JP2010164376A

JP2010164376A - 燃料残量検出装置

Info

Publication number: JP2010164376A
Application number: JP2009005943A
Authority: JP
Inventors: Toyoichi Umehana; 豊一梅花
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2009-01-14
Filing date: 2009-01-14
Publication date: 2010-07-29

Abstract

【課題】燃料残量を高い精度で検出することができる燃料残量検出装置を提供する。
【解決手段】燃料残量検出装置は、液体アンモニアを貯蔵する燃料タンク（１０）の液面を検出する液面センサ（４１）と、燃料タンク内のアンモニアの温度を検出する温度センサ（４２）と、液面センサおよび温度センサの検出結果に基づいて、燃料タンク内のアンモニア残量を検出する残量検出器と、を備える。液体アンモニアの残量が温度に応じて検出されることから、燃料残量を高い精度で検出することができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、燃料として液体アンモニアを貯蔵するタンク内の燃料残量検出装置に関する。

燃料をタンク内に貯蔵する車両においては、燃料計等を用いてタンク内燃料残量を検出している。ガソリン等の液体燃料をタンク内に貯蔵する車両においては、タンク内の液面等を検出することによってガソリン残量を検出することができる。また、天然ガス等の気体を燃料としてタンク内に貯蔵する車両においては、タンク内の圧力等に基づいてタンク内の残量ガス量を算出することができる（例えば、特許文献１参照）。

特開２００２−０８１３４７号公報

ところで、燃料電池等を搭載する車両において、アンモニアを燃料とする場合、気体のアンモニアを液化してタンク内に貯蔵することもできる。しかしながら、液体アンモニアの密度は、温度に応じて大きく変動する。すなわち、液体アンモニアの密度は、高い温度依存性を有している。したがって、上記背景技術では、燃料残量を高い精度で検出することができない。

本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、燃料残量を高い精度で検出することができる燃料残量検出装置を提供することを目的とする。

本発明に係る燃料残量検出装置は、液体アンモニアを貯蔵する燃料タンクの液面を検出する液面センサと、燃料タンク内のアンモニアの温度を検出する温度センサと、液面センサおよび温度センサの検出結果に基づいて燃料タンク内のアンモニア残量を検出する残量検出部と、を備えることを特徴とするものである。本発明に係る燃料残量検出装置においては、液体アンモニアの残量が温度に応じて検出されることから、燃料残量を高い精度で検出することができる。

残量検出部は、液面センサの検出結果に基づいて得られる液体アンモニア量を温度センサの検出結果に基づいて補正することによって、アンモニア残量を検出してもよい。この場合、液体アンモニアの残量が温度に応じて補正されることから、燃料残量を高い精度で検出することができる。

本発明によれば、燃料残量を高い精度で検出することができる燃料残量検出装置を提供することができる。

実施例１に係る燃料残量検出装置が適用された燃料貯蔵システムの模式図である。液体アンモニアの体積と燃料タンクの液面の位置とを対応させたマップを示す図である。液体アンモニアの温度と液体密度との関係を示す図である。燃料タンクの液面の位置と補正されたアンモニア量とを対応させたマップを示す図である。

以下、本発明を実施するための最良の形態を説明する。

図１は、実施例１に係る燃料残量検出装置が適用された燃料貯蔵システム１００の模式図である。図１に示すように、燃料貯蔵システム１００は、燃料タンク１０、燃料注入部２０、燃料供給部３０、センサ部４０、安全装置部５０、および残量検出部６０を備える。燃料貯蔵システム１００は、例えば自動車等の車両に搭載される。

燃料タンク１０は、液体アンモニアを貯蔵するためのタンクである。燃料注入部２０は、リッドオープナー２１、注入口２２、逆止弁２３、および過充填防止弁２４を備える。リッドオープナー２１は、注入口２２を開閉させる開閉器である。逆止弁２３は、燃料タンク１０に貯蔵されているアンモニアの逆流を防止するための弁である。過充填防止弁２４は、燃料タンク１０へのアンモニアの過充填を防止するための弁である。過充填防止弁２４は、燃料タンク１０の液面位置を検知し、液面位置が高い場合に作動し、燃料タンク１０へのそれ以上のアンモニアの注入を防止する。なお、過充填防止弁２４は、専用の液面計を有していてもよく、後述する液面センサ４１のフロート信号を用いて作動してもよい。

燃料供給部３０は、燃料ポンプ３１、緊急遮断弁３２、および過流防止弁３３を備える。燃料ポンプ３１は、燃料タンク１０に貯蔵されている液体アンモニアを改質器等に供給するためのポンプである。緊急遮断弁３２は、燃料漏れ等の緊急時に燃料タンク１０からのアンモニア供給を遮断するための弁である。過流防止弁３３は、燃料ポンプ３１によって改質器等に供給されるアンモニア量を所定量以下に制御するための弁である。

センサ部４０は、液面センサ４１、温度センサ４２、および圧力センサ４３を備える。液面センサ４１は、燃料タンク１０に貯蔵されている液体アンモニアの液面の位置を検出する。一例として、液面センサ４１に、フロート式液面センサ等を用いることができる。温度センサ４２は、燃料タンク１０に貯蔵されている液体アンモニアの温度を検出する。圧力センサ４３は、燃料タンク１０内の圧力を検出する。液面センサ４１、温度センサ４２および圧力センサ４３の検出結果は、残量検出部６０に与えられる。

安全装置部５０は、圧力リリーフ弁５１を備える。圧力リリーフ弁５１は、燃料タンク１０内の圧力が所定値以上に達した場合にアンモニアガスを外部にリークするための弁である。圧力リリーフ弁５１が作動することによって、燃料タンク１０内の圧力が過上昇することが防止される。

残量検出部６０は、ＣＰＵ（中央演算処理装置）、ＲＯＭ（リードオンリメモリ）、ＲＡＭ（ランダムアクセスメモリ）等から構成される。残量検出部６０は、ＲＯＭ等に格納されたプログラムを実行し、液面センサ４１および温度センサ４２の検出結果に基づいて燃料タンク１０内の液体アンモニア量を検出する。

具体的に、まず残量検出部６０は、液面センサ４１の検出結果に基づいて、燃料タンク１０内における液体アンモニアの液面の位置を検出する。残量検出部６０は、液体アンモニアの液面の位置から液体アンモニアの体積を算出する。なお、残量検出部６０は、図２に示すように、液体アンモニアの体積と燃料タンク１０の液面の位置との対応をあらかじめマップ等に記憶しておいてもよい。

ここで、液体アンモニアの体積は、高い温度依存性を有する。したがって、液体アンモニアの体積と、液体アンモニアのモル量、重量等の実量と、の間に乖離が生じるおそれがある。

そこで、残量検出部６０は、温度センサ４２の検出結果に基づいて、液体アンモニア量を補正する。図３に、液体アンモニアの温度と液体密度との関係を示す。図３において、横軸は液体アンモニアの温度を示し、縦軸は液体アンモニアの密度を示す。図３に示すように、液体アンモニアの温度上昇に伴って、液体アンモニアの液体密度が低くなる。

残量検出部６０は、あらかじめ液体アンモニアの温度と液体密度との関係をＲＯＭ等に記憶している。それにより、残量検出部６０は、液面センサ４１の検出結果によって得られた液体アンモニア量を補正する。以上の工程によって、液体アンモニア量を高い精度で検出することができる。なお、残量検出部６０は、図４に示すように、あらかじめ液体アンモニアの温度と液体密度との関係に基づいて、燃料タンク１０の液面の位置と液体アンモニアの温度と補正されたアンモニア量との対応をあらかじめマップ等に記憶しておいてもよい。

以上のように、本実施例によれば、体積の温度依存性が高い液体アンモニア量を高い精度で検出することができる。

１０燃料タンク
２０燃料注入部
２１リッドオープナー
２２注入口
２３逆止弁
２４過充填防止弁
３０燃料供給部
３１燃料ポンプ
３２緊急遮断弁
３３および過流防止弁
４０センサ部
４１液面センサ
４２温度センサ
４３圧力センサ
５０安全装置部
５１圧力リリーフ弁
６０残量検出部
１００燃料貯蔵システム

Claims

液体アンモニアを貯蔵する燃料タンクの液面を検出する液面センサと、
前記燃料タンク内のアンモニアの温度を検出する温度センサと、
前記液面センサおよび前記温度センサの検出結果に基づいて、前記燃料タンク内のアンモニア残量を検出する残量検出部と、を備えることを特徴とする燃料残量検出装置。
前記残量検出部は、前記液面センサの検出結果に基づいて得られる前記液体アンモニア量を前記温度センサの検出結果に基づいて補正することによって、前記アンモニア残量を検出することを特徴とする請求項１記載の燃料残量検出装置。