JPH1130154A - ガスエンジンの燃料貯蔵装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】ガス燃料の残量を高精度に検知することができ
るガスエンジンの燃料貯蔵装置を提供する。 【解決手段】燃料貯蔵タンク１８の内部に活性炭３２が
配置され、当該活性炭３２にガスエンジンの燃料となる
天然ガスを吸着している。ガスエンジンのインジェクタ
１０と燃料貯蔵タンク１８とは連通管２３，２４，２
５，２６にて接続されている。ＥＣＵ３７は、温度セン
サ３６による活性炭３２の温度と、圧力センサ２７によ
るタンク内の圧力と、センサ３８，３９による運転状態
から、燃料貯蔵タンク１８内の燃料残量を推定し、燃料
残量を残量表示器４０に表示する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、天然ガスを燃料
とするガスエンジンの燃料貯蔵装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】特開昭４９−１０４２１３号公報に開示
されているように、天然ガス等の炭化水素ガスを活性炭
等の吸着材を用いて貯蔵するガスエンジンの燃料貯蔵シ
ステムが知られており、排気ガス等から吸着材に熱を与
えてエンジンに燃料を供給している。この天然ガス貯蔵
システムでは、ガス燃料を充填しているタンク内の圧力
で燃料残量を検出している。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところが、吸着材に吸
着されるガス燃料量は圧力だけでなく温度によっても変
化する。そのため、このシステムでは、吸着材温度によ
って必ずしもタンク内圧力とガス燃料残量の関係が一定
とならず、ガス燃料の残量を正確に測定することができ
ない。

【０００４】また、圧力のみの検出では突然の燃料切れ
のためエンジンが停止することも考えられる。そこで、
この発明の第１の目的は、ガス燃料の残量を高精度に検
知することができるガスエンジンの燃料貯蔵装置を提供
する。第２の目的は、突然の燃料切れのためエンジンが
停止することを未然に防止することができるガスエンジ
ンの燃料貯蔵装置を提供する。

【０００５】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載のガスエ
ンジンの燃料貯蔵装置は、吸着材の温度を検出する温度
検出手段と、燃料貯蔵タンク内の圧力を検出する圧力検
出手段と、エンジンの運転状態を検出する運転状態検出
手段と、温度検出手段による吸着材の温度と圧力検出手
段によるタンク内の圧力と運転状態検出手段による運転
状態から燃料貯蔵タンク内の燃料残量を推定する燃料残
量推定手段と、燃料残量推定手段による燃料残量を表示
する表示手段とを備えたことを特徴としている。

【０００６】この構成を採用すると、燃料残量推定手段
は、温度検出手段による吸着材の温度と圧力検出手段に
よるタンク内の圧力と運転状態検出手段による運転状態
から燃料貯蔵タンク内の燃料残量を推定し、表示手段
は、燃料残量推定手段による燃料残量を表示する。

【０００７】よって、活性炭等の吸着材に吸着されるガ
ス燃料量は圧力だけでなく温度によっても変化するた
め、温度測定と圧力測定により吸着材の状態を測定し、
更にエンジン運転状態を反映させることにより、吸着さ
れた燃料量、すなわち燃料残量を高精度に検出すること
が可能となる。

【０００８】ここで、請求項２に記載のように、燃料貯
蔵タンクに配置された熱交換器と、熱交換器にエンジン
の発する熱を受けた加熱媒体を供給する加熱媒体供給手
段と、圧力検出手段による圧力が一定になるように加熱
媒体供給手段を制御して熱交換器に供給する熱量を制御
する熱量制御手段とを具備したガスエンジンの燃料貯蔵
装置としてもよい。このようにすると、熱量制御手段
は、圧力検出手段による圧力が一定になるように加熱媒
体供給手段を制御して熱交換器に供給する熱量を制御す
ることになる。

【０００９】請求項３に記載のガスエンジンの燃料貯蔵
装置は、内部に吸着材が配置され、当該吸着材にガスエ
ンジンの燃料となる天然ガスを吸着した第１および第２
の燃料貯蔵部と、前記第１の燃料貯蔵部に配置された熱
交換器にエンジンの発する熱を受けた加熱媒体を供給す
る加熱媒体供給手段と、第１の燃料貯蔵部とガスエンジ
ンのインジェクタとが接続された状態において圧力検出
手段による圧力が一定になるように加熱媒体供給手段を
制御して熱交換器に供給する熱量を制御する熱量制御手
段と、圧力検出手段による圧力が一定値を下回った時
に、切換手段を制御して第２の燃料貯蔵部とガスエンジ
ンのインジェクタとが接続された状態に切り換える切換
制御手段と、切換制御手段による流路切り換えを知らせ
る警告手段と、を備えたことを特徴としている。

【００１０】この構成を採用すると、熱量制御手段は第
１の燃料貯蔵部とガスエンジンのインジェクタとが接続
された状態において圧力検出手段による圧力が一定にな
るように加熱媒体供給手段を制御して熱交換器に供給す
る熱量を制御する。また、切換制御手段は、圧力検出手
段による圧力が一定値を下回った時に、切換手段を制御
して第２の燃料貯蔵部とガスエンジンのインジェクタと
が接続された状態に切り換える。そして、警告手段は、
切換制御手段による流路切り換えを知らせる。

【００１１】よって、第１の燃料貯蔵部の燃料が無くな
った時にも第２の燃料貯蔵部の燃料を用いてガスエンジ
ンが駆動でき、突然の燃料切れのためにガスエンジンが
停止することが未然に防止できる。また、この際、警告
がなされるので燃料残量が少ないことを知らせることが
でき、燃料が切れる前に燃料の補給等の対処を行うこと
ができる。

【００１２】ここで、請求項４に記載のように、燃料貯
蔵タンクの内部を熱伝導性の良い隔壁で仕切ることによ
り形成された主室を第１の燃料貯蔵部とし、同じく熱伝
導性の良い隔壁で仕切ることにより形成された副室を第
２の燃料貯蔵部とすると、熱交換器を配置した主室から
の熱が副室に容易に伝えられ、副室での燃料の脱離の際
に熱が奪われるが、これを補うことができる。

【００１３】

【発明の実施の形態】

（第１の実施の形態）以下、この発明を具体化した第１
の実施の形態を図面に従って説明する。

【００１４】図１には、本実施形態における天然ガスエ
ンジンの燃料貯蔵装置の全体構成図を示す。このエンジ
ンは自動車に搭載される車載エンジンである。天然ガス
を燃料とするエンジン１において、シリンダブロック２
の上にはシリンダヘッド３が設けられ、シリンダブロッ
ク２のシリンダ４内にはピストン５が配置されている。
シリンダヘッド３には吸気ポート６が形成されるととも
に吸気バルブ７が配置され、吸気ポート６および吸気バ
ルブ７を通して空気が吸入される。吸気ポート６に連結
される吸気管８にはスロットルバルブ９が設けられ、こ
のスロットルバルブ９の開度により吸入空気量が調整さ
れる。

【００１５】また、シリンダヘッド３にはインジェクタ
１０が設けられ、このインジェクタ１０から天然ガスを
主成分とする燃料が噴射される。そして、吸入空気とイ
ンジェクタ１０からの燃料とが混合されて混合気として
シリンダ４内に供給される。

【００１６】シリンダヘッド３には点火プラグ１１が螺
着され、点火プラグ１１によりシリンダ４内の混合気が
点火される。シリンダヘッド３には排気ポート１２が形
成されるとともに排気バルブ１３が配置され、燃焼後の
排気ガスが排気バルブ１３および排気ポート１２を通し
て大気側に排出される。

【００１７】シリンダブロック２およびシリンダヘッド
３にはエンジン冷却水の通路１４が形成され、この通路
１４に冷却水溜まり部１５からパイプ１６を通してエン
ジン冷却水が供給されるとともにパイプ１７を通してエ
ンジン冷却水が冷却水溜まり部１５に戻される。このよ
うに、エンジン冷却水の循環によりエンジン１が冷却さ
れる。なお、冷却水溜まり部１５は、例えばエンジン１
のシリンダヘッドのウォータジャケットやラジエータの
アッパータンクのようにエンジン１の発する熱を受けた
エンジン冷却水（加熱媒体）を蓄える部位である。

【００１８】インジェクタ１０への燃料供給系は、天然
ガスを貯蔵・供給する燃料貯蔵タンク１８と、過流防止
安全弁１９と、緊急遮断弁２０と、燃料遮断弁２１と、
レギュレータ２２とを有している。過流防止安全弁１９
は燃料貯蔵タンク１８内に連通するように設けられ、こ
の過流防止安全弁１９と緊急遮断弁２０とは連通管２３
にて接続されている。また、緊急遮断弁２０と燃料遮断
弁２１とは連通管２４にて接続され、燃料遮断弁２１と
レギュレータ２２とは連通管２５にて接続されている。
さらに、レギュレータ２２とインジェクタ１０とは連通
管２６にて接続されている。このように、連通管２３〜
２６にてガスエンジン１のインジェクタ１０と燃料貯蔵
タンク１８とが接続されている。

【００１９】また、連通管２３には、燃料貯蔵タンク１
８内の圧力Ｐを検出する圧力検出手段としての圧力セン
サ２７が取り付けられるとともに、連通管２６には圧力
センサ２８が取り付けられている。さらに、連通管２３
には導管２９が分岐され、導管２９には逆止弁３０およ
び燃料充填弁３１が設けられている。

【００２０】そして、燃料貯蔵タンク１８からのガス燃
料は過流防止安全弁１９、緊急遮断弁２０、燃料遮断弁
２１を通してレギュレータ２２に供給され、レギュレー
タ２２にて圧力調整を行った後にインジェクタ１０に供
給される。

【００２１】ここで、過流防止安全弁１９は燃料配管の
折損時に燃料貯蔵タンク１８からの多量のガス流出を防
ぐと共に、火災時により燃料貯蔵タンク１８内の温度や
圧力が上昇したときにガス燃料を安全に放出するための
ものである。また、緊急遮断弁２０は圧力センサ２７に
よる圧力が急激に上昇した等の緊急時にエンジン１への
ガス燃料の供給を自動的に遮断するためのものである。

【００２２】燃料貯蔵タンク１８の内部には吸着材とし
ての活性炭３２が収容され、この活性炭３２に天然ガス
が吸着されている。また、燃料貯蔵タンク１８の内部に
は熱交換器（パイプ）３３が延設され、その一端は前述
のエンジン冷却水循環パイプ１６と接続され、他端はエ
ンジン冷却水循環パイプ１７と接続されている。そし
て、パイプ１７に設けたサーモスタット付き開閉弁３４
がオンし、熱交換器（パイプ）３３の途中に設けたポン
プ３５が駆動すると、エンジン冷却水が熱交換器（パイ
プ）３３内を通過していく。このとき、燃料貯蔵タンク
１８の内部を加熱する。

【００２３】つまり、活性炭３２からエンジン１にガス
燃料を供給する際、活性炭３２で吸熱反応が生ずるた
め、燃料貯蔵タンク１８内には熱交換器３３が設けられ
ており、活性炭３２はエンジン冷却水から熱を受け、そ
の熱量に概ね対応する量のガス燃料を発生する。なお、
エンジン１の発する熱を受けるエンジン冷却水（加熱媒
体）は、他にも排気ガスを用いてもよく、この排気ガス
を熱交換器３３に供給してもよい。

【００２４】また、燃料貯蔵タンク１８内には温度検出
手段としての温度センサ３６が設置され、温度センサ３
６により活性炭３２の温度Ｔが検出される。また、燃料
残量推定手段としての電子制御ユニット（以下、ＥＣＵ
という）３７はマイクロコンピュータを中心に構成され
ている。ＥＣＵ３７には、運転状態検出手段としての回
転数センサ３８、運転状態検出手段としてのスロットル
センサ３９が接続されている。回転数センサ３８にてエ
ンジン回転数Ｎｅが検出されるとともにスロットルセン
サ３９にてスロットルバルブ９の開度ＴＨが検出され
る。ＥＣＵ３７はこれらのセンサ信号を入力してエンジ
ン回転数Ｎｅとスロットル開度ＴＨを検知する。また、
ＥＣＵ３７には前述の圧力センサ２７と温度センサ３６
が接続され、ＥＣＵ３７はこれらのセンサ信号を入力し
て燃料貯蔵タンク１８内の圧力Ｐと活性炭３２の温度Ｔ
を検知する。

【００２５】さらに、ＥＣＵ３７には前述のインジェク
タ１０およびポンプ３５が接続され、ＥＣＵ３７はイン
ジェクタ１０およびポンプ３５を駆動制御する。また、
ＥＣＵ３７には、表示手段としての残量表示器４０およ
び警告灯４１が接続されている。

【００２６】本例においては、ポンプ３５にて、熱交換
器３３にエンジンの発する熱を受けた加熱媒体（エンジ
ン冷却水）を供給する加熱媒体供給手段が構成され、Ｅ
ＣＵ３７にて、タンク１８内の圧力が一定になるように
ポンプ３５を制御して熱交換器３３に供給する熱量を制
御する熱量制御手段が構成されている。

【００２７】次に、このように構成したガスエンジンの
燃料貯蔵装置の作用を説明する。まず、燃料貯蔵タンク
１８にガス燃料を充填するときは、ポンプ３５を停止
し、燃料遮断弁２１を閉じ、燃料充填弁３１を開け、導
管２９，連通管２３を経て燃料貯蔵タンク１８にガス燃
料を供給する。

【００２８】燃料貯蔵タンク１８にガス燃料を充填した
後において、ガス燃料をエンジン１に供給するときは、
燃料遮断弁２１を開け、燃料貯蔵タンク１８内に充填さ
れているガス燃料を連通管２３，２４，２５，２６を通
してエンジン１に供給する。

【００２９】燃料貯蔵タンク１８にガス燃料を充填した
後におけるＥＣＵ３７によるポンプ３５の制御ロジック
を、図２に示すフローチャートを用いて詳細に説明す
る。ＥＣＵ３７は、ステップ１０１で圧力センサ２７に
より測定された燃料貯蔵タンク１８内の圧力Ｐを取り込
む。ＥＣＵ３７は、ステップ１０２で取り込んだ燃料貯
蔵タンク１８内の圧力Ｐがある一定圧力Ｐ₀ 以上である
か否か判定し、Ｐ₀以上であればステップ１０３でポン
プ３５をオフにして活性炭３２への熱の供給を止め、ス
テップ１０１に戻る。一方、ＥＣＵ３７は、ステップ１
０２において圧力ＰがＰ₀ 未満であるならばステップ１
０４に移行してポンプ３５をオンにしてエンジン冷却水
を熱交換器（パイプ）３３に供給し活性炭３２へ熱を供
給し、ステップ１０１に戻る。

【００３０】このようにして加熱媒体供給手段としての
ポンプ３５により熱交換器３３にエンジン１からエンジ
ン冷却水を循環し、かつ、その流量を圧力センサ２７に
より燃料貯蔵タンク１８の内圧Ｐが所定の圧力になるよ
うポンプ３５をオン・オフ制御する。なお、ポンプ３５
の流量制御は、オン・オフ制御の他にも、回転数制御に
て行ってもよい。

【００３１】この図２の制御により、燃料貯蔵タンク１
８内の圧力、つまりエンジンに供給されるガス燃料圧力
は常に一定に保たれる。次に、ＥＣＵ３７による燃料残
量測定の制御ロジックを、図３に示すフローチャートを
用いて詳細に説明する。

【００３２】ＥＣＵ３７はステップ２０１でエンジン回
転数Ｎｅやスロットル開度ＴＨ等のエンジン運転条件を
示すセンサ類の計測値を読み込み、ステップ２０２でエ
ンジン運転状態に応じた燃料噴射量τを算出する。さら
に、ＥＣＵ３７はステップ２０３で温度センサ３６およ
び圧力センサ２７により測定された活性炭温度Ｔおよび
燃料貯蔵タンク１８内の圧力Ｐを取り込む。

【００３３】そして、ＥＣＵ３７はステップ２０４で燃
料噴射量τが所定値以上でないか判定する。つまり、燃
料噴射量τをモニタして、加速や発進時等でないか判定
する。加速や発進時にはガス燃料を短時間に大量に消費
することになる。

【００３４】そして、ＥＣＵ３７はステップ２０４にお
いて、燃料噴射量τが所定値以下ならばステップ２０５
で図４に示すマップを用いて温度センサ３６により測定
された活性炭３２の温度Ｔと、圧力センサ２７により測
定された燃料貯蔵タンク１８内の圧力Ｐを用いて活性炭
３２に吸着されているガス燃料量すなわちガス燃料の残
量Ｑを算出する。つまり、図４は、活性炭３２に吸着さ
れているガス燃料と圧力Ｐと温度Ｔとの関係を予めマッ
プとして用意したものである。そして、ＥＣＵ３７は図
３のステップ２０７で燃料残量Ｑを残量表示器４０によ
り表示する。残量表示器４０による残量表示にて、運転
者は燃料貯蔵タンク１８にどれだけガス燃料が残ってい
るか精度よく認識することができる。

【００３５】一方、ＥＣＵ３７はステップ２０４におい
て燃料噴射量τが所定値以上ならば、加速や発進時等で
あり温度センサ３６により測定された活性炭３２の温度
Ｔと、圧力センサ２７により測定された燃料貯蔵タンク
１８内の圧力Ｐが追従しなくなるため、ステップ２０６
に移行する。ＥＣＵ３７はステップ２０６で図５に示す
マップを用いて温度センサ３６により測定された活性炭
温度Ｔと、圧力センサ２７により測定された燃料貯蔵タ
ンク１８内の圧力Ｐと、算出した燃料噴射量τとを用い
て活性炭３２に吸着されているガス燃料量すなわちガス
燃料の残量Ｑを算出する。つまり、図５は、活性炭３２
に吸着されているガス燃料量Ｑとタンク内圧力Ｐと活性
炭温度Ｔと燃料噴射量τの関係を予めマップとして用意
したものであり、図１５においては活性炭温度Ｔが一定
となる条件下（温度Ｔ１，Ｔ２，…，Ｔｎ）のもとに、
Ｐとτを変数とした多数枚のマップを用いている場合を
示す。

【００３６】そして、ＥＣＵ３７は図３のステップ２０
７で燃料残量Ｑを残量表示器４０により表示する。ＥＣ
Ｕ３７はステップ２０７の処理後、ステップ２０８で燃
料残量Ｑがある一定量Ｑ_min 以上であれば、ステップ２
０１に戻り、一定量Ｑ_min 以下であれば、ステップ２０
９で警告灯４１を点灯し、ステップ２０１に戻る。よっ
て、燃料残量Ｑがある一定量Ｑ_min 以下になると警告灯
４１が点灯し、運転者は燃料残量が少ないことを知るこ
とができる。

【００３７】なお、ＥＣＵ３７に入力されるエンジン運
転状態（Ｎｅ，ＴＨ等）、活性炭温度Ｔ、燃料貯蔵タン
ク１８内の圧力Ｐは一定期間の平均値とし、算出される
燃料残量Ｑも一定期間の平均値として出力するのが望ま
しい。

【００３８】以上の制御により、燃料貯蔵タンク１８内
の燃料残量の高精度測定が可能となり、充填された燃料
を効率良く消費することができる。このように本実施の
形態は、下記の特徴を有する。 （イ）ＥＣＵ３７は、図３のステップ２０５，２０６の
処理にて、温度センサ３６よる活性炭３２の温度Ｔと、
圧力センサ２７による燃料貯蔵タンク１８内の圧力Ｐ
と、回転数センサ３８およびスロットルセンサ３９によ
るエンジン運転状態（即ち、ＮｅとＴＨにより求めた燃
料噴射量τ）と、から燃料貯蔵タンク１８内の燃料残量
Ｑを推定し、ステップ２０７の処理によって、残量表示
器４０を用いて燃料残量を表示するようにした。

【００３９】よって、活性炭３２に吸着されるガス燃料
量は圧力Ｐだけでなく温度Ｔによっても変化するため、
温度測定と圧力測定により活性炭３２の状態を測定し、
更にエンジン運転状態を反映させることにより、吸着さ
れた燃料量、すなわち燃料残量を高精度に検出すること
ができる。

【００４０】また、活性炭３２を用いたガス燃料貯蔵装
置において、吸着材温度Ｔと燃料貯蔵タンク１８内の圧
力Ｐおよびエンジン運転状態により、燃料残量を精度よ
く測定することが可能であるため、充填された燃料を概
ね全量エンジンに供給することができ、車両等の場合
は、１充填当たりの走行距離がのびる等の効果を奏す
る。 （第２の実施の形態）次に、第２の実施の形態を、第１
の実施の形態との相違点を中心に説明する。

【００４１】図６は、本実施の形態における天然ガスエ
ンジンの燃料貯蔵装置の全体構成図である。燃料貯蔵タ
ンク５０において、ケーシング５１の内部は熱伝導性の
良い隔壁５２にて仕切られ、この隔壁５２により主室
（第１の燃料貯蔵部）５３と副室（第２の燃料貯蔵部）
５４とが形成されている。ここで、ケーシング５１はス
テンレス鋼板およびその表面を覆う断熱材よりなり、隔
壁５２は銅板よりなる。主室５３内には吸着材としての
活性炭３２ａが収容され、この活性炭３２ａに天然ガス
が吸着されている。また、副室５４内には吸着材として
の活性炭３２ｂが収容され、この活性炭３２ｂに天然ガ
スが吸着されている。主室５３の内部には熱交換器（パ
イプ）３３が延設され、その一端は前述のエンジン冷却
水循環パイプ１６と接続され、他端はエンジン冷却水循
環パイプ１７と接続されている。

【００４２】インジェクタ１０への燃料供給系は、過流
防止安全弁１９ａ，１９ｂと、切換手段としての三方切
換弁５６と、緊急遮断弁２０と、燃料遮断弁２１と、レ
ギュレータ２２とを有している。過流防止安全弁１９ａ
は燃料貯蔵タンク１８の主室５３に連通するように設け
られ、過流防止安全弁１９ｂは燃料貯蔵タンク１８の副
室５４に連通するように設けられている。過流防止安全
弁１９ａと三方切換弁５６とは連通管５７にて接続さ
れ、過流防止安全弁１９ｂと三方切換弁５６とは連通管
５８にて接続され、三方切換弁５６と緊急遮断弁２０と
は連通管２３にて接続されている。また、緊急遮断弁２
０と燃料遮断弁２１とは連通管２４にて接続され、燃料
遮断弁２１とレギュレータ２２とは連通管２５にて接続
され、レギュレータ２２とインジェクタ１０とは連通管
２６にて接続されている。また、連通管２３には圧力検
出手段としての圧力センサ２７が取り付けられるととも
に、連通管２６には圧力センサ２８が取り付けられてい
る。さらに、連通管２３には導管２９が分岐され、導管
２９には逆止弁３０および燃料充填弁３１が設けられて
いる。

【００４３】三方切換弁５６は、連通管２３と連通管５
７とが接続された第１の状態と、連通管２３と連通管５
８とが接続された第２の状態とに切り換えることがで
き、この三方切換弁５６によりガス燃料流路を主室５３
から副室５４に切り換えることができる。過流防止安全
弁１９ａ，１９ｂは燃料配管の折損時に燃料貯蔵タンク
５０からの多量のガス流出を防ぐと共に火災等により燃
料貯蔵タンク５０内の温度や圧力が上昇した時にガス燃
料を安全に放出するためのものである。緊急遮断弁２０
は圧力センサ２７による圧力が急激に上昇した等の緊急
時にエンジン１へのガス燃料の供給を自動的に遮断する
ためのものである。

【００４４】活性炭３２ａ，３２ｂからエンジン１にガ
ス燃料を供給する際、活性炭３２ａ，３２ｂで吸熱反応
が生ずるため、主室５３に設けた熱交換器（パイプ）３
３にて活性炭３２ａ，３２ｂがエンジン冷却水（排気ガ
スでもよい）から熱を受け、その熱量に概ね対応する量
のガス燃料を発生する。

【００４５】また、ＥＣＵ３７には燃料遮断弁２１、燃
料充填弁３１および三方切換弁５６と接続され、ＥＣＵ
３７はこれらの弁を制御するようになっている。また、
ＥＣＵ３７には警告手段としての警告灯４１が接続され
ている。

【００４６】本例では、連通管５７，５８，２３，２
４，２５，２６にて、主室５３とガスエンジンのインジ
ェクタ１０、および副室５４とガスエンジンのインジェ
クタ１０を接続する連通管が構成されている。

【００４７】図６のその他の構成については第１の実施
形態の図１と同じであり、同一の符号を付すことにより
その説明は省略する。次に、このように構成したガスエ
ンジンの燃料貯蔵装置の作用を説明する。

【００４８】図７には、熱量制御手段および切換制御手
段としてのＥＣＵ３７による燃料充填時の制御ロジック
を示す。ＥＣＵ３７は、ステップ３０１で燃料遮断弁２
１を閉じ、ステップ３０２で三方切換弁５６を制御して
図６の連通管２３と連通管５８を接続する。ＥＣＵ３７
は、ステップ３０３で燃料充填弁３１を開け、ガス燃料
を副室５４に供給する。ＥＣＵ３７は、ステップ３０４
で圧力センサ２７により副室５４内の圧力Ｐ₂ を取り込
んで、ステップ３０５で圧力Ｐ₂ が一定圧力値Ｐ_max 以
上かどうかを判断する。

【００４９】そして、ＥＣＵ３７は、Ｐ₂ ＜Ｐ_max なら
ばステップ３０４に戻る。一方、ＥＣＵ３７は、Ｐ₂ ≧
Ｐ_max になるとステップ３０６に移行して三方切換弁５
６を切り換え制御して図６の連通管２３と連通管５７を
接続し、主室５３にガス燃料を充填し、ステップ３０７
で警告灯４１を消灯する。

【００５０】ＥＣＵ３７は、ステップ３０８で圧力セン
サ２７により主室５３内の圧力Ｐ₁を取り込んで、ステ
ップ３０９で主室５３内の圧力Ｐ₁ が一定圧力値Ｐ_max
以下かどうかを判断する。ＥＣＵ３７は、Ｐ₁ ＜Ｐ_max
ならばステップ３０８に戻る。Ｐ₁ ≧Ｐ_max になるとＥ
ＣＵ３７は、ステップ３１０で燃料充填弁３１を閉じ、
充填を完了する。なお、ステップ３０９においてＰ₁ ＜
Ｐ_max の状態でも手動でステップ３１０に移り、強制的
に充填を終了することも可能である。

【００５１】以上の制御により、副室５４内に常に一定
のガス燃料を貯蔵することが可能となる。つまり、燃料
充填弁３１から供給されたガス燃料は逆止弁３０、連通
管２３を経て最初に副室５４に充填され、ガス燃料が充
填されると副室５４内の圧力Ｐ₂ が上昇し、ある圧力値
以上になり副室５４内に一定のガス燃料が充填される
と、三方切換弁５６を作動させ連通管２３を連通管５７
に接続して、今度は主室５３にガス燃料を供給する。こ
れにより、副室５４内には常に一定量の燃料が充填され
ることとなる。

【００５２】主室５３と副室５４にガス燃料を充填した
後において、燃料貯蔵タンク５０内に充填されたガス燃
料をエンジン１に供給するときは、ＥＣＵ３７が燃料遮
断弁２１を開け、三方切換弁５６を制御して連通管５７
と連通管２３を接続する。その結果、主室５３に充填さ
れたガス燃料は連通管５７、三方切換弁５６、連通管２
３、緊急遮断弁２０、燃料遮断弁２１を経てレギュレー
タ２２により減圧され、連通管２６よりエンジン１に供
給される。

【００５３】一方、活性炭３２ａからガス燃料が脱離す
ると吸熱反応により活性炭３２ａの温度が低下し、脱離
するガス燃料量が減るため圧力が低下する。そこで、Ｅ
ＣＵ３７は図２に示したポンプ３５の制御ロジックを実
行する。つまり、主室５３とガスエンジンのインジェク
タ１０とが接続された状態において圧力センサ２７によ
る主室５３内の圧力が一定になるようにポンプ３５を制
御してエンジン冷却水の循環流量を調整して熱交換器３
３に供給する熱量を制御する。

【００５４】このとき、主室５３のガス燃料が残り少な
くなると熱量を供給しても、圧力を維持できなくなる。
そこで、以下の処理を実行する。図８に、ＥＣＵ３７に
よるエンジン運転時の制御ロジックを示す。

【００５５】ＥＣＵ３７は、ステップ４０１で燃料遮断
弁２１を開け、ステップ４０２で三方切換弁５６を制御
して図６の連通管２３と連通管５７を接続し、主室５３
からガス燃料をエンジン１に供給できるようにする。こ
こまでは前述した通りである。そして、ＥＣＵ３７は、
ステップ４０３で圧力センサ２７による主室５３内の圧
力Ｐ₁ を取り込み、ステップ４０４で主室内圧力Ｐ₁ が
ある圧力値Ｐ_min （エンジン供給に必要な燃圧以上）以
上かどうかを判断する。Ｐ₁ ≧Ｐ_max ならばＥＣＵ３７
は、ステップ４０３に戻る。

【００５６】Ｐ₁ ＜Ｐ_min となるとＥＣＵ３７は、ステ
ップ４０５に移行して三方切換弁５６を切り換え制御し
て図６の連通管２３と連通管５８を接続し、副室５４よ
りガス燃料をエンジン１に供給する。その後、ＥＣＵ３
７は、ステップ４０６で警告灯４１を点灯する。

【００５７】以上の制御により、主室５３内のガス燃料
が少なくなったときに自動的に副室５４に切り換えら
れ、それと同時に警告灯４１が点灯され、運転者は燃料
残量が少量となったことを認識でき、副室５４内には一
定のガス燃料が常に充填されているため、警告灯４１が
点灯した時点で後どれだけ運転可能かを知ることができ
る。

【００５８】このようにして、主室５３内での残量燃料
が少なくなった時の圧力の低下を圧力センサ２７で検知
し、圧力センサ２７がある圧力値以下になるとＥＣＵ３
７により三方切換弁５６を作動して連通管２３と連通管
５８を接続し副室５４からのガス燃料がエンジン１に供
給される。これと同時に、警告灯４１が点灯される。こ
の際、熱交換器３３に供給された熱は主室５３から隔壁
５２を通り副室５４へ伝えられ副室５４内の活性炭３２
ｂへ供給される。副室５４には常に一定のガス燃料が充
填されているため警告灯４１が点灯した時点で後どれだ
けの時間運転可能かを運転者は認識することができ、突
然の燃料切れのためエンジンが停止することもない。

【００５９】このように本実施形態は、下記の特徴を有
する。 （イ）ＥＣＵ３７は図２の処理を実行して主室５３とガ
スエンジン１のインジェクタ１０とが接続された状態に
おいて圧力センサ２７による圧力が一定になるようにポ
ンプ３５を制御して熱交換器３３に供給する熱量を制御
するとともに、図８のステップ４０４，４０５，４０６
の処理を実行して、圧力センサ２７による圧力が一定値
を下回った時に、三方切換弁５６を制御して副室５４と
ガスエンジンのインジェクタ１０とが接続された状態に
切り換え、警告灯４１にて流路切り換えを知らせるよう
にした。

【００６０】よって、燃料貯蔵タンク５０の主室５３の
燃料が無くなった時にも副室５４の燃料を用いてガスエ
ンジン１が駆動でき、突然の燃料切れのためにガスエン
ジンが停止することが未然に防止できる。また、この
際、警告がなされるので燃料残量が少ないことを知らせ
ることができ、燃料が切れる前に燃料の補給等の対処を
行うことができる。

【００６１】このように、燃料貯蔵タンク５０内の圧力
のみを検出するという簡易的な手法にて、残量少量時に
三方切換弁５６を制御して副室５４に切り換えて警告灯
４１を点灯することにより、運転者は、燃料残量が少量
であることを認識でき突然の燃料切れのためエンジンが
停止することがない。 （ロ）燃料貯蔵タンク５０において、主室５３と副室５
４とを熱伝導性の良い隔壁５２で仕切ったので、熱交換
器３３を配置した主室５３からの熱が副室５４に容易に
伝えられ、副室５４での燃料の脱離の際に熱が奪われる
が、これを補うことができる。

【００６２】なお、第２の実施の形態においては１つの
タンクの内部を隔壁にて区画することにより第１および
第２の燃料貯蔵部を形成したが、他にも、第１のタンク
にて第１の燃料貯蔵部を構成し、第２のタンクにて第２
の燃料貯蔵部を構成してもよい。

【００６３】また、主室から副室に切り換えた時に警告
灯により運転者にガス燃料が少量であることを知らせた
が、ブザーによって知らせてもよい。あるいは、警告灯
とブザーの両方にて知らせてもよい。

【図面の簡単な説明】

【図１】 第１の実施の形態における燃料貯蔵装置の全
体構成図。

【図２】 吸着材への熱供給の動作を示すフローチャー
ト。

【図３】 残量表示のための動作を示すフローチャー
ト。

【図４】 ガス燃料を貯蔵する活性炭の温度と燃料貯蔵
タンク内圧力とガス燃料吸着量の関係を示すマップ。

【図５】 加速・発進時等の短時間に大量にガス燃料を
消費する場合に用いるマップ。

【図６】 第２の実施の形態における燃料貯蔵装置の全
体構造図。

【図７】 燃料充填時の動作を示すフローチャート。

【図８】 エンジン運転時の動作を示すフローチャー
ト。

【符号の説明】 １…エンジン、１０…インジェクタ、１８…燃料貯蔵タ
ンク、２３，２４，２５，２６…連通管、２７…圧力セ
ンサ、３２…活性炭、３２ａ…活性炭、３２ｂ…活性
炭、３３…熱交換器、３５…ポンプ、３６…温度セン
サ、３７…ＥＣＵ、３８…回転数センサ、３９…スロッ
トルセンサ、４０…残量表示器、４１…警告灯、５０…
燃料貯蔵タンク、５１…ケーシング、５２…隔壁、５３
…主室、５４…副室、５６…三方切換弁、５７，５８…
連通管。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 飯塚 基正 愛知県西尾市下羽角町岩谷14番地 株式会 社日本自動車部品総合研究所内 (72)発明者 金原 賢治 愛知県西尾市下羽角町岩谷14番地 株式会 社日本自動車部品総合研究所内 (72)発明者 長谷川 昌雄 愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地 株式会 社デンソー内

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 内部に吸着材が配置され、当該吸着材に
   ガスエンジンの燃料となる天然ガスを吸着した燃料貯蔵
   タンクと、 ガスエンジンのインジェクタと前記燃料貯蔵タンクとを
   接続する連通管と、 前記吸着材の温度を検出する温度検出手段と、 前記燃料貯蔵タンク内の圧力を検出する圧力検出手段
   と、 前記エンジンの運転状態を検出する運転状態検出手段
   と、 前記温度検出手段による吸着材の温度と、前記圧力検出
   手段によるタンク内の圧力と、前記運転状態検出手段に
   よる運転状態から、前記燃料貯蔵タンク内の燃料残量を
   推定する燃料残量推定手段と、 前記燃料残量推定手段による燃料残量を表示する表示手
   段と、を備えたことを特徴とするガスエンジンの燃料貯
   蔵装置。
2. 【請求項２】 前記燃料貯蔵タンクに配置された熱交換
   器と、 前記熱交換器にエンジンの発する熱を受けた加熱媒体を
   供給する加熱媒体供給手段と、 前記圧力検出手段による圧力が一定になるように前記加
   熱媒体供給手段を制御して前記熱交換器に供給する熱量
   を制御する熱量制御手段と、を具備した請求項１に記載
   のガスエンジンの燃料貯蔵装置。
3. 【請求項３】 内部に吸着材が配置され、当該吸着材に
   ガスエンジンの燃料となる天然ガスを吸着した第１の燃
   料貯蔵部と、 内部に吸着材が配置され、当該吸着材にガスエンジンの
   燃料となる天然ガスを吸着した第２の燃料貯蔵部と、 前記第１の燃料貯蔵部に配置された熱交換器と、 前記熱交換器にエンジンの発する熱を受けた加熱媒体を
   供給する加熱媒体供給手段と、 前記第１の燃料貯蔵部とガスエンジンのインジェクタ、
   および前記第２の燃料貯蔵部とガスエンジンのインジェ
   クタを接続する連通管と、 前記第１の燃料貯蔵部とガスエンジンのインジェクタと
   が接続された状態から、前記第２の燃料貯蔵部とガスエ
   ンジンのインジェクタとが接続された状態に切り換える
   切換手段と、 前記第１の燃料貯蔵部内の圧力を検出する圧力検出手段
   と、 前記第１の燃料貯蔵部とガスエンジンのインジェクタと
   が接続された状態において前記圧力検出手段による圧力
   が一定になるように前記加熱媒体供給手段を制御して前
   記熱交換器に供給する熱量を制御する熱量制御手段と、 前記圧力検出手段による圧力が一定値を下回った時に、
   前記切換手段を制御して前記第２の燃料貯蔵部とガスエ
   ンジンのインジェクタとが接続された状態に切り換える
   切換制御手段と、 前記切換制御手段による流路切り換えを知らせる警告手
   段と、を備えたことを特徴とするガスエンジンの燃料貯
   蔵装置。
4. 【請求項４】 燃料貯蔵タンクの内部を熱伝導性の良い
   隔壁で仕切ることにより形成された主室を前記第１の燃
   料貯蔵部とし、同じく熱伝導性の良い隔壁で仕切ること
   により形成された副室を前記第２の燃料貯蔵部とした請
   求項３に記載のガスエンジンの燃料貯蔵装置。