(57)【要約】【課題】  気体燃料用内燃機関を備えた車両において、簡素な構成で低圧気体燃料源からの補給を可能にする。【解決手段】  内燃機関２を備えた車両１は、気体燃料容器３、圧縮機４、インジェクタ５、切換装置２０、低圧気体燃料源１４に接続可能な低圧燃料源接続口１１、低圧燃料源接続口と切換装置とを接続する低圧気体通路３５、気体燃料容器と切換装置とを接続する高圧気体通路３４、圧縮機の低圧側と切換装置とを接続する上流側通路３１、圧縮機の高圧側と切換装置とを接続する下流側通路３２、切換装置とインジェクタとを接続するインジェクタ通路３３を有する。切換装置は、低圧気体通路と上流側通路を接続すると共に下流側通路と高圧気体通路とを接続する低圧充填モードと、高圧気体通路と上流側通路とを接続すると共に下流側通路とインジェクタ通路とを接続する燃料噴射モードとを選択可能とした。【選択図】    図１
2014227917.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
気体燃料用内燃機関を備えた車両であって、
気体燃料が充填される気体燃料容器と、
少なくとも電動モータによって駆動され、気体燃料を圧縮する圧縮機と、
気体燃料を噴射するインジェクタと、
接続される通路の接続状態を切り換える切換装置と、
低圧気体燃料源に接続可能な低圧燃料源接続口と、
前記低圧燃料源接続口と前記切換装置とを接続する低圧気体通路と、
前記気体燃料容器と前記切換装置とを接続する高圧気体通路と、
前記圧縮機の低圧側と前記切換装置とを接続する上流側通路と、
前記圧縮機の高圧側と前記切換装置とを接続する下流側通路と、
前記切換装置と前記インジェクタとを接続するインジェクタ通路とを有し、
前記切換装置は、前記低圧気体通路と前記上流側通路とを接続すると共に前記下流側通路と前記高圧気体通路とを接続する低圧充填モードと、前記高圧気体通路と前記上流側通路とを接続すると共に前記下流側通路と前記インジェクタ通路とを接続する燃料噴射モードとを選択可能であることを特徴とする車両。
【請求項２】
高圧気体燃料源に接続可能な高圧燃料源接続口を更に有し、
前記高圧気体通路は、前記気体燃料容器、前記切換装置及び前記高圧燃料源接続口を接続し、
前記切換装置は、前記高圧気体通路と他の通路との接続を遮断する高圧充填モードと、前記低圧充填モードと、前記燃料噴射モードとを選択可能であることを特徴とする請求項１に記載の車両。
【請求項３】
前記電動モータは、車載バッテリ又は外部電源から電力を受けて駆動することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の車両。
【請求項４】
前記圧縮機は、第１クラッチを介して前記電動モータに連結されると共に、第２クラッチを介して前記気体燃料用内燃機関の出力軸に連結され、前記燃料噴射モードでは、前記第１クラッチが切断されると共に前記第２クラッチが連結されることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか１つの項に記載の車両。
【請求項５】
前記低圧燃料源接続口と前記低圧気体燃料源との接続状態を検出する低圧側接続センサと、
前記高圧燃料源接続口と前記高圧気体燃料源との接続状態を検出する高圧側接続センサとを更に有し、
前記切換装置は、前記低圧側接続センサが接続状態を検出したときに前記低圧充填モードを選択し、前記高圧側接続センサが接続状態を検出したときに前記高圧充填モードを選択し、前記低圧側接続センサ及び前記高圧側接続センサがいずれも接続状態を検出しないときに前記燃料噴射モードを選択することを特徴とする請求項２に記載の車両。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、気体燃料用内燃機関を備えた車両に係り、都市ガス配管等の低圧気体燃料源からの燃料補給が可能な車両に関する。
【背景技術】
【０００２】
天然ガス等の気体燃料を燃料とする内燃機関を備えた車両がある。このような車両では、気体燃料の積載量を多くするために、車両に搭載された気体燃料容器に気体燃料は圧縮された状態（例えば、２０ＭＰａ）で充填される。気体燃料を気体燃料容器に補給する際には、気体燃料を高圧に圧縮する必要があるため、気体燃料を圧縮する圧縮機（コンプレッサ）を含む充填設備が設けられた補給所（ガスステーション）に車両を移動させる必要がある。このような補給所は比較的数が限られているため、利用が容易な都市ガス配管等の低圧気体燃料源から燃料補給ができることが望まれている。
【０００３】
しかしながら、例えば都市ガス配管によって供給される天然ガスは低圧（１．０〜２．５ｋＰａ）であるため、そのまま気体燃料容器に充填することはできない。このような問題を解決するために、車両に気体燃料を圧縮する圧縮機を設け、圧縮機によって気体燃料を圧縮し、気体燃料容器に充填するようにした車両がある（例えば、特許文献１）。特許文献１に係る車両は、内燃機関の出力軸（クランクシャフト）にプーリ及びベルトからなる動力伝達装置を介して圧縮機を連結し、内燃機関の駆動力によって圧縮機を駆動している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００１−６５４０９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に係る車両は、気体燃料を圧縮するための圧縮機を車両に付加的に設けているため、車両重量の増大、車両の大型化、及び製造コストの増大が生じる。また、圧縮機を駆動するために、必ず内燃機関を駆動させなければならないという問題がある。
【０００６】
本発明は、以上の背景に鑑みてなされたものであって、気体燃料用内燃機関を備えた車両において、簡素な構成で低圧気体燃料源からの補給を可能にすることを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、本発明は、気体燃料用内燃機関（２）を備えた車両（１）であって、気体燃料が充填される気体燃料容器（３）と、少なくとも電動モータ（４６）によって駆動され、気体燃料を圧縮する圧縮機（４）と、気体燃料を噴射するインジェクタ（５）と、接続される通路の接続状態を切り換える切換装置（２０）と、低圧気体燃料源（１４）に接続可能な低圧燃料源接続口（１１）と、前記低圧燃料源接続口と前記切換装置とを接続する低圧気体通路（３５）と、前記気体燃料容器と前記切換装置とを接続する高圧気体通路（３４）と、前記圧縮機の低圧側と前記切換装置とを接続する上流側通路（３１）と、前記圧縮機の高圧側と前記切換装置とを接続する下流側通路（３２）と、前記切換装置と前記インジェクタとを接続するインジェクタ通路（３３）とを有し、前記切換装置は、前記低圧気体通路と前記上流側通路とを接続すると共に前記下流側通路と前記高圧気体通路とを接続する低圧充填モードと、前記高圧気体通路と前記上流側通路とを接続すると共に前記下流側通路と前記インジェクタ通路とを接続する燃料噴射モードとを選択可能であることを特徴とする。
【０００８】
この構成によれば、気体燃料容器にインジェクタに供給する気体燃料を昇圧する圧縮機（ポンプ）を利用して、低圧気体燃料源から供給される低圧の気体燃料を昇圧するため、車両に付加的な圧縮機を設ける必要がない。そのため、車両の重量増や大型化、製造コストの増大が抑制される。また、圧縮機は電動モータによって駆動することができるため、気体燃料用内燃機関の停止時にも低圧気体燃料源から供給される気体燃料を圧縮した状態で気体燃料容器に充填することができる。また、上流側通路、下流側通路、低圧気体通路、インジェクタ通路は、切換装置のモードが変更されても、内部を流れる気体燃料の向きは一定となる。そのため、各通路と切換装置との接続部分に加わるガス圧による荷重の向きが一定となり、接続部分のシール構造が損傷を受け難くなる。
【０００９】
また、上記の発明において、車両は、高圧気体燃料源（１６）に接続可能な高圧燃料源接続口（１２）を更に有し、前記高圧気体通路は、前記気体燃料容器、前記切換装置及び前記高圧燃料源接続口を接続し、前記切換装置は、前記高圧気体通路と他の通路との接続を遮断する高圧充填モードと、前記低圧充填モードと、前記燃料噴射モードとを選択可能にするとよい。
【００１０】
この構成によれば、車両は高圧気体燃料源からも気体燃料の補給が可能になる。
【００１１】
また、上記の発明において、前記電動モータは、車載バッテリ（６１）又は外部電源（６４）から電力を受けて駆動する構成にするとよい。
【００１２】
この構成によれば、電動モータは、外部電源から電力を受けて駆動することができるため、車載バッテリの電圧が低い場合、すなわちバッテリの残量が少ない場合にも気体燃料用内燃機関を駆動することなく、低圧気体燃料源から供給される気体燃料を圧縮した状態で気体燃料容器に充填することができる。
【００１３】
また、上記の発明において、前記圧縮機は、第１クラッチ（４５）を介して前記電動モータに連結されると共に、第２クラッチ（４８）を介して前記気体燃料用内燃機関の出力軸（５１）に連結され、前記燃料噴射モードでは、前記第１クラッチが切断されると共に前記第２クラッチが連結される構成にするとよい。
【００１４】
この構成によれば、燃料噴射モードが選択され、気体燃料用内燃機関が駆動される場合には、第１クラックによって圧縮機と電動モータとの連結が切断されるため、電動モータが気体燃料用内燃機関の負荷になることが避けられる。
【００１５】
また、上記の発明において、前記低圧燃料源接続口と前記低圧気体燃料源との接続状態を検出する低圧側接続センサ（７１）と、前記高圧燃料源接続口と前記高圧気体燃料源との接続状態を検出する高圧側接続センサ（７２）とを更に有し、前記切換装置は、前記低圧側接続センサが接続状態を検出したときに前記低圧充填モードを選択し、前記高圧側接続センサが接続状態を検出したときに前記高圧充填モードを選択し、前記低圧側接続センサ及び前記高圧側接続センサがいずれも接続状態を検出しないときに前記燃料噴射モードを選択する構成にするとよい。
【００１６】
この構成によれば、低圧燃料源接続口と低圧気体燃料源との接続状態、及び高圧燃料源接続口と高圧気体燃料源との接続状態に応じて切換装置のモードが選択されるため、乗員が切換装置を操作する手間が省かれる。また、乗員による切換装置の誤操作が防がれる。
【発明の効果】
【００１７】
以上の構成によれば、気体燃料用内燃機関を備えた車両において、簡素な構成で低圧気体燃料源からの補給が可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】実施形態に係る車両の構成図（低圧充填モード）
【図２】実施形態に係る車両のＥＣＵを示す構成図
【図３】実施形態に係る車両の制御フロー図
【図４】実施形態に係る車両の構成図（高圧充填モード）
【図５】実施形態に係る車両の構成図（燃料噴射モード）
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、図面を参照して、本発明に係る気体燃料用内燃機関を備えた車両の実施形態について説明する。本実施形態では、気体燃料用内燃機関は、メタンを主成分とする可燃性ガス（いわゆる天然ガス）を気体燃料とする内燃機関である。
【００２０】
図１は、実施形態に係る車両の構成図である。図１に示すように、車両１は、気体燃料を燃料とする内燃機関２と、内燃機関２に供給する気体燃料を貯蔵する気体燃料容器３とを有している。気体燃料容器３は、高圧に圧縮された気体が充填される高圧容器である。車両１は、内燃機関２と気体燃料容器３との間に、気体燃料容器３から供給される気体燃料を圧縮し、昇圧して内燃機関２に供給する燃料噴射ポンプ（圧縮機）４を有している。燃料噴射ポンプ４によって昇圧された気体燃料は、内燃機関２に設けられたインジェクタ５に供給される。インジェクタ５は、内燃機関２の燃焼室（不図示）、又は燃焼室に連通する吸気通路（不図示）に気体燃料を噴射する。
【００２１】
車両１は、気体燃料容器３に気体燃料を補給するための低圧燃料源接続口１１と、高圧燃料源接続口１２とを有している。低圧燃料源接続口１１は低圧燃料供給ライン（低圧気体燃料源）１４に設けられた低圧燃料供給口１５に接続可能な形状を有し、高圧燃料源接続口１２は高圧燃料供給ライン（高圧気体燃料源）１６に設けられた高圧燃料供給口１７に接続可能な形状を有する。低圧燃料供給ライン１４は、例えば都市ガス１３Ａのパイプラインである。低圧燃料供給ライン１４によって供給されるガスの圧力は例えば１．０〜２．５ｋＰａである。高圧燃料供給ライン１６は、例えばＣＮＧ（圧縮天然ガス）スタンドのディスペンサーユニットに設けられたラインである。高圧燃料供給ライン１６から供給されるガスの圧力は例えば２５ＭＰａ程度である。ＣＮＧスタンドは、例えば圧縮機を有し、都市ガス１３Ａのパイプラインから供給された天然ガスを圧縮機で圧縮して蓄ガスユニットに貯蔵し、蓄ガスユニットに貯蔵された圧縮天然ガスをディスペンサーに設けられた高圧燃料供給ライン１６を介して供給する。
【００２２】
インジェクタ５、気体燃料容器３、燃料噴射ポンプ４、低圧燃料源接続口１１、及び高圧燃料源接続口１２は、切換弁２０を備えたガスライン（ガス配管系）２１を介して互いに接続されている。切換弁２０は、ソレノイド２３によって切り換えられる３ポジション５ポートの電磁弁である。詳細には、切換弁２０は、ガスライン２１が接続される第１〜第５ポート２４〜２８の５つのポートと、ソレノイド２３によって駆動され、３つの位置の間で変位する弁体２９とを有し、弁体２９の位置に応じて第１〜第５ポート２４〜２８の接続状態を変更する。
【００２３】
ガスライン２１は、それぞれ配管によって形成された上流側通路３１、下流側通路３２、インジェクタ通路３３、高圧気体通路３４、低圧気体通路３５、及びバイパス通路３６を有している。バイパス通路３６は、高圧気体通路３４に対して流路断面積が小さく設定されている。
【００２４】
上流側通路３１は、燃料噴射ポンプ４の入口側（上流側）の端部と切換弁２０の第２ポート２５とを接続する。下流側通路３２は、燃料噴射ポンプ４の出口側（下流側）の端部と、切換弁２０の第１ポート２４とを接続する。インジェクタ通路３３は、インジェクタ５と切換弁２０の第３ポート２６とを接続する。高圧気体通路３４は、主通路３４Ａと、主通路３４Ａの中間部から分岐した分岐通路３４Ｂとを有する。主通路３４Ａは気体燃料容器３と切換弁２０の第４ポート２７とを接続し、分岐通路３４Ｂは主通路３４Ａと高圧燃料源接続口１２とを接続する。すなわち、高圧気体通路３４は、気体燃料容器３、第４ポート２７、及び高圧燃料源接続口１２を互いに接続する。分岐通路３４Ｂの経路上には、高圧燃料源接続口１２に接続された端部側から主通路３４Ａに接続された端部側への流れを許容し、逆向きの流れを禁止する一方向弁３８が設けられている。低圧気体通路３５は、低圧燃料源接続口１１と切換弁２０の第５ポート２８とを接続する。バイパス通路３６は、高圧気体通路３４の主通路３４Ａとインジェクタ通路３３とを接続する。バイパス通路３６の経路上には通路を開閉する電磁弁であるバイパス弁３９が設けられている。バイパス弁３９は、通常時において閉じられている。
【００２５】
図４は実施形態に係る車両の構成図（高圧充填モード）であり、図５は実施形態に係る車両の構成図（燃料噴射モード）である。図１に示すように、切換弁２０は、弁体２９が第１位置に位置するときに、第１ポート２４と第４ポート２７とを接続し、第２ポート２５と第５ポート２８とを接続し、第３ポート２６を遮断する。図４に示すように、切換弁２０は、弁体２９が第２位置に位置するときに、第１〜第５ポート２４〜２８の全ての接続を遮断する。図５に示すように、切換弁２０は、弁体２９が第３位置に位置するときに、第１ポート２４と第３ポート２６とを接続し、第２ポート２５と第４ポート２７とを接続し、第５ポート２８を遮断する。弁体２９が第１位置にする状態を低圧充填モード、弁体２９が第２位置にする状態を高圧充填モード、弁体２９が第３位置にする状態を燃料噴射モードとする。切換弁２０は、ソレノイド２３を駆動し、弁体２９を移動させることによって、低圧充填モード、高圧充填モード、燃料噴射モードのいずれかを選択可能になっている。
【００２６】
燃料噴射ポンプ４は、公知の圧縮機であり、例えば、遠心式圧縮機や軸流式圧縮機等のターボ圧縮機や、往復圧縮機やスクロール式圧縮機、ロータリーベーン式圧縮機等の容積圧縮機であってよい。本実施形態では、燃料噴射ポンプ４は、往復圧縮機であり、ハウジング４１内に設けられたシリンダ（不図示）と、シリンダ内に進退可能に設けられたピストン（不図示）と、ハウジング４１に回転可能に設けられた駆動軸４２と、駆動軸４２に設けられ、回転に応じてピストンを進退させるカム（不図示）とを有している。燃料噴射ポンプ４の上流側端部は入口通路（不図示）を介してシリンダに接続され、下流側端部は出口通路（不図示）を介してシリンダに接続されている。入口通路及び出口通路には、それぞれ上流側端部から下流側端部への流れを許容し、逆向きの流れを禁止する一方向弁（不図示）が設けられている。これにより、駆動軸４２の回転に応じてピストンがシリンダに対して後退するときには上流側端部から入口通路を介して気体燃料がシリンダ内に吸入され、駆動軸４２の回転に応じてピストンがシリンダに対して前進するときにはシリンダ内の気体燃料が圧縮され、出口通路を介して下流側端部に圧送される。
【００２７】
燃料噴射ポンプ４の駆動軸４２は、第１クラッチ４５を介して電動モータ４６の出力軸４７に連結されている。また、燃料噴射ポンプ４の駆動軸４２は、第２クラッチ４８及び動力伝達機構４９を介して内燃機関２のクランクシャフト（出力軸）５１に連結されている。動力伝達機構４９は、クランクシャフト５１に取り付けられた第１プーリ５３と、第２クラッチ４８に取り付けられた第２プーリ５４と、第１プーリ５３及び第２プーリ５４に巻き掛けられたベルト５５とから構成されている。他の実施形態では、動力伝達機構４９は、スプロケット及びチェーンから構成されてもよい。第１クラッチ４５及び第２クラッチ４８は公知のクラッチである。第１クラッチ４５が連結されると燃料噴射ポンプ４の駆動軸４２と電動モータ４６の出力軸４７とは一体に回転し、第１クラッチ４５が切断されると燃料噴射ポンプ４の駆動軸４２と電動モータ４６の出力軸４７とは独立して回転する。第２クラッチ４８が連結されると燃料噴射ポンプ４の駆動軸４２とクランクシャフト５１とは同期して回転し、第２クラッチ４８が切断されると燃料噴射ポンプ４の駆動軸４２とクランクシャフト５１とは独立して回転する。なお、他の実施形態では、燃料噴射ポンプ４の駆動軸４２と電動モータ４６の出力軸４７との間、及び燃料噴射ポンプ４の駆動軸４２とクランクシャフト５１との間に減速機構を設け、電動モータ４６の出力軸４７及びクランクシャフト５１の回転を減速して燃料噴射ポンプ４の駆動軸４２に伝達してもよい。
【００２８】
車両１には、電動モータ４６、切換弁２０のソレノイド２３、第１クラッチ４５、第２クラッチ４８、バイパス弁３９を制御するＥＣＵ６０が設けられている。ＥＣＵ６０は、マイクロプロセッサや、ＲＯＭ、ＲＡＭ等を集積したＬＳＩデバイスや組み込み電子デバイスとして構成される。図２は、実施形態に係る車両のＥＣＵを示す構成図である。図１及び図２に示すように、ＥＣＵ６０には、車載バッテリ６１が接続されている。車載バッテリ６１は、鉛蓄電池やニッケル電池、リチウム電池等の公知のバッテリであってよい。車載バッテリ６１は、内燃機関２のクランクシャフト５１の回転に応じて駆動される発電機（不図示）によって充電される。また、ＥＣＵ６０は、車両１外の外部電源である商用電源（グリッド）６４に接続するための接続プラグ６５を備えた電源接続ケーブル６６を有している。接続プラグ６５が商用電源６４のソケット６８（コンセント）に接続されることによって、ＥＣＵ６０は商用電源６４から電力を受けることができる。商用電源６４の電圧は、各地域に応じた任意の電圧であってよい。例えば、日本では、商用電源６４の電圧は１００Ｖや２００Ｖである。ＥＣＵ６０は、電源接続ケーブル６６を介して供給される商用電源６４からの交流電圧を、直流に変換し、所定の電圧に変圧する変圧部６９を有している。
【００２９】
低圧燃料源接続口１１には、低圧燃料源接続口１１と低圧燃料供給口１５との接続状態を検出する低圧側接続センサ７１が設けられている。高圧燃料源接続口１２には、高圧燃料源接続口１２と高圧燃料供給口１７との接続状態を検出する高圧側接続センサ７２が設けられている。低圧側接続センサ７１及び高圧燃料源接続口１２は、低圧燃料供給口１５及び高圧燃料供給口１７の構造体の位置を接触又は非接触により検出するセンサや、低圧燃料源接続口１１及び高圧燃料源接続口１２内部のガス圧を検出することによって低圧燃料供給口１５及び高圧燃料供給口１７の接続を検出するセンサであってよい。低圧側接続センサ７１は、低圧燃料源接続口１１と低圧燃料供給口１５との接続状態に応じた検出信号をＥＣＵ６０に出力する。同様に、高圧側接続センサ７２は、高圧燃料源接続口１２と高圧燃料供給口１７との接続状態に応じた検出信号をＥＣＵ６０に出力する。
【００３０】
高圧気体通路３４と気体燃料容器３との接続部には、気体燃料容器３内のガス圧を検出するガス圧センサ７３が設けられている。ガス圧センサ７３は、気体燃料容器３内のガス圧に応じた検出信号をＥＣＵ６０に出力する。他の実施形態では、ガス圧センサ７３は気体燃料容器３に直接設けられてもよい。
【００３１】
車両１には、シフトレバーのシフト位置を検出するシフト位置センサ７５が設けられている。シフト位置センサ７５は、シフト位置（パーキング（Ｐ）やドライブ（Ｄ）、バック（Ｒ）等）に応じた信号をＥＣＵ６０に出力する。内燃機関２には、クランクシャフト５１の回転角を検出するクランク回転角センサ７６が設けられている。クランク回転角センサ７６は、クランクシャフト５１の回転角に応じた検出信号をＥＣＵ６０に出力する。
【００３２】
ＥＣＵ６０は、車載バッテリ６１の電圧を検出するバッテリ電圧検出部７８と、電源接続ケーブル６６と商用電源６４との接続を検出する商用電源検出部７９とを有している。ＥＣＵ６０は、低圧側接続センサ７１、高圧側接続センサ７２、シフト位置センサ７５、クランク回転角センサ７６、バッテリ電圧検出部７８、及び商用電源検出部７９からの信号に基づいて電動モータ４６、切換弁２０のソレノイド２３、第１クラッチ４５、第２クラッチ４８、及びバイパス弁３９を制御する。
【００３３】
図３は、実施形態に係る車両１のＥＣＵ６０が実行する制御フローを示す図である。ＥＣＵ６０は図３に示す制御フローに従って、気体燃料の気体燃料容器３への充填、及び内燃機関２の駆動を行う。最初に、ステップＳ１で、ＥＣＵ６０は車両１が停止状態であるか否かを判定する。判定は、シフト位置センサ７５からの検出信号と、クランク回転角センサ７６からの検出信号とに基づいて行われ、シフト位置がパーキング（Ｐ）であり、かつクランク回転角の時間当りの変化量であるクランク回転速度が０であるときに車両１が停車状態であると判定する。判定がＮｏ、すなわち車両１が停車状態でない場合には、エンドに進み、制御を終了する。判定がＹｅｓ、すなわち車両１が停車状態である場合には、ステップＳ２に進む。
【００３４】
ステップＳ２では、ＥＣＵ６０は、高圧燃料源接続口１２と高圧燃料供給口１７とが接続されているか否かを判定する。ＥＣＵ６０は、高圧側接続センサ７２からの検出信号に基づいて判定を行う。高圧燃料源接続口１２と高圧燃料供給口１７とが接続されている場合（Ｙｅｓ）には、ＥＣＵ６０はステップＳ３において切換弁２０を高圧充填モードにする。
【００３５】
高圧充填モードでは、図４に示すように、弁体２９は第２位置に位置し、第１〜第５ポート２４〜２８の接続は全て遮断される。この状態では、高圧燃料供給口１７と高圧燃料供給口１７とが接続され、高圧気体通路３４を介して高圧燃料供給ライン１６と気体燃料容器３とが接続されるため、高圧燃料供給ライン１６から気体燃料容器３に気体燃料が充填される。高圧気体通路３４には一方向弁３８が設けられているため、気体燃料容器３から高圧燃料供給ライン１６に基体燃料が逆流することはない。高圧燃料供給ライン１６は、ガス圧が十分に高いため（例えば、２５ＭＰａ）、気体燃料は圧縮された状態（例えば２０ＭＰａ）で気体燃料容器３に充填される。このとき、第１クラッチ４５及び第２クラッチ４８の連結・切断は任意の状態であってよい。ステップＳ３の処理を行った後は、エンドに進む。
【００３６】
ステップＳ２での判定がＮｏの場合、ＥＣＵ６０はステップＳ４において、低圧燃料源接続口１１と低圧燃料供給口１５とが接続されているか否かを判定する。ＥＣＵ６０は、低圧側接続センサ７１からの検出信号に基づいて判定を行う。低圧燃料源接続口１１と低圧燃料供給口１５とが接続されていない場合（Ｎｏ）には、ステップＳ６に進み、ＥＣＵ６０は切換弁２０を燃料噴射モードにする。
【００３７】
燃料噴射モードでは、図５に示すように、弁体２９は第３位置に位置し、第１ポート２４と第３ポート２６とが接続され、第２ポート２５と第４ポート２７とが接続され、第５ポート２８が遮断される。これにより、高圧気体通路３４と上流側通路３１とが連通し、下流側通路３２とインジェクタ通路３３とが連通する。すなわち、気体燃料容器３から、高圧気体通路３４、切換弁２０、上流側通路３１、燃料噴射ポンプ４、下流側通路３２、切換弁２０、インジェクタ通路３３を順に通過してインジェクタ５に至る気体燃料の流路が形成される。この状態では、気体燃料容器３内の気体燃料が、燃料噴射ポンプ４で昇圧された後にインジェクタ５に供給され、内燃機関２の駆動が可能になる。
【００３８】
ＥＣＵ６０は、ステップＳ６に続くステップＳ１６において、第２クラッチ４８を連結し、かつ第１クラッチ４５を切断する。すなわち、動力伝達機構４９を介して燃料噴射ポンプ４の駆動軸４２をクランクシャフト５１に連結し、電動モータ４６の出力軸４７から切断する。これにより、燃料噴射ポンプ４は、内燃機関２の駆動に応じて駆動される。このとき、電動モータ４６は燃料噴射ポンプ４から切断されるため、内燃機関２の負荷となることが防がれる。ステップＳ１６の処理を行った後は、エンドに進む。
【００３９】
ステップＳ４での判定がＹｅｓの場合、すなわち低圧燃料源接続口１１と低圧燃料供給口１５とが接続されている場合には、ステップＳ５に進み、ＥＣＵ６０は切換弁２０を低圧充填モードにする。低圧充填モードでは、図１に示すように、弁体２９は第１位置に位置し、第１ポート２４と第４ポート２７とが接続され、第２ポート２５と第５ポート２８とが接続され、第３ポート２６が遮断される。すなわち、低圧気体通路３５と上流側通路３１とが連通し、下流側通路３２と高圧気体通路３４とが連通する。これにより、低圧燃料供給ライン１４から、低圧燃料供給口１５、低圧燃料源接続口１１、低圧気体通路３５、切換弁２０、上流側通路３１、燃料噴射ポンプ４、下流側通路３２、切換弁２０、高圧気体通路３４を順に通過して気体燃料容器３に至る気体燃料の流路が形成される。
【００４０】
続いて、ＥＣＵ６０は、ステップＳ７において、電源接続ケーブル６６の接続プラグ６５が商用電源６４のソケット６８に接続され、商用電源６４の電力が電源接続ケーブル６６を介してＥＣＵ６０に供給されているかを判定する。判定は、商用電源検出部７９の検出信号に基づいて行う。商用電源６４の電力が供給されている場合（Ｙｅｓ）にはステップＳ９に進み、供給されていない場合（Ｎｏ）にはステップＳ８に進む。
【００４１】
ＥＣＵ６０は、ステップＳ８において、車載バッテリ６１の電圧が所定の閾値電圧Ｖｓ以上であるか否かを判定する。判定は、バッテリ電圧検出部７８の信号に基づいて行う。閾値電圧Ｖｓは、燃料噴射ポンプ４の駆動に必要な電圧値以上の値に設定される。ステップＳ８では、車載バッテリ６１の電圧で燃料噴射ポンプ４の駆動が可能か否かを判定する。車載バッテリ６１の電圧が、閾値電圧Ｖｓ以上である場合（Ｙｅｓ）にはステップＳ９に進み、閾値電圧Ｖｓ未満である場合（Ｎｏ）にはステップＳ１１に進む。
【００４２】
ステップＳ７又はステップＳ８の判定がＹｅｓの場合は、燃料噴射ポンプ４（電動モータ４６）の駆動に必要な電力が商用電源６４又は車載バッテリ６１からＥＣＵ６０に供給されている状態を意味する。この状態において、ＥＣＵ６０はステップＳ９で第１クラッチ４５を連結し、かつ第２クラッチ４８を切断する。すなわち、燃料噴射ポンプ４の駆動軸４２を電動モータ４６の出力軸４７に連結し、クランクシャフト５１から切断する。続いて、ＥＣＵ６０は、ステップＳ１０において、車載バッテリ６１又は商用電源６４から供給される電力を電動モータ４６に供給し、電動モータ４６を駆動する。これにより、燃料噴射ポンプ４が電動モータ４６によって駆動される。
【００４３】
電動モータ４６が駆動されると、低圧燃料供給ライン１４から供給される気体燃料は、低圧燃料供給口１５、低圧燃料源接続口１１、低圧気体通路３５、切換弁２０、上流側通路３１を順に通過して燃料噴射ポンプ４に至り、燃料噴射ポンプ４において昇圧される。燃料噴射ポンプ４において昇圧された気体燃料は、下流側通路３２、切換弁２０、高圧気体通路３４を順に通過して気体燃料容器３に圧縮された状態で充填される。このようにして、低圧燃料供給ライン１４から気体燃料容器３に気体燃料を圧縮した状態で充填することが可能になる。ステップＳ１０の処理を行った後は、エンドに進む。
【００４４】
ステップＳ７及びステップＳ８の判定がいずれもＮｏの場合は、燃料噴射ポンプ４（電動モータ４６）の駆動に必要な電力が、ＥＣＵ６０に供給されていない状態を意味する。この場合には、ＥＣＵ６０は、ステップＳ１１において、気体燃料容器３内のガス圧が閾値圧力Ｐｓ以上であるか否かを判定する。判定は、ガス圧センサ７３からの検出信号に基づいて行われる。閾値圧力Ｐｓは、内燃機関２の燃焼が可能な値に設定されている。すなわち、ガス圧が閾値圧力Ｐｓ以上の場合には、燃料噴射ポンプ４を介さずに気体燃料容器３からインジェクタ５に気体燃料を供給しても燃焼が可能となっている。
【００４５】
ステップＳ１１での判定がＮｏの場合は、ステップＳ１５に進み、ＥＣＵ６０は低圧燃料供給ライン１４から気体燃料容器３への気体燃料の充填が不可能であると判断し、エンドに進んで制御を終える。ステップＳ７、Ｓ８及びＳ１１の判定がいずれもＮｏである場合は、電動モータ４６及び内燃機関２のいずれも駆動させることができないため、燃料噴射ポンプ４を駆動させることができず、低圧燃料供給ライン１４から供給される気体燃料を昇圧することができない。
【００４６】
ステップＳ１２での判定がＹｅｓの場合は、ＥＣＵ６０はステップＳ１２で第２クラッチ４８を連結し、かつ第１クラッチ４５を切断する。すなわち、動力伝達機構４９を介して燃料噴射ポンプ４の駆動軸４２をクランクシャフト５１に連結し、電動モータ４６の出力軸４７から切断する。続いてステップＳ１３において、ＥＣＵ６０はバイパス弁３９を開き、高圧気体通路３４とインジェクタ通路３３とを連通する。これにより、高圧気体通路３４、バイパス通路３６及びインジェクタ通路３３を介して気体燃料容器３からインジェクタ５への気体燃料の供給が可能になる。
【００４７】
続いて、ＥＣＵ６０はステップＳ１４において内燃機関２を始動する。内燃機関２が駆動されると、動力伝達機構及び第２クラッチ４８を介してクランクシャフト５１に連結された燃料噴射ポンプ４の駆動軸４２は回転され、燃料噴射ポンプ４による気体燃料の昇圧が可能になる。これにより、低圧燃料供給ライン１４から供給される気体燃料は、低圧燃料供給口１５、低圧燃料源接続口１１、低圧気体通路３５、切換弁２０、上流側通路３１を順に通過して燃料噴射ポンプ４に至り、燃料噴射ポンプ４において昇圧される。燃料噴射ポンプ４において昇圧された気体燃料は、下流側通路３２、切換弁２０、高圧気体通路３４を順に通過して気体燃料容器３に圧縮された状態で充填される。このとき、バイパス弁３９は開かれているが、バイパス通路３６は高圧気体通路３４に対して流路断面積が小さいため、燃料噴射ポンプ４において昇圧された気体燃料は、バイパス通路３６側に流れるよりも気体燃料容器３側に主に流れる。このようにして、低圧燃料供給ライン１４から気体燃料を圧縮した状態で気体燃料容器３に充填することが可能になる。ステップＳ１４の処理を行った後は、エンドに進む。
【００４８】
以上の制御フローに基づいて、車両１は、低圧燃料供給ライン１４及び高圧燃料供給ライン１６のいずれからでも気体燃料容器３に気体燃料を圧縮した状態で充填することができる。
【００４９】
以上の実施形態に係る車両１では、インジェクタ５に供給する気体燃料を昇圧する燃料噴射ポンプ４を利用して、低圧燃料供給ライン１４から供給される低圧の気体燃料を昇圧するため、車両１に付加的な圧縮機を設ける必要がない。そのため、車両１の重量増や大型化、製造コストの増大が抑制される。
【００５０】
また、燃料噴射ポンプ４は電動モータ４６によって駆動されるため、内燃機関２を駆動しなくても低圧燃料供給ライン１４からの補給が可能になる。特に、車両１は電源接続ケーブル６６を有し、商用電源６４を利用することができるため、車載バッテリ６１の電圧が低い場合にも内燃機関２を駆動することなく、低圧燃料供給ライン１４からの補給が可能になる。
【００５１】
上流側通路３１、下流側通路３２、低圧気体通路３５、インジェクタ通路３３は、切換弁２０のモードが変更されても、内部を流れる気体燃料の向きは一定である。そのため、各通路と切換弁２０との接続部分に加わるガス圧による荷重の向きが一定となる。これにより、接続部分のシール構造が損傷を受け難くなる。
【００５２】
燃料噴射モードが選択され、内燃機関２が駆動される場合には、第１クラッチによって燃料噴射ポンプ４と電動モータ４６との連結が切断されるため、電動モータ４６が内燃機関２の負荷になることが避けられる。また、低圧充填モードにおいて、電動モータ４６によって燃料噴射ポンプ４を駆動する際には、第２クラッチを切断することによって、内燃機関２が負荷になることが避けられる。
【００５３】
以上で具体的実施形態の説明を終えるが、本発明は上記実施形態に限定されることなく幅広く変形実施することができる。例えば、低圧気体燃料ラインからのみ補給を行うように車両１を構成する場合には、高圧気体通路３４の分岐通路３４Ｂ及び高圧燃料源接続口１２を省略してもよい。この場合には、切換弁２０の高圧充填モード（第２位置）を省略するとよい。
【００５４】
上記の実施形態では、低圧側接続センサ７１及び高圧側接続センサ７２の検出信号に基づいてＥＣＵ６０が切換弁２０の各モードを変更するようにしたが、手動のモード選択スイッチを車両１に設け、乗員の操作入力に応じて切換弁２０の各モードを変更するようにしてもよい。
【００５５】
上流側通路３１、下流側通路３２、低圧気体通路３５、インジェクタ通路３３は、切換弁２０のモードが変更されても、内部を流れる気体燃料の向きは常に一定であるため、各通路のいずれかに一方向弁を介装してもよい。
【００５６】
上記の実施形態において、制御フローのステップＳ１１〜Ｓ１４の処理は、省略することができる。この場合には、バイパス通路３６及びバイパス弁３９を省略することができる。
【符号の説明】
【００５７】
１…車両、２…内燃機関、３…気体燃料容器、４…燃料噴射ポンプ（圧縮機）、５…インジェクタ、１１…低圧燃料源接続口、１２…高圧燃料源接続口、１４…低圧燃料供給ライン（低圧気体燃料源）、１５…低圧燃料供給口、１６…高圧燃料供給ライン（高圧気体燃料源）、１７…高圧燃料供給口、２０…切換弁（切換装置）、２１…ガスライン、２４…第１ポート、２５…第２ポート、２６…第３ポート、２７…第４ポート、２８…第５ポート、３１…上流側通路、３２…下流側通路、３３…インジェクタ通路、３４…高圧気体通路、３４Ａ…主通路、３４Ｂ…分岐通路、３５…低圧気体通路、３６…バイパス通路、３９…バイパス弁、４２…駆動軸、４５…第１クラッチ、４６…電動モータ、４７…出力軸、４８…第２クラッチ、５１…クランクシャフト、６０…ＥＣＵ、６１…車載バッテリ、６４…商用電源（外部電源）、６６…電源接続ケーブル、６９…変圧部、７１…低圧側接続センサ、７２…高圧側接続センサ、７３…ガス圧センサ、７５…シフト位置センサ、７６…クランク回転角センサ、７８…バッテリ電圧検出部、７９…商用電源検出部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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