(57)【要約】【課題】給油や燃料容器交換を効率のよいタイミングで行うことを可能とする乗物用燃料供給システムを提供する。【解決手段】エンジンに液状燃料を供給するシステムにおいて交換式燃料容器または固定タンクに残った燃料の量を検出するため、温度に比例して抵抗値が変化する正温度係数（ＰＴＣ）プローブ１６が燃料供給源とエンジンとの間の燃料供給ライン１２内に配置される。ＰＴＣプローブ１６は燃料供給ライン１２における液状燃料の液相から気相への相変化を検出し、電気信号を電子回路に送る。電子回路は相変化を検出すると映像信号または音声信号を発生する。【選択図】図３
2005220911.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンに液状燃料を供給するためのシステムであって、
液状燃料源と、
前記エンジンに燃料を供給するための燃料供給ラインと、
最小液状燃料レベルを検出する検出器と、
前記最小液状燃料レベルの検出値を表示する手段とを有し、
前記検出器が、前記燃料供給ラインに配置され、前記燃料供給ラインにおける液状燃料の液相から気相への相変化の発生を検出するための手段であることを特徴とするシステム。
【請求項２】
前記検出器が、前記燃料供給ラインに配置された、温度に比例して抵抗値が変化する正温度係数（ＰＴＣ）プローブを有し、前記ＰＴＣプローブは、前記プローブに電流を流す電流源に接続され、
前記燃料供給ラインにおいて液状燃料が液相から気相へ相変化した後の前記プローブの温度の上昇によって生ずる当該プローブの電気抵抗の変化が検出されることを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
前記電子回路が、前記プローブの電気抵抗の変化を検出すると映像信号または音声信号を発生する手段を備えることを特徴とする請求項２に記載のシステム。
【請求項４】
前記燃料供給ラインが、前記最小レベルに対応する高さまで前記液状燃料源内に延びるディップチューブを備え、前記ＰＴＣプローブが、前記液状燃料源の外側の燃料供給ラインに配置されていることを特徴とする請求項２若しくは３に記載のシステム。
【請求項５】
前記液状燃料源が交換式の液状燃料容器であって、前記燃料供給ラインにおける液状燃料の相変化が検出された後に新しい容器に交換可能であることを特徴とする請求項１乃至４の何れかに記載のシステム。
【請求項６】
前記液状燃料源が固定式の燃料タンクであり、かつ
前記システムが、前記タンク内の気相の圧力を検出するための手段と、前記タンク内の圧力が前記タンクへの燃料供給が可能な値まで低下したときに映像信号または音声信号を発生する手段とを備えることを特徴とする請求項１乃至４の何れかに記載のシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関等のエンジンに液状燃料を供給するためのシステムであって、前記エンジンへの燃料供給ラインと、液状燃料源と、最小液状燃料レベル検出器と、前記最小液状燃料レベルの検出値を表示するための手段とを備えた液状燃料供給システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
多くの産業車両等の乗物は、燃料として液状燃料を使用する。この燃料は、交換式の容器か、固定式のタンクの何れかに入れた形で車両に積み込まれる。前者の場合には、燃料が切れそうになると運転者が容器を交換し、後者の場合には、タンクに燃料を補充するために給油所に入らなければならない。
【０００３】
上記の２種の燃料貯蔵方法には大きな欠点がある。
【０００４】
燃料が交換式容器に貯蔵されているときには、運転者は容器内に残った燃料レベルに関する情報を得ることができない。燃料切れを避けるために、運転者は燃料容器を定期的に交換するほかなく、このことは多くの無駄を生ずる。
【０００５】
燃料が固定式タンクに保持されるときは、給油所で燃料補給しなければならない。この燃料補給は、差圧の原理に基づいて行われる。即ち、給油所のタンク内の圧力が、相対的に低い圧力の車両のタンク内に燃料の液相を「押し」込む。タンク内に残った燃料の圧力が給油所のガスの圧力より高い場合には給油は不可能となる。この事態は、高温の環境下（例えばタンクが日光に曝された状態）で車両が走行している場合に発生し得る。
【０００６】
この問題を解決するための従来技術として、気相燃料圧力の低下を検出する燃料切れ検出システムが存在する。このシステムは、燃料供給ラインの燃料源の下流でかつ力調節器の上流の位置に配設される。燃料が切れそうになると、燃料源の圧力は低下して圧力作動スイッチがオンとなり、ダッシュボードの警告灯を点灯させる。このシステムは、圧力が温度と正比例していないために燃料が無くなるまでの残り時間がはっきりせず、２〜３分から２〜３秒の範囲でばらつくため信頼性に欠ける。大抵の場合、十分な燃料がなくエンジンが止まるときになってやっと警告灯が点灯する。このシステムは信頼性に欠けるため、運転者はダッシュボードに表示された情報を無視することになってしまう。
【０００７】
製造業者のなかには、交換用の燃料容器を車両に積み込む方法をとっているところもある。この方法は、交換式燃料容器が空になると車両のエンジンが停止してしまうことから必ずしも実用的とはいえない。重い荷物を運んでいるときにこの燃料切れが起こると、車両は突然停止し、事故の発生にもつながりかねないことなる。さらに、運転者によっては空の燃料容器を交換することをすぐに思い付けなかったり、交換用の容器が空になっていた場合には動けなくなってしまうこともある、という問題があった。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明の目的は、信頼性の高い最小液状燃料レベル検出器を備えて上記の従来技術の問題をなくした、エンジンに液状燃料を供給するためのシステムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明によれば、上記のような液状燃料を供給するシステムにおいて、前記検出器が、燃料供給ラインに配置されて、前記供給ラインにおける燃料の液相から気相への変化の発生を検出するため手段であることを特徴とする燃料供給システムが提供される。
【００１０】
前記検出器は、燃料源の下流でかつ気化器／圧力調整器の上流に配置され、気化器／圧力調整器においては高温の水の熱で燃料が気化され、そのガスの圧力はエンジンに供給する前に低くされる。燃料の気相または液相を検出する検出器は、燃料の流れのなかに沈められ、好ましくは固定式タンクまたは交換式容器の出口に直接取付けられる。この検出器はＰＴＣ（正温度係数）型の要素、即ちその要素の抵抗値が温度に比例して変化するものであるのが好ましい。
【００１１】
好ましい実施形態では、この要素はマイクロプロセッサによって駆動される電子回路に接続される。マイクロプロセッサは、ＰＴＣ要素の抵抗要素を流れる電流の大きさを継続的に制御する。
【００１２】
ＰＣＴ要素を流れる電流によって当該要素の温度が上昇する。その要素が液状燃料の流れのなかにある限り、電流で発生した熱は即座に発散され、温度は比較的低温に維持される。燃料の流れが気相の流れになったとき、熱が流れに吸収されにくくなって要素の温度は上昇し、これによってその電気抵抗値の変化が生ずる。この抵抗値の変化は即座にマイクロプロセッサによって検出され、車両のダッシュボード上の警告灯がオンにされるか音声信号が発せられる。固定式タンク（または交換式容器）に十分な気相の燃料が入っている限り、ダッシュボード上の警告灯はオフ状態になっておいる、或いは音声信号は発せられない。
【００１３】
交換式容器を用いる場合には、運転者は容器内に残った燃料で走れる間に、それを交換しなければならない。
【００１４】
固定式タンクを用いる場合にも、液状燃料レベルが最小に達すると運転者に対して警告が発せられる。加えて、この場合には、このシステムは、タンク内の圧力を検出するための手段を備え、かつ電子回路はタンク内の圧力がタンクに燃料を充填することができる値まで低下したときに車両のダッシュボードにおいて映像または音声信号を発するための手段を備え得る。これによって、上述のように、給油所のポンプで生成される給油圧力よりタンク内の圧力が低い場合にのみ給油可能となることから、運転者がタンク内が高圧の状態のときに給油所に入らなければならない事態を回避することが可能となる。
【００１５】
本発明による最小燃料レベル検出器は、以下の利点を有する。即ち、
１．周囲温度から独立している点、
２．目的地への移動を一旦やめて固定式タンクに給油するために給油所に向かうか、交換式容器を交換するまでに十分な時間的余裕がとれる点、
３．交換式容器の場合、容器内の燃料を最後まで使用できるようになる点（主要な金銭上の利益）、
４．固定式タンクの場合、給油が可能な状態にあるときのみ、運転所が給油所に戻れるようになる点（即ち不必要な給油所への往復がなくなって時間が節約できる点）、
といった利点がある。
【００１６】
以下、添付の図面を参照しながら、本発明についてより詳細に説明する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
まず、図１及び図２を参照して、本発明のシステムの構成及び動作についてより詳細に説明する。
【００１８】
最小燃料レベル検出器を備えた燃料供給システムは、例えば液状燃料の固定式タンクまたは交換用容器である燃料源１０を備える。燃料供給ライン１２は、燃料源１０からエンジン（図示せず）まで延びている。燃料供給ライン１２の一部を構成する、燃料内に沈められる管であるディップチューブ１４は容器またはタンクの供給タップ（図示せず）に固定されており、これによって容器またはタンクから圧力調整器（図示せず）に燃料を導くことができる。その抵抗値が温度に比例して変化する正温度係数（ＰＴＣ）要素またはＰＴＣプローブを備えた検出器１６は、供給ライン内、好ましくは圧力調整器（図示せず）の上流の交換式容器または固定式タンクの出口に配置される。
【００１９】
図１において、ディップチューブ１４の下側端は液状燃料内にある。気相は周囲温度に応じた或る温度ｔ１及び圧力ｐ１を示す。この圧力によって液相燃料がディップチューブ１４内に押されて、圧力調整器（図示せず）のところまでライン１２を満たす。燃料の相変化（液相から気相への相変化）を検出するための検出器１６のＰＴＣプローブ（図３）は供給ライン１２内に挿入され、燃料が燃料源に十分に残っているときは液状燃料の流れのなかにある。
【００２０】
液体レベルが図２に示すようにディップチューブ１４の末端より低いレベルに達したとき、供給ライン１２内で液相の燃料はなくなり、ＰＴＣプローブは気体の流れのなかにおかれる。この気体の流れは、検出閾値より低いプローブの温度を維持するのに十分ではない。電子回路（図４）のマイクロプロセッサは、このプローブの温度上昇を検出し、燃料の気相で走行していることを運転者に警告するために運転者の視覚または聴覚にうったえる信号を発生する。
【００２１】
燃料用の交換式容器を用いている場合には、運転者は容器を交換するために交換式容器の保管している場所に向かう。
【００２２】
燃料用の固定式タンクを用いている場合には、運転者はそのまま車両を使用しつづけなければならない。タンク内のガスの圧力は次第に低下し、タンク内の圧力が燃料供給が可能な閾値に達したときに、圧力検出器（図５）が出力する第２の信号により、運転者への警告が発せられる。
【００２３】
液体レベルが、ディップチューブの末端より低いときには残った少量の液状燃料が気化する。この気化によってタンク内の温度は低下し、圧力の低下が加速する。上述のように圧力検出手段またはセンサは第２の信号を発し、圧力が給油可能な程度に十分低下したときに給油所に向かうよう運転者に求める。
【００２４】
結局、燃料の貯蔵方法即ち燃料源が何れの種類の場合でも（交換式容器または固定式タンクの何れの場合でも）、本発明によるシステムは供給ラインにおける燃料の相変化（液相から気相への相変化）を検出することによって燃料切れが近いことを運転者に警告する。燃料は気体になっているときには燃焼性が低下し、残った運転可能時間は、交換式容器（または固定式タンク）内の圧力によって変わってくるが５〜１０分程度である。
【００２５】
図３は供給タンクに挿入された検出器１６の一例を示す。この検出器１６は、本体部２２を有し、本体部２２の内部には燃料通路２４が貫通している。燃料通路２４は、燃料源１０に接続された供給ライン１２の上流側にその一端が接続され、燃料ライン１２の圧力調整器及びエンジン（図示せず）の側（下流側）の部分に他端が接続される。燃料通路２４は、垂直部分２４ａ及び水平部分２４ｂを有する。
【００２６】
中央通路３２を備えた本体部３０を有する圧力低下安全弁２８は、燃料通路２４の水平部分２４ｂに連通している。安全弁２８は、封止座金３６を有する弁座ディスク３４を備えている。封止座金３６を弁２８の弁体の固定された弁座の部分に係合させるために、弦巻ばね３８が弁座ディスク３４を下向きに付勢している。ばね３８の他方の端部は、弁２８の弁体のねじを切られた部分に螺合された調整可能ディスク４０を押した状態にある。安全弁２８の上側端は、キャップ４２で閉鎖されている。本体部２２を貫通する通路２４内の圧力が所定の値を超えると、圧力を低下させるために、封止座金３６がその圧力によって弁座から持ち上げられる。
【００２７】
ＰＴＣプローブまたはセンサ４４は、水平通路２４ｂに連通する第２垂直通路２８内に配置される。プローブ４４は支持体４６の中央の孔のなかに収容され、支持体４６は管状の固定ねじ４８に螺合され、固定ねじ４８は、装置１６の本体部２２の第２垂直通路２８下側にあるねじを切られた部分に螺合されている。封止材４５、４７、及び４９は、（１）プローブ４４とその支持体４６との間、（２）支持体４６と固定ねじ４８との間、及び（３）ねじ４８と本体部２２との間に配設される。プローブ４４は、その上側端において、燃料源からエンジンに向かう燃料の流れのなかに配置されるように支持体２６を超えて上向きに延出する上側部分を有する。ＰＴＣプローブ４４は、その下側端においては、電子回路５２に導電体５０によって接続された薄い形状のロッドを備えている。電子回路５２は、ＰＴＣプローブ４４を流れる電流の大きさを制御し、プローブが液体燃料の流れのなかに入っていない状態となったときに、その温度上昇によって生ずるＰＴＣ要素の電気抵抗値の変化を検出する。ＰＴＣプローブ４４の電気抵抗の変化が検出されると即座に、車両のダッシュボードにおいて映像信号５４または音声信号５４が発せられる。
【００２８】
図４は、第１の実施形態による電子回路５２の一例を示す。電子回路５２は、回路５２のモジュール、例えばカレントレギュレータ（電流調整器）５８、マイクロプロセッサ６０、及び映像または音声信号発生手段を有し、それらに対して電源５６から電流が供給される。マイクロプロセッサ６０は、従来より知られた通常の方式でクロック回路６４から供給された周波数で動作する。カレントレギュレータ５８は上述のようにＰＴＣ要素４４に一定の電流を供給するべくマイクロプロセッサ６０に接続されている。このＰＴＣ要素４４を流れる電流によって生じた電圧は検出器回路６６に供給され、そこで検出される。検出器回路６６は、ＰＴＣ要素４４の電位と基準電位とを比較し、この比較動作の結果をデジタル信号としてマイクロプロセッサに送る。その結果に応じて、マイクロプロセッサ６０は、信号発生手段５４に出力要素６２から映像信号または音声信号を発生させる。
【００２９】
この電子回路５２の動作は以下のとおりである。カレントレギュレータ５８が、ＰＴＣ要素４４に定電流を供給し、ＰＴＣ４４の両端にその抵抗値に比例した電位差が生ずる。液体燃料レベルが十分に高い場合、即ちＰＴＣ要素４４が液体の流れのなかにあって、ＰＴＣ要素４４の温度上昇が防止されている状態では、この要素の抵抗は比較的低い状態におかれる。容器またはタンク内の燃料レベルが低下すると、ＰＴＣ要素４４は液体燃料による冷却がされなくなる。従って、カレントレギュレータ５８によってＰＴＣ要素に供給される定電流によってＰＴＣ要素の温度が上昇し、この結果その温度に比例してその抵抗値が変化する。この抵抗値の変化は、検出器回路６６によって検出される電圧から測定され得る。温度が所定のレベルに達すると検出器回路６６はマイクロプロセッサ６０にこれを通知し、マイクロプロセッサ６０は映像または音声信号を発生する。
【００３０】
図５では好適な実施形態として、圧力センサ６８が電子回路５２に追加されている。このセンサ６８にも電源５６から電流が供給される。電圧の形で検出された圧力は、第２検出器回路７０に送られる。第２検出器回路７０は、センサ６８における圧力レベルと基準値とを比較し、この動作の結果をデジタル信号としてマイクロプロセッサ６０に送る。この結果に応じてマイクロプロセッサ６０は、第２信号発生手段７４によって発生された第２の映像または音声信号を第２出力要素から出力させる。
【００３１】
この改変した電子回路５２の動作は以下の通りである。電源５６が圧力センサ６８に定電圧を供給し、圧力センサ６８はタンク内の圧力に比例する電圧をその端子間に発生する。タンク内の圧力が比較的高い状態にある場合には、センサの端子間の電圧も比較的高くなる。タンク内の圧力が低下すると、センサ６８の端子間の電圧も低下する。従って、この圧力変化は第２検出器回路７０によって電圧として検出され得ることになる。圧力が所定のレベルに達すると第２検出器回路７０はこのことをマイクロプロセッサ６０に通知し、マイクロプロセッサ６０は第２の映像または音声信号を発生する。
【００３２】
上述の実施例では、マイクロプロセッサを利用した回路を例示しているが、同様の機能はアナログ回路によっても実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明によるシステムの動作原理を示す図。
【図２】本発明によるシステムの動作原理を示す図。
【図３】ＰＣＴ要素を備えた検出器の垂直方向断面図。
【図４】第１の実施形態の電子回路の回路図。
【図５】第２の実施形態の電子回路の回路図。
【符号の説明】
【００３４】
１０    燃料源
１２    燃料供給ライン
１４    ディップチューブ
１６    検出器
２２    検出器本体部
２４    燃料通路
２４ａ    燃料通路の垂直部分
２４ｂ    燃料通路の水平部分
２６    プローブ支持体
２８    圧力低下安全弁
３０    圧力低下安全弁本体部
３２    燃料通路
３４    弁座ディスク
３６    封止座金
３８    弦巻ばね
４０    調整可能ディスク
４２    キャップ
４４    ＰＴＣプローブ
４５、４７、４９    封止材
４６    支持体
４８    ねじ
５０    導電体
５２    電子回路
５４    映像または音声信号
５６    電源
５８    カレントレギュレータ
６０    マイクロプロセッサ
６２    出力要素
６４    クロック回路
６６    検出器回路
６８    圧力センサ
７０    第２検出器回路
７２    出力要素
７４    第２信号発生手段
【図１】
2005220911.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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