JP4801158B2 - 燃料タンクに用いられる通気装置 - Google Patents

Description

本発明は、燃料タンクに用いられる通気装置（Entlueftungseinrichtung）であって、少なくとも１つの通気管路に接続された液体トラップと、該液体トラップに配置された、該液体トラップから燃料タンク内へ燃料を圧送するためのサクションジェットポンプとが設けられている形式のものに関する。

このような形式の通気装置は、給油時や運転中に燃料タンクを通気するためにしばしば使用されており、したがって公知である。たいてい、現在の通気装置では、燃料タンク内に存在する燃料蒸気から液体燃料を分離するための、液体トラップとして形成された除泡容器（Ausperlbehaelter）から複数の通気管路が導出されており、これらの通気管路は燃料タンクの種々異なる側および場合によっては活性炭フィルタに通じている。サクションジェットポンプは、燃料タンク内に配置された燃料ポンプに接続されていて、液体トラップ内に溜まった燃料を吸い込み、この燃料を燃料タンクへ戻し圧送する。しかし、サクションジェットポンプが燃料ポンプに常時接続されていることにより、液体トラップが空になった場合でも、サクションジェットポンプは作動させられていて、燃料は不必要にサクションジェットポンプによって圧送される。このことは燃料タンク内での不都合な気泡形成や、燃料ポンプの不要なエネルギ消費を招く。

本発明の根底を成す問題は、冒頭で述べた形式の通気装置を改良して、サクションジェットポンプの不要なエネルギ消費と、燃料タンク内での不要な気泡形成とが回避されるような通気装置を提供することである。

この問題は本発明によれば、サクションジェットポンプが、弁に接続されており、該弁が、液体トラップ内の燃料の液面高さに関連して切換可能であることにより解決される。

このような構成により、液体トラップ内に燃料が溜められていない場合には、弁を介してサクションジェットポンプを遮断することができる。予め規定された液面高さよりも上でしか弁を開放し、サクションジェットポンプに燃料を供給することができない。これにより、液体トラップが空の場合にサクションジェットポンプが運転状態に保持されることを特に簡単に回避することができる。本発明によれば、液体トラップが空の場合にサクションジェットポンプを遮断することによって、不要なエネルギ消費および燃料タンク内での不要な気泡形成が阻止される。

一般には、予め規定された液面高さが達成された場合にはじめて液体トラップからの燃料の吸出しを実施することで十分となる。この場合、液体トラップ内に、前記弁を切り換えるための液面高さリミットスイッチが配置されていると、本発明による通気装置が構造的に特に単純となる。

本発明の別の有利な改良形では、液面高さリミットスイッチがフロートを有している。この場合、液面高さリミットスイッチは構造的に特に簡単に形成される。

このフロートに、弁座へ向かって運動可能な弁体が結合されていることにより、前記弁の制御を、たとえば完全に機械式に行うことができる。しかし、本発明の別の有利な改良形では、前記弁が電気式に切り換えられており、この場合にはサクションジェットポンプを特に信頼性良く制御することができる。

前記弁が、電気式のアクチュエータを有しており、該アクチュエータに、弁座へ向かって運動可能な弁体が結合されていると、前記弁を特に廉価に製作することができる。

電気式のアクチュエータが、ソレノイドもしくは電磁石またはピエゾ素子もしくは圧電素子を有していると、電気式に切り換えられる弁が構造的に特に簡単に形成される。

本発明のさらに別の有利な改良形では、液面高さリミットスイッチが電気的なコンタクトを有している。この場合、電気式に切り換えられる弁の制御は特に簡単となる。液体トラップ内の液面高さに関連して、電気的なコンタクトを開閉させることができる。

本発明のさらに別の有利な改良形では、液面高さリミットスイッチの電気的なコンタクトが、前記弁の電気式のアクチュエータに直列接続されて配置されている。この場合、前記弁の切換のための制御手間を特に少なく保持することができる。

液面高さリミットスイッチの電気的なコンタクトと、前記弁の電気式のアクチュエータとが、１つの共通の電子制御ユニットに接続されていると、本発明による通気装置により前記弁の特に多種多様な制御が可能となる。この場合、たとえば特に低い温度において、または自動車の内燃機関のスタート時に前記弁の制御を中断することができる。このような場合では、たいてい、燃料ポンプにより圧送された全燃料が内燃機関のために必要とされるわけではない。これによって、前記弁の、電子制御ユニットにより可能となる閉弁により、低い温度の際に、または内燃機関のスタート時に燃料が液体トラップのサクションジェットポンプへ分岐されることが阻止される。

燃料タンク内での組付けのためにポット形のバッフルチャンバが設けられており、該バッフルチャンバが、電動モータ式の燃料ポンプを有しており、該燃料ポンプの圧送管路が、サクションジェットポンプに接続されており、前記バッフルチャンバが、液体トラップと共に１つの構成ユニットを形成していると、本発明による通気装置の組付けが特に簡単に行われる。ポット形のバッフルチャンバは液体トラップに取り付けられていると有利である。

本発明のさらに別の有利な改良形では、前記弁の弁体が、サクションジェットポンプのノズルに向かって可動に、つまり該ノズルを閉鎖する方向に可動に案内されている。この場合、前記弁およびサクションジェットポンプを特にコンパクトな１つのユニットにまとめることができる。これにより、前記弁は、サクションジェットポンプを直接に開閉させることが可能となる。

本発明のさらに別の有利な改良形では、前記弁が前記圧送管路に配置されている。この場合、ノズルの近傍に配置された弁体によってサクションジェットポンプの圧送が妨げられてしまうことを簡単に回避することができる。

本発明は多数の実施態様を可能にする。本発明の基本原理を一層明瞭にすべく、以下に本発明の１実施例を図面につき詳しく説明する。

図１は、本発明による通気装置の第１実施例を示す概略図であり、
図２は、電子制御ユニットを備えた本発明による通気装置の別の実施例を示す概略図であり、
図３および図４は、圧電素子を備えた、図１または図２に示した本発明による通気装置に設けられた弁の２つの実施例を示す断面図であり、
図５および図６は、電磁石を備えた、図１または図２に示した本発明による通気装置に設けられた弁の２つの実施例を示す断面図であり、
図７および図８は、本発明による通気装置の完全に機械式の弁の２つの実施例を示す断面図である。

図１には、上側の範囲に配置された液体トラップ３を備えた、自動車の燃料タンク２に用いられる通気装置１が図示されている。液体トラップ３からは、複数の通気管路４が導出されており、これらの通気管路４は燃料タンク２の側方の範囲にまで通じている。さらに、燃料タンク２の底部には、スプラッシュポット、つまりポット形のバッフルチャンバ５が配置されており、このバッフルチャンバ５は電動モータ式の燃料ポンプ６を備えている。この燃料ポンプ６はポット形のバッフルチャンバ５から燃料を吸い込み、そして供給管路７を介してこの燃料を自動車の内燃機関（図示しない）へ圧送する。液体トラップ３内には、サクションジェットポンプ８が配置されている。このサクションジェットポンプ８は圧送管路９を介して燃料ポンプ６の供給管路７に接続されている。圧送管路９には、電気式に切換可能な弁１０が配置されている。この弁１０は電気的な線路１２を介して、液体トラップ３内に配置された液面高さリミットスイッチ１１に接続されている。この液面高さリミットスイッチ１１と、電気式に切換可能な弁１０と、燃料ポンプ６とは、同じく電気的な線路１３，１４を介して自動車の搭載電源１５に接続されている。液面高さリミットスイッチ１１は、フロート１６により切換可能な電気的なコンタクト１７を有している。

液体トラップ３内での燃料の予め設定された液面高さが超えられると、フロート１６が変位されて、液面高さリミットスイッチ１１の電気的なコンタクト１７を閉じる。これによって、電気式に切換可能な弁１０が搭載電源１５に接続されて、開弁し、かつ圧送管路９を開放する。これによって、燃料ポンプ６は燃料を駆動媒体としてサクションジェットポンプ８へ圧送する。サクションジェットポンプ８は引き続き、液体トラップ３から、溜まった燃料を吸い込み、流出管路１８を介してこの燃料を燃料タンク２へ圧送する。それとは逆に、液体トラップ３内の予め設定された燃料液面高さよりも下では、電気式に切換可能な弁１０が搭載電源１５に接続されないので、サクションジェットポンプ８は駆動媒体としての燃料を得ることができず、燃料ポンプ６により圧送された全燃料は供給管路７に流入する。

図２には、通気装置１の別の実施例が図示されている。この実施例は、液体トラップ３内に配置された液面高さリミットスイッチ１１と、電気式に切換可能な弁１０とがそれぞれ電子制御ユニット１９に接続されている点でのみ、図１に示した実施例と異なっている。電子制御ユニット１９は電気式に切換可能な弁１０を、図１につき説明したように制御する。さらに、電子制御ユニット１９は相応する制御プログラムにおいて、たとえば予め規定された運転状態において、燃料ポンプ６により圧送される全燃料を供給管路７内へ圧送したい場合に、弁１０の開放を阻止することができる。このような運転状態は、たとえば内燃機関のスタート時および低い温度において存在する。また、弁１０の時間制御された開放も可能となるので、弁１０の各切換時に液体トラップ３が信頼性良く空にされることが確保される。

図１および図２には、弁１０が液体トラップ３の外部で概略的に図示されている。当然ながら、弁１０は液体トラップ３の内部に配置されていてもよく、その場合、弁１０はサクションジェットポンプ８および／または液面高さリミットスイッチ１１と共に１つの構成ユニットを形成することができる。さらに、弁１０が純機械的に制御される場合、択一的な別の実施態様（図示しない）において、弁１０および液面高さリミットスイッチ１１を搭載電源１５に接続するための電気的な線路１２，１４は必要とされなくなる。

さらに図３には、サクションジェットポンプ８のノズル２０と、電気式に切換可能な弁１０とから成る１つの構成ユニットが図示されている。電気式に切換可能な弁１０はピエゾ素子、つまり圧電素子２２を備えたアクチュエータ２１を有している。圧電素子２２が通電されると、サクションジェットポンプ８のノズル２０から離れる方向に弁体２３が運動させられて、サクションジェットポンプ８と圧送管路９との接続を開放する。電気的なコンタクト２４はアクチュエータ２１を、図１および図２に示した電気的な線路１２に接続するために働く。

図４には、サクションジェットポンプ８のノズル２０と、電気式に切換可能な弁１０とから成る構成ユニットの別の実施例が図示されている。図３に示した実施例の場合と同様に、弁１０は圧電素子２６を備えたアクチュエータ２５を有している。圧電素子２６はレバー２７を介して弁体２３の運動を制御する。

図５には、サクションジェットポンプ８のノズル２０と、電気式に切換可能な弁１０とから成る構成ユニットのさらに別の実施例が図示されている。図３および図４に示した実施例とは異なり、弁１０はソレノイド、つまり電磁石２９を備えたアクチュエータ２８を有している。電磁石２９は弁体２３に結合された磁石３０を運動させる。これによって、相応する通電時には、弁体２３がサクションジェットポンプ８のノズル２０を閉鎖する方向に運動させられるか、または該ノズル２０から離れる方向に運動させられる。

図６には、サクションジェットポンプ８のノズル２０と、電気式に切換可能な弁１０とから成る構成ユニットのさらに別の実施例が図示されている。この実施例では、弁１０が、電磁石３２を備えたアクチュエータ３１を有している。相応する通電時には、磁石３４を備えた閉鎖シリンダ３３を圧送管路９に突入する方向に運動させることができ、これによってサクションジェットポンプ８のノズル２０への燃料の圧送を遮断することができる。

図７には、通気装置１のさらに別の実施例が図示されている。この実施例では、弁１０が、サクションジェットポンプ８に通じた圧送管路９に配置されていて、液面高さリミットスイッチ１１と共に１つの構成ユニットを形成している。前で述べた実施例とは異なり、弁１０はフロート１６に結合されていて、これによって純機械的な機能を有している。フロート１６は磁石３５を支持しており、この磁石３５は圧送管路９の壁に向かって運動可能に支承されている。弁１０は磁石３７を備えた、長手方向可動に案内された閉鎖シリンダ３６を有している。圧送管路９の壁にフロート１６が載着されていると、閉鎖シリンダ３６が吸引されて、圧送管路９を閉鎖する。圧送管路９の壁に載置されたフロート１６の位置は図７に二点鎖線により描かれている。当然ながら、圧送管路９の、液面高さリミットスイッチ１１を有する区分は、図１および図２に示した液体トラップ３における規定された位置に配置され得る。

図８には、通気装置１のさらに別の実施例が図示されている。この実施例では、弁１０が、サクションジェットポンプ８のノズル２０および液面高さリミットスイッチ１１と共に１つの構成ユニットを形成している。液面高さリミットスイッチ１１のフロート１６はレバー３８を介して、ノズル２０へ向かって長手方向スライド式に運動可能な弁体２３に結合されている。図７に示した実施例の場合と同様に、この場合にも、フロート１６と弁１０とは液体トラップ３の内部に配置され得る。

本発明による通気装置の第１実施例を示す概略図である。 電子制御ユニットを備えた本発明による通気装置の別の実施例を示す概略図である。 圧電素子を備えた、図１または図２に示した本発明による通気装置に設けられた弁の実施例を示す断面図である。 圧電素子を備えた、図１または図２に示した本発明による通気装置に設けられた弁の別の実施例を示す断面図である。 電磁石を備えた、図１または図２に示した本発明による通気装置に設けられた弁の実施例を示す断面図である。 電磁石を備えた、図１または図２に示した本発明による通気装置に設けられた弁の別の実施例を示す断面図である。 本発明による通気装置の完全に機械式の弁の実施例を示す断面図である。 本発明による通気装置の完全に機械式の弁の別の実施例を示す断面図である。

Claims (13)

1. 燃料タンク（２）に用いられる通気装置（１）であって、少なくとも１つの通気管路（４）に接続された液体トラップ（３）と、該液体トラップ（３）に配置された、該液体トラップ（３）から燃料タンク（２）内へ燃料を圧送するためのサクションジェットポンプ（８）とが設けられている形式のものにおいて、サクションジェットポンプ（８）が、弁（１０）に接続されており、該弁（１０）が、液体トラップ（３）内の燃料の液面高さに関連して切換可能であることを特徴とする、燃料タンク（２）に用いられる通気装置。
2. 液体トラップ（３）内に、前記弁（１０）を切り換えるための液面高さリミットスイッチ（１１）が配置されている、請求項１記載の通気装置。
3. 前記液体トラップ（３）内に液面高さリミットスイッチ（１１）が配置され、該液面高さリミットスイッチ（１１）がフロート（１６）を有している、請求項１または２記載の通気装置。
4. 前記弁（１０）が電気式に切り換えられている、請求項１から３までのいずれか１項記載の通気装置。
5. 前記弁（１０）が、電気式のアクチュエータ（２１，２５，２８，３１）を有しており、該アクチュエータ（２１，２５，２８，３１）に、弁座へ向かって運動可能な弁体（２３）が結合されている、請求項１から４までのいずれか１項記載の通気装置。
6. 前記弁（１０）が、電気式のアクチュエータ（２１，２５，２８，３１）を有しており、該電気式のアクチュエータ（２１，２５，２８，３１）が、電磁石（２９，３２）または圧電素子（２２）を有している、請求項１から５までのいずれか１項記載の通気装置。
7. 前記液体トラップ（３）内に液面高さリミットスイッチ（１１）が配置され、該液面高さリミットスイッチ（１１）が電気的なコンタクト（１７）を有している、請求項１から６までのいずれか１項記載の通気装置。
8. 液面高さリミットスイッチ（１１）の電気的なコンタクト（１７）が、前記弁（１０）の電気式のアクチュエータ（２１，２５，２８，３１）に直列接続されて配置されている、請求項７記載の通気装置。
9. 液面高さリミットスイッチ（１１）の電気的なコンタクト（１７）と、前記弁（１０）の電気式のアクチュエータ（２１，２５，２８，３１）とが、１つの共通の電子制御ユニット（１９）に接続されている、請求項７または８記載の通気装置。
10. 燃料タンク（２）内での組付けのためにポット形のバッフルチャンバ（５）が設けられており、該バッフルチャンバ（５）が、電動モータ式の燃料ポンプ（６）を有しており、該燃料ポンプ（６）の圧送管路（９）が、サクションジェットポンプ（８）に接続されており、前記バッフルチャンバ（５）が、液体トラップ（３）と共に１つの構成ユニットを形成している、請求項１から９までのいずれか１項記載の通気装置。
11. 前記弁（１０）の弁体（２３）が、サクションジェットポンプ（８）のノズル（２０）に向かって可動に案内されている、請求項１から１０までのいずれか１項記載の通気装置。
12. 前記燃料タンク（２）内に電動モータ式の燃料ポンプ（６）が配置され、該燃料ポンプ（６）と前記サクションジェットポンプ（８）とが圧送管路（９）によって接続され、前記弁（１０）が前記圧送管路（９）に配置されている、請求項１から１１までのいずれか１項記載の通気装置。
13. 前記燃料タンク（２）内に電動モータ式の燃料ポンプ（６）が配置され、該燃料ポンプ（６）と前記サクションジェットポンプ（８）とが圧送管路（９）によって接続され、前記弁（１０）が前記液体トラップ（３）の内側で前記圧送管路（９）に配置されている、請求項１から１２までのいずれか１項記載の通気装置。

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