(57)【要約】【課題】エンジンの運転と電動ポンプの作動とを同期させることで、エンジン運転中にのみ電動ポンプが作動する燃料供給システムを提供すること。【解決手段】  液化ガス燃料としてのＬＮＧ燃料を貯留する燃料容器１０と、燃料容器１０から供給されるＬＮＧ燃料を加熱し気化させる気化器２０と、ＬＮＧ燃料を加熱するためのエンジン冷却水を気化器２０に循環させる電動ポンプ３０と、を備える燃料供給システム１００であって、エンジン１の運転を検出するエンジン運転検出手段としてオルタネータ５０を備え、オルタネータ５０のランプ点灯信号端子５２からの信号によってエンジン１の運転を検出すると電動ポンプ３０を作動させる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
液化ガス燃料を貯留する燃料容器と、
前記燃料容器から供給される液化ガス燃料を加熱し気化させる気化器と、
液化ガス燃料を加熱するためのエンジン冷却水を前記気化器に循環させる電動ポンプと、を備える燃料供給システムであって、
エンジンの運転を検出するエンジン運転検出手段と、
該エンジン運転検出手段がエンジンの運転を検出したことに基づいて前記電動ポンプを作動させる制御手段と、を備えることを特徴とする燃料供給システム。
【請求項２】
前記エンジン運転検出手段として、エンジンを動力源として発電するオルタネータを備え、
該オルタネータのランプ点灯信号端子からの出力電圧に伴って前記電動ポンプが作動することを特徴とする請求項１に記載の燃料供給システム。
【請求項３】
前記制御手段は、
前記ランプ点灯信号端子からの出力電流によって切り換えられる第１のリレーと、
前記第１のリレーが切り換えられると連動して切り換えられる第２のリレーと、を備え、
前記第２のリレーが切り換えられることによって前記電動ポンプが作動することを特徴とする請求項２に記載の燃料供給システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液化ガス燃料を使用する車両の燃料供給システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ＬＮＧ（液化天然ガス：Ｌｉｑｕｅｆｉｅｄ  Ｎａｔｕｒａｌ  Ｇａｓ）やＬＰＧ（液化石油ガス：Ｌｉｑｕｅｆｉｅｄ  ｐｅｔｒｏｌｅｕｍ  ｇａｓ）のような液化ガス燃料を使用する車両では、液化ガス燃料を気化させて昇圧してからエンジンに供給する必要がある。そのため、液化ガス燃料を高温に曝して気化させる気化器が設けられる。気化器では、エンジンの運転による熱で高温となったエンジン冷却水を電動ポンプで循環させることによって、液化ガス燃料を熱して気化させている。
【０００３】
特許文献１には、液相状態のＬＰＧ燃料をエンジン冷却水の熱を利用してベーパライザで気化させる液化ガス燃料供給装置が開示されている。
【特許文献１】特開平２００８−２８６１０１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、エンジンによって駆動されるウォータポンプはエンジン停止時には作動しないが、エンジン停止時であっても車両電源がオンであれば気化器用の電動ポンプは作動する。そのため、エンジンが停止しており、かつ車両電源がオンである場合には、電動ポンプのみが作動することで、通常のエンジン運転中とは異なる冷却水の流れが形成される。その結果、電動ポンプは冷却水を通常の流れと逆流させ、ラジエータサブタンクから空気を吸い込むおそれがあった。
【０００５】
そこで、本発明では通常とは異なる冷却水の流れを形成することなく、冷却水の流れが安定した燃料供給システム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】
本発明は、液化ガス燃料を貯留する燃料容器と、前記燃料容器から供給される液化ガス燃料を加熱し気化させる気化器と、液化ガス燃料を加熱するためのエンジン冷却水を前記気化器に循環させる電動ポンプと、を備える燃料供給システムであって、エンジンの運転を検出するエンジン運転検出手段を備え、該エンジン運転検出手段がエンジンの運転を検出すると前記電動ポンプが作動することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、エンジン運転検出手段がエンジンの運転を検出すると電動ポンプが作動する。よって、エンジンの運転と電動ポンプの作動との同期をとることができ、エンジン運転時にのみ電動ポンプが作動する。
【０００８】
したがって、通常とは異なる冷却水の流れを形成することなく、冷却水の流れが安定した燃料供給システムを得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、図面を参照しながら本発明の実施の形態に係る燃料供給システム１００について説明する。図１は燃料供給システム１００の構成図であり、図２はエンジン冷却水の流れを表すブロック図である。本実施形態では、液化ガス燃料としてＬＮＧ燃料を使用する。
【００１０】
まず、燃料供給システム１００の概要を説明する。
【００１１】
燃料供給システム１００は、燃料容器１０に貯留された液体のＬＮＧ燃料を気化器２０で気化させ、エンジン１へと送出するシステムである。
【００１２】
燃料容器１０は、外側の外槽容器１０ａと内側の内槽容器１０ｂとを備える二重構造の容器である。燃料容器１０の内部には、ＬＮＧ燃料が超低温で貯留される。
【００１３】
ＬＮＧ燃料は常圧で−１６２℃以下の温度になると液化する。またＬＮＧ燃料は、液化すると気体の場合の約６００分の１の体積になる性質をもつ。つまり、密封された燃料容器１０内でＬＮＧ燃料が気化すると液体のときの約６００倍の体積になり、燃料容器１０内の圧力が過度に上昇するおそれがある。そのため、ＬＮＧ燃料を超低温に保ったまま燃料容器１０内に貯留する必要がある。
【００１４】
外槽容器１０ａと内槽容器１０ｂとの間の空間は真空引きがなされ、略真空状態まで減圧されている。外槽容器１０ａと外槽容器１０ａとの間に気体が存在すると、その気体を通じて熱伝達が行われるためである。このように、燃料容器１０は、外槽容器１０ａの外部からの熱を内槽容器１０ｂの内部へと伝達しにくい構造になっている。
【００１５】
燃料容器１０から送出されたＬＮＧ燃料は、ＬＮＧ燃料をエンジン１に供給するために気化させる気化器２０へと燃料供給通路１１を通じて送られる。
【００１６】
燃料供給通路１１には手動弁１１ａが設けられる。手動弁１１ａは、燃料供給システム１００を長期間使用しない場合などに安全のため手動で閉じられる弁である。つまり、手動弁１１ａは、通常の運転状態では常に開状態である。
【００１７】
気化器２０は、燃料容器１０から送られてきたＬＮＧ燃料を通すＬＮＧ燃料通路２１と、エンジン冷却水が循環する冷却水通路２２とを備える。気化器２０では、エンジン内でのＬＮＧ燃料の燃焼によって昇温させられたエンジン冷却水を使用し、ＬＮＧ燃料を加温して気化させる。エンジン冷却水は、電動ポンプ駆動システム２００によって駆動される電動ポンプ３０によって昇圧されて気化器２０の冷却水通路２２を循環させられる。電動ポンプ駆動システム２００については後で詳細に説明する。
【００１８】
ここで、図２を参照しながら、エンジン冷却水の流れについて説明する。
【００１９】
エンジン冷却水は、ウォータポンプ４の動作によってメイン通路７０を図２で見て時計回りに循環する。
【００２０】
ウォータポンプ４は、エンジン１によって駆動される。ウォータポンプ４から吐出されたエンジン冷却水は、まずオイルクーラ５を通ってエンジン１の潤滑油を冷却し、次にエンジン内に入りシリンダブロック１ａからシリンダヘッド１ｂへと流れてエンジン１を冷却する。
【００２１】
オイルクーラ５の下流からは、シリンダブロック１ａを通過させずに直接シリンダヘッド１ｂへと送る通路７８と、排気ガスを冷却して吸気側へ再び循環させる装置であるＥＧＲ（排気ガス再循環装置：Ｅｘｈａｕｓｔ  Ｇａｓ  Ｒｅｃｉｒｃｕｌａｔｉｏｎ）装置６１へと送る通路７９とが分岐される。ＥＧＲ装置６１から流出したエンジン冷却水は、サーモスタットハウジング６ａへと流れる通路７３と電動ポンプ３０へと流れる通路７４との二つに分岐させられる。
【００２２】
エンジン冷却水は、エンジン１を冷却した後にサーモスタットハウジング６ａへと入り、サーモスタット６へと流入する。
【００２３】
サーモスタット６では、エンジン冷却水の温度が所定の値よりも高いか低いかによって流出する通路が異なる。エンジン冷却水の温度が所定の値よりも高い場合には、サーモスタット６は開状態となり、エンジン冷却水はラジエータ２へと流れて外気によって冷却される。エンジン冷却水の温度が所定の値よりも低い場合には、サーモスタット６は閉状態となり、エンジン冷却水はメイン通路７０へと還流される。ここでいう所定の値とは、サーモスタット６の設定された固有の値である。
【００２４】
ラジエータ２で冷却されたエンジン冷却水は、通路７５，７６へと分流される。通路７５に流入したエンジン冷却水はメイン通路７０へと還流され、再びエンジン１を冷却する。通路７６へと流入したエンジン冷却水はラジエータサブタンク３に溜められ、その後通路７１から再びウォータポンプ４へと送られることとなる。
【００２５】
ところで、シリンダブロック１ａからは、エンジン１の熱によって温められたエンジン冷却水を車内暖房に使用するために、カーヒータ６０へと連通する通路８０が分岐される。カーヒータ６０から流出したエンジン冷却水は、ウォータポンプ４へと還流される通路７２と、電動ポンプ３０へと送られる通路３２との二つに分岐させられる。また、ＥＧＲ装置６１から分岐した通路７４を流れるエンジン冷却水は通路３２に合流する。通路３２へと流入したエンジン冷却水は、電動ポンプ３０によって気化器２０へと送出される。
【００２６】
電動ポンプ３０から流出したエンジン冷却水は、気化器２０の冷却水通路２２へと流入してＬＮＧ燃料を気化させるのに用いられる。エンジン冷却水は、その後通路３３に流出してウォータポンプ４へと続く通路７１へと合流させられる。
【００２７】
ここで、ウォータポンプ４が作動せずに電動ポンプ３０のみが作動している場合について考える。これは、車両電源のみがオンにされてエンジン１は未だ運転されていない状態、又はエンジン１の運転は停止されたが車両電源のみ未だオンである状態に相当する。
【００２８】
電動ポンプ３０は気化器２０へとエンジン冷却水を送出しようとする。そのため、電動ポンプ３０の上流のエンジン冷却水の圧力が低下する。
【００２９】
しかし、ウォータポンプ４は作動していないためエンジン冷却水の流れは停止している。また、停止しているウォータポンプ４が抵抗となり、エンジン冷却水の流れを妨げる。よって、ウォータポンプ４の抵抗の無い通路から電動ポンプ３０はエンジン冷却水を吸い上げようとする。そのため、通路３２から通路７４、通路７３、サーモスタットハウジング６ａ、及び通路７７の圧力が低下してラジエータサブタンク３に溜められているエンジン冷却水が逆流することとなる。逆流したエンジン冷却水は、通路７７、サーモスタットハウジング６ａ、通路７３、通路７４、及び通路３２を通じて電動ポンプ３０へと流れる。このとき、エンジン冷却水が逆流するだけでなく、ラジエータサブタンク３に溜まった空気までも吸い込むおそれがある。そこで、燃料供給システム１００は、エンジン冷却水の逆流を防止するためにエンジン１の運転と電動ポンプ３０の作動との同期をとる電動ポンプ駆動システム２００を備える。
【００３０】
以下では、図１を参照しながら電動ポンプ駆動システム２００について説明する。
【００３１】
電動ポンプ駆動システム２００は、エンジン１によって駆動される発電機であるオルタネータ５０と、オルタネータ５０からの信号によって切り換えられるリレー４１と、リレー４１の動作に伴って切り換えられるリレー４２とを備える。このオルタネータ５０がエンジン運転検出手段に該当し、リレー４１が第１のリレーに該当し、リレー４２が第２のリレーに該当する。
【００３２】
オルタネータ５０は、発電した電気をエンジン１や他の電装機器に供給するために整流するレギュレータ５１を備える。レギュレータ５１には、ランプ点灯信号端子５２が設けられている。
【００３３】
ランプ点灯信号端子５２は、充電警告ランプ５５ａを点灯するためにオルタネータ５０に設けられている。ランプ点灯信号端子５２は、Ｌ端子又はＬＡ端子と呼ばれることがある。
【００３４】
一般に、自動車などの車両ではオルタネータ５０で発電した電気をバッテリ（図示省略）に貯留し、エンジン１や他の電装部品に電気を供給する。しかし、オルタネータ５０が何らかの原因で作動せず発電できないような場合には、バッテリに貯留された限られた電気しか利用できない。そのため、オルタネータ５０が発電していないことを運転者に知らせる必要がある。そこで用いられるのが、このランプ点灯信号端子５２である。
【００３５】
ランプ点灯信号端子５２は、車両電源がオンであり、かつエンジン１が運転されていないときに、車両のメーターパネル５５に備えられる充電警告ランプ５５ａを点灯する。エンジン１が正常に運転されてオルタネータ５０が発電を開始すると、充電警告ランプ５５ａは消灯する。これにより、運転者はオルタネータ５０が何らかの原因で発電できていないことを知ることができる。
【００３６】
電動ポンプ駆動システム２００では、ランプ点灯信号端子５２からの出力電流によってリレー４１が切り換えられる。
【００３７】
リレー４１は、接地されるＣ（Ｃｏｍｍｏｎ）端子４１ａ、通常の状態でＣ端子４１ａと接続される閉状態であるＮＣ（Ｎｏｒｍａｌｙ  Ｃｌｏｓｅ）端子４１ｂ、通常の状態でＣ端子４１ａと接続されない開状態であるＮＯ（Ｎｏｒｍａｌｙ  Ｏｐｅｎ）端子４１ｃ、及びＮＣ端子４１ｂとＮＯ端子４１ｃとのいずれか一方を排他的にＣ端子４１ａと接続するための電磁石４１ｄを備える。
【００３８】
ランプ点灯信号端子５２からの電流が流れていない場合には、電磁石４１ｄに電流が流れないため、Ｃ端子４１ａとＮＣ端子４１ｂとが接続される。逆に、ランプ点灯信号端子５２からの電流が流れている場合には、電磁石４１ｄに電流が流れて作動するるため、Ｃ端子４１ａとＮＯ端子４１ｃとが接続される。即ち、図１に示す状態はランプ点灯信号端子５２からの電流が流れている状態である。
【００３９】
このとき、ＮＯ端子４１ｃに接続されるメーターパネル５５の充電警告ランプ５５ａが点灯する。図示しないが、車両電源がオンの状態ではメーターパネル５５に電力が供給されており、接地しているＣ端子４１ａと接続されることで電流が流れるためである。
【００４０】
電磁石４１ｄを作動させるランプ点灯信号端子５２からの電流が流れなくなり、Ｃ端子４１ａとＮＣ端子４１ｂとが接続されると、電動ポンプ３０を駆動するための電動ポンプ電源５６からの電流がリレー４１を伝って接地する。これにより、リレー４２が切り換えられる。電動ポンプ電源５６は、車両電源がオンになると電流を流す。
【００４１】
リレー４２は、電動ポンプ電源５６からの電流が入力されるＣ（Ｃｏｍｍｏｎ）端子４２ａ、通常の状態でＣ端子４１ａと接続されない開状態であるＮＯ（Ｎｏｒｍａｌｙ  Ｏｐｅｎ）端子４２ｃ、及びＮＯ端子４２ｃとＣ端子４２ａとを接続又は遮断するための電磁石４２ｄを備える。
【００４２】
電磁石４２ｄは、リレー４１のＣ端子４１ａとＮＣ端子４１ｂとが接続され、電動ポンプ電源５６からの電流が流れることによって作動する。
【００４３】
電磁石４２ｄが作動すると、Ｃ端子４２ａはＮＯ端子４２ｃと接続される。これによって、電動ポンプ電源５６からの電流が電動ポンプ３０に流れることとなる。
【００４４】
以下では、燃料供給システム１００の作用について説明する。
【００４５】
エンジン１が動作しておらず、かつ車両電源がオフの状態では、オルタネータ５０は作動しておらず、ランプ点灯信号端子５２からの電流は流れない。また、車両電源がオフであるため電動ポンプ電源５６もオフであり、電流は流されない。
【００４６】
このとき、リレー４１では、電磁石４１ｄに電流が流れないためＣ端子４１ａとＮＣ端子４１ｂとが接続される。これにより、リレー４２の電磁石４２ｄが電気的に接地するが、電動ポンプ電源５６がオフであるため、電磁石４２ｄに電流は流れない。よって、Ｃ端子４２ａとＮＯ端子４２ｃとは接続されず開状態である。したがって、電動ポンプ３０は作動しない。
【００４７】
エンジン１が動作しておらず、かつ車両電源がオンの状態では、オルタネータ５０は未だ作動しないが、ランプ点灯信号端子５２から電流が流れる。また、電動ポンプ電源５６がオンになり、電流が流される。
【００４８】
このとき、リレー４１は、電磁石４１ｄに電流が流れるため切り換えられ、Ｃ端子４１ａとＮＯ端子４１ｃとが接続される。これにより、メーターパネル５５の充電警告ランプ５５ａが点灯する。
【００４９】
リレー４１のＣ端子４１ａとＮＣ端子４１ｂが接続されていないため、リレー４２の電磁石４２ｄには電流が流れない。よって、Ｃ端子４２ａとＮＯ端子４２ｃとは接続されない開状態であり、電動ポンプ電源５６からの電流は電動ポンプ３０に流れない。したがって、電動ポンプ３０は作動しない。つまり、車両電源がオンになってもエンジン１が運転されていない状態では電動ポンプ３０は作動しない。
【００５０】
エンジン１が動作しており、かつ車両電源がオンの状態では、オルタネータ５０が作動するため、ランプ点灯信号端子５２からの電流が流れなくなる。電動ポンプ電源５６もオンであり、電流が流される。
【００５１】
このとき、リレー４１では、電磁石４１ｄに電流が流れないためＣ端子４１ａとＮＣ端子４１ｂとが接続されている。Ｃ端子４１ａとＮＯ端子４１ｃとの接続が遮断されるため、充電警告ランプ５５ａは消灯する。
【００５２】
リレー４１のＣ端子４１ａとＮＣ端子４１ｂとが接続され、かつ電動ポンプ電源５６がオンであるため、リレー４２の電磁石４２ｄには電流が流れる。よって、リレー４２は切り換えられてＣ端子４２ａとＮＯ端子４２ｃとは接続され、電動ポンプ電源５６からの電流が電動ポンプ３０に流れる。したがって、電動ポンプ３０は作動する。つまり、車両電源がオンであり、かつエンジン１が運転されている状態でのみ、電動ポンプ３０は作動する。これにより、エンジン１の運転と電動ポンプ３０の作動との同期をとることができるため、通常とは異なるエンジン冷却水の流れを形成することなく、エンジン冷却水の流れが安定した燃料供給システム１００を得ることができる。
【００５３】
以上の実施の形態によれば、次のような効果を奏する。
【００５４】
エンジン１が動作してオルタネータ５０のレギュレータ５１に設けられたランプ点灯信号端子５２からの電流が流れなくなり、かつ車両電源がオンである場合にのみ電動ポンプ３０は作動する。つまり、車両電源がオンであってもエンジン１が動作していなければ電動ポンプ３０は作動しない。即ち、エンジン１の運転を検出すると電動ポンプ３０が作動する。
【００５５】
よって、電動ポンプ３０はエンジン１が運転されていることを検出することで作動するため、エンジン１の運転と電動ポンプ３０の作動との同期をとることができる。したがって、通常とは異なるエンジン冷却水の流れを形成することなく、エンジン冷却水の流れが安定した燃料供給システム１００を得ることができる。
【００５６】
本発明は上記の実施の形態に限定されずに、その技術的な思想の範囲内において種々の変更がなしうることは明白である。
【産業上の利用可能性】
【００５７】
本発明に係る液化ガス車用燃料供給システムは、ＬＮＧなどの液化ガスを燃料として使用する車両に利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】冷却システム及び液化ガス加温システムの構成図である。
【図２】本発明の実施の形態に係る液化ガス車両燃料供給システムの構成図である。
【符号の説明】
【００５９】
１００  燃料供給システム
２００  電動ポンプ駆動システム
１      エンジン
２      ラジエータ
３      ラジエータサブタンク
１０    燃料容器
１１    燃料供給通路
２０    気化器
３０    電動ポンプ
４１    リレー
４１ａ  Ｃ端子
４１ｂ  ＮＣ端子
４１ｃ  ＮＯ端子
４２    リレー
４２ａ  Ｃ端子
４２ｃ  ＮＯ端子
５０    オルタネータ
５１    レギュレータ
５２    ランプ点灯信号端子
５５    メーターパネル
５６    電動ポンプ電源
７０    メイン通路
【図１】
2010144657.tif 000003
【図２】
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