JP6446016B2 - 燃料供給システム - Google Patents

Description

本発明は、燃料タンクに貯留された燃料を内燃機関へ供給する燃料供給システムに関する。

例えば特許文献１には、車両の前部座席の下方に燃料タンクを配置し、後部座席の下方に広い空間を確保することにより、車室内空間におけるレイアウトの自由度を拡大した、いわゆるセンタータンクレイアウトを採用した車両において、燃料タンクに貯留された燃料を内燃機関へ供給するシステムの一例が開示されている。

センタータンクレイアウトを採用した車両では、燃料タンクと、車体後部に設けられる給油口とを結ぶ経路を遮るように車体フレームが延在している。そこで、ブリーザパイプと車体フレームとの干渉を避けるため、ブリーザパイプには鉛直方向の下方に湾曲させた下方湾曲部が設けられている（例えば、特許文献１参照）。
下方湾曲部を有するブリーザパイプでは、蒸発燃料が液化した燃料、燃料タンクの揺れによって流れ込んだ燃料が、下方湾曲部に滞留する。ブリーザパイプの下方湾曲部に燃料が滞留していると、ブリーザパイプを介して燃料タンクの上部空間にある気体を給油口の側へ送り出すことができない。その結果、燃料タンクが満タンになっていないのにもかかわらず、唐突に給油ができなくなるおそれがある。

そこで、特許文献１に係るシステム（図５参照）では、下方湾曲部を有するブリーザパイプに三方継手が接続される。この三方継手の一端に、滞留燃料吸引パイプの一端が接続される。滞留燃料吸引パイプの他端は、下方湾曲部に滞留した燃料を吸引するジェットポンプに接続される。ジェットポンプは、燃料タンクの内部に配設される略円筒状のリザーバの内側に設けられている。ジェットポンプは、燃料がベンチュリーノズルを通過することで生じる負圧を用い、ブリーザパイプの下方湾曲部に滞留した燃料をリザーバの室内に戻すように動作する。

特開２００７−２２３５３４号公報

しかしながら、特許文献１に係るシステム（図５参照）では、リザーバの室内に所定量の燃料を溜めることを阻害する事態を生じるおそれがあった。これについて説明すると、ブリーザパイプの下方湾曲部に滞留した燃料は、ジェットポンプの吸引力が作用することによって、滞留燃料吸引パイプの噴出口を介して、リザーバの室内に戻される。
仮に、リザーバの室内における滞留燃料吸引パイプの噴出口の配置が、リザーバの最大液面高さと比べて低い位置に設定されていたとする。すると、滞留燃料吸引パイプの噴出口から噴き出される流体の勢いによってリザーバの室内に溜まっていた燃料がリザーバの外側に押し出されてしまう。このようにして、リザーバの室内に所定量の燃料を溜めることを阻害する事態を生じるおそれがあったのである。

本発明は、前記の実情に鑑みてなされたものであり、リザーバの室内に所定量の燃料を安定して溜めておくことが可能な燃料供給システムを提供することを目的とする。

前記の目的を達成するために、（１）に係る発明は、内燃機関に供給される燃料を貯留する燃料タンクと、前記燃料タンクと給油口との間を連通するフィラーパイプと、鉛直方向の下方に湾曲した湾曲部を有し、前記給油口の近傍と前記燃料タンクの室内の気相域との間を連通するブリーザパイプと、前記ブリーザパイプの前記湾曲部を臨む吸入口を設ける一方、前記燃料タンクの室内に噴出口を設け、前記湾曲部と前記燃料タンクの室内との間を連通するリターンパイプと、前記湾曲部に存する流体を、前記リターンパイプを介して前記燃料タンクの室内の前記噴出口に戻す吸引作用を行う吸引作用部と、前記燃料タンクの室内に設けられ、該燃料タンクに貯留する燃料を前記内燃機関に供給する燃料供給装置と、を備える燃料供給システムであって、前記燃料供給装置は、前記燃料タンクの室内を縦壁により区切ることで該燃料タンクに貯留される燃料の一部を貯留するリザーバを有し、前記リザーバの室内には、前記リターンパイプの前記噴出口及び前記吸引作用部が設けられ、前記リザーバの縦壁には、該リザーバの室内外にわたる燃料の流通を許容する連通部が設けられ、前記リターンパイプの前記噴出口は、前記連通部と比べて高位に設けられると共に、前記リザーバの室内に溜められた燃料の液面に対して浮上し、かつ前記リザーバの縦壁に囲われるように配置されていることを最も主要な特徴とする。

（１）に係る発明では、リターンパイプの噴出口は、リザーバの縦壁に設けた連通部と比べて高位、つまり、リザーバの室内に溜まっている燃料の液面と比べて高位に設けられている。
（１）に係る発明によれば、ブリーザパイプの湾曲部に溜まっている流体がリターンパイプの噴出口から噴き出たとしても、その噴出の勢いでリザーバの室内に溜まっている燃料がリザーバの室外に押し出されることはない。その結果、リザーバの室内に所定量の燃料を安定して溜めておくことができる。

本発明によれば、リザーバの室内に所定量の燃料を安定して溜めておくことができる。

本発明の実施形態に係る燃料供給システムの概要を表す概念図である。 リザーバを有する燃料ポンプモジュールの周辺構成を表す説明図である。

以下、本発明の実施形態に係る燃料供給システムについて、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。

〔本発明の実施形態に係る燃料供給システム１１の概要〕
はじめに、本発明の実施形態に係る燃料供給システム１１の概要について、図１を参照して説明する。図１は、本発明の実施形態に係る燃料供給システム１１の概要を表す概念図である。
以下に示す図面において、同一の部材または相当する部材間には同一の参照符号を付するものとする。また、部材のサイズや形状は、説明の便宜のため変形または誇張して概念的に表す場合がある。

本発明の実施形態に係る燃料供給システム１１は、図１に示すように、燃料タンク１３と、燃料ポンプモジュール（本発明の「燃料供給装置」に相当する。）１５と、を備えて構成されている。

なお、以下では、燃料供給システム１１が適用される車両として、センタータンクレイアウトを採用した車両（不図示）であって、不図示のエンジン（本発明の「内燃機関」に相当する。）を搭載した車両を例示すると共に、車両の燃料としてガソリンを例示して説明する。

例えば、合成樹脂の中空成形品からなる燃料タンク１３は、その室内に燃料を貯留する機能を有する。燃料タンク１３の形状は、特に限定されないが、例えば、車室の低床化及び車両の低重心化を狙って上下方向の寸法を抑えた扁平形状や、車両の進退方向に沿って延在するプロペラシャフト（車両が後輪駆動車や四輪駆動車の場合）に対して上方から跨るように湾曲した鞍形状を適宜採用することができる。

燃料タンク１３には、図１に示すように、燃料タンク１３と給油口１７との間を連通するフィラーパイプ１９が接続されている。

燃料タンク１３の上側壁１３ａには、燃料ポンプモジュール１５、並びに、燃料タンク１３の満タン時に閉弁するフロートバルブを内蔵した、ブリーザバルブ２１及びロールオーババルブ２３がそれぞれ設けられている。

ブリーザバルブ２１には、給油口１７の近傍と、燃料タンク１３の室内のうち気相域１３ｂとの間を連通するブリーザパイプ２５が接続されている。ブリーザパイプ２５は、燃料タンク１３が満タン状態に達していない給油時において、燃料タンク１３の室内のうち気相域１３ｂに存する気体を給油口１７の近傍に導くことで燃料タンク１３の室内圧の上昇を抑えることにより、給油作業を円滑に行わせる機能を有する。

ブリーザパイプ２５は、例えば、車体フレーム（不図示）等の障害物を避けるために、鉛直方向の下方に湾曲した湾曲部２５ａを有する。ブリーザパイプ２５は、その湾曲部２５ａにおいて、三方継手２７を介して連通接続されている。三方継手２７のうち前記二つの継手と異なる他の継手には、逆流防止弁２９を介して、リターンパイプ３１が接続されている。

リターンパイプ３１は、ブリーザパイプ２５の湾曲部２５ａに吸入口３１ａを設ける一方、燃料タンク１３内の後記するジェットポンプ３３に噴出口３１ｃを設けて構成されている。リターンパイプ３１は、湾曲部２５ａとジェットポンプ３３との間を連通する機能を有する。

ロールオーババルブ２３は、燃料タンク１３内の燃料蒸気を吸着するキャニスタ（不図示）に連通接続されている。

〔燃料ポンプモジュール１５の構成〕
次に、燃料ポンプモジュール１５の構成について、図２を参照して説明する。図２は、リザーバ１６を有する燃料ポンプモジュール１５の周辺構成を表す説明図である。

燃料ポンプモジュール１５は、図２に示すように、略円筒形状のリザーバ１６を有する。リザーバ１６は、略円形状の底壁１６ａ及び周回状の縦壁１６ｂを備え、燃料タンク１３の室内を、底壁１６ａ及び縦壁１６ｂによって複数に区切る。リザーバ１６は、リザーバ１６の室内に溜められる燃料の液面を、燃料タンク１３の室内に溜められる燃料の液面と同等又は高位に維持する機能を有する。リザーバ１６は、燃料タンク１３の上側壁１３ａに対して懸垂支持されている。リザーバ１６の底壁１６ａは、図１に示すように、燃料タンク１３の下側壁１３ｃに正対した状態で僅かに間隔を置いて位置している。

リザーバ１６の周回状の縦壁１６ｂのうち上部の一部には、切欠き部１６ｃが形成されている。この切欠き部１６ｃ（本発明の「連通部」に相当する。）は、リザーバ１６の室内外にわたる燃料の流通を許容する役割を果たす。切欠き部１６ｃの最下部は、リザーバ１６の室内に収容可能な燃料の最大液面レベルＬ１（図２参照）を規定する。リザーバ１６の最大液面レベルＬ１は、燃料タンク１３の室内に収容可能な燃料の最大液面レベルＬ０（図２参照）と比べて高位に設定されている。

リザーバ１６の底壁１６ａ付近には、図１及び図２に示すように、サクションフィルタ３５が設けられている。このサクションフィルタ３５は、吸入配管３６を介して、燃料ポンプ３７に連通接続されている。燃料ポンプ３７は、燃料を濾過するストレーナ３９に連通接続されている。ストレーナ３９は、吐出配管４０に連通接続されている。
燃料ポンプ３７は、不図示の燃料噴射制御装置から送られてくる制御信号に従って、サクションフィルタ３５、吸入配管３６を通して燃料を吸引すると共に、吸引した燃料を、ストレーナ３９、吐出配管４０を通してエンジンへと圧送する機能を有する。

吐出配管４０は、分岐配管４１を介して、圧力調整器４２に連通接続されている。圧力調整器４２は、ストレーナ３９の後段側の燃料の一部を通す（逃がす）ことにより、ストレーナ３９の後段側の燃料の圧力を所定の圧力以下に調整する機能を有する。圧力調整器４２の後段側は、戻り配管４３に連通接続されている。エンジンに供給される燃料のうち余剰分は、分岐配管４１、圧力調整器４２、戻り配管４３を通して、リザーバ１６の室内に戻される。

戻り配管４３の途中には、周知の機械構造を有するジェットポンプ３３が設けられている。ジェットポンプ３３は、リザーバ１６の室内へ余剰分の燃料を戻す際の燃料の流れを利用して、ブリーザパイプ２５の湾曲部２５ａに存する流体を、リターンパイプ３１の垂下部３１ｂ及び噴出口３１ｃを通して、リザーバ１６の室内に戻す吸引作用を行う。ジェットポンプ３３は、本発明の「吸引作用部」に相当する。

ジェットポンプ３３の噴出口３１ｃの配置レベルＬ２は、図２に示すように、リザーバ１６の最大液面レベルＬ１と比べて高位に設定されている。また、ジェットポンプ３３の噴出口３１ｃの配置レベルＬ２は、リザーバ１６の縦壁１６ｂの上端部１６ｂ１の高さレベルＬ３（図２参照）と比べて低位に設定されている。しかも、ジェットポンプ３３の噴出口３１ｃは、図２に示すように、リザーバ１６の側壁１６ｂ（切欠き部１６ｃを除く）に正対するように横向きに配置されている。

要するに、ジェットポンプ３３の噴出口３１ｃは、リザーバ１６の室内に溜められた燃料の液面に対して常に浮上し（液没しない）、かつ、リザーバ１６の周回状の縦壁１６ｂに囲われるように配置されている。
前記のようにジェットポンプ３３の噴出口３１ｃを配置したため、ブリーザパイプ２５の湾曲部２５ａに溜まっている流体が噴出口３１ｃから噴き出たとしても、噴出した流体はリザーバ１６の縦壁１６ｂにぶつかるようにふるまう。すると、噴出した流体の勢いはリザーバ１６の縦壁１６ｂにぶつかることで速やかに消される。そのため、噴出した流体の勢いでリザーバ１６の室内に溜められている燃料がリザーバ１６の外側に押し出されることはない。その結果、リザーバ１６の室内に所定量の燃料を安定して溜めておくことができる。

戻り配管４３の途中であって、ジェットポンプ３３の後段には、サブジェットポンプ４５が設けられている。サブジェットポンプ４５は、噴出口４５ａを備える。サブジェットポンプ４５は、リザーバ１６の室内へ余剰分の燃料を戻す際の燃料の流れを利用して、燃料タンク１３の室内に溜められた燃料を、リザーバ１６の吸入口１６ｄ及び噴出口４５ａを通して、リザーバ１６の室内に引き込む動作を行う。これにより、リザーバ１６の室内に溜められる燃料を、リザーバ１６の最大液面レベルＬ１に維持することができる。

〔本発明の実施形態に係る燃料供給システム１１の作用効果〕
本発明の第１の観点（請求項１に対応）に基づく燃料供給システム１１は、エンジン（内燃機関）に供給される燃料を貯留する燃料タンク１３と、燃料タンク１３と給油口１７との間を連通するフィラーパイプ１９と、鉛直方向の下方に湾曲した湾曲部２５ａを有し、給油口１７の近傍と燃料タンク１３の室内の気相域１３ｂとの間を連通するブリーザパイプ２５と、ブリーザパイプ２５の湾曲部２５ａを臨む吸入口３１ａを設ける一方、燃料タンク１３の室内に噴出口３１ｃを設け、湾曲部２５ａと燃料タンク１３の室内との間を連通するリターンパイプ３１と、湾曲部２５ａに存する流体を、リターンパイプ３１を介して燃料タンク１３の室内の噴出口３１ｃに戻す吸引作用を行うジェットポンプ（吸引作用部）３３と、燃料タンク１３の室内に設けられ、燃料タンク１３に貯留する燃料をエンジンに供給する燃料ポンプモジュール（燃料供給装置）１５と、を備える燃料供給システム１１である。
燃料ポンプモジュール１５は、燃料タンク１３の室内を縦壁１６ｂにより区切ることで燃料タンク１３に貯留される燃料の一部を貯留するリザーバ１６を有する。リザーバ１６の室内には、リターンパイプ３１の噴出口３１ｃ及びジェットポンプ３３が設けられている。リザーバ１６の縦壁１６ｂには、リザーバ１６の室内外にわたる燃料の流通を許容する切欠き部（連通部）１６ｃが設けられている。リターンパイプ３１の噴出口３１ｃは、切欠き部１６ｃと比べて高位に設けられている。

本発明の第１の観点に基づく燃料供給システム１１では、リターンパイプ３１の噴出口３１ｃは、リザーバ１６の縦壁１６ｂに設けた切欠き部１６ｃと比べて高位、つまり、リザーバ１６の室内に溜まっている燃料の液面と比べて高い位置に設けられている。
本発明の第１の観点に基づく燃料供給システム１１によれば、ブリーザパイプ２５の湾曲部２５ａに溜まっている流体がリターンパイプ３１の噴出口３１ｃから噴き出たとしても、その噴出の勢いでリザーバ１６の室内に溜まっている燃料がリザーバ１６の室外に押し出されることはない。その結果、リザーバ１６の室内に所定量の燃料を安定して溜めておくことができる。

また、本発明の第２の観点（請求項２に対応）に基づく燃料供給システム１１は、第１の観点に基づく燃料供給システム１１であって、リターンパイプ３１の噴出口３１ｃは、リザーバ１６の縦壁１６ｂに正対するように横向きに配置（ただし、わずかな下向きを含む）されている、構成を採用してもよい。

本発明の第２の観点に基づく燃料供給システム１１では、リターンパイプ３１の噴出口３１ｃは、リザーバ１６の縦壁１６ｂに正対するように横向きに配置されているため、ブリーザパイプ２５の湾曲部２５ａに溜まっている流体が噴出口３１ｃから噴き出たとしても、噴出した流体はリザーバ１６の縦壁１６ｂにぶつかるようにふるまう。すると、噴出した流体の勢いはリザーバ１６の縦壁１６ｂにぶつかることで速やかに消される。
本発明の第２の観点に基づく燃料供給システム１１によれば、噴出した流体の勢いでリザーバ１６の室内に溜められている燃料がリザーバ１６の外側に押し出されることはない。その結果、第１の観点に基づく燃料供給システム１１と比べて、リザーバ１６の室内に所定量の燃料を安定して溜めておく効果を高い水準で実現することができる。

〔その他の実施形態〕
以上説明した実施形態は、本発明の具現化の例を示したものである。したがって、これによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されることがあってはならない。本発明はその要旨またはその主要な特徴から逸脱することなく、様々な形態で実施することができるからである。

例えば、本発明に係る実施形態において、リザーバ１６の側壁１６ｂに切欠き部１６ｃを設けることで、リザーバ１６の最大液面レベルＬ１を規定する例をあげて説明したが、本発明はこの例に限定されない。リザーバ１６の側壁１６ｂに通孔を開設することで、リザーバ１６の最大液面レベルＬ１を規定する構成を採用しても構わない。

また、本発明に係る実施形態において、リターンパイプ３１の噴出口３１ｃを、リザーバ１６の縦壁１６ｂに正対するように横向きに配置する例をあげて説明したが、本発明はこの例に限定されない。リターンパイプ３１の噴出口３１ｃを、リザーバ１６に溜められた燃料の液面に向かって下向きに配置する構成を採用しても構わない。

１１ 燃料供給システム
１３ 燃料タンク
１５ 燃料ポンプモジュール（燃料供給装置）
１６ リザーバ
１６ｂ リザーバの側壁
１６ｃ 側壁の切欠き部（連通部）
１７ 給油口
１９ フィラーパイプ
２５ ブリーザパイプ
２５ａ ブリーザパイプの湾曲部
３１ リターンパイプ
３１ｃ リターンパイプの噴出口

Claims (3)

1. 内燃機関に供給される燃料を貯留する燃料タンクと、
   前記燃料タンクと給油口との間を連通するフィラーパイプと、
   鉛直方向の下方に湾曲した湾曲部を有し、前記給油口の近傍と前記燃料タンクの室内の気相域との間を連通するブリーザパイプと、
   前記ブリーザパイプの前記湾曲部を臨む吸入口を設ける一方、前記燃料タンクの室内に噴出口を設け、前記湾曲部と前記燃料タンクの室内との間を連通するリターンパイプと、
   前記湾曲部に存する流体を、前記リターンパイプを介して前記燃料タンクの室内の前記噴出口に戻す吸引作用を行う吸引作用部と、
   前記燃料タンクの室内に設けられ、該燃料タンクに貯留する燃料を前記内燃機関に供給する燃料供給装置と、を備える燃料供給システムであって、
   前記燃料供給装置は、前記燃料タンクの室内を縦壁により区切ることで該燃料タンクに貯留される燃料の一部を貯留するリザーバを有し、
   前記リザーバの室内には、前記リターンパイプの前記噴出口及び前記吸引作用部が設けられ、
   前記リザーバの縦壁には、該リザーバの室内外にわたる燃料の流通を許容する連通部が設けられ、
   前記リターンパイプの前記噴出口は、
   前記連通部と比べて高位に設けられると共に、
   前記リザーバの室内に溜められた燃料の液面に対して浮上し、かつ前記リザーバの縦壁に囲われるように配置されている
   ことを特徴とする燃料供給システム。
2. 請求項１に記載の燃料供給システムであって、
   前記リターンパイプの前記噴出口は、前記リザーバの縦壁に正対するように横向きに配置されている
   ことを特徴とする燃料供給システム。
3. 請求項１又は２に記載の燃料供給システムであって、
   前記リザーバの最大液面レベル（Ｌ１）は、前記燃料タンクの最大液面レベル（Ｌ０）と比べて高位に設定され、
   前記リターンパイプの前記噴出口の配置レベル（Ｌ２）は、前記リザーバの最大液面レベル（Ｌ１）と比べて高位に設定されると共に、前記リザーバの縦壁の上端部の高さレベル（Ｌ３）と比べて低位に設定されている
   ことを特徴とする燃料供給システム。

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