WO2011125851A1 - 燃料タンクシステム - Google Patents

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真也 村林
木村　多聞
清文 志田
洋暁 渡邊
健吾 小林
内海　豊
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本田技研工業株式会社
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    • F02M37/0088—Multiple separate fuel tanks or tanks being at least partially partitioned
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    • Y10T137/85978—With pump
    • Y10T137/86075—And jet-aspiration type pump

Definitions

  • the present invention relates to a fuel tank system. More specifically, the present invention relates to a fuel tank system including a fuel tank in which two fuel reservoirs are formed, and transferring fuel from one of the fuel reservoirs to the other by a siphon tube.
  • a vehicle using an internal combustion engine as a power source is provided with a fuel tank for storing fuel supplied to the internal combustion engine.
  • the fuel tank is formed in a shape suitable for a vehicle-specific layout, but in recent years, a so-called saddle type fuel suitable for various types of vehicles such as four-wheel drive vehicles, rear wheel drive vehicles, and hybrid vehicles. Tank development is fostering.
  • the vertical fuel tank has a concave cross section along the vehicle width direction at the bottom of the tank, and at least two fuel reservoirs, a first fuel reservoir and a second fuel reservoir, are formed.
  • a vertical fuel tank in order to prevent an excessive amount of fuel from accumulating in one of the fuel reservoirs, it is necessary to provide a device for keeping the fuel level in the two fuel reservoirs equal. is there.
  • Patent Document 1 discloses a siphon that transfers fuel from one of the first fuel reservoir and the second fuel reservoir to the other. A tube is shown.
  • the present invention provides a fuel tank system that keeps the fuel level in two fuel reservoirs equal by siphon pipes, and can estimate the amount of fuel in the fuel tank with high accuracy. Objective.
  • the present invention provides a fuel tank (for example, described later) in which a first fuel pool (for example, a main tank unit 16 described later) and a second fuel pool (for example, a sub tank unit 18 described later) are formed.
  • Fuel tank 10 and a siphon tube (for example, a siphon tube described later) that is disposed over the first and second fuel reservoirs and transfers fuel from one of the first and second fuel reservoirs to the other.
  • a fuel tank system for a vehicle for example, a fuel tank system 1 described later.
  • the fuel tank system further includes transfer state determination means (for example, ECU 60 described later) for determining whether or not the fuel is in a transfer state.
  • the fuel in a fuel tank system having a siphon tube disposed over two fuel reservoirs, the fuel is transferred from one fuel reservoir to the other fuel reservoir by the state of fuel transfer, that is, the siphon tube.
  • the transfer judging means for judging whether or not it is in a state of being performed is provided. As a result, it can be determined whether or not the fluctuation of the liquid level in the fuel tank is caused by the transfer of the fuel through the siphon tube. As a result, it is determined whether or not the fuel is being refueled. It can be determined with high accuracy. Further, since it can be determined with high accuracy whether or not the fuel is being refueled, as a result, the amount of fuel in the fuel tank can also be estimated with high accuracy.
  • the fuel tank system further includes liquid level detecting means (for example, a sender unit 50 described later) for detecting the liquid level of the fuel stored in one of the first and second fuel reservoirs,
  • the transfer state determination means determines that the fuel is in the transfer state when the rate of change of the detected value of the liquid level (for example, a fuel increase speed VF described later) is equal to or lower than a predetermined threshold (for example, threshold VF_th described later). It is preferable to determine that the fuel is not in a transfer state when the rate of change in the detected value of the liquid level is greater than the threshold value.
  • the change rate of the detection value of the liquid level includes a change rate of a parameter substantially proportional to the detection value of the liquid level.
  • the transfer state determination means is configured such that when the change rate of the detected value of the liquid level of the fuel stored in one of the two fuel reservoirs is equal to or less than the predetermined threshold, the fuel is in the transfer state. If it is determined that there is a change rate of the detection value of the liquid level greater than the threshold value, it is determined that the fuel is not in a transfer state.
  • the rate of change in the liquid level in the fuel tank is smaller when the siphon tube is transferred than when the siphon tube is transferred and when the oil is supplied. Therefore, the transfer state determination means can determine whether or not the fuel transfer state is with higher accuracy, and as a result, the estimation accuracy of the fuel amount in the fuel tank can be further increased.
  • the fuel tank system determines that the fuel is not in the transfer state by the transfer state determination means, and the amount of change in the detected value of the liquid level at a predetermined timing is
  • the fuel supply state determination unit further determines that the fuel is in a fuel supply state when the fuel is larger than the predetermined threshold value.
  • the change amount of the liquid level detection value includes a change amount of a parameter substantially proportional to the detection value of the liquid level.
  • the fuel supply state determination means determines that the fuel is not in the transfer state by the transfer state determination means when the vehicle is stopped, and the amount of change in the detected value of the liquid level at a predetermined time
  • a predetermined threshold for example, threshold WF_th described later
  • FIG. 1 is a schematic diagram showing a configuration of a fuel tank system 1 according to the present embodiment.
  • the fuel tank system 1 includes a saddle type fuel tank 10 and an electronic control unit (hereinafter referred to as “ECU”) 60 connected to the fuel tank 10 and is mounted on a vehicle (not shown). 1 shows a cross-sectional view of the fuel tank 10 along the vehicle width direction.
  • ECU electronice control unit
  • a flange 14 that is curved upward and serves as a main tank 16 as a first fuel reservoir and a second fuel reservoir.
  • the sub-tank portion 18 is partitioned.
  • the main tank 16 is provided with a fuel pump module 20 that pumps up fuel stored in the fuel tank 10 and supplies it to an engine (not shown).
  • the fuel pump module 20 includes a fuel pump 22 and a pressure regulator 26 connected to the fuel pump 22.
  • the fuel pump 22 pumps up fuel stored in the main tank portion 16 from the fuel suction port 24 a by a pumping jet pump 24 that opens to the bottom portion 16 a of the main tank portion 16, and pumps it to the pressure regulator 26.
  • a fuel pipe 28 communicating with the engine and a return branch pipe 30 provided with a suction jet pump 32 on the tip side thereof.
  • a siphon tube 34 is disposed across the bottom portion 16 a of the main tank portion 16 and the bottom portion 18 a of the sub tank portion 18.
  • One end side of the suction conduit 40 is connected to the siphon tube 34 on the upper side via a three-way joint 36.
  • the other end of the suction conduit 40 is connected to the suction side (negative pressure side) of the suction jet pump 32 described above.
  • a backflow prevention valve 38 is provided at a connection portion 36a on one end side of the suction pipe 40 in the three-way joint 36, so that fuel can flow only from the siphon pipe 34 side to the suction jet pump 32 side. Yes.
  • An open end 34 a of the siphon pipe 34 on the main tank portion 16 side is located on the bottom 16 a of the main tank portion 16 and on the outer side in the vehicle width direction of the main tank portion 16 out of the suction jet pump 32. It is arranged adjacent to the inner wall 16b.
  • the open end 34a is equipped with a switching valve 42a that closes the open end 34a by detecting gas and opens the open end 34a by detecting liquid.
  • the open end 34b of the siphon tube 34 on the sub tank portion 18 side is disposed on the bottom portion 18a of the sub tank portion 18 and adjacent to the inner wall 18b on the outer side in the vehicle width direction.
  • the open end 34b is provided with a switching valve 42b that closes the open end 34b by detecting gas and opens the open end 34b by detecting liquid.
  • a sender unit 50 for detecting the liquid level of the fuel stored in the main tank portion 16 is provided.
  • the sender unit 50 detects a detection signal (hereinafter referred to as a “sender signal”) that is substantially proportional to the position of the float 51 floating on the liquid level of the fuel stored in the main tank 16, that is, the liquid level of the fuel stored in the main tank 16.
  • the sender signal is detected by the ECU 60.
  • the fuel tank 10 configured as described above will be described.
  • FIG. 2 a case will be described in which the engine is started in a state where the fuel F is stored only in the main tank portion 16 (for example, at the time of factory shipment).
  • the fuel pump 22 of the fuel pump module 20 is driven, and the fuel F stored in the main tank portion 16 is sucked from the fuel suction port 24 a under the action of the pumping jet pump 24.
  • the sucked fuel F is supplied from the pressure regulator 26 to the engine via the fuel pipe 28.
  • a part of the fuel F sucked from the fuel suction port 24 a is supplied to the suction jet pump 32 through the branch pipe 30, and a negative pressure is generated in the suction pipe 40.
  • the suction conduit 40 communicates with the siphon tube 34 via the three-way joint 36, and the inside of the siphon tube 34 is sucked.
  • the open end 34a of the siphon tube 34 on the main tank 16 side is closed because it is in the fuel F, and the open end 34b on the sub tank 18 side is open.
  • the fuel F sucked up from the open end 34a of the siphon tube 34 on the main tank portion 16 side is absorbed into the sub tank portion 18 side. Is transferred to the open end 34b side.
  • the open end 34b is opened by supplying the fuel F, and the fuel F on the main tank 16 side is transferred to the sub tank 18 side.
  • the siphon function is exhibited by the siphon tube 34, and as a result, the liquid level of the fuel F in the main tank portion 16 and the liquid level of the fuel transferred to the sub tank portion 18 become the same height. In addition, the fuel F is transferred from one of the main tank portion 16 and the sub tank portion 18 to the other.
  • the fuel F in the upper main tank portion 16 is transferred to the lower sub tank portion 18 by the siphon function of the siphon pipe 34.
  • the liquid level of the fuel in the main tank part 16 and the sub tank part 18 is adjusted so that it may become the same height.
  • the backflow prevention valve 38 provided at the connection portion 36a of the three-way joint 36 does not backflow from the siphon conduit 40 to the siphon tube 34 side. Therefore, even when the engine is stopped, the siphon function of the siphon pipe 34 is exerted, and the fuel levels of the main tank portion 16 and the sub tank portion 18 are adjusted to be the same.
  • the ECU 60 shapes input signal waveforms from various sensors, corrects the voltage level to a predetermined level, and converts an analog signal into a digital signal, and a central processing unit.
  • a unit hereinafter referred to as “CPU”.
  • the ECU 60 includes a storage circuit that stores various calculation programs executed by the CPU, calculation results, and the like, and an output circuit that outputs a control signal to the fuel meter 70.
  • the ECU 60 is equipped with a fuel amount supplied from the fuel tank 10 and injected into the engine (hereinafter referred to as “fuel injection amount”), and a fuel tank system 1.
  • fuel injection amount supplied from the fuel tank 10 and injected into the engine
  • fuel tank system 1 Various signals such as a vehicle speed and an ON / OFF signal from an ignition switch (not shown) are input.
  • the ECU 60 estimates the amount of fuel stored in the fuel tank 10 based on the sender signal, the fuel injection amount, the vehicle speed, the signal from the ignition switch, and the like, and transmits a meter indication value to the fuel meter 70.
  • the fuel meter 70 displays the amount of fuel in the fuel tank 10 according to the meter instruction value.
  • FIG. 4 is a diagram schematically illustrating the concept of meter control by the ECU.
  • the meter control state is changed between the fuel injection control state and the non-fuel injection control state
  • the amount of fuel stored in the fuel tank is estimated based on an algorithm set for each of the three control states, and the meter indication value is based on this estimation. Is calculated.
  • an algorithm for estimating the amount of fuel in the fuel tank in each of the fuel injection control state, the non-fuel injection state, and the fuel supply state will be described.
  • Fuel injection control state When the meter control state is the fuel injection control state, the ECU sequentially subtracts the fuel supplied to the running of the vehicle from the predetermined initial value of the fuel amount in the fuel tank to thereby reduce the fuel in the fuel tank. An amount is estimated, and a meter indication value is calculated based on the estimated fuel amount. Therefore, in this case, the amount of fuel in the fuel tank, that is, the indicated value of the meter, basically only decreases and does not increase. More specifically, when the meter control state is the fuel injection control state, the ECU estimates the fuel amount in the fuel tank based on two types of parameters, a sender signal and a fuel injection amount.
  • the meter control state When the meter control state is the fuel injection control state and the predetermined condition is satisfied, the meter control state shifts from the fuel injection control state to the non-fuel injection control state. Further, when the meter control state is in the fuel injection control state, the meter control state is determined according to the determination that the fuel supply state is in accordance with the procedure described later with reference to FIGS. 5 and 6. Transition from the fuel injection control state to the fuel supply state.
  • Non-fuel injection control state is the fuel injection control state
  • the ECU estimates the fuel amount in the fuel tank based on the sender signal, and further calculates the meter instruction value based on the estimated fuel amount. Accordingly, in this case, the amount of fuel in the fuel tank, that is, the meter indication value, may be increased as well as lowered, unlike the fuel injection control state.
  • the meter control state When the meter control state is in the non-fuel injection control state and the predetermined condition is satisfied, the meter control state shifts from the non-fuel injection control state to the fuel injection control state. Further, when the meter control state is in the fuel injection control state, the meter control state is determined according to the determination that the fuel supply state is in accordance with the procedure described later with reference to FIGS. 5 and 6. Transition from the non-fuel injection control state to the refueling state.
  • the fuel amount in the fuel tank is estimated by subtracting the fuel injection amount from the initial value of the fuel amount in the fuel tank.
  • the fuel tank system of this embodiment that employs a vertical fuel tank, when the amount of fuel in the fuel tank is always estimated with high accuracy, the transfer of fuel between the main tank and the sub tank or the fuel tank Liquid level fluctuations due to tilting or the like become a problem.
  • the fuel amount based on the subtraction of the fuel injection amount from the initial value it is possible to estimate regardless of the fuel level fluctuation.
  • the ECU estimates the amount of fuel in the fuel tank after refueling is completed based on a plurality of parameters such as the sender signal and the change rate of the sender signal, Further, a meter instruction value is calculated based on the estimated fuel amount.
  • FIG. 5 is a diagram showing an example of a time chart of a sender signal when the vehicle is stopped (the vehicle speed becomes 0 [km / h]) and fuel is supplied.
  • FIG. 5 is a diagram illustrating a change in the sender signal when the running vehicle stops at time t1 and fuel supply starts while the vehicle stops at time t3.
  • the ECU samples a sender signal at a time t2 after a predetermined time from when the vehicle speed becomes 0 [km / h] and the vehicle stops, and the fuel amount corresponding to the sampled sender signal at this time is determined as a stop time reference.
  • the fuel amount corresponding to the sender signal is the fuel in the fuel tank that is uniquely calculated from the value of the sender signal using a map (not shown) indicating the relationship between the capacity of the fuel tank and the liquid level.
  • the sender signal is a signal that is substantially proportional to the liquid level of the fuel stored in the main tank portion, and is generally different from the liquid level of the fuel stored in the sub tank portion. In this embodiment, it is assumed that the liquid level in the main tank part and the liquid level in the sub tank part are the same, and the fuel amount corresponding to the sender signal is calculated using the map.
  • the ECU samples the sender signal at a predetermined cycle, and stores the fuel amount corresponding to the sender signal at this time as the detected fuel amount RF_jdg during stoppage (see the white circle in FIG. 5).
  • the ECU calculates the fuel increase rate VF based on the difference between the current sampling value and the previous sampling value of the stoppage detected fuel amount RF_jdg while calculating the stoppage detection fuel amount RF_jdg corresponding to the sender signal.
  • the increase speed VF is compared with a predetermined threshold value VF_th. When the increase speed VF is less than or equal to the threshold value VF_th, it is determined that the fuel is in the transfer state. When the increase speed VF is greater than the threshold value VF_th, the fuel Is determined to be in a transfer state.
  • FIG. 6 is a diagram comparing the amount of change in the liquid level for each cause of the change.
  • the increase rate of the fuel amount when the fuel is transferred through the siphon tube is smaller than the increase rate of the fuel amount when the fuel is supplied by the fuel filler. Therefore, as described above, by setting the threshold value VF_th for the fuel amount increase rate VF (see the broken line in FIG. 6), it is determined whether or not the change in the liquid level is due to the transfer. it can.
  • the meter control state is shifted to the above-described fuel supply state, and the fuel amount in the fuel tank after the fuel supply is completed is estimated. Furthermore, when the transfer state is determined, the reflection to the meter indication value is prohibited, so that the meter error due to the transfer can be prevented. Thereby, when reflecting the next meter indication value on a meter, it does not fluctuate rapidly.
  • the following effects can be obtained. (1) According to the present embodiment, by determining whether or not the fuel is transferred through the siphon tube 34, it is possible to determine whether or not the fuel is being refueled as a result. Can be determined. Further, since it can be determined with high accuracy whether or not the fuel is being refueled, as a result, the amount of fuel in the fuel tank can also be estimated with high accuracy.
  • the fuel amount increase rate VF calculated based on the detection value (sender signal) of the sender unit that detects the liquid level of the fuel stored in the main tank portion is equal to or less than the threshold value VF_th.
  • the fuel amount increase rate VF is greater than the threshold value VF_th, it is determined that the fuel is not in the transfer state.
  • the cause of the change in the liquid level can be said to be due to refueling if it is not due to transfer.
  • the fuel increase rate VF is greater than the threshold value VF_th and the fuel is not in a transfer state
  • the fuel increase amount WF after the vehicle stops is When it is larger than the threshold WF_th, it is determined that the fuel is in a fuel supply state.

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Abstract

　２つの燃料溜り部における燃料の液位をサイフォン管により等しく保つ燃料タンクシステムであって、燃料タンク内の燃料量を高い精度で推定することができる燃料タンクシステムを提供すること。　燃料タンクシステムは、メインタンク部およびサブタンク部が形成された燃料タンクと、これらメインタンク部およびサブタンク部にわたって配置され、これらメインタンク部およびサブタンク部のうちいずれか一方から他方へ燃料を移送するサイフォン管と、燃料がサイフォン管を介して移送している状態（移送状態）であるか否かを判定するＥＣＵと、を備える。ＥＣＵは、センダ信号の変化率が所定の閾値ＶＦ＿ｔｈ以下である場合には、燃料の移送状態であると判定する。

Description

燃料タンクシステム
　本発明は、燃料タンクシステムに関する。より詳しくは、２つの燃料溜り部が形成された燃料タンクを備え、サイフォン管によりこれら燃料溜り部の間でいずれか一方から他方へ燃料を移送する燃料タンクシステムに関する。
　内燃機関を動力源とした車両には、この内燃機関に供給する燃料を貯留するために燃料タンクが設けられる。燃料タンクは、車両固有のレイアウトに適した形状に形成されるが、近年では、四輪駆動車、後輪駆動車、およびハイブリッド車など様々な種類の車両に適した、所謂、鞍型の燃料タンクの開発が盛んである。
　鞍型燃料タンクは、タンク底部の車幅方向に沿った断面が凹状となっており、第１燃料溜り部と第２燃料溜り部との少なくとも２つの燃料溜り部が形成される。このような鞍型燃料タンクでは、どちらか一方の燃料溜り部に過剰な量の燃料が溜まってしまうのを防止するため、２つの燃料溜り部における燃料の液位を等しく保つ装置を設ける必要がある。
　このような液位を等しく保つ装置を備えた燃料タンクシステムの一例として、例えば特許文献１には、第１燃料溜り部と第２燃料溜り部のうちいずれか一方から他方へ燃料を移送するサイフォン管を設けたものが示されている。
特開平１０－６１５１５号公報
　このようなサイフォン管を利用した燃料タンクシステムでは、ポンプなどで積極的に動力を加えることで燃料を移送するものではないので、比較的簡易な構成で２つの燃料溜り部の燃料の液位を等しく保つことができる反面、燃料の液位の変化がサイフォン管を介した燃料の移送によるものであるか、あるいは給油によるものであるかを区別しにくいという課題がある。このため、例えば、サイフォン管を介した燃料の移送により燃料の液位が上昇した場合であっても、給油により燃料の液位が上昇したと誤判定してしまい、結果として燃料タンク内の燃料量を正確に推定できない場合がある。
　本発明は、２つの燃料溜り部における燃料の液位をサイフォン管により等しく保つ燃料タンクシステムであって、燃料タンク内の燃料量を高い精度で推定することができる燃料タンクシステムを提供することを目的とする。
　上記目的を達成するため本発明は、第１燃料溜り部（例えば、後述のメインタンク部１６）および第２燃料溜り部（例えば、後述のサブタンク部１８）が形成された燃料タンク（例えば、後述の燃料タンク１０）と、前記第１、第２燃料溜り部にわたって配置され、これら第１、第２燃料溜り部のうちいずれか一方から他方へ燃料を移送するサイフォン管（例えば、後述のサイフォン管３４）と、を備える車両用の燃料タンクシステム（例えば、後述の燃料タンクシステム１）を提供する。前記燃料タンクシステムは、燃料の移送状態であるか否かを判定する移送状態判定手段（例えば、後述のＥＣＵ６０）をさらに備える。
　この発明によれば、２つの燃料溜り部にわたって配置されたサイフォン管を備えた燃料タンクシステムにおいて、燃料の移送状態、すなわちサイフォン管により、一方の燃料溜り部から他方の燃料溜り部へ燃料が移送されている状態であるか否かを判定する移送判定手段を設けた。これにより、燃料タンク内の液位の変動がサイフォン管による燃料の移送に起因するものであるか否かを判定することができるので、結果として燃料が給油されている状態であるか否かを高い精度で判定することができる。また、燃料が給油されている状態であるか否かを高い精度で判定できるので、結果として、燃料タンク内の燃料量も高い精度で推定することができる。
　この場合、前記燃料タンクシステムは、前記第１、第２燃料溜り部のうちいずれかに貯留された燃料の液位を検出する液位検出手段（例えば、後述のセンダユニット５０）をさらに備え、前記移送状態判定手段は、前記液位の検出値の変化率（例えば、後述の燃料の増加速度ＶＦ）が所定の閾値（例えば、後述の閾値ＶＦ＿ｔｈ）以下である場合には燃料が移送状態であると判定し、前記液位の検出値の変化率が前記閾値より大きい場合には燃料が移送状態ではないと判定することが好ましい。
　なお、本発明において、上記液位の検出値の変化率とは、当該液位の検出値に略比例したパラメータの変化率を用いたものも含むものとする。
　この発明によれば、移送状態判定手段は、２つの燃料溜り部のうちいずれかに貯留された燃料の液位の検出値の変化率が所定の閾値以下である場合には燃料が移送状態であると判定し、液位の検出値の変化率が上記閾値より大きい場合には燃料が移送状態ではないと判定する。燃料タンク内の液位の変化率は、サイフォン管の移送によるものと給油によるものとを比較すると、サイフォン管の移送によるものの方が小さい。したがって、移送状態判定手段により、より高い精度で燃料の移送状態であるか否かを判定できるので、結果として、燃料タンク内の燃料量の推定精度をさらに高めることができる。
　この場合、前記燃料タンクシステムは、前記車両が停止している時に、前記移送状態判定手段により燃料が移送状態ではないと判定され、かつ、所定の時期における前記液位の検出値の変化量が所定の閾値より大きい場合には、燃料が給油状態であると判定する給油状態判定手段をさらに備えることが好ましい。
　なお、本発明において、上記液位の検出値の変化量とは、当該液位の検出値に略比例したパラメータの変化量を用いたものも含むものとする。
　車両が停止している時に液位が変化した場合、この液位の変化の要因は、移送によるものでない場合には、給油によるものであるといえる。この発明によれば、給油状態判定手段は、車両が停止している時に、上記移送状態判定手段により燃料が移送状態ではないと判定され、かつ、所定の時期における液位の検出値の変化量（例えば、後述の増加量ＷＦ）が所定の閾値（例えば、後述の閾値ＷＦ＿ｔｈ）より大きい場合には、燃料が給油状態であると判定する。これにより、高い精度で給油状態であることが判定できるので、結果として、燃料タンク内の燃料量を高い精度で推定することができる。
本発明の一実施形態に係る燃料タンクシステムの構成を示す模式図である。 上記実施形態に係る燃料タンクのメインタンク部のみに燃料が貯留されている状態を示す図である。 上記実施形態に係る燃料タンクが傾斜した状態を示す図である。 上記実施形態に係るＥＣＵによるメータ制御の概念を模式的に示す図である。 給油時におけるセンダ信号のタイムチャートの一例を示す図である。 液位の変化量を、その変化の要因ごとに比較した図である。
　以下、本発明の一実施形態を、図面を参照して説明する。
　図１は、本実施形態に係る燃料タンクシステム１の構成を示す模式図である。
　燃料タンクシステム１は、鞍型の燃料タンク１０と、この燃料タンク１０に接続された電子制御ユニット（以下、「ＥＣＵ」という）６０とを含んで構成され、図示しない車両に搭載される。なお、図１には、燃料タンク１０の車幅方向に沿った断面図を示す。
　燃料タンク１０の底部の略中央には、上方に向って凸状に湾曲した鞍部１４が設けられており、この鞍部１４により第１燃料溜り部としてのメインタンク部１６と第２燃料溜り部としてのサブタンク部１８とが区画形成される。
　メインタンク部１６には、燃料タンク１０内に貯留された燃料を汲み上げ、図示しないエンジンに供給する燃料ポンプモジュール２０が設けられている。
　燃料ポンプモジュール２０は、燃料ポンプ２２と、この燃料ポンプ２２に接続されたプレッシャレギュレータ２６とを備える。燃料ポンプ２２は、メインタンク部１６の底部１６ａに開口する汲み上げ用ジェットポンプ２４により燃料吸引口２４ａからメインタンク部１６に貯留された燃料を汲み上げ、プレッシャレギュレータ２６に圧送する。プレッシャレギュレータ２６には、エンジンに連通する燃料配管２８と、その先端側にサクション用ジェットポンプ３２が設けられたリターン用分岐配管３０と、が接続されている。
　燃料タンク１０内には、メインタンク部１６の底部１６ａおよびサブタンク部１８の底部１８ａにわたって、サイフォン管３４が配置されている。このサイフォン管３４のうち上部側途上には、３方向ジョイント３６を介してサクション用管路４０の一端側が接続されている。また、このサクション用管路４０の他端側は、上述のサクション用ジェットポンプ３２の吸引側（負圧側）に接続されている。３方向ジョイント３６のうちサクション用管路４０の一端側の接続部３６ａには逆流防止弁３８が設けられており、サイフォン管３４側からサクション用ジェットポンプ３２側へのみ燃料が流通可能となっている。
　サイフォン管３４のメインタンク部１６側の開放端３４ａは、サクション用ジェットポンプ３２よりも車幅方向外側のうち、メインタンク部１６の底部１６ａに、かつ、メインタンク部１６の車幅方向外側の内壁１６ｂに隣接して配置されている。この開放端３４ａには、気体を検出することで開放端３４ａを閉じ、液体を検出することにより開放端３４ａを開く切替バルブ４２ａが装着されている。
　サイフォン管３４のサブタンク部１８側の開放端３４ｂは、サブタンク部１８の底部１８ａに、かつ、車幅方向外側の内壁１８ｂに隣接して配置されている。この開放端３４ｂには、気体を検出することで開放端３４ｂを閉じ、液体を検出することで開放端３４ｂを開く切替バルブ４２ｂが装着されている。
　また、燃料タンク１０内には、メインタンク部１６に貯留された燃料の液位を検出するセンダユニット５０が設けられている。センダユニット５０は、メインタンク部１６に貯留された燃料の液面に浮かぶフロート５１の位置、すなわちメインタンク部１６に貯留された燃料の液位に略比例した検出信号（以下、「センダ信号」という）を出力しており、このセンダ信号はＥＣＵ６０により検出される。
　以上のように構成された燃料タンク１０の動作について説明する。
　例えば、図２に示すように、メインタンク部１６のみに燃料Ｆが貯留されている状態（例えば、工場出荷時など）で、エンジンの始動が行われた場合について説明する。
　この場合、先ず、燃料ポンプモジュール２０の燃料ポンプ２２が駆動され、メインタンク部１６に貯留されている燃料Ｆは、汲み上げ用ジェットポンプ２４の作用下に燃料吸引口２４ａから吸引される。吸引された燃料Ｆは、プレッシャレギュレータ２６から燃料配管２８を介してエンジンに供給される。
　一方、燃料吸引口２４ａから吸引された燃料Ｆの一部は、分岐配管３０を介してサクション用ジェットポンプ３２に供給され、サクション用管路４０に負圧が発生する。サクション用管路４０は、３方向ジョイント３６を介してサイフォン管３４に連通しており、このサイフォン管３４内が吸引される。ここで、サイフォン管３４のメインタンク部１６側の開放端３４ａは燃料Ｆ内にあるため閉じており、サブタンク部１８側の開放端３４ｂは開いている。このため、サクション用ジェットポンプ３２の作用下に、サイフォン管３４内が吸引されると、このサイフォン管３４の、メインタンク部１６側の開放端３４ａから吸い上げられた燃料Ｆは、サブタンク部１８側の開放端３４ｂ側に移送される。開放端３４ｂでは、燃料Ｆが供給されることにより開かれ、メインタンク部１６側の燃料Ｆがサブタンク部１８側に移送される。この後は、サイフォン管３４によりサイフォン機能が発揮され、結果として、メインタンク部１６内の燃料Ｆの液位と、サブタンク部１８に移送された燃料の液位とが同一の高さになるように、メインタンク部１６およびサブタンク部１８のうちいずれか一方から他方へ燃料Ｆが移送される。
　また、例えば、図３に示すように燃料タンク１０が傾斜した状態では、サイフォン管３４のサイフォン機能により、上方側のメインタンク部１６内の燃料Ｆが、下方側のサブタンク部１８に移送され、これにより、メインタンク部１６およびサブタンク部１８内の燃料の液位が同一の高さになるように調整される。
　また、エンジン停止時には、３方向ジョイント３６の接続部３６ａに設けられた逆流防止弁３８の作用下に、サイフォン用管路４０からサイフォン管３４側に逆流することがない。したがって、エンジン停止時であっても、サイフォン管３４のサイフォン機能が発揮し、メインタンク部１６およびサブタンク部１８の燃料の液位が同一になるように調整される。
　図１に戻って、ＥＣＵ６０は、各種センサからの入力信号波形を整形し、電圧レベルを所定のレベルに修正し、アナログ信号をデジタル信号に変換するなどの機能を有する入力回路と、中央演算処理ユニット（以下「ＣＰＵ」という）とを備える。この他、ＥＣＵ６０は、ＣＰＵで実行される各種演算プログラムおよび演算結果などを記憶する記憶回路と、燃料メータ７０に制御信号を出力する出力回路と、を備える。
　ＥＣＵ６０には、上述のセンダユニット５０から出力されたセンダ信号の他、燃料タンク１０から供給されエンジンに噴射された燃料量（以下、「燃料噴射量」という）、燃料タンクシステム１が搭載された車両の車速、および図示しないイグニッションスイッチからのＯＮ／ＯＦＦ信号などの各種信号が入力される。ＥＣＵ６０は、これらセンダ信号、燃料噴射量、車速、イグニッションスイッチからの信号などに基づいて、燃料タンク１０内に貯留された燃料量を推定し、燃料メータ７０にメータ指示値を送信する。燃料メータ７０は、このメータ指示値に応じて、燃料タンク１０内の燃料量を表示する。
　以下、図４～図６を参照して、ＥＣＵ６０に構成された燃料メータ７０制御、すなわちメータ指示値を算出するモジュールについて詳細に説明する。
　図４は、ＥＣＵによるメータ制御の概念を模式的に示す図である。
　ＥＣＵでは、燃料タンク内の燃料量を精度良く推定するため、すなわち車両の走行状態に応じてメータ指示値が大きく変動しないように、メータ制御の状態を、燃料噴射制御状態と非燃料噴射制御状態と給油状態との３種類で切り換え、そして、これら３種類の制御状態ごとに設定されたアルゴリズムに基づいて、燃料タンク内に貯留された燃料量を推定し、この推定に基づいてメータの指示値を算出する。以下、これら燃料噴射制御状態、非燃料噴射状態、給油状態のそれぞれにおいて燃料タンク内の燃料量を推定するアルゴリズムについて説明する。
　＜１．燃料噴射制御状態＞
　メータ制御の状態が燃料噴射制御状態にあるとき、ＥＣＵは、燃料タンク内の燃料量の所定の初期値から、車両の走行に供された分の燃料を逐次減算することにより燃料タンク内の燃料量を推定し、さらにこの推定した燃料量に基づいてメータ指示値を算出する。従ってこの場合、燃料タンク内の燃料量、すなわちメータの指示値は、基本的には下降するのみであり上昇することはない。より具体的には、メータ制御の状態が燃料噴射制御状態にあるとき、ＥＣＵは、センダ信号と、燃料噴射量と、の２種類のパラメータに基づいて燃料タンク内の燃料量を推定する。
　なお、メータ制御の状態が燃料噴射制御状態にあるときに、所定の条件が満たされた場合には、メータ制御の状態は、燃料噴射制御状態から非燃料噴射制御状態に移行する。
　また、メータ制御の状態が燃料噴射制御状態にあるときに、後に図５および図６を参照して説明する手順により、給油状態であると判定されたことに応じて、メータ制御の状態は、燃料噴射制御状態から給油状態へ移行する。
　＜２．非燃料噴射制御状態＞
　メータ制御の状態が燃料噴射制御状態にあるとき、ＥＣＵは、センダ信号に基づいて燃料タンク内の燃料量を推定し、さらにこの推定した燃料量に基づいてメータ指示値を算出する。従ってこの場合、燃料タンク内の燃料量、すなわちメータ指示値は、上記燃料噴射制御状態とは異なり、下降だけでなく上昇する場合もある。
　なお、メータ制御の状態が非燃料噴射制御状態にあるときに、所定の条件が満たされた場合には、メータ制御の状態は、非燃料噴射制御状態から燃料噴射制御状態に移行する。
　また、メータ制御の状態が燃料噴射制御状態にあるときに、後に図５および図６を参照して説明する手順により、給油状態であると判定されたことに応じて、メータ制御の状態は、非燃料噴射制御状態から給油状態へ移行する。
　＜３．給油状態＞
　上述のように、燃料噴射制御状態では、燃料タンク内の燃料量の初期値から燃料噴射量を減算することにより燃料タンク内の燃料量を推定する。鞍型の燃料タンクを採用した本実施形態の燃料タンクシステムでは、燃料タンク内の燃料量を常に高い精度で推定する場合、メインタンク部とサブタンク部との間での燃料の移送や燃料タンクの傾斜などによる液位変動が課題となる。これに対して、初期値から燃料噴射量の減算に基づいて燃料量を推定することにより、燃料の液位変動によらず推定することが可能となる。
　しかしながらこの場合、燃料噴射制御状態における燃料量の初期値、すなわち燃料タンク内に燃料を給油した後における燃料量を高い精度でかつ速やかに推定することが重要となる。そこで、メータ制御の状態が給油状態にあるとき、ＥＣＵは、センダ信号や、センダ信号の変化率などの複数のパラメータに基づいて、給油が完了した後における燃料タンク内の燃料量を推定し、さらにこの推定した燃料量に基づいてメータ指示値を算出する。
　＜４．給油状態の判定の手順＞
　上述のように、鞍型の燃料タンクを採用した本実施形態の燃料タンクシステムでは、燃料タンク内の燃料量を常に高い精度で推定するには、給油が完了した後における燃料量を高い精度でかつ速やかに推定できる必要がある。このため、燃料が給油されている状態であるか否かを高い精度で判定することも重要となる。特に、サイフォン管を備えた本実施形態の燃料タンクシステムでは、メインタンク部内の液位の上昇は、燃料の給油に起因するものだけでなく、サイフォン管を介したサブタンク部側からメインタンク部側への移送に起因するものも含まれる。このため、燃料の給油の判定には、液位の変動がサイフォン管を介した燃料の移送によるものであることを判定することも重要となる。以下、図５、６を参照して、本実施形態の給油状態の判定の手順について説明する。
　図５は、車両を停止し（車速が０［ｋｍ／ｈ］となり）、燃料を給油した時におけるセンダ信号のタイムチャートの一例を示す図である。図５では、時刻ｔ１において走行中の車両が停止し、時刻ｔ３において車両が停止している間に燃料の給油を開始した場合におけるセンダ信号の変化を示す図である。
　先ず、ＥＣＵは、車速が０［ｋｍ／ｈ］となり車両が停止してから所定の時間後の時刻ｔ２におけるセンダ信号をサンプリングし、このときサンプリングしたセンダ信号に対応する燃料量を、停車時基準燃料量として記憶する。ここで、センダ信号に対応する燃料量とは、燃料タンクの容量と液位との関係を示すマップ（図示せず）を用いてセンダ信号の値から一意的に算出される燃料タンク内の燃料量をいう。ところで、上述のようにセンダ信号は、メインタンク部に貯留された燃料の液位に略比例した信号であり、サブタンク部に貯留された燃料の液位とは一般的に異なったものとなるが、本実施形態では、メインタンク部内の液位とサブタンク部内の液位とは同一であると仮定し、上記マップを用いてセンダ信号に対応する燃料量を算出する。
　その後、ＥＣＵは、所定の周期でセンダ信号をサンプリングし、この時のセンダ信号に対応する燃料量を停車中検出燃料量ＲＦ＿ｊｄｇとして記憶する（図５中、白丸参照）。
　この時、ＥＣＵは、センダ信号に対応する停車中検出燃料量ＲＦ＿ｊｄｇを算出しながら、停車中検出燃料量ＲＦ＿ｊｄｇの今回サンプリング値と前回サンプリング値との差に基づいて燃料量の増加速度ＶＦを算出し、この増加速度ＶＦと所定の閾値ＶＦ＿ｔｈとを比較し、増加速度ＶＦが閾値ＶＦ＿ｔｈ以下である場合には燃料が移送状態であると判定し、増加速度ＶＦが閾値ＶＦ＿ｔｈより大きい場合には燃料が移送状態であると判定する。
　図６は、液位の変化量を、その変化の要因ごとに比較した図である。
　サイフォン管を伝って燃料が移送する場合における燃料量の増加速度は、給油機により燃料を給油した場合における燃料量の増加速度よりも小さい。したがって、上述のように、燃料量の増加速度ＶＦに対し、閾値ＶＦ＿ｔｈを設定することにより（図６中、破線参照）、液位の変化が移送によるものであるか否かを判定することができる。
　図５に戻って、ＥＣＵは、上述のような増加速度ＶＦに加えて、停車中検出燃料量ＲＦ＿ｊｄｇと停車時基準燃料量Ｆ２との差により燃料の増加量ＷＦ（＝ＲＦ＿ｊｄｇ－Ｆ２）を算出し、この増加量ＷＦが所定の閾値ＷＦ＿ｔｈを超えたか否かを判定する。そして、ＥＣＵは、増加速度ＶＦが閾値ＶＦ＿ｔｈより大きく燃料が移送状態ではないと判定され、かつ、燃料の増加量ＷＦが閾値ＷＦ＿ｔｈより大きい場合に、燃料が給油状態であると判定する（図５中、時刻ｔ４参照）。また、ここで燃料が給油状態であると判定されたことに応じて、メータ制御の状態を上述の給油状態に移行し、給油が完了した後における燃料タンク内の燃料量を推定する。
　さらに、移送状態と判定された場合にメータ指示値への反映を禁止することで、移送によるメータの誤差を防ぐことができる。これにより、次回のメータ指示値をメータに反映させる際に、急激に変動することがない。
　本実施形態によれば、以下の効果を奏する。
　（１）本実施形態によれば、サイフォン管３４を介して燃料が移送する移送状態であるか否かを判定することにより、結果として燃料が給油されている状態であるか否かを高い精度で判定することができる。また、燃料が給油されている状態であるか否かを高い精度で判定できるので、結果として、燃料タンク内の燃料量も高い精度で推定することができる。
　（２）本実施形態によれば、メインタンク部に貯留された燃料の液位を検出するセンダユニットの検出値（センダ信号）に基づいて算出された燃料量の増加速度ＶＦが閾値ＶＦ＿ｔｈ以下である場合には燃料が移送状態であると判定し、燃料量の増加速度ＶＦが閾値ＶＦ＿ｔｈより大きい場合には燃料が移送状態ではないと判定する。これにより、より高い精度で燃料の移送状態であるか否かを判定できるので、結果として、燃料タンク内の燃料量の推定精度をさらに高めることができる。
　（３）車両が停止している時に液位が変化した場合、この液位の変化の要因は、移送によるものでない場合には、給油によるものであるといえる。本実施形態によれば、車両が停止している時に、燃料量の増加速度ＶＦが閾値ＶＦ＿ｔｈより大きく燃料が移送状態ではないと判定され、かつ、車両が停止した後の燃料の増加量ＷＦが閾値ＷＦ＿ｔｈより大きい場合には、燃料が給油状態であると判定する。これにより、高い精度で燃料が給油状態であることが判定できるので、結果として、燃料タンク内の燃料量を高い精度で推定することができる。
　なお、本発明は上述した実施形態に限るものではなく、種々の変形が可能である。
　１…燃料タンクシステム
　１０…燃料タンク
　１６…メインタンク部（第１燃料溜り部）
　１８…サブタンク部（第２燃料溜り部）
　３４…サイフォン管
　５０…センダユニット（液位検出手段）
　６０…ＥＣＵ（移送状態判定手段、給油状態判定手段）
　７０…燃料メータ（メータ）

Claims (3)

  1. 　第１燃料溜り部および第２燃料溜り部が形成された燃料タンクと、
    　前記第１、第２燃料溜り部にわたって配置され、これら第１、第２燃料溜り部のうちいずれか一方から他方へ燃料を移送するサイフォン管と、を備える車両用の燃料タンクシステムであって、
    　燃料の移送状態であるか否かを判定する移送状態判定手段をさらに備えることを特徴とする燃料タンクシステム。
  2. 　前記第１、第２燃料溜り部のうちいずれかに貯留された燃料の液位を検出する液位検出手段をさらに備え、
    　前記移送状態判定手段は、前記液位の検出値の変化率が所定の閾値以下である場合には燃料が移送状態であると判定し、前記液位の検出値の変化率が前記閾値より大きい場合には燃料が移送状態ではないと判定することを特徴とする請求項１に記載の燃料タンクシステム。
  3. 　前記車両が停止している時に、前記移送状態判定手段により燃料が移送状態ではないと判定され、かつ、所定の時期における前記液位の検出値の変化量が所定の閾値より大きい場合には、燃料が給油状態であると判定する給油状態判定手段をさらに備えることを特徴とする請求項２に記載の燃料タンクシステム。
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