮子针阀39。浮子针阀39被设置在罐主体部12的上壁上，并且具备浮子针阀体39A。而且，当燃料GS到达至浮子针阀39时，浮子针阀体39A会上浮并堵塞燃料蒸汽导入管38的流道，从而抑制了燃料GS流向与浮子针阀39相比靠过滤罐40侧的情况。
此处，在与浮子针阀39相比靠过滤罐40侧的燃料蒸汽导入管38上设置有作为第一开闭阀的燃料蒸汽导入用阀42。而且，通过使燃料蒸汽导入用阀42开阀而使燃料蒸汽导入管38开放，从而容许收纳部14内的蒸发燃料向过滤罐40移动。另一方面，通过使燃料蒸汽导入用阀42闭阀，从而使燃料蒸汽导入管38闭塞，由此对蒸发燃料的向过滤罐40的移动进行限制。而且，在本实施方式中，通过ECU36而使燃料蒸汽导入用阀42在注油后闭阀。
此外，在本实施方式中，燃料蒸汽导入管38的与浮子针阀39相比靠收纳部14侧通过柔性管而构成。因此，被构成为，能够随着收纳部14的膨胀收缩而对收纳部14与浮子针阀39之间的连接状态进行维持。
在过滤罐40的附近的燃料蒸汽导入管38上连接有燃料蒸汽回收管44。燃料蒸汽回收管44的一端侧被连接于过滤罐40与燃料蒸汽导入用阀42之间的燃料蒸汽导入管38上，燃料蒸汽回收管44的另一端侧被连接于加注管18上。即，通过燃料蒸汽回收管44而对加注管18与过滤罐40进行连结。此外，在燃料蒸汽回收管44上设置有作为第二开闭阀的燃料蒸汽回收用阀46。而且，通过使燃料蒸汽回收用阀46开阀而使燃料蒸汽回收管44开放，从而容许蒸发燃料从过滤罐40向加注管18的移动。另一方面，通过使燃料蒸汽回收用阀46闭阀，从而使燃料蒸汽回收管44闭塞，由此对蒸发燃料的从过滤罐40向加注管18的移动进行限制。
在收纳部14的上端部上设置有压力传感器48以及温度传感器50。压力传感器48以及温度传感器50被配置在燃料蒸汽导入管38与收纳部14的连接部分的附近处，并且被构成为分别能够对收纳部14内的压力以及温度进行检测。此处，在本实施方式中，以在燃料GS的满罐状态下、压力传感器48的顶端部以及温度传感器50的顶端部不会进入到燃料GS内的方式而对满罐状态下的燃料GS的液面进行了设定。此外，压力传感器48以及温度传感器50通过柔性管而与收纳部14连接。因此，被构成为，能够随着收纳部14的膨胀收缩而对收纳部14与压力传感器48以及温度传感器50之间的连接状态进行维持。
燃料泵控制器34、燃料蒸汽导入用阀42、燃料蒸汽回收用阀46、压力传感器48以及温度传感器50与ECU36电连接。而且，通过根据来自ECU36的信号而使燃料蒸汽导入用阀42以及燃料蒸汽回收用阀46开闭，来实施蒸发燃料向过滤罐40的吸附、以及蒸发燃料从过滤罐40的回收。以下，分别对注油时的蒸发燃料向过滤罐40的吸附以及蒸发燃料从过滤罐40的回收进行说明。另外，在以下的说明中，只要未特别记载，则将燃料蒸汽导入用阀42以及燃料蒸汽回收用阀46维持在闭阀的状态。
首先，对注油时的蒸发燃料向过滤罐40的吸附进行说明。如图6所示，在注油时，将油箱盖20打开，并将注油枪100的喷嘴100A插入到注油口18A中。此处，在将油箱盖20打开之前，通过由乘员对车厢内的未图示的加油口盖开关进行操作，从而根据来自ECU36的信号而将加油口盖打开。而且，在本实施方式中，在将加油口盖打开了的时刻，会根据来自ECU36的信号而使燃料蒸汽导入用阀42开阀。由此，成为容许收纳部14内的蒸发燃料向过滤罐40移动的状态。然后，在该状态下将燃料GS从注油枪100的喷嘴100A向加注管18内注入，从而收纳部14会膨胀。此外，收纳部14内的蒸发燃料将经过燃料蒸汽导入管38而被吸附到过滤罐40中，并且除此之外的气体(大气成分)被排出到大气中。另外，当燃料GS到达至满罐时的液面位置时，注油枪100的自动停止功能会启动从而会停止注油。此外，在将加油口盖关闭了的时刻，会根据来自ECU36的信号而使燃料蒸汽导入用阀42闭阀。
接下来，对蒸发燃料从过滤罐40的回收进行说明。如图4所示，当通过燃料泵30而将收纳部14内的燃料GS向发动机供给时，收纳部14内的燃料GS会减少，并且收纳部14内以及加注管18内的燃料GS的液面位置会下降。此处，由于燃料蒸汽导入用阀42以及燃料蒸汽回收用阀46被实施了闭阀，因此收纳部14内以及加注管18内的空间被密封。因此，通过收纳部14内的燃料GS减少，从而会使收纳部14内以及加注管18内的压力下降，进而会作用有负压。而且，收纳部14会由于该负压而收缩。另外，图4中的双点划线表示满罐时的收纳部14的外形、以及满罐时的加注管18内的燃料GS的液面。
当收纳部14内的燃料GS从图4的状态起进一步减少时，如图5所示，燃料GS的液面位置会下降，并且收纳部14内以及加注管18内的压力会下降。而且，当压力传感器48所检测到的收纳部14内的压力成为与大气压相比而较低的预定的压力以下时，根据来自ECU36的信号而使燃料蒸汽回收用阀46开阀。
当燃料蒸汽回收用阀46开阀时，负压会作用在过滤罐40上，并且大气会经过过滤罐40而被导入到燃料蒸汽回收管44中，且被吸附在过滤罐40上的蒸发燃料会脱离(清除)。而且，脱离了的蒸发燃料会经过燃料蒸汽回收管44以及加注管18而流到收纳部14中。以此方式，吸附在过滤罐40中的蒸发燃料被回收。
此处，本实施方式的燃料蒸汽回收用阀46被构成为，能够对流过燃料蒸汽回收管44的蒸发燃料的流量进行调节。即，能够通过变更燃料蒸汽回收用阀46的打开状态来对流过燃料蒸汽回收管44的蒸发燃料的流量进行调节。
此外，燃料蒸汽回收用阀46通过ECU36而被控制，以使流过燃料蒸汽回收管44的蒸发燃料的流量(以下，称之为“流量q”。)与从燃料泵30向发动机供给的燃料的流量(以下，称之为“流量Q”。)相比而较少。具体而言为，ECU36根据从燃料泵控制器34所接收到的信息而取得向发动机供给的燃料GS的流量Q。然后，对燃料蒸汽回收用阀46的打开状态进行调节，以使流过燃料蒸汽回收管44的蒸发燃料的流量q与该流量Q相比而较少。
此时，当将流过燃料蒸汽回收管44的蒸发燃料的流速设为U，并且将燃料蒸汽回收管44的流道面积设为A时，可将流量q以如下的数学式(1)来表示。
数学式1
q＝U×A……(1)
另一方面，当将压力传感器48所显示的压力设为P1，将大气压设为P0时，根据压力损失的计算式(范宁公式)，能够用如下的数学式(2)这样的关系式来表达。另外，在以下的数学式(2)中，将燃料蒸汽回收管44的管道摩擦系数设为λ，将管道长设为l，将管道直径设为d，将蒸发燃料的密度设为ρ。
数学式2
通过根据上述数学式(2)而计算出U，并将其代入到式(1)中，从而对流量q进行求解。另外，该计算通过ECU36来实施。而且，对燃料蒸汽回收用阀46进行控制从而对管道直径d进行调节以使所求出的流量q成为与流量Q相比而较少。
当收纳部14内的燃料GS从图5的状态起进一步减少，并且液面传感器22所检测到的燃料GS的液面下降至低于预定的液面位置的情况下，根据来自ECU36的信号而使燃料蒸汽回收用阀46闭阀，从而蒸发燃料的回收停止。
(作用以及效果)
接下来，对本实施方式所涉及的燃料罐结构的作用以及效果进行说明。
在本实施方式中，通过在注油时根据来自ECU36的信号而使燃料蒸汽导入用阀42开阀，从而蒸发燃料会从收纳部14向过滤罐40移动，进而能够使蒸发燃料被吸附到过滤罐40上。此外，除了蒸发燃料之外的气体成分会被排出到大气中。由此，能够对蒸发燃料被排出到大气中的情况进行抑制。
另一方面，当通过利用燃料泵30而将收纳部14内的燃料GS向发动机供给，从而收纳部14内的压力成为低于大气压的预定的压力以下时，根据来自ECU36的信号而使燃料蒸汽回收用阀46开阀。由此，被吸附到过滤罐40上的蒸发燃料将从过滤罐脱离，并且流入到收纳部14中。以此方式，能够无需使用气体分离机等装置，而通过简易的结构来对被吸附到过滤罐40上的蒸发燃料进行回收。此外，由于不利用从进气歧管所产生的负压，因此能够抑制泵送损失，并且提高耗油率。
并且，由于即使在使发动机停止的状态下，也能够将蒸发燃料从过滤罐40向燃料罐10的收纳部14进行回收，因此其也能够应用于如混合动力汽车那样的、使发动机停止并通过电动机的动力来进行行驶的车辆。
此外，在本实施方式中，对燃料蒸汽回收用阀46进行控制以使流过燃料蒸汽回收管44的蒸发燃料的流量与从燃料泵30向发动机供给的燃料的流量Q相比而较少。由此，能够将收纳部14内的压力维持在负压，从而能够稳定地将蒸发燃料从过滤罐40进行回收。即，能够提高蒸发燃料的回收性能。
另外，在本实施方式中，如图3所示，通过肋14A来对在收纳部14收缩时燃料GS的流道破坏的情况进行抑制。由此，即使在收纳部14内的燃料GS较少的情况下，也能够稳定地使燃料GS向燃料泵30流动。
虽然在以上对本发明的实施方式进行了说明，但本发明并不限定于上述的结构，除了上述的结构以外，其能够在不脱离于其主旨的范围内以各种方式来实施是不言自明的。例如，虽然在本实施方式中采用了使收纳部14能够膨胀收缩的结构，但并不限定于此，也可以通过非膨胀收缩的部件来构成收纳部。
此外，在本实施方式中，虽然采用了在加油口盖打开了的时刻，根据来自ECU36的信号而使燃料蒸汽导入用阀42开阀的结构，但并不限定于此。例如，也可以设置对油箱盖20的开闭状态进行检测的传感器等，并且在油箱盖20打开了的时刻使燃料蒸汽导入用阀42开阀。
另外，虽然在本实施方式中，根据压力传感器48所检测出的收纳部14内的压力来使燃料蒸汽回收用阀46开阀，但并不限定于此，也可以采用根据压力传感器48以及温度传感器50双方的信息来使燃料蒸汽回收用阀46开阀的结构。由于如果收纳部14内的温度下降，则收纳部14内的压力会降低，因此通过利用压力传感器48以及温度传感器50来对收纳部14内的压力以及温度进行检测，并且根据来自该两个传感器的信息来对燃料蒸汽回收用阀46进行控制，从而能够精度更高地实施燃料蒸汽回收用阀46的控制。

Claims (3)

1.一种燃料罐结构，具有：
燃料罐，其被搭载在汽车上，并且具备收纳有燃料的收纳部；
过滤罐，其与大气连通；
第一配管，其对所述收纳部与所述过滤罐进行连结；
第一开闭阀，其使所述第一配管开闭；
加注管，其与所述收纳部连接，且具备供注油枪的喷嘴插入的注油口，并且除了注油时以外该注油口均被闭塞；
第二配管，其对所述加注管与所述过滤罐进行连结；
第二开闭阀，其使所述第二配管开闭；
压力传感器，其对所述收纳部内的压力进行检测；
燃料泵，其将所述收纳部内的燃料向发动机进行供给；
控制部，其在注油时使所述第一开闭阀开阀从而容许蒸发燃料从所述收纳部向所述过滤罐移动，并且，在注油后使所述第一开闭阀闭阀，并在所述压力传感器所检测到的所述收纳部内的压力成为与大气压相比而较低的预定的压力以下时使所述第二开闭阀开阀。
2.如权利要求1所述的燃料罐结构，其中，
所述第二开闭阀被构成为，能够对流过所述第二配管的蒸发燃料的流量进行调节，
所述控制部对所述第二开闭阀进行控制，以使流过所述第二配管的蒸发燃料的流量与通过所述燃料泵而被向发动机供给的燃料的流量相比而较少。
3.如权利要求1或2所述的燃料罐结构，其中，
所述收纳部以能够进行膨胀收缩的方式而被构成，
在所述收纳部的底部上突出设置有多个肋。
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