JP2014227969A - 燃料供給装置 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、気体燃料（液体ガス燃料）が液体から気体に状態変化を起こす際に発生する音波を検出することで、気体燃料の燃欠判定を行い、燃欠判定の精度向上を図ることを目的としている。【解決手段】このため、気体燃料と液体燃料を切り替えて使用可能な燃料供給装置であって、気体燃料の残量を検出する残量検出手段と、残量検出手段により検出された残量が少ない場合に、液体燃料への切り替えを行う燃料供給制御手段とを備えた燃料供給装置において、残量検出手段として、液体状態の気体燃料が配送される燃料配管内に設けられ、気体燃料の音波を検出する音波検出手段を備え、燃料供給制御手段は、音波検出手段により検出された音波に基づいて気体燃料の燃欠状態を判定する燃欠判定手段を備えた。【選択図】図１

Description

この発明は燃料供給装置に係り、特に気体燃料（「液体ガス燃料」ともいう。）が液体から気体に状態変化を起こす際に発生する音波を検出し、気体燃料の燃欠判定を行う燃料供給装置に関するものである。

バイフューエル車は、一般的に、第１燃料であるガソリンからなる液体燃料と第２燃料である気体燃料とを使用し、通常は気体燃料をメインに走行している。
気体燃料が十分あるときは問題ないが、第２燃料の燃料レベルに気付かず走行を続けた場合、気体燃料が欠乏（単に「燃欠」ともいう。）し、運転性能を損ない（ギクシャクしたり、パワーが出なかったりする）、場合によっては走行中にエンストが発生する可能性があった。
また、燃欠直前は、リーン燃焼状態になることから、触媒溶損につながる可能性もある。
上記の不具合を考慮し、燃欠時に第１燃料である液体燃料に切り替える自動切替装置が提案されている。

特開２００４−２７０６０４号公報

ところで、従来の燃料供給装置において、上記の特許文献１に開示されるものは、燃料切替の判断を平均燃費の算出や走行可能距離の算出、力一ナビゲーションシステムから近くの供給施設まで走行可能かどうかを判断して切り替えたり、燃料タンク内圧が所定圧以下になったときに切り替えを実施している。
しかし、上述した特許文献１に開示されるように、ナビゲーションシステムによって自動切替を判断する場合には、日常平均燃費より供給施設までの距離で換算されるため、高低差等の要素が全く勘案されておらず、気体燃料で十分に走行可能な距離であるにも関わらず気体燃料が使えない状況が発生するという不都合がある。
また、燃料タンク内圧を切替の判断因子とした場合、温度変化や気体組成によって蒸気圧の変化が起こり、圧力低下した場合に誤判定を起こす可能性があるという不都合がある。

また、従来の燃料供給装置による制御の燃欠判断は、以下のように行われる。
（１）燃料圧力で判断
（２）燃料レベルゲージ
しかし、上記（１）による問題点は、急加速等で圧力低下が発生すると、この圧力低下が燃欠によって発生していると誤認してしまい、誤切替を起こす可能性がある点である。また、極低温時も蒸気圧の低下によって圧力低下を引き起こすため、誤切替はユーザーに不安を与える可能性がある。
また、上記（２）による問題点は、燃料レベルゲージがフロートセンサであるため、道路状況（たとえば、凸凹道）によって液面の変化に対してフロートセンサが振れたり、また登坂などの勾配によって燃料が無いと判断してしまう可能性があるという点である。

この発明は、気体燃料が液体から気体に状態変化を起こす際に発生する音波を検出することで、気体燃料の燃欠判定を行い、燃欠判定の精度向上を図ることを目的とする。
追記すれば、この発明は、燃料タンクと気化器（ベーパライザ）の間に音波センサからなる音波検出手段を取り付けることで、燃料配管中を流れる液体燃料の音波と燃欠直前の気液混合状態の音波・気体音波の状況とを比較し、確実に液体燃料がなくなることを確認した上で燃欠と判断することを可能とし、燃欠判定の精度を上げることを目的としている。
また、この発明は、問題点であった過渡走行や極低温、道路状況・登坂での誤判定を回避することも目的としている。

そこで、この発明は、上述不都合を除去するために、気体燃料と液体燃料を切り替えて使用可能な燃料供給装置であって、前記気体燃料の残量を検出する残量検出手段と、前記残量検出手段により検出された残量が少ない場合に、液体燃料への切り替えを行う燃料供給制御手段とを備えた燃料供給装置において、前記残量検出手段として、液体状態の気体燃料が配送される燃料配管内に設けられ、気体燃料の音波を検出する音波検出手段を備え、前記燃料供給制御手段は、前記音波検出手段により検出された音波に基づいて気体燃料の燃欠状態を判定する燃欠判定手段を備えたことを特徴とする。

この発明によれば、走行状態や道路状況等に左右されず正確な判定が可能であり、燃欠判定の精度向上に貢献することができる。

図１は燃料供給装置の通常時（エンジン作動時に常に起動）の制御用フローチャートである。（実施例） 図２は燃料供給装置のシステム構成図である。（実施例） 図３は燃料供給装置の概略ブロック図である。（実施例） 図４は燃料供給装置の燃欠復帰判定（ＩＧ−ＯＮ直後のみ起動）のための制御用フローチャート図である。（実施例）

以下図面に基づいてこの発明の実施例を詳細に説明する。

図１〜図４はこの発明の実施例を示すものである。
図２において、１はバイフューエル車に搭載される複数の気筒を有する内燃機関、２はシリンダブロック、３はシリンダヘッド、４はシリンダヘッドカバー、５はピストン、６は燃焼室、７は吸気ポート、８は排気ポートである。

前記内燃機関１は、前記シリンダヘッド３に軸支した吸気カム軸９及び排気カム軸１０で吸気弁１１及び排気弁１２を夫々駆動し、各気筒の前記燃焼室６に連通する吸気ポート７及び排気ポート８を夫々開閉する。
前記内燃機関１は、吸気カム軸９に、バルブタイミング可変装置のバルブタイミング可変アクチュエータ１３を設けている。
このバルブタイミング可変アクチュエータ１３は、油圧制御バルブ１４により動作油圧を制御され、クランク軸（図示せず）に対する吸気カム軸９の位相を変化させる。

また、前記内燃機関１は、吸気装置として、エアクリーナ１５と吸気管１６とスロットルボディ１７とサージタンク１８と吸気マニホルド１９の各分岐管２０とを順次に接続し、各吸気ポート７に連通する吸気通路２１を設けている。
このとき、前記スロットルボディ１７の吸気通路２１には、スロットルバルブ２２を設けている。
更に、前記内燃機関１は、排気装置として、排気マニホルド２３の各分岐管２４と触媒コンバータ２５と排気管２６とを順次に接続し、各排気ポート８に連通する排気通路２７を設けている。
前記内燃機関１は、スロットルバルブ２２を迂回して吸気通路２１を連通するアイドル空気通路２８を設け、このアイドル空気通路２８の途中にアイドル空気量を調整するアイドル空気量制御バルブ２９を設けている。
前記内燃機関１は、点火装置として、シリンダヘッドカバー４に各気筒毎のイグニションコイル３０を取り付けている。
このイグニションコイル３０は、各気筒の燃焼室６に臨ませた点火プラグ（図示せず）に飛び火させる。
また、前記内燃機関１には、シリンダヘッドカバー４内をＰＣＶバルブ３１を介してサージタンク１８の吸気通路２１に連通するサージタンク側ブローバイガス通路３２を設け、シリンダヘッドカバー４内をエアクリーナ１５内に連通するエアクリーナ側ブローバイガス通路３３を設けている。

前記内燃機関１には、バイフューエル車の燃料切替制御装置３４を構成する二種以上の燃料を切り替えて供給する燃料供給装置として、二種以上の燃料のうちの一種の燃料であるガソリンや軽油等の液体燃料を供給する液体燃料供給装置３５と、一種の燃料と異なる他種の燃料である圧縮天然ガスや液化石油ガス（ＣＮＧ、ＬＰＧ）等の気体燃料を供給する気体燃料供給装置３６とを設けている。

前記液体燃料供給装置３５は、一種の燃料である液体燃料を貯留する液体燃料タンク３７を備えている。
この液体燃料タンク３７内には、燃料を前記内燃機関１側に圧送する液体燃料ポンプ３８を設けている。
この液体燃料ポンプ３８には、フィルタ３９と圧力レギュレータ４０と介して液体燃料供給通路４１の一端側を接続している。
この液体燃料供給通路４１の他端側は、デリバリパイプ４２に接続している。
そして、このデリバリパイプ４２には、吸気マニホルド１９の各分岐管２０に取り付けられた各気筒毎の液体燃料噴射弁４３を接続している。
この液体燃料噴射弁４３は、前記燃焼室６内に直接燃料を供給可能なように指向させて、かつ、前記シリンダヘッド３に近接させて、各分岐管２０の吸気通路２１に臨ませて設けている。
前記圧力レギュレータ４０は、前記液体燃料噴射弁４３に供給される液体燃料圧力を調整し、余剰の燃料を前記液体燃料タンク３７に戻す。
この液体燃料タンク３７には、２ウェイチェックバルブ４４を介してエバポ通路４５の一端側を接続している。
このエバポ通路４５の他端側は、キャニスタ４６に接続している。
このキャニスタ４６には、パージ通路４７の一端側を接続している。
このパージ通路４７の他端側は、前記スロットルバルブ２２よりも下流側の吸気通路２１に連通している。
また、前記パージ通路４７の途中には、パージ制御バルブ４８を設けている。
このパージ制御バルブ４８は、キャニスタ４６から吸気通路２１に供給される蒸発液体燃料量を調整する。

前記気体燃料供給装置３６は、他種の燃料である気体燃料を貯留する気体燃料容器４９を備えている。
この気体燃料容器４９には、気体燃料供給管５０の一端側を接続している。
この気体燃料供給管５０は、他端側を気体燃料デリバリパイプ５１に接続している。
そして、この気体燃料デリバリパイプ５１には、前記吸気マニホルド１９の各分岐管２０に取り付けられた各気筒毎の気体燃料噴射弁５２を接続している。
各気体燃料噴射弁５２は、液体燃料噴射弁４３と比べ１燃焼当りの供給圧が高く、供給量（体積）も多いため、液体燃料噴射弁４３よりも上流側かつその近傍の各分岐管２０に取り付けられている。
前記気体燃料噴射弁５２は、応答性を下げてしまう上流側であっても、完全暖機時に使用するため不都合をなくすことができる。
また、前記気体燃料供給管５０には、気体燃料容器４９側から順次に、主止弁５３と減圧弁５４（５５）と気体燃料温度センサ５５（５６）と気体燃料圧力センサ５６（５７）とを介装している。
前記主止弁５３は、内燃機関１の停止時に気体燃料を遮断する。
前記減圧弁５４（５５）は、減圧室５７（５８）とダイヤフラム室５８（５９）とを備え、このダイヤフラム室５８（５９）を導圧通路５９（６０）により前記スロットルボディ１７のスロットルバルブ２２よりも下流側の吸気通路２１に連通している。
また、前記減圧弁５４（５５）は、吸気通路２１からダイヤフラム室５８（５９）に作用する吸気圧力に対して減圧室５７（５８）の圧力が一定の圧力差を保つ構造となっており、気体燃料圧力を吸気圧力に対して一定の圧力差に減圧して適正な圧力・流量に調整する。
前記気体燃料温度センサ５５（５６）は、前記気体燃料噴射弁５２に供給される気体燃料の温度を検出する。
前記気体燃料圧力センサ５６（５７）は、前記気体燃料噴射弁５２に供給される気体燃料の圧力を検出する。

前記バイフューエル車の燃料切替制御装置３４には、前記内燃機関１および車両に関する様々な駆動条件を検知する検知手段として、前記気体燃料温度センサ５５（５６）と、前記気体燃料圧力センサ５６（５７）と、吸気温度センサ６０（６１）と、スロットル開度センサ６１（６２）と、吸気圧力センサ６２（６３）と、水温センサ６３（６４）と、ノッキングセンサ６４（６５）と、空燃比センサ６５（６６）と、Ｏ２センサ６６（６７）と、クランク角センサ６７（６８）と、カム角センサ６８（６９）とを設けている。
前記吸気温度センサ６０（６１）は、前記吸気通路２１の吸気温度を検出する。
前記スロットル開度センサ６１（６２）は、前記スロットルバルブ２２のスロットル開度を検出する。
前記吸気圧力センサ６２（６３）は、前記吸気通路２１の吸気圧力を検出する。
前記水温センサ６３（６４）は、前記内燃機関１の冷却水温度を検出する。
前記ノッキングセンサ６４（６５）は、前記ノッキングを検出する。
前記空燃比センサ６５（６６）は、前記排気通路２７の排気空燃比を検出する。
前記Ｏ２センサ６６（６７）は、前記排気通路２７の排気酸素濃度を検出する。
前記クランク角センサ６７（６８）は、エンジン回転数を検出するためのクランク角を検出する。
前記カム角センサ６８（６９）は、気筒を判別するためのカム角を検出する。
なお、図２において、符号６９（７０）はメインスイッチ、７０（７１）はフューズ、７１（７２）はバッテリである。

前記バイフューエル車の燃料切替制御装置３４は、検知手段である前記各センサ５５（５６）、５６（５７）、６０（６１）〜６８（６９）により得られた条件に基づいて前記液体燃料供給装置３５と前記気体燃料供給装置３６とを制御する燃料供給制御装置として、主燃料供給制御手段７２（７３）に従燃料供給制御手段７３（７４）を併設している。
このとき、前記主燃料供給制御手段７２（７３）には、前記油圧制御バルブ１４、アイドル空気量制御バルブ２９、イグニションコイル３０、液体燃料ポンプ３８、液体燃料噴射弁４３、吸気温度センサ６０（６１）、スロットル開度センサ６１（６２）、吸気圧力センサ６２（６３）、水温センサ６３（６４）、ノッキングセンサ６４（６５）、空燃比センサ６５（６６）、Ｏ２センサ６６（６７）、クランク角センサ６７（６８）、カム角センサ６８（６９）を接続し、メインスイッチ６９（７０）及びフューズ７０（７１）を介してバッテリ７１（７２）を接続している。

また、前記主燃料供給制御手段７２（７３）は、図３に示す如く、前記各センサ６０（６１）〜６８（６９）に加えて、ＣＶＴ（無段変速機）制御手段７４（７５）、空調スイッチ７５（７６）、ＣＶＴのシフトスイッチ７６（７７）が接続されている。
そして、前記主燃料供給制御手段７２（７３）は、前記各センサ６０（６１）〜６８（６９）、７４（７５）〜７６（７７）により得られた条件に基づいて前記内燃機関１に供給する二種以上の燃料のうちの一種の燃料である液体燃料に関する演算を行う。

更に、前記主燃料供給制御手段７２（７３）は、図３に示す如く、始動時基本噴射時間設定手段７７（７８）、基本噴射時間設定手段７８（７９）、補正手段７９（８０）、噴射時間設定手段８０（８１）を備えている。
前記始動時基本噴射時間設定手段７７（７８）は、前記内燃機関１の始動時における始動時噴射制御において、冷却水温度により基本噴射時間を設定する。
前記基本噴射時間設定手段７８（７９）は、前記内燃機関１の完全暖機後における始動後噴射制御において、エンジン回転数と吸気圧力とにより基本噴射時間を設定する。
前記補正手段７９（８０）は、各種センサ・スイッチ６０（６１）〜７６（７７）からの信号による各種補正を設定する。
前記噴射時間設定手段８０（８１）は、基本噴射時間に各種補正を加えて運転状態に応じた最適な噴射時間を設定する。
前記液体燃料噴射弁４３は、噴射時間設定手段８０（８１）により設定された噴射時間で駆動され、液体燃料を噴射する。
なお、前記主燃料供給制御手段７２（７３）は、フューエルカット制御において、液体燃料の噴射を停止する。

このように、この主燃料供給制御手段７２（７３）は、前記内燃機関１の始動時における始動時噴射制御、内燃機関１の完全暖機後の始動後噴射制御において、夫々内燃機関１および車両に関する条件に応じて、液体燃料に関する演算を行い、基本噴射時間に各種補正を加えて噴射時間を求める。
このとき、各種補正には、電圧補正、エンジン回転数補正、吸気温度補正、空燃比フィードバック補正、空燃比学習補正、暖機補正、大気圧補正、スロットル開度補正、パージ濃度補正、始動直後増量補正、加速補正がある。

前記主燃料供給制御手段７２（７３）は、前記内燃機関１に一種の燃料である液体燃料を供給している状態から、内燃機関１に他種の燃料である気体燃料に切り替えて供給する場合は、一種の燃料である液体燃料に関する演算を行う一方、一種の燃料である液体燃料の供給を休止する機能を有している。
前記主燃料供給制御手段７２（７３）による液体燃料の供給を休止する機能については、例えば、前記主燃料供給制御手段７２（７３）はフューエルカット制御により液体燃料のフューエルカット機能を有しているので、これを利用し、気体燃料使用を選択中には気体燃料使用フラグを立てて、この気体燃料使用フラグが立っている時はフューエルカット機能により液体燃料の供給を禁止する。
この気体燃料の供給の禁止は、前記液体燃料噴射弁４３の駆動電流（信号）のキャンセルや、燃料遮断弁を追加付設した上での燃料遮断弁の遮断駆動などで実現することができる。
ただし、気体燃料使用を選択中で、気体燃料の供給の休止中であっても、主燃料供給制御手段７３は駆動して液体燃料の噴射時間を演算する。

前記主燃料供給制御手段７２（７３）による液体燃料から気体燃料への切り替えは、液体燃料による制御で前記内燃機関１が完全暖機後であって運転状態がアイドル運転時である。
これは、前記内燃機関１が完全暖機状態でないと内燃機関負荷条件が一定でなく、液体燃料と比べて気体燃料はトルクが少なくなることからであり、内燃機関１が安定した完暖判定後のアイドル運転時に切り替える。
また、運転条件としては、空調負荷が無い条件でアイドル運転時である。
燃料噴射量を前記空燃比センサ６５（６６）、前記Ｏ２センサ６６（６７）によるフィードバック条件で、なおかつ、アイドル安定化を図る点火時期を前記主燃料供給制御手段７２（７３）に設定してあるので、燃料切り替えによるトルクの変化も感じることなく切り替えられる。
エンジン回転数の上昇など僅かな回転変動はあるが、車両移動中でないので不具合となりにくい。
なお、気体燃料が無くなり、液体燃料に残量が有る場合には、液体燃料で走行できるように、運転者の操作による切り替えも可能とする。

また、前記主燃料供給制御手段７２（７３）による液体燃料から気体燃料への切り替えは、前記内燃機関１が完全暖機後であって運転状態がアイドル運転を一定時間保っているときである。
つまり、前記主燃料供給制御手段７２（７３）による液体燃料から気体燃料への切り替えは、切り替えに問題のない状況時に切り替えを許可し、切り替えに問題のある状況時は制限する。
それぞれの燃料で通常走行していずれも問題がないように設定することが前提である。
一定時間を置くのは、アイドル運転時における目標とするエンジン回転数になり、安定するまでに必要な時間を確保するためであり、また、アイドル運転移行後、即走行開始するなどの場合、トルクの変化が不具合となる場合を考慮して、一定時間を設ける必要がある。
追記すれば、全開走行後（高油温を判定していた場合）でのアイドル運転では、燃料を液体燃料から気体燃料に切り替えると、要求空気量が異なる点で触媒温度の上昇を招く恐れがある。
例えば、液体燃料としてガソリンの空燃比：１４．５、気体燃料として圧縮天然ガスＣＮＧの空燃比：１６．８であり、ガソリンから圧縮天然ガスへの切り替えでは、希薄燃焼に切り替わるために、触媒温度が上昇する恐れがある。
そのため、触媒温度の上昇を考慮して、アイドル運転に一定時間を設ける必要がある。
燃料が切り替えられ、リッチやストイキ（理想的な濃度の混合気）からリーン（希薄燃焼）に切り替わると、切り替え前後でフィードバック制御での空燃比中心が変わるけれども、一方の燃料での補正は他方の制御ではキャンセルし続けることになるため、補正のずれが蓄積されることはない。
誤学習等の防止をすれば、通常運転での排ガス浄化能力の問題はない。

前記従燃料供給制御手段７３（７４）には、図３に示す如く、前記気体燃料噴射弁５２、前記気体燃料温度センサ５５（５６）、前記気体燃料圧力センサ５６（５７）を接続している。
前記従燃料供給制御手段７３（７４）は、通信手段である車内通信網（ＣＡＮ）８１（８２）を介して前記主燃料供給制御手段７２（７３）と接続されている。
この主燃料供給制御手段７２（７３）は、演算結果である液体燃料の基本噴射時間に液体燃料の補正を含めた噴射時間と液体燃料の補正とを、前記車内通信網８１（８２）を介して前記従燃料供給制御手段７３（７４）に送信する。
この従燃料供給制御手段７３（７４）は、取り込み手段８２（８３）、補正手段８３（８４）、噴射時間設定手段８４（８５）を備えている。
前記取り込み手段８２（８３）は、前記主燃料供給制御手段７２（７３）の噴射時間設定手段８０（８１）から車内通信網８１（８２）を介して主燃料供給制御手段７２（７３）の演算結果である液体燃料の噴射時間を受信して取り込む。
前記補正手段８３（８４）は、前記主燃料供給制御手段７２（７３）の補正手段７９（８０）から車内通信網８１（８２）を介して演算結果である液体燃料の補正を受信して取り込む一方、前記気体燃料温度センサ５５（５６）、前記気体燃料圧力センサ５６（５７）からの信号を取り込み、これら取り込んだ信号による各種補正を設定する。
前記噴射時間設定手段８４（８５）は、受信した液体燃料の噴射時間に、液体燃料の補正を考慮した気体燃料の各種補正及び気体燃料圧力、気体燃料温度による気体燃料の各種補正を加えて、運転状態に応じた最適な噴射時間を設定する。
前記気体燃料噴射弁５２は、前記噴射時間設定手段８４（８５）により設定された噴射時間で駆動され、気体燃料を噴射する。
このように、一種の燃料と他種の燃料とは、前記内燃機関１の吸気通路２１に臨む前記液体燃料噴射弁４３及び前記気体燃料噴射弁５２における供給圧力と供給体積とが互いに異なり、一種の燃料は液体燃料であり、他種の燃料は気体燃料である。
前記吸気通路２１に臨む前記液体燃料噴射弁４３及び前記気体燃料噴射弁５２は、液体燃料噴射弁４３よりも気体燃料用噴射弁５２を上流側とし、前記主燃料供給制御手段７２（７３）により液体燃料噴射弁４３を駆動制御し、前記従燃料供給制御手段７３（７４）により気体燃料噴射弁５２を駆動制御する。
これにより、従燃料供給制御手段７３（７４）は、受信した主燃料供給制御手段７２（７３）の演算結果である液体燃料の噴射時間と液体燃料の補正とを利用して、他種の燃料である気体燃料に関する演算を行うとともに、気体燃料の供給を実施する。

また、気体燃料と液体燃料を切り替えて使用可能な前記バイフューエル車の燃料切替制御装置３４は、残量検出手段８５（新規）と、この残量検出手段８５（新規）により検出された残量が少ない場合に、液体燃料への切り替えを行う燃料供給制御手段８６（新規）とを備えている。
前記残量検出手段８５（新規）は、前記気体燃料容器４９に取り付けられ、この気体燃料容器４９内の気体燃料の残量を検出する燃料レベルセンサからなる。
なお、この残量検出手段８５（新規）の検出信号は、後述する音波検出手段８７（新規）の比較の際に使用する。
前記燃料供給制御手段８６（新規）は、図３に示す如く、前記従燃料供給制御手段７３（７４）内に設けられる。

更に、前記バイフューエル車の燃料切替制御装置３４は、音波検出手段８７（新規）を備えている。
この音波検出手段８７（新規）は、液体状態の気体燃料が配送される燃料配管である前記気体燃料供給管５０において、図２に示す如く、前記主止弁５３と前記減圧弁５４（５５）との間に配設される音波センサからなり、気体燃料供給管５０内を流れる気体燃料から発生する音波を検出して、前記燃料供給制御手段８６（新規）に検出信号を出力する。

そして、この燃料供給制御手段８６（新規）は、前記音波検出手段８７（新規）により検出された音波に基づいて気体燃料の燃欠状態を判定する燃欠判定手段８８（新規）を備えている。
詳述すれば、この燃欠判定手段８８（新規）は、図３に示す如く、前記燃料供給制御手段８６（新規）内に配設される。
これにより、走行状態や道路状況等に左右されず正確な判定が可能であり、燃欠判定の精度向上に貢献することができる。

また、前記燃欠判定手段８８（新規）は、前記音波検出手段８７（新規）により検出された音波を記録する記録手段８９（新規）を備えている。
つまり、この記録手段８９（新規）は、図３に示す如く、前記燃料供給制御手段８６（新規）内に配設される。
そして、前記記録手段８９（新規）に予め記録されている燃欠直前の音波と、燃料配管である前記気体燃料供給管５０内の流体の音波とを比較し、その比較結果に基づいて、前記燃欠判定手段８８（新規）は気体燃料の燃欠状態を判定する。
これにより、予め設定されている燃欠直前の音波との比較により、燃欠直前状態をより正確に検出することが可能となる。

ここで、前記バイフューエル車の燃料切替制御装置３４の動作について追記する。
この燃料切替制御装置３４は、前記残量検出手段８５（新規）からの検出信号によって始動直後の燃料レベル状態を確認する。
そして、前記燃料切替制御装置３４は、始動直後の燃料レベル状態が十分あることが確認され、かつ、液体燃料使用中に燃料配管である前記気体燃料供給管５０を流れる流体の高周波音波を前記音波検出手段８７（新規）でモニタする。
このとき、始動直後の燃料レベル状態やモニタした状態を電圧変換して燃料が十分ある場合の電圧を記憶し、平均化や燃欠直前判定である気液混合状態を認識するまで平均化を実施する。
また、燃欠直前に液体燃料が一部気体化して気液混合状態により音波が乱れるので、前記燃料切替制御装置３４は燃欠直前判定を実施し、電圧平均化を止める。なお、液状の気体燃料が気化することで燃料配管である前記気体燃料供給管５０内の流体速度が変わることから、高周波音波の状況が変化する。
そして、この状態の電圧と平均化された値とを比較し、違いが明確であることが判明したら燃欠と判断する。このとき、前記残量検出手段８５（新規）からの検出信号も使用する。
前記燃料切替制御装置３４は、燃欠と判断された後に気体燃料から液体燃料に切替え、ブザー（図示せず）を鳴らしてドライバに切替したことを知らせる。
また、前記燃料切替制御装置３４は、同一のドライビングサイクル中に、誤って液体燃料への切替指示（切替スイッチを押すなどの操作）をした場合、液体燃料に切り替わらないようにする。
更に、前記燃料切替制御装置３４は、燃欠判定した場合、次のドライビングサイクル時に始動と同時にタンクシャットオフバルブ（図示せず）を一度開放する（１〜２秒程度の開放）。このとき、もし充填が実施されれば燃料タンクと気化器（べ一パライザ）との間に液体が流れ込むので、そこで高周波音波が発生することから、前記音波検出手段８７（新規）で充填されたと判断できる（燃欠復帰判定）。また、充填がなければ、何も流れ込まないので音波は確認されず、未充填と判断できる（燃欠判断）。

これにより、前記燃料切替制御装置３４は、以下の利点を備えている。
（１）ガス燃料が十分な状態（非燃欠状態）でガス燃料使用時に、配管での高周波音波を記憶している。
このため、非燃欠状態の音波を記憶し、燃欠時の音波変化の判断基準を明確にすることができる。
（２）燃料配管である前記気体燃料供給管５０内で燃欠までの間の過渡的な変化（気液混合状態）を明確にし、切替え準備を行う。
このため、過渡変化を認識することで、ガス非燃欠状態の音波平均化を止めて切替判断に対応することができ、これによって誤判定のリスクを下げ、さらに燃欠に対する事前準備ができることから判断遅れも回避できる。
（３）燃欠時は、前記気体燃料供給管５０内を気体燃料が高周波で流れることが予測され、燃料充填時の出力電圧との比較で燃欠と判断できる。
このため、非燃欠時と比較することで、確実に燃欠であることを判定することができる（燃欠判定）。
（４）次回のドライビングサイクルの始動時に、タンクシャットオフバルブを一時的に開閉することで、気化器までの配管内に燃料を流す動作を実施している。
このため、充填された後では、液体燃料が流れるから音波として現れ、よって確実な充填判定が可能となる（燃欠復帰判定）。
また、未充填の場合は、何も流れないので音波に現れない（燃欠判定）。

次に、図１の前記燃料供給装置である前記バイフューエル車の燃料切替制御装置３４の通常時（エンジン作動時に常に起動）の制御用フローチャートに沿って作用を説明する。

この燃料切替制御装置３４の通常時（エンジン作動時に常に起動）の制御用プログラムがスタート（１０１）すると、気体燃料を使用した「ガス運転」であるか否かの判断（１０２）に移行する。
この「ガス運転」であるか否かの判断（１０２）において、判断（１０２）がＮＯの場合には、後述する前記燃料切替制御装置３４の通常時（エンジン作動時に常に起動）の制御用プログラムのエンド（１１７）に移行する。
「ガス運転」であるか否かの判断（１０２）がＹＥＳの場合には、平均電圧を演算する処理（１０３）に移行する。
この平均電圧を演算する処理（１０３）は、音波センサからなる前記音波検出手段８７（新規）からの検出信号に応じた出力電圧を燃欠直前判定までの平均値Ｖａｖを算出する。
そして、平均電圧を演算する処理（１０３）の後には、前記音波検出手段８７（新規）の出力電圧と出力電圧偏差とを比較する判断（１０４）に移行する。
この音波検出手段８７（新規）の出力電圧と出力電圧偏差とを比較する判断（１０４）は、平均値Ｖａｖと現在の出力電圧値Ｖｃａとの差ａｂｓと燃欠直前判定閾値Ｊｄｇ１ａとによって出力電圧を比較する一方、音波検出手段８７（新規）の出力電圧、つまりある一定区間の偏差平均Ｖｃｓと燃欠直前判定閾値（偏差）Ｊｄｇ１ｓとによって出力電圧偏差を比較する。
実際の判断（１０４）は、
ａｂｓ（Ｖａｖ−Ｖｃａ）＞Ｊｄｇ１ａ
、かつ、
Ｖｃｓ＞Ｊｄｇ１ｓ
の不等式を満足するか否かを判断する。
そして、前記音波検出手段８７（新規）の出力電圧と出力電圧偏差とを比較する判断（１０４）において、判断（１０４）がＮＯの場合には、上述の平均電圧を演算する処理（１０３）に戻る。
音波検出手段８７（新規）の出力電圧と出力電圧偏差とを比較する判断（１０４）がＹＥＳの場合には、必要に応じて使用する判定ディレイ時間ｃｏｕｎｔ１（ｉ）を、式
ｃｏｕｎｔ１（ｉ）＝ｃｏｕｎｔ１（ｉ−１）＋１
によって算出する処理（１０５）に移行する。
この処理（１０５）の後には、算出した判定ディレイ時間ｃｏｕｎｔ１（ｉ）が変動判定ディレイ時間１であるｃｏｕｎｔ１（ｊｄｇ）を越えているか、つまり、
ｃｏｕｎｔ１（ｉ）＞ｃｏｕｎｔ１（ｊｄｇ）
であるか否かの判断（１０６）に移行する。
この判断（１０６）がＮＯの場合には、上述の平均電圧を演算する処理（１０３）に戻る。
算出した判定ディレイ時間ｃｏｕｎｔ１（ｉ）が変動判定ディレイ時間１であるｃｏｕｎｔ１（ｊｄｇ）を越えているか、つまり、
ｃｏｕｎｔ１（ｉ）＞ｃｏｕｎｔ１（ｊｄｇ）
であるか否かの判断（１０６）がＹＥＳの場合には、燃料レベルが燃欠直前判定燃料レベルＦｌｅｖｅｌ未満、つまり、
燃料レベル＜レベルＦｌｅｖｅｌ
であるか否かの判断（１０７）に移行する。
この判断（１０７）がＮＯの場合には、判定ディレイ時間ｃｏｕｎｔ１（ｉ）を「０」とする処理（１０８）の後に、上述の平均電圧を演算する処理（１０３）に戻る。
また、燃料レベルが燃欠直前判定燃料レベルＦｌｅｖｅｌ未満、つまり、
燃料レベル＜レベルＦｌｅｖｅｌ
であるか否かの判断（１０７）がＹＥＳの場合には、燃欠直前判定の処理（１０９）に移行する。
そして、平均電圧演算を停止する処理（１１０）に移行する。
この平均電圧演算を停止する処理（１１０）は、前記音波検出手段８７（新規）の燃欠直前判定までの平均値Ｖａｖを前記音波検出手段８７（新規）の出力平均最終値である燃欠直前判定後の最終演算値ＶａｖＦとする。
この平均電圧演算を停止する処理（１１０）の後には、前記音波検出手段８７（新規）の出力電圧と出力電圧偏差とを比較する判断（１１１）に移行する。
この判断（１１１）は、出力平均最終値である燃欠直前判定後の最終演算値ＶａｖＦと現在の出力電圧値Ｖｃａとの差ａｂｓと燃欠直前判定閾値Ｊｄｇ２ａとによって出力電圧を比較する一方、音波検出手段８７（新規）の出力電圧、つまりある一定区間の偏差平均Ｖｃｓと燃欠直前判定閾値（偏差）Ｊｄｇ２ｓとによって燃欠直前の出力電圧偏差を比較する。
実際の判断（１１１）は、
ａｂｓ（ＶａｖＦ−Ｖｃａ）＞Ｊｄｇ２ａ
、かつ、
Ｖｃｓ＞Ｊｄｇ１ｓ
の不等式を満足するか否かを判断する。
そして、前記音波検出手段８７（新規）の出力電圧と燃欠直前の出力電圧偏差とを比較する判断（１１１）において、判断（１１１）がＮＯの場合には、この判断（１１１）がＹＥＳとなるまで判断（１１１）を繰り返し行う。
前記音波検出手段８７（新規）の出力電圧と燃欠直前の出力電圧偏差とを比較する判断（１１１）がＹＥＳの場合には、必要に応じて使用する判定ディレイ時間ｃｏｕｎｔ２（ｉ）を、式
ｃｏｕｎｔ２（ｉ）＝ｃｏｕｎｔ２（ｉ−１）＋１
によって算出する処理（１１２）に移行する。
この処理（１１２）の後には、算出した判定ディレイ時間ｃｏｕｎｔ２（ｉ）が変動判定ディレイ時間２であるｃｏｕｎｔ２（ｊｄｇ）を越えているか、つまり、
ｃｏｕｎｔ２（ｉ）＞ｃｏｕｎｔ２（ｊｄｇ）
であるか否かの判断（１１３）に移行する。
そして、この判断（１１３）がＮＯの場合には、上述の前記音波検出手段８７（新規）の出力電圧と燃欠直前の出力電圧偏差とを比較する判断（１１１）に戻る。
算出した判定ディレイ時間ｃｏｕｎｔ２（ｉ）が変動判定ディレイ時間２であるｃｏｕｎｔ２（ｊｄｇ）を越えているか、つまり、
ｃｏｕｎｔ２（ｉ）＞ｃｏｕｎｔ２（ｊｄｇ）
であるか否かの判断（１１３）がＹＥＳの場合には、燃欠判定の処理（１１４）に移行する。
この燃欠判定の処理（１１４）においては、燃欠判定フラグＦｅｍｐｔｙを、
Ｆｅｍｐｔｙ＝１
としている。
そして、燃欠判定の処理（１１４）の後には、ガソリン切替の処理（１１５）に移行する。
このガソリン切替の処理（１１５）においては、気体燃料からガソリンである液体燃料への切替を行っている。なお、このガソリン切替の処理（１１５）に際しては、気体燃料からガソリンである液体燃料ヘの切替を促すアナウンスを行うブザー（図示せず）を設けることも可能である。
この処理（１１５）の後には、判定ディレイ時間ｃｏｕｎｔ１（ｉ）及びｃｏｕｎｔ２（ｉ）を「０」とする処理（１１６）を行い、その後に、前記燃料切替制御装置３４の通常時（エンジン作動時に常に起動）の制御用プログラムのエンド（１１７）に移行する。

また、図４の前記燃料供給装置である前記バイフューエル車の燃料切替制御装置３４の燃欠復帰判定（ＩＧ−ＯＮ直後のみ起動）のための制御用フローチャートに沿って作用を説明する。

この燃料切替制御装置３４の燃欠復帰判定（ＩＧ−ＯＮ直後のみ起動）のための制御用プログラムがスタート（２０１）すると、始動時であるか否かの判断（２０２）に移行する。
この始動時であるか否かの判断（２０２）がＮＯの場合には、後述する前記燃料切替制御装置３４の燃欠復帰判定（ＩＧ−ＯＮ直後のみ起動）のための制御用プログラムのエンド（２１０）に移行する。
始動時であるか否かの判断（２０２）がＹＥＳの場合には、燃欠判定状態を確認したか否かの判断（２０３）に移行する。
この燃欠判定状態を確認したか否かの判断（２０３）は、燃欠判定フラグＦｅｍｐｔｙを使用し、
Ｆｅｍｐｔｙ＝１
であるか否かを判断する。
そして、燃欠判定状態を確認したか否かの判断（２０３）において、判断（２０３）がＮＯの場合には、前記燃料切替制御装置３４の燃欠復帰判定（ＩＧ−ＯＮ直後のみ起動）のための制御用プログラムのエンド（２１０）に移行する。
燃欠判定状態を確認したか否かの判断（２０３）がＹＥＳの場合には、タンクシャットバルブを開放する処理（２０４）に移行する。
このタンクシャットバルブを開放する処理（２０４）の後には、音波確認の処理（２０５）に移行する。
この音波確認の処理（２０５）においては、前記音波検出手段８７（新規）の現在の出力電圧値Ｖｃａを確認する。
そして、この音波確認の処理（２０５）の後には、前記音波検出手段８７（新規）の現在の出力電圧値Ｖｃａが燃欠復帰判定値Ｊｄｇ３を越えているか否かの判断（２０６）に移行する。
この音波検出手段８７（新規）の現在の出力電圧値Ｖｃａが燃欠復帰判定値Ｊｄｇ３を越えているか否かの判断（２０６）において、燃欠復帰判定値Ｊｄｇ３は以下の条件を満足するように設定される。
０＜Ｊｄｇ１ａ＜Ｊｄｇ２ａ
かつ
０＜Ｊｄｇ１ｓ＜Ｊｄｇ２ｓ
上述の音波検出手段８７（新規）の現在の出力電圧値Ｖｃａが燃欠復帰判定値Ｊｄｇ３を越えているか否かの判断（２０６）において、この判断（２０６）がＮＯの場合には、前記燃料切替制御装置３４の燃欠復帰判定（ＩＧ−ＯＮ直後のみ起動）のための制御用プログラムのエンド（２１０）に移行する。
また、この判断（２０６）がＹＥＳの場合には、燃欠復帰判定の処理（２０７）に移行する。
この燃欠復帰判定の処理（２０７）においては、燃欠判定フラグＦｅｍｐｔｙを、
Ｆｅｍｐｔｙ＝０
としている。
そして、燃欠復帰判定の処理（２０７）の後には、平均電圧読み込みの処理（２０８）に移行する。
この平均電圧読み込みの処理（２０８）においては、前記音波検出手段８７（新規）の出力平均最終値である燃欠直前判定後の最終演算値ＶａｖＦを前記音波検出手段８７（新規）の燃欠直前判定までの平均値Ｖａｖとする。
この平均電圧読み込みの処理（２０８）の後には、タンクシャットバルブを閉鎖する処理（２０９）に移行し、処理（２０９）の後には、前記燃料切替制御装置３４の燃欠復帰判定（ＩＧ−ＯＮ直後のみ起動）のための制御用プログラムのエンド（２１０）に移行する。

なお、この発明は上述実施例に限定されるものではなく、種々の応用改変が可能である。

例えば、この発明の実施例においては、音波センサからなる音波検出手段を使用して燃料配管である気体燃料供給管を流れる流体の高周波音波をモニタし、流体の流れ状態を検出する構成としたが、前記音波検出手段をリーク診断用として使用する特別構成とすることも可能である。
すなわち、流体がリークしている場合には、流体の流れている状態と同様な高周波音波が発生する。
さすれば、前記音波検出手段をリーク診断用として使用すれば、流体のリーク診断としての効果も期待できるものである。

１ 内燃機関
１５ エアクリーナ
２１ 吸気通路
２７ 排気通路
３４ 燃料切替制御装置
３５ 液体燃料供給装置
３６ 気体燃料供給装置
３７ 液体燃料タンク
４３ 液体燃料噴射弁
４６ キャニスタ
４９ 気体燃料容器
５３ 主止弁
５４ 減圧弁
５５ 気体燃料温度センサ
５６ 気体燃料圧力センサ
６０ 吸気温度センサ
６１ スロットル開度センサ
６２ 吸気圧力センサ
６３ 水温センサ
６４ ノッキングセンサ
６５ 空燃比センサ
６６ Ｏ２センサ
６７ クランク角センサ
６８ カム角センサ
７２ 主燃料供給制御手段
７３ 従燃料供給制御手段
７４ ＣＶＴ（無段変速機）制御手段
７７ 始動時基本噴射時間設定手段
７８ 基本噴射時間設定手段
７９ 補正手段
８０ 噴射時間設定手段
８１ 車内通信網（ＣＡＮ）
８２ 取り込み手段
８３ 補正手段
８４ 噴射時間設定手段
８５ 残量検出手段
８６ 燃料供給制御手段
８７ 音波検出手段
８８ 燃欠判定手段
８９ 記録手段

Claims (2)

1. 気体燃料と液体燃料を切り替えて使用可能な燃料供給装置であって、前記気体燃料の残量を検出する残量検出手段と、前記残量検出手段により検出された残量が少ない場合に、液体燃料への切り替えを行う燃料供給制御手段とを備えた燃料供給装置において、前記残量検出手段として、液体状態の気体燃料が配送される燃料配管内に設けられ、気体燃料の音波を検出する音波検出手段を備え、前記燃料供給制御手段は、前記音波検出手段により検出された音波に基づいて気体燃料の燃欠状態を判定する燃欠判定手段を備えたことを特徴とする燃料供給装置。
2. 前記燃欠判定手段は、前記音波検出手段により検出された音波を記録する記録手段を備え、この記録手段に予め記録されている燃欠直前の音波と、燃料配管内の流体の音波とを比較し、その比較結果に基づいて、前記燃欠判定手段は気体燃料の燃欠状態を判定することを特徴とする請求項１に記載の燃料供給装置。

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