JP6932788B2

JP6932788B2 - 燃料タンク内の燃料を供給するための方法及び組立体

Info

Publication number: JP6932788B2
Application number: JP2019558560A
Authority: JP
Inventors: ピンティリエ，ラドゥ−パウル
Original assignee: テーイーオートモーティブテクノロジーセンターゲゼルシャフトミットベシュレンクテルハフツング
Priority date: 2017-04-28
Filing date: 2018-04-26
Publication date: 2021-09-08
Anticipated expiration: 2038-04-26
Also published as: CN111094735A; MX2019012796A; DE102017109274A1; WO2018198075A1; US11326567B2; KR102259114B1; US20200200131A1; JP2020518751A; EP3615788A1; KR20190138880A

Description

関連出願の相互参照
本特許文献は、２０１７年４月２８日に出願された、「燃料タンク内の燃料を供給するための方法及び組立体」と題された独国特許出願公開第１０２０１７１０９２７４．９号の優先権の利益を主張し、その内容全体を本明細書に援用する。

分野
本開示は、燃料タンク内の燃料を供給するための方法及び組立体であって、燃料タンクは、少なくとも、内部にモジュールポットが配置された第１チャンバと、少なくとも、第１チャンバからモジュールポットに燃料を供給するように構成されている第１ポンプと、を備え、エンジンに燃料を供給するための燃料ポンプが、モジュールポット内部に配置される、方法及び組立体に関する。

モジュールポットが、ポット壁によりタンクの残りの内部容積部分から隔てられた容積部分を構成するため、モジュールポット内に設置される燃料ポンプによりエンジンに供給される燃料は、タンクの残りの内部容積部分から補充されねばならない。このことは、例えば、タンクの外部に通じる燃料ラインから分流する部分流により動作する吸引ジェットポンプを使用することにより行われる。サドルにより互いから部分的に分離される２つのチャンバを有し、２つのチャンバのうち第１チャンバ内にモジュールポットが設置されるサドルタンクの場合、第２チャンバ内の充填レベルが、２つのチャンバを互いから分離させているサドルの高さを下回ると、ポンプにより、普通は吸引ジェットポンプにより、燃料を第２チャンバから第１チャンバに移送せねばならない。サドルタンクの場合、第１チャンバからモジュールポット内にも、更なるポンプにより燃料が移送される。システムの要求により、例えば第１及び第２チャンバならびにモジュールポット内の充填レベルにより、このことが不要であろう場合であっても、１つ以上のポンプを連続的に動作させることが常態化している。このような連続的な動作はエネルギーを不必要に浪費する。

本開示は、燃料タンク内でポンプを動作させるためのエネルギー使用量を最適化する燃料供給組立体及び方法を提供する。

この課題を解決するために、請求項１及び請求項７の特徴を組み合わせたものが提案される。従属請求項からは、有利な実施形態及び更なる展開が生じる。

本開示は、関連するパラメータを監視することによりインテリジェントなポンプ制御を実施できることを教示する。本開示によれば、センサ装置が使用されてモジュールポット内の所定の最小充填レベルを検出し、第１チャンバ内に配置されたポンプが、最小充填レベル到達時に作動し、所定期間後に、又はモジュールポット内の高い方の所定の充填レベル到達時に、停止する。特に、センサ装置は、第１ポンプが停止する、モジュールポット内の所定の最大充填レベルが、検出される第１センサと、モジュールポット内の所定の最小充填レベルが検出される第２センサと、を備えてもよい。

本開示の好適な実施形態によれば、燃料タンクは、サドルタンクであるとともに第２チャンバを有し、この第２チャンバは、この第２チャンバから第１チャンバに燃料を供給するための少なくとも１つの第２ポンプを備え、エネルギー使用量を更に低減するために、第２チャンバ内に、このチャンバ内の所定の最小充填レベルを検出するための第３センサが配置され、所定の最小充填レベル到達時に、第３センサに応じて第２チャンバ内に配置されたポンプが停止する。

好ましくは、第１ポンプ及び第２ポンプの少なくとも一方は吸引ジェットポンプであり、モジュールポット内に設置された燃料ポンプから部分流が分流して、第１吸引ジェットポンプ及び第２吸引ジェットポンプの少なくとも一方を動作させる。

吸引ジェットポンプが、燃料ポンプから分流する部分流により動作することから、吸引ジェットポンプの作動及び停止は、第１吸引ジェットポンプ及び第２吸引ジェットポンプの少なくとも一方へ通じるフィードライン内に配置された、少なくとも１つの弁を、制御することにより、より有利に行うことができる。本開示の更なる展開によれば、第１吸引ジェットポンプ及び第２吸引ジェットポンプの少なくとも一方を動作させるために、第１弁がフィードライン内に設置され、この第１弁は、モジュールポット内のセンサ装置が所定の最小充填レベルを検出すると、開弁して、少なくとも第１吸引ジェットポンプの動作を可能にし、モジュールポット内のセンサ装置が所定の最大充填レベルを検出すると、閉弁して、少なくとも第１吸引ジェットポンプの動作を停止する。これに応じて、第１吸引ジェットポンプ及び第２吸引ジェットポンプの少なくとも一方を動作させるために、第２弁をフィードライン内に設置してもよく、この第２弁は、第３センサが第２チャンバ内の所定の最小充填レベルを検出すると、閉じて、第２吸引ジェットポンプの動作を停止する。

以下において、図面に概略的に示した実施形態を参照して、本開示を説明する。

モジュールポット、センサ、及びポンプを備えるサドルタンクの概略側面図である。

タンク内のポンプ動作及び充填レベルの線図である。

モジュールポット、センサ、及びポンプを備える単一のチャンバタンクの概略側面図である。

図１に概略的に示すサドルタンク１０は、第１チャンバ１２及び第２チャンバ１４を備える。これらのチャンバの容積部分は、サドル１６により互いから部分的に分離されている。第１チャンバ１２内にモジュールポット１８が配置される。このモジュールポットは、燃料ポンプ２０を含み、燃料用の容器を形成する。モジュールポット１８は、更に、所定の最大充填レベルを検出するための第１センサ２２と、所定の最小充填レベルを検出するための第２センサ２４とを含む。燃料ポンプ２０からは、燃料ライン２６がモータ（不図示）へと通じており、吸引ジェットポンプを動作させるためのフィードライン２８が、この燃料ライン２６から分流する。第１チャンバ１２内に第１吸引ジェットポンプ３０が設置され、第１吸引ジェットポンプは、このチャンバから燃料をモジュールポット１８に供給する。第２チャンバ１４内に第２吸引ジェットポンプ３２が設置され、第２吸引ジェットポンプは、燃料をこのチャンバから第１チャンバ１２に供給する。フィードライン２８内に、第１弁３４及び第２弁３６が設置される。第１弁３４が２つの吸引ジェットポンプ３０、３２への流れを制御する一方で、第２弁３６は第２吸引ジェットポンプ３２への流れのみを制御する。更に、第２チャンバ１４内に、所定の最小充填レベルを検出するための、あるいは、例えばサドルタンクの横加速度又は傾斜に起因して第２吸引ジェットポンプの吸引側が燃料を得られない状態を検出するための、第３センサ３８が、設置される。更に、以下で動作線図を参照して説明するように、様々なセンサ信号を受信して弁３０、３２が開弁及び閉弁するよう制御する電子制御ユニット（不図示）が設けられる。

図２の線図を参照して、エネルギー使用量を最適化するための供給制御の動作を説明する。この線図は、モジュールポット１８内及び第２チャンバ１４内の充填レベル、ならびに、吸引ジェットポンプ３０、３２の動作周期を、時間ｔの関数として描く。

線図の上部に、サドル高さ４０と、第１及び第２センサ２２、２４に対応する最大及び最小充填レベル４２、４４とを、水平線として示す。サドルタンク１０に含まれる総燃料量が徐々に消費されることに伴うモジュールポット１８内の充填レベルの推移を線４６で表す。サドルタンク１０内の充填レベルが、上方が開いているモジュールポット１８ならびにサドル１６を超える間に、モジュールポット１８が完全に充填されると、第１及び第２吸引ジェットポンプのいずれの動作も不要になり、弁３４、３６は閉弁される。

時点Ａのとき、サドルタンク１０内の充填レベルがサドル１６の高さを下回る。第２チャンバ１４内の充填レベルを線４８で表す。第２チャンバに含まれる燃料量は、もはや第１チャンバ１２内へ自由に流れ込むことができない。モジュールポット１８内の充填レベルは、時点Ｂにおいて第１センサ２２のレベルに到達し、その後、次第に低下し、時点Ｃにて第２センサ２４のレベルになる。この時点Ｃにおいて、電子制御ユニットが弁３４、３６を開弁し、両方の吸引ジェットポンプ３０、３２が動作を開始することにより、一方では、第１吸引ジェットポンプ３０によって燃料がモジュールポット１８内に供給され、他方では、第２チャンバ１４から第１チャンバ１２に燃料が供給される。吸引ジェットポンプ３０及び３２の動作をそれぞれ、網掛けのブロック５０及び５２により示す。時点Ｄにてモジュールポット１８内で第１センサ２２のレベルの充填レベルに到達するまで、両方の吸引ジェットポンプは動作を継続する。その後、弁３４、３６は閉弁され、吸引ジェットポンプは動作不可能となる。弁３４、３６の、センサ２２、２４に応じたこの開弁及び閉弁は、説明した方法にて、時点Ｅに到達するまで継続する。時点Ｅにおいて、第２チャンバ１４内の第３センサ３８が、所定の最小充填レベルに到達したことを検出する。第２吸引ジェットポンプ３２の更なる動作は無効になることになる。従って、電子制御ユニットは、第３センサ３８の信号に応じて、次の燃料補給のときまで第２弁３６を閉弁する。

時点Ｅ以降は、第１チャンバ１２内及びモジュールポット１８内にのみ燃料が存在する。第１吸引ジェットポンプ３０の動作が、センサ２２、２４に応じて、第１チャンバ１２に含まれる燃料量が使い果たされるまで、上述したように継続する。この期間中、電子制御ユニットは、第１弁３４のみを、開弁及び閉弁するように動作させる。最終的に、次の燃料補給のときまで、モジュールポット１８内の予備の燃料量のみが残る。

上述したように、３つのセンサ２２、２４、３８に応じた、吸引ジェットポンプ３０、３２の制御及び動作は、燃料ポンプ２０により供される動作エネルギーを効果的に最小化する。

図３は単一のチャンバタンク１００を示し、このチャンバタンクは、内部に燃料ポンプ１０４が配置されたモジュールポット１０２と、燃料ポンプから車両エンジンまで通じている燃料ライン１０６とを備える。吸引ジェットポンプ１１０を動作させるために、この燃料ラインからフィードライン１０８が分流する。図１に示す２つのセンサ２２、２４の代わりとして、圧電性充填レベルメータとして設計されたセンサ装置１１２が、モジュールポット１０２内に設けられる。このセンサ装置によって所定の最小及び最大充填レベルが検出され、それに応じて吸引ジェットポンプ１１０が作動又は停止する。所定の最小充填レベル到達時に、内部に所定の動作パラメータも保存されている電子制御ユニット（不図示）が、フィードライン１０８内に設置される弁１１４を開弁して、吸引ジェットポンプ１１０を動作させ、そして、所定の最大充填レベルに到達するまで、モジュールポット１０２に燃料を供給する。その後、弁１１４は電子制御ユニットによって閉弁され、最小充填レベルに再度到達するまで、モジュールポットへの燃料供給が停止される。また、モジュールポット１０２内の最小充填レベルのみを監視し、この最小充填レベル到達時に吸引ジェットポンプ１１０を所定期間で動作させることも可能である。吸引ジェットポンプ１１０の供給速度が既知であれば、モジュールポット１０２内の所望の最大充填レベルに到達するまでの時間を計算することができる。

要約すると、以下のことを述べることができる。本開示は、燃料タンク１０、１００内の燃料を供給するための方法及び組立体であって、燃料タンク１０、１００は、少なくとも、内部にモジュールポット１８、１０２が配置された第１チャンバ１２と、少なくとも、第１チャンバ１２からモジュールポット１８、１０２に燃料を供給するように構成されている第１ポンプ３０、１１０とを備え、エンジンに燃料を供給するための燃料ポンプ２０、１０４が、モジュールポット１８、１０２内部に配置される、方法及び組立体に関する。ポンプのデューティサイクルを、すなわちエネルギー消費量を、最小化するために、本開示によれば、センサ装置２２、２４、１１２を使用してモジュールポット１８、１０２内の所定の最小充填レベルを検出し、第１チャンバ１２内に配置されたポンプ３０、１１０は、最小充填レベル到達時に作動し、所定期間後に、又はモジュールポット１８、１０２内の高い方の所定の充填レベル到達時に、停止することが提案される。

Claims

燃料タンク内の燃料を供給するための方法であって、前記燃料タンクは、少なくとも第１チャンバと第２チャンバを有するサドルタンクであり、前記第１チャンバは、内部に配置されたモジュールポットと、少なくとも、前記第１チャンバから前記モジュールポットに燃料を供給するように構成されている第１ポンプと、を有し、前記第１ポンプは吸引ジェットポンプであり、エンジンに燃料を供給するための燃料ポンプが、前記モジュールポット内部に配置され、前記第２チャンバは、前記第２チャンバから前記第１チャンバに燃料を供給するための、内部に配置された少なくとも１つの第２ポンプを有し、前記第２ポンプは吸引ジェットポンプであり、前記モジュールポット内に設置された前記燃料ポンプから部分流が分流して、前記第１吸引ジェットポンプ及び前記第２吸引ジェットポンプを動作させる、方法であって、前記第１吸引ジェットポンプを動作させるために、第１弁がフィードライン内に設置され、前記第２吸引ジェットポンプを動作させるために、第２弁が前記フィードライン内に設置され、センサ装置は、前記モジュールポット内における燃料の所定の最小充填レベルを検出するために前記第１チャンバに配置され、前記第１チャンバ内に配置された前記第１ポンプは、前記センサ装置が燃料の前記最小充填レベル到達を検出した時に前記第１弁を用いて作動し、所定期間後に、又は前記モジュールポット内における燃料の所定の最大充填レベル到達時に、前記第１弁を用いて停止し、第３センサは、前記第２チャンバ内における燃料の所定の最小充填レベルを検出するために、前記第２チャンバ内に配置され、前記第２チャンバ内に配置された前記第２ポンプは、前記燃料の所定の最小充填レベル到達を検出する前記第３センサに応じて、前記第２弁を用いて停止することを特徴とする方法。
前記センサ装置は、前記第１ポンプが停止する、前記モジュールポット内における燃料の所定の最大充填レベルを、検出する第１センサと、前記モジュールポット内における前記燃料の所定の最小充填レベルを検出する第２センサと、を備える、請求項１に記載の方法。
前記第１弁は、前記モジュールポット内の前記センサ装置が前記燃料の所定の最小充填レベルを検出すると、開弁して、少なくとも前記第１吸引ジェットポンプの前記動作を可能にし、前記モジュールポット内の前記センサ装置が前記燃料の所定の最大充填レベルを検出すると、閉弁して、少なくとも前記第１吸引ジェットポンプの前記動作を停止する、請求項１に記載の方法。
前記第２弁は、前記第３センサが前記第２チャンバ内における前記燃料の所定の最小充填レベルを検出すると、閉弁して、前記第２吸引ジェットポンプの前記動作を停止する、請求項３に記載の方法。
燃料タンク内の燃料を供給するための組立体であって、前記燃料タンクは、少なくとも第１チャンバと第２チャンバを有するサドルタンクであり、前記第１チャンバは、内部に配置されたモジュールポットと、少なくとも、前記第１チャンバから前記モジュールポットに燃料を供給するための第１ポンプと、を有し、前記第１ポンプは吸引ジェットポンプであり、エンジンに燃料を供給するための燃料ポンプが、前記モジュールポット内に設置され、前記第２チャンバは、前記第２チャンバから前記第１チャンバに燃料を供給するための、内部に配置された少なくとも１つの第２ポンプを有し、前記第２ポンプは吸引ジェットポンプであり、前記モジュールポット内に設置された前記燃料ポンプから部分流が分流して、前記第１吸引ジェットポンプ及び前記第２吸引ジェットポンプを動作させる、組立体であって、前記第１吸引ジェットポンプを動作させるために、第１弁がフィードライン内に設置され、前記第２吸引ジェットポンプを動作させるために、第２弁が前記フィードライン内に設置され、少なくとも燃料の所定の最小充填レベルを検出するためのセンサ装置が、前記モジュールポット内に配置され、前記第１チャンバ内に設置された前記第１ポンプは、前記センサ装置が前記モジュールポット内の燃料の前記最小充填レベル達成を検出した時に前記第１弁を用いて作動し、所定期間後に、又は燃料の所定の最大充填レベル達成時に、前記第１弁を用いて停止し、第３センサは、前記第２チャンバ内における燃料の所定の最小充填レベルを検出するために、前記第２チャンバ内に配置され、前記第２チャンバ内に配置された前記第２ポンプは、前記燃料の所定の最小充填レベル到達を検出する前記第３センサに応じて、前記第２弁を用いて停止することを特徴とする組立体。
前記センサ装置は、前記第１ポンプが停止する、前記モジュールポット内における燃料の所定の最大充填レベルを、検出するよう動作可能である第１センサと、前記モジュールポット内における前記燃料の所定の最小充填レベルを検出するよう動作可能である第２センサと、を備える、請求項５に記載の組立体。
前記第１弁は、前記モジュールポット内の前記センサ装置が前記燃料の所定の最小充填レベルを検出すると、開弁して、少なくとも前記第１吸引ジェットポンプの前記動作を可能にし、前記モジュールポット内の前記センサ装置が前記燃料の所定の最大充填レベルを検出すると、閉弁して、少なくとも前記第１吸引ジェットポンプの前記動作を停止する、請求項５に記載の組立体。
前記第２弁は、前記第３センサが前記第２チャンバ内における前記燃料の所定の最小充填レベルを検出すると、閉弁して、前記第２吸引ジェットポンプの前記動作を停止する、請求項７に記載の組立体。
請求項５に記載の組立体を備える燃料タンク。