JP2002257618A

JP2002257618A - 混合燃料タンクの貯蔵状態検出方法

Info

Publication number: JP2002257618A
Application number: JP2001054623A
Authority: JP
Inventors: Toshitake Sasaki; 俊武佐々木; Nobutaka Honma; 信孝本間
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2001-02-28
Filing date: 2001-02-28
Publication date: 2002-09-11

Abstract

(57)【要約】【課題】混合燃料タンク内のＣＮＧ，ＬＰＧの貯蔵状
態を検出する。【解決手段】ＣＮＧ，ＬＰＧを貯蔵する混合燃料タン
ク２０において、光の照射部２１、受光部２２を設け
る。照射部２１からは、ＣＮＧによって吸収される周波
数を含む光を照射する。照射光の減衰特性により、ＣＮ
Ｇの密度を特定する。更に、センサ２４，２６で検出さ
れた圧力、温度に基づいて、これらのパラメータとの関
係でＣＮＧ，ＬＰＧの気相、液相密度を記憶した状態デ
ータ３１を参照することにより、両者の密度を特定す
る。タンク容積は、既知であるから、密度を特定するこ
とにより、ＣＮＧ，ＬＰＧのモル比その他の貯蔵状態を
特定することができる。貯蔵状態の検出により、混合燃
料を理想的なモル比で再充填することが可能となる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、複数の燃料を貯蔵
する混合燃料タンクについて、内部の貯蔵状態を検出す
る方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、環境への配慮から、車両の燃料と
して、圧縮天然ガス（以下、ＣＮＧと呼ぶ）が利用され
つつある。メタンを主成分とするＣＮＧは、ガソリンに
比較して、エネルギ密度が低い欠点があるものの、二酸
化炭素の発生量が２〜３割低い利点があることが知られ
ている。

【０００３】エネルギ密度に基づく欠点を改善するた
め、ＣＮＧをエネルギ密度の高い液化石油ガス（以下、
ＬＰＧと呼ぶ）に溶解混合させて貯蔵する技術が提案さ
れている。ＣＮＧとＬＰＧとを所定のモル比で混合し、
理想的な圧力、温度条件下に置くと、混合ガスは、超臨
界状態となることが知られており、非常に効率的に燃料
を貯蔵することが可能となる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】混合燃料は、以下に示
す通り、再充填が非常に困難であるという課題があっ
た。混合燃料は、消費される過程で、超臨界状態から気
液２層状態に移行し、その結果、ＣＮＧ，ＬＰＧの消費
率に偏りが生じる。従って、残燃料の組成、即ち、燃料
中のＣＮＧ，ＬＰＧのモル比は不明となる。超臨界状態
の実現には、所定のモル比を実現する必要があるから、
このように組成が不明の状態から混合燃料を再充填する
ことは、非常に困難であった。

【０００５】上述の課題は、ＣＮＧ，ＬＰＧの混合に限
らず、複数の燃料を混合する場合に同様に生じ得た。本
発明は、かかる課題に鑑み、混合燃料の再充填の効率化
を図る技術を提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段およびその作用・効果】本
発明では、混合燃料タンクにおいて、燃料貯蔵状態の検
出の容易化を図ることにより、上記課題の解決を図っ
た。ここで、貯蔵状態とは、混合燃料の組成、混合燃料
の貯蔵量など、タンク内に貯蔵された混合燃料の状態を
特定するために用いられる種々のパラメータを意味す
る。

【０００７】本発明では、複数の燃料を混合して貯蔵す
る混合燃料タンク内の燃料の貯蔵状態を検出する検出装
置において、該混合燃料タンク内に照射光を照射する照
射部と、該照射光を受け、該受光の強さを検出する受光
部と、前記受光の強さと前記照射の状態との関係を用い
て、前記貯蔵状態を求める貯蔵状態推定部とを備えるも
のとした。

【０００８】本発明では、貯蔵状態の検出に、光を用い
る。後述する通り、例えば、光の減衰率を用いて組成を
検出することができる。また、別の例として、光を多方
向に照射した場合の反射光の強さ変化に基づいて、気液
２相に分離している混合燃料の液面高さを検出すること
ができる。更に、照射部を気相に、受光部を液相に設
け、両者の屈折率の相違を利用して液面高さを検出する
ものとしてもよい。このように、タンク内の貯蔵状態と
受光の強さとは所定の相関を持たせることが可能である
から、光を用いることにより、貯蔵状態の検出が可能で
ある。

【０００９】一般に混合燃料タンク内は、圧力および温
度が幅広く変化する。かかる環境下では、例えば、フロ
ートを利用して液面を測定することはできない。フロー
ト自体が高圧時につぶれて使用不能となる他、液体自体
の密度が圧力によって変動し液面高さが変動するからで
ある。これに対し、光自体は、圧力および温度の影響を
受けにくいため、これらが幅広く変化する環境下でも精
度良く貯蔵状態を検出することができる利点がある。

【００１０】また、混合燃料タンク内は、一般に外部か
ら光が入りにくい状態に保たれている。かかる環境下で
は、外部光によるノイズの影響が非常に低くなる。従っ
て、光を用いた検出は、精度を向上することができる利
点がある。

【００１１】本発明の検出装置においては、前記照射光
は、少なくとも一つの燃料成分に吸収され得る周波数を
含み、前記貯蔵状態推定部は、前記照射光に対する前記
受光の減衰量に基づき、前記貯蔵状態を求めるものとす
ることができる。

【００１２】各物質は、固有の周波数の光を吸収する性
質を有している。燃料タンク内の燃料も同様である。従
って、タンク内の組成は、光の減衰量に影響を与える。
逆に、光の減衰量を測定することにより、燃料の貯蔵状
態を求めることが可能となる。

【００１３】例えば、減衰量に基づき、前記周波数を吸
収する燃料成分の密度を算出し、この密度に基づき、前
記貯蔵状態を求めることができる。充填時に、燃料タン
ク内は、通常、気相、液相に分かれているのが通常であ
る。この状態で、各燃料成分につき、気相、液相のそれ
ぞれについて、密度を特定することにより、各燃料の貯
蔵量、モル比等を特定することができる。

【００１４】各密度は、例えば、各燃料成分に対応した
吸収周波数を含む光を照射して、その減衰量を測定する
ことにより特定することができる。この場合、各吸収周
波数に対応した個別の光を照射してもよい。また、複数
の周波数を含んだ光を照射し、受光をスペクトル解析し
て、各燃料成分に対応した減衰量を特定してもよい。

【００１５】各燃料成分が混在する状態は、その物性に
基づき、混合燃料タンク内の雰囲気によって予め決ま
る。かかる性質を利用して、各燃料成分の密度を特定す
るものとしてもよい。即ち、混合燃料タンク内の雰囲気
に関するパラメータ、前記複数の燃料の混合比、および
各燃料の密度との関係を記憶する記憶部と、前記パラメ
ータを検出する検出部とを備え、前記演算部は、前記密
度算出部による算出結果に基づいて、前記記憶部を参照
し、各燃料の密度を特定するものとしてもよい。

【００１６】ここでパラメータとしては、例えば、圧
力、温度を用いることができる。こうすれば、一部の燃
料成分について光の減衰量に基づき密度を特定した後、
上述の関係を利用して他の燃料成分の密度を特定するこ
とができる。

【００１７】光の減衰量を利用した貯蔵状態の検出は、
密度の推定には限られない。混合燃料は、気相と液相に
分かれて貯蔵されている場合に、液相の表面位置を検出
するものとしてもよい。

【００１８】この場合、前記照射部は、前記気相のみを
通過して前記受光部に至る方向に前記照射を行う第１照
射部と、前記液相の表面に反射させて前記受光部に至る
方向に前記照射を行う第２照射部とを備え、前記貯蔵状
態推定部は、前記第１照射部による受光の強さと、前記
第２照射部による受光の強さとの比較に基づいて前記液
相の表面位置を特定するものとすることができる。

【００１９】気相のみを通過する場合の光路長と、液層
の表面に反射させた場合の光路長とは液相の表面位置に
応じた差違が生じる。光の減衰量は光路長に応じて変動
する。従って、第１照射部および第２照射部の光の強さ
を測定することにより、液相の表面位置を特定すること
ができる。

【００２０】液相の表面位置の検出は、光の減衰量を利
用するものに限られない。前記照射部は、前記液相表面
に反射するよう照射角度を変化させて前記照射を行い、
前記貯蔵状態推定部は、前記受光部における強さが極大
となる際の前記照射部における照射角度に基づいて前記
液相の表面位置を特定するものとしてもよい。

【００２１】液相に反射した光は、液相表面と照射角度
に応じて、受光部に当たったり、受光部からずれたりす
る。反射した光が受光部に当たる場合に、受光の強さは
極大となる。照射部および受光部のタンク内での位置は
既知であるから、この時点での照射角度に基づき、液相
の表面位置を特定することができる。

【００２２】本発明において、混合燃料は、例えば、天
然ガスとＬＰガスとすることができる。

【００２３】本発明においては、検出結果を外部に出力
する出力部を備えるものとすることができる。これに対
応して、検出装置からの出力を受信する受信部と、受信
結果に基づき充填を支援する支援部とを備える充填装置
を用いることにより、効率的に燃料の再充填を行うこと
ができる。充填の支援は、燃料の貯蔵状態を表示等して
も良いし、混合燃料の充填量を自動制御してもよい。

【００２４】本発明は、上述した検出装置の他、種々の
態様で構成することができる。例えば、この検出装置を
備えた混合燃料タンクとして構成してもよい。燃料組成
の検出方法、混合燃料タンクの充填方法として構成して
もよい。

【００２５】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態について、以
下の項目に分けて説明する。Ａ．装置の構成：Ｂ．貯蔵状態検出処理：Ｃ．第２実施例としての貯蔵状態検出処理：Ｄ．変形例：

【００２６】Ａ．装置の構成：図１は混合燃料タンク内
に実施例としての検出装置を備える車両の概略構成を示
す説明図である。車両１０は、エンジン１１の動力をト
ルクコンバータ１１，変速機１２を介して車軸１４に伝
達して走行する。エンジン１１は、混合燃料タンク２０
から供給されるＣＮＧ，ＬＰＧを燃料として運転する。

【００２７】車両１０には、混合燃料タンク２０内のＣ
ＮＧ，ＬＰＧの貯蔵状態を検出するための検出装置が設
けられている。本実施例において、検出装置は、照射部
２１，受光部２２、圧力センサ２４，温度センサ２６お
よびこれらの情報を処理する演算部３０を備えている。
照射部２１は、所定周波数のレーザ光を受光部２２に向
けて照射する。受光部２２は、受光した光の強さを検出
する。両者は、光が混合燃料タンクの底面に平行に照射
されるよう、設けられている。但し、光路長が既知であ
れば、必ずしも平行に照射する必要はない。

【００２８】演算部３０は、内部にＣＰＵ、メモリを備
えるマイクロコンピュータとして構成されており、所定
のプログラムに従って燃料の貯蔵状態の解析を行う。こ
の解析に供されるデータとして、演算部３０には、状態
データ３１が予め用意されている。状態データ３１の詳
細については、後述する。

【００２９】混合燃料タンク２０には、燃料を充填する
ための供給口１５が設けられている。燃料の充填は、充
填装置１の供給管３をこの供給口１５に接続して行われ
る。図の煩雑化を避けるため、供給口１５、供給管３は
一つだけ示したが、ＬＰＧ，ＣＮＧのそれぞれに個別に
設けてもよい。

【００３０】燃料は、ＬＰＧ，ＣＮＧが混合燃料タンク
２０内で超臨界状態となるように充填される。超臨界状
態は、ＬＰＧ，ＣＮＧのモル比、圧力、温度が、物性に
応じて定まる所定の条件を満足した時に実現される。燃
料の再充填時には、混合燃料タンク２０内に残存してい
るＬＰＧ，ＣＮＧの量は不明である。本実施例では、検
出装置が混合燃料タンク２０内の燃料貯蔵状態を解析
し、充填装置１に提供することによって、燃料の再充填
の容易化を図っている。

【００３１】検出装置と充填装置１の情報の授受は、有
線で行われる。車両１０には、演算部３０による演算結
果を出力するためのコネクタ３４が設けられている。充
填装置１は、ケーブル４をコネクタ３４に接続すること
により、検出装置からの情報を取得することができる。
取得した情報、つまり混合燃料タンク２０内の組成は、
充填装置１のディスプレイ２に表示される。燃料の補給
者は、この表示に基づき、ＣＮＧ，ＬＰＧの供給量を調
整することができ、超臨界状態での燃料充填を比較的容
易に実現することができる。

【００３２】Ｂ．貯蔵状態検出処理：図２は貯蔵状態検
出処理のフローチャートである。燃料の充填時に演算部
３０のＣＰＵが実行する処理である。本実施例では、充
填中に繰り返し実行するものとしたが、実行タイミング
は、これに限らず任意に設定可能である。

【００３３】本実施例では、照射部２１から照射された
光の吸光特性を利用して貯蔵状態を検出する。混合燃料
タンク内には、ＣＮＧ，ＬＰＧのガスが混在しており、
それぞれが吸収する光の周波数が物性値として決まって
いる。ＣＮＧは、２８００〜３０００（１／ｃｍ）の周
波数帯の光を吸収する。ブタン等を主成分とするＬＰＧ
は、約７５０（１／ｃｍ）の周波数帯の光を吸収する。
光の吸収量は、各成分の密度に依存する。本実施例で
は、照射部２１からは、ＣＮＧによって吸収される周波
数帯の光を照射するものとした。

【００３４】貯蔵状態検出処理では、照射部２１から照
射された光の吸光特性を検出する（ステップＳ１０）。
吸光特性とは、照射光の減衰量に関わる特性を意味し、
例えば照射された光の強さＬ０と、受光部２２で計測さ
れた強さＬとの比によって表される。

【００３５】次に、演算部３０は吸光特性からＣＮＧへ
の換算を行う（ステップＳ１２）。この換算は、例え
ば、次に示すランベルト・ベア（Lanbert-Beer）の式を
用いて行うことができる。Ｌ／Ｌ０＝ｅ^-εLtC；ここで、 ε…ガスの種類によって定まる物性値；Ｌｔ…タンクの長さ；Ｃ…タンク内のガスの密度；である。

【００３６】図中に、吸光特性とＣＮＧの密度との関係
を併せて示した。この関係に基づき、吸光特性をＣＮＧ
密度に換算することができる。例えば、吸光特性の自然
対数がａである場合、この関係を参照すれば、ＣＮＧ密
度はｄ１と特定することができる。図中に示した関係
は、予めマップとして記憶しておいてもよいし、上述し
た式の形で記憶しておいてもよい。本実施例では、予め
マップとして記憶するものとした。

【００３７】こうして、混合燃料タンク２０内のＣＮＧ
密度が特定される。燃料の充填時には、タンク内は気
相、液相に分かれていることが多い。照射部２１および
受光部２２が気相に位置する場合には気相におけるＣＮ
Ｇ密度が特定され、液相に位置する場合には液相におけ
るＣＮＧ密度が特定されることになる。

【００３８】混合燃料タンク２０内のＣＮＧ，ＬＰＧの
各成分量を特定するためには、４つの密度、即ちそれぞ
れの成分の気相における密度、液相における密度を検出
する必要がある。上述の通り、ステップＳ１２では、Ｃ
ＮＧについて気相または液相いずれかの密度が検出され
たに過ぎない。

【００３９】次に、演算部３０は、圧力および温度を検
出し（ステップＳ１４）、これに基づいてＬＰＧ密度を
含む残余の３つの密度を求める（ステップＳ１６）。密
度の特定は、演算部３０に用意された状態データ３１を
用いて行う。

【００４０】図３は状態データ３１を例示する説明図で
ある。ＣＮＧとＬＰＧを混合した場合、気相および液相
における両者の密度は、両者のモル比、圧力および温度
によって一義的に定まる。状態データ３１は、この密度
をマップとして記憶したものである。図では、一定温度
下で、一定モル数のＬＰＧにＣＮＧを添加していった場
合の状態変化を示した。ＬＰＧの状態を実線、ＣＮＧの
状態を破線で示してある。それぞれ、点ＰＬ，ＰＣが超
臨界状態であり、これらの点よりも上方の曲線は、液相
における密度、下方の曲線は気相における密度を示して
いる。

【００４１】ＬＰＧにＣＮＧを添加すると、添加量の増
加につれて、混合燃料タンク２０内の圧力が上昇する。
これに伴い、ＬＰＧは液相の密度が低減、気相の密度が
増大する。ＣＮＧは液相、気相ともに密度が増大する。

【００４２】ステップＳ１４において、混合燃料タンク
２０内の圧力および温度が検出されているから、状態デ
ータ３１を参照すれば、ＬＰＧ、ＣＮＧの気相および液
相の密度が検出できる。例えば、圧力Ｐａであれば、Ｌ
ＰＧの液相における密度はρ _BL、ＬＰＧの気相における
密度はρ_BA、ＣＮＧの液相における密度はρ_ML，気相に
おける密度はρ_MAと求まる。これらの値は、ＬＰＧのモ
ル数の関数となる。

【００４３】こうして状態データ３１から得られた密度
と、ステップＳ１２において特定された密度とを比較す
る。例えば、ステップＳ１２でＣＮＧの気相密度ρ_MA1
が求められているものとする。演算部３０は、ＬＰＧの
モル数に対応して設けられた種々の状態データ３１を参
照し、ＣＮＧの気相密度ρ_MAが、ステップＳ１２で求め
られた気相密度ρ_MA1と一致するものを選択する。状態
データ３１は、全てのモル数に対して用意されている訳
ではないから、適宜、補間演算を行う。こうして両者が
一致する状態データ３１を特定することにより、ＬＰＧ
のモル数およびＬＰＧ，ＣＮＧについて４つの密度を求
めることができる。

【００４４】マップの形式は、図３に示すものに限られ
ない。マップの横軸、縦軸およびその他のパラメータは
種々の設定が可能である。

【００４５】以上の処理で特定された密度を用いて演算
部３０は、ＣＮＧ，ＬＰＧのモル比を特定する（ステッ
プＳ１８）。モル比は、例えば、次に示す連立方程式を
解くことによって得られる。

【００４６】まず、変数を次の通り定義する。既知量ＬＰＧの平均分子量…Ｗ_B；ＬＰＧの液相密度…ρ_BL；ＬＰＧの気相密度…ρ_BA；ＬＰＧの総モル数…Ｍ_B；ＣＮＧの平均分子量…Ｗ_M；ＣＮＧの液相密度…ρ_ML；ＣＮＧの気相密度…ρ_MA；混合燃料タンクの体積…Ｖ；未知量ＬＰＧの液相モル数…Ｍ_BL；ＬＰＧの気相モル数…Ｍ_BA；ＣＮＧの液相モル数…Ｍ_ML；ＣＮＧの気相モル数…Ｍ_MA；気相の体積…Ｖ_A；液相の体積…Ｖ_L；

【００４７】密度、分子量、モル数、体積には、次の関
係が成立する。 ρ_BL＝Ｗ_B×Ｍ_BL／Ｖ_L； ρ_BA＝Ｗ_B×Ｍ_BA／Ｖ_A； ρ_ML＝Ｗ_M×Ｍ_ML／Ｖ_L； ρ_MA＝Ｗ_M×Ｍ_MA／Ｖ_A；

【００４８】体積およびモル数には、次の関係が成立す
る。Ｖ＝Ｖ_A＋Ｖ_L；Ｍ_B＝Ｍ_BL＋Ｍ_BA；

【００４９】以上より、６つの未知量に対し、６つの方
程式が存在するから、各未知量を特定することができ
る。従って、ＬＰＧ，ＣＮＧのモル比も特定される。演
算部３０は、こうして特定された結果を出力して（ステ
ップＳ２０）、この処理を終了する。結果は、充填装置
１のディスプレイ２に表示される。

【００５０】以上で説明した実施例の検出装置によれ
ば、混合燃料タンク２０内におけるＬＰＧ，ＣＮＧのモ
ル比を特定することができる。この検出結果をモニター
しながら、ＬＰＧ，ＣＮＧの充填量を調整することによ
り、超臨界状態を実現するためのモル比を比較的容易に
実現することができる。

【００５１】本実施例では、吸光特性を利用することに
より、精度良く燃料の貯蔵状態を検出することができ
る。混合燃料タンク２０内は、燃料の充填に伴い、圧力
が大きく変動するが、本実施例の検出装置は、かかる環
境下でも精度良く検出を行うことができる利点がある。

【００５２】本実施例では、吸光特性は、ＣＮＧの気相
または液相の密度検出にのみ利用する場合を例示した。
吸光特性を利用して、その他の密度を特定するものとし
てもよい。つまり、ＣＮＧに吸収される周波数を含んだ
光、ＬＰＧに吸収される周波数を含んだ光をそれぞれ照
射し、両者の吸光特性を検出することにより、両者の密
度を求めてもよい。この場合、双方の波長に対応した光
を個別に照射してもよいし、白色光など両者の周波数を
含有した光を照射し、スペクトル解析して、各周波数の
吸光特性を特定してもよい。

【００５３】更に、照射部２１、受光部２２を気相、液
相のそれぞれに設け、両者の密度を個別に計測可能とし
てもよい。かかる位置としては、例えば、混合燃料タン
ク２０の最上部、および最下部が挙げられる。前者が気
相の密度検出用に使用され、後者が液相の密度検出用に
使用される。吸光特性によって特定される密度が多くな
る程、圧力、温度等の検出を簡素化することができる。
ＣＮＧ，ＬＰＧの気相および液相の密度全てが吸光特性
によって検出される場合には、圧力、温度の検出および
状態データ３１を省略することができる。

【００５４】Ｃ．第２実施例としての貯蔵状態検出処
理：第１実施例では、吸光特性を利用してＣＮＧ，ＬＰ
Ｇのモル比を検出する場合を例示した。燃料の貯蔵状態
の検出対象は、モル比に限られない。充填時の液面高さ
を対象としてもよい。燃料の充填には２通りの方法があ
る。第１は、実施例で説明したように、ＣＮＧ，ＬＰＧ
をそれぞれ調整しながら充填する方法である。第２は、
ＬＰＧを目標モル数だけ充填した後、ＣＮＧを溶解充填
する方法である。ＬＰＧの目標モル数は、混合燃料タン
クの容積に応じて、臨界状態を実現できる範囲で設定さ
れる。第２の方法において。ＬＰＧを充填する時点で
は、ＬＰＧはほとんど液体で存在する。従って、液面高
さを検出することにより、目標モル数の充填が可能とな
る。第２実施例では、かかる観点から、液面高さを検出
する方法について説明する。

【００５５】図４は第２実施例における液面検出処理の
フローチャートである。図中に併せて第２実施例におけ
るハードウェア構成も示した。第２実施例におけるハー
ドウェア構成は、第１実施例（図１参照）と同様であ
る。但し、第２実施例の混合燃料タンク２０Ａでは、光
の照射方向を可変の照射部２１Ａを設けた。

【００５６】液面検出処理が開始されると、演算部３０
は、照射部２１Ａから照射方向を変化させながら、光を
照射し、反射角度θの計測を行う（ステップＳ３０）。
図中には、Ａ，Ｂ，Ｃ３通りの方向に照射した場合を例
示した。ハッチングを付した領域は、液相を意味する。
照射された光は、液相の表面で反射する。図示する通
り、Ｂ方向の照射光は、反射された後、受光部２２Ａに
至る。Ａ，Ｃ方向の照射光は、反射された後、受光部２
２Ａから外れた部分に至る。この結果、受光の強さは、
Ｂ方向の照射光に対して極大値を示す。反射角度θは、
受光の強さが極大となる時点における照射方向を表すパ
ラメータであり、本実施例では、タンク底面に平行な方
向からのずれ角度を意味する。反射角度θは、混合燃料
タンク２０Ａ内の液面高さによって変動する。

【００５７】反射角度θは、照射方向に関して演算部３
０から照射部２１Ａに出力される指令値によって特定す
ることができる。照射部２１Ａに、照射方向を検出また
は出力する機能を設けても良い。受光部２２Ａに、受光
する光の方向を検出する機能を設けても良い。

【００５８】こうして反射角度θが設定されると、演算
部は、液面位置の算出を行う（ステップＳ３２）。タン
ク底面から照射部２１Ａおよび受光部２２Ａの取付位置
までの高さＨ０、照射部２１Ａと受光部２２Ａとの距離
Ｌｔは既知である。従って、反射角度θに応じて、照射
部２１Ａから液面までの相対的な距離Ｈ１を次式の通り
特定することができる。Ｈ１＝１／２×Ｌｔ×ｔａｎθ；液面高さは、（Ｈ０−Ｈ１）と特定される。

【００５９】演算部３０は、こうして特定された液面高
さを出力して（ステップＳ３４）、この処理を完了す
る。

【００６０】以上で説明した第２実施例によれば、液相
の表面における光の反射を利用して、タンク内の液面高
さを精度良く検出することができる。この結果、混合燃
料の充填の効率化を図ることができる。

【００６１】第２実施例のステップＳ３０においては、
光の減衰量に基づいて反射角度θを特定することもでき
る。この方法では、液面に反射させずに照射部２１Ａか
ら受光部２２Ａに至る光を照射し、その減衰率ｒ１を測
定する。この光の光路長は、図中のＬｔに相当する。次
に、液面に反射する方向、即ち図中のＢ方向に光りを照
射し、その減衰率ｒ２を測定する。この時の光路長は、
Ｂ方向の経路長さ（Ｌｂとする）に相当する。光の減衰
率は、光路長に比例するから、ｒ１／ｒ２＝Ｌｔ／Ｌｂ＝ｃｏｓθ；なる関係が成立する。従って、減衰量に基づいて反射角
θを特定することが可能となる。

【００６２】Ｄ．変形例：第１実施例では、混合燃料タ
ンク２０の両端に照射部２１、受光部２２を設けた場合
を例示した。これらの設置は、種々の態様を採りうる。
図５は照射部および受光部の変形例を示す説明図であ
る。図示する通り、混合燃料タンク２０Ｂの一方の側壁
に光ユニット、即ち照射部２１Ｂ、受光部２２Ｂの両者
を設けた。ここでは、照射部２１Ｂが受光部２２Ｂの下
に設けられているが、逆でも構わない。変形例によれ
ば、光ユニットの簡素化を図ることができる。

【００６３】第１実施例および第２実施例では、一組の
光ユニットを用いた場合を例示した。光ユニットを複数
用いてもよい。光ユニットが液面とほぼ同位置にある場
合には、減衰率に基づく密度測定、反射を利用した液面
高さ検出のいずれも精度が低下する可能性がある。異な
る高さに複数の光ユニットを設けることにより、かかる
弊害を回避することができる。特に、タンク内の最上部
近傍と最下部近傍に光ユニットを設けることが効率的で
ある。

【００６４】以上の実施例では、ＣＮＧ，ＬＰＧを含む
混合燃料を対象とする場合を例示したが、混合燃料は、
これらに限定されるものではない。混合燃料タンクは、
車両に搭載されるものには限られない。実施例では、検
出結果を充填装置に出力する場合を例示したが、車両側
に表示部を設けても良い。実施例では、充填装置に検出
結果を表示する場合を例示したが、検出結果に基づいて
充填装置がＣＮＧ，ＬＰＧの充填量を制御してもよい。

【００６５】第１実施例では燃料の貯蔵状態としてモル
比を検出し、第２実施例では液面高さを検出する場合を
例示した。両者を組み合わせてモル比、液面高さの双方
を検出するものとしてもよい。

【００６６】以上、本発明の種々の実施例について説明
したが、本発明はこれらの実施例に限定されず、その趣
旨を逸脱しない範囲で種々の構成を採ることができるこ
とはいうまでもない。例えば、以上の検出処理はソフト
ウェアで実現する他、ハードウェア的に実現するものと
してもよい。

【図面の簡単な説明】

【図１】混合燃料タンク内に実施例としての検出装置を
備える車両の概略構成を示す説明図である。

【図２】貯蔵状態検出処理のフローチャートである。

【図３】状態データ３１を例示する説明図である。

【図４】第２実施例における液面検出処理のフローチャ
ートである。

【図５】照射部および受光部の変形例を示す説明図であ
る。

【符号の説明】

１…充填装置２…ディスプレイ３…供給管４…ケーブル１０…車両１１…エンジン１２…トルクコンバータ１３…変速機１４…車軸１５…供給口２０、２０Ａ、２０Ｂ…混合燃料タンク２１、２１Ａ、２１Ｂ…照射部２２、２２Ａ、２２Ｂ…受光部２４…温度センサ２６…圧力センサ３０…演算部３１…状態データ３４…コネクタ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｇ０１Ｎ 21/59 Ｃ１０Ｌ 3/00 ＰＧ０１Ｆ 23/28 ＪＦターム(参考） 2F014 AC02 FA01 FA03 2G059 AA05 BB01 EE01 EE02 GG01 GG03 KK01 MM01 MM10 PP04 3E072 AA01 DA01 DA05 DA10 GA02 GA30

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】複数の燃料を混合して貯蔵する混合燃料
タンク内の燃料の貯蔵状態を検出する検出装置であっ
て、該混合燃料タンク内に照射光を照射する照射部と、該照射光を受け、該受光の強さを検出する受光部と、前記受光の強さと前記照射の状態との関係を用いて、前
記貯蔵状態を求める貯蔵状態推定部とを備える検出装
置。
【請求項２】請求項１記載の検出装置であって、前記照射光は、少なくとも一つの燃料成分に吸収され得
る周波数を含み、前記貯蔵状態推定部は、前記照射光に対する前記受光の
減衰量に基づき、前記貯蔵状態を求める検出装置。
【請求項３】請求項２記載の検出装置であって、前記貯蔵状態推定部は、前記減衰量に基づき、前記周波数を吸収する燃料成分の
密度を算出する密度算出部と、該密度に基づき、前記貯蔵状態を求める演算部とを備え
る検出装置。
【請求項４】請求項３記載の検出装置であって、前記混合燃料タンク内の雰囲気に関するパラメータ、前
記複数の燃料の混合比、および各燃料の密度との関係を
記憶する記憶部と、前記パラメータを検出する検出部とを備え、前記演算部は、前記密度算出部による算出結果に基づい
て、前記記憶部を参照し、各燃料の密度を特定する検出
装置。
【請求項５】請求項２記載の検出装置であって、前記混合燃料は、気相と液相に分かれて貯蔵されてお
り、前記照射部は、前記気相のみを通過して前記受光部に至る方向に前記照
射を行う第１照射部と、前記液相の表面に反射させて前記受光部に至る方向に前
記照射を行う第２照射部とを備え、前記貯蔵状態推定部は、前記第１照射部による受光の強
さと、前記第２照射部による受光の強さとの比較に基づ
いて前記液相の表面位置を特定する検出装置。
【請求項６】請求項１記載の検出装置であって、前記混合燃料は、気相と液相に分かれて貯蔵されてお
り、前記照射部は、前記液相表面に反射するよう照射角度を
変化させて前記照射を行い、前記貯蔵状態推定部は、前記受光部における強さが極大
となる際の前記照射部における照射角度に基づいて前記
液相の表面位置を特定する検出装置。
【請求項７】請求項１記載の検出装置であって、前記混合燃料は、圧縮天然ガスと液化石油ガスとを含む
検出装置。
【請求項８】請求項１記載の検出装置であって、該検出結果を外部に出力する出力部を備える検出装置。
【請求項９】混合燃料タンクに燃料を充填する充填装
置であって、請求項１〜８いずれか記載の検出装置からの出力を受信
する受信部と、該受信結果に基づき前記充填を支援する支援部とを備え
る充填装置。
【請求項１０】複数の燃料を混合して貯蔵する混合燃
料タンク内の燃料の貯蔵状態を検出する検出方法であっ
て、該混合燃料タンク内に照射光を照射する工程と、該照射光を受け、該受光の強さを検出する工程と、前記受光の強さと前記照射の状態との関係を用いて、前
記貯蔵状態を求める工程とを備える検出方法。