JPS5841095A - 給油方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は例えばガソリンスタンド等の給油所の給油方法
に関する。

例えば自動車に給油する場合、ｒ２０ＲＪ給油したいと
いうこともあるけれども、通常はいわゆる「満タン」す
なわち自動車の燃料タンクを油で充満せよという場合が
多い。そのために給油ノズルには液面センサを設け、液
面センサが信号を発したときに給油を停止するようにな
っている。

ところで液面センサが信号を発するのは、理想的には、
自動車のタンク内の実際の液面に液面センサが接して信
号を発するのであるが、現実は、給油口の形状により、
給油ノズルから吐出される油の跳ね返しによる飛沫に接
して液面センサが信号を発したり、液面より先に上昇し
てくる泡に液面センサが接して信号を発したりして、給
油が停止する。そして従来のものは、液面センサからの
信号により給油が停止すると、給油を再開するには、人
手により弁を開く必要がある。給油を再開するときに、
上記飛沫や泡による不都合を除くためには、弁をしぼっ
て吐出量を小さくすれば良いが、弁をしぼったまま給油
するのは弁操作に熟練を要し、不慣れな場合には、大吐
出量で給油を再開し、「満タン」にするまでに、何度も
給油再開操作をし、作業能率が悪いものである。

また近年電子機器の発達に伴い、給油量［Ｑ−を小数点
以下２桁まで表示できるようになった。

そのために端数計篩が面倒であり、例えば小数点１桁又
は０．５ｇという所定の区切りのよい数値まで給油する
ことが望まれる（以下このように所定の数値まで給油す
る作業を単に整数給油という。

したがってこの整数とは数学的な意味ではなく、給油量
の末尾が所定の数字であることを意味している）。この
ように特に整数給油を行う場合に、単位時間の給油量が
多いと給油停止を弁で行なうにしろポンプで行なうにし
ろ機械的に比較的に大きな慣性力が作用し、その制御が
困難であるから、「満タン」給油停止の間際では比較的
に単位時間当りの給油量を少なくしなければならない。

しかしながら給油に際して満タン以前の給油作業は給油
−が多い方が給油時間は短くなり、能率良く給油ができ
るので望ましい。

本発明は上記の要望事項を満足するために発明れたもの
であり、その目的は給油作業の初期の単位時間当りの給
油量を多くでき、満タンに近づくと、給油量を自動的に
少なくできる給油方法を提供するにある。

本発明によれば、タンクが満タンになる少し手前をノズ
ルに設けたセンサで検出し、単位時間当りの給油量を小
さくするようになっている。

前述の如く給油作業中は飛沫および泡立ちがあら信号を
発することがある”が、本発明ではこの飛沫および泡立
ちを利用して液面センサが給油後に初めて信号を発した
後は、一時給油を停止し、一定時間後単位時藺当りの給
油量を少なくして給油するようになっている。その一定
時間とは泡立ちが消える時間であり、例えば３秒位で充
分である。

本発明の実施に際して給油量の制御は流量コントロール
弁で行なうのが好ましい。しかしながらモータや主弁の
制御回路に必要なプログラムを組込んで行なうことがで
きる。

給油の自動停止、自動再開は本発明によれ・ば複数回行
なうことができる。そして単位時間当りの給油量は停止
のたびに前回よりも少なくしている。

以下図面を参照して本発明の詳細な説明する。

第１図は本発明を実施する代表的な給油装置を示し、給
油機Ｓはモータ１によって駆動されるポンプ２を内蔵し
ており、このポンプ２は図示しないタンクに貯蔵された
油を吸込配管３から吸上げて、吐出配！！４に送るよう
になっている。吐出配管４には流１１＠−測定するため
のメータ５と流量を制御するための流−コントロール弁
６とが設けられ、そして吐出配管４はノズルホース７を
介して給油ノズル８に連通している。メータ５からの流
量信号は発信器１０からパルス信号として制御装置１１
に送られる。そしてその信号は制御＠置１１から表示器
１２に送られて、ここでデジタル表示されるようになっ
ている。

他方後述の如く、制ｔｌｌｌｌｉ１１１からの信号によ
って弁駆動部１３が制御されて流量コントロール弁６を
制御し、以って給油量を制御するようになっている。

なお図中１４．１５はそれぞれ流量コントロール弁６の
故障表示器および液面センサ１７の故障表示器を示し、
１６ぽ給油完了の表示器を示している。そして給油ノズ
ル８には液面センサ１７および給油選択スイッチ１８が
設けられ、また給油ａＳには給油ノズル８を収容したこ
とを検知するノズルスイッチ１９が設けられている。

次ぎに本発明の好ましい制御回路を示す第２図および給
油作業のタイムチャートを示す第３図を参照して、本発
明の実施の態様を説明する。図中第１図と同じ構成要素
は同じ符号で示している。

給油作業に際して、まず給油ノズル８をノズル掛けから
はずす（第３図のａ点）。するとノズルスイッチ１９か
らの信号により、計数回路２０の前回の給油量の記憶値
が消去され、表示計１２は零表示される。そしてノズル
スイッチ１９からの信号はアンド回路ＡＮＤ１に印加さ
れる。液面セ゛ンサ１７ｈ）らの信号はセンサチェック
回路２１に入力されて液面センサ１７の故障の有無をチ
ェックする。このチェック作業は通常給油ノズルをノズ
ル掛けからはずしたときに、液面センサ１７が液面を検
知していない状態でかつ液面を検知しうる状態であるこ
とで正常であると確認される。そして故障の場合は故障
表示器１５′に表示され、正常のときはアンド回路ＡＮ
ＤＩに入力信号が印加される。よって液面センサの配線
の断線等も検出できる。したがって正常な場合には・ア
ンド回路ＡＮＤ１からの信号がモータ制御回路２２に印
加されて、１−夕１が駆動されると共に、またその信号
は弁制御回路２３に送られる。この弁制御回路２３はア
ンド回路ＡＮＤＩからの信号を受けると、弁開度記憶回
路２４に弁開直読出し信号が送られ、その結果読み出さ
れた信号が弁制御回路２３に送られる。弁開度記憶回路
２４には、例えば最大吐出（４ＦＪ／　５ｉｎ）の場合
は弁開信号として６０パルスを弁駆動部１３へ送ること
、同様に中吐出（３ｏ１／５ｉｎ）では４０パルスを、
小吐出（２Ｊ／　５ｉｎ）では、３０パルスを、最小吐
出（３Ｎ／５ｉｎ）では、１０パルスを送ることを記憶
している。

そしてアンド回路ＡＮＤ１からの信号を受Ｇシたときは
、最小吐出（３Ｑ／５ｉｎ）となる１０パルスの信号が
弁駆動部１３に送られる。

なお詳しくは後述するが、弁駆動部１３とし工はステッ
ピングモータを用いるのがよく、このステッピングモー
タが６０パルス分駆動されると、制御弁６が全開となる
ものが本実施例では使用されている。このように初期信
号が発せられると、弁制御回路２３からの信号によって
弁駆動部１３は流量コ状態は第３図のｂ点で示されてい
る。

給油量は給油ノズルを給油口に挿入し、レバーを引いて
ラッチ８１に掛けて給油を開始する。本発明によれば完
全に自動給油ができるので、以後給油量は他の作業を行
うことができる。この給油開始は第３図にお、いて０点
で示されている。

流量計５の発信器１０は流量パルス信号を発して計数回
路２０にそのパルス信号を送る。そして計数回路２０に
おいて計数されて給油量は表示計１２に表示される。そ
こで流量コントロール弁６の開度は、小開すなわち３ｄ
／ｗｉｎに制御されているので、ノズルを給油口に入れ
る前、例えばノズル掛けからノズルを外す供きに誤って
レバーを引いた場合にもすぐレバーを戻せば少量の吐出
だけですみ危険は少ない。計数回路２０が所定量例えば
５パルス（油量で０．０５Ｑ）を計数すると、計数回路
２０がら弁制御回路２３に信号が送られる。この状態が
第３図においてｄ点で示されている。すると前述と同様
に弁制御回路２３から弁開度記憶回路２４に弁開度続出
し信号が送られる。そして、最大吐出〔４５（２／Ｗｉ
ｎ）となる５０パルス分（６０−１０＝　５０）ステッ
ピングモータが作動する信号を弁駆動部１３へ送り高吐
出給油作業となる。しかしながらその除油のはね返りで
液面が不正作動して液面センサ１７が誤作動しないよう
に、この高吐出給油の開弁では約２秒間位を必要とする
。この高吐出給油作業の開始点は第３図においてｅ点で
示されている。

このように高吐出給油作業を行いほぼ満タンになり泡が
上昇したり、又はしぶきによって液面センサ１７が液面
の上昇を検知したときに、（勿論液面が正しく満タンを
示した場合もある）液面センサ１７からの信号が弁制御
回路に印加される。（第３図　ｆ点）。

すると、弁制御回路２３から弁開喰記憶回、路２４に弁
閉読み出し信号（この信号は坦在の弁開度を基準とする
）が入り、読み出された信号６０パルス（すなわち６０
パルスで流−コントロール弁は全閉となる）が弁制御回
路２３にはいり、弁制御回路２３から６０パルスの逆転
信号が弁駆動部１３に印加され、流量コントロール弁６
は全開となる。この状態は第３図の９点で示されている
。　　− 今給油するタンクが給油によって泡立ちが生じ、その泡
立ちによって液面センサ１７が信号を生じたものとする
。したがって流量コントロール弁６が閉じた瞬間では、
液面セどす１７はまだ信号を出している。この液面セン
サ１７か、らの信号はアンド回路ＡＮＤ２およびＡＮＤ
３に印加されている。タンク内の泡は一定時間例えば弁
閉後約３秒以内で消えてしまう。弁閉と共に弁！ＩＪ　
ｌｌ１１回路２３からタイマ２５に信号が送られるが、
タイマ２５で設定した一定時間、例えば３秒後にタイマ
２５から弁制御回路２３に信号が送られる。この状態が
ｍ３図の点りで示されている。このとき（３秒後）は泡
は消えているので、液面センサ１７から信号は生じない
。なお３秒後に液面センサ１７から信号が生じている場
合については後述する。

タイマ２５からの信号によって前述のｄ点と同様に弁制
御回路２３から弁開度記憶回路２４に弁開直読み出し信
号がはいるが、今喰は給油量が３０ｅ、ｌ！ｉｎになる
４０パルスの信号であり、流量コントロール弁は一段絞
りの開であり、したがって巾計出量となる。（第３図１
）。

この小吐出−で給油作業を行なうと、タンクはほぼ満タ
ンに近いので、比較的に早く泡立ちによって液面ヤンサ
１１が信号を発する。この点は第３図において点ｊで示
されており、そのときの作動は第３図のｆ点の作動と実
質的に同じであり、その説明は省略する。その侵め作動
は第３図のに点、０点で示されているが、いづれも第３
図の９点、ｈ点に関して前述したところと実質的に同じ
である。

次ぎに第３図の　ｉ点について述べたところと同様に作
動が第３図の廃園で行なわれる。しかしながら流量コン
トロール弁６の開度は２０１２．・１ｎの小吐出量であ
り、そのときの弁駆動部１３は３０パルス分駆動するよ
うになっている。

３度目に液面センサ１７が液面を検知する点が第３図に
おいてｎ点で示されており、前記ｆ点と同様に流量コン
トロール弁６が閉じる。その点は０点で示されている。

同様に約３秒後（第３図点ｐ）に流量コントロール弁６
は小吐出である３Ｑ／５ｉｎｌｉ１度に開かれるっその
ときには弁駆動部１３には１０パルスが与えられる。し
たがって３１２／ｓｉｎの割合で給油される（第３図ｑ
点）。

このときに弁制御回路２３からアンド回路ＡＮＤ２に信
号が送られ、その信号は印加し続けられるそして次に液
面センサ１７が信号を発するとアンド回路ＡＮＤ２は信
号を発しく第３図点ｙ）、その信号は整数給油制御回路
２Ｇに送られる。そして該回路２６から計数回路２０に
現在の給油量読み出し信号が送られ、その信号が再び整
数給油制御回路２６にはいり、この整数給油制御回路２
６で整数値、例えば０．１Ｑの桁までの整数値となる給
油量を演算する。この演算は単純に例えば小数点２桁目
を繰上げるものでもよいが、パルス制御の場合にあまり
所要量が少ないと弁６の応答性が闇に合わないこともあ
るので、例えば２３，５４９の場合は２３．６Ｒとする
けれども、２３．５９　ｇの場合は２３．７　ｆｆとな
る１１パルス（１パルスは０．０１　［とする）を演算
する。この演算されたパルス数が計数回路２０から伝達
されると、整数給油制御回路２６から弁制御回路２３に
給油停止信号がはいり、（第３図点ｒ）、流暢コントロ
ール弁６は点ずと同様に閉じる。その桔県給油は完了す
る（第３図点Ｓ）。そしてこの給油停止信号により給油
完了報知器１６が報知し、モータ１は停止するのである
。

以上の作動に際して、例えば第３図の０点ですでに［満
タンＪであり、タイマ２５から３秒侵に開弁信号が出た
ときに、液面センサ１７から検知信号が出ているものと
する。すなわちタンク内の泡が消えても液が液面センサ
１７に接しているものとする。するとアンド回路ＡＮＤ
３からの出力信号が整数給油制御回路２６に送られる。

その結果前記ｐ点に閤して説明したところと同様な作動
が行なわれ給油が停止されるのである。

このように一度目に液面センサ１７が液面を検知し、（
この液面とは泡立ちや液の振動等の一時的な環条による
液面を含むものである）、そしてその信号によつて流量
コントロール弁６が全開した後は、順次吐出量を絞るの
゛で、比較的に短時間でかつタンクから液を無駄に流出
することなく満タンにすることができるのである。この
ような吐出量の絞りは以上の実施例に示したように段階
的に行なわなくても、例えば第３図の点ずから順次連続
的に絞ることもできる。

弁駆動部１３としては後述の如く例えばパルスモータを
用いるのが好ましいが、この弁駆動部１３は弁の位置を
示す弁位置検出部２７と連動しており、この弁位置検出
部２７からの信号が弁開喰判別回路２８にはいり、この
弁開度判別回路２８で弁開度＆！惚回路２４から出され
た信号に従って正しく弁６が駆動されたか否かを判別し
、巽常があった場合には弁故障報知器１４が故障表示を
し、モータ１を停止するのである。

給油選択スイッチ１８を押すと、その信号は弁制御回路
２３・にはいり、流量コントロール弁６は全開となるも
のである。したがって給油ノズル８を操作員が手で操作
して給油する際に、液面センサ１１が液面を検知して全
開になった後（第一３図９白）、第３図　ｉ点における
弁６の開度は全開すなわち４５ｅ　　１ｎの給油量であ
り、弁を絞らない給油作業を続けるようになっている。

このような場合には整数給油も必要としない。このよう
な給油作業は流１：３ントＯ−ルを操作員が行なう場合
に好ましく、例えば軽油タンクに給油するときに好適ぐ
ある。

次ぎに第４図を参照し°Ｃ本発明に実施する流暢コント
ロール弁６の好ましい実施例について説明するっ 第４図において全体を符＠６で示す流暢コントロール弁
は流入口３１および流出口３２を有する弁本体３３を備
え、その弁座３４には弁体３５が着座でき、流入口３１
と流出口３２とを連通し遮断するようになっている。弁
体３５が開閉作動するのを案内するために流出口３２に
は弁ガイド３６が嵌着されている。

この弁ガイド３６は中心に流路３１を有している。弁体
３５は全体的に円筒形に形成され、その側壁３８には後
述の如く弁体３５の位置を制御するための穴−３９４６
と流路３７とを連結する流路４０が形成されている。

弁体３５はその流出口３２の反対側においてベロー４２
およびばね受４３を介してばね４４で押圧されている。

弁本体３３には駆動ケーシング４５が取付けられており
、その駆動ケーシング４５とへロー４２とは室４６を画
成している。

駆動ケーシング４５にはステッピングモータ５０の駆動
軸５１が延びており、その駆動軸５１に１よレバー５２
が一体的に固着されている。前述の如く弁制御回路２３
からのパルス信号祷よってステッピングモータ５０が回
転すると、レバー５２は実線で示す全閉装置と鎖＠　５
２ａで示す全開位置との間を回動するようになっている
。そしてレバー５２の先端は弁体駆動杆５３に連結され
ており、該杆５３はピストン４１と一体のニードル弁棒
５４にビン８５により、隔間をもって連結さ′れピスト
ン４１は、ばね８６により押圧されている。ピストン４
１の先端には流路３７をＷＩＡ閉するためのポペット５
５が設けられている。　作動に際して、今図示の如くレ
バー５２が実線位置にあるものとする。このとき流入０
３１にはポンプ２からの液圧が印加されており、この液
圧は穴３９を通って室４６ニはいり、弁体３５を図面で
下方に押圧するので、流入口３１と流出口３２とは遮断
される。さてステッピングモータ５０はパルス数に応じ
て回動するが（例えば１パルス当り０．４５　度）　、
この回動によってレバー５２は図面で時計方向に回動す
る。

すると、ピストン４１も図面で上動し、室４６内の液は
流路４０と流路３７を通って流出する。その結果室４６
の圧ツノが低くなり弁体３５は上動して流人口３１と流
出口３２とは達通し、液が流れる。室４Ｇには穴３９か
ら液が一流入するが、ピストン４１が上動しているため
に、穴３９がピストン４１でふさがれると、室４Ｇに液
が流入しなくなるので、室４６の圧力が低手し、弁体３
５は・上動するようになる。したがって弁体３５の位置
は常にピストン４１と穴３９との関係すなわら室４６へ
の液の流入量と流出量とによって定ま−るのである。す
なわちピストン４１が上方に位置していれば、弁体３５
も上方に位置し、ピストン４１が下方に位置していれば
、弁体３５も下方に位置するのである。このように弁体
３５はピストン４１に追従して作動するので、ステッピ
ングモータ５０が回動した位置に応じて開度が定まるの
である。　停電時またはステッピングモータ５０の故障
時にも開弁できるように停電時弁作動レバー５６、また
は流出口３２と室４６とを連通する液路５８および開閉
弁５７が設けられている。

このような流量コントロール弁６は高速でニードル弁棒
５４を作動でき、しかも任意の点で停止させることがで
きる。そして弁の開閉の応答性が非常に早く任意の流量
が選択できるので、極めて好適である。

次ぎに第５図ないし第７図を参照して本発明に実施する
液面センサ１７の代表例を説明する。

第５図において全体を符＠８で示す給油ノズルはそれ自
身は公知のものであり、ホース連結金具６０にはスイベ
ル６１を介してノズル本体６２が回動自在に連結されて
おり、主弁開閉レバー６３を操作することによって主弁
６−４が開き、油がチェック弁６５を通ってノズル開口
６６から給油されるようになっている。８７はレバー６
３を引いた状態に保つラッチである。

以上は公知の給油ノズル８の構成を説明したものである
。

本発明を実施する液面センサ１７はノズル開口６６の付
近に設けられており、この液面センサ１７を股間した所
は区画板６８によってノズル流路６７とは区画されてい
る。この区画部７０内の液の流れをよくするために開口
６９が形成されている。

第６図に示さ、れているように液面センサ１７は発光体
７１と受光体７２とで構成されている。そして発光体１
１に電流を流し、また受光体７２からの信号電流を流す
信号＠７３はノズル流路６７を通つ工ノズル本体６２の
外部の所に設けらたコネクタ７４に接続されているっこ
のコネクタク７４は液面センサ１７が故障等によって取
換える場合に使用するものである。

また給油選択スイッチ１８は図示の実施例においてノズ
ル本体６２の外部に取付けられており、この給油選択ス
イッチ１８を押すと、前記したように、弁６は全開、全
閉を繰り返す動きとなる。そしてさらに信号線１５はノ
ズル本体６２内の流路７６の中を通って制御装置１１（
第１図）に接続されている。スイベル６１の回動による
信号線１５のねじれを保護するために、スイベル６１を
通る所では、信号線１５はスプリング７８で被覆されて
いる。なおスイベル６１がノズル本体６２に対して相対
的に所定角度以上回転しないように回転規制手段７７が
設けられている。

発光体７１としては例えば発光ダイオード（Ｌ、ＥＤ）
が用いられており、受光体１２としては例えばホトトラ
ンジスタが用いられている。

第７図に示されているように燃料タンク■の給油口８０
に挿入し、主弁６４を開くと油はノズル流路６７を通っ
てノズル開口６６から供給されるが、液面センサ１１を
段重した区画部７０は区画板６８で区画されるので、給
油する油が液面センサ１７に彰費は与えない。

そして液のレベルＬが第７図に示すように燃料タンクＴ
の内の液面の上袢に際して穴６９があるので、区画部７
０内に油は流入できる。

区画部７０内に油又は泡が流入すると、その油又は泡が
発光体７１からの光をさえぎるので、受光体１２からの
信号レベルが低下するつこの低レベルの信号によって１
°満タン」を検知することができるつ次ぎにセンサチェ
ックに関して説明する。給油ノズル８をノズル掛けから
はずしたときに、区画部７０内に油や泡は存しないので
、受光体１２からの信号レベルは高い。この＾い信号レ
ベルが生じた場合は液面センサ１７は故障していないも
のと判断し、その他のときは故障と判ｌｌｉするのであ
る。

なお、穴６９の位■は液面センサが液に達する前に穴が
液に接しない位−であればどこでもよむ八。

以−Ｆの如く、本発明によれば泡立ら等によって液面セ
ンサが液面を検知したらば、給油量を減少させるので、
単位時間当りの給油量を比較的大きくし、かつ満タンの
ときに正確に給油を停止することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を実施する給油Ｖ７ｔ１の一例を示す正
面図、第２図は本発明を実施する制御回路の一例を示す
図、第３図は本発明の一実施例を示すタイムチャート、
第４図は本発明に実１！スる代表的な流量制御弁を示す
断面図、第５図は本発明に実施する液面センサを取付け
た所を示す給油ノズルの断面図、第６図は液面センサの
配胃を示す第５図を矢印Ｘ方向に見た図、第７図は給油
ノズルを燃料タンクの給油口に挿入している所を示す説
明図である。 １　・・・・・・モータ　　２・・・・・・ポンプ　　
５・・・・・・メータ　　６・・・・・・流量コントロ
ール弁　　８・・・・・・給油ノズル　　１１・・・・
・・制御装置ｊ　　　１７・・・・・・液面センサ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 給油しようとするタンクが充満になる少し前を給油ノズ
   ルに設けたセンサで検出し、センサからの信号により給
   油ノズルからの吐出量を減少させるように制御し、次い
   でタンクが充満したときに給油を停止することを特徴と
   する給油方法。