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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2025021725
(43)【公開日】2025-02-14
(54)【発明の名称】燃料供給装置
(51)【国際特許分類】
   F02M 37/38 20190101AFI20250206BHJP
   F02M 37/40 20190101ALI20250206BHJP
【FI】
F02M37/38
F02M37/40
【審査請求】未請求
【請求項の数】6
【出願形態】OL
(21)【出願番号】P 2023125642
(22)【出願日】2023-08-01
(71)【出願人】
【識別番号】000006286
【氏名又は名称】三菱自動車工業株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110000785
【氏名又は名称】SSIP弁理士法人
(72)【発明者】
【氏名】青柳 健
(57)【要約】
【課題】サクションフィルタに留められた不純物及び析出物を拡散することができる燃料供給装置を提供する。
【解決手段】燃料供給装置は、燃料タンク内に貯留された燃料をエンジンに供給する燃料供給装置であって、前記燃料タンク内に設置される燃料ポンプと、前記燃料ポンプに吸入される前記燃料を濾過するサクションフィルタと、前記燃料ポンプから吐出された前記燃料を前記エンジンに供給する燃料配管と、前記燃料配管に設けられ、前記燃料ポンプから吐出された前記燃料の圧力を調整する第1レギュレータと、前記第1レギュレータの上流側において前記燃料配管から分岐する第1分岐配管と、前記サクションフィルタに向けて設けられ、前記第1分岐配管に通ずる第1噴射ノズルと、を備える。
【選択図】 図1

【特許請求の範囲】
【請求項1】
燃料タンク内に貯留された燃料をエンジンに供給する燃料供給装置であって、
前記燃料タンク内に設置される燃料ポンプと、
前記燃料ポンプに吸入される前記燃料を濾過するサクションフィルタと、
前記燃料ポンプから吐出された前記燃料を前記エンジンに供給する燃料配管と、
前記燃料配管に設けられ、前記燃料ポンプから吐出された前記燃料の圧力を調整する第1レギュレータと、
前記第1レギュレータの上流側において前記燃料配管から分岐する第1分岐配管と、
前記サクションフィルタに向けて設けられ、前記第1分岐配管に通ずる第1噴射ノズルと、
を備えた燃料供給装置。
【請求項2】
前記燃料ポンプ及び前記サクションフィルタが収納され、前記サクションフィルタが底面に沿って配置されるサブタンクを備え、
前記サブタンクの底部に設置され、前記サブタンクの外側から内側に真っ直ぐに延びる流路が設けられた第2噴射ノズルと、
前記第1レギュレータの上流側において前記燃料配管から分岐し、前記第2噴射ノズルの側面から前記流路に通ずる第2分岐配管と、
を備えた請求項1に記載の燃料供給装置。
【請求項3】
前記第1分岐配管に設けられ、前記第1分岐配管に供給された前記燃料の圧力を調整する第2レギュレータを備えた請求項1又は2に記載の燃料供給装置。
【請求項4】
前記燃料タンク内に設置され、前記サクションフィルタを照らすライトと、
前記燃料タンク内に設置され、前記ライトで照らされた前記サクションフィルタを撮影するカメラと、
前記カメラで撮影された前記サクションフィルタを映すモニタと、
を備えた請求項1に記載の燃料供給装置。
【請求項5】
前記第1分岐配管に設けられた電磁開閉弁と、
前記電磁開閉弁を開閉するスイッチと、
を備えた請求項4に記載の燃料供給装置。
【請求項6】
前記カメラ及び前記電磁開閉弁が接続された制御装置を備え、
前記制御装置は、
前記カメラで撮影された画像に基づいて、前記電磁開閉弁の開作動の要否を判定する判定部と、
前記判定部が前記開作動を要と判定した場合に、前記電磁開閉弁を開作動させる制御部と、
を含む、請求項5に記載の燃料供給装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、燃料供給装置に関する。
【背景技術】
【0002】
特許文献1には、燃料タンクに貯留された燃料をエンジンに供給する燃料供給装置が開示されている。かかる燃料供給装置は、燃料タンク内に設置される燃料ポンプと、燃料ポンプに吸入される燃料を濾過するサクションフィルタと、燃料ポンプから吐出され、エンジンへ供給される調圧経路の燃料を調圧するプレッシャレギュレータと、調圧経路にて余剰となった余剰燃料をタンクへ回収する燃料回収流路部と、を備えている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開2017-172342号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
特許文献1に開示された燃料供給装置では、燃料に含まれる不純物、及びバイオ燃料に含まれる析出物は、サクションフィルタで濾過され、サクションフィルタの表面に留められる。このようにサクションフィルタの表面に留められた不純物及び析出物は、サクションフィルタの目詰まりの原因となり、エンジンストップの要因となる。
【0005】
上述の事情に鑑みて、本発明の少なくとも一実施形態は、サクションフィルタに留められた不純物及び析出物を拡散することができる燃料供給装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0006】
(1)本発明の少なくとも一実施形態に係る燃料供給装置は、燃料タンク内に貯留された燃料をエンジンに供給する燃料供給装置であって、前記燃料タンク内に設置される燃料ポンプと、前記燃料ポンプに吸入される前記燃料を濾過するサクションフィルタと、前記燃料ポンプから吐出された前記燃料を前記エンジンに供給する燃料配管と、前記燃料配管に設けられ、前記燃料ポンプから吐出された前記燃料の圧力を調整する第1レギュレータと、前記第1レギュレータの上流側において前記燃料配管から分岐する第1分岐配管と、前記サクションフィルタに向けて設けられ、前記第1分岐配管に通ずる第1噴射ノズルと、を備える。
【0007】
上記(1)の構成によれば、燃料ポンプから吐出され、第1分岐配管を通り第1噴射ノズルに供給された燃料は、サクションフィルタに向けて噴射される。これにより、サクションフィルタに留められた不純物及び析出物を燃料タンク内の燃料に拡散することができる。
【0008】
(2)幾つかの実施形態では、上記(1)の構成において、前記燃料ポンプ及び前記サクションフィルタが収納され、前記サクションフィルタが底面に沿って配置されるサブタンクを備え、前記サブタンクの底部に設置され、前記サブタンクの外側から内側に真っ直ぐに延びる流路が設けられた第2噴射ノズルと、前記レギュレータの上流側において前記燃料配管から分岐し、前記第2噴射ノズルの側面から前記流路に通ずる第2分岐配管と、を備える。
【0009】
上記(2)の構成によれば、第2噴射ノズルの側面から第2噴射ノズルに設けられた流路に燃料が供給されることで、サブタンクの外側にある燃料をサブタンクの内側に取り込まれるので、燃料タンク内の燃料を最後まで使い切ることができる。
【0010】
(3)幾つかの実施形態では、上記(1)又は(2)の構成において、前記第1分岐配管に設けられ、前記第1分岐配管に供給された前記燃料の圧力を調整する第2レギュレータを備える。
【0011】
上記(3)の構成によれば、第1分岐配管を通り第1噴射ノズルから噴射される燃料の圧力を調整することができる。
【0012】
(4)幾つかの実施形態では、上記(1)の構成において、前記燃料タンク内に設置され、前記サクションフィルタを照らすライトと、前記燃料タンク内に設置され、前記ライトで照らされた前記サクションフィルタを撮影するカメラと、前記カメラで撮影された前記サクションフィルタを映すモニタと、を備える。
【0013】
上記(4)の構成によれば、サクションフィルタに留められた不純物及び析出物をモニタに映すことができる。
【0014】
(5)幾つかの実施形態では、上記(4)の構成において、前記第1分岐配管に設けられた電磁開閉弁と、前記電磁開閉弁を開閉するスイッチと、を備える。
【0015】
上記(5)の構成によれば、スイッチを操作することで第1分岐配管に設けられた電磁開閉弁が開閉されるので、任意のタイミングで第1噴射ノズルからサクションフィルタに向けて燃料を噴射することができる。
【0016】
(6)幾つかの実施形態では、上記(5)の構成において、前記カメラ及び前記電磁開閉弁が接続された制御装置を備え、前記制御装置は、前記カメラで撮影された画像に基づいて、前記電磁開閉弁の開作動の要否を判定する判定部と、前記判定部が前記開作動を要と判定した場合に、前記電磁開閉弁を開作動させる制御部と、を含む。
【0017】
上記(6)の構成によれば、判定部がカメラで撮影されたサクションフィルタの画像に基づいて電磁開閉弁の開作動を要と判定した場合に、制御部が電磁開閉弁を開作動させるので、サクションフィルタに留められた不純物及び析出物を燃料タンク内の燃料に拡散することができる。
【発明の効果】
【0018】
本発明の少なくとも一実施形態によれば、サクションフィルタに留められた不純物及び析出物を拡散することができる。
【図面の簡単な説明】
【0019】
図1】実施形態に係る燃料供給装置の概要を示す図である。
図2】実施形態に係る燃料制御装置の機械構成を概略的に示す図である。
図3】スイッチ及びモニタを設置した運転席を概略的に示す図である。
図4】実施形態に係る燃料供給装置の制御構成を概略的に示すブロック図である。
図5】各セルの色を数値化し、フラグ判定したビットマップを示す図である。
図6図4に示した燃料供給装置の制御動作を概略的に示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【0020】
以下、添付図面を参照して本発明の幾つかの実施形態について説明する。ただし、実施形態として記載されている又は図面に示されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は、本発明の範囲をこれに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。
【0021】
[燃料供給装置の概要]
図1は、実施形態に係る燃料供給装置1の概要を示す図である。図1に示すように、実施形態に係る燃料供給装置1は、燃料タンク2内に貯留された燃料をエンジン3に供給する燃料供給装置である。燃料タンク2内に貯留される燃料は、例えば、生物体(バイオマス)を利用したバイオ燃料であるが、軽油又はガソリン等の化石燃料、尿素(アドブルー)であってもよい。エンジン3は、例えば、ディーゼルエンジンであるが、ガソリンエンジンであってもよい。
【0022】
[燃料供給装置の詳細]
図2は、実施形態に係る燃料供給装置1の機械構成を概略的に示す図である。図2に示すように、実施形態に係る燃料供給装置1は、燃料ポンプ11、サクションフィルタ12、燃料配管13、レギュレータ(第1レギュレータ)14、分岐配管(第1分岐配管)15、及び噴射ノズル16を備えている。
【0023】
燃料ポンプ11は、燃料タンク2内に設置される燃料ポンプであって、燃料タンク2内に貯留されたバイオ燃料、軽油又はガソリン等の化石燃料、尿素(アドブルー)を吐出可能である。サクションフィルタ12は、燃料ポンプ11に吸入される燃料を濾過するフィルタであって、例えば、袋状であって、燃料タンク2の底面に沿って配置される。サクションフィルタ12は、その先端部から燃料を吸入するように構成され、燃料タンク内に貯留されたバイオ燃料に含まれる不純物及びバイオ燃料から析出された析出物、及び化石燃料、尿素(アドブルー)に含まれる不純物はサクションフィルタ12の外表面に留められる。
【0024】
燃料配管13は、燃料ポンプ11から吐出された燃料をエンジン3に供給する配管である。レギュレータ14は、燃料配管13に設けられ、燃料ポンプ11から吐出された燃料の圧力を調整するバルブである。
【0025】
分岐配管15は、レギュレータ14の上流側において燃料配管13から分岐する配管である。噴射ノズル16は、分岐配管15に通ずるノズルであって、サクションフィルタ12に向けて設けられている。噴射ノズル16は、燃料を高速で噴出させるために、入口側よりも出口側の流路断面積が小さくなるように形成されている。また、噴射ノズル16は、少なくとも1つであるが、1つに限られるものではなく、2つ以上であってもよい。例えば、図2に示すように、3つの噴射ノズル16a,16b,16cを備える場合に、2つの噴射ノズル16a,16bは、サクションフィルタ12の先端部に向けて設置され、1つの噴射ノズル16cは、サクションフィルタ12の中央部から基端部の間で可動するように、回転ロータ17に設置される。
【0026】
[燃料供給装置の動作]
実施形態に係る燃料供給装置1では、燃料ポンプ11を稼働すると、燃料タンク2内のバイオ燃料又は化石燃料、尿素(アドブルー)がサクションフィルタ12を介して燃料ポンプ11に吸入される。このときバイオ燃料又は化石燃料、尿素(アドブルー)が濾過され、バイオ燃料に含まれる不純物及びバイオ燃料から析出した析出物、及び化石燃料、尿素(アドブルー)に含まれる不純物は、サクションフィルタ12の外表面に留まり、燃料ポンプ11への吸入が防がれる。燃料ポンプ11に吸入された燃料は、燃料ポンプ11から吐出される。燃料ポンプ11から吐出された燃料は、燃料配管13に設けられたレギュレータ14で燃料の圧力が調整され、エンジン3に供給される。
【0027】
レギュレータ14で燃料の圧力が調整されることで、余剰となった燃料は、分岐配管15を通り噴射ノズル16に供給され、噴射ノズル16からサクションフィルタ12に向けて噴射される。これにより、サクションフィルタ12の外表面に留められた不純物及び析出物は吹き飛ばされ、燃料タンク2内の燃料に拡散される。
【0028】
[燃料供給装置の効果]
実施形態に係る燃料供給装置1によれば、燃料ポンプ11から吐出され、分岐配管15を通り噴射ノズル16に供給された燃料は、サクションフィルタ12に向けて噴射される。これにより、サクションフィルタ12に留められた不純物及び析出物を燃料タンク2内の燃料に拡散することができる。
【0029】
[サブタンク、噴射ノズル及び分岐配管]
実施形態に係る燃料供給装置1は、さらに、サブタンク18、噴射ノズル(第2噴射ノズル)19、及び分岐配管(第2分岐配管)20を備えているが、これらは任意であり、必須ではない。サブタンク18には、燃料ポンプ11及びサクションフィルタ12が収納され、サクションフィルタ12がサブタンク18の底面に沿って設置される。サブタンク18は、例えば、円筒形の容器であるが、これに限られるものではない。噴射ノズル19は、サブタンク18の底部に設置され、サブタンク18の外側から内側に真っ直ぐに延びる流路19aが設けられたノズルである。分岐配管20は、レギュレータ14の上流側において燃料配管13から分岐し、噴射ノズル19の側面から流路19aに通じている。
【0030】
[サブタンク、噴射ノズル及び分岐配管の動作]
レギュレータ14で燃料の圧力が調整されることで、余剰となった燃料は、分岐配管20を通り噴射ノズル19に供給され、噴射ノズル19の側面から噴射ノズル19に設けられた流路19aを通り、サブタンク18の内側に供給される。これにともないサブタンク18の外側にある燃料は、サブタンク18の内側に取り込まれる。
【0031】
[サブタンク、噴射ノズル及び分岐配管の効果]
サブタンク18、噴射ノズル19及び分岐配管20によれば、噴射ノズル19の側面から噴射ノズル19に設けられた流路19aに燃料が供給されることで、サブタンク18の外側にある燃料は、サブタンク18の内側に取り込まれるので、燃料タンク2内の燃料を最後まで使い切ることができる。
【0032】
[レギュレータ]
実施形態に係る燃料供給装置1は、さらに、分岐配管15に設けられ、分岐配管15に供給された燃料の圧力を調整する燃料の圧力を調整するレギュレータ(第2レギュレータ)21を備えるが、レギュレータ21は任意であり、必須ではない。分岐配管15を通り噴射ノズル16に供給される燃料は、レギュレータ21で圧力調整され、噴射ノズル16に供給される。このレギュレータ21によれば、分岐配管15を通り噴射ノズル16から噴射される燃料の圧力を調整することができる。
【0033】
[ライト、カメラ及びモニタ]
実施形態に係る燃料供給装置は、ライト22、カメラ23及びモニタ24を備えているが、これらは任意であり、必須ではない。ライト22は、燃料タンク2内に設置され、サクションフィルタ12を照らすライトであり、例えば、LEDライトで構成される。カメラ23は、燃料タンク2内に設置され、ライト22で照らされたサクションフィルタ12を撮影するカメラである。カメラ23は、例えばビットマップカメラである。ビットマップカメラは、ビットマップ画像の各セルの色を数値化可能である。本実施形態に係る燃料供給装置1で採用したビットマップカメラは、e-con System社のSee3CAM_CU83-4KRGB-IR USB 3.2 Gen1 Cameraであるが、これに限られるものではない。モニタ24は、カメラ23で撮影されたサクションフィルタ12を映すモニタであり、図3に示すように、運転席に着座した乗員が視認できる位置に設置される。モニタ24は、例えば、ナビモニタ4とは別に設置された10.5インチの大画面モニタで構成されるが、これに限られるものではない。
【0034】
[ライト、カメラ及びモニタの動作]
サクションフィルタ12は、ライト22に照らされ、カメラ23で撮影される。撮影されたサクションフィルタ12及びサクションフィルタ12に留められた不純物及び析出物は、モニタ24に映される。
【0035】
[ライト、カメラ及びモニタの効果]
ライト22、カメラ23及びモニタ24によれば、サクションフィルタ12及びサクションフィルタ12に留められた不純物及び析出物をモニタ24に映すことができる。
【0036】
[電磁開閉弁及びスイッチ]
図2に示すように、実施形態に係る燃料供給装置1は、さらに、電磁開閉弁25及びスイッチ26を備えているが、これらは任意であり、必須ではない。電磁開閉弁25は、分岐配管15に設けられている。電磁開閉弁25は、例えば、常時閉となる電磁開閉弁であり、通電時に開となる。スイッチ26は、電磁開閉弁25を開閉するスイッチであり、例えば、オン操作したときに予め定められた時間(例えば、10秒間)だけ、電磁開閉弁25を開とする。図3に示すように、スイッチ26は、例えば、ハンドル5とともに操作可能な位置であって、モニタ24に近い位置に設けられる。具体的には、ハンドル5に設けられたボタンスイッチ5a、又はハンドルコラム6に設けられたレバースイッチ6aで構成されるが、これに限られるものではない。
【0037】
[電磁開閉弁及びスイッチの動作]
電磁開閉弁25は、例えば、常時閉であり、レギュレータ14で燃料の圧力が調整されることで、余剰となった燃料は、分岐配管20を通り噴射ノズル19に供給される。一方、スイッチ26をオン操作することで、電磁開閉弁25を開とすると、レギュレータ14で燃料の圧力が調整されることで、余剰となった燃料は、分岐配管15を通り噴射ノズル16に供給され、噴射ノズル16からサクションフィルタ12に向けて噴射される。これにより、サクションフィルタ12の外表面に留められた不純物及び析出物は吹き飛ばされ、燃料タンク2内の燃料に拡散される。
【0038】
[電磁開閉弁及びスイッチの効果]
電磁開閉弁25及びスイッチ26によれば、スイッチ26を操作することで分岐配管15に設けられた電磁開閉弁25が開閉されるので、任意のタイミングで噴射ノズル16からサクションフィルタ12に向けて燃料を噴射することができる。
【0039】
[制御装置]
図4は、実施形態に係る燃料供給装置1の制御構成を示すブロック図である。図4に示すように、実施形態に係る燃料供給装置1は、さらに、カメラ23及び電磁開閉弁25が接続された制御装置27(以下「ECU27」という)を備えているが、ECU27は任意であり、必須ではない。ECU27は、カメラ23で撮影された画像に基づいて、電磁開閉弁25の開作動の要否を判定する判定部28と、判定部28が開作動を要と判定した場合に、電磁開閉弁25を開作動させる制御部29と、を含んでいる。
【0040】
判定部28は、例えば、ビットマップカメラで撮影されたビットマップ画像の各セルの色を数値化し、その数値が所定の範囲にある場合にそのセルのフラグを成立とし、その数値が所定の範囲内にない場合にそのセルのフラグを不成立とする。そして、フラグ成立のセルの数に対するフラグ不成立のセルの数(割合)が予め定められた割合を超えた場合に、電磁弁の開作動を要と判定する。
【0041】
本実施形態では、セルの色が黒の場合にその数値を(0,0,0)と認識し、白の場合にその数値を(255,255,255)と認識する。不純物及び析出物の色が黄色から赤色であると仮定すると、そのセルの数値が(255,255,0:黄色)から(255,0,0:赤色)の範囲内にある場合にそのセルのフラグを成立とし、(255,255,0:黄色)から(255,0,0:赤色)の範囲内にない場合にそのセルのフラグを不成立とする。そして、フラグ不成立のセルの数に対するフラグ成立のセルの数が予め定められた割合(例えば、0.5)を超えた場合に、電磁開閉弁の開作動を要と判定する。
【0042】
例えば、図5に示す例では、ビットマップカメラで撮影されたビットマップの画像は、25×25(624)のセルのうち、フラグ不成立のセルの数/フラグ成立のセルの数>0.5となる場合に、電磁開閉弁25の開作動を要と判定する。
【0043】
制御部29は、例えば、判定部28が開作動を要と判定した場合に、予め定められた時間(例えば、10秒間)だけ電磁開閉弁25を開作動させる。
【0044】
[制御装置の動作]
図6は、図4に示した燃料供給装置1の制御動作を概略的に示すフローチャートである。図6に示すように、本実施形態に係る燃料供給装置1が搭載された車両がキーオンされると(ステップS11:Yes)、ライト22、カメラ23、回転ロータ17、ECU27及びモニタ24に電気が供給される(ステップS12)。これにより、ライト22が点灯し、ライト22が照らしたサクションフィルタ12をカメラ23が撮影する(ステップS13)。撮影したサクションフィルタ12の画像はECU27及びモニタ24に出力され、モニタ24に表示される(ステップS14)。ECU27では、判定部28がカメラ23で撮影されたサクションフィルタ12の画像に基づいて電磁開閉弁25の開作動の要否を判定する(ステップS15)。判定部28が電磁開閉弁25の開作動を要と判定した場合(ステップS15:Yes)に、制御部29は、電磁開閉弁25を開作動させる(ステップS16)。これにより、サクションフィルタ12に留められた不純物及び析出物は燃料タンク2内の燃料に拡散される。
【0045】
[ECUの効果]
ECU27によれば、判定部28がカメラ23で撮影されたサクションフィルタ12の画像に基づいて電磁開閉弁25の開作動を要と判定した場合に、制御部29が電磁開閉弁25を開作動させるので、サクションフィルタ12に留められた不純物及び析出物を燃料タンク2内の燃料に拡散することができる。
【0046】
[噴射マーク]
実施形態に係る燃料供給装置1は、図3に示すように、メータ7内に設けられたディスプレイに噴射マーク7aを設け、噴射ノズル16から燃料が噴射されている時に、噴射マーク7aを点滅させてもよい。
【0047】
[熱画素モニタ]
実施形態に係る燃料供給装置1は、図4に示すように、燃料タンク(燃料)の温度を検出及び表示する熱画素モニタ30を備え、燃料タンク2の温度が予め定められた温度以下の場合にのみ、噴射ノズル16から燃料が噴射されるようにしてもよい。
【0048】
本発明は、上述した実施形態に限定されることはなく、上述した実施形態に変形を加えた形態や、これらの形態を適宜組み合わせた形態を含む。
【符号の説明】
【0049】
1 燃料供給装置
2 燃料タンク
3 エンジン
4 ナビモニタ
5 ハンドル
5a ボタンスイッチ
6 ハンドルコラム
6a レバースイッチ
7 メータ
7a 噴射マーク
11 燃料ポンプ
12 サクションフィルタ
13 燃料配管
14 レギュレータ(第1レギュレータ)
15 分岐配管(第1分岐配管)
16 噴射ノズル(第1噴射ノズル)
17 回転ロータ
18 サブタンク
19 噴射ノズル(第2噴射ノズル)
19a 流路
20 分岐配管(第2分岐配管)
21 レギュレータ(第2レギュレータ)
22 ライト
23 カメラ
24 モニタ
25 電磁開閉弁
26 スイッチ
27 制御装置(ECU)
28 判定部
29 制御部
30 熱画素モニタ
図1
図2
図3
図4
図5
図6