(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体または気体からなる２種類以上の燃料流体を混合充填するための燃料混合充填用タンクであって、
液面レベルを検出して、タンク内の残燃料の量を把握するためのレベルセンサと、
タンク内の混合燃料の温度を測定するための温度センサと、
タンク内の混合燃料の圧力を測定するための圧力センサと、
レベルセンサから入力される残燃料の量と、温度センサから入力される温度と、圧力センサから入力される圧力とに基づき、タンク内の混合燃料のモル比率を所定の値に戻すために必要なタンク内の混合燃料組成を演算する演算手段と、
を備えることを特徴とする燃料混合充填用タンク。
【請求項２】
請求項１に記載の燃料混合充填用タンクにおいて、
レベルセンサは、タンクの上下部に少なくとも１組取り付けられた超音波センサであり、前記演算結果を外部装置に転送する通信手段を備えることを特徴とする燃料混合充填用タンク。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、内燃機関等の燃料として使用される２種類以上の燃料流体を混合充填するための燃料混合充填用タンクの改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
圧縮天然ガス（ＣＮＧ）自動車に燃料として用いられるＣＮＧは、エネルギー密度が高くない。例えばガソリンと比較した場合、エネルギー密度は４分の１程度である。このため、天然ガス自動車の航続距離を延ばすには、エネルギー密度の高い液化石油ガス（ＬＰＧ）にＣＮＧを溶解混合した燃料が必要となる。例えば、特開平９−８７６４５号公報にも、ＣＮＧとＬＰＧとを溶解混合した燃料が充填されたタンクの下方部から混合燃料を取り出し、これを内燃機関に供給することにより航続距離の延長を図る技術が開示されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記従来の技術においては、ＣＮＧとＬＰＧとの混合燃料を車両等の燃料として使用するために、この混合燃料を燃料タンクに充填しておく必要があるが、燃料タンク内の混合燃料を使用した後、ＣＮＧとＬＰＧとのモル比率を所定の値に戻すように再充填することは容易でないという問題があった。
【０００４】
すなわち、燃料タンクから内燃機関に燃料を供給する場合、燃料の消費にともない、燃料タンク内の燃料状態が超臨界状態から気液２層の状態に移行し、燃料タンクから取り出されるＣＮＧとＬＰＧとのモル比率が変化する結果、燃料タンク内の燃料組成も変化する。このため、燃料タンクを再充填する際には、ＣＮＧとＬＰＧとのモル比率を所定の値に戻す必要があるが、これは容易ではなく、上記従来例にも具体的な充填方法の開示はない。
【０００５】
本発明は、上記従来の課題に鑑みなされたものであり、その目的は、再充填時に混合燃料のモル比率を所定の値に戻すことを容易に行うことができる燃料混合充填用タンクを提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明は、液体または気体からなる２種類以上の燃料流体を混合充填するための燃料混合充填用タンクであって、液面レベルを検出して、タンク内の残燃料の量を把握するためのレベルセンサと、タンク内の混合燃料の温度を測定するための温度センサと、タンク内の混合燃料の圧力を測定するための圧力センサと、レベルセンサから入力される残燃料の量と、温度センサから入力される温度と、圧力センサから入力される圧力とに基づき、タンク内の混合燃料のモル比率を所定の値に戻すために必要なタンク内の混合燃料組成を演算する演算手段と、を備えることを特徴とする。
【０００７】
また、上記燃料混合充填用タンクにおいて、レベルセンサは、タンクの上下部に少なくとも１組取り付けられた超音波センサであり、前記演算結果を外部装置に転送する通信手段を備えることを特徴とする。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態（以下実施形態という）を、図面に従って説明する。
【０００９】
図１には、本発明にかかる燃料混合充填用タンクの一実施形態の構成が示される。図１において、燃料混合充填用タンク１０には、その上下部に少なくとも一組のレベルセンサ１２が設けられている。このレベルセンサ１２は、燃料混合充填用タンク１０内に充填されたＣＮＧ等の気体状燃料とＬＰＧ等の液体状燃料とからなる混合燃料の状態が超臨界状態から気液２層の状態に移行した場合に、液層の液面レベルを検出するためのものである。
【００１０】
レベルセンサ１２としては、例えば超音波センサとすることが好適である。レベルセンサ１２を超音波センサとする場合には、上下のレベルセンサ１２のそれぞれに圧電素子を設け、この圧電素子から超音波を発射する。発射された超音波が液層の液面１４で反射され、この反射された超音波を発射したレベルセンサ１２によって検出し、超音波を発射してから検出するまでの時間により液面１４を測定する。なお、レベルセンサの取付位置は、タンク１０の垂直上下部とするのが検出精度上好適である。
【００１１】
このようにレベルセンサ１２として超音波センサを用いれば、レベルセンサ１２の汚れなどに基づく誤検出を防止できると共に、液面の高さの測定範囲を広範囲とすることが可能となる。なお、図１に示された例では、レベルセンサ１２は燃料混合充填用タンク１０の垂直上下部に一組設けられた構成となっているが、液面の測定が可能であれば、気層側（タンク上部）或いは液層側（タンク下部）のいずれか一方とすることも可能である。また、液面の検出精度を高くするために、複数組のレベルセンサ１２を燃料混合充填用タンクに設けることも好適である。
【００１２】
以上のようにして本実施形態にかかる燃料混合充填用タンク１０では、内部の液面１４のレベルを正確に測定できるので、タンク内が気液分離状態であっても残燃料の量を正確に把握でき、ＣＮＧとＬＰＧの再充填を正確に行うことが可能となる。
【００１３】
また、燃料混合充填用タンク１０には、レベルセンサ１２の他に、タンク内の混合燃料の温度を測定するための温度センサ１６と圧力を測定するための圧力センサ１８とが設けられている。これらのレベルセンサ１２、温度センサ１６、圧力センサ１８の出力信号は、制御部２０に入力される。制御部２０は、これら入力された信号に基づいて、所定の状態方程式を用いて燃料混合充填用タンク１０内の混合燃料の組成を演算する演算手段２２を有している。この演算手段２２で使用される状態方程式の例としては以下に示されるレドリヒ・クオン式等がある。
【００１４】
【数１】
0004630471.tif 000002
【００１５】
また、上記式以外でも、燃料混合充填用タンク１０内の混合燃料の状態を正確に記述できる状態方程式であればいずれも使用することが可能である。
【００１６】
このようにして、演算手段２２により状態方程式を用いて燃料混合充填用タンク１０内の燃料組成を演算すれば、燃料使用後にタンク内の混合燃料組成がどのように変化していても、混合燃料のモル比率を所定の値に戻すために必要なＣＮＧとＬＰＧの充填比率を正確に求めることが可能となる。また、演算手段２２を使用すれば、燃料混合充填用タンク１０内に充填される燃料組成の数が２よりも多くなった場合でも、再充填により燃料混合充填用タンク１０内のモル比率を所定の値に戻すための充填比率を正確に求めることが可能となる。
【００１７】
更に、制御部２０に、演算手段２２によって演算された演算結果を外部装置２４に転送するための通信手段２６を備えることも好適である。このような構成とすれば、燃料混合充填用タンク１０が車載された状況において、外部装置２４に相当する燃料スタンドの充填装置に通信手段２６から演算手段２２による演算結果を送信し、燃料混合充填用タンク１０内の燃料組成を所定の値に戻すための各燃料流体の充填量及び比率を上記充填装置に把握させることが可能となる。これにより、燃料スタンドで容易にタンク内の混合燃料のモル比率を所定の値に戻すための再充填が可能となる。
【００１８】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、燃料混合充填用タンク内の混合燃料の液量を簡易にかつ広範囲で計測でき、またレベルセンサの汚れなどの影響による誤検出を防止することができる。
【００１９】
また、燃料混合充填用タンク内に充填されている混合燃料の量、温度、圧力データから状態方程式により燃料組成を演算することが可能となり、通信手段により外部装置にこの演算結果を転送すれば、燃料スタンドでの車両への混合燃料の再充填を簡易に行うことができる。更に、混合燃料の組成数が増えても正確に再充填を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明にかかる燃料混合充填用タンクの構成を示す図である。
【符号の説明】
１０  燃料混合充填用タンク、１２  レベルセンサ、１４  液面、１６  温度センサ、１８  圧力センサ、２０  制御部、２２  演算手段、２４  外部装置、２６  通信手段。
【図１】
0004630471.tif 000003