JP2000136756A - Natural gas automobile having absorbed natural gas storage tank - Google Patents
Natural gas automobile having absorbed natural gas storage tankInfo
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は天然ガス自動車、特
に吸蔵式天然ガス貯蔵タンクを有する天然ガス自動車の
改良に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an improvement of a natural gas vehicle, particularly to a natural gas vehicle having a storage type natural gas storage tank.
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来より、天然ガスを燃料とする天然ガ
ス自動車には、燃料となる天然ガスが圧縮ガス（ＣＮ
Ｇ）の状態で貯蔵されていた。しかし、このような圧縮
ガスの状態で天然ガスを貯蔵する場合には、天然ガスを
高圧に圧縮する必要があるうえ、貯蔵量も多くできない
という問題があった。そこで、天然ガスを吸着材に吸着
させ、比較的低圧でかつ大量の天然ガスを貯蔵できる吸
蔵式天然ガス貯蔵タンクを有する天然ガス自動車が提案
されている。2. Description of the Related Art Conventionally, in natural gas vehicles using natural gas as fuel, natural gas as fuel is compressed gas (CN).
G). However, when natural gas is stored in such a compressed gas state, there is a problem that the natural gas needs to be compressed to a high pressure and the storage amount cannot be increased. Therefore, a natural gas vehicle having a storage type natural gas storage tank capable of storing a large amount of natural gas at a relatively low pressure by adsorbing natural gas on an adsorbent has been proposed.
【０００３】[0003]
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来例に
おいては、例えば、米国のＧＲＩ（Ｇａｓ Ｒｅｓｅａ
ｒｃｈ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ）レポートにも指摘されて
いるように、走行中に貯蔵タンク内の吸着材の温度が天
然ガスの脱離により低下すると、吸着材は温度が低下す
るほど吸着量が増加するので、温度の低下とともに貯蔵
タンクの気相部の圧力が急激に低下し、天然ガスの取り
出しが困難になるという問題があった。However, in the above conventional example, for example, GRI (Gas Research) in the United States
As pointed out in the report (rch Institute), if the temperature of the adsorbent in the storage tank decreases during running due to the desorption of natural gas, the amount of adsorbent increases as the temperature decreases, so the temperature of the adsorbent increases. As the pressure decreases, the pressure in the gas phase of the storage tank rapidly decreases, which makes it difficult to take out natural gas.
【０００４】この問題に対しては、エンジンからの温度
の高い冷却水により貯蔵タンクを加熱するという対策も
考えられる。しかし、エンジンの始動時にはエンジンの
冷却水の温度が低いため、貯蔵タンクを加熱することが
できない。このため、本対策によってもエンジンの始動
の困難性は解決できないと予想される。[0004] As a countermeasure against this problem, a measure to heat the storage tank with cooling water having a high temperature from the engine can be considered. However, when the engine is started, the temperature of the cooling water of the engine is low, so that the storage tank cannot be heated. For this reason, it is expected that this measure will not solve the difficulty of starting the engine.
【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、エンジンの始動性を向上でき
る吸蔵式天然ガス貯蔵タンクを有する天然ガス自動車を
提供することにある。[0005] The present invention has been made in view of the above-mentioned conventional problems, and an object of the present invention is to provide a natural gas vehicle having a storage type natural gas storage tank capable of improving the startability of an engine.
【０００６】[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、吸蔵式天然ガス貯蔵タンクを有する天然
ガス自動車であって、吸着材を収容し、天然ガスを吸着
貯蔵する貯蔵タンクと、貯蔵タンクの天然ガスの出口側
に設けられ、エンジンに天然ガスを供給するバッファタ
ンクと、貯蔵タンクとバッファタンクとの間に設けら
れ、エンジン停止時に閉となり、エンジン始動後にバッ
ファタンクの圧力が所定値以上となったときに開となる
遮断弁と、を備えることを特徴とする。In order to achieve the above object, the present invention relates to a natural gas vehicle having a storage type natural gas storage tank, which stores an adsorbent and adsorbs and stores natural gas. A buffer tank that is provided on the natural gas outlet side of the storage tank and supplies natural gas to the engine; and a buffer tank that is provided between the storage tank and the buffer tank and is closed when the engine is stopped. And a shut-off valve that opens when the pressure exceeds a predetermined value.
【０００７】また、上記吸蔵式天然ガス貯蔵タンクを有
する天然ガス自動車において、貯蔵タンクは、エンジン
の冷却水により加熱されることを特徴とする。[0007] In the natural gas vehicle having the storage natural gas storage tank, the storage tank is heated by engine cooling water.
【０００８】[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。Embodiments of the present invention (hereinafter referred to as embodiments) will be described below with reference to the drawings.
【０００９】図１には、本発明に係る吸蔵式天然ガス貯
蔵タンクを有する天然ガス自動車の構成が示される。図
１において、天然ガス自動車には、吸着材を収容し、天
然ガスを吸着貯蔵する貯蔵タンク１０が搭載されてい
る。この貯蔵タンク１０が本発明に係る吸蔵式天然ガス
貯蔵タンクに相当する。貯蔵タンク１０に貯蔵された天
然ガスは、燃料とするためにエンジン１２に供給され
る。この場合、エンジン１２に供給される天然ガスの圧
力は、ＥＣＵ（エンジンコントロールユニット）１４か
らの指示に基づき、レギュレータ１６により制御され
る。FIG. 1 shows a configuration of a natural gas vehicle having a storage type natural gas storage tank according to the present invention. In FIG. 1, a natural gas vehicle is equipped with a storage tank 10 that accommodates an adsorbent and adsorbs and stores natural gas. This storage tank 10 corresponds to the storage type natural gas storage tank according to the present invention. The natural gas stored in the storage tank 10 is supplied to the engine 12 for use as fuel. In this case, the pressure of the natural gas supplied to the engine 12 is controlled by the regulator 16 based on an instruction from the ECU (engine control unit) 14.
【００１０】また、貯蔵タンク１０からエンジン１２に
天然ガスを供給するラインの途中には、バッファタンク
１８が設けられている。このバッファタンク１８と貯蔵
タンク１０との間にはＥＣＵ１４で制御される遮断弁２
０も設けられている。これらの貯蔵タンク１０及びバッ
ファタンク１８の圧力は、それぞれ圧力センサ２２、２
４により検知され、それぞれの検出値がＥＣＵ１４に入
力される。A buffer tank 18 is provided in the middle of a line for supplying natural gas from the storage tank 10 to the engine 12. A shut-off valve 2 controlled by the ECU 14 is provided between the buffer tank 18 and the storage tank 10.
0 is also provided. The pressures of the storage tank 10 and the buffer tank 18 are measured by pressure sensors 22, 2 respectively.
4 and the respective detected values are input to the ECU 14.
【００１１】なお、貯蔵タンク１０は、吸着材からの天
然ガスの脱離時に温度が低下する吸着材を加熱するため
に、エンジン１２の冷却水が冷却水配管２６により導入
され、加熱される構成となっている。この冷却水配管２
６には制御弁２８が設けられており、制御弁２８がＥＣ
Ｕ１４の指示に基づいて開閉されることにより貯蔵タン
ク１０に導入される温度の高いエンジン冷却水の量が制
御される。The storage tank 10 is configured such that cooling water of the engine 12 is introduced by a cooling water pipe 26 and heated to heat the adsorbent whose temperature decreases when natural gas is desorbed from the adsorbent. It has become. This cooling water pipe 2
6, a control valve 28 is provided.
By opening and closing based on the instruction of U14, the amount of the high-temperature engine cooling water introduced into the storage tank 10 is controlled.
【００１２】通常走行時には、貯蔵タンク１０内の気相
部の圧力は、冷却水配管２６から導入されるエンジン１
２の冷却水により貯蔵タンク１０が加熱されているた
め、エンジン１２に天然ガスを供給するのに必要な所定
圧力以上に維持されている。従って、この場合には、Ｅ
ＣＵ１４により遮断弁２０を開とし、バッファタンク１
８を経由してエンジン１２に貯蔵タンク１０から天然ガ
スが供給される。このように、通常走行時は、貯蔵タン
ク１０が常にエンジン１２の冷却水によって加熱されて
いるので、走行時に貯蔵タンク１０内の吸着材の温度が
低下して天然ガスの取り出しが困難となり、エンジン１
２が停止するという問題を防止できる。During normal running, the pressure of the gas phase in the storage tank 10 is controlled by the engine 1 introduced through the cooling water pipe 26.
Since the storage tank 10 is heated by the second cooling water, the pressure is maintained at a predetermined pressure or more necessary for supplying the natural gas to the engine 12. Therefore, in this case, E
The cutoff valve 20 is opened by the CU 14 and the buffer tank 1
The natural gas is supplied from the storage tank 10 to the engine 12 via 8. As described above, since the storage tank 10 is always heated by the cooling water of the engine 12 during normal traveling, the temperature of the adsorbent in the storage tank 10 decreases during traveling, and it becomes difficult to take out natural gas. 1
2 can be prevented from stopping.
【００１３】以上に対して、エンジン１２の始動時にお
いては、エンジン１２の冷却水の温度が低くなっている
ため貯蔵タンク１０内の吸着材を加熱することができな
い。従って、外気温や、貯蔵タンク１０内に貯蔵されて
いる天然ガスの量によっては、エンジン１２に天然ガス
を供給するために必要な圧力に不足が生じている場合も
考えられる。そこで、本実施形態においては、エンジン
を停止した時に同時にＥＣＵ１４が遮断弁２０を閉と
し、貯蔵タンク１０とバッファタンク１８とを切り離す
制御を行う。これにより、貯蔵タンク１０内の吸着材の
温度が低下し、吸着量が増加することによって貯蔵タン
ク１０の気相部圧力が低下しても、バッファタンク１８
内には圧縮状態の天然ガスが貯蔵されたままとなり、そ
の圧力が通常走行時の圧力に近い値で維持されることに
なる。このため、次回始動時に、貯蔵タンク１０の温
度、圧力が低下している場合にも、バッファタンク１８
からエンジン１２の始動に必要な天然ガスを供給するこ
とができ、確実にエンジン１２の始動を行うことができ
る。バッファタンク１８の大きさとしては、エンジン１
２の始動に必要な量が確保される程度としておけばよ
い。In contrast, when the engine 12 is started, the temperature of the cooling water of the engine 12 is low, so that the adsorbent in the storage tank 10 cannot be heated. Therefore, depending on the outside air temperature and the amount of the natural gas stored in the storage tank 10, the pressure required for supplying the natural gas to the engine 12 may be insufficient. Therefore, in the present embodiment, when the engine is stopped, the ECU 14 performs control to close the shutoff valve 20 and disconnect the storage tank 10 and the buffer tank 18 at the same time. As a result, even if the temperature of the adsorbent in the storage tank 10 decreases and the pressure in the gas phase of the storage tank 10 decreases due to the increase in the amount of adsorption, the buffer tank 18
The compressed natural gas is stored therein, and its pressure is maintained at a value close to the pressure during normal driving. For this reason, even when the temperature and pressure of the storage tank 10 decrease at the next start,
Can supply natural gas necessary for starting the engine 12, and the engine 12 can be started reliably. As for the size of the buffer tank 18, the engine 1
It is sufficient that the amount necessary for the start of No. 2 is secured.
【００１４】以上のように、バッファタンク１８に圧縮
状態で貯蔵されていた天然ガスがエンジン１２に供給さ
れ、エンジン１２が始動されると、冷却水の温度も上昇
していく。そこで、ＥＣＵ１４により制御弁２８を開と
し、冷却水配管２６によりエンジン１２の冷却水を貯蔵
タンク１０に供給する。これにより、貯蔵タンク１０中
の吸着材の温度が上昇し、貯蔵タンク１０の気相部圧力
が上昇していく。このように貯蔵タンク１０の気相部圧
力が上昇し、その値が所定圧力を超えたことを圧力セン
サ２２が検出すると、ＥＣＵ１４が遮断弁２０を開とし
て貯蔵タンク１０とバッファタンク１８とを接続する。
これにより、天然ガス自動車が通常走行の状態となる。
以後は、貯蔵タンク１０から所定圧力の天然ガスがバッ
ファタンクを経由してエンジン１２に供給されることに
なる。従って、バッファタンク１８には所定の圧力の圧
縮天然ガスが常時対流していることになる。As described above, when the natural gas stored in the buffer tank 18 in a compressed state is supplied to the engine 12 and the engine 12 is started, the temperature of the cooling water also increases. Then, the control valve 28 is opened by the ECU 14 and the cooling water of the engine 12 is supplied to the storage tank 10 through the cooling water pipe 26. Thereby, the temperature of the adsorbent in the storage tank 10 increases, and the pressure in the gas phase of the storage tank 10 increases. When the pressure sensor 22 detects that the gas-phase pressure of the storage tank 10 has increased and the pressure has exceeded a predetermined pressure, the ECU 14 opens the shut-off valve 20 to connect the storage tank 10 and the buffer tank 18. I do.
As a result, the natural gas vehicle enters a normal running state.
Thereafter, natural gas at a predetermined pressure is supplied from the storage tank 10 to the engine 12 via the buffer tank. Therefore, the compressed natural gas at a predetermined pressure is constantly convected in the buffer tank 18.
【００１５】このように、バッファタンク１８を経由し
てエンジン１２に天然ガスを供給する構成では、エンジ
ン１２の過渡運転時に、貯蔵タンク１０中の吸着材から
の天然ガスの脱離量とエンジン１２による天然ガスの消
費量との間に不均衡が生じた場合にも、バッファタンク
１８によりこれを緩衝することができる。従って、吸着
材からの天然ガスの脱離速度が遅いために生ずる燃料供
給の追従性の悪さをバッファタンク１８で補償すること
ができるので、エンジンに供給される天然ガスと空気と
の比を常に理論空燃比に近い状態に維持できる。この結
果、排気ガス中の各成分組成を一定に保つことができ、
排気ガスエミッションをよくすることができる。As described above, in the configuration in which the natural gas is supplied to the engine 12 via the buffer tank 18, during the transient operation of the engine 12, the amount of the desorbed natural gas from the adsorbent in the storage tank 10 and the engine 12 If an imbalance occurs between the consumption of natural gas and the consumption of natural gas, the buffer tank 18 can buffer the imbalance. Therefore, the buffer tank 18 can compensate for the poor fuel supply followability caused by the slow desorption speed of the natural gas from the adsorbent, so that the ratio of the natural gas to the air supplied to the engine is always maintained. A state close to the stoichiometric air-fuel ratio can be maintained. As a result, the composition of each component in the exhaust gas can be kept constant,
Exhaust gas emission can be improved.
【００１６】図２には、遮断弁２０の開閉の動作のフロ
ー図が示される。図２において、エンジン１２が停止し
た場合には、ＥＣＵ１４により遮断弁２０が閉とされる
（Ｓ１）。FIG. 2 is a flowchart showing the operation of opening and closing the shutoff valve 20. In FIG. 2, when the engine 12 is stopped, the shut-off valve 20 is closed by the ECU 14 (S1).
【００１７】その後、エンジン１２が始動される時に
は、前述したようにバッファタンク１８からの圧縮天然
ガスを使用して始動が行われる（Ｓ２）。これによりエ
ンジン１２の冷却水の温度が上昇するので、この冷却水
が貯蔵タンク１０に供給される（Ｓ３）。Thereafter, when the engine 12 is started, the engine 12 is started using the compressed natural gas from the buffer tank 18 as described above (S2). As a result, the temperature of the cooling water of the engine 12 increases, and this cooling water is supplied to the storage tank 10 (S3).
【００１８】貯蔵タンク１０の気相部の圧力は、圧力セ
ンサ２２により監視されているので、この圧力Ｐ１が所
定の圧力Ｐ２よりも高くなったか否かが監視される（Ｓ
４）。貯蔵タンク１０の気相部圧力Ｐ１が所定値Ｐ２よ
りも高くなった時点で、ＥＣＵ１４により遮断弁２０が
開とされる（Ｓ５）。Since the pressure in the gas phase of the storage tank 10 is monitored by the pressure sensor 22, it is monitored whether the pressure P1 is higher than a predetermined pressure P2 (S).
4). When the gas phase pressure P1 of the storage tank 10 becomes higher than the predetermined value P2, the ECU 14 opens the shutoff valve 20 (S5).
【００１９】以上により、天然ガス自動車は通常走行と
なる。As described above, the natural gas vehicle runs normally.
【００２０】[0020]
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
エンジン停止時に遮断弁を閉として貯蔵タンクとバッフ
ァタンクとを遮断するので、次回エンジン始動時にはバ
ッファタンク中に圧縮状態で貯蔵された天然ガスを使用
できる。この結果、貯蔵タンクの圧力が低下していて
も、エンジンの始動を確実に行うことができ、始動性を
向上できる。As described above, according to the present invention,
When the engine is stopped, the shutoff valve is closed to shut off the storage tank and the buffer tank, so that the next time the engine is started, natural gas stored in a compressed state in the buffer tank can be used. As a result, even if the pressure in the storage tank is reduced, the engine can be reliably started, and the startability can be improved.
【図１】 本発明に係る吸蔵式天然ガス貯蔵タンクを有
する天然ガス自動車の構成を示す図である。FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a natural gas vehicle having a storage type natural gas storage tank according to the present invention.
【図２】 図１に示された遮断弁の開閉動作を示すフロ
ー図である。FIG. 2 is a flowchart showing an opening / closing operation of the shut-off valve shown in FIG.
１０ 貯蔵タンク、１２ エンジン、１４ ＥＣＵ、１
６ レギュレータ、１８ バッファタンク、２０ 遮断
弁、２２，２４ 圧力センサ、２６ 冷却水配管、２８
制御弁。10 storage tank, 12 engine, 14 ECU, 1
6 regulator, 18 buffer tank, 20 shut-off valve, 22, 24 pressure sensor, 26 cooling water pipe, 28
Control valve.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 寺島 由紀夫 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自動 車株式会社内 Ｆターム(参考） 3D038 CA00 CB01 CC00 3E072 AA03 EA10 GA30 ────────────────────────────────────────────────── ─── Continued on the front page (72) Inventor Yukio Terashima 1 Toyota Town, Toyota City, Aichi Prefecture Toyota Motor Corporation F term (reference) 3D038 CA00 CB01 CC00 3E072 AA03 EA10 GA30
Claims (2)
る貯蔵タンクと、 前記貯蔵タンクの天然ガスの出口側に設けられ、エンジ
ンに天然ガスを供給するバッファタンクと、 前記貯蔵タンクと前記バッファタンクとの間に設けら
れ、エンジン停止時に閉となり、エンジン始動後に前記
バッファタンクの圧力が所定値以上となったときに開と
なる遮断弁と、を備えることを特徴とする吸蔵式天然ガ
ス貯蔵タンクを有する天然ガス自動車。A storage tank that stores an adsorbent and adsorbs and stores natural gas; a buffer tank that is provided on a natural gas outlet side of the storage tank and supplies natural gas to an engine; A shutoff valve provided between the storage tank and the buffer tank and closed when the engine is stopped, and opened when the pressure in the buffer tank becomes equal to or higher than a predetermined value after the engine is started. Natural gas vehicles with storage tanks.
クを有する天然ガス自動車において、前記貯蔵タンク
は、エンジンの冷却水により加熱されることを特徴とす
る吸蔵式天然ガス貯蔵タンクを有する天然ガス自動車。2. A natural gas vehicle having a storage type natural gas storage tank according to claim 1, wherein said storage tank is heated by engine cooling water. Gas car.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31127198A JP2000136756A (en) | 1998-10-30 | 1998-10-30 | Natural gas automobile having absorbed natural gas storage tank |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31127198A JP2000136756A (en) | 1998-10-30 | 1998-10-30 | Natural gas automobile having absorbed natural gas storage tank |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000136756A true JP2000136756A (en) | 2000-05-16 |
Family
ID=18015138
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP31127198A Withdrawn JP2000136756A (en) | 1998-10-30 | 1998-10-30 | Natural gas automobile having absorbed natural gas storage tank |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000136756A (en) |
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1998
- 1998-10-30 JP JP31127198A patent/JP2000136756A/en not_active Withdrawn
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| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A761 | Written withdrawal of application |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A761 Effective date: 20050513 |