(57)【要約】【課題】機関に供給する気体燃料の温度もしくは圧力を調整可能な気体燃料供給装置と、この気体燃料供給装置において有効な圧力低下検知方法を得る。【解決手段】燃料タンク１４の外部に設けられた冷媒還流装置２２の本体部２４から、冷媒を還流させて、燃料タンク１４内の気体燃料を加熱又は冷却できる。冷媒還流装置２２は、エンジンの状態及び、燃料タンク１２内の気体燃料の温度や圧力に基づいてＥＣＵ３８により駆動される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
気体燃料が収容される燃料タンクと、
前記燃料タンクに収容された気体燃料を送出して機関に供給可能な燃料供給配管と、
前記燃料タンクに設けられ、収容された気体燃料を加熱することで、送出される気体燃料の温度と圧力の少なくとも一方を調整可能な調整手段と、
を有する気体燃料供給装置。
【請求項２】
前記調整手段が、前記燃料タンクに収容された前記気体燃料を冷却可能とされている請求項１に記載の気体燃料供給装置。
【請求項３】
前記燃料タンクに収容された前記気体燃料の温度を検出する燃料温度検出手段を有し、
前記燃料温度検出手段で検出された気体燃料の温度に基づいて、送出される気体燃料の温度と圧力の少なくとも一方を前記調整手段が調整する請求項１又は請求項２に記載の気体燃料供給装置。
【請求項４】
前記燃料タンクに収容された前記気体燃料の圧力を検出する燃料圧力検出手段を有し、
前記燃料圧力検出手段で検出された気体燃料の圧力に基づいて、送出される気体燃料の温度と圧力の少なくとも一方を前記調整手段が調整する請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の気体燃料供給装置。
【請求項５】
前記燃料供給配管に設けられ、燃料供給配管内の気体燃料の圧力を検出する第２燃料圧力検出手段、を有する請求項４に記載の気体燃料供給装置。
【請求項６】
請求項５に記載の気体燃料供給装置において燃料供給配管での気体燃料の圧力低下を検知する圧力低下検知方法であって、
前記調整手段で高圧にされた気体燃料を前記燃料送出配管に送り、前記燃料圧力検出手段で検出された燃料タンク内の気体燃料の圧力と、前記第２燃料圧力検出手段で検出された燃料供給配管内の気体燃料の圧力との差から燃料供給配管での気体燃料の圧力低下を検知する圧力低下検知方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、気体燃料供給装置及び圧力低下検知方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
圧縮天然ガス（ＣＮＧ）等の気体燃料を機関に供給する燃料タンクでは、たとえば特許文献１等に記載されるように、吸着剤が収容された貯蔵タンクにエンジンの冷却水を循環させる構成のものがある。この構成では、吸着剤を加熱することで、貯蔵タンクの気相部の圧力がエンジンに天然ガスを供給するために必要な圧力以上に維持される。また、吸着剤を冷却することで、天然ガスの充填時に貯蔵タンクを冷却するための特別な設備が不要となる。
【０００３】
ところで、このように気体燃料を収容する燃料タンクにおいては、機関（エンジン）に供給される気体燃料の温度や圧力を所望の範囲に調整できるようにすることが好ましいが、特許文献１に記載の構成では、このような調整を行うことができない。
【特許文献１】特開２０００−１３５９２５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は上記事実を考慮し、機関に供給する気体燃料の温度もしくは圧力を調整可能な気体燃料供給装置と、この気体燃料供給装置において有効な圧力低下検知方法を得ることを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
請求項１に記載の発明では、気体燃料が収容される燃料タンクと、前記燃料タンクに収容された気体燃料を送出して機関に供給可能な燃料供給配管と、前記燃料タンクに設けられ、収容された気体燃料を加熱することで、送出される気体燃料の温度と圧力の少なくとも一方を調整可能な調整手段と、を有する。
【０００６】
この気体燃料供給装置では、燃料タンクに収容された気体燃料が燃料供給配管を通じて送出され、機関に供給される。燃料タンクには、調整手段が設けられており、収容された気体燃料を加熱することにより、送出される気体燃料の温度と圧力の少なくとも一方を調整することができる。たとえば、機関の出力を高めたり、燃費を向上させたりすることが可能になる。
【０００７】
請求項２に記載の発明では、請求項１に記載の発明において、前記調整手段が、前記燃料タンクに収容された前記気体燃料を冷却可能とされている。
【０００８】
したがって、燃料タンク内の気体燃料を調整手段により冷却することで、送出される気体燃料の温度と圧力の少なくとも一方をより適切に調整することが可能になる。
【０００９】
請求項３に記載の発明では、請求項１又は請求項２に記載の発明において、前記燃料タンクに収容された前記気体燃料の温度を検出する燃料温度検出手段を有し、前記燃料温度検出手段で検出された気体燃料の温度に基づいて、送出される気体燃料の温度と圧力の少なくとも一方を前記調整手段が調整する。
【００１０】
このように、燃料温度調整手段によって検出された気体燃料の温度に基づいて、送出される気体燃料の温度と圧力の少なくとも一方を調整手段が調整することで、より適切な調整が可能になる。
【００１１】
請求項４に記載の発明では、請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の発明において、前記燃料タンクに収容された前記気体燃料の圧力を検出する燃料圧力検出手段を有し、前記燃料圧力検出手段で検出された気体燃料の圧力に基づいて、送出される気体燃料の温度と圧力の少なくとも一方を前記調整手段が調整する。
【００１２】
このように、燃料圧力調整手段によって検出された気体燃料の圧力に基づいて、送出される気体燃料の温度と圧力の少なくとも一方を調整手段が調整することで、より適切な調整が可能になる。
【００１３】
請求項５に記載の発明では、請求項４に記載の発明において、前記燃料供給配管に設けられ、燃料供給配管内の気体燃料の圧力を検出する第２燃料圧力検出手段、を有する。
【００１４】
請求項５に記載の気体燃料供給装置では、たとえば請求項６に記載の圧力低下検知方法により、燃料供給配管での気体燃料の圧力低下を検知できる。
【００１５】
すなわち、この圧力低下検知方法では、まず、調整手段で燃料タンク内の気体燃料を高圧にし、燃料送出配管に送る。このとき、燃料タンク内の気体燃料の圧力は、燃料圧力検出手段で検出されている。
【００１６】
燃料送出配管には、第２燃料圧力検出手段が設けられており、燃料供給配管内の気体燃料の圧力が検出される。したがって、燃料圧力検出手段で検出された燃料タンク内の気体燃料の圧力と、第２燃料圧力検出手段で検出された燃料供給配管内の気体燃料を比較して、その差から、燃料供給配管での気体燃料の圧力低下を検知できる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明は上記構成としたので、機関に供給する気体燃料の温度もしくは圧力を調整可能な気体燃料供給装置と、この気体燃料供給装置において有効な圧力低下検知方法が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
図１には、本発明の第一実施形態の気体燃料供給装置１２の概略構成が示されている。この気体燃料供給装置１２は、燃料として圧縮天然ガス（ＣＮＧ）を使用する自動車に適用される。
【００１９】
気体燃料供給装置１２は、圧縮天然ガス（ＣＮＧ）が収容される燃料タンク１４を有しており、この燃料タンク１４内の燃料が、燃料供給配管２０から減圧弁１６を経て、図示しないエンジンに供給される。
【００２０】
燃料タンク１４には、タンク元弁１８を介して、燃料充填配管３２と燃料供給配管２０とが接続されている。タンク元弁１８の開閉弁１８Ａは、通常は閉弁されているが、燃料充填配管３２から燃料を燃料タンク１４内に充填するときには開放され、燃料タンク１４に燃料充填配管３２から燃料を充填できる。また、燃料遮断弁１８Ｂを開弁することで、燃料タンク１４内の燃料を送出し、燃料供給配管２０を通じて図示しないエンジンに供給することができる。
【００２１】
燃料タンク１４の外部には、冷媒還流装置２２の本体部２４が配置されている。本体部２４からは、燃料タンク１４に対し冷媒を還流（循環）させる冷媒配管２６が接続されている。燃料タンク１４の内部では、冷媒配管２６は櫛歯状に屈曲されており、さらにこの屈曲部分にフィン２８が備えられている。本体部２４から冷媒を矢印Ｆ１方向（順方向）に流すことで、燃料タンク１４内の気体燃料を加熱することができる。これに対し、本体部２４から冷媒を矢印Ｆ１と反対の方向（逆方向）に流すことで、燃料タンク１４内の気体燃料を冷却することができる。
【００２２】
燃料タンク１４内には、温度センサ３４及び圧力センサ３６が備えられており、燃料タンク１４内に気体燃料の温度及び圧力を検出して、燃料タンク１４の外部に設けられたＥＣＵ３８に送る。ＥＣＵ３８では、この温度データ及び圧力データと、エンジンから送られたエンジン駆動状態のデータに基づいて、冷媒還流装置２２を制御するようになっている。
【００２３】
また、減圧弁１６にも圧力センサ４０が設けられている。この圧力センサ４０は、燃料供給配管２０の下端部分での気体燃料の圧力を検出して、その圧力データをＥＣＵ３８に送るものであり、後述するように、燃料供給配管２０の圧力低下が発生しているか否かを検出する場合に用いられる。
【００２４】
このような構成とされた本実施形態の気体燃料供給装置１２では、エンジンの状態及び、燃料タンク１２内の気体燃料の温度や圧力に基づいて冷媒還流装置２２を駆動することで、エンジンへ供給する気体燃料の温度あるいは圧力を調整することができる。たとえば、気体燃料の温度を高くすると密度も高くなるので、エンジンの出力が上昇する。これに対し、気体燃料の温度を低くすると密度も低くなるため、所定のエンジン出力を得るためには、スロットルバルブの開度（スロットル開度）を上げることになる。これにより、いわゆるポンピングロスが少なくなるので、結果的にエンジンの燃費が向上する。
【００２５】
特に、本実施形態では、燃料タンク１４内に温度センサ３４が備えられており、燃料タンク１４内の気体燃料の温度に応じてＥＣＵ３８が冷媒還流装置２２を適切に駆動し、気体燃料の温度を所望の値に調整することが可能である。
【００２６】
また、本実施形態では、燃料タンク１４内に圧力センサ３６が備えられており、燃料タンク１４内の気体燃料の圧力が低下した場合でも、エンジンへ所定以上の高圧の気体燃料を供給することが可能である。すなわち、圧力センサ３６によって検出された気体燃料の圧力が低下している場合に、ＥＣＵ３８により冷媒還流装置２２を駆動させて、気体燃料を高温高圧にすることができる。すなわち、燃料タンク１４内の気体燃料のみかけ上の残圧が高くなるので、より長時間の走行が可能になると共に、燃料タンク１４への気体燃料の充填時期を遅らせることが可能になる。
【００２７】
さらに本実施形態の気体燃料供給装置１２では、以下に示す圧力低下検知方法により、燃料供給配管２０に圧力低下部位が発生した場合に、これを検知することが容易になっている。なお、この圧力低下検知方法は、エンジンの停止時に行われる。
【００２８】
この圧力低下検知方法によって、気体燃料供給装置１２における圧力低下を検出する場合に、冷媒還流装置２２の駆動により高温高圧とした気体燃料を燃料供給配管２０に送る。この気体燃料の圧力は、減圧弁１６に設けられた圧力センサ４０で検出される。すなわち、燃料供給配管２０の下流端での気体燃料の圧力が検出され、その圧力データがＥＣＵ３８に送られる。また、燃料タンク１４内では、圧力センサ３６によって気体燃料の圧力が検出され、圧力データがＥＣＵ３８に送られている。
【００２９】
ＥＣＵ３８では、このようにして送られた燃料タンク１４内の気体燃料の圧力と燃料供給配管２０の下流端での気体燃料の圧力とを比較する。そして、これらの値の差が大きくなっている場合には、燃料供給配管２０に圧力低下部位が発生していることを検知できる。
【００３０】
特に本実施形態では、冷媒還流装置２２を駆動させて、燃料タンク１４内の気体燃料を高温高圧にし、この高圧の気体燃料を燃料供給配管２０に送って、上記の圧力低下検知方法を行うことができる。このように、高圧（たとえば、気体燃料供給装置１２に使用最高圧力に近い程度の高圧でもよい）の気体燃料を用いることで、より高精度に圧力低下を検知できる。
【００３１】
なお、上記では、燃料タンク１４内に温度センサ３４と圧力センサ３６の双方が備えられた構成を挙げたが、これらのうち、いずれか一方のみが設けられていてもよい。すなわち、燃料タンク１４の容積はあらかじめわかっているので、たとえば温度センサ３４で検出された温度から、燃料タンク１４内の圧力を得ることや、圧力センサ３６で検出された圧力から、燃料タンク１４内の温度を得ることが可能である。これらの場合に、温度と圧力の関係を示す関係式や、これらの対応を示す対応表（データテーブル）をＥＣＵ３８に記憶させておけばよい。
【００３２】
温度センサ３４で検出された気体燃料の温度から圧力を得る構成では、圧力センサ３６は不要となり、温度センサ３４が、本発明における燃料圧力検出手段を構成することになる。同様に、圧力センサ３６で検出された気体燃料の圧力から温度を得る構成では、温度センサ３４は不要となり、圧力センサ３６が、本発明における燃料温度検出手段を構成することになる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明の一実施形態の気体燃料供給装置を示す概略構成図である。
【符号の説明】
【００３４】
１２  気体燃料供給装置
１４  燃料タンク
１６  減圧弁
１８  タンク元弁
１８Ａ      開閉弁
１８Ｂ      燃料遮断弁
２０  燃料供給配管
２２  冷媒還流装置（調整手段）
２４  本体部
２６  冷媒配管
２８  フィン
３２  燃料充填配管
３４  温度センサ（燃料温度検出手段）
３６  圧力センサ（燃料圧力検出手段）
３８  ＥＣＵ
４０  圧力センサ
【図１】
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