JP2010208700A - 給油設備、車両の機関制御装置、及び給油制御システム - Google Patents

Abstract

【課題】給油完了時における車両燃料タンク内の燃料の性状を正確に検出する。
【解決手段】給油設備ＦＳは、給油直前における車両燃料タンク２４内の残存燃料の性状及び量である給油前燃料性状及び給油前燃料量を外部から受け取り、車両Ｖに給油した燃料の性状及び量である給油燃料性状及び給油燃料量を検出し、給油前燃料性状及び給油前燃料量と給油燃料性状及び給油燃料量とに基づいて給油完了時における車両燃料タンク２４内の燃料の性状である給油完了時燃料性状を算出すると共に外部に出力する。給油前燃料性状及び給油前燃料量が車両Ｖから出力されたものであり、給油完了時燃料性状が車両Ｖに受け取られ、車両Ｖにおいて給油完了時燃料性状を用いて機関制御が行われるようになっている。
【選択図】図１

Description

本発明は給油設備、車両の機関制御装置、及び給油制御システムに関する。

従来より、例えばガソリンにアルコールを混合させたアルコール混合燃料や、圧縮天然ガス（ＣＮＧ）を燃料に用いる内燃機関が知られている。ところが、これらアルコール混合燃料及びガス燃料におけるアルコール濃度や成分割合すなわち燃料性状は必ずしも一定ではなく、したがって機関に給油される毎に燃料性状が異なっているおそれがある。一方、燃料性状が変動すると、例えば最適点火時期が変動する。したがって、燃料性状に応じて点火時期を補正する必要がある。

そこで、給油設備と車両の機関制御装置とを含んでなる給油制御システムであって、給油設備が、車両への給油時に車両燃料タンク内に挿入される給油ノズルと、給油ノズルに取り付けられた燃料性状センサとを具備し、給油完了時における車両燃料タンク内の燃料の性状である給油完了時燃料性状を燃料性状センサにより検出すると共に車両の機関制御装置に送信し、車両の機関制御装置が、給油装置から送信された給油完了時燃料性状を受信し、給油完了時燃料性状を用いて点火時期や燃料噴射量を補正するようにした、給油制御システムが公知である（特許文献１参照）。この給油制御システムでは、給油完了時燃料性状が燃料性状センサにより直接的に検出されると共に車両に送信され、この給油完了時燃料性状を用いて点火時期等が補正される。

特開２００５−１１３７１５号公報

確かに給油ノズルは給油時に車両燃料タンク内に挿入されるので、給油ノズルに燃料性状センサを取り付ければ、給油完了時における車両燃料タンク内の燃料の性状を正確に検出できるかに見える。しかしながら、燃料性状センサの取り付け位置によっては車両燃料タンク内の燃料が燃料性状センサに接触できない場合もあり、この場合には燃料性状を正確に検出することができないという問題点がある。燃料性状を正確に検出できなければ点火時期を正確に補正することはできない。

前記課題を解決するために本発明の一観点によれば、給油直前における車両燃料タンク内の残存燃料の性状及び量である給油前燃料性状及び給油前燃料量を外部から受け取り、車両に給油した燃料の性状及び量である給油燃料性状及び給油燃料量を検出し、該給油前燃料性状及び給油前燃料量と該給油燃料性状及び給油燃料量とに基づいて給油完了時における車両燃料タンク内の燃料の性状である給油完了時燃料性状を算出すると共に外部に出力するようにした給油設備であって、該給油前燃料性状及び給油前燃料量が該車両から出力されたものであり、該給油完了時燃料性状が該車両に受け取られ、該車両において該給油完了時燃料性状を用いて機関制御が行われるようになっている。

また、前記課題を解決するために本発明の別の観点によれば、給油直前における車両燃料タンク内の残存燃料の性状及び量である給油前燃料性状及び給油前燃料量を外部に出力し、車両への給油完了時における車両燃料タンク内の燃料の性状である給油完了時燃料性状を外部から受け取り、該給油完了時燃料性状を用いて機関制御を行うようにした車両の機関制御装置であって、該給油完了時燃料性状が給油設備から出力されたものであり、該給油設備が、該車両の機関制御装置から出力された該給油前燃料性状及び給油前燃料量情報を受け取り、車両に給油した燃料の性状及び量である給油燃料性状及び給油燃料量を検出し、該給油前燃料性状及び給油前燃料量と該給油燃料性状及び給油燃料量とに基づいて該給油完了時燃料性状を算出すると共に外部に出力するようになっている。

また、前記課題を解決するために本発明の更に別の観点によれば、給油設備と車両の機関制御装置とを含んでなる給油制御システムであって、該車両の機関制御装置が、給油直前における車両燃料タンク内の残存燃料の性状及び量である給油前燃料性状及び給油前燃料量を外部に出力し、該給油設備が、該給油前燃料性状及び給油前燃料量を該車両の機関制御装置から受け取り、該車両に給油した燃料の性状及び量である給油燃料性状及び給油燃料量を検出し、該給油前燃料性状及び給油前燃料量と該給油燃料性状及び給油燃料量とに基づいて給油完了時における車両燃料タンク内の燃料の性状である給油完了時燃料性状を算出すると共に外部に出力するようにし、該車両の機関制御装置が、該給油完了時燃料性状を該給油設備から受け取り、該給油完了時燃料性状を用いて機関制御を行うようにしている。

更に別の観点によれば、車両への給油時に車両燃料タンク内に挿入される給油ノズルと、該給油ノズルの先端に取り付けられた燃料性状センサとを具備し、給油完了時における車両燃料タンク内の燃料の性状である給油完了時燃料性状を該燃料性状センサにより検出すると共に外部に出力するようにした給油設備であって、該給油完了時燃料性状が該車両に受け取られ、該車両において該給油完了時燃料性状を用いて機関制御が行われるようになっている。

更に別の観点によれば、車両への給油完了時における車両燃料タンク内の燃料の性状である給油完了時燃料性状を外部から受け取り、該給油完了時燃料性状を用いて機関制御を行うようにした車両の機関制御装置であって、該給油完了時燃料性状が給油設備から出力されたものであり、該給油設備は、車両への給油時に車両燃料タンク内に挿入される給油ノズルと、該給油ノズルの先端に取り付けられた燃料性状センサとを具備しており、該給油完了時燃料性状を該燃料性状センサにより検出すると共に外部に出力するようになっている。

更に別の観点によれば、給油設備と車両の機関制御装置とを含んでなる給油制御システムであって、該給油設備が、車両への給油時に車両燃料タンク内に挿入される給油ノズルと、該給油ノズルの先端に取り付けられた燃料性状センサとを具備し、給油完了時における車両燃料タンク内の燃料の性状である給油完了時燃料性状を該燃料性状センサにより検出すると共に外部に出力するようにし、該車両の機関制御装置が、該給油装置から出力された給油完了時燃料性状を受け取り、該給油完了時燃料性状を用いて機関制御を行うようにしている。

給油完了時における車両燃料タンク内の燃料の性状を正確に検出することができる。

給油制御システムの全体図である。 給油時における給油ノズル及び燃料タンクの部分拡大図である。 本発明による実施例を説明するためのフローチャートである。 本発明による別の実施例の給油制御システムの全体図である。 本発明による別の実施例を説明するためのフローチャートである。 本発明による別の実施例の変更例を説明するためのフローチャートである。

図１を参照すると、給油制御システムＳは給油設備ＦＳと車両Ｖとを含んでなる。給油設備ＦＳは例えばガソリンスタンドから構成することができる。図１に示されるように給油設備ＦＳは給油ノズル１、燃料貯蔵庫２、燃料貯蔵庫２内の燃料を給油ノズル１に供給する燃料ポンプ３、車両Ｖに給油された燃料量を検出するための流量計４、及び電子制御ユニット１０を具備する。給油ノズル１の先端には燃料の存在を感知する燃料感知センサ５と、燃料の性状を検出する燃料性状センサ６とがそれぞれ取り付けられている。ここで、燃料にはガソリン、軽油、アルコールのような液体燃料又はその混合体、ＣＮＧのようなガス燃料を用いることができる。また、燃料性状は例えば成分割合や、粘度、揮発度、平均分子量などにより表すことができる。

また、給油設備ＦＳの電子制御ユニット１０はデジタルコンピュータからなり、双方向性バス１１によって互いに接続された通信装置１２、記憶装置１３、ＣＰＵ（マイクロプロセッサ）１４、入力ポート１５及び出力ポート１６を具備する。給油ノズル１は操作者によって操作されるトリガのオン・オフ状態を表す信号を発生する。給油ノズル１、流量計４、燃料感知センサ５、及び燃料性状センサ６の出力信号は入力ポート１５に入力される。一方、出力ポート１６は燃料ポンプ３に接続され、燃料ポンプ３は電子制御ユニット１０からの信号に基づいて制御される。

更に図１を参照すると、車両Ｖは内燃機関本体２１、燃料噴射弁２２、点火栓２３、燃料タンク２４、燃料タンク２４内の燃料を燃料噴射弁２１に供給する燃料ポンプ２５、及び電子制御ユニット３０を具備する。燃料タンク２５の給油口２６には給油口２６の開閉状態を表す信号を発する開閉センサ２７が取り付けられる。

車両Ｖの電子制御ユニット３０もデジタルコンピュータからなり、双方向性バス３１によって互いに接続された通信装置３２、記憶装置３３、ＣＰＵ３４、入力ポート３５及び出力ポート３６を具備する。開閉センサ２７の出力信号は入力ポート３５に入力される。また、機関回転数Ｎｅを表す出力パルスを発生する回転数センサ２８の出力パルスが入力ポート３５に入力される。一方、出力ポート３６は燃料噴射弁２２、点火栓２３、及び燃料ポンプ２５に接続され、これら燃料噴射弁２２、点火栓２３、及び燃料ポンプ２５は電子制御ユニット３０からの信号に基づいて制御される。

なお、給油設備ＦＳの通信装置１２と車両Ｖの通信装置３２とは無線又は有線により相互通信可能になっている。

さて、給油設備ＦＳから車両Ｖに給油すべきときには、まず車両Ｖの給油口２６が開放され、燃料タンク２４内に給油ノズル１が挿入される。次いで、給油者が給油ノズル１のトリガを引くと燃料ポンプ４が作動され、燃料貯蔵庫２内の燃料が給油ノズル１を介して燃料タンク２４内に供給される。次いで、図２に示されるように給油感知センサ５に燃料タンク２４内の燃料が接触すると、給油を完了すべき信号すなわち給油完了信号が燃料感知センサ５から発せられる。給油完了信号が発せられると燃料ポンプ４が停止され、斯くして給油が完了される。なお、図２において２４ａは燃料タンク２４の本体部分から給油口２６に到る管部分を示している。

この場合、燃料性状センサ６が給油ノズル１の先端に取り付けられているので、図２に示されるように給油完了時において燃料タンク２４内の燃料が燃料性状センサ６に確実に接触する。したがって、給油完了時における燃料タンク２４内の燃料の性状すなわち給油完了時燃料性状を確実に検出することができる。

このようにして給油完了時燃料性状が検出されると、この給油完了時燃料性状は給油設備ＦＳの通信装置１２から送信され、車両Ｖの通信装置３２で受信され、車両Ｖの記憶装置３３に記憶される。一方、給油が完了すると車両Ｖでは燃料タンク２４内の燃料が燃料噴射弁２２から機関本体１に供給され、機関運転が行われる。このとき給油完了時燃料性状を用いて機関制御が行われる。

点火時期制御を例にとって機関制御を説明すると、点火時期θは基本点火時期θＢを性状補正係数ｋθでもって補正することにより算出される（θ＝θＢ・ｋθ）。ここで基本点火時期θＢは例えばＭＢＴのような最適点火時期であり、例えば機関負荷及び機関回転数のような機関運転状態の関数としてマップの形で記憶装置３３内に予め記憶されている。一方、性状補正係数ｋθは点火時期θを最適点火時期に維持するためのものであり、給油完了時燃料性状の関数としてマップの形で予め記憶装置３３内に記憶されている。このようにすると、給油完了時燃料性状が変動しても、点火時期を最適点火時期に維持することができる。

なお、空燃比を目標空燃比に維持するための空燃比制御や、アイドリング回転数を目標回転数に維持する回転数制御を行う場合にも給油完了時燃料性状を用いることができる。

図３は本発明による実施例を説明するためのフローチャートを示している。図３を参照すると、給油設備ＦＳにおいて燃料感知センサ５から発せられた給油完了信号が取得され（ステップ１００）、燃料性状センサ６により検出された給油完了時燃料性状が取得される（ステップ１０１）。次いで、この給油完了時燃料性状が給油設備ＦＳから送信され（ステップ１０２）、車両Ｖにおいて受信される（ステップ１０３）。次いで、車両Ｖにおいて給油完了時燃料性状に応じて性状補正係数が算出され（ステップ１０４）、この性状補正係数を用いて機関制御が行われる（ステップ１０５）。

図４は本発明による別の実施例の給油制御システムＳを示している。図４に示される実施例は、給油設備ＦＳにおいて給油ノズル１に燃料性状センサ６が取り付けられておらず、燃料貯蔵庫２に燃料性状センサ７が取り付けられており、車両Ｖにおいて燃料タンク２４に存在する燃料量を検出するための燃料量センサ２９が取り付けられている点で、図１の実施例と構成を異にしている。

次に図５を参照して図４に示される実施例を詳しく説明する。図５を参照すると、まず車両Ｖにおいて、給油直前に燃料タンク２４内に残存している燃料の性状及び量である給油前燃料性状及び給油前燃料量が取得される（ステップ２００）。ここで、給油前燃料性状は前回の給油時における給油完了時燃料性状に一致し、車両Ｖの記憶装置３３内に記憶されている。一方、給油前燃料量は燃料量センサ２９により検出される。次いで、これら給油前燃料性状及び給油前燃料量が車両Ｖから送信され（ステップ２０１）、給油設備ＦＳで受信される（ステップ２０２）。次いで、給油設備ＦＳでは車両Ｖへの給油が開始される。なお、車両Ｖにおいて給油前燃料量が検出されるまでは、車両Ｖへの給油が禁止される。一方、給油前燃料量の検出が行われた後であれば、給油前燃料性状及び給油前燃料量を給油設備ＦＳで受信する前に給油が開始されてもよい。

次いで、燃料感知センサ５から発せられた給油完了信号が取得され（ステップ２０３）、次いで車両Ｖに給油された燃料の性状及び量である給油燃料性状及び給油燃料量が検出される。ここで、給油燃料性状は給油前又は給油完了後に燃料性状センサ６により検出され、給油燃料量は流量計４により検出される。なお、給油燃料性状は給油毎に検出しなくてもよく、例えば燃料貯蔵庫２への燃料充填が行われたときに検出し、給油設備ＦＳの記憶装置１３に記憶するようにしてもよい。あるいは、元売り業者のような給油設備ＦＳへの燃料供給者から給油燃料性状を予め取得し、これを給油設備ＦＳの記憶装置１３に入力しておくこともできる。

次いで、給油設備ＦＳにおいて、車両Ｖの燃料タンク２４内に残存していた燃料についての給油前燃料性状及び給油前燃料量と、新たに供給された燃料についての給油燃料性状及び給油燃料量とに基づいて給油完了時燃料性状が算出される（ステップ２０５）。このようにして算出される給油完了時燃料性状は給油完了時における燃料タンク２４内の燃料の性状を正確に表している。次いで、この給油完了時燃料性状が給油設備ＦＳから送信され（ステップ２０６）、車両Ｖで受信され、記憶装置３３に記憶される（ステップ２０７）。次いで、車両Ｖにおいて給油完了時燃料性状に応じて性状補正係数が算出され（ステップ２０８）、この性状補正係数を用いて機関制御が行われる（ステップ２０９）。したがって、燃料性状が変動しても良好な機関制御を維持することができる。

図６は、図４及び図５に示される本発明による別の実施例の変更例を説明する。変更点について説明すると、給油完了時燃料性状が算出された後（ステップ２０５）、給油が行われた日時が取得される（ステップ２０５ａ）。ここで、日時は給油設備ＦＳのＣＰＵ１４で逐次更新されている。なお、給油完了時燃料性状の算出前に給油日時を取得するようにしてもよい。次いで、給油完了時燃料性状及び給油日時が給油設備ＦＳから送信され（ステップ２０６ａ）、車両Ｖで受信され、記憶装置３３に記憶される（ステップ２０７ａ）。

次いで、車両Ｖにおいて、給油日時からの経過時間が取得される（ステップ２０７ｂ）。ここで、日時は車両ＶのＣＰＵ３４で逐次更新されている。次いで、燃料タンク２４内の燃料の性状であるタンク内燃料性状が、給油完了時燃料性状と経過時間とに基づいて算出される（ステップ２０７ｃ）。すなわち、燃料タンク２４内の燃料は時間の経過と共に経時劣化例えば酸化劣化するので、タンク内燃料性状は時間の経過と共に変化する。そこで、図６に示される実施例では、給油が行われてからの経過時間により給油完了時燃料性状を補正することによりタンク内燃料性状を算出するようにしている。このタンク内燃料性状は機関本体１に供給される燃料の性状を正確に表している。

次いで、このタンク内燃料性状に応じて性状補正係数が算出され（ステップ２０８ａ）、この性状補正係数を用いて機関制御が行われる（ステップ２０９）。したがって、燃料性状が経時変化しても良好な機関制御を維持することができる。また、図１から図３に示される実施例においても、給油完了時燃料性状を給油日時からの経過時間に基づいて補正するようにすることができる。

これまで述べてきた本発明による各例では、給油完了時燃料性状などのデータが通信装置１２，３２により送受信されるようになっている。しかしながら、例えば給油設備ＦＳにおいて給油完了時燃料性状をメモリカードなどの媒体に出力し、この記憶媒体に記憶された給油完了時燃料性状を車両Ｖで読み取るようにすることもできる。

ＦＳ 給油設備
Ｖ 車両
１ 給油ノズル
６ 燃料性状センサ
１２，３２ 通信装置
２１ 機関本体
２４ 燃料タンク

Claims (4)

1. 給油直前における車両燃料タンク内の残存燃料の性状及び量である給油前燃料性状及び給油前燃料量を外部から受け取り、車両に給油した燃料の性状及び量である給油燃料性状及び給油燃料量を検出し、該給油前燃料性状及び給油前燃料量と該給油燃料性状及び給油燃料量とに基づいて給油完了時における車両燃料タンク内の燃料の性状である給油完了時燃料性状を算出すると共に外部に出力するようにした給油設備であって、該給油前燃料性状及び給油前燃料量が該車両から出力されたものであり、該給油完了時燃料性状が該車両に受け取られ、該車両において該給油完了時燃料性状を用いて機関制御が行われるようになっている、給油設備。
2. 給油直前における車両燃料タンク内の残存燃料の性状及び量である給油前燃料性状及び給油前燃料量を外部に出力し、車両への給油完了時における車両燃料タンク内の燃料の性状である給油完了時燃料性状を外部から受け取り、該給油完了時燃料性状を用いて機関制御を行うようにした車両の機関制御装置であって、該給油完了時燃料性状が給油設備から出力されたものであり、該給油設備が、該車両の機関制御装置から出力された該給油前燃料性状及び給油前燃料量情報を受け取り、車両に給油した燃料の性状及び量である給油燃料性状及び給油燃料量を検出し、該給油前燃料性状及び給油前燃料量と該給油燃料性状及び給油燃料量とに基づいて該給油完了時燃料性状を算出すると共に外部に出力するようになっている、車両の機関制御装置。
3. 給油設備と車両の機関制御装置とを含んでなる給油制御システムであって、該車両の機関制御装置が、給油直前における車両燃料タンク内の残存燃料の性状及び量である給油前燃料性状及び給油前燃料量を外部に出力し、該給油設備が、該給油前燃料性状及び給油前燃料量を該車両の機関制御装置から受け取り、該車両に給油した燃料の性状及び量である給油燃料性状及び給油燃料量を検出し、該給油前燃料性状及び給油前燃料量と該給油燃料性状及び給油燃料量とに基づいて給油完了時における車両燃料タンク内の燃料の性状である給油完了時燃料性状を算出すると共に外部に出力するようにし、該車両の機関制御装置が、該給油完了時燃料性状を該給油設備から受け取り、該給油完了時燃料性状を用いて機関制御を行うようにした給油制御システム。
4. 前記給油設備が前記給油完了時燃料性状と共に給油日時を出力し、前記車両の機関制御装置が、該給油完了時燃料性状と共に該給油日時を受け取り、該給油完了時燃料性状と該給油日時からの経過時間とを用いて機関制御を行うようにした請求項３に記載の給油制御システム。

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