JP3337035B2 - 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、オクタン価が異なる２
種の燃料油を、目的のオクタン価となるように流量を制
御しながら給油する給油装置、特に給油量の制御技術に
関する。

【０００２】

【従来の技術】２種の燃料油を一定比率で混合しながら
給油する装置は、各燃料油を供給する送液機構にパルス
モータにより弁開度が制御できる流量制御弁を備えてい
て、送液機構の流量計測手段により検出された流量の比
が設定値となっているか否かを監視し、設定値に対して
誤差が発生した場合にはパルスモータに１パルスずつ出
力して弁開度を調整するように構成され、とくに整数給
油のように所望の整数量で自動的に給油動作を停止させ
る場合には、所望量の近くまで進んだ段階で、吐出量を
絞ることによって目標値での確実な給油停止を実現する
ようになっている。

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、吐出流
量を制御するために用いられている流量制御弁は、通常
５リットル及至４５リットル／分程度の範囲での流量調
整能力を備えてはいるが、給油の最終段階における吐出
量である５リットル／分以下の小さな流量に対しては動
作が不安定となり、１パルス分程度の弁開度を調整する
とハンチングを引起こして流量に誤差が生じるばかりで
なく、流量制御弁に摩耗を引起こしてその寿命を短縮す
るという問題がある。一方、流量が絞られると、流量制
御弁も絞られることになるが、流量制御弁は微少流量に
対しては安定性が悪く、ハンチングを生じて流量制御弁
の破損を招くという問題がある。本発明はこのような問
題に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、
給油最終段階における微少な流量に対しても流量制御弁
にハンチングを引き起こさせることなく設定された混合
比でもって正確な給油量を給油することができる新規な
給油装置を提供することにある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】このような問題を解消
するために本発明においては、２つの送液手段にそれぞ
れ設けられた流量制御弁からの流体の吐出量を混合比に
応じて制御する第１モードと、目標値と実給油量の差分
が設定値に到達した時点で、安定に流量を設定できる最
低の弁開度とするとともに弁開時間を一定値に固定して
ユニット化して前記混合比に対して不足している燃料油
を供給する第２モードを備えるようにした。

【０００４】

【作用】流量制御弁は、大流量での給油時には動作が安
定しているので、１パルスずつ弁開度が制御されて、目
的の混合比となるように２種類の燃料油の吐出量を調整
する。給油の最終段階に入って吐出量が絞られた場合に
は、各流量制御弁は、安定動作が保証される最低流量に
弁開度が固定され、この弁開度でユニット化された時間
で開閉操作して給油量を調整する。これにより、給油最
終段階での微少流量においても、流量制御弁は、ハンチ
ングを引起こさずに動作する。

【０００５】

【実施例】そこで以下に本発明の詳細を図示した実施例
について説明する。図２は、本発明の一実施例を示すも
のであって、図中符号１は、第１の燃料油、例えばレギ
ュラーガソリン（以下、図面ではＲと記載する）を計量
送出するための送液機構であって、ポンプモータＰＭ1
に接続されたポンプＰ1の吸引口には、レギュラーガソ
リンを貯蔵する図示しないタンクが連通し、また吐出口
には流量計Ｍ1を介して後述する流量制御弁Ｖ1が接続さ
れている。流量計Ｍ1には、流量パルス発信器ＰＬ1が設
けられていて、瞬間流量をパルス信号として制御装置３
に出力するようになっている。流量制御弁Ｖ1は、制御
装置３からのパルス信号により駆動されるパルスモータ
Ｖaに接続されていて、パルス数に一致する弁開度を実
現するよう構成されている。

【０００６】図中符号２は、第２の燃料油、例えばハイ
オクタンガソリン（以下、図面ではＨと記載する）を計
量送出する送液機構で、第１の送液機構１と同様に、ポ
ンプモータＰＭ2に接続されたポンプＰ2の吸引口には、
ハイオクタンガソリンを貯蔵する図示しないタンクが連
通し、また吐出口には流量計Ｍ2を介して後述する流量
制御弁Ｖ2が接続されている。流量計Ｍ2には、流量パル
ス発信器ＰＬ2が設けられていて、瞬間流量をパルス信
号として制御装置３に出力するようになっている。流量
制御弁Ｖ2は、制御装置３からのパルス信号により駆動
されるパルスモータＶbに接続されていて、パルス数に
対応する弁開度を実現するよう構成されている。

【０００７】これら送液機構１、２の吐出口は１つの流
路に合流させられてホース５を介してノズル６に接続さ
れている。制御装置３は、レギュラーガソリンとハイオ
クタンガソリンとの混合比を指令する混合比設定釦７、
ノズルスイッチＳＷからの信号が入力し、また給油量等
の情報を表示器９に出力するようになっている。

【０００８】図３は、前述の制御装置の一実施例を示す
ものであって、ＣＰＵ１０、ＲＯＭ１１、ＲＡＭ１２、
クロック信号発生器１３、及びインターフェース１４な
どからなるマイクロコンピュータとして構成され、イン
ターフェース１４を介して混合比設定釦７、流量制御弁
駆動用パルスモータＶa、Ｖb、ノズルスイッチＳＷ、ポ
ンプモータＰＭ1、ＰＭ2、流量パルス発信器ＰＬ1、Ｐ
Ｌ2、及び表示器９が接続されている。

【０００９】図１は、前述の制御装置の構成を、マイク
ロコンピュータが奏すべき機能でもって示したもので、
図中符号２０、２１は、それぞれ流量パルス発信器ＰＬ
1、ＰＬ2からの流量パルスを計数して、各送液機構１、
２から吐出された燃料油の積算流量を算出する計数手段
である。これら各計数手段２０、２１により求められた
積算流量は、加算手段２２により加算されて実給油量と
して表示器９に出力されて表示される。２３は、混合比
設定手段で、混合比設定釦７により指令された混合比を
信号として出力するものである。２４は、瞬間流量演算
手段で、各流量パルス発信器ＰＬ１，ＰＬ２からの信号
に基づいて給油ノズルから吐出している燃料油の瞬間流
量を算出するように構成されている。

【００１０】２５は、モード選択手段で、瞬間流量演算
手段２４と加算手段２２からのデータに基づいて瞬間流
量が所定量、例えばノズルからの吐出流量が毎分５リッ
トル以上の場合には後述する第１モード制御手段２６
を、またノズルからの吐出流量が毎分５リットルの以下
で、かつ実給油量が直近上位の整数値まで０．３リット
ル以上少ない場合には第２モード制御手段２７を、さら
にノズルからの吐出流量が毎分５リットル以下で、かつ
実給油量と直近上位の整数値との差分が０．３リットル
以下となった場合には第３モード制御手段を選択するも
のである。

【００１１】第１モード制御手段２６は、２つの流量制
御弁Ｖ１、Ｖ２を設定された混合比となるように開弁
し、混合比に誤差が生じた場合には１パルス分ずつ各流
量制御弁Ｖ１，Ｖ２を開弁、閉弁させるもので、各送液
機構１、２に付属する計数手段２０、２１の積算流量
と、混合比設定手段２３の混合比データを受け、両者の
差分、つまり実際に給油されている２種類の燃料油の各
積算流量ＢR、ＢHと、これら２種類の燃料油の合計（Ｂ
R＋ＢH）と、設定された混合比ＲR：ＲHから割出された
各燃料油の目標値、つまり今の給油量で設定された混合
比を実現するのに必要な各燃料油の積算流量の理想値
（ＢR＋ＢH）・ＲR／（ＲR＋ＲH）、（ＢR＋ＢH）・ＲH
／（ＲR＋ＲH）との差ΔＬR＝ＢR−（ＢR＋ＢH）・ＲR
／（ＲR＋ＲH）、もしくはΔＬH＝ＢH−（ＢR＋ＢH）・
ＲH／（ＲR＋ＲH）を算出し、これを誤差データとして
弁駆動手段２９に出力するように構成されている。

【００１２】また第２モード制御手段２７は、設定され
た給油量に近くなって流量を絞った段階で供給不足とな
っている油種の流量制御弁Ｖ1，Ｖ2を微少流量、例えば
８リットル／分となるように弁駆動手段２９により弁開
度を設定するとともに、許容される混合誤差内に混合比
を納めることができる最少の時間、例えば１秒間を単位
とするように各流量制御弁Ｖ1，Ｖ2を制御するものであ
る。

【００１３】さらに第３モード制御手段２８は、現在ま
での給油量と整数量となるまでの差分の量と設定されて
いる混合比とでもって各燃料油の供給すべき量を算出
し、後述する弁駆動手段２９により設定された弁開度で
給油を行い、給油量が計数手段２０、２１で計数された
各油の量が算出された値になると、弁駆動手段２９に信
号を出力して給油を停止させるものである。

【００１４】２９は前述の弁駆動手段で、第１モード制
御手段２６からの信号を受けたときには混合比設定手段
２３の混合比に一致するように流量制御弁Ｖ1、Ｖ2の弁
開度を大流量に設定するべく、例えば表１に示したよう
に混合比に対応した弁開度データを読み出して初期弁開
度を設定し、大流量での給油中は第１モード制御手段２
６からの信号により弁開度を１パルスずつ開弁、閉弁
し、また第２モード制御手段２７に制御が移った場合に
は一方の流量制御弁を閉弁するとともに、他方の流量制
御弁を実用的に使用できる最低の流量、例えば８リット
ル／分となる弁開度に調整し、さらに第３モード制御手
段２８に制御が移った場合には両方の流量制御弁Ｖ1、
Ｖ2を実用的に使用できる最低の流量、例えば８リット
ル／分となる弁開度に調整するように構成されている。

【００１５】

【表１】

【００１６】次にこのように構成した装置の動作を図４
及至図６に示したフローチャートに基づいて説明する。
ノズル６がノズル掛から外されてノズルスイッチＳＷが
ＯＮになると（図４ステップ イ）、制御装置３は、各
送液機構１、２のポンプモータＰＭ1、ＰＭ2を作動させ
るとともに、計数手段２０、２１の前回の計数値をリセ
ットし、表示器９を帰零させる（図４ ステップ
ロ）。この状態で混合比設定釦７により所定の混合比Ｒ
R：ＲH、例えばレギュラーガソリンとハイオクタンガソ
リンを２対１で混合する給油が指令され混合比設定手段
２３に設定されると（図４ ステップ ハ）、モード選
択手段２５は、第１モード制御手段２６を選択する。こ
れにより混合比設定手段２３からのデータを受けて第１
モードでの給油、すなわちトータルの瞬間流量が大流
量、例えば４５リットル／分で、かつ設定された混合比
２対１が実現できるパルス数、例えば６２パルスと、３
５パルスを弁開パルス記憶手段３０から読み出して各流
量制御弁Ｖ1、Ｖ2のパルスモータＶa、Ｖbに出力して弁
開度を調整する（図４ ステップ ニ）。

【００１７】ノズル６のレバーが引上げられてノズル６
の主弁が開放されると、各送液機構１、２からの燃料油
が流量制御弁Ｖ1、Ｖ2からその弁開度に一致した瞬間流
量でノズル６に流れ込み、弁開度に応じた混合比ＲR：
ＲHで自動車タンクに流入する。これら各燃料油は、送
液機構１、２の流量計Ｍ1、Ｍ2により測定されて流量パ
ルス発信器ＰＬ1、ＰＬ2から出力され、各燃料油の積算
流量が計数手段２０、２１により算出され、加算手段２
２により求められた全給油量が表示器９に表示される。

【００１８】この第１モードでの給油中には（図５ ス
テップ イ）、第１モード制御手段２６は一定時間間
隔、例えば１秒毎に各送液機構１、２による積算給油量
を計数手段２０、２１から得て、混合比設定手段２３に
設定された混合比で給油が行なわれたと仮定したときの
レギュラーガソリンとハイオクタンガソリンの量、つま
り理想量と、計数手段２０、２１の値、つまり現在まで
に行なわれた各ガソリンの実給油量との差分を演算す
る。この結果、一方の燃料油、例えばレギュラーガソリ
ンの実給油量が理想量よりも不足していて、かつ不足量
が０．１リットル以上の場合には（図５ ステップ
ロ）、弁駆動手段２９に信号を出力して流量制御弁Ｖ1
を１パルス分だけ余分に開弁してレギュラーガソリンの
瞬間流量を増加させる（図５ ステップ ハ）。なお、
不足量が０．１リットル以下、つまり流量制御弁Ｖ1の
分解能よりも小さい場合には流量制御弁Ｖ1、Ｖ2に対す
る調整は行なわない。

【００１９】また反対にレギュラーガソリンの供給量が
過剰で、しかも過剰量が０．１リットル以上である場合
には（図５ ステップ ニ）、流量制御弁Ｖ1を１パル
ス分だけ閉弁させてレギュラーガソリンの流量を絞る
（図５ ステップ ホ）。なお、過剰量が０．１リット
ル以下の場合には流量制御弁に対する調整は行なわな
い。以下このような過程を繰り返しながら設定された混
合比となるように流量制御弁Ｖ1、Ｖ2を初期設定された
弁開度に対して１パルス分ずつ調整しながら大流量での
給油を継続する。

【００２０】第１モードでの給油が進んでタンク内がほ
ぼ満タンになり、次の整数値で給油を停止させたい場合
には、ノズルレバーを少し戻して流量を５リットル／分
以下に絞ると（図５ ステップ イ）、モード選択手段
２５は、流量が絞られたことを各流量パルス発信器ＰＬ
1、ＰＬ2からの流量パルス信号により検知し、第２モー
ド制御手段２７を選択する。第２モード制御手段２７
は、加算手段２２からの流量に基づいて直近上位の整数
値を演算し、その値が例えば０．３リットル以上である
場合には（図５ ステップ ヘ）、各燃料油の実給油量
と設定された混合比を達成した場合の理想の量との比較
を行い（図５ ステップ ト）、一方の燃料油、例えば
ハイオクタンガソリンの実給油量が、理想量よりも大き
い場合には、弁開パルス記憶手段３０からデータを読み
出して、ハイオクガソリンの流量制御弁Ｖ2を閉弁し、
またレギュラーガソリンの流量制御弁Ｖ1を安定に動作
させることができる最低流量、例えば８リットル／分と
なるように弁開度を調整する（図５ ステップ チ）。
これにより送液機構１からのレギュラーガソリンだけが
給油されることになる。

【００２１】この状態での給油が予め設定された時間、
つまり１秒間継続した段階で（図５ステップ ヌ）、モ
ード判定手段２５は、瞬間流量演算手段２４からの流量
データに基づいて給油レバーが操作されたか否かを判定
する（図５ ステップ ル）。この判定の結果、吐出流
量が毎分５リットル以下の場合、つまり給油レバーが操
作されずに引き続いて整数給油が選択されている場合に
は再びステップ（へ）に戻って各燃料油の実給油量と理
想量との誤差分を算出する（図５ ステップヘ）。上記
したレギュラーガソリンだけの給油により、今回はレギ
ュラーガソリンの実給油量が、理想量よりも大きくなっ
ていた場合には（図５ ステップ ト）、、流量制御弁
Ｖ1を閉弁し、また流量制御弁Ｖ2を８リットル／分とな
るように弁開度を調整する（図５ ステップ ヌ）。こ
れにより送液機構２からのハイオクタンガソリンだけが
給油される。このように第２モードでは、給油量の多い
方の弁は閉じられ、給油量の少ない方の弁は安定した動
作が保たれる最低弁開度に開かれて一定時間給油される
動作が繰り返されることになる。

【００２２】途中での給油レバーの操作も無く、直近上
位の整数値までの合計の残量が０．３リットル以下にな
ると（図５ ステップ ヘ）、モード選択手段２５は、
加算手段２２からの合計給油量により第３モード制御手
段２８を選択する。なお、このような誤差調整段階にお
いて給油量の変更などによりノズルレバーが操作されて
吐出流量が増加すると（図５ ステップ ル）、モード
選択手段２５は瞬間流量演算手段２４からのデータに基
づいて第１制御モードを選択して再びステップ（イ）に
戻り、上述の過程を繰り返す。

【００２３】第３モード制御手段２８は、各流量制御弁
Ｖ1，Ｖ2を安定して最低流量を供給することができる弁
開度、例えば毎分８リットルに設定して両流量制御弁Ｖ
1，Ｖ2を開弁し、また加算手段２２からの流量と混合比
設定手段２３の混合比から直近上位の整数値までの各燃
料油の理想量を算出する（図６ ステップ カ）。つま
りこの時点でのレギュラーガソリンの給油量が９．７０
リットルであるとすると、直近上位の整数量は、１０リ
ットルであり、また混合比が２対１であるから、レギュ
ラーガソリンは１０×２／３＝６．６７リットルであ
り、ハイオクタンガソリンは１０×１／３＝３．３３リ
ットルと算出される。

【００２４】これにより各送液機構１、２からは微少流
量での給油が開始されることになる。この状態で計数手
段２０で計数されたレギュラーガソリンが６．６７リッ
トルとなると（図６ ステップ ヨ）、第３モード制御
手段２８から弁駆動手段２９に信号が出力され、流量制
御弁Ｖ1を閉弁してレギュラーガソリンの給油を停止す
る（図６ ステップ タ）。続いてハイオクタンガソリ
ンが３．３３リットルとなると（図６ ステップ
レ）、流量制御弁Ｖ2を閉弁して全ての給油を終了する
（図６ ステップ ソ）。なお、ハイオクタンガソリン
の方が先に３．３３リットルに到達した場合には（図６
ステップ ツ）、流量制御弁Ｖ2を閉弁し（図６ ス
テップ ネ）、レギュラーガソリンが６．６７リットル
に到達し段階で（ステップ ナ）流量制御弁Ｖ1を閉弁
する（図６ ステップ ラ）。

【００２５】このように、第３モードに入った場合には
流量制御弁Ｖ1、Ｖ2の逐次的な弁開度制御に頼ることな
く、積算流量に基づいて給油量を制御するから、０．３
リットル程度の微少量を給油するに適した微少流量で安
定に給油することができ、しかも今までの給油で生じた
混合比誤差を補正できて高い精度の混合比で、かつ高い
精度の給油量で給油を実現することができる。

【００２６】

【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、ノズ
ルからの吐出量が絞られた状態においても流量制御弁の
実用制御範囲を使用してハンチングを引起こすことなく
微少流量の吐出が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例をマイクロコンピュータが奏
すべき機能でもって示すブロック図である。

【図２】本発明が適用された給油装置の一実施例を示す
構成図である。

【図３】図２に示した装置の信号処理系を示すブロック
図である。

【図４】同上装置の基本動作を示すフローチャートであ
る。

【図５】同上装置における流量調整工程を示すフローチ
ャートである。

【図６】同上装置における混合誤差修正工程を示すフロ
ーチャートである。

【符号の説明】

１、２ 送液機構 ３ 制御装置 ７ 混合比設定釦 ９ 表示器 Ｖ1、Ｖ2 流量制御弁 Ｖa、Ｖb 流量制御弁駆動用パルスモータ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭56−106798（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B67D 5/00 - 5/70

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ２つの送液手段にそれぞれ設けられた流
   量制御弁からの流体の吐出量を混合比に応じて制御する
   第１モードと、目標値と実給油量の差分が設定値に到達
   した時点で、安定に流量を設定できる最低の弁開度とす
   るとともに弁開時間を一定値に固定してユニット化して
   前記混合比に対して不足している燃料油を供給する第２
   モードを備えてなる給油装置。