燃料罐结构 |
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| 申请号 | CN201610197276.2 | 申请日 | 2016-03-31 | 公开(公告)号 | CN106240347A | 公开(公告)日 | 2016-12-21 |
| 申请人 | 丰田自动车株式会社; | 发明人 | 麻生秀一; | ||||
| 摘要 | 本 发明 提供一种 燃料 罐结构，具有：燃料罐状部件(16)，其被固定于燃料罐(10)内的顶棚部(10A)上，并通过根据燃料罐(10)中所收纳的燃料(GS)的液面的高度而进行膨胀或收缩，从而维持与该液面的 接触 状态； 温度 传感器 (36)，其对燃料罐(10)内的燃料(GS)或 蒸发 燃料的温度进行检测；冷却 风 导入部(21)，其在温度传感器(36)所检测到的燃料(GS)或蒸发燃料的温度变为了高于预定的温度的情况下，向袋状部件(16)的内部导入冷却风。(10)，其被搭载于 汽车 上，并对燃料进行收纳；袋 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种燃料罐结构，具有： |
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| 说明书全文 | 燃料罐结构技术领域[0001] 本发明涉及一种燃料罐结构。 背景技术[0002] 作为被搭载于汽车上的燃料罐的结构，在日本特开平8-170568号公报中公开了一种在燃料罐内设置有能够膨胀以及收缩的伸缩膜的燃料罐结构。此外,公开了一种通过使伸缩膜所包围的空间内的压力高于燃料蒸气的压力，从而使伸缩膜与燃料的液面接触以抑制蒸发燃料的产生的技术。 发明内容[0003] 发明所要解决的课题 [0004] 但是，在上述文献的结构中，并未考虑到由于来自发动机的排气、来自发动机组件的受热以及来自路面的受热等而造成燃料罐内的温度上升的情况。因此，由于有时因随着燃料罐内的温度上升而导致的蒸发燃料(蒸发溶剂)的增加将会造成燃料罐内的压力变大，因此，从抑制燃料罐内的压力上升这一观点出发，仍然有改善的余地。 [0005] 本发明为考虑到上述实际情况而实施的发明，其目的在于，获得一种能够抑制由燃料罐内的温度上升而导致的燃料罐内的压力上升的燃料罐结构。 [0006] 用于解决课题的方法 [0007] 第一方式的燃料罐结构具有：燃料罐，其被搭载于汽车上，并对燃料进行收纳；袋状部件，其被固定于所述燃料罐内的顶棚部上，并通过根据所述燃料罐中所收纳的燃料的液面的高度而进行膨胀或收缩，从而维持与该液面的接触状态；温度传感器，其对所述燃料罐内的燃料或蒸发燃料的温度进行检测；冷却风导入部，其在所述温度传感器所检测到的燃料或蒸发燃料的温度变为了高于预定的温度的情况下，向所述袋状部件的内部导入冷却风。 [0008] 在第一方式的燃料罐结构中，袋状部件被固定于燃料罐内的上部处。并且，该袋状部件通过根据燃料罐中所收纳的燃料的液面的高度而进行膨胀或收缩，从而维持与燃料的液面的接触状态。即，由于如果燃料罐内的燃料减少则液面的高度会降低，因此袋状部件将会膨胀，从而维持与燃料的液面的接触状态。另一方面，由于如果通过供油等而使燃料增多则液面将变高，因此袋状部件将会收缩，从而维持与液面的接触状态。由此，能够抑制从燃料的液面上产生蒸发燃料的情况。 [0009] 此外，设置有冷却风导入部，所述冷却风导入部在温度传感器所检测到的燃料或蒸发燃料的温度变为了高于预定的温度的情况下，向袋状部件的内部导入冷却风。由此，在燃料的温度增高了的情况下，能够向袋状部件的内部导入冷却风以夺取燃料的热量。其结果为，能够使燃料的温度降低，并且能够使燃料罐内的蒸发燃料(蒸气)减少。此外，通过维持袋状部件与燃料的液面的接触状态，从而能够有效地从燃料中夺取热量。 [0010] 第二方式的燃料罐结构为，在第一方式中，所述冷却风导入部以包括导入管和冷却装置的方式而构成，所述导入管向所述袋状部件导入空气，所述冷却装置对流过所述导入管的空气进行冷却，在所述袋状部件上连接有导出管，所述导出管通过将从所述导入管向所述袋状部件被导入的冷却风再次向所述导入管进行引导，从而使冷却风循环。 [0011] 在第二方式的燃料罐结构中，从导入管向袋状部件导入被冷却装置冷却后的空气。并且，向袋状部件导入的冷却风通过导出管而被再次向导入管进行引导。通过以此方式使冷却风循环，从而能够将袋状部件的内部的温度维持为低温，进而能够有效地降低燃料的温度。 [0012] 第三方式的燃料罐结构为，在第一方式或第二方式中，在所述燃料罐中设置有收缩限制部件，所述收缩限制部件对于所述袋状部件收缩至与预定的大小相比而较小的情况进行限制。 [0013] 在第三方式的燃料罐结构中，能够通过收缩限制部件而抑制袋状部件破损的情况，从而能够在袋状部件的内部确保冷却风的流道。 [0014] 发明效果 [0015] 如以上所说明的那样，根据第一方式的燃料罐结构，具有能够抑制由燃料罐内的温度上升而造成的燃料罐内的压力上升这一优异效果。 [0016] 根据第二方式的燃料罐结构，具有能够有效地抑制罐内的压力上升这一优异效果。 [0018] 图1为概要性地表示第一实施方式所涉及的燃料罐结构的整体结构的图。 [0019] 图2为表示第一实施方式所涉及的燃料罐结构的主要部分的剖视图，且为表示袋状部件收缩后的状态的图。 [0020] 图3为表示袋状部件膨胀后的状态的与图2相对应的图。 [0021] 图4为概要性地表示第二实施方式所涉及的燃料罐结构的整体结构的图。 具体实施方式[0022] ＜第一实施方式＞ [0023] 以下，参照图1至图3，对第一实施方式所涉及的燃料罐结构进行说明。另外，在各图中适当表示的箭头标记UP表示燃料罐的上方侧。此外，在本实施方式中，燃料罐的上方侧与车辆上下方向的上方侧一致。 [0024] 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被形成为中空状，并且被形成为能够将燃料液体(以下，称为“燃料GS”)收纳于内部的形状(例如，大致长方体的箱状)。此外，燃料罐10的下表面通过未图示的油罐带而被支承。并且，通过使该油罐带经由托架等而被固定在未图示的地板面板上，从而使燃料罐10被安装在地板面板上。 [0025] 在燃料罐10上连接有大致筒状的供油管12。并且，在供油管12的上端部处形成有供油口12A，通过将供油枪插入该供油口12A中而向燃料罐10注入燃料GS，从而实施供油。并且被构成为，在燃料罐10内的燃料GS的量较多的情况下，在供油管12中也收纳有燃料GS的一部分。 [0027] 油箱帽14在关闭的状态下封闭供油口12A，从而对供油枪向供油管12的接近进行限制。相对于此，当油箱帽14打开时，供油管12的供油口12A被开放，从而能够实现供油枪的向供油路径的接近。 [0028] 在燃料罐10内的顶棚部10A上设置有袋状部件16以及收缩限制部件18。袋状部件16以及收缩限制部件18的详细情况将在后文中进行叙述。此外，在燃料罐10内的内壁的附近处配置有温度传感器36的检测部36B。温度传感器36被构成为，包括被配置在燃料罐10的外侧的主体部36A、和从主体部36A向下方延伸的棒状的检测部36B。并且，检测部36B沿着燃料罐10的内壁而延伸至底部10B，且被构成为，能够通过该检测部36B而对燃料罐10内所收纳的燃料GS的温度进行检测。另外，并不限定于此，也可以采用对蒸发燃料(蒸气)的温度进行检测的结构。 [0029] 在此，在燃料罐10的顶棚部10A上配置有冷却风导入部21。冷却风导入部21以包括导入管20和冷却装置24的方式而构成。此外，冷却装置24被构成为，具备未图示的珀耳帖元件，并在温度传感器36所检测到的燃料GS的温度或蒸发燃料的温度高于预定的温度(例如，30℃)的情况下，向该珀耳帖元件通电，从而对流过导入管20的内部的空气进行冷却。 [0030] 导入管20为用于向袋状部件16导入冷却风的管体，并在上下方向上延伸。此外，导入管20的下端部进入到燃料罐10的内部。另一方面，导入管20的上端部与构成冷却风导入部21的冷却装置24相连接，并进一步向冷却装置24的上方延伸而与导出管22相连接。 [0031] 导出管22为从袋状部件16中导出空气的管体，并且被构成为，包括在上下方向上延伸的纵部22A、和大致水平延伸的横部22B。此外，纵部22A的下端部进入到燃料罐10的内部。另一方面，纵部22A的上端部被连接在横部22B的一个端部上。并且，横部22B的另一个端部与导入管20的上端部相连接。 [0032] 在此，在导入管20与导出管22相连接的部分处连接有大气开放管26的一个端部。大气开放管26在与导出管22的横部22B连接的方向上延伸，在大气开放管26的另一个端部处形成有向大气开放的开口26A。此外，在大气开放管26的一端侧以及另一端侧处分别设置有开闭阀28以及压力调节阀30。 [0033] 开闭阀28被设置在导入管20与导出管22的连接部分的附近处。并且被构成为，通过对该开闭阀28进行打开关闭，从而能够对导入管20及导出管22与大气开放管26之间的空气的出入进行调节。 [0034] 压力调节阀30被设置在开口26A的附近处。并且被构成为，通过打开压力调节阀30从而向大气中排出大气开放管26中的空气，进而对大气开放管26的压力进行调节。另外，在开闭阀28为开阀的情况下，燃料罐10内的空气将向大气中被排出。 [0035] 在大气开放管26的开闭阀28与压力调节阀30之间连接有分支管32的一个端部。分支管32从大气开放管26向下方延伸，并被弯曲而沿着大气开放管26延伸。并且，分支管32的另一个端部成为向大气开放的开口32A。此外，在分支管32的另一个端部上设置有压缩机34，压缩空气从该压缩机34被朝向分支管32供给。 [0036] 在此，温度传感器36、开闭阀28、压力调节阀30、压缩机34以及后述的冷却装置24与作为控制部的ECU(Electronic Control Unit：电子控制单元)38电连接。并且，通过ECU38而被控制。 [0037] 接下来，对袋状部件16以及冷却装置24进行说明。如图2以及图3所示，袋状部件16被安装于燃料罐10的上壁上。此外，袋状部件16由能够伸缩的树脂材料形成，且其被构成为，能够根据燃料罐10中所收纳的燃料GS的液面的高度而进行膨胀或收缩。具体而言，如图2所示，在燃料GS的液面处于较高的位置处的情况下，袋状部件16进行收缩。此外，通过从ECU38向压力调节阀30发送信号以使压力调节阀30开阀，从而使袋状部件16的内部的压力下降而进行收缩。此时，袋状部件16至少在导入管20与导出管22之间的区域内与燃料GS的液面接触。 [0038] 在此，在燃料罐10中设置有收缩限制部件18，所述收缩限制部件18对于袋状部件16收缩至与预定的大小相比而较小的情况进行限制。收缩限制部件18被设置在导入管20与导出管22之间的区域内，并从燃料罐10的上壁起向下方突出。并且被构成为，在燃料GS到达至满罐的液位的状态下，收缩限制部件18与袋状部件16接触。由此，至少在导入管20与导出管22之间的区域中袋状部件16没有进一步收缩。 [0039] 另一方面，如图3所示，在燃料GS减少而使液面下降的状态下，袋状部件16根据该燃料GS的液面的高度而进行膨胀。具体而言，通过从ECU38向压缩机34发送信号而向袋状部件16输送压缩空气，从而使袋状部件16膨胀(参照图1)。此外，袋状部件16与燃料GS的液面接触。以此方式，通过根据燃料GS的液面的高度而使袋状部件16进行膨胀或收缩，从而维持袋状部件16与燃料GS的液面的接触状态。 [0040] 接下来，对使燃料罐10内的温度降低的步骤进行说明。 [0041] 通过温度传感器36而对燃料罐10内所收纳的燃料GS的温度进行检测。并且，如果为该燃料罐10内所收纳的燃料GS的温度较低的状态，则冷却装置24不工作。另一方面，在燃料GS的温度变为了高于预定的温度(例如，30℃)的情况下，从ECU38向冷却装置24发送信号，从而使冷却装置24工作。此时，无论袋状部件16的状态如何冷却装置24均进行工作。即，无论在袋状部件16进行收缩的情况或进行膨胀的情况下冷却装置24均进行工作。在此，作为一个示例，参照图2进行说明。 [0042] 通过冷却装置24进行工作，从而使流过导入管20的空气被冷却，进而成为冷却风并向袋状部件16被导入。并且，向袋状部件16被导入的低温的空气由于对流而下降，并沿着袋状部件16的内表面移动。在此，由于袋状部件16与燃料GS的液面接触，因此冷却风在从燃料GS夺取热量的同时，以箭头标记的方向流过袋状部件16的内部。 [0043] 并且，冷却风由于夺取了燃料GS的热量从而温度升高。并且，随着温度的升高而上升并到达导出管22的附近的空气，通过该导出管22而向上方移动。 [0044] 流过导出管22的空气到达与导入管20连接的连接部分。在此，在本实施方式中，以在燃料罐10的冷却时使开闭阀28闭阀的方式进行控制。因此，高温的空气从导出管22向导入管20流动，并再次从冷却风导入部21通过并被冷却。此后，从导入管20向袋状部件16被导入，并在夺取燃料GS的热量的同时在袋状部件16的内部移动。 [0045] 根据以上的方式，通过使导入管20的空气冷却并循环，从而夺取燃料罐10的内部的热量而使温度降低。并且，在温度传感器36所检测到的燃料GS的温度变为了低于预定的温度时，通过ECU38而使冷却装置24停止。此外，开闭阀28被开阀。另外，如图3所示，袋状部件16进行膨胀的情况也同样地，能够通过使冷却风循环而从燃料GS夺取热量，从而使燃料罐10内的温度降低。 [0046] 另外，也可以采用如下结构，即，即使在燃料GS的供油中等的、发动机处于停止的状态下，但在温度传感器36检测到的燃料GS的温度变为了高于预定的温度的情况下，也向袋状部件16吹送冷却风。即，在发动机处于停止的状态下，只要从辅助电源等供给电力，则在燃料GS的温度变为了高于预定的温度的情况下，也能够使冷却装置24工作，从而能够向袋状部件16导入冷却风。由此，燃料罐10内的压力下降，从而在供油时燃料易于从供油管12进入燃料罐10内。即，能够使供油的操作效率提高。 [0047] (作用以及效果) [0048] 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。 [0049] 在本实施方式中，在燃料罐10内的温度上升时，通过构成冷却导入部21的冷却装置24而向袋状部件16的内部导入冷却风，从而从与燃料GS接触的接触部分夺取燃料GS的热量。由此，能够使燃料GS的温度降低，并能够使蒸发燃料减少。其结果为，能够抑制燃料罐10内的压力上升。特别是，由于在本实施方式中，通过珀耳帖元件而对空气进行冷却，因此与将常温的空气用作冷却风的结构相比，冷却效率较高而能够在较短时间内使燃料GS的温度降低。 [0050] 此外，在本实施方式中，在燃料罐10的冷却时使开闭阀28闭阀，并使冷却风循环。由此，能够将袋状部件16的内部的温度维持为低温，并能够有效地对燃料罐10进行冷却。 即，能够有效地抑制燃料罐10内的压力上升。 [0051] 根据以上的方式，由于抑制了燃料罐10内的压力上升从而无需设置过滤罐等的对蒸发燃料进行吸附的部件。即，当在燃料罐10内的压力为较高的状态下使压力调节阀30开阀时，由于蒸发燃料将向大气中被排出，因此会需要用于对该蒸发燃料进行吸附的过滤罐。相对于此，在本实施方式中，由于通过使燃料GS的温度降低而抑制了燃料罐10的压力上升，从而使燃料罐10内的蒸发燃料减少，因此无需过滤罐。 [0052] 此外，在设置了过滤罐的情况下，为了使过滤罐净化而需要通过来自进气歧管的负压来对过滤罐所吸附的蒸发燃料进行抽吸。在此，由于如果通过来自进气歧管的负压而对蒸发燃料进行抽吸，则会增加泵压损失，因此将难以改善耗油率。另一方面，由于在本实施方式中无需设置过滤罐，并且也无需对蒸发燃料进行抽吸，因此能够抑制泵压损失。其结果为，能够在抑制蒸发燃料的排出的同时改善耗油率。 [0053] 并且，在本实施方式中，通过根据燃料GS的液面的高度而使袋状部件16进行膨胀或收缩，从而维持袋状部件16与液面的接触状态。由此，在使燃料GS冷却时，能够迅速地从燃料GS中夺取热量。即，在燃料GS的液面与袋状部件16隔开的结构中，与袋状部件16与液面接触的情况相比，冷却效率将会降低。相对于此，通过维持袋状部件16与液面的接触状态，从而能够抑制冷却效率的降低，并能够及早使燃料GS的温度降低。此外，通过维持袋状部件16与液面的接触状态，从而能够抑制蒸发燃料的产生，进而抑制燃料罐10内的压力上升。 [0054] 此外，在本实施方式中，能够通过收缩限制部件18来抑制袋状部件16发生破损的情况。由此，无论燃料GS的液面的高度如何均能够确保冷却风的流道，从而能够良好地维持燃料GS的冷却性能。 [0055] ＜第二实施方式＞ [0056] 接下来，参照图4，对第二实施方式所涉及的燃料罐结构进行说明。另外，对于与第一实施方式相同的结构标注相同符号并适当省略说明。 [0057] 如图4所示，在本实施方式所涉及的燃料罐结构中，在燃料罐10的顶棚部10A上连接有导入管52以及导出管54。导入管52为用于向袋状部件16导入空气的管体，并在上下方向上延伸。此外，导入管52的下端部进入到燃料罐10的内部。另一方面，导入管52的上端部与作为冷却风导入部的蓄电池室57相连接。 [0058] 在此，在蓄电池室57中搭载有蓄电池58，在该蓄电池58的上方设置有用于对蓄电池58进行冷却的鼓风机60。鼓风机60以包括电动机60A和旋转叶片60B的方式而构成。并且，通过向电动机60A中流通电流以使之驱动，从而使旋转叶片60B旋转，且通过向蓄电池58送出空气(冷却风)，从而对蓄电池58进行冷却。 [0059] 此外，在蓄电池室57中的导入管52的连接部分处设置有流量调节部件62。在本实施方式中，作为一个示例，设置有扁平且大致圆筒状的流量调节部件62，在该流量调节部件62的中央部分处形成有与导入管52相比而直径较小的贯穿孔62A。并且被构成为，通过使该贯穿孔62A与导入管52连通，从而能够向导入管52导入从鼓风机60送出的空气。 [0060] 并且，流量调节部件62例如以能够通过齿条与小齿轮等的机构而在与导入管52的轴向(上下方向)正交的方向上移动的方式而构成。因此被构成为，通过使流量调节部件62移动，从而使导入管52与贯穿孔62A在轴向上重叠的面积发生变化，进而能够对从蓄电池室57向导入管52被导入的空气的流量进行调节。 [0061] 在导入管52上连接有大气开放管56的一个端部。大气开放管56水平地延伸，在大气开放管56的另一个端部上形成有向大气开放的开口56A。此外，在大气开放管56上，从开口56A侧起依次设置有压力调节阀30以及开闭阀28。另外，开闭阀28、压力调节阀30、温度传感器36、流量调节部件62以及鼓风机60的电动机60A分别与ECU38电连接。 [0062] (作用以及效果) [0063] 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。 [0064] 在本实施方式中，在温度传感器36所检测到的燃料GS的温度变为了高于预定的温度(例如，30℃)的情况下，从ECU38向流量调节部件62发送信号。由此，从鼓风机60送出的空气经由流量调节部件62的贯穿孔62A而向导入管52被导入。此时，ECU38以使流量调节部件62成为与导入管52处于同轴上的方式而对位置进行调节。由此，来自鼓风机60的空气向导入管52被导入。 [0065] 向导入管52被导入的空气在导入管52中下降，并向袋状部件16被导入。在此，由于开闭阀28通过ECU38而被闭阀，因此空气不会向大气开放管56流动。 [0066] 向袋状部件16被导入的空气由于对流而下降，并沿着袋状部件16的内表面移动。在此，由于袋状部件16与燃料GS的液面接触，因此空气在从燃料GS夺取热量的同时，沿箭头标记的方向而流过袋状部件16的内部。 [0067] 并且，因夺取燃料GS的热量从而温度升高了的空气将会上升并向导出管22被导出，并且通过该导出管54而向大气开放。即，在本实施方式中被设为，不使空气循环的结构。此外，由于也不使用珀耳帖元件等而对空气进行冷却，因此，无需考虑珀耳帖元件的排热侧的冷却等。 [0068] 在温度传感器36所检测到的温度变为了低于预定的温度时，ECU38使流量调节部件62移动，从而封闭导入管52的上端侧的开口。即，解除蓄电池室57与导入管52的连通状态。由此，空气的流动停止，并停止燃料GS的冷却。 [0069] 根据以上的方式，通过以与第一实施方式相同的方式而向袋状部件16送入空气，从而能够从袋状部件16与液面接触的接触部分夺取热量，进而使燃料GS的温度降低。此外，在本实施方式中，由于利用使蓄电池58冷却的鼓风机60来导入空气，因此无需另行准备冷却装置，从而能够削减部件的数量。关于其他的作用，均与第一实施方式相同。 [0070] 以上，对本发明的第一实施方式以及第二实施方式进行了说明，但是本发明并不限定于上述的结构，显然在不脱离其主旨的范围内，在上述的结构以外也能够通过各种方式来进行实施。例如，虽然在上述实施方式中采用了如下结构，即，温度传感器36的检测部36B延伸至燃料罐10的底部，并对所收纳的燃料GS的温度进行检测，但是并不限定于此。例如，虽然在第一实施方式中，对具备作为冷却装置24的珀耳帖元件的装置进行了说明，但是并不限定于此。也可以采用在导入管的内部通过冷却水的水配管而对空气进行冷却的结构。 [0071] 并且，虽然在上述实施方式中，在燃料罐10的内部配置有两个收缩限制部件18，但是并不限定于此。例如，也可以配置三个以上的收缩限制部件18。此外，还可以采用不设置收缩限制部件18的结构。在该情况下，通过对满罐时的燃料GS的液面的高度进行调节，从而即使不设置收缩限制部件18也能够在袋状部件16的内部确保空气的流道。 [0072] 此外，关于袋状部件16的形状也并没有特别限定，可以采用其他的形状。例如，也可以使用将外周面设为褶皱状且能够上下伸缩的筒状的袋状部件。 |
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