燃料タンク構造
【課題】燃料タンク内の燃料が少ない状態で偏在しても、燃料量を検出をより正確に行うことが可能な燃料タンク構造を得る。
【解決手段】燃料タンク１４内には、底面１４Ｂに沿って底面静電容量センサ部２４が配置される。さらに、上下方向には、上下静電容量センサ部２６が配置される。底面静電容量センサ部２４及び上下静電容量センサ部２６による燃料有無の検知結果に基づいて、燃料量を判定する。
【解決手段】燃料タンク１４内には、底面１４Ｂに沿って底面静電容量センサ部２４が配置される。さらに、上下方向には、上下静電容量センサ部２６が配置される。底面静電容量センサ部２４及び上下静電容量センサ部２６による燃料有無の検知結果に基づいて、燃料量を判定する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃料タンク構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車の燃料タンクでは、収容された燃料が傾斜したときでも、燃料量を正確に検出することが望まれる。たとえば特許文献１には、タンク内に３個のレベルセンサーを設け、これらのレベルセンサーによって検出されたタンク内の液体のレベルに基づいて、タンク内の液体の量を測定する装置が記載されている。
【０００３】
しかし、特許文献１の構造では、燃料タンク内の燃料が少ない状態で傾斜等により偏在し、燃料が一部のレベルセンサーに対し非接触になった場合には、正確な燃料量の検出が難しい。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平１−１３８４２２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は上記事実を考慮し、燃料タンク内の燃料が少ない状態で偏在しても、燃料量の検出をより正確に行うことが可能な燃料タンク構造と、この燃料タンク構造を備えた燃料量検出装置を得ることを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１に記載の発明では、内部に燃料を収容可能な燃料タンクと、前記燃料タンクの底面に配置され底面での燃料の接触範囲に応じて底面対応信号を出力する底面センサと、前記燃料タンクの上下方向の燃料の液面高さに応じた上下対応信号を出力する上下センサと、を有する。
【０００７】
この燃料タンク構造では、燃料タンク内の燃料が少ない状態で偏在しても、底面において燃料が底面センサに接触し、その接触範囲に応じて、底面センサが底面対応信号を出力する。また、上下センサが、燃料の接触範囲に応じて、上下対応信号を出力する。このように、上下センサだけでなく、底面センサによって、底面での燃料の接触範囲、すなわち燃料が存在している範囲が検知できる。このため、底面センサを有さない燃料タンク構造と比較して、燃料量をより正確に検出することができる。
【０００８】
請求項２に記載の発明では、請求項１に記載の発明において、前記底面センサが、前記燃料タンクの前記底面に沿って延在され燃料の前記接触範囲に応じた静電容量の変化に基づき前記底面対応信号を出力する底面静電容量センサである。
【０００９】
底面センサとして、静電容量センサを用いることで、簡単な構造で複数箇所における燃料の有無を検知可能となる。
【００１０】
請求項３に記載の発明では、請求項２に記載の発明において、前記底面静電容量センサが、前記燃料タンクを平面視したときの燃料タンク長手方向に沿って配置されている。
【００１１】
燃料タンクの長手方向に沿って燃料が燃料タンク内を偏在すると、短手方向に沿って偏在した場合と比較して、燃料は上下センサに対し非接触になりやすい。したがって、底面静電容量センサを燃料タンクの長手方向に沿って配置することで、燃料が上下センサに対し非接触となった状態でも、底面において底面センサへの燃料の接触状態を維持しやすくなり、燃料量の正確な検出に寄与できる。
【００１２】
請求項４に記載の発明では、請求項３に記載の発明において、前記上下センサが、前記底面静電容量センサの長手方向の両端部にそれぞれ配置されている。
【００１３】
上下センサを、底面静電容量センサの長手方向の両端部に設置することで、燃料タンクの長手方向の両端部の近傍に、上下センサを（合計で少なくとも２つ）配置できる。
【００１４】
請求項５に記載の発明では、請求項４に記載の発明において、前記上下センサが、上下方向に沿って延在され燃料の接触範囲に応じて静電容量の変化に基づき前記上下対応信号を出力する上下静電容量センサである。
【００１５】
上下センサとして、静電容量センサを用いることで、簡単な構造で上下方向の液面高さを検知可能となる。
【００１６】
請求項６に記載の発明では、請求項５に記載の発明において、前記上下静電容量センサが、前記底面静電容量センサと一体化されている。
【００１７】
上下静電容量センサを底面静電容量センサと一体化することで、部品点数が少なくなる。また、上下静電容量センサを底面静電容量センサに対し位置決めする必要がなくなり、設置が容易になる。
【００１８】
請求項７に記載の発明では、請求項１〜請求項６のいずれか１項に記載の発明において、前記底面センサ及び前記上下センサの少なくとも一部が前記底面の周辺部分において燃料に接触可能に配置されている。
【００１９】
燃料タンク内では、燃料タンクに対し燃料が相対的に傾斜して偏在すると、底面の中央部分よりも周辺部分により多く溜まる。したがって、底面センサ及び上下センサの少なくとも一部を底面の周辺部分において燃料に接触可能に配置することで、燃料をより確実に検知可能となる。特に、燃料傾斜時には、底面の角部に、より多くの燃料が溜まる可能性が高い。請求項８に記載のように、前記底面センサ及び前記上下センサの一部が前記底面の角部において燃料に接触可能に配置されていると、燃料をさらに確実に検知可能となる。
【００２０】
請求項９に記載の発明では、請求項１〜請求項８のいずれか１項に記載の燃料タンク構造と、前記燃料タンク構造を構成する前記底面センサからの前記底面対応信号と、前記上下センサからの前記上下対応信号と、に基づいて前記燃料タンク内の燃料量を検出する燃料量検出手段と、を有する。
【００２１】
この燃料量検出装置では、請求項１〜請求項８のいずれか１項に記載の燃料タンク構造を備えており、燃料量検出手段が、底面センサからの底面対応信号と、上下センサからの上下対応信号と、に基づいて燃料タンク内の燃料量を検出する。上下センサだけでなく、底面センサによって、底面での燃料の接触範囲が検知できるので、燃料量をより正確に検出することができる。
【発明の効果】
【００２２】
本発明は上記構成としたので、燃料タンク内の燃料が少ない状態で偏在しても、燃料量の検出をより正確に行うことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】（Ａ）は本発明の第１実施形態の燃料タンク構造を燃料タンクの長手方向に沿った断面で示す断面図であり、（Ｂ）はこの燃料タンク構造に用いられる静電容量センサユニットを折り曲げ前の状態で示す平面図である。
【図２】本発明の第１実施形態の燃料タンク構造を燃料タンクの水平方向に沿った断面で示す断面図である。
【図３】本発明の第１実施形態の燃料量検出装置を示すブロック図である。
【図４】本発明の第１実施形態の燃料タンク構造において燃料用を判定する制御を示すフローチャートである。
【図５】本発明の第１実施形態の燃料タンク構造において燃料用を判定する際に用いる燃料量判定用マップの例である。
【図６】本発明の第１実施形態の燃料タンク構造において燃料用を判定する際に用いる燃料量判定用マップの例である。
【図７】本発明の第１実施形態の燃料タンク構造において燃料用を判定する際に用いる燃料量判定用マップの例である。
【図８】本発明の第１実施形態の燃料タンク構造において燃料タンクの長手方向に沿った断面で示す燃料傾斜状態の断面図である。
【図９】本発明の第１実施形態の燃料タンク構造において燃料タンクの長手方向に沿った断面で示す燃料傾斜状態の断面図である。
【図１０】本発明の第２実施形態の燃料タンク構造を燃料タンクの水平方向に沿った断面で示す断面図である。
【図１１】本発明の第３実施形態の燃料タンク構造を燃料タンクの水平方向に沿った断面で示す断面図である。
【図１２】本発明の第４実施形態の燃料タンク構造を燃料タンクの水平方向に沿った断面で示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
図１（Ａ）及び図２には、本発明の第１実施形態の燃料タンク構造１２が示されている。また、図１（Ｂ）には、燃料タンク構造１２に用いられる静電容量センサユニット２２が示されている。さらに、図３には、燃料タンク構造１２を備えた燃料量検出装置４０の一例がブロック図として示されている。図面において、車両前方を矢印ＦＲで、車幅方向を矢印Ｗで、上方を矢印ＵＰでそれぞれ示す。
【００２５】
この燃料タンク構造１２は、内部にＦＥ（図８等参照）を収容可能な燃料タンク１４を有している。燃料タンク１４は、全体として略直方体の箱状に形成されている。本実施形態では特に、図２から分かるように、平面視にて、車幅方向（矢印Ｗ方向）が燃料タンク１４の長手方向となるように、図示しない車体に搭載されている。ただし、燃料タンク１４の配置方向は特に限定されない。
【００２６】
燃料タンク１４の上壁１４Ｕの略中央には、挿入口１６が形成されている。挿入口１６からは、燃料タンク１４内の燃料を図示しないエンジンに送出するための燃料ポンプユニット（図示省略）等の機器類を挿入することができる。挿入口１６は、燃料タンク１４の外側から蓋部材１８で閉塞される。本実施形態では特に、挿入口１６の外周面に雄ネジが形成されている。また、蓋部材１８の内周面には雌ネジが形成されている。この雌ネジを雄ネジにねじ込むことで、蓋部材１８を挿入口１６の密閉状態で装着できる。
【００２７】
挿入口１６の周囲では、上壁１４Ｕを下方に凹ませることにより、凹部２０が形成されている。この凹部２０を形成したことで、挿入口１６に装着された蓋部材１８は、上壁１４Ｕから上方に突出しない、もしくは突出量が少なくなる構造とされている。相対的に、上壁１４Ｕを、車体の図示しないフロアパネルに接近させ、燃料タンク１４の容量を大きく確保することが可能な構造になっている。
【００２８】
燃料タンク１４内に配置される静電容量センサユニット２２は、側方（本実施形態では車両前方側）から見て、扁平なＵ字状に形成されており、底面静電容量センサ部２４と、その長手方向両端から略垂直に立ち上げられた２つの上下静電容量センサ部２６とを有している。以下では、必要に応じて、２つの上下静電容量センサ部を２６Ａ、２６Ｂとして区別する。
【００２９】
静電容量センサユニット２２は、樹脂フィルム等の折り曲げ可能な絶縁体によって、全体として長尺状に形成されたベース２８を有している。ベース２８の表面には複数の電極３０がベース２８の長手方向にそって一定間隔で配置されている。複数の電極３０のうち、燃料と接している部分と接していない部分とでは、静電容量の値が異なる。この静電容量の値の違いを用いて、静電容量センサユニット２２における燃料の接触範囲の広狭に応じた信号を出力できる。
【００３０】
本実施形態では、図１（Ｂ）に示すように、静電容量センサユニット２２として、底面静電容量センサ部２４と２つの上下静電容量センサ部２６Ａ、２６Ｂとを一体的な板状に形成している。そして、折り曲げ部３４によって折り曲げることで、全体的に扁平な略Ｕ字状としている。
【００３１】
静電容量センサユニット２２の端部には、端子３２が設けられている。端子３２は、図示しない制御装置と電気的に接続されている。図３に示すように、底面静電容量センサ部２４からの信号（底面対応信号）と、上下静電容量センサ部２６Ａ、２６Ｂからの信号（上下対応信号）とが、図３に示すように、本発明に燃料量検出手段の一例である制御装置３６に送られる。
【００３２】
制御装置３６は、後述するように、制御装置３６によって検出された燃料量の情報を、たとえば車両のインストルメントパネルに設けられた表示装置３８に対し出力することができる。なお、制御装置３６は、燃料タンク１４に備えられていてもよいが、車両（燃料タンク１４以外の部位）に備えられていてもよい。
【００３３】
図１（Ａ）に示すように、底面静電容量センサ部２４は、燃料タンク１４の底面１４Ｂに沿って配置されている。特に本実施形態では、図２から分かるように、燃料タンク１４を平面視したときの長手方向に平行で、短手方向の略中央に位置するように、底面静電容量センサ部２４が配置されている。
【００３４】
底面静電容量センサ部２４の長さは、燃料タンク１４の長手方向の内寸よりもわずかに短い程度とされている。したがって、底面静電容量センサ部２４の両端部が、燃料タンク１４の長手方向の両端部１４Ｐの近傍に位置している。そして、上下静電容量センサ部２６Ａ、２６Ｂのそれぞれの下部も、燃料タンク１４の長手方向の両端部１４Ｐの近傍に位置している。この両端部１４Ｐの近傍から、上下静電容量センサ部２６Ａ、２６Ｂがそれぞれ略垂直に立ち上がった構造となっている。換言すれば、底面静電容量センサ部２４及び上下静電容量センサ部２６Ａ、２６Ｂが、燃料タンク１４を平面視したときの周辺部分において、燃料の有無を検知可能に配置されている。
【００３５】
次に、本実施形態の燃料タンク構造１２及び燃料量検出装置４０の作用を説明する。
【００３６】
図４には、本発明の燃料タンク構造１２の燃料量を検出するための制御フローの一例が示されている。また、図５〜図７には、この制御フローにおいて燃料量の判定のために用いられる燃料量判定用マップ（マップＡ、マップＢ及びマップＣ）がそれぞれ示されている。この制御は、図３に示す制御装置３６によって行われる。
【００３７】
以下では、底面静電容量センサ部２４によって検知された燃料の（接触範囲の）割合を検知状態Ｓ３、上下静電容量センサ部２６Ａ、２６Ｂによって検知された燃料の（接触範囲の）割合をそれぞれ検知状態Ｓ１、検知状態Ｓ２とする。ここでいう「燃料の（接触範囲の）割合」とは、底面静電容量センサ部２４及び上下静電容量センサ部２６Ａ、２６Ｂのそれぞれにおいて、燃料が接触している（燃料を検知している）電極の割合を示す。したがって、たとえば、底面静電容量センサ部２４において、電極３０の全範囲で燃料が検知された場合（全浸漬）は、Ｓ３の数値は１であり、燃料が全く検知されていない場合は、Ｓ３の数値は０（ゼロ）となる。上下静電容量センサ部２６Ａ、２６Ｂの検知状態Ｓ１、Ｓ２についても同様である。この燃料の接触範囲に応じた信号が、それぞれ、底面対応信号あるいは上下対応信号として、制御装置３６に送られる。
【００３８】
また、図４では、底面静電容量センサ部２４を「底面センサ」と略記し、上下静電容量センサ部２６Ａ、２６Ｂを「上下センサ」と略記している。なお、図５において、燃料タンク１４は一例として、満タン時に６０リットルの燃料を貯留するものとしている。
【００３９】
この燃料タンク構造１２における燃料量検出の制御フローでは、まず、ステップＳ１０２において、底面静電容量センサ部２４における検知状態を読み込む。そして、ステップＳ１０４において、底面静電容量センサ部２４が全浸漬か否かを判断する。
【００４０】
ここで、全浸漬と判断された場合は、たとえば図８に示すように、上下静電容量センサ部２６Ａ、２６Ｂの双方に燃料が接触している（ただし、液面ＦＬは水平であってもよいし、図８に示すように傾斜していてもよい）と考えられる。そこで、ステップＳ１０６に移行し、上下静電容量センサ部２６Ａ、２６Ｂでの検知状態をそれぞれ読み込む。そして、ステップＳ１０８において、マップＡに基づき、燃料タンク１４内の燃料量を判定する。
【００４１】
マップＡでは、横軸に一方の上下静電容量センサ部２６Ａの検知状態Ｓ１を、縦軸に他方の上下静電容量センサ部２６Ｂでの検知状態Ｓ２をとっている（ただし、縦軸と横軸の関係は相対的であるため、Ｓ１とＳ２とが入れ代わっていてもよい）。
【００４２】
このマップＡにおいて、Ｓ１＝Ｓ２の場合は、燃料ＦＥの液面ＦＬが底面１４Ｂに対し平行であるとみなせるので、矢印Ｆ１で示すようにＳ１（又はＳ２）の値に基づき、燃料量を判定できる。
【００４３】
また、Ｓ１≠Ｓ２の場合は、図８に示すように、燃料ＦＥの液面ＦＬが底面１４Ｂに対し傾斜している。したがって、Ｓ１とＳ２の値に基づいて、マップＡから燃料量を判定できる。図５のマップＡでは例として、図８における右下がり、あるいは左下がりで１０度傾斜した場合を挙げている。
【００４４】
これに対し、ステップＳ１０４において、全浸漬でないと判断された場合には、図９に示すように、燃料タンク１４内の燃料量が少ない状態で、燃料ＦＥの液面ＦＬが底面１４Ｂに対し傾斜し、上下静電容量センサ部２６Ａ、２６Ｂのいずれか一方に対しては、燃料が非接触になっていると考えられる。そこで、ステップＳ１１０では、まず、上下静電容量センサ部２６Ａ、２６Ｂでの検知状態を読み込む。その後、ステップＳ１１２において、Ｓ１とＳ２のいずれが０（ゼロ）となっているか、を判定する。
【００４５】
Ｓ２＝０と判断された場合は、ステップＳ１１４において、マップＢに基づき燃料タンク１４内の燃料量を判定する。
【００４６】
マップＢでは、横軸に底面静電容量センサ部２４での検知状態Ｓ３をとり、縦軸に、上下静電容量センサ部２６Ａでの検知状態Ｓ１をとっている。換言すれば、このようにＳ３とＳ１とを併用することで、マップＢに基づき、燃料量の検出が可能となっている。たとえば、Ｓ１＝１の場合は、上下静電容量センサ部２６Ａの全範囲において燃料が接触しているため、図６に矢印Ｆ３で示すように、Ｓ３の値に基づいて燃料量を判定できる。これに対し、Ｓ１とＳ３のいずれもが１でない場合でも、たとえば矢印Ｆ２で示すように、これらＳ１とＳ３の値に基づいて、燃料量を判定できる。
【００４７】
このように、本実施形態の燃料タンク構造１２では、上下静電容量センサ部２６Ａ、２６Ｂによる検知状態Ｓ１、Ｓ２に加えて、底面静電容量センサ部２４による検知状態Ｓ３を用いており、燃料タンク１４内の燃料ＦＥが少ない状態で偏在しても、より正確な燃料量の判定（検出）が可能になっている。
【００４８】
すなわち、底面静電容量センサ部２４がない構成では、図９に実線で示す液面ＦＬと、二点鎖線で示す液面ＦＬ’のいずれであっても、上下静電容量センサ部２６Ａでの検知状態Ｓ１は同じ値となるため、液面ＦＬのときの燃料量と液面ＦＬ’のときの燃料量との区別が原理的に出来ない。これに対し、本実施形態では、底面静電容量センサ部２４による検知状態Ｓ３を併用しているため、液面ＦＬのときの燃料量と液面ＦＬ’のときの燃料量との区別が可能であり、正確な燃料用の検出ができる。
【００４９】
なお、ステップＳ１１２において、Ｓ１＝０と判断された場合は、ステップＳ１１６において、マップＣに基づき、燃料タンク１４内の燃料量を判定する。このマップＣは、マップＢにおいて、縦軸を上下静電容量センサ部２６Ｂでの検知状態Ｓ２に置き換えている（燃料タンク１４内で模式的に示した液面ＦＬの傾斜方向もマップＢとは反対になっている）が、本質的には、マップＢと同様である。
【００５０】
図１０には、本発明の第２実施形態の燃料タンク構造５２が水平方向の断面図にて示されている。なお、以下の各実施形態において、第１実施形態と同一の構成要素、部材等については同一符号を付して、詳細な説明を省略する。また、燃料量検出装置の構成も、第１実施形態と略同一であるので、説明を省略する。
【００５１】
この燃料タンク構造５２では、第１実施形態の底面静電容量センサ部２４が、長手方向の中央で分割されている。そして、分割部分の隙間を通るように、底面静電容量センサ部５４が燃料タンク１４の底面１４Ｂに沿って配置されている。底面静電容量センサ部５４は、燃料タンク１４を平面視したときの短手方向に沿って、且つ長手方向の中央に配置されている。
【００５２】
底面静電容量センサ部５４の両端のそれぞれからは、略垂直上方に立て上げられた上下静電容量センサ部５６が設けられている。第１実施形態と同様に、底面静電容量センサ部２４と、その両端部の２つの上下静電容量センサ部５６とは一体成形されており、全体として扁平な略Ｕ字状の静電容量センサユニット２２が構成されている。
【００５３】
したがって、第２実施形態の燃料タンク構造５２では、第１実施形態の燃料タンク構造１２に加えて、実質的に、燃料タンク１４の短手方向に沿った底面静電容量センサ部５４が追加され、さらに、短手方向の両端部１４Ｑの近傍から、上下静電容量センサ部５６がそれぞれ略垂直に立ち上がった構造となっている。
【００５４】
このため、第１実施形態の燃料タンク構造１２と同様に、燃料タンク１４内で燃料が長手方向に傾斜し偏在した場合に燃料量をより正確に判定できるが、加えて、燃料タンク１４内で燃料が短手方向に傾斜し偏在した場合でも、燃料量をより正確に判定することが可能である。
【００５５】
なお、第２実施形態において、長手方向の底面静電容量センサ部２４は分割せず、且つ、短手方向の底面静電容量センサ部５４を中央で分割し、この分割部分の隙間に、長手方向の底面静電容量センサ部２４が通る構造としてもよい。
【００５６】
図１１には、本発明の第３実施形態の燃料タンク構造６２が水平方向の断面図にて示されている。
【００５７】
この燃料タンク構造６２では、燃料タンク１４を平面視したとき、長手方向の辺（長辺１４Ｎ）のそれぞれに沿って２本の底面静電容量センサ部６４が配置されている。さらに、短手方向の辺（短辺１４Ｍ）のそれぞれに沿って、２本の底面静電容量センサ部６８が配置されている。底面静電容量センサ部６８のそれぞれの両端部には、略垂直上方に立て上げられた上下静電容量センサ部６６が設けられている。合計で４つの上下静電容量センサ部６６は、燃料タンク１４を平面視したとこの角部１４Ｃの近傍にそれぞれ１つずつ配置されていることになる。
【００５８】
なお、これに対し、長手方向の底面静電容量センサ部６４の両端部からは上下静電容量センサ部は設けられていない。
【００５９】
このような構成とされた第３実施形態の燃料タンク構造６２においても、第２実施形態の燃料タンク構造５２と同様に、燃料タンク１４内で燃料が長手方向及び短手方向のいずれに傾斜し偏在した場合でも、燃料用をより正確に判定することが可能である。
【００６０】
特に、燃料タンク１４に対する燃料の傾斜方向は、車両前後方向（前方又は後方）と、車幅方向（右方又は左方）の成分を合成した方向（斜め方向）であることが多い。そして、この場合、平面視したときの特定の角部１４Ｃに、相対的に多くの燃料が溜まる。第３実施形態では、４つの上下静電容量センサ部６６のいずれかが、燃料タンク１４の角部１４Ｃの近傍にそれぞれ１つずつ配置されている。このため、角部１４Ｃのいずれかに多く溜まった燃料の高さを検知できる。すなわち、燃料タンク１４内で燃料がいずれかの角部１４Ｃに相対的に多く溜まる特性を利用して、燃料量をより正確に判定することが可能である。
【００６１】
なお、図１１では、燃料タンク１４の短手方向に沿った底面静電容量センサ部６８の両端部に上下静電容量センサ部６６が設けられた構造としているが、長手方向に沿った底面静電容量センサ部６４の両端部かに上下静電容量センサ部６６Ｃ、６６Ｄ、６６Ｅ、６６Ｆが設けられた構造でもよい。
【００６２】
図１２には、本発明の第４実施形態の燃料タンク構造７２が水平方向の断面図にて示されている。
【００６３】
第４実施形態では、燃料タンク１４を平面視したときの、２本の対角線に沿って、底面静電容量センサ部７４Ａ、７４Ｂが配置されている。一方の底面静電容量センサ部７４Ａは長手方向に連続しているが、他方の底面静電容量センサ部７４Ｂは中央で分割されている。この分割部分の隙間に、底面静電容量センサ部７４Ａが通る構造とされている。
【００６４】
それぞれの底面静電容量センサ部７４Ａ、７４Ｂの両端部からは、略垂直上方に立て上げられた上下静電容量センサ部７６が設けられている。すなわち、第４実施形態においても、合計で４つの上下静電容量センサ部７６は、燃料タンク１４を平面視したときの角部１４Ｃの近傍にそれぞれ１つずつ配置されていることになる。
【００６５】
したがって、第４実施形態の燃料タンク構造７２においても、第３実施形態の燃料タンク構造６２と同様に、燃料タンク１４内で燃料が長手方向及び短手方向のいずれに傾斜し偏在した場合でも、燃料用をより正確に判定することが可能である。
【００６６】
また、角部１４Ｃのいずれかに多く溜まった燃料の高さを検知できるので、燃料量をより正確に判定することが可能である。
【００６７】
なお、第３実施形態の燃料タンク構造６２や、第４実施形態の燃料タンク構造７２において、上下静電容量センサ部６６、７６は、燃料タンク１４の底面に対し垂直に配置されている必要はない。すなわち、燃料は、角部１４Ｃにおいて下部に溜まるため、少なくとも上下静電容量センサ部６６、７６の下部が角部１４Ｃの近傍に位置している（換言すれば、上下静電容量センサ部６６、７６の上部が燃料タンク１４の中央に位置するように、上下静電容量センサ部６６、７６が燃料タンク１４の底面１４Ｂに対し傾いている）構成でもよい。
【００６８】
上記では、底面静電容量センサ部と上下静電容量センサ部とが一体化された構造のものを上げているが、各実施形態において、底面静電容量センサ部と上下静電容量センサ部とは別体とされていてもよい。ただし、底面静電容量センサ部と上下静電容量センサ部とを一体化すると、部品点数が少なくなる。また、底面静電容量センサ部を燃料タンク１４の所定位置に配置すれば、上下静電容量センサ部も所定位置に配置できる。上下静電容量センサ部を燃料タンク１４に対し位置決めする必要がなくなり、設置が容易になる。
【００６９】
上記では、本発明の「底面センサ」及び「上下センサ」として、いずいれも燃料の有無（接触状態）による静電容量の違いを利用したセンサ（静電容量センサ）を用いた例を挙げたが、このように、燃料の有無を検知できれば、底面センサ及び上下センサは、静電容量センサに限定されない。たとえば、レーザ光や超音波等を用いて燃料有無あるいは液面高さを検知するセンサであってもよい。
【００７０】
ただし、「底面センサ」については、燃料タンク１４の底面１４Ｂに沿った複数箇所において燃料が存在しているか否かを検知する必要があるため、静電容量センサを用いると、この燃料の検知が簡単かつ低コストな構造で実現できる。また、静電容量センサは、検出の精度や応答性も高いので、本発明の「底面センサ」として、好ましく適用できる。
【００７１】
これに対し、「上下センサ」については、たとえば、ＦＥの液面ＦＬにフロートを浮遊させてその高さを検知するセンサ（フロート式レベルセンサ）を用いることも可能である。もちろん、上下センサとしても、静電容量センサを用いると、燃料の液面高さの検知が簡単かつ低コストな構造で実現できる。
【００７２】
本発明の「上下センサ」としては、複数である必要はなく、１つでもよい。この場合、燃料タンク１４の傾斜に対する方向依存性を少なくする（好ましくは方向依存性を無くす）観点からは、燃料タンク１４を平面視したときの中央に設置することが好ましい。ただし、前述したように、燃料タンク１４の中央には燃料ポンプ等の部材が配置されていることが多く、また、このような部材を避けた位置であっても、内寸の高さが低く、上下センサの設置が困難であることも多い。また、燃料タンク１４内において燃料ＦＥが傾斜したときには、平面視したときの周辺部分、特に角部１４Ｃに溜まりやすいことを考慮すると、複数の上下センサを、その一部が周辺部分、さらには角部１４Ｃに存在するように配置することが好ましい。
【符号の説明】
【００７３】
１２ 燃料タンク構造
１４ 燃料タンク
１４Ｂ 底面
１４Ｃ 角部
１４Ｎ 長辺（周辺部分）
１４Ｍ 短辺（周辺部分）
２２ 静電容量センサユニット
２４ 底面静電容量センサ部（底面センサ）
２６Ａ、２６Ｂ 上下静電容量センサ部（上下センサ）
２８ ベース
３０ 電極
３６ 制御装置
４０ 燃料量検出装置
５２ 燃料タンク構造
５４ 底面静電容量センサ部（底面センサ）
５６ 上下静電容量センサ部（上下センサ）
６２ 燃料タンク構造
６４ 底面静電容量センサ部（底面センサ）
６６ 上下静電容量センサ部（上下センサ）
７２ 燃料タンク構造
７４Ａ、７４Ｂ 底面静電容量センサ部（底面センサ）
７６ 上下静電容量センサ部（上下センサ）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃料タンク構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車の燃料タンクでは、収容された燃料が傾斜したときでも、燃料量を正確に検出することが望まれる。たとえば特許文献１には、タンク内に３個のレベルセンサーを設け、これらのレベルセンサーによって検出されたタンク内の液体のレベルに基づいて、タンク内の液体の量を測定する装置が記載されている。
【０００３】
しかし、特許文献１の構造では、燃料タンク内の燃料が少ない状態で傾斜等により偏在し、燃料が一部のレベルセンサーに対し非接触になった場合には、正確な燃料量の検出が難しい。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平１−１３８４２２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は上記事実を考慮し、燃料タンク内の燃料が少ない状態で偏在しても、燃料量の検出をより正確に行うことが可能な燃料タンク構造と、この燃料タンク構造を備えた燃料量検出装置を得ることを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１に記載の発明では、内部に燃料を収容可能な燃料タンクと、前記燃料タンクの底面に配置され底面での燃料の接触範囲に応じて底面対応信号を出力する底面センサと、前記燃料タンクの上下方向の燃料の液面高さに応じた上下対応信号を出力する上下センサと、を有する。
【０００７】
この燃料タンク構造では、燃料タンク内の燃料が少ない状態で偏在しても、底面において燃料が底面センサに接触し、その接触範囲に応じて、底面センサが底面対応信号を出力する。また、上下センサが、燃料の接触範囲に応じて、上下対応信号を出力する。このように、上下センサだけでなく、底面センサによって、底面での燃料の接触範囲、すなわち燃料が存在している範囲が検知できる。このため、底面センサを有さない燃料タンク構造と比較して、燃料量をより正確に検出することができる。
【０００８】
請求項２に記載の発明では、請求項１に記載の発明において、前記底面センサが、前記燃料タンクの前記底面に沿って延在され燃料の前記接触範囲に応じた静電容量の変化に基づき前記底面対応信号を出力する底面静電容量センサである。
【０００９】
底面センサとして、静電容量センサを用いることで、簡単な構造で複数箇所における燃料の有無を検知可能となる。
【００１０】
請求項３に記載の発明では、請求項２に記載の発明において、前記底面静電容量センサが、前記燃料タンクを平面視したときの燃料タンク長手方向に沿って配置されている。
【００１１】
燃料タンクの長手方向に沿って燃料が燃料タンク内を偏在すると、短手方向に沿って偏在した場合と比較して、燃料は上下センサに対し非接触になりやすい。したがって、底面静電容量センサを燃料タンクの長手方向に沿って配置することで、燃料が上下センサに対し非接触となった状態でも、底面において底面センサへの燃料の接触状態を維持しやすくなり、燃料量の正確な検出に寄与できる。
【００１２】
請求項４に記載の発明では、請求項３に記載の発明において、前記上下センサが、前記底面静電容量センサの長手方向の両端部にそれぞれ配置されている。
【００１３】
上下センサを、底面静電容量センサの長手方向の両端部に設置することで、燃料タンクの長手方向の両端部の近傍に、上下センサを（合計で少なくとも２つ）配置できる。
【００１４】
請求項５に記載の発明では、請求項４に記載の発明において、前記上下センサが、上下方向に沿って延在され燃料の接触範囲に応じて静電容量の変化に基づき前記上下対応信号を出力する上下静電容量センサである。
【００１５】
上下センサとして、静電容量センサを用いることで、簡単な構造で上下方向の液面高さを検知可能となる。
【００１６】
請求項６に記載の発明では、請求項５に記載の発明において、前記上下静電容量センサが、前記底面静電容量センサと一体化されている。
【００１７】
上下静電容量センサを底面静電容量センサと一体化することで、部品点数が少なくなる。また、上下静電容量センサを底面静電容量センサに対し位置決めする必要がなくなり、設置が容易になる。
【００１８】
請求項７に記載の発明では、請求項１〜請求項６のいずれか１項に記載の発明において、前記底面センサ及び前記上下センサの少なくとも一部が前記底面の周辺部分において燃料に接触可能に配置されている。
【００１９】
燃料タンク内では、燃料タンクに対し燃料が相対的に傾斜して偏在すると、底面の中央部分よりも周辺部分により多く溜まる。したがって、底面センサ及び上下センサの少なくとも一部を底面の周辺部分において燃料に接触可能に配置することで、燃料をより確実に検知可能となる。特に、燃料傾斜時には、底面の角部に、より多くの燃料が溜まる可能性が高い。請求項８に記載のように、前記底面センサ及び前記上下センサの一部が前記底面の角部において燃料に接触可能に配置されていると、燃料をさらに確実に検知可能となる。
【００２０】
請求項９に記載の発明では、請求項１〜請求項８のいずれか１項に記載の燃料タンク構造と、前記燃料タンク構造を構成する前記底面センサからの前記底面対応信号と、前記上下センサからの前記上下対応信号と、に基づいて前記燃料タンク内の燃料量を検出する燃料量検出手段と、を有する。
【００２１】
この燃料量検出装置では、請求項１〜請求項８のいずれか１項に記載の燃料タンク構造を備えており、燃料量検出手段が、底面センサからの底面対応信号と、上下センサからの上下対応信号と、に基づいて燃料タンク内の燃料量を検出する。上下センサだけでなく、底面センサによって、底面での燃料の接触範囲が検知できるので、燃料量をより正確に検出することができる。
【発明の効果】
【００２２】
本発明は上記構成としたので、燃料タンク内の燃料が少ない状態で偏在しても、燃料量の検出をより正確に行うことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】（Ａ）は本発明の第１実施形態の燃料タンク構造を燃料タンクの長手方向に沿った断面で示す断面図であり、（Ｂ）はこの燃料タンク構造に用いられる静電容量センサユニットを折り曲げ前の状態で示す平面図である。
【図２】本発明の第１実施形態の燃料タンク構造を燃料タンクの水平方向に沿った断面で示す断面図である。
【図３】本発明の第１実施形態の燃料量検出装置を示すブロック図である。
【図４】本発明の第１実施形態の燃料タンク構造において燃料用を判定する制御を示すフローチャートである。
【図５】本発明の第１実施形態の燃料タンク構造において燃料用を判定する際に用いる燃料量判定用マップの例である。
【図６】本発明の第１実施形態の燃料タンク構造において燃料用を判定する際に用いる燃料量判定用マップの例である。
【図７】本発明の第１実施形態の燃料タンク構造において燃料用を判定する際に用いる燃料量判定用マップの例である。
【図８】本発明の第１実施形態の燃料タンク構造において燃料タンクの長手方向に沿った断面で示す燃料傾斜状態の断面図である。
【図９】本発明の第１実施形態の燃料タンク構造において燃料タンクの長手方向に沿った断面で示す燃料傾斜状態の断面図である。
【図１０】本発明の第２実施形態の燃料タンク構造を燃料タンクの水平方向に沿った断面で示す断面図である。
【図１１】本発明の第３実施形態の燃料タンク構造を燃料タンクの水平方向に沿った断面で示す断面図である。
【図１２】本発明の第４実施形態の燃料タンク構造を燃料タンクの水平方向に沿った断面で示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
図１（Ａ）及び図２には、本発明の第１実施形態の燃料タンク構造１２が示されている。また、図１（Ｂ）には、燃料タンク構造１２に用いられる静電容量センサユニット２２が示されている。さらに、図３には、燃料タンク構造１２を備えた燃料量検出装置４０の一例がブロック図として示されている。図面において、車両前方を矢印ＦＲで、車幅方向を矢印Ｗで、上方を矢印ＵＰでそれぞれ示す。
【００２５】
この燃料タンク構造１２は、内部にＦＥ（図８等参照）を収容可能な燃料タンク１４を有している。燃料タンク１４は、全体として略直方体の箱状に形成されている。本実施形態では特に、図２から分かるように、平面視にて、車幅方向（矢印Ｗ方向）が燃料タンク１４の長手方向となるように、図示しない車体に搭載されている。ただし、燃料タンク１４の配置方向は特に限定されない。
【００２６】
燃料タンク１４の上壁１４Ｕの略中央には、挿入口１６が形成されている。挿入口１６からは、燃料タンク１４内の燃料を図示しないエンジンに送出するための燃料ポンプユニット（図示省略）等の機器類を挿入することができる。挿入口１６は、燃料タンク１４の外側から蓋部材１８で閉塞される。本実施形態では特に、挿入口１６の外周面に雄ネジが形成されている。また、蓋部材１８の内周面には雌ネジが形成されている。この雌ネジを雄ネジにねじ込むことで、蓋部材１８を挿入口１６の密閉状態で装着できる。
【００２７】
挿入口１６の周囲では、上壁１４Ｕを下方に凹ませることにより、凹部２０が形成されている。この凹部２０を形成したことで、挿入口１６に装着された蓋部材１８は、上壁１４Ｕから上方に突出しない、もしくは突出量が少なくなる構造とされている。相対的に、上壁１４Ｕを、車体の図示しないフロアパネルに接近させ、燃料タンク１４の容量を大きく確保することが可能な構造になっている。
【００２８】
燃料タンク１４内に配置される静電容量センサユニット２２は、側方（本実施形態では車両前方側）から見て、扁平なＵ字状に形成されており、底面静電容量センサ部２４と、その長手方向両端から略垂直に立ち上げられた２つの上下静電容量センサ部２６とを有している。以下では、必要に応じて、２つの上下静電容量センサ部を２６Ａ、２６Ｂとして区別する。
【００２９】
静電容量センサユニット２２は、樹脂フィルム等の折り曲げ可能な絶縁体によって、全体として長尺状に形成されたベース２８を有している。ベース２８の表面には複数の電極３０がベース２８の長手方向にそって一定間隔で配置されている。複数の電極３０のうち、燃料と接している部分と接していない部分とでは、静電容量の値が異なる。この静電容量の値の違いを用いて、静電容量センサユニット２２における燃料の接触範囲の広狭に応じた信号を出力できる。
【００３０】
本実施形態では、図１（Ｂ）に示すように、静電容量センサユニット２２として、底面静電容量センサ部２４と２つの上下静電容量センサ部２６Ａ、２６Ｂとを一体的な板状に形成している。そして、折り曲げ部３４によって折り曲げることで、全体的に扁平な略Ｕ字状としている。
【００３１】
静電容量センサユニット２２の端部には、端子３２が設けられている。端子３２は、図示しない制御装置と電気的に接続されている。図３に示すように、底面静電容量センサ部２４からの信号（底面対応信号）と、上下静電容量センサ部２６Ａ、２６Ｂからの信号（上下対応信号）とが、図３に示すように、本発明に燃料量検出手段の一例である制御装置３６に送られる。
【００３２】
制御装置３６は、後述するように、制御装置３６によって検出された燃料量の情報を、たとえば車両のインストルメントパネルに設けられた表示装置３８に対し出力することができる。なお、制御装置３６は、燃料タンク１４に備えられていてもよいが、車両（燃料タンク１４以外の部位）に備えられていてもよい。
【００３３】
図１（Ａ）に示すように、底面静電容量センサ部２４は、燃料タンク１４の底面１４Ｂに沿って配置されている。特に本実施形態では、図２から分かるように、燃料タンク１４を平面視したときの長手方向に平行で、短手方向の略中央に位置するように、底面静電容量センサ部２４が配置されている。
【００３４】
底面静電容量センサ部２４の長さは、燃料タンク１４の長手方向の内寸よりもわずかに短い程度とされている。したがって、底面静電容量センサ部２４の両端部が、燃料タンク１４の長手方向の両端部１４Ｐの近傍に位置している。そして、上下静電容量センサ部２６Ａ、２６Ｂのそれぞれの下部も、燃料タンク１４の長手方向の両端部１４Ｐの近傍に位置している。この両端部１４Ｐの近傍から、上下静電容量センサ部２６Ａ、２６Ｂがそれぞれ略垂直に立ち上がった構造となっている。換言すれば、底面静電容量センサ部２４及び上下静電容量センサ部２６Ａ、２６Ｂが、燃料タンク１４を平面視したときの周辺部分において、燃料の有無を検知可能に配置されている。
【００３５】
次に、本実施形態の燃料タンク構造１２及び燃料量検出装置４０の作用を説明する。
【００３６】
図４には、本発明の燃料タンク構造１２の燃料量を検出するための制御フローの一例が示されている。また、図５〜図７には、この制御フローにおいて燃料量の判定のために用いられる燃料量判定用マップ（マップＡ、マップＢ及びマップＣ）がそれぞれ示されている。この制御は、図３に示す制御装置３６によって行われる。
【００３７】
以下では、底面静電容量センサ部２４によって検知された燃料の（接触範囲の）割合を検知状態Ｓ３、上下静電容量センサ部２６Ａ、２６Ｂによって検知された燃料の（接触範囲の）割合をそれぞれ検知状態Ｓ１、検知状態Ｓ２とする。ここでいう「燃料の（接触範囲の）割合」とは、底面静電容量センサ部２４及び上下静電容量センサ部２６Ａ、２６Ｂのそれぞれにおいて、燃料が接触している（燃料を検知している）電極の割合を示す。したがって、たとえば、底面静電容量センサ部２４において、電極３０の全範囲で燃料が検知された場合（全浸漬）は、Ｓ３の数値は１であり、燃料が全く検知されていない場合は、Ｓ３の数値は０（ゼロ）となる。上下静電容量センサ部２６Ａ、２６Ｂの検知状態Ｓ１、Ｓ２についても同様である。この燃料の接触範囲に応じた信号が、それぞれ、底面対応信号あるいは上下対応信号として、制御装置３６に送られる。
【００３８】
また、図４では、底面静電容量センサ部２４を「底面センサ」と略記し、上下静電容量センサ部２６Ａ、２６Ｂを「上下センサ」と略記している。なお、図５において、燃料タンク１４は一例として、満タン時に６０リットルの燃料を貯留するものとしている。
【００３９】
この燃料タンク構造１２における燃料量検出の制御フローでは、まず、ステップＳ１０２において、底面静電容量センサ部２４における検知状態を読み込む。そして、ステップＳ１０４において、底面静電容量センサ部２４が全浸漬か否かを判断する。
【００４０】
ここで、全浸漬と判断された場合は、たとえば図８に示すように、上下静電容量センサ部２６Ａ、２６Ｂの双方に燃料が接触している（ただし、液面ＦＬは水平であってもよいし、図８に示すように傾斜していてもよい）と考えられる。そこで、ステップＳ１０６に移行し、上下静電容量センサ部２６Ａ、２６Ｂでの検知状態をそれぞれ読み込む。そして、ステップＳ１０８において、マップＡに基づき、燃料タンク１４内の燃料量を判定する。
【００４１】
マップＡでは、横軸に一方の上下静電容量センサ部２６Ａの検知状態Ｓ１を、縦軸に他方の上下静電容量センサ部２６Ｂでの検知状態Ｓ２をとっている（ただし、縦軸と横軸の関係は相対的であるため、Ｓ１とＳ２とが入れ代わっていてもよい）。
【００４２】
このマップＡにおいて、Ｓ１＝Ｓ２の場合は、燃料ＦＥの液面ＦＬが底面１４Ｂに対し平行であるとみなせるので、矢印Ｆ１で示すようにＳ１（又はＳ２）の値に基づき、燃料量を判定できる。
【００４３】
また、Ｓ１≠Ｓ２の場合は、図８に示すように、燃料ＦＥの液面ＦＬが底面１４Ｂに対し傾斜している。したがって、Ｓ１とＳ２の値に基づいて、マップＡから燃料量を判定できる。図５のマップＡでは例として、図８における右下がり、あるいは左下がりで１０度傾斜した場合を挙げている。
【００４４】
これに対し、ステップＳ１０４において、全浸漬でないと判断された場合には、図９に示すように、燃料タンク１４内の燃料量が少ない状態で、燃料ＦＥの液面ＦＬが底面１４Ｂに対し傾斜し、上下静電容量センサ部２６Ａ、２６Ｂのいずれか一方に対しては、燃料が非接触になっていると考えられる。そこで、ステップＳ１１０では、まず、上下静電容量センサ部２６Ａ、２６Ｂでの検知状態を読み込む。その後、ステップＳ１１２において、Ｓ１とＳ２のいずれが０（ゼロ）となっているか、を判定する。
【００４５】
Ｓ２＝０と判断された場合は、ステップＳ１１４において、マップＢに基づき燃料タンク１４内の燃料量を判定する。
【００４６】
マップＢでは、横軸に底面静電容量センサ部２４での検知状態Ｓ３をとり、縦軸に、上下静電容量センサ部２６Ａでの検知状態Ｓ１をとっている。換言すれば、このようにＳ３とＳ１とを併用することで、マップＢに基づき、燃料量の検出が可能となっている。たとえば、Ｓ１＝１の場合は、上下静電容量センサ部２６Ａの全範囲において燃料が接触しているため、図６に矢印Ｆ３で示すように、Ｓ３の値に基づいて燃料量を判定できる。これに対し、Ｓ１とＳ３のいずれもが１でない場合でも、たとえば矢印Ｆ２で示すように、これらＳ１とＳ３の値に基づいて、燃料量を判定できる。
【００４７】
このように、本実施形態の燃料タンク構造１２では、上下静電容量センサ部２６Ａ、２６Ｂによる検知状態Ｓ１、Ｓ２に加えて、底面静電容量センサ部２４による検知状態Ｓ３を用いており、燃料タンク１４内の燃料ＦＥが少ない状態で偏在しても、より正確な燃料量の判定（検出）が可能になっている。
【００４８】
すなわち、底面静電容量センサ部２４がない構成では、図９に実線で示す液面ＦＬと、二点鎖線で示す液面ＦＬ’のいずれであっても、上下静電容量センサ部２６Ａでの検知状態Ｓ１は同じ値となるため、液面ＦＬのときの燃料量と液面ＦＬ’のときの燃料量との区別が原理的に出来ない。これに対し、本実施形態では、底面静電容量センサ部２４による検知状態Ｓ３を併用しているため、液面ＦＬのときの燃料量と液面ＦＬ’のときの燃料量との区別が可能であり、正確な燃料用の検出ができる。
【００４９】
なお、ステップＳ１１２において、Ｓ１＝０と判断された場合は、ステップＳ１１６において、マップＣに基づき、燃料タンク１４内の燃料量を判定する。このマップＣは、マップＢにおいて、縦軸を上下静電容量センサ部２６Ｂでの検知状態Ｓ２に置き換えている（燃料タンク１４内で模式的に示した液面ＦＬの傾斜方向もマップＢとは反対になっている）が、本質的には、マップＢと同様である。
【００５０】
図１０には、本発明の第２実施形態の燃料タンク構造５２が水平方向の断面図にて示されている。なお、以下の各実施形態において、第１実施形態と同一の構成要素、部材等については同一符号を付して、詳細な説明を省略する。また、燃料量検出装置の構成も、第１実施形態と略同一であるので、説明を省略する。
【００５１】
この燃料タンク構造５２では、第１実施形態の底面静電容量センサ部２４が、長手方向の中央で分割されている。そして、分割部分の隙間を通るように、底面静電容量センサ部５４が燃料タンク１４の底面１４Ｂに沿って配置されている。底面静電容量センサ部５４は、燃料タンク１４を平面視したときの短手方向に沿って、且つ長手方向の中央に配置されている。
【００５２】
底面静電容量センサ部５４の両端のそれぞれからは、略垂直上方に立て上げられた上下静電容量センサ部５６が設けられている。第１実施形態と同様に、底面静電容量センサ部２４と、その両端部の２つの上下静電容量センサ部５６とは一体成形されており、全体として扁平な略Ｕ字状の静電容量センサユニット２２が構成されている。
【００５３】
したがって、第２実施形態の燃料タンク構造５２では、第１実施形態の燃料タンク構造１２に加えて、実質的に、燃料タンク１４の短手方向に沿った底面静電容量センサ部５４が追加され、さらに、短手方向の両端部１４Ｑの近傍から、上下静電容量センサ部５６がそれぞれ略垂直に立ち上がった構造となっている。
【００５４】
このため、第１実施形態の燃料タンク構造１２と同様に、燃料タンク１４内で燃料が長手方向に傾斜し偏在した場合に燃料量をより正確に判定できるが、加えて、燃料タンク１４内で燃料が短手方向に傾斜し偏在した場合でも、燃料量をより正確に判定することが可能である。
【００５５】
なお、第２実施形態において、長手方向の底面静電容量センサ部２４は分割せず、且つ、短手方向の底面静電容量センサ部５４を中央で分割し、この分割部分の隙間に、長手方向の底面静電容量センサ部２４が通る構造としてもよい。
【００５６】
図１１には、本発明の第３実施形態の燃料タンク構造６２が水平方向の断面図にて示されている。
【００５７】
この燃料タンク構造６２では、燃料タンク１４を平面視したとき、長手方向の辺（長辺１４Ｎ）のそれぞれに沿って２本の底面静電容量センサ部６４が配置されている。さらに、短手方向の辺（短辺１４Ｍ）のそれぞれに沿って、２本の底面静電容量センサ部６８が配置されている。底面静電容量センサ部６８のそれぞれの両端部には、略垂直上方に立て上げられた上下静電容量センサ部６６が設けられている。合計で４つの上下静電容量センサ部６６は、燃料タンク１４を平面視したとこの角部１４Ｃの近傍にそれぞれ１つずつ配置されていることになる。
【００５８】
なお、これに対し、長手方向の底面静電容量センサ部６４の両端部からは上下静電容量センサ部は設けられていない。
【００５９】
このような構成とされた第３実施形態の燃料タンク構造６２においても、第２実施形態の燃料タンク構造５２と同様に、燃料タンク１４内で燃料が長手方向及び短手方向のいずれに傾斜し偏在した場合でも、燃料用をより正確に判定することが可能である。
【００６０】
特に、燃料タンク１４に対する燃料の傾斜方向は、車両前後方向（前方又は後方）と、車幅方向（右方又は左方）の成分を合成した方向（斜め方向）であることが多い。そして、この場合、平面視したときの特定の角部１４Ｃに、相対的に多くの燃料が溜まる。第３実施形態では、４つの上下静電容量センサ部６６のいずれかが、燃料タンク１４の角部１４Ｃの近傍にそれぞれ１つずつ配置されている。このため、角部１４Ｃのいずれかに多く溜まった燃料の高さを検知できる。すなわち、燃料タンク１４内で燃料がいずれかの角部１４Ｃに相対的に多く溜まる特性を利用して、燃料量をより正確に判定することが可能である。
【００６１】
なお、図１１では、燃料タンク１４の短手方向に沿った底面静電容量センサ部６８の両端部に上下静電容量センサ部６６が設けられた構造としているが、長手方向に沿った底面静電容量センサ部６４の両端部かに上下静電容量センサ部６６Ｃ、６６Ｄ、６６Ｅ、６６Ｆが設けられた構造でもよい。
【００６２】
図１２には、本発明の第４実施形態の燃料タンク構造７２が水平方向の断面図にて示されている。
【００６３】
第４実施形態では、燃料タンク１４を平面視したときの、２本の対角線に沿って、底面静電容量センサ部７４Ａ、７４Ｂが配置されている。一方の底面静電容量センサ部７４Ａは長手方向に連続しているが、他方の底面静電容量センサ部７４Ｂは中央で分割されている。この分割部分の隙間に、底面静電容量センサ部７４Ａが通る構造とされている。
【００６４】
それぞれの底面静電容量センサ部７４Ａ、７４Ｂの両端部からは、略垂直上方に立て上げられた上下静電容量センサ部７６が設けられている。すなわち、第４実施形態においても、合計で４つの上下静電容量センサ部７６は、燃料タンク１４を平面視したときの角部１４Ｃの近傍にそれぞれ１つずつ配置されていることになる。
【００６５】
したがって、第４実施形態の燃料タンク構造７２においても、第３実施形態の燃料タンク構造６２と同様に、燃料タンク１４内で燃料が長手方向及び短手方向のいずれに傾斜し偏在した場合でも、燃料用をより正確に判定することが可能である。
【００６６】
また、角部１４Ｃのいずれかに多く溜まった燃料の高さを検知できるので、燃料量をより正確に判定することが可能である。
【００６７】
なお、第３実施形態の燃料タンク構造６２や、第４実施形態の燃料タンク構造７２において、上下静電容量センサ部６６、７６は、燃料タンク１４の底面に対し垂直に配置されている必要はない。すなわち、燃料は、角部１４Ｃにおいて下部に溜まるため、少なくとも上下静電容量センサ部６６、７６の下部が角部１４Ｃの近傍に位置している（換言すれば、上下静電容量センサ部６６、７６の上部が燃料タンク１４の中央に位置するように、上下静電容量センサ部６６、７６が燃料タンク１４の底面１４Ｂに対し傾いている）構成でもよい。
【００６８】
上記では、底面静電容量センサ部と上下静電容量センサ部とが一体化された構造のものを上げているが、各実施形態において、底面静電容量センサ部と上下静電容量センサ部とは別体とされていてもよい。ただし、底面静電容量センサ部と上下静電容量センサ部とを一体化すると、部品点数が少なくなる。また、底面静電容量センサ部を燃料タンク１４の所定位置に配置すれば、上下静電容量センサ部も所定位置に配置できる。上下静電容量センサ部を燃料タンク１４に対し位置決めする必要がなくなり、設置が容易になる。
【００６９】
上記では、本発明の「底面センサ」及び「上下センサ」として、いずいれも燃料の有無（接触状態）による静電容量の違いを利用したセンサ（静電容量センサ）を用いた例を挙げたが、このように、燃料の有無を検知できれば、底面センサ及び上下センサは、静電容量センサに限定されない。たとえば、レーザ光や超音波等を用いて燃料有無あるいは液面高さを検知するセンサであってもよい。
【００７０】
ただし、「底面センサ」については、燃料タンク１４の底面１４Ｂに沿った複数箇所において燃料が存在しているか否かを検知する必要があるため、静電容量センサを用いると、この燃料の検知が簡単かつ低コストな構造で実現できる。また、静電容量センサは、検出の精度や応答性も高いので、本発明の「底面センサ」として、好ましく適用できる。
【００７１】
これに対し、「上下センサ」については、たとえば、ＦＥの液面ＦＬにフロートを浮遊させてその高さを検知するセンサ（フロート式レベルセンサ）を用いることも可能である。もちろん、上下センサとしても、静電容量センサを用いると、燃料の液面高さの検知が簡単かつ低コストな構造で実現できる。
【００７２】
本発明の「上下センサ」としては、複数である必要はなく、１つでもよい。この場合、燃料タンク１４の傾斜に対する方向依存性を少なくする（好ましくは方向依存性を無くす）観点からは、燃料タンク１４を平面視したときの中央に設置することが好ましい。ただし、前述したように、燃料タンク１４の中央には燃料ポンプ等の部材が配置されていることが多く、また、このような部材を避けた位置であっても、内寸の高さが低く、上下センサの設置が困難であることも多い。また、燃料タンク１４内において燃料ＦＥが傾斜したときには、平面視したときの周辺部分、特に角部１４Ｃに溜まりやすいことを考慮すると、複数の上下センサを、その一部が周辺部分、さらには角部１４Ｃに存在するように配置することが好ましい。
【符号の説明】
【００７３】
１２ 燃料タンク構造
１４ 燃料タンク
１４Ｂ 底面
１４Ｃ 角部
１４Ｎ 長辺（周辺部分）
１４Ｍ 短辺（周辺部分）
２２ 静電容量センサユニット
２４ 底面静電容量センサ部（底面センサ）
２６Ａ、２６Ｂ 上下静電容量センサ部（上下センサ）
２８ ベース
３０ 電極
３６ 制御装置
４０ 燃料量検出装置
５２ 燃料タンク構造
５４ 底面静電容量センサ部（底面センサ）
５６ 上下静電容量センサ部（上下センサ）
６２ 燃料タンク構造
６４ 底面静電容量センサ部（底面センサ）
６６ 上下静電容量センサ部（上下センサ）
７２ 燃料タンク構造
７４Ａ、７４Ｂ 底面静電容量センサ部（底面センサ）
７６ 上下静電容量センサ部（上下センサ）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部に燃料を収容可能な燃料タンクと、
前記燃料タンクの底面に配置され底面での燃料の接触範囲に応じて底面対応信号を出力する底面センサと、
前記燃料タンクの上下方向の燃料の液面高さに応じた上下対応信号を出力する上下センサと、
を有する燃料タンク構造。
【請求項２】
前記底面センサが、前記燃料タンクの前記底面に沿って延在され燃料の前記接触範囲に応じた静電容量の変化に基づき前記底面対応信号を出力する底面静電容量センサである請求項１に記載の燃料タンク構造。
【請求項３】
前記底面静電容量センサが、前記燃料タンクを平面視したときの燃料タンク長手方向に沿って配置されている請求項２に記載の燃料タンク構造。
【請求項４】
前記上下センサが、前記底面静電容量センサの長手方向の両端部にそれぞれ配置されている請求項３に記載の燃料タンク構造。
【請求項５】
前記上下センサが、上下方向に沿って延在され燃料の接触範囲に応じて静電容量の変化に基づき前記上下対応信号を出力する上下静電容量センサである請求項４に記載の燃料タンク構造。
【請求項６】
前記上下静電容量センサが、前記底面静電容量センサと一体化されている請求項５に記載の燃料タンク構造。
【請求項７】
前記底面センサ及び前記上下センサの少なくとも一部が前記底面の周辺部分において燃料に接触可能に配置されている請求項１〜請求項６のいずれか１項に記載の燃料タンク構造。
【請求項８】
前記底面センサ及び前記上下センサの一部が前記底面の角部において燃料に接触可能に配置されている請求項１〜請求項７のいずれか１項に記載の燃料タンク構造。
【請求項９】
請求項１〜請求項８のいずれか１項に記載の燃料タンク構造と、
前記燃料タンク構造を構成する前記底面センサからの前記底面対応信号と、前記上下センサからの前記上下対応信号と、に基づいて前記燃料タンク内の燃料量を検出する燃料量検出手段と、
を有する燃料量検出装置。
【請求項１】
内部に燃料を収容可能な燃料タンクと、
前記燃料タンクの底面に配置され底面での燃料の接触範囲に応じて底面対応信号を出力する底面センサと、
前記燃料タンクの上下方向の燃料の液面高さに応じた上下対応信号を出力する上下センサと、
を有する燃料タンク構造。
【請求項２】
前記底面センサが、前記燃料タンクの前記底面に沿って延在され燃料の前記接触範囲に応じた静電容量の変化に基づき前記底面対応信号を出力する底面静電容量センサである請求項１に記載の燃料タンク構造。
【請求項３】
前記底面静電容量センサが、前記燃料タンクを平面視したときの燃料タンク長手方向に沿って配置されている請求項２に記載の燃料タンク構造。
【請求項４】
前記上下センサが、前記底面静電容量センサの長手方向の両端部にそれぞれ配置されている請求項３に記載の燃料タンク構造。
【請求項５】
前記上下センサが、上下方向に沿って延在され燃料の接触範囲に応じて静電容量の変化に基づき前記上下対応信号を出力する上下静電容量センサである請求項４に記載の燃料タンク構造。
【請求項６】
前記上下静電容量センサが、前記底面静電容量センサと一体化されている請求項５に記載の燃料タンク構造。
【請求項７】
前記底面センサ及び前記上下センサの少なくとも一部が前記底面の周辺部分において燃料に接触可能に配置されている請求項１〜請求項６のいずれか１項に記載の燃料タンク構造。
【請求項８】
前記底面センサ及び前記上下センサの一部が前記底面の角部において燃料に接触可能に配置されている請求項１〜請求項７のいずれか１項に記載の燃料タンク構造。
【請求項９】
請求項１〜請求項８のいずれか１項に記載の燃料タンク構造と、
前記燃料タンク構造を構成する前記底面センサからの前記底面対応信号と、前記上下センサからの前記上下対応信号と、に基づいて前記燃料タンク内の燃料量を検出する燃料量検出手段と、
を有する燃料量検出装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【公開番号】特開２０１２−２４５９１１（Ｐ２０１２−２４５９１１Ａ）
【公開日】平成２４年１２月１３日（２０１２．１２．１３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１２０００２（Ｐ２０１１−１２０００２）
【出願日】平成２３年５月３０日（２０１１．５．３０）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１２月１３日（２０１２．１２．１３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年５月３０日（２０１１．５．３０）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
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