JP2000274311A - 車両用ガス燃料供給システム - Google Patents
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 水分の混入が問題となる可能性のある車両用
ガス燃料供給システムにおいて遮断弁が故障状態である
ことを効率よく判定することのできる技術を提供する。 【解決手段】 図のST13で第1遮断弁を閉弁する。
判定時間t0が経過した時点でST17にて最新の圧力P
0(2)を取込み、圧力低下量(P0(1)−P0(2))がΔPよ
り小さければ、故障状態と判定する。 【効果】 ガス燃料供給システムの遮断弁を車両の停止
若しくは運転中に、遮断弁が開いたままで閉じなくなっ
たか否かを診断することができる。これにより、遮断弁
が正常に作動することを適時診断することができ、遮断
弁の故障にともなうトラブルを未然に防止することがで
きる。
ガス燃料供給システムにおいて遮断弁が故障状態である
ことを効率よく判定することのできる技術を提供する。 【解決手段】 図のST13で第1遮断弁を閉弁する。
判定時間t0が経過した時点でST17にて最新の圧力P
0(2)を取込み、圧力低下量(P0(1)−P0(2))がΔPよ
り小さければ、故障状態と判定する。 【効果】 ガス燃料供給システムの遮断弁を車両の停止
若しくは運転中に、遮断弁が開いたままで閉じなくなっ
たか否かを診断することができる。これにより、遮断弁
が正常に作動することを適時診断することができ、遮断
弁の故障にともなうトラブルを未然に防止することがで
きる。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は車両用ガス燃料供給
システムにおいて遮断弁が故障状態であると判定する技
術に関する。
システムにおいて遮断弁が故障状態であると判定する技
術に関する。
【0002】
【従来の技術】近年、ガソリンや軽油の代替燃料の一つ
として天然ガス(NG)が採用されるようになり、この
天然ガスを車両、特に乗用車の燃料とする場合には、車
体に高圧容器(ボンベ)を搭載し、この高圧容器に20
0kg/cm2程度に圧縮した天然ガスを充填し、この
天然ガスを減圧弁にて低圧ガスに直してエンジンの燃焼
室へ供給する。この様に高圧で圧縮した天然ガスを、圧
縮天然ガス(CNG)と呼ぶ。
として天然ガス(NG)が採用されるようになり、この
天然ガスを車両、特に乗用車の燃料とする場合には、車
体に高圧容器(ボンベ)を搭載し、この高圧容器に20
0kg/cm2程度に圧縮した天然ガスを充填し、この
天然ガスを減圧弁にて低圧ガスに直してエンジンの燃焼
室へ供給する。この様に高圧で圧縮した天然ガスを、圧
縮天然ガス(CNG)と呼ぶ。
【0003】圧縮天然ガスを用いた車両に係る研究は進
んでおり、例えば特開平7−189731号公報「ガス
燃料車両の残燃料表示装置」は、圧縮性流体に起因する
圧力変動や温度変動を補正することにより、燃料の残量
をより正確に表示するという技術を提案するものであ
る。
んでおり、例えば特開平7−189731号公報「ガス
燃料車両の残燃料表示装置」は、圧縮性流体に起因する
圧力変動や温度変動を補正することにより、燃料の残量
をより正確に表示するという技術を提案するものであ
る。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】前記公報の図2の符号
1はCNGタンク、2は高圧配管、13は第1電磁遮断
弁、14は第2電磁遮断弁であり、ECUで第1,第2
電磁遮断弁13,14を閉じることができるというもの
である。
1はCNGタンク、2は高圧配管、13は第1電磁遮断
弁、14は第2電磁遮断弁であり、ECUで第1,第2
電磁遮断弁13,14を閉じることができるというもの
である。
【0005】前記電磁遮断弁13,14はソレノイドに
よる電磁力でプランジャ(ロッド)を軸方向に移動する
ことにより弁開状態にし、スプリングの圧縮力でプラン
ジャを戻して弁閉状態にするものが一般に採用されてい
るが、プランジャを軸方向に往復移動させるためには隙
間を設けなければならない。この隙間が大き過ぎるとプ
ランジャは径方向へ移動し「がたつく」ことがある。そ
のために、プランジャとプランジャを支える部品との間
の隙間はごく小さなものにする必要がある。
よる電磁力でプランジャ(ロッド)を軸方向に移動する
ことにより弁開状態にし、スプリングの圧縮力でプラン
ジャを戻して弁閉状態にするものが一般に採用されてい
るが、プランジャを軸方向に往復移動させるためには隙
間を設けなければならない。この隙間が大き過ぎるとプ
ランジャは径方向へ移動し「がたつく」ことがある。そ
のために、プランジャとプランジャを支える部品との間
の隙間はごく小さなものにする必要がある。
【0006】ところで、天然ガスはメタンガスを主成分
とするが、地下から採取したガスであるから水分を含
む。仮に、手間を掛けて乾燥させた圧縮天然ガスであっ
ても、車載タンクに移す段階で空気中の水分がタンク内
に入り込む虞れはある。又、燃料配管系の製造工程にお
いても水分が完全に除去できないなども考えられる。こ
れらの水分が電磁弁の金属部分に錆びを発生させる虞れ
がある。対策として、プランジャなどをステンレス化し
たりメッキを施すなどがあるが、完全ではない。
とするが、地下から採取したガスであるから水分を含
む。仮に、手間を掛けて乾燥させた圧縮天然ガスであっ
ても、車載タンクに移す段階で空気中の水分がタンク内
に入り込む虞れはある。又、燃料配管系の製造工程にお
いても水分が完全に除去できないなども考えられる。こ
れらの水分が電磁弁の金属部分に錆びを発生させる虞れ
がある。対策として、プランジャなどをステンレス化し
たりメッキを施すなどがあるが、完全ではない。
【0007】第1電磁遮断弁の作動不良には、次の二つ
の形態が考えれれる。第1は錆により、弁が開かぬ場合
である。弁が閉じたままであれば、エンジンに十分な燃
料が供給できないので、配管内の燃料でエンジンは始動
するものの、その後にエンジンが停止する。第2は錆に
より、弁が閉じぬ場合である。弁が開いたままであれ
ば、エンジンが停止中であっても、高圧容器から高圧配
管に圧縮天然ガスが供給状態となるので、エンジン停止
中のガス漏れ及びメンテナンス時の安全性の観点から好
ましくない。
の形態が考えれれる。第1は錆により、弁が開かぬ場合
である。弁が閉じたままであれば、エンジンに十分な燃
料が供給できないので、配管内の燃料でエンジンは始動
するものの、その後にエンジンが停止する。第2は錆に
より、弁が閉じぬ場合である。弁が開いたままであれ
ば、エンジンが停止中であっても、高圧容器から高圧配
管に圧縮天然ガスが供給状態となるので、エンジン停止
中のガス漏れ及びメンテナンス時の安全性の観点から好
ましくない。
【0008】そこで本発明の目的は、水分の混入が問題
となる可能性のある車両用ガス燃料供給システムにおい
て電磁遮断弁の故障状態を効率よく判定する技術を提供
することにある。
となる可能性のある車両用ガス燃料供給システムにおい
て電磁遮断弁の故障状態を効率よく判定する技術を提供
することにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に請求項1は、ガス燃料をガスエンジンに供給する配管
に遮断弁と圧力センサとをこの順に配置する車両用ガス
燃料供給システムにおいて、故障診断信号に基づいて前
記遮断弁を閉弁し、それ以降に前記圧力センサから取込
んだ圧力情報と経過時間とに基づいて圧力低下率を演算
し、前記演算した圧力低下率が予め定めた圧力低下率し
きい値より小さいときに、前記遮断弁が故障状態である
と判定する制御部を備えることを特徴とする。
に請求項1は、ガス燃料をガスエンジンに供給する配管
に遮断弁と圧力センサとをこの順に配置する車両用ガス
燃料供給システムにおいて、故障診断信号に基づいて前
記遮断弁を閉弁し、それ以降に前記圧力センサから取込
んだ圧力情報と経過時間とに基づいて圧力低下率を演算
し、前記演算した圧力低下率が予め定めた圧力低下率し
きい値より小さいときに、前記遮断弁が故障状態である
と判定する制御部を備えることを特徴とする。
【0010】これにより車両の停止若しくは運転中に遮
断弁の故障状態を判定することができる。故障診断の種
類は遮断弁が開いたままで閉じなくなったか、若しくは
開き側でロックし、十分な締切性が得られなくなったか
である。遮断弁が正常に作動することを適時診断するこ
とができ、遮断弁の故障にともなうトラブルを未然に防
止することができる。
断弁の故障状態を判定することができる。故障診断の種
類は遮断弁が開いたままで閉じなくなったか、若しくは
開き側でロックし、十分な締切性が得られなくなったか
である。遮断弁が正常に作動することを適時診断するこ
とができ、遮断弁の故障にともなうトラブルを未然に防
止することができる。
【0011】
【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を添付図に基
づいて以下に説明する。なお、以下の説明で、第1、第
2・・・若しくは1次、2次・・・はガス燃料の流れに沿って
付す識別呼称である。図1は本発明に係る車両の模式図
であり、この車両10は、車体11の後部にガス燃料と
しての圧縮天然ガスを充填したCNGタンク12を搭載
し、このCNGタンク12内の圧縮天然ガスを高圧配管
13、圧力制御ユニット60、低圧配管14、インジェ
クタ15を介して車体11の前部に搭載したガスエンジ
ン16の燃焼室へ供給するところのガス燃料供給システ
ムを備えていることを示す。その他の符号の説明は後述
する。
づいて以下に説明する。なお、以下の説明で、第1、第
2・・・若しくは1次、2次・・・はガス燃料の流れに沿って
付す識別呼称である。図1は本発明に係る車両の模式図
であり、この車両10は、車体11の後部にガス燃料と
しての圧縮天然ガスを充填したCNGタンク12を搭載
し、このCNGタンク12内の圧縮天然ガスを高圧配管
13、圧力制御ユニット60、低圧配管14、インジェ
クタ15を介して車体11の前部に搭載したガスエンジ
ン16の燃焼室へ供給するところのガス燃料供給システ
ムを備えていることを示す。その他の符号の説明は後述
する。
【0012】図2は本発明に係るガス燃料供給システム
の原理図であり、このガス燃料供給システム20は、充
填口21、充填管22及び逆止弁40を介して外部から
CNGタンク12に圧縮天然ガスを充填することがで
き、又CNGタンク12に蓄えてある圧縮天然ガスを、
第1遮断弁50、高圧配管13、高圧配管13に介設し
たジョイントボックス23、手動オンオフ弁24、フィ
ルタ25、圧力制御ユニット60、低圧配管14、イン
ジェクタ15を介して吸気ポート26に送ることができ
るシステムである。
の原理図であり、このガス燃料供給システム20は、充
填口21、充填管22及び逆止弁40を介して外部から
CNGタンク12に圧縮天然ガスを充填することがで
き、又CNGタンク12に蓄えてある圧縮天然ガスを、
第1遮断弁50、高圧配管13、高圧配管13に介設し
たジョイントボックス23、手動オンオフ弁24、フィ
ルタ25、圧力制御ユニット60、低圧配管14、イン
ジェクタ15を介して吸気ポート26に送ることができ
るシステムである。
【0013】加えて、このシステムには、ジョイントボ
ックス23に第1圧力センサ31及び第1温度センサ3
2を備え、圧力制御ユニット60の出口に第2圧力セン
サ33を備え、インジェクタ15に第2温度センサ34
を備え、インジェクタ15を制御するためのインジェク
タドライバ35を備え、第1遮断弁50及び圧力制御ユ
ニット60に内蔵した第2遮断弁(詳細後述)を開閉制
御する制御部36を備える。
ックス23に第1圧力センサ31及び第1温度センサ3
2を備え、圧力制御ユニット60の出口に第2圧力セン
サ33を備え、インジェクタ15に第2温度センサ34
を備え、インジェクタ15を制御するためのインジェク
タドライバ35を備え、第1遮断弁50及び圧力制御ユ
ニット60に内蔵した第2遮断弁(詳細後述)を開閉制
御する制御部36を備える。
【0014】即ち、第1圧力センサ31及び第1温度セ
ンサ32で高圧配管13における圧縮天然ガスの圧力P
0、温度T0を計測し、その情報を制御部36にインプッ
トし、第2圧力センサ33及び第2温度センサ34で低
圧配管15における圧縮天然ガスの圧力P2、温度T2を
計測し、その情報を制御部36にインプットし、これら
のインプット情報に基づいて制御部36は第1遮断弁5
0や圧力制御ユニット60に内蔵した第2遮断弁を制御
することにより、故障状態であるか否かを判定する。
ンサ32で高圧配管13における圧縮天然ガスの圧力P
0、温度T0を計測し、その情報を制御部36にインプッ
トし、第2圧力センサ33及び第2温度センサ34で低
圧配管15における圧縮天然ガスの圧力P2、温度T2を
計測し、その情報を制御部36にインプットし、これら
のインプット情報に基づいて制御部36は第1遮断弁5
0や圧力制御ユニット60に内蔵した第2遮断弁を制御
することにより、故障状態であるか否かを判定する。
【0015】なお、圧縮天然ガスは気体であって圧縮性
流体であるから、ボイルシャルルの法則(PV/T=一
定。P:絶対圧力、V:体積又は容積、T:絶対温度)
に準拠する。ここで流路の容積が一定であるからVは変
わらず、温度が上下すれば圧力も比例して上下し、圧力
は絶えず変化する可能性があって、制御の障害となる。
そこで、前記温度T0で圧力P0を温度補正する。同様
に、前記温度T2で圧力P2を温度補正する。温度補正す
ればどの圧力も0℃を基準とした圧力となり、相対的に
比較することが可能となる。
流体であるから、ボイルシャルルの法則(PV/T=一
定。P:絶対圧力、V:体積又は容積、T:絶対温度)
に準拠する。ここで流路の容積が一定であるからVは変
わらず、温度が上下すれば圧力も比例して上下し、圧力
は絶えず変化する可能性があって、制御の障害となる。
そこで、前記温度T0で圧力P0を温度補正する。同様
に、前記温度T2で圧力P2を温度補正する。温度補正す
ればどの圧力も0℃を基準とした圧力となり、相対的に
比較することが可能となる。
【0016】図3は図2の3部拡大断面図であり、逆止
弁40及び第1遮断弁50を共通の弁箱41に組込み、
この弁箱41をCNGタンク12の開口にねじ結合した
ことを特徴とし、特に第1遮断弁50については要部が
CNGタンク12内にあることからインタンク遮断弁と
呼ぶ。逆止弁40及び第1遮断弁50の構造を順に説明
する。
弁40及び第1遮断弁50を共通の弁箱41に組込み、
この弁箱41をCNGタンク12の開口にねじ結合した
ことを特徴とし、特に第1遮断弁50については要部が
CNGタンク12内にあることからインタンク遮断弁と
呼ぶ。逆止弁40及び第1遮断弁50の構造を順に説明
する。
【0017】逆止弁40は弁箱41にスリーブ42を捩
じ込み、このスリーブ42の下部開口に弁体43を当
て、この弁体43をスプリング44で弁閉側へ押し、こ
のスプリング44を別のスリーブ45及びロッド46で
支え、且つこのロッド46に流路47及び絞り部48を
形成した構造の弁である。この逆止弁40の作動は図4
(a)で説明する。なお、49は止め栓であり、図では
開放状態にあるが、六角レンチなどで廻すことにより上
部開口41aを塞ぐことができる。充填管22を保守点
検するときなどに使用する。
じ込み、このスリーブ42の下部開口に弁体43を当
て、この弁体43をスプリング44で弁閉側へ押し、こ
のスプリング44を別のスリーブ45及びロッド46で
支え、且つこのロッド46に流路47及び絞り部48を
形成した構造の弁である。この逆止弁40の作動は図4
(a)で説明する。なお、49は止め栓であり、図では
開放状態にあるが、六角レンチなどで廻すことにより上
部開口41aを塞ぐことができる。充填管22を保守点
検するときなどに使用する。
【0018】第1遮断弁50は弁箱41にソレノイド5
1を支える円筒状のソレノイドホルダ52を捩じ込み、
このソレノイドホルダ52にロッド53を通し、このロ
ッド53の先端にピン54を介して弁体55を止め、こ
の弁体55を弁箱41側の弁座に対向させ、ソレノイド
51に通電したときにソレノイド51の吸引作用でロッ
ド53を後退させて弁開状態にし、ソレノイド51への
通電を止めたときに吸引作用が消失し且つスプリング5
6の押し作用で弁閉状態にするソレノイド式遮断弁であ
る。57はソレノイドホルダ52に開けたポートであ
る。この第1遮断弁50の作動は図4(b)で説明す
る。なお、58も止め栓であり、図では開放状態にある
が、六角レンチなどで廻すことにより上部開口41bを
塞ぐことができる。
1を支える円筒状のソレノイドホルダ52を捩じ込み、
このソレノイドホルダ52にロッド53を通し、このロ
ッド53の先端にピン54を介して弁体55を止め、こ
の弁体55を弁箱41側の弁座に対向させ、ソレノイド
51に通電したときにソレノイド51の吸引作用でロッ
ド53を後退させて弁開状態にし、ソレノイド51への
通電を止めたときに吸引作用が消失し且つスプリング5
6の押し作用で弁閉状態にするソレノイド式遮断弁であ
る。57はソレノイドホルダ52に開けたポートであ
る。この第1遮断弁50の作動は図4(b)で説明す
る。なお、58も止め栓であり、図では開放状態にある
が、六角レンチなどで廻すことにより上部開口41bを
塞ぐことができる。
【0019】図4(a),(b)は本発明における逆止
弁及び第1遮断弁の作用図である。(a)において、白
抜き矢印の通りに高圧の圧縮天然ガスを供給するとその
圧力で弁体43は弁開側へ移動する。この結果、圧縮天
然ガスは矢印の通りに絞り部48を介してCNGタン
ク12に至る。圧縮天然ガスの供給を停止すると、スプ
リング45の作用で、弁体43が戻り、逆流を防止す
る。(b)において、ソレノイド51に通電すると、弁
体55が後退して、弁開状態となり、ポート57を通じ
て矢印の通りにCNGタンク12内部の圧縮天然ガス
が流れる。ソレノイド51の通電を停止すれば、スプリ
ング56の作用で弁閉となる。
弁及び第1遮断弁の作用図である。(a)において、白
抜き矢印の通りに高圧の圧縮天然ガスを供給するとその
圧力で弁体43は弁開側へ移動する。この結果、圧縮天
然ガスは矢印の通りに絞り部48を介してCNGタン
ク12に至る。圧縮天然ガスの供給を停止すると、スプ
リング45の作用で、弁体43が戻り、逆流を防止す
る。(b)において、ソレノイド51に通電すると、弁
体55が後退して、弁開状態となり、ポート57を通じ
て矢印の通りにCNGタンク12内部の圧縮天然ガス
が流れる。ソレノイド51の通電を停止すれば、スプリ
ング56の作用で弁閉となる。
【0020】図3に戻って、ソレノイドホルダ52に対
してロッド53が移動する関係で相互間に隙間59を持
たせるが、この隙間59が過大であればロッド53が径
方向に揺れるため、隙間59はごく小さなものにせざる
を得ない。ところで、乾燥処理が不完全であれば天然ガ
スに水分が混入し、又は図4(a)において圧縮天然ガ
スを充填するときに大気中の水分がCNGタンク12に
混入する可能性はある。この様な水分が存在すれば、そ
の水分が前記隙間59などに侵入し、異物を生成しロッ
ド53の動きを鈍くすることはあり得る。そこで、本発
明ではこのような理由で第1遮断弁50が動きにくくな
っても十分に対処できる技術を提供するものである。こ
の技術は後述する。
してロッド53が移動する関係で相互間に隙間59を持
たせるが、この隙間59が過大であればロッド53が径
方向に揺れるため、隙間59はごく小さなものにせざる
を得ない。ところで、乾燥処理が不完全であれば天然ガ
スに水分が混入し、又は図4(a)において圧縮天然ガ
スを充填するときに大気中の水分がCNGタンク12に
混入する可能性はある。この様な水分が存在すれば、そ
の水分が前記隙間59などに侵入し、異物を生成しロッ
ド53の動きを鈍くすることはあり得る。そこで、本発
明ではこのような理由で第1遮断弁50が動きにくくな
っても十分に対処できる技術を提供するものである。こ
の技術は後述する。
【0021】図5は図2の5部拡大断面図であり、作用
は図7で説明するので、構造の概要を説明する。圧力制
御ユニット60は、第2遮断弁65と、1次減圧弁70
と、安全弁77と、2次減圧弁80とを一まとめにした
ものであり、詳細な構造説明は省くが、第2遮断弁65
はソレノイド66を駆動源としたソレノイド式遮断弁で
あり、1次減圧弁70はダイヤフラム71、調圧スプリ
ング72、背圧室73、背圧取入れ口74、圧力調節ね
じ75を備えたプレッシャレギュレータであり、安全弁
77は弁体78及びスプリング79を備えた弁であり、
2次減圧弁80はダイヤフラム81、調圧スプリング8
2、背圧室83、背圧取入れ口84、圧力調節ねじ85
を備えたプレッシャレギュレータである。
は図7で説明するので、構造の概要を説明する。圧力制
御ユニット60は、第2遮断弁65と、1次減圧弁70
と、安全弁77と、2次減圧弁80とを一まとめにした
ものであり、詳細な構造説明は省くが、第2遮断弁65
はソレノイド66を駆動源としたソレノイド式遮断弁で
あり、1次減圧弁70はダイヤフラム71、調圧スプリ
ング72、背圧室73、背圧取入れ口74、圧力調節ね
じ75を備えたプレッシャレギュレータであり、安全弁
77は弁体78及びスプリング79を備えた弁であり、
2次減圧弁80はダイヤフラム81、調圧スプリング8
2、背圧室83、背圧取入れ口84、圧力調節ねじ85
を備えたプレッシャレギュレータである。
【0022】図6は図5の圧力制御ユニットの底面図で
あり、矢印の通りに圧力制御ユニット60に入った圧
縮天然ガスは、インナーフィルタ86及び第2遮断弁6
5を経由して矢印の通り流れる。図5に戻って、矢印
の流れは1次減圧弁70を通り、矢印の通りに上に
向い、2次減圧弁80に至る。
あり、矢印の通りに圧力制御ユニット60に入った圧
縮天然ガスは、インナーフィルタ86及び第2遮断弁6
5を経由して矢印の通り流れる。図5に戻って、矢印
の流れは1次減圧弁70を通り、矢印の通りに上に
向い、2次減圧弁80に至る。
【0023】図7は本発明で採用した圧力制御ユニット
の作動原理図であり、1次減圧弁70は圧力P0を圧力
P1に減圧するものである。詳しくは、ダイヤフラム7
1の図面上面に圧力P0が作用し、ダイヤフラム71の
図面下面に圧力P1が作用すると共にスプリング72の
押力が作用し、これら3つの作用力のバランスで弁開度
が決まって天然ガスが流れるが、仮に圧力P1が設定圧
より上昇すると、背圧室73の圧力が高まり、ダイヤフ
ラム71を押上げて弁を絞り、結果として圧力P1を下
げる。圧力P1が設定圧より低いと逆に弁開度が増加し
て圧力P1を高める。この様にして1次減圧弁70は圧
力P1を所定の設定圧に保つことができる。本実施例で
は圧力P0は10〜260kg/cm2、圧力P1は6k
g/cm2であり、圧力P0が大幅に変化しても一定の圧
力P1を得ることができる。
の作動原理図であり、1次減圧弁70は圧力P0を圧力
P1に減圧するものである。詳しくは、ダイヤフラム7
1の図面上面に圧力P0が作用し、ダイヤフラム71の
図面下面に圧力P1が作用すると共にスプリング72の
押力が作用し、これら3つの作用力のバランスで弁開度
が決まって天然ガスが流れるが、仮に圧力P1が設定圧
より上昇すると、背圧室73の圧力が高まり、ダイヤフ
ラム71を押上げて弁を絞り、結果として圧力P1を下
げる。圧力P1が設定圧より低いと逆に弁開度が増加し
て圧力P1を高める。この様にして1次減圧弁70は圧
力P1を所定の設定圧に保つことができる。本実施例で
は圧力P0は10〜260kg/cm2、圧力P1は6k
g/cm2であり、圧力P0が大幅に変化しても一定の圧
力P1を得ることができる。
【0024】2次減圧弁80は圧力P1を圧力P2に減圧
するものであり、基本作動は上記1次減圧弁70と同一
であるから省略する。圧力P1は6kg/cm2、圧力P
2は2.6kg/cm2であるが、圧力P1が変動したと
しても、圧力P2を所定の設定圧に保つことができるこ
とは言うまでもない。圧力P2は第2圧力センサ33で
検出する。以上に述べた圧力数値は一例を示したに過ぎ
ず、本発明はこれらの数値に限定されるものではない。
するものであり、基本作動は上記1次減圧弁70と同一
であるから省略する。圧力P1は6kg/cm2、圧力P
2は2.6kg/cm2であるが、圧力P1が変動したと
しても、圧力P2を所定の設定圧に保つことができるこ
とは言うまでもない。圧力P2は第2圧力センサ33で
検出する。以上に述べた圧力数値は一例を示したに過ぎ
ず、本発明はこれらの数値に限定されるものではない。
【0025】第2遮断弁65はソレノイド66に通電す
ると弁開となって天然ガスを矢印の通りに流し、通電
を停止するとスプリング67の作用で弁閉となる。安全
弁77は1次減圧弁70にトラブルが発生して圧力P1
が著しく上昇したときに備え、そのときに開いて2次減
圧弁80を含む低圧配管14を保護する。
ると弁開となって天然ガスを矢印の通りに流し、通電
を停止するとスプリング67の作用で弁閉となる。安全
弁77は1次減圧弁70にトラブルが発生して圧力P1
が著しく上昇したときに備え、そのときに開いて2次減
圧弁80を含む低圧配管14を保護する。
【0026】以上に述べた本発明のガス燃料供給システ
ムにおける遮断弁の故障判定技術を次に説明する。図8
は本発明の故障判定技術を説明するためのガス燃料供給
システム図であり、以下に述べる制御フローを補足する
ため、図2の要部を抜粋した図面に始動スイッチ90を
画き加えたものである。始動スイッチ90はACC−O
FF接点91、ACC−ON接点92、IG−ON接点
93及びST−ON接点94を備え、ACC−OFF接
点91を選択すればアクセサリOFF状態になり、AC
C−ON接点92を選択すればアクセサリON状態にな
り、IG−ON接点93を選択すればイグニッションO
N状態になり、ST−ON接点94でスタータ回転が開
始される。
ムにおける遮断弁の故障判定技術を次に説明する。図8
は本発明の故障判定技術を説明するためのガス燃料供給
システム図であり、以下に述べる制御フローを補足する
ため、図2の要部を抜粋した図面に始動スイッチ90を
画き加えたものである。始動スイッチ90はACC−O
FF接点91、ACC−ON接点92、IG−ON接点
93及びST−ON接点94を備え、ACC−OFF接
点91を選択すればアクセサリOFF状態になり、AC
C−ON接点92を選択すればアクセサリON状態にな
り、IG−ON接点93を選択すればイグニッションO
N状態になり、ST−ON接点94でスタータ回転が開
始される。
【0027】その他の各符号は説明済みであるから重複
説明はしないが、第1遮断弁50は図3のところで説明
したとおり、メタンガス中の水分又は製造工程中に侵入
した水分による錆が原因で、「開いたまま」で閉じない
というトラブルが発生する可能性がある。これを判定す
る手段を以下に説明する。
説明はしないが、第1遮断弁50は図3のところで説明
したとおり、メタンガス中の水分又は製造工程中に侵入
した水分による錆が原因で、「開いたまま」で閉じない
というトラブルが発生する可能性がある。これを判定す
る手段を以下に説明する。
【0028】図9は本発明に係る第1遮断弁の故障検出
フロー図(その1)であり、ST××はステップ番号を
示す。 ST01:先ず、クランキング、すなわちエンジンのク
ランク軸が、エンジンスタータにより完全なシリンダ燃
焼が起こる前の回転状態であるか否かを判定する。具体
的には、クランク軸回転センサ(図示せず)で回転数を
計測し、回転数が例えば0より大きく、500rpm
(回転/分)より小さい範囲であれば、YesとしてS
T07へ飛ぶ。 ST02:ST01においてNoであれば、完爆信号、
すなわち完全なシリンダ燃焼が起こっているか否かの信
号を調べる。具体的には、完爆信号はクランク軸の回転
数が所定回転数(例えば500rpm)を超えていれば
Yesと判断する。
フロー図(その1)であり、ST××はステップ番号を
示す。 ST01:先ず、クランキング、すなわちエンジンのク
ランク軸が、エンジンスタータにより完全なシリンダ燃
焼が起こる前の回転状態であるか否かを判定する。具体
的には、クランク軸回転センサ(図示せず)で回転数を
計測し、回転数が例えば0より大きく、500rpm
(回転/分)より小さい範囲であれば、YesとしてS
T07へ飛ぶ。 ST02:ST01においてNoであれば、完爆信号、
すなわち完全なシリンダ燃焼が起こっているか否かの信
号を調べる。具体的には、完爆信号はクランク軸の回転
数が所定回転数(例えば500rpm)を超えていれば
Yesと判断する。
【0029】ST03:ST02において完爆信号がN
oであれば、エンジンが始動を開始していないことにな
るので、エンジンの始動スイッチがアクセサリON状態
にあるか否かを調べる。No、即ち始動スイッチがアク
セサリON状態でなければ、エンジンは始動状態ではな
いので、エンド、即ち故障診断は行わない。 ST04:ST03において始動スイッチがアクセサリ
ON状態であれば、制御システムをスタンバイ状態にす
る。具体的には図8において、制御部36及びインジェ
クタドライバ35へ電源より電力を供給し、第1・第2
圧力センサ31,33及び第1・第2温度センサ32,
34を起動し、図示せぬ診断タイマをスタートする。
oであれば、エンジンが始動を開始していないことにな
るので、エンジンの始動スイッチがアクセサリON状態
にあるか否かを調べる。No、即ち始動スイッチがアク
セサリON状態でなければ、エンジンは始動状態ではな
いので、エンド、即ち故障診断は行わない。 ST04:ST03において始動スイッチがアクセサリ
ON状態であれば、制御システムをスタンバイ状態にす
る。具体的には図8において、制御部36及びインジェ
クタドライバ35へ電源より電力を供給し、第1・第2
圧力センサ31,33及び第1・第2温度センサ32,
34を起動し、図示せぬ診断タイマをスタートする。
【0030】ST05:燃料メータを表示状態にする。 ST06:図8の第1遮断弁50及び第2遮断弁65の
ソレノイドに通電して弁を開く。これで、ガス燃料が高
圧容器からエンジンに供給可能な状態となる。 ST07:完爆信号が検知できたか否かを調べる。No
なら、信号が検知できるまで待つ。Yesなら(A)へ
進む。
ソレノイドに通電して弁を開く。これで、ガス燃料が高
圧容器からエンジンに供給可能な状態となる。 ST07:完爆信号が検知できたか否かを調べる。No
なら、信号が検知できるまで待つ。Yesなら(A)へ
進む。
【0031】ST08:ST02で完爆信号を検知し且
つクルーズ走行中であれば、Yesとして、ST02〜
ST07をジャンプして(A)へ進む。
つクルーズ走行中であれば、Yesとして、ST02〜
ST07をジャンプして(A)へ進む。
【0032】図10は本発明に係る第1遮断弁の故障検
出フロー図(その2)であり、前図の(A)に続くフロ
ーであるが、便宜上ステップ番号はST11から始め
る。 ST11:ここで、故障診断前に燃料メータを更新す
る。これは、故障状態であると判定したときにメータ表
示の更新は行わず、故障状態ではないと判定したときに
メータ表示の更新をするためである。 ST12:第1圧力センサから圧力情報を取込み、記憶
する。この圧力情報は圧力P0の初期値であり、圧力P0
(1)と呼称する。 ST13:第1遮断弁のソレノイドへの通電を止めて、
第1遮断弁を「閉弁」する。第2遮断弁は開のままであ
る(ST06参照)。 ST14:診断タイマをリセットして、tf=0にす
る。 ST15:第1圧力センサから圧力情報を取込むこと
で、そのときの圧力P0をサンプリングする。
出フロー図(その2)であり、前図の(A)に続くフロ
ーであるが、便宜上ステップ番号はST11から始め
る。 ST11:ここで、故障診断前に燃料メータを更新す
る。これは、故障状態であると判定したときにメータ表
示の更新は行わず、故障状態ではないと判定したときに
メータ表示の更新をするためである。 ST12:第1圧力センサから圧力情報を取込み、記憶
する。この圧力情報は圧力P0の初期値であり、圧力P0
(1)と呼称する。 ST13:第1遮断弁のソレノイドへの通電を止めて、
第1遮断弁を「閉弁」する。第2遮断弁は開のままであ
る(ST06参照)。 ST14:診断タイマをリセットして、tf=0にす
る。 ST15:第1圧力センサから圧力情報を取込むこと
で、そのときの圧力P0をサンプリングする。
【0033】ST16:診断タイマの積算時間tfが、
予め定めておいた判定時間(判断に必要な経過時間)t
0に等しくなるか若しくは超えるまで、圧力P0のサンプ
リングを続ける。繰り返すたびに圧力P0は新しい値と
なる。tf≧t0を満足したら次に進む。前記判断時間
t0の決め方は後述する。 ST17:圧力P0を取込み、これを最新値とし、圧力
P0(2)と呼ぶ。 ST18:P0(1)−P0(2)が、予め定めておいて圧力差
ΔPより、等しいか大きければ(B)へ進み、ΔPより
小さければST19へ進む。 ST19:故障検知識別として、フラグFLに1を与え
る。以上のST11〜ST19が故障診断モードである
が、故障診断については図12で詳しく説明する。
予め定めておいた判定時間(判断に必要な経過時間)t
0に等しくなるか若しくは超えるまで、圧力P0のサンプ
リングを続ける。繰り返すたびに圧力P0は新しい値と
なる。tf≧t0を満足したら次に進む。前記判断時間
t0の決め方は後述する。 ST17:圧力P0を取込み、これを最新値とし、圧力
P0(2)と呼ぶ。 ST18:P0(1)−P0(2)が、予め定めておいて圧力差
ΔPより、等しいか大きければ(B)へ進み、ΔPより
小さければST19へ進む。 ST19:故障検知識別として、フラグFLに1を与え
る。以上のST11〜ST19が故障診断モードである
が、故障診断については図12で詳しく説明する。
【0034】図11は本発明に係る第1遮断弁の故障検
出フロー図(その3)であり、前図の(B)に続くフロ
ーであるが、便宜上ステップ番号はST21から始め
る。 ST21:フラグが故障を意味する「1」であるか否か
を調べ、そうでなければエンドへ進み、そうであれば次
に進む。 ST22:故障であるから、燃料メータを更新しない。
これは、故障状態ではないと判定したときにメータ表示
の更新し、故障状態であると判定したときにメータ表示
の更新を行わないためである。 ST23:第1遮断弁が故障であることを警報表示部
(アナウンシエータパネル、インストルメントパネル)
にランプなどで表示する。この表示が出たときには、運
転者は速かに車両を修理工場などへ搬入し、故障を解消
する処置を講じればよい。
出フロー図(その3)であり、前図の(B)に続くフロ
ーであるが、便宜上ステップ番号はST21から始め
る。 ST21:フラグが故障を意味する「1」であるか否か
を調べ、そうでなければエンドへ進み、そうであれば次
に進む。 ST22:故障であるから、燃料メータを更新しない。
これは、故障状態ではないと判定したときにメータ表示
の更新し、故障状態であると判定したときにメータ表示
の更新を行わないためである。 ST23:第1遮断弁が故障であることを警報表示部
(アナウンシエータパネル、インストルメントパネル)
にランプなどで表示する。この表示が出たときには、運
転者は速かに車両を修理工場などへ搬入し、故障を解消
する処置を講じればよい。
【0035】なお、上記実施例では圧力センサ情報を直
接読み込んで故障診断をしているが、これは各々の圧力
センサ情報と温度センサ情報により、ある基準値を基に
して補正された圧力値により故障を診断してもよい。
接読み込んで故障診断をしているが、これは各々の圧力
センサ情報と温度センサ情報により、ある基準値を基に
して補正された圧力値により故障を診断してもよい。
【0036】図12は本発明に係る遮断弁の故障診断の
タイムチャートである。(a)にて故障診断信号が、イ
ンプットされたとする。この信号は図10の(A)の段
階で制御部で発生することが望ましい。このインプット
により、図10の故障診断モードがスタートし、図12
(b)に示す通り、診断タイマがリセットしたのちカウ
ントを開始し(前記ST14参照)、同時に(d)に示
す通り、第1遮断弁が開から閉に変わる(前記ST13
参照)。(c)に示すとおり、第2遮断弁は開のままで
ある。
タイムチャートである。(a)にて故障診断信号が、イ
ンプットされたとする。この信号は図10の(A)の段
階で制御部で発生することが望ましい。このインプット
により、図10の故障診断モードがスタートし、図12
(b)に示す通り、診断タイマがリセットしたのちカウ
ントを開始し(前記ST14参照)、同時に(d)に示
す通り、第1遮断弁が開から閉に変わる(前記ST13
参照)。(c)に示すとおり、第2遮断弁は開のままで
ある。
【0037】ところで、図8において、エンジンの運転
中に第2遮断弁65を開けたままで、第1遮断弁50を
閉じると、CNGタンク12から高圧配管13への圧縮
天然ガスの供給は止まるため、高圧配管13及び低圧配
管14内部の圧縮天然ガスのみが吸気ポート26へ流
れ、結果として急速に高圧配管13の圧力が低下するは
ずである。しかし、第1遮断弁50が故障して閉じなく
なり、開いたままになると、CNGタンク12が高圧配
管13への圧縮天然ガスの供給が続くため、高圧配管1
3内部の圧力は下がらないか又は圧力の低下が緩慢とな
る。このことをグラフで説明する。
中に第2遮断弁65を開けたままで、第1遮断弁50を
閉じると、CNGタンク12から高圧配管13への圧縮
天然ガスの供給は止まるため、高圧配管13及び低圧配
管14内部の圧縮天然ガスのみが吸気ポート26へ流
れ、結果として急速に高圧配管13の圧力が低下するは
ずである。しかし、第1遮断弁50が故障して閉じなく
なり、開いたままになると、CNGタンク12が高圧配
管13への圧縮天然ガスの供給が続くため、高圧配管1
3内部の圧力は下がらないか又は圧力の低下が緩慢とな
る。このことをグラフで説明する。
【0038】図12(e)に示すとおり、横軸を時間、
縦軸を圧力としたときに、正常なときには太実線で示す
ようにt0時間経過後の圧力P0(2)は大きく低下する。
一方、第1遮断弁が完全に閉じなければ、破線で示すよ
うに圧力の低下は僅かなものとなる。そこで、圧力低下
の程度を実際のエンジン及びガス燃料供給システムを使
用して繰り返し実験して、しきい値としてのΔP及び診
断に要する時間t0を決定し、制御部に予め記憶してお
く。このことは、ΔPと経過時間t0から「圧力低下率
しきい値」を定めて、制御部に記憶したことと実質同一
である。この圧力低下率しきい値を基準に故障を診断す
る。具体的には、t0時間経過後の圧力低下量がΔP以
上であれば正常、ΔPより小さければ故障と看做すこと
にしたわけである。
縦軸を圧力としたときに、正常なときには太実線で示す
ようにt0時間経過後の圧力P0(2)は大きく低下する。
一方、第1遮断弁が完全に閉じなければ、破線で示すよ
うに圧力の低下は僅かなものとなる。そこで、圧力低下
の程度を実際のエンジン及びガス燃料供給システムを使
用して繰り返し実験して、しきい値としてのΔP及び診
断に要する時間t0を決定し、制御部に予め記憶してお
く。このことは、ΔPと経過時間t0から「圧力低下率
しきい値」を定めて、制御部に記憶したことと実質同一
である。この圧力低下率しきい値を基準に故障を診断す
る。具体的には、t0時間経過後の圧力低下量がΔP以
上であれば正常、ΔPより小さければ故障と看做すこと
にしたわけである。
【0039】図13は本発明に係る遮断弁の故障診断の
タイムチャートの別実施例図である。(a),(c)及
び(d)は図12で説明したものを同じであるから説明
を省略する。(b)において、始めの圧力P0(1)がΔP
だけ低下するまでの時間t1を求める。(e)は横軸が
圧力、縦軸が時間を表わし、太実線はΔPだけ圧力低下
するために要した時間が短かかったことを示す。時間が
短ければ急激に圧力低下したことになるので、正常であ
ると看做せる。逆に、破線で示すようにΔPだけ圧力が
低下するに要する時間が長ければ、圧力低下は緩慢であ
ったことになるので、故障と看做せる。従って、しきい
値としての時間t1及び一定のΔPを予め定めて制御部
に記憶しておく。このことは、ΔPと時間t1から「圧
力低下率しきい値」を定めて、制御部に記憶したことと
実質同一である。この圧力低下率しきい値を基準に故障
を診断する。この図13(a)〜(e)に相当する制御
フローは省略する。
タイムチャートの別実施例図である。(a),(c)及
び(d)は図12で説明したものを同じであるから説明
を省略する。(b)において、始めの圧力P0(1)がΔP
だけ低下するまでの時間t1を求める。(e)は横軸が
圧力、縦軸が時間を表わし、太実線はΔPだけ圧力低下
するために要した時間が短かかったことを示す。時間が
短ければ急激に圧力低下したことになるので、正常であ
ると看做せる。逆に、破線で示すようにΔPだけ圧力が
低下するに要する時間が長ければ、圧力低下は緩慢であ
ったことになるので、故障と看做せる。従って、しきい
値としての時間t1及び一定のΔPを予め定めて制御部
に記憶しておく。このことは、ΔPと時間t1から「圧
力低下率しきい値」を定めて、制御部に記憶したことと
実質同一である。この圧力低下率しきい値を基準に故障
を診断する。この図13(a)〜(e)に相当する制御
フローは省略する。
【0040】図12は時間を決めておいて圧力低下を調
べ、図13は圧力を決めておいて時間を調べたが、いづ
れであっても圧力低下量を時間で割ったところの「圧力
低下率」を求めることができる。
べ、図13は圧力を決めておいて時間を調べたが、いづ
れであっても圧力低下量を時間で割ったところの「圧力
低下率」を求めることができる。
【0041】ところで、図8の第1遮断弁50は制御部
36からの指令に基づいて開閉される。従って、本発明
を適用すれば第1遮断弁50が制御部36の指令により
閉じられ、遮断機能を発揮することにより、車両の停止
及び運転中に遮断弁の故障状態を判定することができ
る。また、本実施例では、クルーズ走行でないときには
故障診断をしないようにしたので、不安定状態での診断
を避けることができ、判定の信頼性の低下を防止するこ
とができる。
36からの指令に基づいて開閉される。従って、本発明
を適用すれば第1遮断弁50が制御部36の指令により
閉じられ、遮断機能を発揮することにより、車両の停止
及び運転中に遮断弁の故障状態を判定することができ
る。また、本実施例では、クルーズ走行でないときには
故障診断をしないようにしたので、不安定状態での診断
を避けることができ、判定の信頼性の低下を防止するこ
とができる。
【0042】尚、請求項1に記載した遮断弁は第2遮断
弁で且つ圧力センサは第2圧力センサであってもよい。
すなわち、本発明は遮断弁とそれの下流側(2次側の)
の圧力センサとの組合わせによって機能するものである
から、第1遮断弁と第2遮断弁を交互に診断することも
可能である。ただし、圧力低下しきい値は各々設定する
必要はある。また、本実施例の様にCNGタンクに近接
した第1遮断弁に本発明を適用することはより効果があ
る。第2遮断弁より第1遮断弁の方がCNGタンクに近
接するため、CNGタンクに侵入した水分の影響を受け
易いと思われるからである。
弁で且つ圧力センサは第2圧力センサであってもよい。
すなわち、本発明は遮断弁とそれの下流側(2次側の)
の圧力センサとの組合わせによって機能するものである
から、第1遮断弁と第2遮断弁を交互に診断することも
可能である。ただし、圧力低下しきい値は各々設定する
必要はある。また、本実施例の様にCNGタンクに近接
した第1遮断弁に本発明を適用することはより効果があ
る。第2遮断弁より第1遮断弁の方がCNGタンクに近
接するため、CNGタンクに侵入した水分の影響を受け
易いと思われるからである。
【0043】更に、請求項1に記載したガス燃料は、圧
縮天然ガス、水素ガス、石炭ガスなどの気体燃料であれ
ば種類は限定しない。
縮天然ガス、水素ガス、石炭ガスなどの気体燃料であれ
ば種類は限定しない。
【0044】
【発明の効果】本発明は上記構成により次の効果を発揮
する。請求項1によればガス燃料供給システムの遮断弁
を車両の停止若しくは運転中に、遮断弁が開いたままで
閉じなくなったか否かを診断することができる。これに
より、遮断弁が正常に作動することを適時診断すること
ができ、遮断弁の故障にともなうトラブルを未然に防止
することができる。
する。請求項1によればガス燃料供給システムの遮断弁
を車両の停止若しくは運転中に、遮断弁が開いたままで
閉じなくなったか否かを診断することができる。これに
より、遮断弁が正常に作動することを適時診断すること
ができ、遮断弁の故障にともなうトラブルを未然に防止
することができる。
【図1】本発明に係る車両の模式図
【図2】本発明に係るガス燃料供給システムの原理図
【図3】図2の3部拡大断面図
【図4】本発明における逆止弁及び第1遮断弁の作用図
【図5】図2の5部拡大断面図
【図6】図5の圧力制御ユニットの底面図
【図7】本発明で採用した圧力制御ユニットの作動原理
図
図
【図8】本発明の故障判定技術を説明するためのガス燃
料供給システム図
料供給システム図
【図9】本発明に係る第1遮断弁の故障検出フロー図
(その1)
(その1)
【図10】本発明に係る第1遮断弁の故障検出フロー図
(その2)
(その2)
【図11】本発明に係る第1遮断弁の故障検出フロー図
(その3)
(その3)
【図12】本発明に係る遮断弁の故障診断のタイムチャ
ート
ート
【図13】本発明に係る遮断弁の故障診断のタイムチャ
ートの別実施例図
ートの別実施例図
10…車両、13…配管(高圧配管)、14…配管(低
圧配管)、16…ガスエンジン、20…ガス燃供給シス
テム、31…圧力センサ(第1圧力センサ)、36…制
御部。
圧配管)、16…ガスエンジン、20…ガス燃供給シス
テム、31…圧力センサ(第1圧力センサ)、36…制
御部。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) F02M 37/00 341 F02M 37/00 341D (72)発明者 大高 彰文 埼玉県和光市中央1丁目4番1号 株式会 社本田技術研究所内 (72)発明者 後藤 博之 埼玉県和光市中央1丁目4番1号 株式会 社本田技術研究所内 Fターム(参考) 3G084 AA05 BA14 BA33 DA27 EA05 EA07 EA11 EB22 FA20 3G092 AA01 AA05 AB08 DE01S DE11S DE11Y DE14S DF03 DF08 DG02 DG09 EA02 EA09 EA17 EA28 EA29 FA36 FB06 HB03X HB03Z HB04Z HB09X HB09Z HE01Z HF19Z
Claims (1)
- 【請求項1】 ガス燃料をガスエンジンに供給する配管
に遮断弁と圧力センサとをこの順に配置する車両用ガス
燃料供給システムにおいて、 故障診断信号に基づいて前記遮断弁を閉弁し、それ以降
に前記圧力センサから取込んだ圧力情報と経過時間とに
基づいて圧力低下率を演算し、前記演算した圧力低下率
が予め定めた圧力低下率しきい値より小さいときに、前
記遮断弁が故障状態であると判定する制御部を備えるこ
とを特徴とする車両用ガス燃料供給システム。
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP11076257A JP2000274311A (ja) | 1999-03-19 | 1999-03-19 | 車両用ガス燃料供給システム |
US09/526,747 US6401698B1 (en) | 1999-03-19 | 2000-03-16 | Vehicle fuel gas supply system |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP11076257A JP2000274311A (ja) | 1999-03-19 | 1999-03-19 | 車両用ガス燃料供給システム |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2000274311A true JP2000274311A (ja) | 2000-10-03 |
Family
ID=13600169
Family Applications (1)
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JP11076257A Pending JP2000274311A (ja) | 1999-03-19 | 1999-03-19 | 車両用ガス燃料供給システム |
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JP (1) | JP2000274311A (ja) |
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1999
- 1999-03-19 JP JP11076257A patent/JP2000274311A/ja active Pending
-
2000
- 2000-03-16 US US09/526,747 patent/US6401698B1/en not_active Expired - Fee Related
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