JP2004324600A - Ｌｐｇ燃料の残量警告装置 - Google Patents

Abstract

【課題】残量警告が出た後、ボンベ交換前にエンストが起こる問題を軽減する。
【解決手段】ＬＰＧボンベを交換した後初期設定スイッチ８をＯＮにすると、温度センサ２および圧力センサ３で検出されたデータがコントローラ１０内のＣＰＵ１５に入力される。ＣＰＵ１５はこのデータに基づいて組成識別関数記憶部１１に記憶されている燃料の組成毎の温度および圧力の相関特性から燃料の組成を識別し、警告圧力記憶部１３に記憶されているデータから識別された組成に対応する警告圧力を判断する。圧力が警告圧力以下になるとディスプレイ２０に残量警告が表示される。さらに残量警告後、通路面積記憶部１３のデータをもとにＬＰＧキャブレターのメイン通路の面積が車両が少なくとも走行できる程度となるようステッピングモータ９ａの回転数を決定してモータ制御部１４に指令を出す。ステッピングモータ９ａが所定の回転数にて駆動し、パワーアジャストスクリュ９が所定量メイン通路内に突出することでメイン通路の燃料流量が調整される。
【選択図】 図３

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ＬＰＧを燃料とする車両、特にフォークリフトなどの産業車両における、ＬＰＧ燃料の残量警告装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ＬＰＧを燃料とするフォークリフトなどの産業車両において、ＬＰＧボンベを適正な残量にて交換できるよう、ボンベ内の燃料が所定量以下になったときにランプやブザーで警告を出す残量警告手段を備えたものがある（特許文献１参照）。残量警告が出されると、ユーザは、通常荷役などの負荷の大きな作業はせずにボンベ交換所まで車両を走行させ、ボンベを交換する。従来の残量警告手段としては、例えばＬＰＧボンベとレギュレータとを接続する燃料供給管内に圧力スイッチを取り付けて、燃料の減少による圧力低下により圧力スイッチがＯＮとなったときに、ランプやブザーで警告するものが一般的である。
【０００３】
【特許文献１】
特開平７−６９０８４号公報 （第２頁、図１）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来技術では、残量警告が出された後の車両の動作について一切考慮されていない。例えば、残量警告が出された地点からボンベ交換所まで距離が比較的長い場合、ボンベ交換所に到達前にエンストが起こる可能性がある。これを防ぐには、警告後の車両の走行可能時間や距離を延ばすことが重要になる。また、ボンベ交換所までの距離が比較的短い場合などには、警告後でも残量がある程度無くなるまで荷役作業を行えることもある。従来技術では、このような警告後の車両の動作については考慮されておらず、ボンベ交換前のエンストを防止したり、警告後に荷役作業を実施したりすることが困難である。
【０００５】
そこで、本発明の目的は、残量警告が出た後、ボンベ交換前にエンストが起こる問題を軽減することができるＬＰＧ燃料の残量警告装置を提供することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明に係るＬＰＧ燃料の残量警告装置は、ＬＰＧ燃料の組成を認識する組成認識手段と、ＬＰＧボンベとレギュレータとを接続する燃料供給管内に装着され、燃料供給管内を通過する燃料の圧力を検出する圧力センサと、レギュレータとエンジンとを接続する燃料通路の面積を変更する通路面積変更手段と、組成認識手段から得られた組成に対応する警告圧力と圧力センサから検出された圧力とを比較し、検出された圧力が警告圧力以下となったときに警告を出す残量警告手段と、残量警告手段により警告が出されると、燃料通路の面積が、車両が少なくとも走行できる程度になるように、通路面積変更手段を制御する面積変更制御手段とを備えていることを特徴とする（請求項１）。
【０００７】
上記構成によると、ＬＰＧ燃料の組成を認識した上で、その組成に対応する警告圧力と圧力センサにより検出される圧力とを比較し、検出圧力が警告圧力以下になったときに警告が出される。そして残量警告後、燃料通路の面積を車両が少なくとも走行できる程度になるよう変更することで、エンジンに供給される燃料の流量調整が行われる。これにより、警告後の車両の走行可能時間や距離を延ばすことができ、警告が出された地点からボンベ交換所まで距離が比較的長い場合でも、エンストの問題が軽減される。
【０００８】
また、面積変更制御手段の動作を回避できる回避手段をさらに備えていることが好ましい（請求項２）。
【０００９】
上記構成によると、例えば警告が出された地点からボンベ交換所までの距離が比較的短い場合などに、車両が少なくとも走行できる程度に燃料通路を通過する燃料の流量を絞らないようにすることでエンジンのパワーを維持し、警告後でも荷役作業を実施できるようになる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適な実施の形態について、図面を参照しつつ説明する。
【００１１】
図１は、本発明の一実施の形態に係る残量警告装置を備えた、フォークリフトに適用されるＬＰＧ燃料の供給系統を示す配管図である。ＬＰＧ燃料は、図中矢印で示すように、ＬＰＧボンベ１から燃料供給管１ａ内を通って、フィルタやソレノイドバルブを経てレギュレータ４へと送られ、さらにメイン燃料供給管５を通ってＬＰＧキャブレター６に送られ、ここで空気と混合されてエンジン７に供給される。図中供給管に沿った矢印は、実線がＬＰＧ、点線が冷却水の流れる方向を示す。
【００１２】
図２は、図１のＬＰＧキャブレター６を示す概略断面図である。ＬＰＧキャブレター６のメイン通路６ａには通路断面積を変更可能なパワーアジャストスクリュ９（図１にも示す）が設けられており、これによりメイン通路６ａを流れるＬＰＧ燃料の流量を調整可能になっている。
【００１３】
図３は、本実施の形態の残量警告装置における電気的構成を示すブロック図である。本実施の形態の残量警告装置は、図１および図３に示すように、パワーアジャストスクリュ９と、出力軸がパワーアジャストスクリュ９に連結されたステッピングモータ９ａと、共にレギュレータ４より上流側にて燃料供給管１ａ内に装着された温度センサ２および圧力センサ３と、運転席近傍のインストルメントパネルに搭載された初期設定スイッチ８、流量調整回避スイッチ３０、およびディスプレイ２０と、これら各構成要素と電気的に接続されて後述のように装置全体を制御するコントローラ１０とを備えている。
【００１４】
ステッピングモータ９ａは、駆動により出力軸を回転させ、パワーアジャストスクリュ９を右回り又は左回りに回転させる。このパワーアジャストスクリュ９が、ＬＰＧキャブレター６のメイン通路６ａの面積を変更する通路面積変更手段を構成する。温度センサ２および圧力センサ３は、燃料供給管１ａ内を通過する燃料の温度および圧力を検出する。初期設定スイッチ８は、ＬＰＧボンベ１の交換時にユーザにより操作され、後述の組成記憶部（図示せず）を初期化する。流量調整回避スイッチ３０は、残量警告が出されたときにユーザにより選択的に操作され、後述の流量調整を行わないようにする。ディスプレイ２０は、残量警告が出たことを可視化することにより、ユーザに警告を知らせる。
【００１５】
コントローラ１０は、図３に示すように、ＣＰＵ１５、組成識別関数記憶部１１、警告圧力記憶部１２、通路面積記憶部１３、および、モータ制御部１４を備えている。温度センサ２および圧力センサ３からの出力は、Ａ／Ｄ交換器（図示せず）を介してＣＰＵ１５に入力される。
【００１６】
組成識別関数記憶部１１には、図４（ａ）に示すような、燃料の組成毎の温度および圧力の相関特性（本実施の形態では燃料におけるプロパンおよびブタンの比率を１０％毎に区分している）が記憶されている。警告圧力記憶部１２には、図４（ｂ）に示すような、温度毎に設定された、燃料のプロパン比率と警告圧力との関係が記憶されている。通路面積記憶部１３には、車両が少なくとも走行できる程度となるＬＰＧキャブレター６のメイン通路６ａの面積が、燃料の組成毎に記憶されている。
【００１７】
なお、図４（ｂ）に示されているのはある温度における燃料のプロパン比率と警告圧力との関係であって、警告圧力記憶部１２には温度毎の上記関係のデータが記憶されている。
【００１８】
ＣＰＵ１５は、ＬＰＧボンベ１交換時にユーザが初期設定スイッチ８を操作して初期設定スイッチ８がＯＮになると、その信号を受信して、このとき温度センサ２および圧力センサ３で検出された温度および圧力のデータを読み込む。そしてＣＰＵ１５はこの温度および圧力のデータに基づいて、組成識別関数記憶部１１に記憶されている相関特性から燃料の組成を識別する。
【００１９】
このようにＬＰＧボンベ１交換時に識別された燃料の組成は、コントローラ１０内の組成記憶部（図示せず）に記憶される。その後再びＬＰＧボンベ１が交換されて初期設定スイッチ８が操作されると、組成記憶部は初期化されてまた新たな温度および圧力のデータに基づいて燃料の組成を識別し、記憶する。
【００２０】
なお、本実施の形態では、温度センサ２、圧力センサ３、およびＣＰＵ１５が、本発明に係るＬＰＧ燃料の組成を認識する組成認識手段を構成するものである。
【００２１】
温度センサ２および圧力センサ３は、それぞれ燃料供給管１ａ内の燃料の温度および圧力を常時検出してＣＰＵ１５に送信する。ＣＰＵ１５は、警告圧力記憶部１２に記憶されているデータから、識別された燃料の組成に対応し且つ各時点で温度センサ２により検出された温度に対応する警告圧力を判断する。つまり、警告圧力は燃料の組成だけではなく検出温度によっても異なる。したがって、ＬＰＧボンベ１が交換されなくても温度が変化することがあるので、警告圧力が一定に保持されるとは限らない。
【００２２】
ＣＰＵ１５は各時点において圧力センサ３から検出された圧力と警告圧力とを比較し、検出圧力が警告圧力以下となったときにディスプレイ２０に信号を送信して、残量警告を表示させる。ユーザは、ディスプレイ２０に表示された警告を見て燃料の残量が少ないことを認識できる。このディスプレイ２０およびＣＰＵ１５が、本発明において、得られた組成に対応する警告圧力と圧力センサ３から検出された圧力とを比較し、検出圧力が警告圧力以下となったときに警告を出す残量警告手段を構成するものである。
【００２３】
残量警告が出された後、ＣＰＵ１５は、通路面積記憶部１３に記憶されているデータから、車両が少なくとも走行できる程度となるメイン通路６ａの面積において、燃料の組成に対応するものを判断する。そしてＣＰＵ１５は、実際のメイン通路６ａの面積がここで判断された面積となるようステッピングモータ９ａの回転数を決定し、モータ制御部１４に指令を出す。
【００２４】
ステッピングモータ９ａはモータ制御部１４により制御され、所定の回転数にて駆動し、パワーアジャストスクリュ９を右回り又は左回りに回転させる。このステッピングモータ９ａおよびモータ制御部１４は、メイン通路６ａの面積が車両が少なくとも走行できる程度になるように、パワーアジャストスクリュ９を制御する面積変更制御手段を構成する。パワーアジャストスクリュ９は右回り又は左回りの回転によってメイン通路６ａ内への突出量（図２参照）を変更可能であり、この突出量を変更することによりメイン通路６ａの面積が調整されるようになっている。
【００２５】
また、上述のような警告後の燃料の流量調整、即ち警告後に燃料の流量を走行可能な程度にまで絞ることは、流量調整回避スイッチ３０をＯＮにすることで回避可能である。つまり、この流量調整回避スイッチ３０が、モータ制御部１４およびステッピングモータ９ａの動作を回避できる回避手段を構成する。
【００２６】
流量調整回避スイッチ３０のＯＮ信号がＣＰＵ１５に送信されると、ＣＰＵ１５からモータ制御部１４への指令が出なくなる。この場合モータ制御部１４によるステッピングモータ９ａの動作制御もなくなるので、ステッピングモータ９ａの回転数もメイン通路６ａの面積も共に通常状態に保持されることになる。したがって、ユーザは、残量警告が出た後でも、ボンベ交換所までの距離が比較的短い場合などに荷役作業を実施することができる。
【００２７】
以上に述べたように、本実施形態に係る残量警告装置によると、ＬＰＧ燃料の組成を認識した上で、その組成に対応する警告圧力と圧力センサ３により検出される圧力とを比較し、検出圧力が警告圧力以下になったときに警告が出され、ディスプレイ２０上に表示される。そして残量警告後、ＬＰＧキャブレター６のメイン通路６ａの面積を車両が少なくとも走行できる程度になるよう変更することで、エンジン７に供給される燃料の流量調整が行われる。これにより、警告後の車両の走行可能時間や距離を延ばすことができ（図５参照）、警告が出された地点からボンベ交換所まで距離が比較的長い場合でも、警告後のエンストの問題を軽減することができる。
【００２８】
また、流量調整回避スイッチ３０を備えたことにより、例えば警告が出された地点からボンベ交換所までの距離が比較的短い場合などに、車両が少なくとも走行できる程度にメイン通路６ａを通過する燃料の流量を絞らないようにすることでエンジン７のパワーを維持し、警告後でも荷役作業を実施できるようになる。
【００２９】
以上、本発明の好適な実施の形態について説明したが、本発明は上述の実施形態に限られるものではなく、特許請求の範囲に記載した限りにおいて様々な設計変更が可能なものである。
【００３０】
例えば、流量調整回避スイッチ３０を省略してもよい。この場合は、残量警告が出されると自動的に燃料の流量が車両が最低限走行可能な程度まで絞られることになるので、エンスト防止のためには、荷役作業など負荷の大きい作業を行うことなくボンベ交換所まで走行させるのが望ましい。
【００３１】
また、初期設定スイッチ８の代わりに、ＬＰＧボンベ１の装着を検出可能なリミットスイッチを用いてよい。しかしリミットスイッチの誤作動を考慮すると、上述した実施の形態のようにユーザにより操作可能な初期設定スイッチ８を用いるのが好ましい。また、初期設定手段は本発明において必須の構成要素ではなく、省略可能である。
【００３２】
また、ＬＰＧ燃料の組成を認識する組成認識手段として、上述の実施の形態ではコントローラ１０内のＣＰＵ１５が温度センサ２および圧力センサ３から出力されたデータをもとに組成識別関数記憶部１１に記憶された関数から燃料の組成を識別して組成記憶部（図示せず）に記憶させるものとしているが、これに限定されない。例えばユーザが燃料の組成を予め知っている場合、組成記憶部にキーボードなどの入力手段を接続し、ユーザが手動で入力手段に組成を入力して、組成記憶部に記憶させる構成としてよい。
【００３３】
また、温度センサ２を省略してもよい。しかしこの場合は温度および圧力という２つの要素から燃料の組成を判断することはできないので、燃料の組成を予め定められた標準のものと仮定するか、或いは、上述のようにユーザが組成を予め知っている場合はユーザが直接入力して装置に認識させればよい。また、上述の実施の形態では、警告圧力は燃料の組成および温度の両方に依存するものとしているが、温度センサ２を設けない場合は、警告圧力を燃料の組成にのみ依存するよう設定するか、或いは、ユーザが直接温度を入力して入力された温度および組成から警告圧力を判断すればよい。
【００３４】
また、温度センサ２および圧力センサ３の装着位置は、ＬＰＧボンベ１とレギュレータ４との間であれば、上述した実施の形態における装着位置に限定されない。
【００３５】
また、ＬＰＧキャブレター６のメイン通路６ａの面積を変更する手段としては、上述の実施の形態におけるパワーアジャストスクリュ９に限定されず、その他様々な手段を用いてよい。
【００３６】
また、パワーアジャストスクリュ９の装着位置は、上述の実施の形態におけるＬＰＧキャブレター６のメイン通路６ａに限定されず、上述の実施の形態におけるメイン燃料供給管５や、その他レギュレータ４とエンジン７との間の燃料通路の適宜位置に設けてよい。
【００３７】
また、上述の実施の形態ではディスプレイ２０に表示させることによりユーザに残量警告を知らせるようにしているが、ユーザに通知可能であれば、ディスプレイ２０以外にもブザーやランプなどその他様々なものを用いてよい。
【００３８】
また、本発明に係る残量警告装置は、ＬＰＧを燃料とする車両であれば、フォークリフト１に限らず、例えばトラクタショベル、ショベルローダなどにも適用可能である。
【００３９】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１によると、警告後の車両の走行可能時間や距離を延ばすことができ、警告が出された地点からボンベ交換所まで距離が比較的長い場合でも、エンストの問題が軽減される。
【００４０】
請求項２によると、警告後でも荷役作業を実施できるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態に係る残量警告装置を備えた、フォークリフトに適用されるＬＰＧ燃料の供給系統を示す配管図である。
【図２】図１のＬＰＧキャブレターを示す概略断面図である。
【図３】図１の残量警告装置における電気的構成を示すブロック図である。
【図４】（ａ）は、燃料の組成毎の温度および圧力の相関特性を示すグラフ図である。（ｂ）は、ある温度における燃料のプロパン比率と警告圧力との関係を示すグラフ図である。
【図５】残量警告後における車両の走行可能時間や距離が従来に比べて延長されることを示す参考図である。
【符号の説明】
１ ＬＰＧボンベ
１ａ 燃料供給管
２ 温度センサ（組成認識手段）
３ 圧力センサ（組成認識手段）
４ レギュレータ
６ ＬＰＧキャブレター
６ａ メイン通路（燃料通路）
７ エンジン
９ パワーアジャストスクリュ（通路面積変更手段）
９ａ ステッピングモータ（面積変更制御手段）
１０ コントローラ
１１ 組成識別関数記憶部
１４ モータ制御部（面積変更制御手段）
１５ ＣＰＵ（組成認識手段、残量警告手段）
２０ ディスプレイ（残量警告手段）
３０ 流量調整回避スイッチ（回避手段）

Claims (2)

1. ＬＰＧ燃料の組成を認識する組成認識手段と、
   ＬＰＧボンベとレギュレータとを接続する燃料供給管内に装着され、前記燃料供給管内を通過する燃料の圧力を検出する圧力センサと、
   前記レギュレータとエンジンとを接続する燃料通路の面積を変更する通路面積変更手段と、
   前記組成認識手段から得られた組成に対応する警告圧力と前記圧力センサから検出された圧力とを比較し、前記検出された圧力が前記警告圧力以下となったときに警告を出す残量警告手段と、
   前記残量警告手段により警告が出されると、前記燃料通路の面積が、車両が少なくとも走行できる程度になるように、前記通路面積変更手段を制御する面積変更制御手段とを備えていることを特徴とするＬＰＧ燃料の残量警告装置。
2. 前記面積変更制御手段の動作を回避できる回避手段をさらに備えていることを特徴とする請求項１に記載のＬＰＧ燃料の残量警告装置。

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