JP2006160273A - 車両用給液装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 厳寒期においても使用することができる添加剤水溶液の車両用給液装置を提供する。
【解決手段】 本発明の車両用給液装置は、車両に給液するための添加剤水溶液を貯留するタンクと、前記タンク６内の水溶液を汲み出すためのポンプＰと、前記タンク６内の水溶液を輸送するためのホース２０と、前記ホース２０の先端に設けられたノズル２と、前記ノズル２を装置本体１に掛け置くためのノズルハンガ１０と、前記ノズル２から吐出された水溶液を前記タンク６に帰還させるための注入口５と、車両に水溶液の給液を行う給液モードと水溶液を循環させる循環モードとを制御する制御装置３と、前記給液モードと前記循環モードとを切り換える切換手段７と、を備える。
【選択図】 図２

Description

本発明は、給油所において車両に添加剤水溶液を給液するのに用いられる車両用給液装置に関する。

現在、ディーゼルエンジンの排ガスのいわゆるＮＯｘ酸化物を減少させるための対策として、ディーゼルエンジン車に尿素水等の添加剤水溶液を給液し、その添加剤水溶液を排ガスに噴射することでＮＯｘ酸化物を低減させる方法が実用化されつつある。
かかる処理のために、添加剤水溶液を計量して車両のタンクに給液する貯蔵タンク付きの給液装置が必要となる。ここで、尿素水等の添加剤水溶液は、燃料油と異なり、冬季や厳寒期に凍結するおそれがあるという問題がある。したがって、かかる給液装置においては、凍結防止策が必要となる。

一方、一般的な液体の凍結防止の方法としては、循環ポンプにより液体を循環させて液体の凍結を防止する方法が知られている（下記特許文献１，２）。
特開平１０−３２５１６１号（要約） 特開２０００−２０４６１０号（要約）

かかる従来の方法では液体を循環させることによりタンク内の液体の凍結を防止できる。しかし、循環路の外にある液体の排出路等においては凍結を防止できない。すなわち、車両用の給液装置においては、貯蔵タンクから添加剤水溶液を輸送するホースやホースの先端のノズルの部分に滞留した添加剤水溶液が最も凍結し易いのに対し、当該部分の凍結を防止することができない。

したがって、本発明の目的は、ノズルやホースなどの部分においても添加剤水溶液が凍結することなく、厳寒期においても使用することができる添加剤水溶液の車両用給液装置を提供することである。

前記目的を達成するために、本発明の車両用給液装置は、車両に給液するための添加剤水溶液を貯留するタンクと、前記タンク内の水溶液を汲み出すためのポンプと、前記タンク内の水溶液を輸送するためのホースと、前記ホースの先端に設けられたノズルと、前記ノズルを装置本体に掛け置くためのノズルハンガと、前記ノズルから吐出された水溶液を前記タンクに帰還させるための注入口と、前記タンクから前記ホースおよびノズルを介して車両に給液を行うと共に、水溶液の売上げが計上される給液モードと、前記タンクから前記ホースおよびノズルを介して前記注入口に戻して循環させると共に、水溶液の売上げが計上されない循環モードとを制御する制御装置と、前記給液モードと前記循環モードとを切り換える切換手段と、を備える。

本発明によれば、循環モードにおいては、タンクから給液ホースおよび給液ノズルを介して注入口に水溶液が再びタンクに戻るように循環される。したがって、給液ホースや給液ノズルの部分においても水溶液が滞留することなく循環するから、当該部分での凍結のおそれがなく、給液装置を厳寒期においても使用することが可能となる。
特に、循環および給液の２つのモードを設け、循環モードにおいては水溶液の売上げが計上されず、給液モードにおいて実際に給液した液量（給液量）に対応する売上げのみが計上される。したがって、売上げの誤計算が生じない。

本発明においては、前記注入口は、前記水溶液を補給するための補給口を兼ねているのが好ましい。
こうすれば、水溶液の補給口を前記注入口として利用して水溶液を循環させることができるから、別の循環の通路を設ける必要がなく、簡易に凍結防止の可能な給液装置とすることができる。

本発明の給液装置は、前記ポンプによって汲み出された水溶液の流量を計るための流量計と、表示器とを更に備え、前記給液モードにおいて、前記流量計で測定した流量に基づく給液量が前記表示器に表示されるのが好ましい。
このようにすれば、給液量を視認することができる。

また、本発明においては、前記循環モードにおいて、前記ポンプが間欠的に駆動することで水溶液の循環と停止が繰り返されるようにするのが好ましい。
このようにすれば、ポンプを常時駆動させる必要がないので、電力の節減を図ることができる。

また、本発明において、前記タンク内の水溶液の残量を検出する残量計と、前記残量計からの出力に応じて水溶液が漏れているか否かを判別する判別手段とを備えているのが好ましい。
このようにすれば、循環路のいずれかの箇所で水溶液の漏れがある場合に、循環を停止させて、更なる漏れを防止できる。

また、本発明において、前記注入口には、前記ノズルハンガとは別に、ノズルを安定した状態で置くことが可能な手段が設けられているのが好ましい。
こうすれば、循環モードにおいてノズルを注入口に置いたままにしておいても、外れることがなくなり、長時間無人で運転させることができる。

また、本発明においては、前記給液モードにおける車両への給液のための水溶液のタンクからの汲み上げと、前記循環モードにおける水溶液の循環のための水溶液のタンクからの汲み上げとを、１つのポンプの駆動により行うのが好ましい。
このようにすれば、給液用のためのポンプにより循環させることができるから、別途循環のためのポンプが不要となる上、ヒータ等の別の凍結防止手段を設ける必要がないので、安価で簡易な構成とすることができる。

以下、本発明の給液装置の一実施例を図面にしたがって説明する。
図１は本発明にかかる給液装置の一例を示す。本給液装置は、装置本体（筐体）１および給液ノズル２を備えている。非使用時において給液ノズル２は装置本体に設けられたノズルハンガ１０に掛けられている。該ノズルハンガ１０に給液ノズルが掛けられているか否かは、ノズルスイッチ１１により検出されて制御装置３に出力される。

前記装置本体１は、尿素水貯蔵タンク６内にポンプＰを備えている。該ポンプＰは、給液ホース２０などで形成された流路を介して、前記給液ノズル２に接続されている。ポンプＰは、前記制御装置３により駆動を制御されて、尿素水貯蔵タンク６から尿素水（水溶液の一例）を汲み上げて圧送する。ポンプＰにより圧送された尿素水は、流量計Ｆ／Ｍおよび給液ホース２０などを介して前記給液ノズル２に供給され吐出される。

給液ノズル２から吐出される尿素水の流量は前記流量計Ｆ／Ｍにより検出され、前記流量計Ｆ／Ｍに接続された流量発信器４１から流量に応じたパルス信号が制御装置３に送信される。制御装置３は、前記流量発信器４１からのパルス信号に基づき、流量を積算して、給液量を表示器４５に表示させる。
なお、前記ポンプＰと給液ホース２０との間の尿素水の流路には図示しない電磁弁やフィルタが設けられていてもよい。

また、装置本体１の尿素水貯蔵タンク６にはフロート４７が設けられている。残量計４９は、例えば、フロート４７のレベルを検知することで、尿素水の残量を算出すると共に制御装置３に送信する。前記フロート４７には液温計（図示せず）が設けられており、尿素水貯蔵タンク６内の尿素水の液温を計測する。計測された液温は、制御装置３に送信される。尿素水の残量や液温は表示器４５に表示されるようにしてもよい。

尿素水貯蔵タンク６の上部には補給口５が連通しており、該尿素水貯蔵タンク６には補給口５から尿素水を補給することができる。この補給口５は、後述する尿素水の注入口としての機能を兼ね備えており、前記給液ノズル２を安定した状態で置くことが可能である。
なお、補給口５には、補給口５に前記給液ノズル２が置かれているか否かを検出する検出スイッチ（検出手段の一例）５１が設けられている。補給口５に給油ノズル２が置かれている場合、検出スイッチ５１は所定の信号を制御装置３に送信する。

前記制御装置３は、設定部４３に接続されており、設定部４３を介して給液量や給液金額の設定などを行う。また、制御装置３には切換スイッチ７（切換手段の一例）が接続されている。前記切換スイッチ７は、後述する給液モードおよび循環モードの２種の動作モードの切換を行う。

なお、制御装置３は外部のＰＯＳに接続されている。給液モードにおいては、制御装置３またはＰＯＳは給液量に応じた売上げを算出する。一方、循環モードにおいては、給液量に応じた売上げは算出されない。

次に、本給液装置の動作について説明する。本給液装置の動作モードは、尿素水貯蔵タンク６から給液ホース２０および給液ノズル２を介して車両に尿素水の給液を行う給液モードと、尿素水貯蔵タンク６から給液ホース２０および給液ノズル２を介して前記補給口５に尿素水を戻して循環させる循環モードの２種類がある。

給液モード：
まず、前記切換スイッチ７を操作して給液モードに設定すると、給液モード信号が制御装置３に送信される。制御装置３は、前記切換スイッチ７からのモード信号に基づいて、給液モードでの動作を行うように給液装置の動作を制御すると共に、表示器４５に給液モードであることを表示させる。本給液モードでは、顧客の車両に尿素水の給液が行われる。

前記設定部４３で所望の給液量、給液金額の設定（プリセット）または満タンの設定を行うと、設定内容が前記制御装置３に送信される。続いて、給液ノズル２をノズルハンガ１０から外すと、ノズルスイッチ１１がＯＮになり、ノズルスイッチ１１のＯＮ信号が制御装置３に送信される。制御装置３は、前記ノズルスイッチ１１のＯＮ信号を受信すると、前記設定部４３の設定内容と共に給液要求信号をＰＯＳに送信し、これに対してＰＯＳから給液許可信号が送信される。

制御装置３は、給液許可信号を受信すると、ポンプＰを起動させる。その後、給液ノズル２を車両の尿素水給液口に挿入して、給液ノズル２のノズルレバー２１を引いて給液を行う。給液中は、流量計Ｆ／Ｍにより検出された流量に応じたパルスが流量発信器４１から制御装置３に送信され、制御装置３は当該パルスを積算したリアルタイムの給液量を表示器４５に表示させる。なお、給液量と共に給液金額を表示させてもよい。

この際、尿素水貯蔵タンク６内の尿素水の残量が減少し、前記残量計４９から送信される残量が予め設定された量よりも少ないと制御装置３が判別すると、ポンプＰを停止させて、給液が停止されると共に、表示器４５に所定の警告メッセージが表示させる。

給液量を設定した場合や、給液金額を設定した場合（プリセット）には、設定した給液量あるいはプリセット値に相当する給液量に達すると、制御装置３がポンプＰを停止させて、給液を停止させる。その後、給液ノズル２をノズルハンガ１０に戻すと、ノズルスイッチ１１がＯＦＦになり、給液が完了すると共に、ノズルスイッチ１１のＯＦＦ信号が制御装置３に送信される。制御装置３は、給液完了の信号および給液量などの給液データをＰＯＳに送信する。

ここで、制御装置３が前記給液量に対応する売上げを算出して（給液量に単価を乗算して価格を算出して）前記給液情報と共にＰＯＳに送信してもよい。なお、給液量を受信したＰＯＳが売上げを算出して制御装置３に送信してもよい。この売上げ金額は価格として前記給液量と共に表示器４５に表示されてもよい。

一方、満タン設定の場合には、満タンになると給液が停止され、給液ノズル２をノズルハンガ１０に戻すと、ノズルスイッチ１１がＯＦＦになると共に、ノズルスイッチ１１のＯＦＦ信号が制御装置３に送信される。その後、制御装置３は、ポンプＰを停止させて、給液を停止させると共に、給液完了の信号および給液量などの給液データをＰＯＳに送信する。
なお、給液モードにおいて、給液ノズル２が補給口５に置かれていることを前記検出スイッチ５１が検出した場合、検出スイッチ５１が異常信号を制御装置３に送信するようにしてもよい。この場合、検出スイッチ５１からの異常信号を受信した制御装置３は、給液モード中でも、後述の循環モードと同様の動作を給液装置に行わせることで、あるいは、ポンプＰの駆動を停止させることで、売上げが計上されることがないように制御してもよい。

循環モード（自動）：
まず、前記切換スイッチ７を操作して循環モードに設定すると、循環モード信号が制御装置３に送信される。制御装置３は、前記切換スイッチからのモード信号に基づいて、循環モード（自動）での動作を行うように給液装置を制御すると共に、表示器４５に循環モード（自動）であることを表示させる。本モードでは、タンク内の尿素水の液温をトリガーとして尿素水が給液装置内を循環する。

給液ノズル２をノズルハンガ１０から外すと、ノズルスイッチ１１がＯＮになり、ノズルスイッチ１１のＯＮ信号が制御装置３に送信される。続いて、図２に示すように、前記給液ノズル２を補給口５に挿入すると検出スイッチ５１により給液ノズル２が検出された後、給液ノズル２のノズルレバー２１を引いた状態で、図示しないラッチに前記ノズルレバー２１を係合させる。
こうして、図２に示すように、尿素水が、尿素水貯蔵タンク６から給液ホース２０，給液ノズル２および補給口５を通って、再び尿素水貯蔵タンク６に流れ込むように、尿素水の循環路が形成される。
なお、循環モードにおいて、給液ノズル２が補給口５に置かれていることを前記検出スイッチ５１が検出し、検出信号が制御装置３に送信された場合のみ、尿素水の循環（給液ノズル２からの尿素水の吐出）が許可されるように制御してもよい。

制御装置３は、前記ノズルスイッチ１１のＯＮ信号を受信すると、尿素水貯蔵タンク６内の液温計から送信される液温が予め設定された温度（例えば、尿素水の凍結温度−１５℃より上の−５℃）以下か否かを判別する。前記液温が設定温度以下であると判別された場合は、制御装置３は、ポンプＰを起動させ、前記補給口５に挿入された給液ノズル２から尿素水を吐出させて、尿素水の循環を開始させる。一方、前記液温が設定温度より高いと判別された場合は、制御装置３はポンプＰを起動させず、尿素水の循環は行われない。液温の判別は、所定の時間ごとに行われ、判別結果により、尿素水の循環を行うか否かが決定される。

なお、前記給液ノズル２は、例えばノズル筒部に設けたコイルなどの固定装置により、補給口５から外れないように安定保持されていると共に、図示しないラッチ等でノズルレバー２１を引いた状態が保持される。なお、給液ノズル２を固定するだけでなく、悪戯や盗難防止のため鍵を掛けることができるようにしてもよい。また、この鍵で前記検出スイッチ５１を兼用してもよく、この場合、前記鍵を掛けることにより前記給油ノズルが検出される。

尿素水の循環は常時行うようにしてもよいが、電力コストの削減のために、予め設定したインターバルをもって行うのが好ましい。この場合、例えば、ｍ分循環してｎ分停止するインターバルを繰り返すように、制御装置３はポンプＰの駆動を制御する。

このインターバルは尿素水の液温の変化と関連付けて所定の時間ごとに変更されるようにしてもよい。たとえば、所定時間ごとに、前記液温計により計測される液温を制御装置３が監視しておき、液温の変化によりインターバルを変更してもよい。この場合、前回計測した液温を図示しないメモリに記憶させておき、最新に計測した液温と比較を行う。最新に計測した液温が前回計測した液温よりも低い場合には、制御装置３は液温が低下傾向にあると判断し、循環時間ｍ分を長く停止時間ｎ分を短くするようにインターバルを変更する。一方、最新に計測した液温が前回計測した液温よりも高い場合には、制御装置３は液温が上昇傾向にあると判断し、循環時間ｍ分を短く停止時間ｎ分を長くするようにインターバルを変更する。さらに、液温の低下傾向または上昇傾向の度合いに合わせて、循環時間ｍ分，停止時間ｎ分の増減を制御するようにしてもよい。

また、循環する液量は全開であってもよいが、たとえば、電磁弁を前記流路に設け、該電磁弁を小流での開にして、前記給液モード時よりも小さい流量で循環させてもよい。前記のインターバルと同様に、循環時の流量を液温の変化と関連付けて変更するように制御してもよい。

また、所定時間ごとに、残量計４９から送信される尿素水貯蔵タンク６内の尿素水の残量を制御装置３が監視しておき、制御装置３が残量の低下を検知したときは、循環路のいずれかの箇所で尿素水の漏洩があると判別して、ポンプＰを停止させて循環を停止させるようにすると共に、表示器４５に所定の警報メッセージを表示させるようにしてもよい。この場合、循環時の尿素水貯蔵タンク６内の尿素水の残量を検出するために、循環の開始から所定の時間が経過して尿素水が十分に循環路内に行き渡った後に尿素水貯蔵タンク６内の残量を検出して基準の残量として図示しないメモリに記憶させておく。そして、その後、検出されたリアルタイムの残量が前記基準の残量よりも少なければ、制御装置３は残量が低下していると判断する。

本装置では、前記自動循環モードに加え、以下に説明する手動循環モードを設けてもよい。

循環モード（手動）：
まず、前記切換スイッチ７を操作して循環モード（手動）に設定すると、所定のモード信号が制御装置３に送信される。制御装置３は、前記切換スイッチからのモード信号に基づいて、循環モード（手動）での動作を行うように給液装置を制御すると共に、表示器４５に循環モード（手動）であることを表示させる。本モードでは、タンク内の尿素水の液温に関係なく尿素水が給液装置内を常時循環する。

給液ノズル２をノズルハンガ１０から外すと、ノズルスイッチがＯＮになり、ノズルスイッチ１１のＯＮ信号が制御装置３に送信される。続いて、図２に示すように、前記給液ノズル２を補給口５に挿入した後、ノズルレバー２１を引いた状態にする。こうして、前記自動の場合と同様に尿素水の循環路が形成される。
制御装置３は、前記ＯＮ信号を受信すると、ポンプＰを起動させ、給液ノズル２から尿素液を吐出させる。本モードでは液温に関係なくノズルレバー２１を引いた時点で尿素水の常時循環が開始される。

以上のとおり、図面を参照しながら好適な実施例を説明したが、当業者であれば、本明細書を見て、自明な範囲で種々の変更および修正を容易に想定するであろう。
たとえば、タンクから尿素水を汲み上げるポンプは、タンク内に設けられる液中ポンプであってもよいし、タンクの外に設けられてもよい。
また、尿素水の補給口とは別に、循環のために給液ノズルが挿入される注入口を設けてもよい。
また、循環のために給液ノズルが挿入される補給口または注入口に設けた前記検出スイッチを動作モードの切換手段としてもよい。また、前記検出スイッチを設けなくてもよい。
また、液温計をフロートに設けるのではなく、タンクの底部に設けてもよい。
また、循環モード（自動）の場合の循環開始のトリガーを液温ではなく、予め設定した時刻、外気温（雰囲気温度）や給液ノズルの温度などとしてもよい。
また、給液ノズルに臭いなどの検知センサを設けて、該検知センサが尿素を検知した場合にはノズルレバーを引くと尿素水が吐出されるようにして、一方、検知センサが尿素を検知しない場合や燃料油を検知した場合にはノズルレバーを引いても尿素水が吐出されないようにしてもよい。
したがって、そのような変更および修正は、請求の範囲から定まる本発明の範囲内のものと解釈される。

本発明は、尿素水等の添加剤水溶液を車両に給液する給液装置に用いることができる。

本発明の一実施例にかかる給液装置を示す概略構成図である。 循環モードにおける状態を示す給液装置の概略構成図である。

符号の説明

１：装置本体
１０：ノズルハンガ
２：給液ノズル
２０：給液ホース
３：制御装置（判別手段）
４１：流量発信器
４３：設定部
４５：表示器
４７：フロート
４９：残量計
５：補給口
６：尿素水貯蔵タンク
７：切換スイッチ
Ｆ／Ｍ：流量計
Ｐ：ポンプ

Claims (8)

1. 車両に給液するための添加剤水溶液を貯留するタンクと、
   前記タンク内の水溶液を汲み出すためのポンプと、
   前記タンク内の水溶液を輸送するためのホースと、
   前記ホースの先端に設けられたノズルと、
   前記ノズルを装置本体に掛け置くためのノズルハンガと、
   前記ノズルから吐出された水溶液を前記タンクに帰還させるための注入口と、
   前記タンクから前記ホースおよびノズルを介して車両に前記水溶液の給液を行うと共に、水溶液の売上げが計上される給液モードと、前記タンクから前記ホースおよびノズルを介して前記注入口に戻して前記水溶液を循環させると共に、水溶液の売上げが計上されない循環モードとを制御する制御装置と、
   前記給液モードと前記循環モードとを切り換える切換手段と、を備えた車両用給液装置。
2. 請求項１において、前記ポンプによって汲み出された水溶液の流量を計るための流量計と、表示器とを更に備え、
   前記給液モードにおいて、前記流量計で測定した流量に基づく給液量が前記表示器に表示される車両用給液装置。
3. 請求項１において、前記注入口は、前記水溶液を前記タンクに補給するための補給口を兼ねている車両用給液装置。
4. 請求項１において、前記循環モードにおいては前記ポンプが間欠的に駆動して、水溶液の循環と停止が繰り返されるようにした車両用給液装置。
5. 請求項１において、前記タンク内の水溶液の残量を検出する残量計と、前記残量計からの出力に応じて水溶液が漏れているか否かを判別する判別手段とを備えた車両用給液装置。
6. 請求項１において、前記ノズルハンガとは別に、前記注入口に前記ノズルを安定した状態で置くことが可能な手段が設けられている車両用給液装置。
7. 請求項１において、前記注入口に前記ノズルが置かれているか否かを検出する検出手段が設けられ、前記給液モードにおいて、前記注入口に前記ノズルが置かれていることを前記検出手段が検出した場合には、前記水溶液の売上げが計上されることがないように制御することを特徴とする車両用給液装置。
8. 請求項１において、前記給液モードにおける車両への給液のための水溶液のタンクからの汲み上げと、前記循環モードにおける水溶液の循環のための水溶液のタンクからの汲み上げとを、１つのポンプの駆動により行う車両用給液装置。

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