JP2001329913A - ガスエンジンを備えた車両の燃料容器保護装置 - Google Patents

ガスエンジンを備えた車両の燃料容器保護装置

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JP2001329913A
JP2001329913A JP2000152635A JP2000152635A JP2001329913A JP 2001329913 A JP2001329913 A JP 2001329913A JP 2000152635 A JP2000152635 A JP 2000152635A JP 2000152635 A JP2000152635 A JP 2000152635A JP 2001329913 A JP2001329913 A JP 2001329913A
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fuel pressure
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Hiroshi Matsuda
洋 松田
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UD Trucks Corp
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  • Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)
  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
  • Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】合成樹脂製の燃料容器内の燃料圧力が所定値以
下に低下することを防止し、燃料充填に際して燃料容器
を保護する。 【解決手段】燃料容器内の燃料圧力Pが所定値P0未満
になったときには(S1,S2)、アクセルペダルの可
動範囲を通常時よりも限定することで(S3)、高負荷
運転領域における出力トルクの低下を介して車両牽引力
を減少させ、運転者に燃料充填時期がきたことを、不快
な体感を通して感覚的に報知するようにする。そして、
不快な体感を取り除こうとすることで燃料充填が促さ
れ、その時点で燃料充填を行なうようにすれば、通常の
燃料充填を行なっても燃料容器の塑性変形が防止される
ため、燃料容器の保護が行なわれることとなる。なお、
アクセルペダルの可動範囲を限定する代わりに、高負荷
領域における燃料供給量を減量するようにしてもよい。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、圧縮天然ガス(以
下「CNG」という)等を燃料とするガスエンジンを備
えた車両の燃料容器保護装置において、特に、合成樹脂
製の燃料容器を保護する技術に関する。
【0002】
【従来の技術】CNGを燃料とするガスエンジンを備え
た車両においては、CNGを貯蔵する燃料容器は、通
常、車体下部に搭載されていた。
【0003】しかし、バスに燃料容器を搭載する場合、
乗客の乗降性向上の要請から低床化が図られていると、
車体下部に燃料容器を搭載するスペースを確保すること
は極めて困難である。そこで、図7に示すように、屋根
1上に燃料容器2を搭載するレイアウトが案出された
が、金属製の燃料容器では、その重量が重く車両重心が
高くなってしまうため、FRP(繊維強化プラスチッ
ク)等の合成樹脂製の燃料容器が用いられている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】ところで、合成樹脂製
の燃料容器では、燃料圧力が所定値(例えば、0.7M
Pa)以下に低下してしまった場合、図8に示すよう
に、徐々に燃料圧力が上昇するように時間をかけて燃料
充填を行なわなければならない。これは、燃料圧力が所
定値以下の状態で燃料充填を急速に行なうと、燃料容器
が塑性変形を起こし、その強度が低下してしまうおそれ
があるためである。このため、車両の取扱説明書には、
燃料充填に関する注意として、燃料圧力が所定値以下に
なる前に燃料充填を行なうべきことが記載されている。
【0005】しかしながら、燃料充填に関する注意が守
られない場合には、時間をかけた燃料充填が行なわれる
べきであるが、車両運行の都合上、時間をかけた燃料充
填を行なうことができない場合があり、燃料容器の強度
が低下してしまうおそれがあった。
【0006】そこで、本発明は以上のような従来の問題
点に鑑み、燃料容器内の燃料圧力が低下したことを運転
者に不快な体感を通して報知するようにして燃料充填を
促し、燃料容器の保護を行なうようにしたガスエンジン
を備えた車両の燃料容器保護装置を提供することを目的
とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】このため、請求項1記載
の発明では、合成樹脂製の燃料容器内の燃料圧力を検出
する燃料圧力検出手段と、該燃料圧力検出手段により検
出された燃料圧力が所定値未満になったときに、燃料圧
力が低下したことを運転者に不快な体感を通して報知す
る体感報知手段と、を含んでガスエンジンを備えた車両
の燃料容器保護装置を構成したことを特徴とする。
【0008】かかる構成によれば、合成樹脂製の燃料容
器内の燃料圧力が所定値未満になると、燃料圧力が低下
したことが運転者に不快な体感を通して報知される。こ
のため、運転者は、燃料充填時期がきたことを感覚的に
認識でき、不快な体感を取り除こうとすることで、燃料
充填が促される。そして、その時点で燃料充填を行なう
ようにすれば、通常の燃料充填を行なっても燃料容器の
塑性変形が防止されるため、燃料容器の保護が行なわれ
ることとなる。
【0009】請求項2記載の発明では、アクセルペダル
の可動範囲を限定する可動範囲限定手段と、前記燃料圧
力検出手段により検出された燃料圧力が所定値未満にな
ったときに、前記可動範囲限定手段を制御してアクセル
ペダルの可動範囲を限定する可動範囲制御手段と、を含
んで前記体感報知手段を構成したことを特徴とする。
【0010】かかる構成によれば、燃料圧力が所定値未
満になるとアクセルペダルの可動範囲が限定されるの
で、高負荷領域における出力トルクの低下を介して車両
牽引力が減少し、運転者の意思に沿った運転が不可能と
なる。このため、燃料充填時期がきたことを、不快な体
感を通して感覚的に認識できるようになる。
【0011】請求項3記載の発明では、ガスエンジンへ
の燃料供給量を増減する燃料供給量増減手段と、前記燃
料圧力検出手段により検出された燃料圧力が所定値未満
になったときに、前記燃料供給量増減手段を制御してガ
スエンジンへの燃料供給量を減量する燃料供給量制御手
段と、を含んで前記体感報知手段を構成したことを特徴
とする。
【0012】かかる構成によれば、燃料圧力が所定値未
満になるとガスエンジンへの燃料供給量が減量されるの
で、出力トルクの低下を介して車両牽引力が減少し、運
転者の意思に沿った運転が不可能となる。このため、燃
料充填時期がきたことを、不快な体感を通して感覚的に
認識できるようになる。
【0013】請求項4記載の発明では、前記燃料圧力検
出手段により検出された燃料圧力を表示する燃料圧力表
示手段を備えたことを特徴とする。かかる構成によれ
ば、車両牽引力が減少したときに、燃焼圧力表示手段に
より燃料圧力を確認するようにすれば、牽引力減少は故
障ではなく、燃料充填時期がきたためであることが再確
認される。これにより、故障発生と誤認することが防止
される。
【0014】
【発明の実施の形態】以下、添付された図面を参照して
本発明を詳述する。図1は、本発明に係る燃料容器保護
装置が備えられたCNGエンジンの全体構成を示す。
【0015】CNGエンジン10には、エアクリーナ
(図示せず),吸気ダクト12,ミキサ14,スロット
ル弁16,補助スロットル弁18及び吸気マニホールド
20を介して空気が吸入される。ミキサ14は、CNG
と空気とを混合して可燃混合気を形成する一種のキャブ
レタとして機能し、吸気ダクト12を絞ることで負圧を
発生させるベンチュリ14aと、CNG供給量を増減し
て空燃比を制御する空燃比制御弁14b(燃料供給量増
減手段)と、CNGエンジン10の非稼動時に吸気ダク
ト12内にCNGが漏洩することを防止する燃料カット
弁14cと、を含んで構成される。
【0016】一方、燃料容器としての合成樹脂製のボン
ベ22に貯蔵されているCNGは、ボンベ22から押し
出され、燃料パイプ24を介してレギュレータ26に供
給される。レギュレータ26に供給されたCNGは、C
NGエンジン10の冷却水により加熱され略大気圧のガ
スとなり、ミキサ14を通過する吸入空気流量に応じて
発生するベンチュリ負圧により、吸気ダクト12内に吸
引される。吸気ダクト12内に吸引されたCNGは、吸
入空気と混合して可燃混合気となり、CNGエンジン1
0に供給される。
【0017】また、ボンベ22とレギュレータ26とを
接続する燃料パイプ24には、燃料パイプ24内の燃料
圧力Pを検出する圧力センサ28(燃料圧力検出手段)
と、緊急時にレギュレータ26への燃料供給を遮断する
燃料遮断弁30と、が介装される。ここで、圧力センサ
28は、燃料パイプ24内の燃料圧力Pを介して、ボン
ベ22内に貯蔵されているCNGの燃料圧力Pを検出す
る。圧力センサ28により検出された燃料圧力Pは、マ
イクロコンピュータを内蔵したコントロールユニット3
2に入力されると共に、図2に示すように、運転席正面
に位置するダッシュボード40に取り付けられた燃料圧
力計42(燃料圧力表示手段)に表示される。なお、燃
料圧力計42には、燃料圧力Pが所定値(例えば、3M
Pa)以下になったときに点灯する警告ランプが併設さ
れることが望ましい。
【0018】さらに、燃料圧力Pが低下したことを運転
者に不快な体感を通して報知することを目的として、図
3に示すように、アクセルペダル50に、その可動範囲
を限定する可動範囲限定機構52(可動範囲限定手段)
が備えられる。可動範囲限定機構52は、コントロール
ユニット32により駆動制御されるアクチュエータ52
aと、アクチュエータ52aにより駆動される略く字形
のストッパー52bと、を含んで構成される。そして、
通常時には、アクセルペダル50の可動範囲がθ1であ
ったものが、アクチュエータ52aによりストッパー5
2bが作動すると、アクセルペダル50がストッパ52
bの先端部に当ることで、その可動範囲がθ2に限定さ
れる。
【0019】次に、以上説明した構成による燃料容器保
護装置の作用について、図4のフローチャートを参照し
つつ説明する。ステップ1(図では「S1」と略記す
る。以下同様)では、圧力センサ28によりボンベ22
内の燃料圧力Pが検出される。
【0020】ステップ2では、検出された燃料圧力Pが
所定値P0未満であるか否かが判定される。ここで、所
定値P0は、通常の燃料充填を行なっても燃料容器に塑
性変形が生じない圧力、例えば、1.2MPaに設定さ
れる。そして、燃料圧力Pが所定値P0未満であればス
テップ3へと進み(Yes)、アクチュエータ52aを
作動させて、アクセルペダル50の可動範囲をθ2に限
定する。一方、燃料圧力Pが所定値P0以上であればス
テップ4へと進み(No)、アクチュエータ52aを非
作動として、アクセルペダル50の可動範囲を通常時の
θ1とする。
【0021】このように、燃料圧力Pが所定値P0未満
となったときに、アクセルペダル50の可動範囲をθ1
からθ2に減少すれば、CNGエンジン10への燃料供
給量は所定量以上になることがなく、高負荷領域におけ
る出力トルク低下を介して車両牽引力が減少し、運転者
の意思通りの運転が行なわれないようになる。このた
め、運転者は、燃料充填時期がきたことを、不快な体感
を通して感覚的に認識することができ、不快な体感を取
り除こうとすることで、燃料充填が促されることとな
る。そして、その時点で燃料充填を行なうようにすれ
ば、通常の燃料充填を行なってもボンベ22の塑性変形
が防止されるため、ボンベ22の保護が行なわれること
となる。
【0022】ここで、コントロールユニット32によ
り、可動範囲制御手段がソフトウエア的に実現されると
共に、コントロールユニット32及び可動範囲限定機構
52により、体感報知手段が構成される。
【0023】また、燃料圧力Pが所定値P0未満となっ
たことを運転者に不快な体感を通して報知するために、
アクセルペダル50の可動範囲を限定する代わりに、図
1の点線に示すように、空燃比制御弁14bを制御し
て、所定運転条件下における燃料供給量を減量してトル
クを低下させるようにしてもよい。以下、この方法によ
る作用について、図5のフローチャートを参照しつつ説
明する。
【0024】ステップ11では、圧力センサ28により
ボンベ22内の燃料圧力Pが検出される。ステップ12
では、検出された燃料圧力Pが所定値P0未満であるか
否かが判定される。そして、燃料圧力Pが所定値P0
満であればステップ13へと進み(Yes)、燃料圧力
Pが所定値P0以上であればステップ14へと進む(N
o)。
【0025】ステップ13では、空気過剰率λを通常時
よりも大きくすることで燃料供給量を減量し、希薄燃焼
を行ない出力トルクを低下させるために、図6(A)に
示すような燃料供給量マップ(以下「異常時燃料供給量
マップ」という)が選択される。異常時燃料供給量マッ
プは、通常時の燃料供給量マップ(図6(B))より
も、高負荷領域における空気過剰率λが大に設定されて
おり、これにより、高負荷領域におけるトルクが低下す
ることとなる。そして、コントロールユニット32は、
選択された異常時燃料供給量マップを参照し、機関負荷
Lと機関回転速度Neとに基づいて定まる空気過剰率λ
となるように、空燃比制御弁14bを制御する。なお、
異常時燃料供給量マップでは、全領域に亘って空気過剰
率λが大に設定されてもよい。
【0026】ステップ14では、図6(B)に示すよう
な通常時燃料供給量マップが選択され、ステップ13と
同様に、選択された通常時燃料供給量マップに基づく空
燃比制御が行なわれる。
【0027】以上説明したステップ11〜ステップ14
によれば、ボンベ22内の燃料圧力Pが所定値P0未満
となると、異常時燃料供給量マップに基づいて空燃比制
御が行なわれ、特に、高負荷領域における出力トルクの
低下を介して車両牽引力が減少する。このため、運転者
の意思に沿った運転が不可能となり、燃料充填の時期が
きたことを、不快な体感を通して感覚的に認識すること
ができる。そして、不快な体感を取り除こうとすること
で、燃料充填が促されることとなる。他の作用及び効果
に関しては、アクセルペダル50の可動範囲を限定した
ものと同様であるので、その説明は省略することとす
る。
【0028】ここで、コントロールユニット32によ
り、燃料供給量制御手段がソフトウエア的に実現される
と共に、コントロールユニット32及び空燃比制御弁1
4bにより、体感報知手段が構成される。
【0029】なお、車両牽引力が減少した場合、ダッシ
ュボート40に取り付けられた燃料圧力計42を見るこ
とで、それが故障に起因するものでないことを確認する
ことができる。即ち、燃料圧力計42は、燃料充填の時
期がきたことを再確認するためにも、備えられているこ
とが望ましいのである。
【0030】
【発明の効果】以上説明したように、請求項1記載の発
明によれば、運転者に対して燃料充填が促され、その時
点で燃料充填を行なうようにすれば、通常の燃料充填を
行なっても燃料容器の塑性変形が防止され、燃料容器の
保護を行なうことができる。
【0031】請求項2又は請求項3に記載の発明によれ
ば、出力トルクの低下を介して車両牽引力が減少し、燃
料充填時期がきたことを、不快な体感を通して感覚的に
認識できるようになる。
【0032】請求項4記載の発明によれば、故障発生と
誤認することを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 燃料容器保護装置が備えられたCNGエンジ
ンの全体構成図
【図2】 ダッシュボードに取り付けられた燃料圧力計
の説明図
【図3】 アクセルペダルの可動範囲限定機構を示し、
(A)はアクセルペダルの操作状況の説明図、(B)は
可動範囲限定機構の構成図
【図4】 可動範囲限定機構の制御内容を示すフローチ
ャート
【図5】 空燃比制御弁の制御内容を示すフローチャー
【図6】 燃料供給量マップを示し、(A)は異常時燃
料供給量マップの説明図、(B)は通常時燃料供給量マ
ップの説明図
【図7】 燃料容器の搭載レイアウトの説明図
【図8】 燃料圧力が所定値未満になったときの燃料充
填作業の説明図
【符号の説明】
10 CNGエンジン 14b 空燃比制御弁 22 ボンベ 28 圧力センサ 32 コントロールユニット 42 燃料圧力計 50 アクセルペダル 52 可動範囲限定機構
───────────────────────────────────────────────────── 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) B60K 15/03 F02B 43/00 A F02B 43/00 F02D 19/02 D F02D 19/02 41/02 325K 41/02 325 41/22 325Z 41/22 325 45/00 345Z 45/00 345 364L 364 B60K 15/08 Fターム(参考) 3D038 CA17 CA31 CB02 CC00 CC20 CD00 CD06 3G084 AA05 DA14 EA07 EB22 FA00 3G092 AA01 AB07 AC01 BA01 BA04 BB01 DE11S DG09 EA28 FB06 HB01X HB09Y 3G301 HA22 JA12 JA21 JB09 JB10 LA00 MA01 NA08 NC04 ND03 NE18 PB08Z PF03Z

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】合成樹脂製の燃料容器内の燃料圧力を検出
    する燃料圧力検出手段と、 該燃料圧力検出手段により検出された燃料圧力が所定値
    未満になったときに、燃料圧力が低下したことを運転者
    に不快な体感を通して報知する体感報知手段と、 を含んで構成されたことを特徴とするガスエンジンを備
    えた車両の燃料容器保護装置。
  2. 【請求項2】前記体感報知手段は、 アクセルペダルの可動範囲を限定する可動範囲限定手段
    と、 前記燃料圧力検出手段により検出された燃料圧力が所定
    値未満になったときに、前記可動範囲限定手段を制御し
    てアクセルペダルの可動範囲を限定する可動範囲制御手
    段と、 を含んで構成されたことを特徴とする請求項1記載のガ
    スエンジンを備えた車両の燃料容器保護装置。
  3. 【請求項3】前記体感報知手段は、 ガスエンジンへの燃料供給量を増減する燃料供給量増減
    手段と、 前記燃料圧力検出手段により検出された燃料圧力が所定
    値未満になったときに、前記燃料供給量増減手段を制御
    してガスエンジンへの燃料供給量を減量する燃料供給量
    制御手段と、 を含んで構成されたことを特徴とする請求項1記載のガ
    スエンジンを備えた車両の燃料容器保護装置。
  4. 【請求項4】前記燃料圧力検出手段により検出された燃
    料圧力を表示する燃料圧力表示手段を備えたことを特徴
    とする請求項1〜請求項3のいずれか1つに記載のガス
    エンジンを備えた車両の燃料容器保護装置。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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