JP2008130554A - 燃料供給システムならびにその操作方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 本発明は主として燃料供給システムならびにその操作方法を新規に提案するものである。
【解決手段】 本発明は、燃料カセット、燃料液面検知部材、メイン制御ユニット及び電子装置を含み、燃料液面検知部材は容量効果を利用して燃料カセット内の燃料残量を検知し、燃料液面検知部材が燃料残量信号を検知するとメイン制御ユニットに伝送し、メイン制御ユニット内の演算ユニットがメモリーユニット内の燃料量と協働して電子装置の残余電気量使用時間に換算する手段により電子装置の残余電気量使用時間を計算すると共に、電子装置が燃料カセットの燃料残量と電子装置の残余電気量使用時間をユーザーに参考として提供する。
【選択図】 図１

Description

本発明は燃料供給システム及びその操作方法に関し、特に燃料容器の燃料残存量を残余電力の使用時数に換算するための演算方法並びにその物理的量に関するセンサーと演算装置を提供することに関する。

従来の燃料電池は1957年Ｗｉｌｌａｒｄ Ｔ． Ｇｒｕｂｂがプロトン交換膜燃料電池（Ｐｒｏｔｏｎ Ｅｘｃｈａｎｇｅ Ｍｅｍｂｒａｎｅ Ｆｕｅｌ Ｃｅｌｌ，ＰＥＭＣ）を提示しているが、前記プロトン交換膜燃料電池は水素を燃料用高圧シリンダーに貯蔵しているので危険性が高く、また水素合金を貯蔵する方式は貯蔵重量が重すぎて不便が生じ、以上の問題を解決するために便利で安全性の高いメチルアルコールを燃料としたダイレクト・メチルアルコール燃料電池（Ｄｉｒｅｃｔ Ｍｅｔｈａｎｏｌ Ｆｕｅｌ Ｃｅｌｌ，ＤＭＦＣ）を提示したが、ダイレクト・メチルアルコール燃料電池で使用する燃料容器内の燃料残存量検知方式には、容量式、フロート式、圧力式、光センサー式、音波式等の測量方法といった多くの種類が有る。こうした技術では、燃料容器中のメチルアルコール残量が電子装置に匹敵する残余使用時間を知ることができず、またダウンサイジングした電子装置のニーズに適合できない。

本発明の発明人は上記に鑑みて、発明で演算方法並びにその関連装置を提供し、これによって燃料容器の残存量を電子装置の残余電力の使用時間に換算すると共に電子装置のユーザーに知らせることで従来技術の欠点を解決した。

本発明は主として燃料供給システムならびにその操作方法を提供し、燃料容器内の残存量を燃料センサーユニットで演算して、ユーザーに残余燃料が電子装置の電源に提供可能な時間を告知する。

本発明の別途目的は電子装置一般のパワー消費状況を調査し信号を制御部材に伝送して記録することで、燃料容器の燃料残存量と協働して電子装置が使用可能な時間を推測するのに便利にする。

本発明の別途目的は電子装置のユーザーの使用習慣を記録して、燃料容器の燃料残存量が電子装置の使用に提供可能な時間を演算して制御ユニットに提供する。

本発明の別途目的はリアルタイムで大量の電源出力を監視測定し、直ちに信号を制御部材に伝送して残余燃料が引続き電子装置に供給可能な使用時間を再度計算する。

本発明の別途目的は燃料容器の燃料輸送ポンプを監視測定してその操作時間と電子装置の使用時数との関係を記録すると共に、この記録値を制御部材に伝送して燃料容器の燃料残存量と電子装置の使用時間との関連参考値を提供する。

上記の目的を達成するために、本発明は主として燃料供給システムならびにその操作方法を提供し、それには燃料カセット、燃料液面検知部材、メイン制御ユニット及び電子装置を含み、燃料液面検知部材は容量効果を利用して燃料カセット内の燃料残量を検知し、燃料液面検知部材が燃料残量信号を検知するとメイン制御ユニットに伝送し、メイン制御ユニット内の演算ユニットがメモリーユニット内の燃料量が電子装置の残余電気量の使用時間に換算する手段と協働して電子装置の残余電気量の使用時間を計算すると共に、電子装置が燃料カセットの燃料残量と電子装置の残余電気量の使用時間をユーザーに参考として提供する。

前記の制御ユニットはユーザーが電子装置を平常使用する習慣を記録し、電子装置の大量消費パワー構造にリアルタイムに反応して、燃料容器の燃料残存量が電子装置の電源に提供可能な時間を再度計算する。

燃料液面検知部材のほかにも、燃料供給ポンプの作動時間を利用して制御部材が電子装置の消費燃料を計算する根拠とすることもでき、また燃料が提供可能な残余時間の参考値とすることもできる。

本発明の目的、効果及び使用方法を一層理解するために、下記の具体的な実施方法並びに図面を組合せることで本発明の説明が一層理解し易くなり、本発明の実施方式については一歩進めて後述することとする。

図1では本発明が有する燃料供給システム部材の関連概略図を示している。本発明の燃料供給システムは主に燃料供給ユニット１、燃料センサーユニット２及びメイン制御ユニット３からなる。前記燃料供給ユニット１は燃料カセット１１を含み、前記燃料カセット１１は燃料貯蔵スペースと燃料輸送構造を具備し、これにより燃料電池が作動するのに必要な燃料を貯蔵並びに供給する。そして前記燃料センサーユニット２は燃料液面検知部材２１を含み、前記燃料液面検知部材２１は前記燃料カセット１１内部の燃料残存量を計測する検知装置である。前記メイン制御ユニット３はメモリー部材３１、演算部材３３及びインターフェイス部材３５を含み、前記メモリー部材３１はデータ保存装置で、前記演算部材３３はマイクロコントローラで、また前記インターフェイス部材３５はデータの伝送に供する。従って、前記燃料センサーユニット２の燃料液面検知部材２１が前記燃料カセット１１の燃料量に対応する物理的容量を計測する際、前記物理容量のデータを前記メモリー部材３１に記録すると同時に、前記演算部材３３に伝送して燃料量と燃料量に対応する残余使用時間の演算を行い、そして前記演算部材３３の演算結果を前記メモリー部材３１に保管し前記インターフェイス部材３５を通じてデータ伝送をする。

前記本発明の燃料供給システムは前記メイン制御ユニット３のインターフェイス部材３５を通じて外部の電子装置４に電気接続し、前記メイン制御ユニット３のデータを前記電子装置４に伝送する。前記電子装置４は燃料電池（図示せず）が必要な電力を提供する装置で、本発明の燃料供給システムは前記電子装置４に使用する燃料電池の作動に必要な燃料を供給することができる。

前記本発明の燃料供給システムのメイン制御ユニット３は燃料供給ユニット１又は電子装置４の中に設置することができる。前記メイン制御ユニット３は電子装置４に設置した態様において、前記メイン制御ユニット３は前記電子装置４の電気回路と整合することができ、また前記電子装置４で実行するソフトウェア又はファームウェアプログラムが達成される。具体的に述べると、電子装置４をノートパソコン（図示せず）で実施例とした場合、前記メイン制御ユニット３は前記電子装置４のマザーボード上に設置することができ、また前記電子装置４の作業システムのプログラムを実行することもできる。

図２では本発明が有する燃料供給システムの操作工程のフローチャートを示している。前記本発明の燃料供給システムに基づき、その操作工程は、前記燃料センサーユニット２の燃料液面検知部材２１が前記燃料供給ユニット１の燃料カセット１１の燃料残存量を検知し、その信号をメイン制御ユニット３のインターフェイス部材３５から演算部材３３へ伝送する工程２０１、並びに前記メイン制御ユニット３の演算部材３３がメモリー部材３１の貯蔵する燃料量が電子装置の残余電気量の使用時間に換算される手段により、求められた燃料残量信号を演算して電子システムの残余電気量の使用時間を求める工程２０２、そして燃料カセットの燃料残存量と電子装置４の残余電気量の使用時間のデータを電子装置に伝送し、電子装置が残余燃料量と電子装置４の残余電気量の使用時間をユーザーに参考用に提供する工程２０３を含む。

前記メモリー部材３１が提供する燃料量が電子装置の残余電気量の使用時間に換算される手段では、前記燃料量が電子装置の残余電気量の使用時間に換算される手段は前記電子装置４に対応する電力消費モデルを含み、このモデルはノートパソコン、携帯電話、カメラ等の異なる電子装置を含むと共に、前記演算部材３３が何れか一つの電力消費モデルを選択使用することができ、前記燃料カセット１１の燃料量を演算部材３３を通じてメモリー部材３１を使用して提供するところの燃料量が電子装置の余剰電気量の使用時間に換算される手段でもって、電子装置の残余電気量の使用時間を計算する。

図３では、本発明の燃料供給システムにおける燃料容器の監視制御装置部材の概略図を示しており、燃料カセット１１は高濃度の水素が豊富な液体燃料を充填した貯蔵容器と容量式液面計量部材である燃料液面検知部材２１と定義され、主な技術内容は既に本案発明者が中華民国特許出願第95104177号案において、容量の感応特性を利用して燃料カセット１１内部の燃料と空気の比率が異なることによって、異なる媒体常数のために容量値が異なることとなり、この数値をメイン制御ユニット３のインターフェイス部材３５を通して演算部材３３に伝送し、演算部材３３はメモリー部材３１が保存する容量が燃料残量に対応する手段を利用して、燃料液面検知部材２１が検知する信号を燃料カセットの燃料残量に換算し、演算部材３３はこの燃料カセットの残量をメモリー部材３１が提供する燃料量が電子装置の余剰電気量の使用時間に換算される手段を通じて、電子システムがさらに残余電気量の使用可能時間を計算する。このほか、燃料残量データをメモリー部材３１に伝送し、数値を記憶させて燃料カセット１１がその他の電子装置４に使用し易いようにし、燃料カセット１１をその他の電子装置４に使用する際、メモリー部材３１内の記録に基づき、メイン制御ユニット３からその他の電子装置４と協働して演算を行い、燃料カセット１１の燃料残量と電子装置４の余剰電気量使用時間を求めることができる。

図４では、本発明の燃料供給システムの別途実施方法の概略図を示しており、前記燃料電池は電源を前記電子装置４の電源制御部材４２に提供し、パワー検知器７で前記電子装置の電圧電流入力値を監視制御して、リアルタイムで前記電子装置４の電気使用モデルを監視制御し、この情報を前記メイン制御ユニット３に伝送し、前記メイン制御ユニット３は前記燃料電池の燃料カセットの燃料残量に基づき、前記演算部材３３が計算して電子装置の残余電気量の使用時間を求め、前記パワー検知器７が前記電子装置４の電圧電流出力値を監視制御するように、大量にパワー消費する際、リアルタイムで信号を前記メイン制御ユニット３に伝送し返し、前記メイン制御ユニット３の演算ユニット３３が前記メモリーユニット３１の中から選んで、別途燃料量が電子装置４の残余電源の使用時間に転換される手段で再度演算を行い、電子装置４の残余電源の使用時間を計算する。

図５では、本発明の燃料供給システムの別途実施方法の概略図を示しており、燃料カセットト１１で水素が豊富な燃料を供給して燃料供給システムの電子装置５を通じて輸送し、伝送ポンプ５１より燃料を燃料電池６に輸送し、またポンプ制御ユニット５２が電子装置４の電力ニーズによりポンプの開閉時間と燃料輸送行為を制御し、ポンプ制御ユニット５２はポンプ開閉の時間データをメインユニット３のインターフェイス部材３５より演算部材３３へ伝送し、演算部材３３は先にメモリーユニット３１に保存したポンプ燃料輸送速度(CC/sec)と協働して、残余燃料が電子装置４に提供可能な使用時間を推計して、電子装置４ユーザーの参考に供する。

図６では、本発明の燃料供給システムの図５におけるポンプ作動相対時間の概略図を示しており、ポンプ制御ユニット５２でポンプ操作時間を監視制御し、メイン制御ユニット３より電子装置４の使用状況を計算して、横座標軸を時間とし、縦座標軸を信号として、信号１でポンプが開き、信号０でポンプが閉じ、Ｔ１はポンプの開栓時間で、t1、t2、t3はそれぞれポンプ閉栓後より次回ポンプ開栓時間で、従ってメイン制御ユニット３のメモリー部材３１はt1、t2、t3を記録し、電子装置４の異なる使用状況によりそれぞれポンプの無作動時間に対応し、さらに演算部材３３で電子装置４の電源使用状況を推計する。

図７では、本発明の燃料供給システムのさらなる別途実施方法の概略図を示しており、燃料カセットト１１で水素が豊富な燃料を供給して燃料供給装置５を通じて輸送し、伝送ポンプ５１より燃料を燃料電池６に輸送し、またポンプ制御ユニット５２が電子装置４の電力ニーズによりポンプの開閉時間と燃料輸送行為を制御し、ポンプ制御ユニット５２はポンプ開閉の時間データをメインユニット３に伝送して演算を行い、ポンプ輸送燃料速度(CC/sec)が固定値であることからポンプ作動時間とポンプ輸送量でもって燃料残量と電子装置４の残余電気量使用時間を推計する。

図８では、本発明の燃料供給システムの図７におけるポンプ作動相対時間の概略図を示しており、横座標軸を時間とし、縦座標軸を信号として、信号１でポンプが開き、信号０でポンプが閉じ、Ｔ１、Ｔ２，Ｔ３はポンプの開栓時間で、ポンプ作動時間で燃料カセット１１の燃料残量を計算し、ポンプ制御ユニット５２が燃料電池６内の燃料濃度が不十分なために輸送ポンプ５１の作動を制御してしまい、ポンプ輸送量が固定値であるためにポンプ制御ユニット５２により輸送ポンプ５１を起動して燃料輸送時間の信号記録を伝送することができ、メイン制御ユニット３と協働してメモリー部材３１が記録した初期燃料カセット１１の残存燃料を読み取って演算して燃料カセット１１の燃料残量を推計し、さらに電子装置４の残余電気量の使用時間を演算することができ、この方式では前記の容量式燃料液面の検知方法に取って代わることができる。

本発明は既に具体的実施案により上記に開示しているが、開示された具体実施例は本発明を限定するものではなく、当業者が本発明の趣旨並びに範囲を逸脱しないで各種の変更若しくは修正を行った場合、その変更若しくは修正は全て本発明の範囲に属し、従って本発明の保護範囲は添付した特許請求の範囲で定めるものを基準とする。

本発明の燃料供給システム部材の関連概略図。 本発明の燃料供給システムの操作工程のフローチャート。 本発明の燃料供給システムにおける燃料容器の監視制御装置部材の概略図。 本発明の燃料供給システムの別途実施方法の概略図。 本発明の燃料供給システムのまた別途実施方法の概略図。 本発明の燃料供給システムの図５におけるポンプ作動相対時間の概略図。 本発明の燃料供給システムのさらなる別途実施方法の概略図。 本発明の燃料供給システムの図７におけるポンプ作動相対時間の概略図。

符号の説明

１ 燃料供給ユニット
１１ 燃料カセット
２ 燃料センサーユニット
２１ 燃料液面検知部材
３ メイン制御ユニット
３１ メモリー部材
３３ 演算部材
３５ インターフェイス部材
４ 電子装置
４１ システム部材
４２ 電源制御部材
５ 燃料供給装置
５１ 輸送ポンプ
５２ ポンプ制御ユニット
６ 燃料電池
７ パワー検知器
T１、T２、T３ ポンプ作動開始時間
t１、t２、t３ ポンプ閉栓後より次回ポンプ開栓時間

Claims (20)

1. 電子装置構造に組み込まれる燃料電池に使用される燃料供給システムの操作方法であって、且つ工程は、
   燃料供給ユニット、燃料センサーユニット及びメイン制御ユニットを提供し、前記メイン制御ユニットはメモリー部材、演算部材及びインターフェイス部材を含み、前記メモリー部材はデータ保存装置であると共に、保存は燃料量が電子装置の残余電気量の使用時間に換算される手段を含み、前記燃料量が電子装置の残余電気量の使用時間に換算される手段は燃料量と電子装置の残余電気量の使用時間との対応関係を含み、
   前記燃料センサーユニットは前記燃料供給ユニットの中の燃料量を検知すると共に、この燃料量情報を前記メイン制御ユニットに伝送し、
   前記演算部材は前記メモリー部材の燃料量が電子装置の残余電気量の使用時間に換算される手段により、前記燃料量情報を電子装置の残余電気量の使用時間に換算することを含むことを特徴とする燃料供給システムの操作方法。
2. 燃料センサーユニットは燃料液面検知部材を含み、前記燃料液面検知部材は容量式液面計量部材であり、且つ工程はさらに、
   前記燃料センサーユニットの燃料液面検知ユニットが前記燃料供給ユニットの中の燃料液面高度を検知して、前記燃料量がこの燃料液面高度であり、またこの燃料量情報を前記メイン制御ユニットに伝送することを含むことを特徴とする請求項1に記載する燃料供給システムの操作方法。
3. 前記燃料量が電子装置の残余電気量の使用時間に換算される手段の燃料量と電子装置の残余電気量の使用時間との対応関係が電子装置の電力消費モデルを含むことを特徴とする請求項1に記載する燃料供給システムの操作方法。
4. 前記電力消費モデルがノートパソコンの電力消費モデル、携帯電話の電力消費モデル及びカメラの電力消費モデルを含むことを特徴とする請求項２に記載する燃料供給システムの操作方法。
5. 前記燃料量が電子装置の残余電気量の使用時間に換算される手段がユーザーの電力消費習慣モデルを含むことを特徴とする請求項1に記載する燃料供給システムの操作方法。
6. 前記電子装置の電力パワーを監視制御するパワー検知器を提供し、前記燃料量が電子装置の残余電気量の使用時間に換算される手段の工程がさらに、前記電子装置の電力パワーと燃料量との消費関係を含むことを特徴とする請求項1に記載する燃料供給システムの操作方法。
7. 前記リアルタイムに電子装置を監視制御することを利用して、大きな電力ニーズがある場合に電源制御行為モデルを作り出し、メイン制御ユニットと協働して残余燃料が引き続き電子装置に提供可能な時間を再度計算する方式を特徴とする請求項６に記載する燃料供給システムの操作方法。
8. 前記メイン制御ユニットが燃料供給ユニットの中に選択的に設置されることを特徴とする請求項1に記載する燃料供給システムの操作方法。
9. 前記メイン制御ユニットが前記電子装置の中の電気回路に整合されることを特徴とする請求項1に記載する燃料供給システムの操作方法。
10. 前記メイン制御ユニットが前記電子装置で実行されるソフトウェア又はファームウェアプログラムを選択することを特徴とする請求項1に記載する燃料供給システムの操作方法。
11. 電子装置構造に組み込まれる燃料電池に使用される燃料供給システムの操作方法であって、且つ工程は、
    燃料供給ユニット、燃料供給装置及びメイン制御ユニットを提供し、前記メイン制御ユニットはメモリー部材、演算部材及びインターフェイス部材を含み、前記メモリー部材はデータ保存装置であると共に、保存は燃料量が電子装置の残余電気量の使用時間に換算される手段を含み、前記燃料量が電子装置の残余電気量の使用時間に換算される手段は燃料量と電子装置の残余電気量の使用時間との対応関係を含み、
    前記メイン制御ユニットは前記燃料供給装置が前記燃料供給ユニットの中から汲み取る燃料量を計算すると共に、前記燃料供給ユニットの中の残余燃料量を計算して、この燃料量情報を前記メイン制御ユニットに伝送し、
    前記演算部材は前記メモリー部材の燃料量が電子装置の残余電気量の使用時間に換算される手段により、前記燃料量情報を電子装置の残余電気量の使用時間に換算することを含むことを特徴とする燃料供給システムの操作方法。
12. 前記燃料供給装置は輸送ポンプとポンプ制御ユニットを含み、且つ工程はさらに、
    前記メイン制御ユニットの演算部材が前記ポンプ制御ユニットの制御情報によって前記燃料供給装置が前記燃料供給ユニットの中から汲み取る燃料量を計算することを特徴とする請求項１１に記載する燃料供給システムの操作方法。
13. 前記燃料量が電子装置の残余電気量の使用時間に換算される手段の燃料量と電子装置の残余電気量の使用時間の対応関係が電子装置の電力消費モデルを含むことを特徴とする請求項１１に記載する燃料供給システムの操作方法。
14. 前記電力消費モデルがノートパソコンの電力消費モデル、携帯電話の電力消費モデル及びカメラの電力消費モデルを含むことを特徴とする請求項1３に記載する燃料供給システムの操作方法。
15. 前記燃料量が電子装置の残余電気量の使用時間に換算される手段がユーザーの電力消費習慣モデルを含むことを特徴とする請求項１１に記載する燃料供給システムの操作方法。
16. 前記電子装置の電力パワーを監視制御するパワー検知器を提供し、前記燃料量が電子装置の残余電気量の使用時間に換算される手段の工程がさらに、前記電子装置の電力パワーと燃料量との消費関係を含むことを特徴とする請求項１１に記載する燃料供給システムの操作方法。
17. 前記リアルタイムに電子装置を監視制御することを利用して、大きな電力ニーズがある場合に電源制御行為モデルを作り出し、メイン制御ユニットと協働して残余燃料が引き続き電子装置に提供可能な時間を再度計算する方式を特徴とする請求項1６に記載する燃料供給システムの操作方法。
18. 前記メイン制御ユニットが燃料供給ユニットの中に選択的に設置されることを特徴とする請求項1１に記載する燃料供給システムの操作方法。
19. 前記メイン制御ユニットが前記電子装置の中の電気回路に整合されることを特徴とする請求項１１に記載する燃料供給システムの操作方法。
20. 前記メイン制御ユニットが前記電子装置で実行されるソフトウェア又はファームウェアプログラムを選択することを特徴とする請求項１１に記載する燃料供給システムの操作方法。

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