JP2574969B2 - 自動満たん給油装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、フルオート給油システ
ムと呼ばれる自動満たん給油装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】図４は、典型的な先行技術を説明するた
めのタイミングチャートである。給油所の地下に埋設さ
れる貯留タンク内には、レギュラガソリン、ハイオクガ
ソリンおよび軽油などの燃料油が貯留され、これらの燃
料油はポンプによって汲上げられて給油ノズルに圧送さ
れる。給油ノズルは、給油作業者が把持する給油ノズル
本体と、本体から屈曲して延びる吐出管とを有し、吐出
管の先端部には前記燃料油の液または泡などを検出する
液検出手段が設けられている。満たん給油を行う際に
は、給油を受けにきた車両の燃料タンクの給油口に前記
給油ノズルの吐出管を挿入した状態で給油ノズル本体に
設けられる操作レバーを引くと、この本体に内蔵される
手動の流量制御弁が開かれて吐出管から燃料油が吐出さ
れて燃料タンク内への給油が行われる。

【０００３】すなわち、時刻ｔ１で給油ノズルがノズル
ケースから外されると、ポンプが汲上げ動作を開始し、
給油ノズルの吐出管を給油を受けにきた車両の燃料タン
クの給油口へ挿入し、時刻ｔ２で給油ノズルの操作レバ
ーを引くと、前記手動の流量制御弁が開放されて、前記
ポンプによって圧送されてきた燃料油が吐出管から吐出
される。このとき、ポンプと給油ノズルとを接続する送
油経路に介在される電磁弁は閉じられており、この電磁
弁に関して送油経路の上流側と下流側とに連通するバイ
パス管路によってたとえば１０〜１２リットル／分程度
の小流量に制限した状態で、時刻ｔ３までの設定時間Ｗ
２の間に約０．３リットルを給油した後、前記電磁弁を
開いてたとえば４０リットル／分程度の大流量に切換
え、吐出管の先端部付近に設けられる液検出手段によっ
て燃料油の液または泡が検出されるまで大流量で給油が
続けられる。時刻ｔ４で、前記液検出手段が燃料油の液
または泡を検出すると、ポンプを停止するとともに電磁
弁を閉じて給油を一旦停止し、予め定める時間、たとえ
ばＷ１＝５秒を経過した時刻ｔ５から再び小流量で０．
３リットルを給油し、時刻ｔ６で大流量に切換える。そ
の後、時刻ｔ７で前記液検出手段が再び燃料油の液また
は泡を検出すると、時刻ｔ８まで給油を停止した後、時
刻ｔ９で大流量に切換え、時刻ｔ１０の検出で給油を停
止し時刻ｔ１１で再び小流量に切換える。この時刻ｔ１
１から時間Ｗ２が経過する前に液検出手段が燃料油の液
または泡を検出すると、満たんになったものと判断して
時刻ｔ１２でポンプを停止して給油動作が終了する。

【０００４】このような先行技術では、液検出手段によ
って燃料油の液または泡が検出されるたびに給油動作を
一旦停止して小流量に切換えた後、大流量に戻すという
給油パターンが繰返されるので、給油の時間が比較的短
くてすむけれども、大流量の場合には燃料タンクの給油
管内での油面上昇速度が早く、満たん付近になると時刻
ｔ４，ｔ７，ｔ１０で検出するたびに、給油管内を勢い
良く上昇してきた泡が給油口から溢れてしまい、車体な
どを汚損し、溢れた燃料油が無駄になってしまうという
問題がある。

【０００５】上述の先行技術の問題を解決する他の先行
技術では、図５に示されるように、液検出手段によって
燃料油の液または泡が時刻ｔ４で検出されると、時間Ｗ
１の間給油を停止して、時刻ｔ５から小流量のままで給
油を行い、以降小流量のみによる給油と給油停止とが繰
返され、時刻ｔ１６で小流量で給油を開始した後、時間
Ｗ２が経過するまでの時刻ｔ１７で液検出手段が検出し
たとき、給油を終了する。

【０００６】このような他の先行技術では、液検出手段
が燃料油の液または泡を検出するたびに小流量で給油が
行われるので、給油口から燃料油の泡が溢れてしまうお
それはないけれども、給油開始早々に油の跳ね返り等の
影響で液検知手段が作動してしまった場合には、給油時
間が長くなるという問題がある。

【０００７】上記の各先行技術において、前者の満たん
近くになっても大流量で給油することによる燃料油の溢
れ、および後者の低流量給油による給油時間の長期化と
いう問題を解決するには、ポンプモータの回転数を周波
数変換法などの周知の速度制御法によって電気的に制御
して、満たん付近の液または泡の検出後に給油量を緩慢
に上昇させながら給油することが考えられるけれども、
上記の電気的制御を行うために別途インバータ等を組込
まなければならないため、コストが高くなってしまうと
いう問題がある。

【発明が解決しようとする課題】したがって本発明の目
的は、安価なコストで、満たん付近で燃料油が給油口か
ら溢れることなしに給油時間を短縮して満たん給油を行
うことができるようにした自動満たん給油装置を提供す
ることである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は、ポンプによっ
て汲上げられた燃料油を給油ノズルに圧送し、この給油
ノズルの先端付近で燃料油の液または泡を検出する液検
出手段からの出力に応答して、前記給油ノズルから吐出
される燃料油の吐出量を一旦制限した後、小流量に切換
えて給油を継続させるため、大流量、小流量、停止の３
態様の流量制御手段を備えた自動満たん給油装置におい
て、前記流量制御手段は、最初の給油の開始から一定の
給油量以内に前記液検出手段が燃料油の液または泡を検
出したときには、予め定める第１時間Ｗ１だけ給油を停
止させ、その後の給油は、小流量で予め定める第２時間
Ｗ２だけ給油した後、大流量に切換える動作を繰返し、
前記一定の給油量または給油時間を超えた状態で前記液
検出手段が燃料油の液または泡を検出したときには、前
記予め定める第１時間Ｗ１だけ給油を停止させ、その後
の給油は小流量に切換える動作を繰返し、この状態で前
記第２時間Ｗ２未満で液検出手段が燃料油の液または泡
を検出したとき、前記ポンプを停止することを特徴とす
る自動満たん給油装置である。

【０００９】

【作用】本発明に従えば、最初の給油の開始から一定の
給油量以内に液検出手段が燃料油の液または泡を検出し
たとき、予め定める第１時間Ｗ１だけ給油を停止させ、
その後は予め定める第２時間Ｗ２だけ小流量で給油して
大流量に切換え、前記一定の給油量を超えた状態で液検
出手段が燃料油の液または泡を検出したとき、予め定め
る第１時間Ｗ１だけ給油を停止させた後、小流量に切換
える動作を繰返して満たんまで給油を行うように前記ポ
ンプが流量制御手段によって制御される。このように液
検出手段が燃料油の液または泡を検出すると給油を第１
時間Ｗ１だけ停止させるので、車両の燃料タンクにつな
がる給油管内で発生した燃料油の泡を前記給油管の形状
にかかわらず、短時間で消滅させることができる。この
ように検出直後に給油量を完全に停止した後、その検出
した時点が最初の給油の開始から一定の給油量以内であ
れば、大流量で給油を行う。このようにして給油停止に
よる短時間の泡の消沈および大流量での給油によって前
記最初の給油の開始から一定の給油量に至るまでの給油
量を可及的に多くすることができる。また前記最初の給
油から一定の給油量を超えてからは、液検出手段によっ
て燃料油の液または泡を検出したときには一旦給油を停
止するけれども、その後の給油は小流量で行われ、この
ような停止および小流量給油が繰返されるので、車両の
給油口付近まで油面が上昇した状態であっても、燃料油
の液の飛沫が給油口から飛散したり、燃料油の泡が溢れ
出るという不具合を防ぐことができる。このようにして
流量を大流量、小流量、停止の３つの態様で切換える流
量制御手段において、一定の給油量に達した後は低流量
および停止の２つの態様だけによる給油に切換えるだけ
で、満たん近くに給油された状態であっても、燃料油の
液または泡が給油口から溢れることなしに、給油時間を
短縮して短時間で満たん給油を行うことができ、インバ
ータなどの高価な制御機器を用いることなく安価に自動
満たん給油装置を実現することができる。

【００１０】

【実施例】図１は、本発明の一実施例の全体の構成を示
す系統図である。給油所の地下に埋設される貯留タンク
内には、レギュラガソリン、ハイオクガソリンおよび軽
油などの燃料油が個別に貯留され、各貯留タンク内の燃
料油はポンプ３によって管路４から汲上げられる。ポン
プ３によって汲上げられた燃料油は、管路５、流量計
６、管路７、電磁弁等を利用した自動の流量制御弁Ｖ
１、管路８、および給油ホース９を経て、給油ノズル１
０に圧送される。

【００１１】前記給油ノズル１０は、給油ノズル本体１
１と、本体１１から延びる吐出管１３とを有し、本体１
１には操作レバー１４を操作することによって開閉する
手動の流量制御弁Ｖ２が内蔵される。また吐出管１３の
先端部１５付近には液検出手段である液面センサＳ１な
いしはその関連機構が設けられる。この液面センサＳ１
は、たとえばフォトカプラ、超音波検出器、本件出願人
によって提案された特開平１−２７９０９６に見られる
ような負圧上昇によるダイヤフラムの変位を検出する負
圧検出器、あるいは負圧の上昇を直接に検出する半導体
形圧力検出器などを適宜選択して用いることができる。

【００１２】前記流量制御弁Ｖ１に関して両側に接続さ
れる各管路７，８は、バイパス管路１６によって接続さ
れる。このバイパス管路１６は、流量制御弁Ｖ１が閉じ
られた状態で１０〜１２リットル／分程度の流量で前記
ポンプ３によって汲上げられた燃料油の通過を許容し、
小流量給油が行われる。また流量制限弁Ｖ１が開かれた
状態では、各管路７，８が連通して、４０リットル／分
程度で送油され、大流量給油が行われる。このようにし
て流量制御弁Ｖ１を開閉制御することによって小流量ま
たは大流量に選択的に切換えて送油することができる。

【００１３】このようにして給油ノズル１０へ供給され
る燃料油の送油量は、前記流量計６に関連して設けられ
る流量パルス発信器１７によって、電気的に検出され
る。この流量パルス発信器１７は、たとえば０．０１リ
ットル毎に１パルスの流量パルス信号ｓ１を出力し、こ
の流量パルス信号ｓ１は計数回路１８によって計数され
る。計数回路１８によって計数された計数値ｓ２は、図
示しない給油装置本体に設けられる表示器１９によって
表示される。この表示器１９は、たとえば複数のプラズ
マ表示管などによって実現される。

【００１４】前記給油装置本体にはまた、給油ノズル１
０が着脱自在に掛け止められるノズルケース２０が設け
られ、ノズルケース２０には給油ノズル１０が掛け止め
られているか否かを検出するノズル検知スイッチＳ２が
設けられる。このノズル検知スイッチＳ２は、給油ノズ
ル１０がノズルケース２０へ掛け止められた状態ではロ
ーレベルであり、外されているときにはハイレベルのノ
ズル検知信号ｓ３を出力する。ノズル検知信号ｓ３がロ
ーレベルからハイレベルに切換わると、モータ制御回路
２１がモータ制御信号ｓ４を出力してモータ２３が回転
し、このモータ２３の回転によって前記ポンプ３が駆動
される。また前記流量制御弁Ｖ１は、弁制御回路２４か
らの弁制御信号ｓ５によって開閉制御される。給油ノズ
ル１０の本体１１には、たとえばＬＥＤなどによって実
現される表示ランプ２５が設けられ、この表示ランプ２
５は満たん判定回路２６からの表示信号ｓ６によって点
灯、点滅および消灯される。

【００１５】本件給油装置にはまた、自動満たん給油に
よる停止状態を解除するための解除スイッチＳＷ１、給
油モード切換スイッチＳＷ２および後述するように最初
の給油の開始から一定の給油量を設定するための設定手
段２７が設けられる。前記解除スイッチＳＷ１は、自動
満たん給油機能で満たん停止したときに、給油作業者が
追加給油が可能であると判断したときに押圧操作するこ
とによって、解除信号ｓ７が満たん判定回路２６に出力
されて停止状態が解除される。また給油モード切換スイ
ッチＳＷ２は、自動満たん給油機能が解除されるバイク
モード、自動満たん給油機能で給油を行う通常給油モー
ド、および小流量で給油を続け、液面センサＳ１が液面
を検出しなくても一定の給油量または一定の時間毎に給
油を停止しその後再開する難給油モードを有し、各モー
ドに対応したモード切換信号ｓ８を満たん判定回路２６
に出力する。上記の管路７，８、バイパス管路１６、モ
ータ制御回路２１、弁制御回路２４、満たん判定回路２
６および電磁弁Ｖ１を含んで流量制御手段を構成する。

【００１６】前記バイクモードは、一般に２輪自動車お
よび原動機付自転車に備えられる燃料タンクの容量が４
輪自動車などに比べて比較的小さいために、自動満たん
給油機能で給油を行うよりも作業者が直接に給油を行う
方が確実で、給油時間も頻繁な給油／停止動作で行うよ
りも短くてすむために設けられている。また通常給油モ
ードは、４輪普通自動車および大形車などに給油を行う
に当たって、作業者が給油作業に拘束されるのを防止す
るために設けられている。さらに難給油モードは、車両
の燃料タンクから給油口に延びる給油管の形状によって
は泡出ちが多く、あるいは流入が悪く、小流量であって
も給油を行うことが困難である場合などのために設けら
れている。これらの各モードは、給油を受けにきた車両
を給油作業者が見て判断し、対応する各モードに切換え
操作が行われる。

【００１７】さらに設定手段２７は、複数の置数キーお
よび設定回路などによって構成され、キー入力された給
油量または給油時間に対応する設定値信号ｓ９を満たん
判定回路２６に出力する。

【００１８】図２は自動満たん給油装置１の動作を説明
するためのフローチャートであり、図３は自動満たん給
油装置１の給油動作に対応したタイミングチャートであ
る。ステップｎ１で給油ノズル１０がノズルケース２０
から外される（時刻ｔ１）と、ノズル検知スイッチＳ２
のノズル検知信号ｓ３はローレベルからハイレベルに変
化し、これによってステップｎ２で計数回路１８がリセ
ットされて計数値信号ｓ２に応答して、表示器１９は前
回の給油による表示を帰零させる。またモータ制御回路
２１はモータ制御信号ｓ４を出力してモータ２３の回転
を開始させ、ポンプ３を駆動させる。このとき、弁制御
回路２４は、弁制御信号ｓ５によって流量制御弁Ｖ１を
閉鎖させ、作業者が給油モード切換スイッチＳＷ２を通
常給油モードにセットするとともに、設定手段２７によ
って設定値をたとえば５リットルに設定する。

【００１９】このような操作によって満たん判定回路２
６は、前記給油モード切換スイッチＳＷ２からの通常給
油モードに対応したモード切換信号ｓ８を入力するとと
もに、設定手段２７から前記設定値５リットルに対応す
る設定値信号ｓ９を入力し、これらの信号ｓ８，ｓ９を
入力することによって、表示信号ｓ６を出力し、表示ラ
ンプ２５を点灯させて通常給油モードで給油動作が開始
されたことを報知させる。

【００２０】このような状態でステップｎ３に移り、作
業者は給油ノズル１０の吐出管１３を車両の給油口に挿
入した状態で操作レバー１４を引く（時刻ｔ２）と、ポ
ンプ３によって汲上げられた燃料油はバイパス管路１６
を介して小流量で吐出管１３から燃料タンク内へ吐出さ
れる。このときの流量は、流量計６によって計量され、
この計量値に対応して流量パルス発信器１７は流量パル
ス信号ｓ１を出力し、計数回路１８が計数する。計数回
路１８による計数値がたとえば予め設定された流量、た
とえば０．３リットルに達すると、満たん判定回路２６
はステップｎ４で弁制御回路２４に判定信号ｓ１０を出
力し、これによって、弁制御回路２４は弁制御信号ｓ５
を出力して流量制御弁Ｖ１を開放させる（時刻ｔ３）。
これによって管路７，８が連通し、ポンプ３によって汲
上げられた燃料油は大流量で吐出管１３から吐出されて
小流量から大流量に切換えられる。

【００２１】ステップｎ５で、液面センサＳ１が燃料油
の液または泡を検出する（時刻ｔ４）と、液面センサＳ
１からの検出信号ｓ１１が出力されて満たん判定回路２
６に入力される。そして、ステップｎ６で、満たん判定
回路２６は判定信号ｓ１０を出力して弁制御回路２４か
ら弁制御信号ｓ５を出力させ、流量制御弁Ｖ１を閉鎖さ
せるとともに、判定信号ｓ１２をモータ制御回路２１に
出力してモータ制御信号ｓ４を出力し、時間Ｗ１の間だ
けモータ２３を停止させる（時刻ｔ４）。ステップｎ７
で満たん判定回路２６は、最初の給油の開始、すなわち
流量パルス発信器１７から最初の流量パルス信号ｓ１の
入力があったとき（時刻ｔ２）から設定手段２７によっ
て設定された給油量ａリットルすなわち５リットルを給
油したか否かを計数値信号ｓ２に基づいて判断する。こ
のとき設定値ａリットル以内であればステップｎ８へ移
り、モータ２３が回転を開始してポンプ３が駆動され、
汲上げられた燃料油は、まずバイパス管路１６を介して
小流量で吐出される。

【００２２】ステップｎ９で、前記モータ２３が再駆動
されてからの時間がＷ２（＝０．３リットル）に達した
か否かが判断される。時間Ｗ２に達していればステップ
ｎ１０で流量制御弁Ｖ１が開放されて大流量へ移行し前
記ステップｎ５〜ステップｎ８の動作が繰返される。前
記時間がＷ２（＝０．３リットル）未満であればステッ
プｎ１１へ移り、満たん判定回路２６において液面セン
サＳ１によって燃料油の液または泡が検出されたか否か
が判断される。燃料油の液または泡が検出されなければ
前記ステップｎ９へ戻り、検出されたときにはステップ
ｎ１２でモータ２３が停止されるとともに表示ランプ２
５が点滅表示されて満たんであることが報知され、ステ
ップｎ１３で給油作業が終了する。

【００２３】前記ステップｎ７において、液面センサＳ
１による燃料油の液または泡の検出時の給油量が設定値
ａを超えていれば（時刻ｔ５）、ステップｎ１４へ移
り、モータ２３の回転動作が開始（時刻ｔ６）されてポ
ンプ３が駆動され、小流量の状態のまま給油が継続され
るが、ステップｎ１５で液面センサＳ１が燃料油の液ま
たは泡を検知すると（時刻ｔ８）、ステップｎ１６で前
記ステップｎ１４におけるモータ２３の再駆動のときか
ら時間Ｗ２（＝０．３リットル）未満か否かが判断され
る。Ｗ２未満であればステップｎ１７へ移り、モータ２
３が停止されるとともに、表示ランプ２５が点滅表示さ
れ、ステップｎ１８で追加給油がない場合、すなわち解
除スイッチＳＷ１が押圧操作されない場合にはステップ
ｎ１３へ移り、給油動作が終了する。また前記ステップ
ｎ１６で時間Ｗ２に達していれば、ステップｎ２１でＷ
１＝２秒間モータ２３を停止した後、ステップｎ１４へ
戻ってモータ２３を再駆動させ（時刻ｔ９）、時間Ｗ２
内に検出すれば（時刻ｔ１０）、給油が終了する。

【００２４】前記ステップｎ１８で追加給油を行うと判
断したときにはステップｎ１９へ移り、解除スイッチＳ
Ｗ１を押圧操作する。これによってモータ２３の駆動が
開始されるとともに、表示ランプ２５が点灯され、前記
ステップｎ１４へ戻る。

【００２５】前記設定値ａは、たとえば１〜１０リット
ルまでの間で１リットル毎に設定することが可能である
が、必ずしも給油毎に設定し直す必要は無く、一度設定
しておくと次に変更されるまでその設定が有効となるも
のであっても良い。なおモード切換スイッチＳＷ２の場
合には無設定時は通常給油モードによる給油が行われ、
他のモードは設定した時１回に限り有効で、その後自動
的に通常モードへ復帰するものであっても良い。

【００２６】また上述の実施例では表示ランプ２５を給
油ノズル１０の本体１１に設けるようにしたけれども、
本発明の他の実施例として給油装置本体に設けるように
してもよい。

【００２７】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、設定値に
達するまでの間は液検出手段に燃料油の飛沫などが跳ね
返りによって付着しても小流量のみの給油に切換ること
なしに大流量へ戻って給油が継続して給油時間の短縮化
を図り、また前記設定値以降であれば液検知後は小流量
で給油を行って液または泡を溢れさせることなく満たん
直近まで給油を行うことができるので、ポンプモータを
制御するためにインバータなどの高価な制御機器を用い
ることなく、安価に自動満たん給油装置を実現すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の全体の構成を示す系統図で
ある。

【図２】自動満たん給油装置１の動作を説明するための
フローチャートである。

【図３】自動満たん給油装置１の動作に対応するタイミ
ングチャートである。

【図４】典型的な先行技術を説明するためのタイミング
チャートである。

【図５】他の先行技術を説明するためのタイミングチャ
ートである。

【符号の説明】

１ 自動満たん給油装置 ３ ポンプ ６ 流量計 １０ 給油ノズル １１ 給油ノズル本体 １３ 吐出管 １４ 操作レバー １５ 先端部 １６ バイパス管路 １７ 流量パルス発信器 １８ 計数回路 １９ 表示器 ２０ ノズルケース ２１ モータ制御回路 ２３ モータ ２４ 弁制御回路 ２５ 表示ランブ ２６ 満たん判定回路 ２７ 設定手段 Ｖ１，Ｖ２ 流量制御弁 Ｓ１ 液面センサ Ｓ２ ノズル検知スイッチ ＳＷ１ 解除スイッチ ＳＷ２ 給油モード切換スイッチ ｓ１ 流量パルス信号 ｓ２ 計数値信号 ｓ３ ノズル検知信号 ｓ４ モータ制御信号 ｓ５ 弁制御信号 ｓ６ 表示信号 ｓ７ 解除信号 ｓ８ モード切換信号 ｓ９ 設定値信号 ｓ１０ 判定信号 ｓ１１ 検出信号 ｓ１２ 判定信号

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ポンプによって汲上げられた燃料油を給
   油ノズルに圧送し、この給油ノズルの先端付近で燃料油
   の液または泡を検出する液検出手段からの出力に応答し
   て、前記給油ノズルから吐出される燃料油の吐出量を一
   旦制限した後、小流量に切換えて給油を継続させるた
   め、大流量、小流量、停止の３態様の流量制御手段を備
   えた自動満たん給油装置において、 前記流量制御手段は、最初の給油の開始から一定の給油
   量以内に前記液検出手段が燃料油の液または泡を検出し
   たときには、予め定める第１時間Ｗ１だけ給油を停止さ
   せ、その後の給油は、小流量で予め定める第２時間Ｗ２
   だけ給油した後、大流量に切換える動作を繰返し、前記
   一定の給油量または給油時間を超えた状態で前記液検出
   手段が燃料油の液または泡を検出したときには、前記予
   め定める第１時間Ｗ１だけ給油を停止させ、その後の給
   油は小流量に切換える動作を繰返し、この状態で前記第
   ２時間Ｗ２未満で液検出手段が燃料油の液または泡を検
   出したとき、前記ポンプを停止することを特徴とする自
   動満たん給油装置。