| 【発明の名称】 |
車両用気体燃料充填装置 |
| 【発明者】 |
【氏名】鹿島 隆光
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| 【要約】 |
【課題】都市ガス配管等の低圧気体燃料供給源から供給される天然ガスを車両に搭載されている高圧容器に簡単に充填できるようにする。
【解決手段】車両に、供給される低圧気体燃料（天然ガス）を所定圧力まで圧縮するコンプレッサ１７を搭載し、低圧気体燃料を高圧容器９に充填する場合、先ずエンジン１を駆動させ、このエンジン１の駆動力によりコンプレッサ１を駆動させて低圧気体燃料を所定圧力まで圧縮した後、高圧容器９に充填させる。車両にコンプレッサ１７を搭載すると共に、このコンプレッサ１７をエンジン１により駆動させることで、ＣＮＧスタンドを探すことなく、都市ガス配管等の低圧気体燃料供給源を確保できる場所であれば、何処でも気体燃料を充填させることが可能となる。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】外部の気体燃料供給源に充填口を接続して気体燃料を充填する高圧容器を搭載し、上記高圧容器に充填されている気体燃料をエンジンの吸気側に供給して該エンジンを駆動させる車両において、上記車両に、エンジン駆動により気体燃料を高圧に圧縮する気体燃料圧縮手段と、上記充填口から上記気体燃料圧縮手段を介して低圧気体燃料を高圧に圧縮した後、上記高圧容器に充填する低圧用充填回路とを備えることを特徴とする車両用気体燃料充填装置。
【請求項２】上記車両に、高圧気体燃料を上記高圧容器に充填する高圧用充填回路を備え、上記充填口として上記高圧用充填回路と上記気体燃料供給源とを接続する高圧用充填口と上記低圧用充填回路と上記気体燃料供給源とを接続する低圧用充填口とを有し、上記両充填口に上記気体燃料供給源との接続を感知する接続感知手段を配設すると共に、上記両充填回路に上記接続感知手段で接続を感知した側の充填回路のみを開弁動作させる開閉弁をそれぞれ介装したことを特徴とする請求項１記載の車両用気体燃料充填装置。
【請求項３】上記車両に、上記充填口から供給される高圧気体燃料を上記高圧容器に充填する高圧用充填回路を備え、上記充填口の下流に充填される気体燃料の圧力が高圧か低圧かを検出する圧力検出手段を配設し、上記圧力検出手段の下流を上記高圧用充填回路と上記低圧用充填回路とに分岐接続すると共に、上記両充填回路に上記圧力検出手段で判定した圧力に対応する上記充填回路側のみを開弁動作させる開閉弁を設けたことを特徴とする請求項１記載の車両用気体燃料充填装置。
【請求項４】上記気体燃料圧縮手段の上流と上記開閉弁との間の上記低圧用充填回路に、エンジンの吸気通路に設けたミキサに連通する燃料供給回路を分岐接続し、上記気体燃料供給源から供給される気体燃料の一部を上記燃料供給回路に供給することを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載の車両用気体燃料充填装置。
【請求項５】上記気体燃料供給源より供給される気体燃料が低圧と判断されたときは、上記気体燃料圧縮手段を作動させるエンジンの回転数を上記気体燃料が必要な圧力に上昇する領域まで高めるように制御することを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載の車両用気体燃料充填装置。
【請求項６】上記接続感知手段が接続を感知した後に、上記気体燃料圧縮手段を作動させるためにエンジンを始動させる手動スイッチを設けたことを特徴とする請求項１〜５の何れかに記載の車両用気体燃料充填装置。
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【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、都市ガス配管から供給を受ける天然ガス等の気体燃料を、車両に搭載されている高圧容器に圧縮して充填させる車両用気体燃料充填装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、化石燃料の中でも最もクリーンな自動車用燃料として天然ガスが注目されている。天然ガスの主成分であるメタン（ＣＨ4）は、常温では気体であるため、自動車用燃料として使用するためには、高圧容器に２００Ｋｇｆ／ｃｍ2 程度の高圧に圧縮して貯蔵するのが一般的である。
【０００３】圧縮天然ガス（ＣＮＧ）を高圧容器に充填する方法として、ＣＮＧスタンド（急速充填所）を利用する場合と、例えば特開平９−２５０６９５号公報に開示されているような小型昇圧供給装置を用いて行う場合とがある。
【０００４】ＣＮＧスタンドは、大型圧縮機で圧縮したガスを大容量の高圧容器に貯蔵し、それを車両に搭載されている高圧容器に充填するもので、急速充填が可能である。これに対して、小型昇圧供給装置は、都市ガス配管等から供給を受ける天然ガスを圧縮して、車両に搭載されている高圧容器に充填するもので、ＣＮＧスタンドへ出向くことなく手軽に充填することのできる利便性がある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかし、小型昇圧供給装置を使用して一般家庭で天然ガスを充填しようとした場合、この小型昇圧供給装置は、おおよそ洗濯機２台分程度の大きさを有するため設置場所を確保することが難しく、しかも、消費電力が約４Ｋｗで２００Ｖ程度の電源を必要とするため、かなりの負担になる。
【０００６】この場合、当然のことながら、小型昇圧供給装置が設置されいてない場所では、都市ガス配管等から供給されている低圧の天然ガスを、高圧容器に充填することはできないため、ＣＮＧスタンドと同様に充填場所が限られてしまう不都合がある。
【０００７】本発明は、上記事情に鑑み、気体燃料を車両に搭載されている高圧容器に充填する際に、小型昇圧供給装置が設置されていない場所であっても、気体燃料供給源が確保できる場所であれば、この気体燃料を圧縮して簡単に高圧容器に充填することが可能であり、取扱性に優れた車両用気体燃料充填装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため本発明による第１の車両用気体燃料充填装置は、外部の気体燃料供給源に充填口を接続して気体燃料を充填する高圧容器を搭載し、上記高圧容器に充填されている気体燃料をエンジンの吸気側に供給して該エンジンを駆動させる車両において、上記車両に、エンジン駆動により気体燃料を高圧に圧縮する気体燃料圧縮手段と、上記充填口から上記気体燃料圧縮手段を介して低圧気体燃料を高圧に圧縮した後、上記高圧容器に充填する低圧用充填回路とを備えることを特徴とする。
【０００９】このような構成によれば、車両に搭載されている高圧容器に、気体燃料供給源から供給される低圧気体燃料を充填する場合、先ず充填口を気体燃料供給源に接続する。すると、この気体燃料供給源から供給される低圧気体燃料が、エンジンによって駆動する気体燃料圧縮手段にて所定圧力まで圧縮された後、低圧用充填回路を介して高圧容器に充填される。
【００１０】第２の車両用気体燃料充填装置は、第１の車両用気体燃料充填装置において、上記車両に、高圧気体燃料を上記高圧容器に充填する高圧用充填回路を備え、上記充填口として上記高圧用充填回路と上記気体燃料供給源とを接続する高圧用充填口と上記低圧用充填回路と上記気体燃料供給源とを接続する低圧用充填口とを有し、上記両充填口に上記気体燃料供給源との接続を感知する接続感知手段を配設すると共に、上記両充填回路に上記接続感知手段で接続を感知した側の充填回路のみを開弁動作させる開閉弁をそれぞれ介装したことを特徴とする。
【００１１】このような構成によれば、高圧用充填口と低圧用充填口との一方に気体燃料供給源を接続したとき、この接続状態を接続感知手段が感知すると、接続された側の充填回路に設けられている開閉弁が開弁動作し、非接続側の充填回路に設けられている開閉弁が閉弁動作し、非接続側の充填回路を遮断する。その結果、気体燃料供給源が高圧用充填口に接続された場合は、高圧用充填回路を介して高圧容器に高圧気体燃料が充填され、又、気体燃料供給源に低圧用充填口が接続された場合は、供給される低圧気体燃料が、コンプレッサにより一旦所定圧力まで圧縮された後、低圧用充填回路を介して高圧容器に充填される。
【００１２】第３の車両用気体燃料充填装置は、第１の車両用気体燃料充填装置において上記車両に、上記充填口から供給される高圧気体燃料を上記高圧容器に充填する高圧用充填回路を備え、上記充填口の下流に充填される気体燃料の圧力が高圧か低圧かを検出する圧力検出手段を配設し、上記圧力検出手段の下流を上記高圧用充填回路と上記低圧用充填回路とに分岐接続すると共に、上記両充填回路に上記圧力検出手段で判定した圧力に対応する上記充填回路側のみを開弁動作させる開閉弁を設けたことを特徴とする。
【００１３】このような構成によれば、充填口を気体燃料供給源に接続して、気体燃料供給源からの気体燃料の供給を開始すると、この供給口の下流に配設されている圧力検出手段が、供給される気体燃料の圧力が高圧か低圧かを検出し、気体燃料が低圧のときは、低圧用充填回路を開弁する一方で、高圧用充填回路を閉弁する。また、供給される気体燃料が高圧のときは、高圧用充填回路を開弁する一方で、低圧用充填回路を閉弁する。
【００１４】第４の車両用気体燃料充填装置は、第１〜第３の何れかの車両用気体燃料充填装置において、上記気体燃料圧縮手段の上流と上記開閉弁との間の上記低圧用充填回路に、エンジンの吸気通路に設けたミキサに連通する燃料供給回路を分岐接続し、上記気体燃料供給源から供給される気体燃料の一部を上記燃料供給回路に供給することを特徴とする。このような構成によれば、低圧気体燃料を充填する場合は、供給する低圧気体燃料の一部を燃料供給回路に供給することで、この燃料供給回路から供給される気体燃料によりエンジンを駆動して、低圧気体燃料を圧縮させる気体燃料圧縮手段を駆動させる。
【００１５】第５の車両用気体燃料充填装置は、第１〜第３の何れかの車両用気体燃料充填装置において、上記気体燃料供給源より供給される気体燃料が低圧と判断されたときは、上記気体燃料圧縮手段を作動させるエンジンの回転数を上記気体燃料が必要な圧力に上昇する領域まで高めるように制御することを特徴とする。このような構成によれば、低圧気体燃料が充填されるときは、エンジン回転数を上昇させて、気体燃料圧縮手段の回転数を上げて、高圧容器に充填する気体燃料の圧力を必要圧力まで圧縮させる。
【００１６】第６の車両用気体燃料充填装置は、第１〜第５の車両用気体燃料充填装置において、上記接続感知手段が接続を感知した後に、上記気体燃料圧縮手段を作動させるためにエンジンを始動させる手動スイッチを設けたことを特徴とする。このような構成によれば、手動スイッチをオンするまでは、気体燃料圧縮手段が動作せず、気体燃料の充填が開始されないため、操作者の意志に沿った充填タイミングを得ることができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】以下、図面に基づいて本発明の実施の形態を説明する。図１、図２に本発明の第１実施の形態を示す。図１に車両用気体燃料充填装置の概略構成図が示されている。
【００１８】図１の符号１はエンジン、２はエンジン１の吸気側に連通する吸気通路で、この吸気通路２の上流にエアクリーナ３が介装され、又中途にスロットル弁４が介装され、更に、その下流に噴射方向をエンジン１の吸気ポートへ指向するインジェクタ５が配設されている。
【００１９】又、吸気通路２にはスロットル弁４をバイパスするエアーバイパス通路６が設けられており、このエアーバイパス通路６にＩＳＣ（アイドルスピードコントロール）弁７が介装されている。
【００２０】インジェクタ５には、燃料供給回路である燃料供給ライン８を介して高圧容器９が接続され、この燃料供給ライン８にプレッシャレギュレータ１０が介装されている。高圧容器９には、気体燃料の一例である圧縮天然ガス（ＣＮＧ）が充填されており、この高圧容器９内の気体燃料が燃料供給ライン８を介し、プレッシャレギュレータ１０によりスロットル弁４下流側の吸気通路２の内圧との相対圧が一定になるように調圧された状態でインジェクタ５に供給される。
【００２１】高圧容器９には、燃料充填ライン１１を介して、高圧用充填回路である高圧気体燃料充填ライン１２ａと、低圧用充填回路である低圧気体燃料充填ライン１２ｂとが接続されている。高圧気体燃料充填ライン１２ａには、この高圧気体燃料充填ライン１２ａを、ＯＮ動作により開弁し、ＯＦＦ動作により閉弁する、電動或いは電磁式の高圧バルブ１４ａが介装され、更に図示しないＣＮＧスタンド、或いは予め設置されている小型昇圧供給装置等の高圧気体燃料供給源から延出する供給側高圧レセプタクル（図示せず）に接続可能な、高圧用充填口としての高圧側レセプタクル１５ａが設けられ、この高圧側レセプタクル１５ａに、供給側高圧レセプタクルとの接続完了を感知してＯＮする高圧レセプタクルスイッチ１６ａが配設されている。
【００２２】又、低圧気体燃料充填ライン１２ｂには、この低圧気体燃料充填ライン１２ｂを、ＯＮ動作により開弁し、ＯＦＦ動作により閉弁する、電動或いは電磁式の低圧バルブ１４ｂが介装され、更に、充填口に、図示しない都市ガス等の低圧気体燃料供給源から延出する供給側低圧レセプタクル（図示せず）に接続可能な、低圧用充填口としての低圧側レセプタクル１５ｂが設けられ、この低圧側レセプタクル１５ｂに、供給側低圧レセプタクルとの接続完了を感知してＯＮする低圧レセプタクルスイッチ１６ｂが配設されている。
【００２３】両レセプタクル１５ａ，１５ｂは、通常のガソリン車に設けられている給油口と同じように、車体外板に形成した凹部１３に収容されており、この凹部１３が、一端をヒンジ等により枢支し、片開き自在にされた一般的なフューエルリッド（図示せず）により開閉自在に閉塞されている。
【００２４】又、低圧気体燃料充填ライン１２ｂの低圧バルブ１４ｂの下流に、低圧の気体燃料を高圧に圧縮する気体燃料圧縮手段の一例であるコンプレッサ１７が介装され、更にその下流に、気体燃料の逆流を阻止するチェックバルブ１８が介装されている。
【００２５】又、燃料充填ライン１１に、高圧容器９内に充填されているＣＮＧの圧力を検出する圧力センサ１９が介装されている。
【００２６】コンプレッサ１７はエンジン１により駆動されるもので、このコンプレッサ１７の入力軸１７ａが電磁クラッチ２０を介してベルト伝達機構２１の出力軸２１ａに連結可能にされており、ベルト伝達機構２１の入力軸２１ｂがエンジン１のクランク軸等の出力軸（図示せず）に連結されている。
【００２７】バルブ１４ａ，１４ｂの開閉動作、電磁クラッチ２０の接断、ＩＳＣ弁７の弁開度、及びインジェクタ５から供給する燃料噴射量の設定等は、電子制御装置（ＥＣＵ）２２で制御される。
【００２８】電子制御装置２２の入力側には、エンジン１の回転数を検出するエンジン回転数センサ２３、セレクトレバー（図示せず）のシフト位置を検出するシフト位置検出センサ２４、ハンドブレーキを引いたときにＯＮするハンドブレーキスイッチ２５、車体外部に併設されて車両周辺のＣＯ濃度を検出するＣＯ濃度検出センサ２６、及び上述した各レセプタクルスイッチ１６ａ，１６ｂ、圧力センサ１９等が接続されている。
【００２９】又、電子制御装置２２の出力側に、上述した各バルブ１４ａ，１４ｂ、ＩＳＣ弁７、電磁クラッチ２０、インジェクタ５、ソレノイドＯＮ信号でシフトレバーを固定するシフトロックソレノイド２７、ＯＮ信号でフューエルリッドのロックを解除するフューエルリッドソレノイド２８等が接続されている。
【００３０】電子制御装置２２では、車両の停車状態を判定し、停車状態にあるときは高圧容器９に対する外部からの気体燃料の充填に備え、又接続される気体燃料の圧力に応じて、気体燃料を通過させる燃料充填ラインを選択する。
【００３１】具体的には、図２に示す気体燃料充填制御ルーチンに従って処理される。このルーチンでは、先ず、ステップＳ１で、各センサ、スイッチ類の出力信号を読込み、ステップＳ２，Ｓ３で、車両の停車条件を判定する。ステップＳ２では、シフト位置検出センサ２４の出力信号に基づきシフトレバーがＰレンジにシフトされているか否かを判定し、ステップＳ３ではハンドブレーキスイッチ２５の出力信号を読込み、ハンドブレーキが作動しているか開放されているかを判定する。
【００３２】そして、シフトレバーがＰレンジ以外のレンジにセットされており、且つハンドブレーキスイッチ２５がＯＦＦのハンドブレーキ開放状態のときは、ステップＳ４へ進み、フューエルリッドソレノイド２８をＯＦＦとし、フューエルリッドを閉状態でロックし、ルーチンを抜ける。
【００３３】又、シフトレバーがＰレンジにセットされており、且つハンドブレーキスイッチ２５がＯＮのハンドブレーキ作動状態のときは、ステップＳ５へ進み、フューエルリッドソレノイド２８をＯＮさせて、フューエルリッドのロックを解除し、気体燃料の充填作業に備える。
【００３４】そして、ステップＳ６へ進み、各レセプタクルスイッチ１６ａ，１６ｂの出力信号を読込み、レセプタクル１５ａ，１５ｂの一方に、気体燃料供給源から延出するレセプタクルが接続されたか否かを判定する。
【００３５】そして、レセプタクルスイッチ１６ａ，１６ｂの何れもがＯＦＦのときは、そのままルーチンを抜ける。又、高圧レセプタクルスイッチ１６ａがＯＮの、高圧気体燃料供給源から延出する供給側高圧レセプタクルが高圧側レセプタクル１５ａに接続されているときは、ステップＳ７へ進み、一方、低圧レセプタクルスイッチ１６ｂがＯＮの、低圧気体燃料供給源から延出する供給側低圧レセプタクルが低圧側レセプタクル１５ｂに接続されているときは、ステップＳ８へ進む。
【００３６】そして、ステップＳ７へ進むと、シフトロックソレノイド２７をＯＮし、セレクトレバーをＰレンジにセットされている状態でシフトロックし、ステップＳ９へ進み、高圧気体燃料充填ライン１２ａに介装されている高圧バルブ１４ａをＯＮ動作させて高圧気体燃料充填ライン１２ａを開放させると共に、低圧気体燃料充填ライン１２ｂに介装されている低圧バルブ１４ｂをＯＦＦ動作させて低圧気体燃料充填ライン１２ｂを遮断する。
【００３７】すると、ＣＮＧスタンド或いは小型昇圧供給装置等の高圧気体燃料供給源から供給される高圧気体燃料が高圧気体燃料充填ライン１２ａ、燃料充填ライン１１を経て高圧容器９に対して充填作業が開始される。
【００３８】その後、ステップＳ１０へ進み、エンジン回転数センサ２３の出力信号に基づき、エンジン１が駆動しているか否かを調べ、駆動しているときは、ステップＳ１１へ進み、図示しないイグニッションスイッチをＯＦＦさせるなどしてエンジン１を停止させた後、ステップＳ１２へ進み、又、エンジン１が停止しているときは、ステップＳ１０からステップＳ１２へジャンプする。
【００３９】ステップＳ１２へ進むと、燃料充填ライン１１に介装した圧力センサ１９によって検出した、高圧容器９に対するＣＮＧの充填圧力に基づき、高圧容器９内のＣＮＧ充填による圧力が設定圧力（本実施の形態では、２００Ｋｇｆ／ｃｍ2）に達したか否かを判定し、設定圧力に達していないときは、そのままルーチンを抜け、高圧気体の充填作業を継続する。
【００４０】一方、設定圧力に達したときは満充填と判断し、ステップＳ１３へ進み、高圧バルブ１４ａをＯＦＦ動作させて高圧気体燃料充填ライン１２ａを遮断し、高圧容器９に対する高圧気体燃料の充填作業を終了すると共に、シフトロックソレノイド２７をＯＦＦ動作させて、シフトレバーに対するロックを解除し、ルーチンを抜ける。
【００４１】一方、ステップＳ６で、低圧レセプタクルスイッチ１６ｂがＯＮの、低圧気体燃料供給源から延出する供給側低圧レセプタクルが低圧側レセプタクル１５ｂに接続されていると判定されて、ステップＳ８へ進むと、ステップＳ７と同様に、シフトロックソレノイド２７をＯＮし、セレクトレバーをＰレンジにセットされている状態でシフトロックする。
【００４２】そして、ステップＳ１４へ進み、低圧気体燃料充填ライン１２ｂに介装されている低圧バルブ１４ｂをＯＮ動作させて低圧気体燃料充填ライン１２ｂを開放させると共に、高圧気体燃料充填ライン１２ａに介装されている高圧バルブ１４ａをＯＦＦ動作させて高圧気体燃料充填ライン１２ａを遮断する。
【００４３】次いで、ステップＳ１５へ進み、エンジン回転数センサ２３の出力信号に基づき、エンジン１が駆動しているか否かを調べ、停止しているときはステップＳ１６へ進み、スタータに対して所定時間通電させる等してエンジン１を始動させた後、ステップＳ１７へ進む。又、エンジン１が駆動しているときは、そのままステップＳ１７へ進む。
【００４４】そして、ステップＳ１７で、ＩＳＣ弁７の開度を制御してエンジン回転数を、低圧の気体燃料を所定圧力まで圧縮するに必要なコンプレッサ１７の回転数を得るための目標エンジン回転数に収束するようにフィードバック制御する、いわゆるアイドルアップ制御を行うと共に、電磁クラッチ２０をＯＮ動作させて、クラッチを接続させる。すると、エンジン１からの動力がベルト伝達機構２１、電磁クラッチ２０を介してコンプレッサ１７の入力軸１７ａに伝達され、このコンプレッサ１７が回転駆動する。
【００４５】その結果、都市ガス等の低圧気体燃料供給源から供給される気体燃料（天然ガス）がコンプレッサ１７により所定圧力まで圧縮され、燃料充填ライン１１を経て高圧容器９へ充填される。
【００４６】その後、ステップＳ１８へ進み、ＣＯ濃度検出センサ２６で検出したＣＯ濃度に基づき、車両周辺のＣＯ濃度を検知し、ＣＯ濃度が設定値以上になったときは、ステップＳ１９へ分岐し、エンジン１を直ちに停止し、続く、ステップＳ２０でブザー、音声等により警報を発して、作業者にエンジン１を緊急停止した理由を知らせ、ルーチンを抜ける。
【００４７】又、ステップＳ１８で、ＣＯ濃度が設定値以下と判定されたときは、ステップＳ２１へ進み、燃料充填ライン１１に介装した圧力センサ１９によって検出した、高圧容器９に対するＣＮＧの充填圧力に基づき、高圧容器９内のＣＮＧ充填による圧力が予め設定されている満充填圧力（本実施の形態では、２００Ｋｇｆ／ｃｍ2）に達したか否かを判定し、満充填に達していないときは、そのままルーチンを抜け、低圧気体燃料の充填作業を継続する。
【００４８】一方、満充填に達したときは、ステップＳ２１からステップＳ２２へ進み、電磁クラッチ２０をＯＦＦ動作させ、コンプレッサ１７への動力を遮断してコンプレッサ１７を停止させ、エンジン１を停止させると共に、低圧バルブ１４ｂをＯＦＦ動作させて低圧気体燃料充填ライン１２ｂを遮断し、高圧容器９に対する低圧気体燃料の充填作業を終了し、更に、シフトロックソレノイド２７をＯＦＦ動作させて、シフトレバーに対するロックを解除し、ルーチンを抜ける。
【００４９】このように、本実施の形態では、低圧気体燃料を車両に搭載されているコンプレッサ１７によって所定圧力まで圧縮した後、高圧容器に充填するようにしたので、天然ガスを家庭用都市ガスとして供給されているところであれば、どこでも充填作業を行うことができ、又、コンプレッサ１７はエンジン１により駆動されるため、電源設備の無い場所であっても、天然ガスを充填することかできるので、取扱性がよい。
【００５０】更に、コンプレッサ１７が駆動している際には、アイドルアップ制御によりエンジン回転数が一定に制御されているため、コンプレッサ１７の負荷変動によりエンジン回転数の低下やエンスト或いは過回転が防止され、コンプレッサ１７の効率的な使用により、燃費向上を図ることができる。
【００５１】又、コンプレッサ１７を使用した低圧気体燃料の充填作業の際にも、エンジン１へ供給する燃料は、通常の燃料供給ライン８を使用して高圧容器９内のＣＮＧを使用しているため、新たな燃料配管を必要とせず、シンプルな配管となり、製造、組立コストの低減が図れる。
【００５２】更に、高圧側レセプタクル１５ａと低圧側レセプタクル１５ｂとを、通常のガソリン車の給油口と同じように形成された凹部１３に収納し、しかも、この凹部１３を周知のフューエルリッドで閉塞するようにしたので、車体に特別な変更を行うことなく、レセプタクル１５ａ，１５ｂを取付けることができ、又、ガソリン車と同じ位置に設けたことにより、ユーザが燃料充填の際に迷うことなく作業を開始することができる。
【００５３】加えて、高圧気体燃料と低圧気体燃料とを専用の気体燃料充填ライン１２ａ，１２ｂを通して充填させるようにしたので、低圧気体燃料を充填している際に、高圧容器９に充填されているＣＮＧが逆流することが無く、高い安全性を得ることができる。
【００５４】この場合、少なくとも低圧側レセプタクル５ｂに連設する低圧燃料充填ライン１２ｂの先端側をフレキシブルホースとしてリールに巻き付け、充填作業時にはレセプタクル１２ｂを引き出せる構造とすることで、低圧気体燃料供給源に設けた供給側低圧レセプタクルとの接続が容易になり、充填作業を効率よく行うことが可能となる。
【００５５】又、各レセプタクル１５ａ，１５ｂに、気体燃料供給源に設けたレセプタクルとの接続を感知するレセプタクルスイッチ１６ａ，１６ｂを設け、レセプタクルスイッチ１６ａ，１６ｂが接続を感知した後に、気体燃料の充填作業を開始するようにしたので、不十分な接続状態のままで、気体燃料の充填が開始されてしまうことが無く、誤動作を有効に回避することができる。
【００５６】更に、気体燃料の充填作業の際には、圧力センサ１９にて高圧容器９内の圧力を検出し、設定圧力（例えば２００Ｋｇｆ／ｃｍ2 ）に達したときは、エンジンを停止させ、更に低圧気体燃料を充填している際には電磁クラッチ２０をＯＦＦとしてコンプレッサ１７を停止させるようにしたので、気体燃料の過充填を防止することができる、又、満充填に達したときはエンジンを強制的に停止させるようにしたので、無駄な燃料消費を抑制することができる。
【００５７】又、両レセプタクル１５ａ，１５ｂが収容されている凹部１３を閉塞するフューエルリッドのロックが、シフトレバーがＰレンジにあり、且つハンドブレーキ作動中の車両停車条件が満足されているときにのみ、フューエルリッドソレノイド２８が作動して解除するようにしたので、充填作業中の誤発進を未然に防止することかできる。尚、この場合、シフトレバーがＰレンジにセットされ、或いはハンドブレーキが作動中の何れかを満足したとき、若しくは、シフトレバーがＰレンジにセットされているときにのみ、車両停車条件成立と簡易的に判定するようにしても良い。
【００５８】更に、気体燃料の充填作業中はシフトレバーをＰレンジにシフトロックするようにしたので、コンプレッサ１７を作動させるためにエンジン１がアイドルアップ制御されている際に、車両が誤って走り出してしまうことが無く、気体燃料の充填作業を安心して行うことができる。
【００５９】又、ＣＯ濃度検出センサ２６により、充填作業中の車体周辺のＣＯ濃度を検出し、車両を風通しの悪い場所、或いは密閉された場所に停車させて充填作業を開始する際に、コンプレッサ１７を駆動させるためにエンジン１が起動した場合であっても、車両周辺にＣＯが滞留しＣＯ濃度が上昇した場合には、エンジン１を直ちに停止するようにしたので、作業者をＣＯ中毒から保護することができる。更に、高圧気体燃料供給源から延出する供給側レセプタクルが高圧側レセプタクル１５ａに接続されているときは、高圧燃料充填ライン１２ａを高圧バルブ１４ａにより開放し、低圧燃料充填ライン１２ｂを低圧バルブ１４ｂにより遮断し、又、低圧気体燃料供給源から延出する供給側レセプタクルが低圧側レセプタクル１５ｂに接続されているときは、低圧燃料充填ライン１２ｂを低圧バルブ１４ｂにより開放し、高圧燃料充填ライン１２ａを高圧バルブ１４ａにより遮断するようにしたので、高圧気体燃料の充填作業中は、低圧気体燃料供給源から延出する供給側レセプタクルを低圧側レセプタクル１５ｂに接続しても、この低圧気体燃料供給源から気体燃料が充填されることはなく、逆に、低圧気体燃料の充填作業中は、高圧気体燃料供給源から延出する供給側レセプタクルを高圧側レセプタクル１５ａに接続しても、この高圧気体燃料供給源から気体燃料が充填されることはなく、何れかのラインのみからの充填となるため、誤って双方から充填されてしまうことが無く、高い安全性を保証することができる。
【００６０】更に、高圧気体燃料充填作業を開始する際には、エンジン１を強制的に停止させ、又、低圧気体燃料充填作業中にはコンプレッサ１７を駆動させるためにエンジン１を強制的に始動させることで、エンジン出力が必要最小限となり、燃費の向上を図ることができる。
【００６１】又、図３、図４に本発明の第２実施の形態を示す。上述した第１実施の形態では、低圧気体燃料充填ライン１２ａと高圧気体燃料充填ライン１２ｂとに対し、それぞれ専用のレセプタクル１５ａ，１５ｂを設けたが、本実施の形態では、１つのレセプタクル１５を高圧用と低圧用とで共通して使用するようにしたものである。
【００６２】すなわち、高圧気体燃料充填ライン１２ａと低圧気体燃料充填ライン１２ｂとの流入口を、１つの気体燃料充填ライン１２に合流させ、この気体燃料充填ライン１２の先端にレセプタクル１５を設け、又、気体燃料充填ライン１２の中途に、供給する気体燃料の圧力が高圧か低圧かを検出する、圧力検出手段の一例である燃料圧力センサ１９ａを介装したものである。
【００６３】電子制御装置（ＥＣＵ）２２では、車体側レセプタクル１９に気体燃料供給源から延出する供給側レセプタクルが接続されると、気体燃料供給源から供給される気体燃料が、高圧気体燃料か低圧気体燃料かを調べ、供給される気体燃料の種別に応じた充填制御を実行する。
【００６４】具体的には、図４に示す気体燃料充填制御ルーチンに従って処理される。ステップＳ１〜Ｓ５まで、前述した第１実施の形態と同様の処理を行い、ステップＳ６で、車体側レセプタクル１５に併設するレセプタクルスイッチ１６の出力信号に基づき、気体燃料供給源から延出する供給側レセプタクルが、車体側レセプタクル１５に接続されたか否かを調べ、レセプタクルスイッチ１６がＯＦＦの非接続状態のときは、そのまま、ルーチンを抜ける。
【００６５】又、レセプタクルスイッチ１６がＯＮの接続状態にあるときは、ステップＳ３１へ進み、燃料圧力センサ１９ａで検出した気体燃料供給源から供給される気体燃料の圧力に基づき、供給される気体燃料が高圧気体燃料か低圧気体燃料かを調べ、高圧気体燃料が供給されているときはステップＳ７へ進み、低圧気体燃料が供給されているときはステップＳ８へ進み、前述した第１実施の形態と同様の処理を行う。
【００６６】このように、本実施の形態によれば、１つのレセプタクル１５で低圧気体燃料供給源と高圧気体燃料供給源とから各々延出されている供給側レセプタクルを接続するようにしたので、部品の共用化が図れ、その分部品点数の削減が図れる。又、部品を共用化したことにより、レセプタクル１５を凹部１３に配設する際の制約が緩和される。
【００６７】更に、燃料圧力センサ１９ａにより、供給される気体燃料が低圧か高圧かを判定して、燃料充填ライン１２ａ，１２ｂを自動的に切換えるようにしたので、作業者が気体燃料が高圧か低圧かを逐一確認する必要が無く、作業性がよい。
【００６８】又、図５、図６に本発明の第３実施の形態を示す。上述した第１、第２実施の形態では、インジェクタ５から噴射される気体燃料によりエンジン１を駆動させるようにているが、本実施の形態では、低圧気体燃料をエンジン１に対して昇圧することなく供給できるように、吸気通路２のスロットル弁４上流に配設したミキサ３１から燃料噴霧するようにしたものである。
【００６９】従って、図５に示すように、本実施の形態では、高圧容器９から延出する燃料充填ライン１１をミキサ３１に接続し、この燃料充填ライン１１に燃料圧力を、ほぼ大気圧まで低下させる減圧弁３２を介装し、又、この燃料充填ライン１１の減圧弁３２の下流と、低圧気体燃料充填ライン１２ｂの低圧バルブ１４ｂとコンプレッサ１７との間とを、低圧気体燃料供給ライン３３で連通し、低圧気体燃料供給ライン３３に気体燃料の逆流を防止するためのチェックバルブ１８を介装する。
【００７０】尚、高圧容器９に対する気体燃料の充填作業中は、電子制御装置２２からの閉弁信号により減圧弁３２が全閉状態となり、燃料供給ライン８を遮断する。
【００７１】又、本実施の形態では、高圧容器９に対する気体燃料の充填は、運転席の近傍に配設した手動スイッチ３４をＯＮすることで開始される。
【００７２】これらの制御は、電子制御装置２２で行われ、具体的には図６に示す気体燃料充填制御ルーチンに従って処理される。
【００７３】このルーチンでは、ステップＳ１〜Ｓ６において、前述した第１実施の形態と同様の処理を行う。
【００７４】そして、ステップＳ６で、低圧レセプタクルスイッチ１６ｂがＯＮの、低圧側レセプタクル１５ｂに気体燃料供給源から延出されている供給側レセプタクルが接続されたと判定したときは、ステップＳ４１へ進み、手動スイッチ３４がＯＮされるまで待機する。
【００７５】そして、手動スイッチ３４がＯＮされると、ステップＳ４３へ進み、減圧弁３２を閉弁させて、高圧容器９とミキサ３１とを遮断し、ステップＳ８へ進み、第１実施の形態と同様の処理を行う。
【００７６】又、ステップＳ６で、高圧レセプタクルスイッチ１６ａがＯＮの、高圧側レセプタクル１５ａに対して気体燃料供給源から延出されている供給側レセプタクルが接続されていると判定したときは、ステップＳ４２へ分岐し、手動スイッチ３４がＯＮされるまで、待機し、手動スイッチ３４がＯＮされると、ステップＳ７へ進み、第１実施の形態と同様の処理を行う。
【００７７】この場合、ステップＳ１４において、低圧バルブ１４ｂをＯＮ動作させて、低圧気体燃料充填ライン１２ｂを開放すると、都市ガス等の低圧気体燃料供給源から供給される低圧気体燃料の一部は、低圧気体燃料供給ライン３３を通り、吸気通路２に設けたミキサ３１へ送られ、ここで、気体燃料と空気とが混合されてエンジン１へ供給される。
【００７８】尚、ミキサ３１には、図示しない電子制御弁が配設されており、ミキサ３１からの燃料噴射量が電子制御装置２２によりフィードバック制御される。
【００７９】又、ステップＳ２２では、第１実施の形態と同様な処理に加えて、減圧弁３２を開弁させる処理が行われる。
【００８０】このように、本実施の形態では、操作者が手動スイッチ３４をＯＮするまでは気体燃料の充填が開始されないため、接続完了後、充填作業がいきなり開始されてしまうことが無く、操作者の意思に合わせた充填作業を行うことができる。
【００８１】又、低圧気体燃料を充填する際には、供給される低圧気体燃料の一部をエンジン１へ供給するようにしたので、高圧容器９に充填されているＣＮＧをエンジン１に供給する場合に比し、余分な低圧気体燃料をコンプレッサ１７により圧縮する必要が無くなり、燃費の向上を図ることができる。
【００８２】尚、本発明は、上述した各実施の形態に限るものではなく、例えばレセプタクル自体に開閉弁を介装し、車両の停車条件（ステップＳ２，Ｓ３参照）が満足されたときは、この開閉弁を開弁させて充填可能とすることで、フューエルリッドのロック機構を省くことができる。
【００８３】又、コンプレッサ１７駆動の際のアイドルアップ制御は、ＩＳＣ弁の開度制御によらず、電子制御スロットル（ＥＴＣ）が装備されているエンジンであれば、このＥＴＣの開度制御により行うようにしても良い。
【００８４】
【発明の効果】請求項１記載の発明によれば、車両に、都市ガス配管等の気体燃料供給源から供給される低圧気体燃料を、エンジン駆動により高圧に圧縮させる気体燃料圧縮手段を搭載し、気体燃料圧縮手段で所定圧力に圧縮した気体燃料を低圧用充填回路を介して高圧容器に充填できるようにしたので、小型昇圧供給装置が設置されていない場所であっても、低圧気体燃料の供給を受けることのできる場所であれば、簡単に充填作業を開始することができるため、取り扱い性がよい。
【００８５】請求項２記載の発明によれば、充填口として高圧用充填口と低圧用充填口との２つを備え、一方の充填口に気体燃料供給源を接続した場合には、他方の充填口に連通する充填回路を自動的に遮断するようにしたので、充填作業の際に、作業者が供給される気体燃料が低圧か高圧かを一々判定して、燃料充填回路を切換える必要が無く、作業性がよい。
【００８６】請求項３記載の発明によれば、気体燃料供給源に接続して気体燃料の供給を受ける充填口を、低圧気体燃料と高圧気体燃料とで共用化したので、部品点数が削減された分、製造コストの低減を図ることができる。
【００８７】請求項４記載の発明によれば、低圧気体燃料を充填する際に、この低圧気体燃料の一部を、エンジン駆動用として、そのままエンジンへ供給するようにしたので、高圧容器に充填されている気体燃料をエンジン駆動用として供給する場合に比し、充填作業の際に消費した気体燃料分を高圧容器に充填させる必要が無くなり、その分燃費の向上を図ることができる。
【００８８】請求項５記載の発明よれば、手動スイッチがオンされるまでは、気体燃料の充填が開始されないため、接続完了後、いきなり充填作業が開始されることが無く、作業者の意思に合わせた充填を行うことができる。
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| 【出願人】 |
【識別番号】０００００５３４８
【氏名又は名称】富士重工業株式会社
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| 【出願日】 |
平成１１年８月２６日（１９９９．８．２６） |
| 【代理人】 |
【識別番号】１０００７６２３３
【弁理士】
【氏名又は名称】伊藤 進
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| 【公開番号】 |
特開２００１−６５４０９（Ｐ２００１−６５４０９Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１３年３月１６日（２００１．３．１６） |
| 【出願番号】 |
特願平１１−２４００１３ |
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