JP5875144B2 - 燃料充填装置及び燃料充填システム - Google Patents

Description

本発明は、例えば、車両などに設けられた燃料タンクに液体の燃料を充填する燃料充填システムおよびこの燃料充填システムで用いられる燃料充填装置に関するものである。

近年の排ガス規制の強化などに伴い、燃料としてガソリンや軽油に代えて液化石油ガス（ＬＰＧ）やジメチルエーテル（ＤＭＥ）を用いる車両が増加傾向にある。このような、ＬＰＧ燃料やＤＭＥ燃料を貯留する燃料タンクにあっては、安全性確保のために燃料タンク内に充填される燃料の最大充填量、即ち、燃料タンク内の液量の上限値が規定されている。例えば、燃料がＬＰＧの場合、最大充填量は燃料タンク容積の８５％となる。そのため、この最大充填量を超えた過充填を防止するための過充填防止機構を備えた燃料充填システムが、例えば、特許文献１に提案されている。

図５に示される特許文献１の燃料充填システム８０１は、車両に設けられた燃料タンク８０５に燃料を充填するための燃料充填制御装置８０２を有している。また、燃料タンク８０５には、その内外を連通するガス充填管８４９が設けられており、燃料タンク８０５の外部に配置されたガス充填管８４９の一端には、後述する燃料充填機８２１の充填ノズル８２５を着脱可能なクイックカップリング８４８が設けられており、燃料タンク８０５の内部に配置されたガス充填管８４９の他端には、過充填防止装置８３０が設けられている。過充填防止装置８３０は、燃料タンク８０５内の燃料が最大充填量となったときにガス充填管８４９の他端を塞いで燃料タンク８０５内への燃料の流入を遮断する。また、燃料タンク８０５には、所定の減速液面高さを検知する液面高さ検知装置８０６が設けられており、液面高さ検知装置８０６は、減速液面高さの検知に応じた液面高さ情報を含む信号を出力する。燃料タンク８０５の外壁面にはバーコード８０７が貼り付けられており、このバーコード８０７には容器形態を表す容器情報が書き込まれている。

燃料充填制御装置８０２は、充填ノズル８２５が先端に設けられたホース８２４が接続された燃料供給手段としての燃料充填機８２１と、この燃料充填機８２１を駆動制御する充填制御装置８２２と、を備えている。充填制御装置８２２には、ケーブル８２６、８２７が接続されており、一方のケーブル８２６の先端には上述した液面高さ検知装置８０６のプラグ８１５に装着されるコネクタ８２８が設けられ、他方のケーブル８２７の先端には上述したバーコード８０７を読み取るバーコード読取装置８２９が設けられている。そして、充填制御装置８２２は、これらケーブル８２６、８２７を介して上記液面高さ情報及び容器情報を取得するとともに、これら情報に基づいて燃料タンク８０５に充填された燃料の充填量を検知して、この充填量に基づいて燃料充填機８２１から燃料タンク８０５に供給される燃料の供給速度を制御していた。これにより、燃料の供給速度変化時の水撃作用を軽減できるとともに充填時間を短縮することができた。

特開２００９−１３８７５５号公報

図６（ａ）に示すように、上述した燃料充填システム８０１の充填制御装置８２２は、その内部に充填検知回路８５２が設けられており、この充填検知回路８５２はアースＧに接続（接地）されている。一方、車両の燃料タンク８０５に設けられた液面高さ検知装置８０６は、その内部に液面高さ検知回路８５１が設けられており、この液面高さ検知回路８５１は車両の車体などのフレームグランドＦＧに接続されている。そして、図６（ｂ）に示すように、上記プラグ８１５に上記コネクタ８２８を装着して嵌合させると、互いの端子部としての端子金具が接触して上記充填検知回路８５２と上記液面高さ検知回路８５１とが電気的に接続される。

しかしながら、一般的に、車両は、主にゴム等で構成されたタイヤを介して乾燥した路面と接地されているときには、車両に設けられた液面高さ検知回路８５１は、図６（ｃ）に示すように、仮想的なコンデンサＣｖを介してアースＧに接続されたいわゆる浮いた状態となっており、アース電位に対する液面高さ検知回路８５１の配線等の電位は不定となる。そのため、アース電位を基準としたときの液面高さ検知回路８５１の配線Ｐ１の電位Ｖ１と、充填検知回路８５２の配線Ｐ２の電位Ｖ２と、の間に電位差が生じてしまい、上記プラグ８１５に上記コネクタ８２８を装着する際に、この電位差によって配線Ｐ１、配線Ｐ２、コンデンサＣｖ及びアースＧで構成される閉路に電流が流れようとして、上記プラグ８１５の端子金具８１５ａと上記コネクタ８２８の端子金具８２８ａとの間で放電が生じてしまうおそれがあるという問題があった。

本発明は、上記課題に係る問題を解決することを目的としている。即ち、本発明は、燃料タンク側に設けられた回路と燃料供給手段側に設けられた回路との端子部を互いに接続するときに、燃料タンク側に設けられた回路のグランド電位とアース電位との電位差によって生じる放電を防止できる燃料充填システム及びこの燃料充填システムで用いられる燃料充填装置を提供することを目的としている。

請求項１に記載された発明は、上記目的を達成するために、燃料タンクに液体の燃料を充填する燃料充填システムであって、前記燃料タンクに前記燃料を供給する燃料供給手段と、前記燃料タンク側に設けられた計測回路部分と前記燃料供給手段側に前記計測回路部分と別個に設けられた出力回路部分とが互いの端子部によって接続されてなり、前記計測回路部分で計測された前記燃料タンク内の液量に応じた液量信号を前記出力回路部分から出力する、液量信号出力回路と、前記燃料供給手段側にアースに接続して設けられ、前記液量信号出力回路によって出力された前記液量信号に基づいて前記燃料供給手段の前記燃料の供給速度を制御する、供給速度制御回路と、を有し、前記液量信号出力回路が、前記アースと絶縁され、前記供給速度制御回路から電気的に孤立して設けられ、前記液量信号出力回路の前記出力回路部分が、前記供給速度制御回路に前記液量信号を送信する送信部を有し、前記供給速度制御回路が、前記液量信号出力回路の送信部から送信された前記液量信号を受信する受信部を有していることを特徴とする燃料充填システムである。

請求項２に記載された発明は、請求項１に記載された発明において、前記出力回路部分には、前記液量信号出力回路の電源となる電源部が設けられていることを特徴とするものである。

請求項３に記載された発明は、請求項１又は２に記載された発明において、前記出力回路部分が、当該出力回路部分に前記計測回路部分が接続されていないとき、前記液量が所定の燃料供給停止量であることを示す前記液量信号を前記送信部から前記受信部に送信するように構成されていることを特徴とするものである。

請求項４に記載された発明は、上記目的を達成するために、燃料タンクに液体の燃料を充填する燃料充填システムで用いられる燃料充填装置であって、前記燃料タンクに前記燃料を供給する燃料供給手段と、前記燃料タンク側に設けられた計測回路部分と別個に設けられるとともに当該計測回路部分と端子部で接続されることにより液量信号出力回路を構成する、前記計測回路部分で計測された前記燃料タンク内の液量に応じた液量信号を出力する、前記出力回路部分と、アースに接続して設けられ、前記出力回路部分によって出力された前記液量信号に基づいて前記燃料供給手段の前記燃料の供給速度を制御する、供給速度制御回路と、を有し、前記出力回路部分が、前記アースと絶縁され、前記供給速度制御回路から電気的に孤立して設けられるとともに前記供給速度制御回路に前記液量信号を送信する送信部を有し、前記供給速度制御回路が、前記出力回路部分の送信部から送信された前記液量信号を受信する受信部を有していることを特徴とする燃料充填装置である。

請求項１に記載された発明によれば、液量信号出力回路が、端子部によって互いに接続される計測回路部分と出力回路部分で構成されているとともに供給速度制御回路から電気的に孤立して設けられているので、計測回路部分と出力回路部分とを端子部で互いに接続する際に、液量信号出力回路、供給速度制御回路、アース、及び、液量信号出力回路とアースとの間の仮想的なコンデンサ、で閉路が構成されず、そのため、アース電位を基準としたときの計測回路部分の配線の電位と、供給速度制御回路の配線の電位と、に電位差が生じた場合でも、計測回路部分と出力回路部分とを接続する端子部に放電が生じることを防ぐことができる。

請求項２に記載された発明によれば、燃料供給手段側に設けられた液量信号出力回路の出力回路部分には、液量信号出力回路の電源となる電源部が設けられているので、燃料タンク側に液量信号出力回路に電源を供給する構成を設ける必要が無く、そのため、例えば、車両などにおいては、燃料タンクへの燃料の充填時に安全のためイグニッションオフ状態にする必要があるが、このようなときでも車両側に別途電源を設けることなく液量信号出力回路を動作させることができ、燃料タンク側に設けられる計測回路部分を簡易に構成できる。

請求項３に記載された発明によれば、液量信号出力回路の出力回路部分が、この出力回路部分に液量信号出力回路の計測回路部分が接続されていないとき、液体タンク内の液量が所定の燃料供給停止量であることを示す液量信号を送信部から供給速度制御回路の受信部に送信するように構成されているので、このような燃料供給停止量を示す液量信号を受信部が受信したとき、燃料供給手段の燃料供給を停止させるように供給速度制御回路を構成することにより、計測回路部分と出力回路部分とが接続されていないときに誤って燃料供給手段から燃料が供給されてしまうことを防止することができ、安全性を向上できる。

請求項４に記載された発明によれば、燃料タンク側に設けられた計測回路部分と端子部で接続されることにより液量信号出力回路を構成する出力回路部分が、供給速度制御回路から電気的に孤立して設けられているので、計測回路部分と出力回路部分とを端子部で互いに接続する際に、液量信号出力回路、供給速度制御回路、アース、及び、液量信号出力回路とアースとの間の仮想的なコンデンサ、で閉路が構成されず、そのため、アース電位を基準としたときの計測回路部分の配線の電位と、供給速度制御回路の配線の電位と、に電位差が生じた場合でも、計測回路部分と出力回路部分とを接続する端子部に放電が生じることを防ぐことができる。

本発明の燃料充填システムの一実施形態を示す概略構成図である。 図１の燃料充填システムの液量計測装置の構成を示す断面図である。 図１の燃料充填システムの液量信号出力回路及び供給速度制御回路の構成を示す回路図である。 図１の燃料充填システムの動作を説明する図であって、（ａ）は、第１液量信号出力回路と第２液量信号出力回路とが接続される前の状態を示し、（ｂ）は、第１液量信号出力回路と第２液量信号出力回路とが接続された後の状態を示し、（ｃ）は、第１液量信号出力回路と第２液量信号出力回路との電気的関係を模式的に示す図である。 従来の燃料充填システムの構成を示す図である。 図５の燃料充填システムの動作を説明する図であって、（ａ）は、液面高さ検知回路と充填検知回路とが接続される前の状態を示し、（ｂ）は、液面高さ検知回路と充填検知回路とが接続された後の状態を示し、（ｃ）は、液面高さ検知回路と充填検知回路との電気的関係を模式的に示す図である。

以下、本発明の燃料充填システムの一実施形態である車両用の燃料充填システムを、図１〜図４を参照して説明する。

この燃料充填システムは、車両に搭載された燃料タンクに液化石油ガス（ＬＰＧ）燃料を充填するシステムであり、利用者が自動充填操作を行うと燃料の充填を開始し、燃料タンク内の燃料の液量が、予め定められた燃料供給停止量Ｌｓに到達すると当該燃料タンクへの燃料の供給速度を徐々に遅くして、燃料タンクの最大充填量Ｌｍに到達する前に供給速度を０にする、即ち、燃料の供給を停止する。その後は、利用者が手動充填操作により燃料を供給して最大充填量Ｌｍまで充填を行う。最大充填量Ｌｍと燃料供給停止量Ｌｓは、燃料の種類、燃料タンクの構成、システムの構成等に応じて適宜設定され、本実施形態において、最大充填量Ｌｍは、燃料タンク容積の８５％に設定されている。また、燃料供給停止量Ｌｓは、最大充填量Ｌｍの７０％に設定されている。

燃料充填システム１は、図１に示すように、車両に搭載された燃料タンク１０に設けられた液量計測装置２０と、燃料充填装置３０と、を有している。

燃料タンク１０は、略箱形に形成されており、その側壁部１０ａには燃料を内部に充填するための充填口１１が設けられている。この充填口１１には、後述する燃料充填装置３０の充填ホース３２の先端に設けられた充填ノズル３１が着脱可能なクイックカップリング１２を設けており、充填口１１に充填ノズル３１を容易に取り付けたり取り外したりすることができる。燃料タンク１０は略箱形に形成されているので、燃料タンク１０内の液量は液面高さに比例する。勿論、燃料タンク１０の形状は任意であり、その場合でも燃料タンク１０内の液量と液面高さとは関係を有している。

また、燃料タンク１０には、燃料充填管１３と、燃料タンク配線１４と、が設けられている。燃料充填管１３は、その一端が充填口１１のクイックカップリング１２内に配置され、その他端が燃料タンク１０内に配置されている。また、燃料充填管１３の他端には、上述した従来の燃料充填システムと同様の図示しない過充填防止装置が設けられており、この装置によって最大充填量Ｌｍを超える燃料の充填を防止している。燃料タンク配線１４は、その一端が充填口１１のクイックカップリング１２に設けられた図３に示すコネクタソケット１２ａの複数の充填口側端子金具４４ａ、４４ｂ、４４ｃに接続され、その他端が、後述する液量計測装置２０に接続されている。

液量計測装置２０は、燃料タンク１０内の燃料の液面高さ、即ち、燃料タンク１０内の液量に応じた信号を出力する。液量計測装置２０は、図２に示すように、燃料の液面に浮かぶフロート２１と、フロート２１の位置に応じて回動する回動軸２２と、この回動軸２２とともに回動するように設けられた検知用マグネット２３と、この検知用マグネット２３の磁力を検知するホール素子からなる第１液量計測センサ２４、第２液量計測センサ２５と、を有している。

第１液量計測センサ２４は、検知用マグネット２３の回動位置により示される燃料の液面高さに比例して電圧が変化する信号を出力するように構成されている。第２液量計測センサ２５は、検知用マグネット２３の回動位置により示される燃料の液面高さが、燃料タンク１０内の液量が上述した燃料供給停止量Ｌｓとなる供給停止液面高さ未満のときＨレベルの電圧となり、前記供給停止液面高さ以上のときにＬレベルの電圧となる信号を出力するように構成されている。

第１液量計測センサ２４は、車両に搭載された図示しないコンビネーションメータに設けられた燃料計Ｍに接続され、車両のイグニッションオン状態のときに電源が供給されて動作する。第２液量計測センサ２５は、第１液量計測センサ２４と電気的に孤立（即ち、、遮断）されているとともに、後述する液量信号出力回路４０の一部を構成して、燃料充填装置３０側から供給される電源によって動作する。

液量計測装置２０は、勿論、このような構成以外にも、燃料液面上に浮かぶフロートの位置に応じて抵抗体上を摺動する接点を有し、抵抗体の両端に印加した電圧を分圧した電圧を接点に出力するような構成のものなどを用いても良い。

燃料充填装置３０は、街中に所在する燃料スタンドなどに地面に固定して設けられており、燃料タンク１０の充填口１１に着脱可能な充填ノズル３１が先端に設けられた充填ホース３２と、地中に設けられた図示しない燃料貯蔵タンクから燃料を吸い上げるとともに燃料タンク１０に供給するポンプなどからなる燃料供給部３３と、燃料供給部３３による燃料の供給速度を制御する供給速度制御部３４と、を有している。

また、燃料充填装置３０は、燃料供給管３５と、充填装置接続配線３６と、を有している。燃料供給管３５は、その一端が充填ノズル３１に接続され、その他端が燃料供給部３３に接続され、充填ノズル３１から充填ホース３２内を通り燃料供給部３３まで連なるように設けられている。また、充填装置接続配線３６は、その一端が図３に示す充填ノズル３１に設けられたコネクタプラグ３１ａのノズル側端子金具５４ａ、５４ｂ、５４ｃに接続され、その他端が供給速度制御部３４に接続されており、充填ノズル３１から充填ホース３２内を通り供給速度制御部３４まで連なるように設けられている。

充填ノズル３１が燃料タンク１０の充填口１１に設けられたクイックカップリング１２に装着されると、燃料充填管１３と燃料供給管３５とが互いに連結され、これと同時に、上記コネクタソケット１２ａと上記コネクタプラグ３１ａとが嵌合して、充填口側端子金具４４ａ、４４ｂ、４４ｃとノズル側端子金具５４ａ、５４ｂ、５４ｃとが互いに接触して電気的に接続される。後述する液量信号出力回路４０の信号グランドＳＧとなる充填口側端子金具４４ｃとノズル側端子金具５４ｃとの組が、他の端子金具の組よりも先に接触するように各端子金具が形成されていることが望ましい。

次に、燃料充填システム１の液量計測装置２０及び燃料充填装置３０の回路構成について、図３を参照して説明する。回路の説明において、単に「接続」とは、「配線によって電気的に接続」ということを意味する。

図３に示すように、液量計測装置２０には、残量計測回路４１と、第１液量信号出力回路４２と、が設けられている。

残量計測回路４１は、上述した第１液量計測センサ２４を有している。残量計測回路４１の電源線としての第１電源Ｖｃｃ１には、車両に搭載されたバッテリＰＳ１の正極が接続され、残量計測回路４１のグランド線としての車体などのフレームグランドＦＧには、バッテリＰＳ１の負極が接続されている。バッテリＰＳ１は、車両のイグニッションオン状態のときのみ残量計測回路４１に電力を供給するように構成されている。第１液量計測センサ２４は、その電源端子が第１電源Ｖｃｃ１とフレームグランドＦＧとに接続されて、バッテリＰＳ１から供給される電力によって動作する。

第１液量信号出力回路４２は、上述した第２液量計測センサ２５と、スイッチ素子としてのトランジスタ４３と、クイックカップリング１２のコネクタソケット１２ａに設けられた複数の充填口側端子金具４４ａ、４４ｂ、４４ｃと、を有している。

充填口側端子金具４４ａは、第１液量信号出力回路４２の電源線としての第２電源Ｖｃｃ２に接続され、充填口側端子金具４４ｃは、第１液量信号出力回路４２のグランド線としての信号グランドＳＧに接続されている。充填口側端子金具４４ａには、後述する第２液量信号出力回路に設けられた液量計測用電源ＰＳ２の正極が接続され、充填口側端子金具４４ｃには、液量計測用電源ＰＳ２の負極が接続される。第２液量計測センサ２５は、その電源端子が第２電源Ｖｃｃ２と信号グランドＳＧとに接続されて、液量計測用電源ＰＳ２から供給される電力によって動作する。

第２液量計測センサ２５は、燃料タンク１０内の液量が、上述した燃料供給停止量Ｌｓ未満のときＨレベルの電圧（即ち、第２電源Ｖｃｃ２の電圧）となり、燃料供給停止量Ｌｓ以上のときＬレベルの電圧（信号グランドＳＧの電圧）となる信号を出力端子から出力するように構成されている。

トランジスタ４３は、ＮＰＮ型トランジスタであって、コレクタ端子が充填口側端子金具４４ｂに接続され、エミッタ端子が信号グランドＳＧに接続され、ベース端子が図示しない電流制限抵抗器を介して第２液量計測センサ２５の出力端子に接続されており、オープンコレクタ接続を構成している。トランジスタ４３は、第２液量計測センサ２５の出力する信号に応じて、コレクタ端子−エミッタ端子間を遮断（ＯＦＦ）又は通電（ＯＮ）する。

燃料充填装置３０の供給速度制御部３４には、第２液量信号出力回路５１と、供給速度制御回路５２と、が設けられている。

第２液量信号出力回路５１は、フォトカプラ６０内に設けられた送信部としてのＬＥＤ６１と、電流制限抵抗器５３と、充填ノズル３１のコネクタプラグ３１ａに設けられたノズル側端子金具５４ａ、５４ｂ、５４ｃと、電源部としての液量計測用電源ＰＳ２と、を有している。本実施形態において、液量計測用電源ＰＳ２は、バッテリで構成されている。勿論、これに限定されるものではなく、絶縁型の直流定電圧電源装置などで構成されていてもよい。

ノズル側端子金具５４ａは、液量計測用電源ＰＳ２の正極に接続され、ノズル側端子金具５４ｃは、液量計測用電源ＰＳ２の負極に接続されている。電流制限抵抗器５３は、一端が液量計測用電源ＰＳ２の正極に接続され、他端がＬＥＤ６１のアノード端子に接続されている。ＬＥＤ６１は、アノード端子が電流制限抵抗器５３の他端とノズル側端子金具５４ｂとに接続され、カソード端子が液量計測用電源ＰＳ２の負極に接続されている。

供給速度制御回路５２は、燃料供給部３３に接続されており、燃料タンク１０内の液量に応じて燃料供給部３３による燃料の供給速度を制御する。供給速度制御回路５２は、フォトカプラ６０内に設けられた受信部としてのフォトトランジスタ６２と、プルアップ抵抗器５５と、マイクロコンピュータ（ＭＰＵ）７０と、を有している。

供給速度制御回路５２の電源線としての第３電源Ｖｃｃ３には、所定の直流電圧を生成する電源装置ＰＳ３の正極が接続され、供給速度制御回路５２のグランド線としてのアースＧには、電源装置ＰＳ３の負極が接続されている。

フォトトランジスタ６２は、ＮＰＮ型フォトトランジスタであって、コレクタ端子がプルアップ抵抗器５５を介して第３電源Ｖｃｃ３に接続されているとともにＭＰＵ５６の入力ポートＰＩに接続され、エミッタ端子がアースＧに接続されている。フォトトランジスタ６２は、ＬＥＤ６１の消灯、点灯に応じて、コレクタ端子−エミッタ端子間を遮断（ＯＦＦ）又は通電（ＯＮ）する。

ＭＰＵ５６は、周知の組込用マイクロコンピュータであって、その電源端子が第３電源Ｖｃｃ３とアースＧとに接続されており、電源装置ＰＳ３から供給される電力によって動作する。ＭＰＵ５６は、予め定められたプログラムに従って各種の処理や制御などを行う中央演算処理装置（ＣＰＵ）、ＣＰＵのための処理プログラムや各種情報等を格納した読み出し専用のメモリであるＲＯＭ、各種のデータを格納するとともにＣＰＵの処理作業に必要なエリアを有する読み出し書き込み自在のメモリであるＲＡＭ等を有して構成されている。

ＭＰＵ５６の入力ポートＰＩには、フォトトランジスタ６２のコレクタ端子が接続されている。ＬＥＤ６１の消灯によりフォトトランジスタ６２のコレクタ端子−エミッタ端子間が遮断されると、入力ポートＰＩにはＨレベルの電圧（第３電源Ｖｃｃ３の電圧）が入力される。ＬＥＤ６１の点灯によりコレクタ端子−エミッタ端子間が通電されると、入力ポートＰＩにはＬレベルの電圧（アースＧの電圧）が入力される。ＭＰＵ５６は、入力ポートＰＩの電圧がＨレベルのとき、予め定められた供給速度で燃料を供給するように燃料供給部３３を制御し、入力ポートＰＩの電圧がＬレベルのとき、供給速度０にして燃料の供給を停止するように燃料供給部３３を制御する。

第１液量信号出力回路４２と第２液量信号出力回路５１とが、充填口側端子金具４４ａ、４４ｂ、４４ｃとノズル側端子金具５４ａ、５４ｂ、５５ｃとで接続されることにより液量信号出力回路４０を構成する。つまり、第１液量信号出力回路４２は、請求項中の計測回路部分に相当し、第２液量信号出力回路５１は、請求項中の出力回路部分に相当する。

第２液量信号出力回路５１と供給速度制御回路５２との間は、ＬＥＤ６１とフォトトランジスタ６２とによって光を介して信号の伝達を行うので、第２液量信号出力回路５１は供給速度制御回路５２と電気的に孤立（即ち、遮断）している。また、第１液量信号出力回路４２は残量計測回路４１と接続された箇所がないので、第１液量信号出力回路４２は、残量計測回路４１と電気的に孤立している。つまり、液量信号出力回路４０は、他の回路から電気的に孤立して設けられている。

次に、上述した燃料充填システム１の本発明に係る動作（作用）について、図４（ａ）〜（ｃ）を参照して説明する。なお、図４（ａ）〜（ｃ）においては、残量計測回路４１、電源装置ＰＳ３の記載を省略している。

燃料充填システム１による燃料タンク１０への燃料の充填に際し、図４（ａ）に示すように、燃料タンク１０の充填口１１に設けられたクイックカップリング１２に充填ノズル３１を装着する前に、車両はイグニッションオフ状態にされる。この状態において、第１液量信号出力回路４２は電力供給されていないため、第２液量計測センサ２５による液量の計測は行われない。また、第２液量信号出力回路５１は液量計測用電源ＰＳ２によって電力供給されており、ＬＥＤ６１のアノード端子に接続されたノズル側端子金具５４ｂがオープン（非接続状態）であるため、ＬＥＤ６１に電流が流れてＬＥＤ６１が点灯する。供給速度制御回路５２は、図示しない電源装置ＰＳ３から電力供給されて動作状態にあり、ＬＥＤ６１の点灯によりフォトトランジスタ６２のコレクタ端子−エミッタ端子間が通電されて、ＭＰＵ５６の入力ポートＰＩにＬレベルの電圧が入力され、ＭＰＵ５６は、燃料を供給しないように燃料供給部３３を制御する。

そして、図４（ｂ）に示すように、クイックカップリング１２に充填ノズル３１を装着すると、充填口側端子金具４４ａ、４４ｂ、４４ｃとノズル側端子金具５４ａ、５４ｂ、５４ｃとが互いに接触し、第１液量信号出力回路４２と第２液量信号出力回路５１とが互いに電気的に接続されて液量信号出力回路４０が構成される。

このとき、車両はタイヤを介して乾燥した路面と接地されていると、当該車両はアースＧと絶縁されるので、第１液量信号出力回路４２は、図４（ｃ）に示すように、仮想的なコンデンサＣｖを介してアースＧに接続されたいわゆる浮いた状態となっており、アース電位に対する第１液量信号出力回路４２の配線等の電位は不定となる。しかしながら、第２液量信号出力回路５１（即ち、液量信号出力回路４０）と供給速度制御回路５２とが、ＬＥＤ６１とフォトトランジスタ６２とで光信号によって論理的には接続されているもののこれら回路は電気的には遮断されているので、第１液量信号出力回路４２、第２液量信号出力回路５１、供給速度制御回路５２、アースＧ、及び、コンデンサＣｖで閉路が構成されることがない。そのため、アース電位を基準としたときの第１液量信号出力回路４２の配線Ｑ１の電位Ｖ１と、供給速度制御回路５２の配線Ｑ２の電位Ｖ２とに電位差が生じていても、この電位差によって充填口側端子金具４４ａ、４４ｂ、４４ｃと、ノズル側端子金具５４ａ、５４ｂ、５４ｃと、の間で放電が生じることがない。

また、信号グランドＳＧとなる充填口側端子金具４４ｃとノズル側端子金具５４ｃとの組が、他の端子金具の組よりも先に接触するように各端子金具が形成されていることにより、例えば、信号線や電源線となる他の端子金具の組が先に接続された場合、回路を構成するセンサやトランジスタ等の電子部品に逆電圧が印加されて破壊されたり、回路動作が不安定になったりする不具合が生じる恐れがあるが、グランド線から先に接続することでこのような不具合を回避できる。

第１液量信号出力回路４２と第２液量信号出力回路５１とが互いに電気的に接続されると、第２液量計測センサ２５が動作を開始して燃料タンク１０の液量に応じた電気信号を出力する。

燃料タンク１０の液量が上記燃料供給停止量Ｌｓ未満のとき、第２液量計測センサ２５はＨレベルの電圧となる電気信号を出力する。そして、この電気信号がトランジスタ４３のベース端子に入力されると、トランジスタ４３はコレクタ端子−エミッタ端子間を通電し、これにより、ＬＥＤ６１のアノード端子が、ノズル側端子金具５４ｂ、充填口側端子金具４４ｂ及びトランジスタ４３を順次介して信号グランドＳＧに接続されて、トランジスタ４３側に多くの電流が流れて、ＬＥＤ６１が消灯する。そして、ＬＥＤ６１の消灯によりフォトトランジスタ６２のコレクタ端子−エミッタ端子間が遮断されて、ＭＰＵ５６の入力ポートＰＩにＨレベルの電圧が入力され、ＭＰＵ５６は、予め定められた供給速度で燃料を供給するように燃料供給部３３を制御する。

そして、燃料タンク１０への燃料の充填が進み、燃料タンク１０内の液量が上記燃料供給停止量Ｌｓ以上になると、第２液量計測センサ２５はＬレベルの電圧となる電気信号を出力する。そして、この電気信号がトランジスタ４３のベース端子に入力されると、トランジスタ４３はコレクタ端子−エミッタ端子間を遮断し、これにより、ＬＥＤ６１のアノード端子と信号グランドＳＧとの接続が遮断されて、ＬＥＤ６１に電流が流れて、ＬＥＤ６１が点灯する。このＬＥＤ６１の点灯は、上記燃料供給停止量Ｌｓの検知を示すものであり、つまり、ＬＥＤ６１は上記燃料供給停止量Ｌｓを検知した旨を光信号によってフォトトランジスタ６２に送信する。そして、ＬＥＤ６１の点灯によりフォトトランジスタ６２のコレクタ端子−エミッタ端子間が通電されて、ＭＰＵ５６の入力ポートＰＩにＬレベルの電圧が入力され、ＭＰＵ５６は、燃料の供給を停止するように燃料供給部３３を制御する。このとき、燃料の供給を急速に停止するのではなく、燃料の供給速度を、速度０に向けて徐々に低下させていくことが、水撃作用を防止する点で好ましい。上述のように送信部としてのＬＥＤ６１は、燃料タンク１０内の液量が燃料供給停止量Ｌｓ未満のとき消灯し、燃料供給停止量Ｌｓ以上のとき及び第２液量信号出力回路５１に第１液量信号出力回路４２が接続されていないときに点灯する。つまり、ＬＥＤ６１の光信号が液量信号に相当し、特に、ＬＥＤ６１の点灯時の光信号が、燃料タンク１０内の液量が所定の燃料供給停止量Ｌｓであることを示す液量信号に相当する。

そして、燃料が燃料供給停止量Ｌｓに到達した後の最大充填量Ｌｍまでの充填は、燃料供給部３３を手動操作によって制御して行う。

以下の表１に、燃料タンク１０内の液量、液量信号出力回路４０の第１液量信号出力回路４２と第２液量信号出力回路５１との回路接続状態、第１液量信号出力回路４２のトランジスタ４３の動作状態、第２液量信号出力回路５１のＬＥＤ６１の動作状態、供給速度制御回路５２のフォトトランジスタ６２の動作状態、及び、供給速度制御回路５２のＭＰＵの燃料供給制御、との関係を示す。

以上より、本発明によれば、液量信号出力回路４０が、充填口側端子金具４４ａ、４４ｂ、４４ｃとノズル側端子金具５４ａ、５４ｂ、５４ｃとによって互いに接続される第１液量信号出力回路４２と第２液量信号出力回路５１とで構成されているとともに供給速度制御回路５２から電気的に孤立して設けられているので、上記端子金具を接触させたときに、液量信号出力回路４０、供給速度制御回路５２、アースＧ、及び、液量信号出力回路４０とアースとの間の仮想的なコンデンサＣｖとで閉路が構成されず、そのため、アース電位を基準としたときの第１液量信号出力回路４２の配線Ｑ１の電位Ｖ１と、供給速度制御回路５２の配線Ｑ２の電位Ｖ２と、に電位差が生じた場合でも、充填口側端子金具４４ａ、４４ｂ、４４ｃとノズル側端子金具５４ａ、５４ｂ、５４ｃとの間に放電が生じることを防ぐことができる。

また、燃料充填装置３０側に設けられた液量信号出力回路４０の第２液量信号出力回路５１には、当該液量信号出力回路４０の電源となる液量計測用電源ＰＳ２が設けられているので、燃料タンク１０側に液量信号出力回路４０に電源を供給する構成を設ける必要が無く、そのため、例えば、車両の燃料タンク１０への燃料の充填時に安全のためイグニッションオフ状態にする必要があるが、このようなときでも車両側に別途電源を設けることなく液量信号出力回路４０を動作させることができ、燃料タンク１０側に設けられる第１液量信号出力回路４２を簡易に構成できる。

また、第２液量信号出力回路５１が、当該第２液量信号出力回路５１に第１液量信号出力回路４２が接続されていないときにＬＥＤ６１が点灯するように構成されているので、ＬＥＤ６１の点灯による光信号をフォトトランジスタ６２が受けたときに燃料の供給を停止するように供給速度制御回路５２を構成することにより、第１液量信号出力回路４２と第２液量信号出力回路５１とが接続されていないときに誤って燃料が供給されてしまうことを防止することができ、安全性を向上できる。

上述した本実施形態において、ＬＥＤ６１とフォトトランジスタ６２とを有するフォトカプラ６０を用いて、互いに電気的に遮断された液量信号出力回路４０と供給速度制御回路５２との間で、燃料タンク１０内の液量を液量信号としての光信号によって伝送するものであったが、これに限定されるものではない。例えば、通電により電磁石になるコイル体と、コイル体の磁力を検出するように設けられたホール素子と、を用いて、上記液量を磁気信号によって伝送するものであってもよく、または、圧電ブザーとマイクとを用いて、上記液量を音信号によって伝送するものであってもよく、本発明の目的に反しない限り、液量信号出力回路４０と供給速度制御回路５２との電気的遮断を維持したまま非電気信号によって液量を伝送するものであれば、構成は任意である。

また、本実施形態では、第２液量計測センサ２５が、燃料タンク１０内の液量に応じてＨレベル又はＬレベルの電圧となる信号を出力し、液量信号出力回路４０と供給速度制御回路５２との間で、上記液量を示す二値情報（ＬＥＤ６１の消灯、点灯）の光信号を伝送するものであったが、これに限定されるものではない。例えば、液量信号出力回路４０に、燃料タンク１０内の液量に比例して電圧が変化する信号を出力する第２液量計測センサと、この信号を複数ビットのデジタル値に変換するアナログ−デジタル変換器と、デジタル値の各ビットに対応した複数のフォトカプラのそれぞれが備えるＬＥＤと、を設け、供給速度制御回路５２に、上記複数のフォトカプラのそれぞれが備えるフォトトランジスタと、各フォトトランジスタのコレクタ端子が接続される複数の入力ポートを備えたＭＰＵと、を設けて、複数ビットで表される複数段階（例えば、４ビットであれば１６段階）の液量を液量信号出力回路４０と供給速度制御回路５２との間で伝送するように構成するなど、液量信号出力回路４０と供給速度制御回路５２との間で伝送される液量の表現については任意である。

上述した各実施形態は、車両に搭載された燃料タンクに燃料を充填する車両用の燃料充填システムを説明するものであったが、これに限定されるものではない。例えば、工場や家庭などに設置された燃料タンクに燃料を充填する燃料充填システムなどであってもよく、本発明の目的に反しない限り、本発明を適用するシステムは任意である。また、充填対象となる燃料は液化石油ガス（ＬＰＧ）に限らず、例えば、ジメチルエーテル（ＤＭＥ）、液体水素、液化メタンなどの液化ガス、又は、常温常圧で液状となる燃料（灯油、ガソリン等）など、本発明の目的に反しない限り、その種類は任意である。

なお、前述した実施形態は本発明の代表的な形態を示したに過ぎず、本発明は、実施形態に限定されるものではない。即ち、本発明の骨子を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。

１ 燃料充填システム
１０ 燃料タンク
１２ クイックカップリング
２０ 液量計測装置
３０ 燃料充填装置
３１ 充填ノズル
３３ 燃料供給部（燃料供給手段）
３４ 供給速度制御部
４０ 液量信号出力回路
４１ 残量計測回路
４２ 第１液量信号出力回路（計測回路部分）
４４ａ、４４ｂ、４４ｃ 充填口側端子金具（端子部）
５１ 第２液量信号出力回路（出力回路部分）
５２ 供給速度制御回路
５４ａ、５４ｂ、５４ｃ ノズル側端子金具（端子部）
５６ ＭＰＵ
６０ フォトカプラ
６１ ＬＥＤ（送信部）
６２ フォトトランジスタ（受信部）
ＰＳ１ バッテリ
ＰＳ２ 液量計測用電源（電源部）
ＰＳ３ 電源装置

Claims (4)

1. 燃料タンクに液体の燃料を充填する燃料充填システムであって、
   前記燃料タンクに前記燃料を供給する燃料供給手段と、
   前記燃料タンク側に設けられた計測回路部分と前記燃料供給手段側に前記計測回路部分と別個に設けられた出力回路部分とが互いの端子部によって接続されてなり、前記計測回路部分で計測された前記燃料タンク内の液量に応じた液量信号を前記出力回路部分から出力する、液量信号出力回路と、
   前記燃料供給手段側にアースに接続して設けられ、前記液量信号出力回路によって出力された前記液量信号に基づいて前記燃料供給手段の前記燃料の供給速度を制御する、供給速度制御回路と、を有し、
   前記液量信号出力回路が、前記アースと絶縁され、前記供給速度制御回路から電気的に孤立して設けられ、
   前記液量信号出力回路の前記出力回路部分が、前記供給速度制御回路に前記液量信号を送信する送信部を有し、
   前記供給速度制御回路が、前記液量信号出力回路の送信部から送信された前記液量信号を受信する受信部を有している
   ことを特徴とする燃料充填システム。
2. 前記出力回路部分には、前記液量信号出力回路の電源となる電源部が設けられていることを特徴とする請求項１に記載の燃料充填システム。
3. 前記出力回路部分が、当該出力回路部分に前記計測回路部分が接続されていないとき、前記液量が所定の燃料供給停止量であることを示す前記液量信号を前記送信部から前記受信部に送信するように構成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の燃料充填システム。
4. 燃料タンクに液体の燃料を充填する燃料充填システムで用いられる燃料充填装置であって、
   前記燃料タンクに前記燃料を供給する燃料供給手段と、
   前記燃料タンク側に設けられた計測回路部分と別個に設けられるとともに当該計測回路部分と端子部で接続されることにより液量信号出力回路を構成する、前記計測回路部分で計測された前記燃料タンク内の液量に応じた液量信号を出力する、前記出力回路部分と、
   アースに接続して設けられ、前記出力回路部分によって出力された前記液量信号に基づいて前記燃料供給手段の前記燃料の供給速度を制御する、供給速度制御回路と、を有し、
   前記出力回路部分が、前記アースと絶縁され、前記供給速度制御回路から電気的に孤立して設けられるとともに前記供給速度制御回路に前記液量信号を送信する送信部を有し、
   前記供給速度制御回路が、前記出力回路部分の送信部から送信された前記液量信号を受信する受信部を有している
   ことを特徴とする燃料充填装置。

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