JP2009073206A - 誤給油防止制御装置及び誤給油防止システム - Google Patents

Abstract

【課題】給油設備の如何を問わず、車両側で、適正燃料の注入を許容し、故意または不注意による不適正燃料の注入を防止することができる誤給油防止制御装置を提供する。
【解決手段】給油口５に接続された中間槽７と燃料タンク２間の経路６ｂがバルブ７０で閉塞された状態で、比重計測部により計測された前記中間槽７への注入燃料の比重に基づいて、注入された燃料が適正燃料か否かを判別する燃料判別部と、前記燃料判別部の判別結果に基づいて前記バルブを制御するバルブ制御部７０を備えた誤給油防止制御装置８０を構成する。
【選択図】図２

Description

本発明は、給油口と燃料タンクの経路に、注入される燃料を一時的に貯留する中間槽を備えることで、不適正燃料の給油を防止することができる構成された誤給油防止制御装置及び誤給油防止システムに関する。

給油設備を介して車両に給油する際、当該車両に対応した油種とは異なる油種、つまり、不適正な燃料が誤って給油される虞がある。特に、車両への給油をユーザ自身に行わせることで安価に燃料を提供するセルフ方式のガソリンスタンドでは、給油作業に不慣れな操作者により、不適正な燃料が誤って車両に注入される可能性が高い。また、近年、車両用燃料として導入されつつあるバイオ燃料などが本格的に導入されると、油種の増加により不適正な燃料が誤って車両に給油される可能性は更に高くなるものと考えられる。

このような不適正な燃料が車両に給油されると、本来の燃焼制御が妨げられ、エミッションが悪化して環境が汚染され、最悪の場合、車両のエンジンが損傷する虞がある。

特許文献１には、作業に不慣れなユーザが給油を行うような場合であっても、不適正な燃料が車両に注入されることを防止すべく、車両に照合用ＩＤタグを設置し、当該照合用ＩＤタグに記憶された車両特定用の照合用ＩＤをガソリンスタンドに設置された照合用ＩＤ読み出し部で読み出し、当該照合用ＩＤと対応付けてデータベースに記憶された当該車両に適正な油種ＩＤと、今回給油する燃料を吐出する給油ノズルに設置された給油ノズル油種ＩＤに記憶された当該燃料の油種ＩＤを比較し、合致しないときに警報を発生する誤給油防止システムが提案されている。
特開２００５−１５３９４７号公報

しかし、特許文献１に記載された誤給油防止システムでは、各車両に車両特定用の照合用ＩＤを記憶する照合用ＩＤタグを設置するとともに、全ての給油設備に照合用ＩＤタグから照合用ＩＤを読み出す読み出し部を備え、且つ、照合用ＩＤと車両に適正な油種ＩＤを対応付けて記憶するデータベースを設ける必要があり、当該システムの構築及び運営には膨大な設備費用及び運用費用が必要となる。

また、環境問題が重視される近年、燃料費を削減するため、灯油などが混入された不正軽油を故意に給油するユーザの存在が社会問題となっている。

本発明の目的は、給油設備の如何を問わず、車両側で、適正燃料の注入を許容し、故意または不注意による不適正燃料の注入を防止することができる誤給油防止制御装置及び誤給油防止システムを提供する点にある。

上述の目的を達成するため、本発明による誤給油防止制御装置の特徴構成は、給油口に接続された中間槽と燃料タンク間の経路がバルブで閉塞された状態で、比重計測部により計測された前記中間槽への注入燃料の比重に基づいて、注入された燃料が適正燃料か否かを判別する燃料判別部と、前記燃料判別部の判別結果に基づいて前記バルブを制御するバルブ制御部を備えて構成される点にある。

上述の構成によれば、車両に対して注入された燃料は中間槽で貯留されて適正か否かが判別されるため、不適正と判別された燃料が燃料タンクへ注入されることを防止することができる。

以上説明した通り、本発明によれば、給油設備の如何を問わず、車両側で、適正燃料の注入を許容し、故意または不注意による不適正燃料の注入を防止することができる誤給油防止制御装置及び誤給油防止システムを提供することができるようになった。

以下、本発明による誤給油防止システムを搭載した車両１について説明する。

車両１には適正燃料にレギュラーガソリンが指定されたガソリンエンジンが搭載され、図１に示すように、燃料を貯留する燃料タンク２は、後部座席の下部などに設置される。給油を行うもの（以下、「給油者」と記載する。）は、給油扉３を開放して給油キャップ４を取り外し、給油口５に給油ノズルを挿入して選択した油種の燃料を注入する。燃料タンク２と給油口５の経路６ａ、６ｂには中間槽７が備えられている。

中間槽７下部には、図２に示すように、中間槽７から燃料タンク２への経路６ｂを開閉する給油バルブ７０が備えられ、更に、中間槽７に注入された燃料を車外に排出するドレン菅７２と排出口７３とドレン菅７２を開閉する排出バルブ７１とからなるドレン機構が接続されている。給油バルブ７０と排出バルブ７１は電磁ソレノイドで構成されている。

また、中間槽７下部にはロードセルなどで構成される重量計測部が設置され、前記重量計測部により、中間槽７に注入された燃料の重量がリアルタイムで計測可能に構成される。中間槽７内部には温度計測部が備えられ、前記温度計測部により、注入される燃料の温度がリアルタイムで計測可能に構成される。中間槽７上部には注入された燃料により生じた浮力により上下するように構成されたフロート７４が備えられ、フロート７４の上方には、発光部と受光部とから構成され、前記発光部から出力された光束がフロート７４により遮られて前記受光部で受光できなくなると信号を出力するように構成された透過型光センサ７５が備えられている。

燃料タンク２に貯留された燃料は、図２に示すように、エンジンを制御するエンジンＥＣＵ８０によりサーキットオープニングリレー９１がオンされて給電されたフューエルポンプ２０により汲み上げられ、プレッシャレギュレータ２１によりインテークマニホールド８４の菅内圧力より高い圧力に調整されてインジェクタ２２に送られる。インジェクタ２２により噴射されなかった燃料はリターンパイプ２３を経由して燃料タンク２に戻される。

インジェクタ２２によりインテークマニホールド８４内に噴射された燃料は、空気と混合されて吸気ポートからシリンダ８３に吸入され、エンジンＥＣＵ２からの出力信号に基づき、点火プラグ８２により、適正燃料であるレギュラーガソリンに適した点火タイミングで点火される。燃焼後のガスは排気ポートから排気される。

エンジンＥＣＵ８０は、ＣＰＵと動作プログラムや各種データが格納されたＲＯＭと作業領域となるＲＡＭとインタフェース回路などの周辺回路などを備えて構成される。動作プログラムを実行するＣＰＵとこれらの関連するハードウェアにより、上述の点火プラグの点火タイミング指示等を実行する制御ブロックが構成され、前記制御ブロックによりエンジン制御が実行される。

給油のため、給油扉３が開放されると、給油扉３の開閉に対応してオンオフが切り替えられるように設置された図示しない防爆スイッチがオンされて、リレースイッチで構成される給電回路９０は閉形成され、エンジンＥＣＵ８０はバッテリ９から給電されて起動する。

起動したエンジンＥＣＵ８０は、前記防爆スイッチのオン状態を検出して給油扉３の開放タイミング、即ち、給油扉３が開状態にあり、給油のタイミングであることを検出し、給油バルブ７０と排出バルブ７１を閉塞させる。給油バルブ７０と排出バルブ７１が閉塞されているため、注入された燃料は中間槽７に注入されるが、燃料タンク２に流入することはない。

給油者により給油口５に給油ノズルが挿入されて給油が開始され、中間槽７に燃料が注入され始めるとフロート７４は次第に上昇し始め、図３（ａ）に示すように、フロート７４の上昇量が所定の閾値となると、透過型光センサ７５から信号が出力される。エンジンＥＣＵ８０は、前記信号を受信すると、中間槽７に所定容量、即ち、所定体積の燃料が注入されたと検出して燃料の比重を計測する。

前記重量計測部及び前記温度計測部により計測された燃料の重量と温度は、リアルタイムでエンジンＥＣＵ８０に出力されており、エンジンＥＣＵ８０は、中間槽７に所定容量の燃料が注入された時点における燃料の重量と温度を取得し、中間槽７に注入された前記温度における注入された燃料の比重を計測すると共に、図３（ｂ）に示すように、ＲＯＭに格納された車両１に対する適正燃料の比重と温度の関係を示したマップデータを参照して、注入された燃料の比重が適正領域にあれば適正燃料であり、不適正領域にあれば不適正燃料であると判別する。尚、一般的なガソリンスタンドで給油可能な油種であるレギュラーガソリンとハイオクガソリンと軽油では、レギュラーガソリン、ハイオクガソリン、軽油の順で比重が大きくなっている。

エンジンＥＣＵ８０は、注入された燃料が適正燃料であると判別すると、排出バルブ７１の閉塞状態は維持しつつ給油バルブ７０を開放し、中間槽７に貯留された燃料を燃料タンク２へ流入させると共に、少なくとも本給油作業が完了するまで給油バルブ７０を開放状態に維持し、前記防爆スイッチのオフ状態を検出して給油扉５の閉鎖を検出すると、本給油作業は完了したと判断して、給電回路９０を開状態にして動作を停止する。

エンジンＥＣＵ８０は、注入された燃料が不適正燃料であると判別すると、給油バルブ７０と排出バルブ７１の閉塞状態を維持し、車両１に搭載されたブザーやスピーカなどでなる鳴動装置８１により、不適正燃料を注入中であることを給油者に警告する。即ち、鳴動装置８１は本発明の警告部である。ここで、給油バルブ７０と排出バルブ７１の閉塞状態は維持されているが、燃料を注入する給油ノズルのノズル先端には油面を検知するオートストップセンサが備えられており、前記オートストップセンサにより油面が検出されると給油は中断されるため、注入される燃料が車外に溢出することはない。

前記警告により、不適正燃料の注入に気づいた給油者により、排出口７３に排出用ノズルが接続され、車両１に備えられた燃料排出ボタンの押圧などの燃料排出操作がなされると、エンジンＥＣＵ８０は、前記操作を検出して、警告を停止すると共に給油バルブ７０の閉塞状態を維持しつつ排出バルブ７１を開放し、中間槽７に貯留された燃料を車外に排出させ、前記燃料を排出するために必要な所定時間経過後、排出バルブ７１を再度、閉塞させる。

即ち、エンジンＥＣＵ８０は、燃料判別部とバルブ制御部として機能する機能ブロックを備えた本発明の誤給油防止制御装置であり、中間槽７と、給油バルブ７０と、重量計測部と温度計測部とエンジンＥＣＵ８０から構成される比重計測部と、エンジンＥＣＵ８０の備える燃料判別部とバルブ制御部を備えた本発明の誤給油防止システムが車両１に搭載されている。

以下に、給油時におけるエンジンＥＣＵ８０の適正燃料判断について、図４に示すフローチャートを用いて説明する。

給油扉３が開放されると（Ｓ１）、給電回路９０が閉形成されてエンジンＥＣＵ８０への給電が開始され（Ｓ２）、エンジンＥＣＵ８０が起動される（Ｓ３）。

起動されたエンジンＥＣＵ８０は、給油バルブ７０と排出バルブ７１を閉塞状態にして、注入される燃料を中間槽７に貯留させ、中間槽７に所定容量の燃料が注入されると、重量計測部と温度計測部から取得した重量と温度及び前記所定容量から、注入された燃料の比重を計測する（Ｓ４、Ｓ５）。

エンジンＥＣＵ８０は、ＲＯＭに格納されたマップデータを参照して、計測した比重が不適正領域にあるとき（Ｓ６）、給油バルブ７０と排出バルブ７１の閉塞状態を維持しつつ、鳴動装置８１により、不適正燃料を注入中であることをユーザに警告し（Ｓ７）、ユーザにより燃料排出操作がなされると（Ｓ８）、排出バルブ７１を開放して中間槽７に貯留された燃料を車外に排出させ（Ｓ９）、排出が完了すると再度排出バルブ７１を閉塞させて、燃料再注入に備える（Ｓ１０、Ｓ１１）。

適正領域にあるとき（Ｓ６）、給油バルブ７０を開放して燃料タンクへ燃料を流入させ（Ｓ１２）、給油が終了して給油扉５が閉鎖されると（Ｓ１３）、自ら給電を停止して動作を停止する（Ｓ１４）。

以下に、別実施形態について説明する。

上述した実施形態では、車両を用いて本発明における誤給油防止制御装置及び誤給油防止システムについて説明したが、本発明における誤給油防止制御装置及び誤給油防止システムは、航空機や船舶、発動発電機など、熱機関を備えた車両以外の機器に搭載することが可能である。

上述した実施形態では、車両１は、中間槽７に注入された燃料を排出するドレン機構を備えるものとしたが、コスト削減のため、前記燃料が給油口５から排出可能であれば、前記ドレン機構を備える必要はない。また、燃料タンク２にドレン機構が備えられているとき、前記ドレン機構を介して前記燃料を排出するものであってもよい。

上述した実施形態では、燃料排出ボタンなどを備え、前記ボタンの押圧などのユーザ操作を検出したエンジンＥＣＵ８０により、排出バルブ７１が開放されるものとしたが、前記燃料排出ボタンなどを備えず、排出口７３に排出ノズルが接続されたことを防爆スイッチなどにより検知して、エンジンＥＣＵ８０により排出バルブ７１が自動的に開放されるものであってもよく、本構成によれば、前記ボタンなどを設置するコストが削減できると共に、ユーザの利便性を向上させることができる。

上述した実施形態では、不適正な燃料が注入されているとき、警告部により警告するものとしたが、コスト削減のため、車両１に前記警告部を備えないものであってもよい。但し、ユーザの利便性を考慮すると、前記警告部は設置することが望ましい。

上述した実施形態では、エンジンＥＣＵ８０は、不適正な燃料の排出を開始した後、所定時間経過後に排出バルブ７１を再度閉塞させるものとしたが、重量計測部による重量計測結果に基づき、不適正燃料の排出完了を検出して排出バルブ７１を再度閉塞させるものであってもよい。

上述した実施形態では、フロート７４の上昇量が所定の閾値となった時点における中間槽７に注入された燃料の重量と温度は、前記燃料の注入を止めることなく計測されるものとしたが、中間槽７と給油口５の経路６ａを開閉するバルブを設置し、前記重量と前記温度の計測時には、前記バルブを閉塞させて当該計測を実行するように構成するものであってもよく、当該構成を用いることで、当該計測は継続されて注入される燃料の流入による影響をうけることなく実行されるため、正確な重量と温度の計測が可能となる。

上述した実施形態では、中間槽７に注入された燃料が所定の容量となったことを検知するため、中間槽７にフロート７４を備えるものとしたが、フロート７４に変えて、例えば、中間槽７に油面検知センサなどを備えて燃料の容量を検出するものであってもよい。また、給油ノズルによる油面検出の精度が均一であるときには、給油の中断までに注入された燃料の容量は一定と考えられるため、給油が中断された時点でエンジンＥＣＵ８０が注入された燃料の比重を計測するように構成することで、フロート７４などを備える必要はない。

上述した実施形態では、給油扉３が開放されたときに給電回路９０が閉成されて、エンジンＥＣＵ８０に給電されるものとしたが、給油口５の開放を検出するセンサを備え、給油口５が開放されたときに給電回路９０が閉成されて、エンジンＥＣＵ８０に給電されるものであってもよい。

上述した実施形態では、給油扉３が開放されたときに給電回路９０が閉成されて、エンジンＥＣＵ８０に給電されるものとしたが、エンジンが停止されることなく給油が実行されているとき、給電が維持された状態のエンジンＥＣＵ８０は、安全確保のため、給油扉３の開放を検出してから閉鎖されるまで、エンジンを強制停止するように構成されるものであってもよい。

上述した実施形態では、エンジンＥＣＵ８０により注入された燃料が不適正燃料と判別されると鳴動装置８１により警告が発せられ、給油者の指示に基づいてドレン機構が作動されて前記燃料が車外に排出されるものとして説明したが、例えば、適正燃料にレギュラーガソリンが指定されたエンジンを搭載した車両の場合において、長距離ドライブなどの際にハイオクガソリンを故意に給油することがあるが、このような給油を防止することはユーザの利便性を損なうことになる。

そこで、エンジンＥＣＵ８０は、ガソリンエンジンに対する軽油の給油やディーゼルエンジンに対するガソリンや灯油の給油など、明らかに不適正となる給油については給油バルブ７０を開放することなく給油を防止するが、レギュラーガソリンが適正燃料であるガソリンエンジンに対するハイオクガソリンの給油などについては、鳴動装置８１により注意を促し、給油者が当該給油を適正と認める場合には、給油バルブ７０を開放して給油を許容するように構成されるものであってもよい。ここで、給油者による当該給油の適正の判断については、給油許容ボタンなどを備え、エンジンＥＣＵ８０は、前記ボタンが押圧されると、給油者が適性と判断したものとして、給油バルブ７０を開放するように構成すればよい。また、給油者の判断に基づき、給油を許容することができる油種の組み合わせについては、予めＲＯＭなどにテーブルデータとして格納しておけばよい。

上述した実施形態は、本発明を実現する一実施例を説明するものであり、各部の具体的な構成は、本発明の作用効果を奏する限りにおいて、構築するシステムに応じて適宜変更設計することが可能である。

燃料タンクと給油口と中間槽の説明図 燃料タンクと給油口と中間槽の説明図 （ａ）は比重計測タイミングの説明に用いるフロート上昇量と時間のグラフ、（ｂ）は適正燃料の判断に用いる燃料比重と温度のグラフ 燃料適性判断を説明するフローチャート

符号の説明

１：車両
２：燃料タンク
３：給油扉
４：給油キャップ
５：給油口
６ａ：経路
６ｂ：経路
７：中間槽
７０：バルブ（給油バルブ）
７１：排出バルブ（ドレン機構）
７２：ドレン菅（ドレン機構）
７３：排出口（ドレン機構）
７４：フロート
７５：透過型光センサ
８０：比重計測部、燃料判別部、バルブ制御部、（エンジンＥＣＵ）
８１：警告部（鳴動装置）
９０：給電回路（リレースイッチ）

Claims (5)

1. 給油口に接続された中間槽と燃料タンク間の経路がバルブで閉塞された状態で、比重計測部により計測された前記中間槽への注入燃料の比重に基づいて、注入された燃料が適正燃料か否かを判別する燃料判別部と、前記燃料判別部の判別結果に基づいて前記バルブを制御するバルブ制御部を備えた誤給油防止制御装置。
2. 前記適正判別部により注入された燃料が不適正な燃料であると判別されたときに警告部を介して警告する請求項１記載の誤給油防止制御装置。
3. 給油扉または給油口の開放を検出して、前記バルブ制御部へ給電する給電回路を備えた請求項１または２記載の誤給油防止制御装置。
4. 前記バルブ制御部は、給油扉または給油口の開放を検出して、前記バルブを閉塞する請求項１から３の何れかに記載の誤給油防止制御装置。
5. 給油口と燃料タンクの経路に備えられた中間槽と、前記中間槽から前記燃料タンク側への経路を開閉するバルブと、前記バルブの閉塞状態で前記中間槽に注入された燃料の比重を計測する比重計測部と、前記比重計測部により計測された比重に基づいて注入された燃料が適正燃料か否かを判別する燃料判別部と、前記燃料判別部の判別結果に基づいて前記バルブを制御するバルブ制御部を備えた誤給油防止システム。

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