JP2010181348A - 燃料性状判定装置、内燃機関の制御装置、及び給油装置 - Google Patents

Abstract

【課題】燃料の含酸素燃料の濃度と酸化劣化の度合いとを含む燃料の性状を単一の検出手段の検出結果に基づいて判定可能な燃料性状判定装置を提供すること。
【解決手段】含酸素燃料を含む燃料の性状を判定する燃料性状判定装置５０であって、所定の波長帯の光が燃料を透過する透過率を検出する検出手段１０と、検出手段の検出結果に基づいて燃料の性状が適正であるか否かを判定する判定手段４１とを備え、燃料中の含酸素燃料の濃度に対応する燃料の酸素濃度、および、燃料の酸化劣化の度合いに対応する燃料の酸素濃度のそれぞれの変化に対して、所定の波長帯における透過率の変化の度合いは、所定の波長帯以外の波長帯における透過率の変化の度合いと比較して大きく、判定手段が、燃料の性状が適正であるか否かを判定する透過率の閾値は、燃料の酸素濃度の許容値に基づく。
【選択図】図１

Description

本発明は、燃料性状判定装置、内燃機関の制御装置、及び給油装置に関し、特に、含酸素燃料を含む燃料の性状を判定する燃料性状判定装置と、燃料性状判定装置を備えた内燃機関の制御装置および給油装置とに関する。

バイオディーゼル燃料等の含酸素燃料を含む燃料を燃焼させて動作する内燃機関が知られている。このような内燃機関において、想定外の性状（低品質）の燃料が供給された場合には不具合を生じる可能性がある。例えば、燃料中に適正な濃度を超えて高濃度にバイオディーゼル燃料が混入されていると、排気ガス中の有害物質の濃度が上昇してしまう虞がある。

特許文献１には、燃料の誘電率に基づいて燃料におけるバイオマス燃料の濃度を検出する技術が開示されている。

特開２００５−１７１８１８号公報

ここで、問題とされる燃料の性状には、含酸素燃料の濃度だけでなく、燃料の酸化による劣化の度合いが含まれる。バイオディーゼル燃料等の含酸素燃料は、放置されることにより酸化されて性状が変化したり、金属の腐食を招いたりする。したがって、含酸素燃料の濃度だけでなく、燃料の酸化劣化の度合いを含む燃料の性状を判定できることが望まれる。しかしながら、含酸素燃料の濃度を検出する装置と、燃料の酸化劣化の度合いを検出する装置のそれぞれを独立して設けた場合、コスト増の要因となってしまう。

本発明の目的は、含酸素燃料を含む燃料の性状を判定する燃料性状判定装置において、燃料中の含酸素燃料の濃度と燃料の酸化劣化の度合いとを含む燃料の性状を単一の検出手段の検出結果に基づいて判定可能な燃料性状判定装置を提供することである。

本発明の燃料性状判定装置は、含酸素燃料を含む燃料の性状を判定する燃料性状判定装置であって、予め定められた所定の波長帯の光が前記燃料を透過する透過率を検出する検出手段と、前記検出手段の検出結果に基づいて前記燃料の性状が適正であるか否かを判定する判定手段とを備え、前記燃料中の前記含酸素燃料の濃度に対応する前記燃料の酸素濃度、および、前記燃料の酸化劣化の度合いに対応する前記燃料の酸素濃度のそれぞれの変化に対して、前記所定の波長帯における前記透過率の変化の度合いは、前記所定の波長帯以外の波長帯における前記透過率の変化の度合いと比較して大きく、前記判定手段が、前記燃料の性状が適正であるか否かを判定する前記透過率の閾値は、前記燃料の酸素濃度の許容値に基づくことを特徴とする。

本発明の燃料性状判定装置において、前記所定の波長帯は、１４００ｎｍから１６００ｎｍの波長帯のうち少なくとも一部の波長帯を含むことを特徴とする。

本発明の燃料性状判定装置において、前記所定の波長帯は、１５５０ｎｍの波長を中心波長とする波長帯であることを特徴とする。

本発明の燃料性状判定装置において、前記燃料性状判定装置は、前記燃料を燃焼させて動作する内燃機関を備えた車両に搭載され、前記内燃機関に供給される前記燃料の性状を判定するものであって、前記燃料の性状が適正であると判定されない場合に、運転者に対して前記燃料の性状が適正でないことを知らせる警告手段を備えることを特徴とする。

本発明の燃料性状判定装置を備え、前記燃料を燃焼させて動作する内燃機関を制御する内燃機関の制御装置であって、前記内燃機関の始動時に、前記内燃機関に供給される前記燃料の性状を前記判定手段により判定し、前記燃料の性状が適正であると判定されない場合、前記内燃機関の始動を禁止することを特徴とする。

本発明の燃料性状判定装置を備え、車両に前記燃料を供給する給油装置であって、前記判定手段により、前記燃料の性状が適正であると判定されない場合に、前記車両に対する前記燃料の供給を停止することを特徴とする。

本発明にかかる燃料性状判定装置は、予め定められた所定の波長帯の光が燃料を透過する透過率を検出する検出手段と、検出手段の検出結果に基づいて燃料の性状が適正であるか否かを判定する判定手段とを備える。燃料中の含酸素燃料の濃度に対応する燃料の酸素濃度、および、燃料の酸化劣化の度合いに対応する燃料の酸素濃度のそれぞれの変化に対して、所定の波長帯における透過率の変化の度合いは、所定の波長帯以外の波長帯における透過率の変化の度合いと比較して大きく、判定手段が、燃料の性状が適正であるか否かを判定する透過率の閾値は、燃料の酸素濃度の許容値に基づいている。これにより、燃料中の含酸素燃料の濃度と、燃料の酸化劣化の度合いとを含む燃料の性状について、一つの検出手段の検出結果に基づいて判定することができるという効果を奏する。

図１は、本発明の燃料性状判定装置の第１実施形態にかかる装置を示す概略構成図である。 図２は、本発明の燃料性状判定装置の第１実施形態にかかる装置が適用された内燃機関を示す概略構成図である。 図３−１は、本発明の燃料性状判定装置の第１実施形態における燃料性状の判定方法について説明するための図である。 図３−２は、本発明の燃料性状判定装置の第１実施形態における燃料性状の判定方法について説明するための他の図である。 図４は、本発明の燃料性状判定装置の第１実施形態の動作を示すフローチャートである。 図５−１は、本発明の燃料性状判定装置の第１実施形態において、燃料のバイオ濃度と、光の波長と、光が燃料を透過する透過率との関係を示す図である。 図５−２は、本発明の燃料性状判定装置の第１実施形態において、燃料の酸化劣化の度合いと、光の波長と、光が燃料を透過する透過率との関係を示す図である。 図６は、本発明の燃料性状判定装置の第１実施形態において、光路長と、バイオ濃度と、光の透過率との関係を示す図である。 図７は、本発明の燃料性状判定装置の第１実施形態において、光路長と、バイオ濃度による光の透過率の変化量との関係を示す図である。 図８は、本発明の燃料性状判定装置の第１実施形態の変形例にかかる装置が適用された内燃機関を示す概略構成図である。 図９は、本発明の燃料性状判定装置の第２実施形態の動作を示すフローチャートである。 図１０は、本発明の燃料性状判定装置の第３実施形態にかかる装置が適用された給油装置を示す概略構成図である。

以下、本発明の燃料性状判定装置の一実施形態につき図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、この実施形態によりこの発明が限定されるものではない。

（第１実施形態）
図１から図７を参照して、第１実施形態について説明する。本実施形態は、含酸素燃料を含む燃料の性状を判定する燃料性状判定装置に関する。

図１は、本実施形態の燃料性状判定装置を示す概略構成図、図２は、本実施形態の燃料性状判定装置が適用された内燃機関を示す概略構成図、図３−１および図３−２は、本実施形態における燃料性状の判定方法について説明するための図、図４は、本実施形態の燃料性状判定装置の動作を示すフローチャートである。

図２において、符号２０は、エンジン（内燃機関）を示す。エンジン２０は、圧縮されて高温となった燃焼室内の雰囲気に燃料を供給することで、燃料を自然着火させる圧縮自着火式の内燃機関である。エンジン２０は、含酸素燃料としてのバイオディーゼル燃料を含む燃料を燃焼させて動作することが可能である。燃料タンク２には、鉱物資源である原油を分留して作られたディーゼル燃料（軽油）だけでなく、生物由来の有機性資源（例えば、植物油）を原料として作られたバイオディーゼル燃料が混合されて給油されることがある。なお、「バイオディーゼル燃料」は、菜種油やパーム油等の植物油を、メタノール等と反応させてエステル化した脂肪酸メチルエステル（ＦＡＭＥ）等で構成されている。エンジン２０は、バイオディーゼル燃料を含まない軽油のみを燃焼させて動作することが可能であるのみならず、軽油とバイオディーゼル燃料とが混合された燃料を燃焼させて動作することが可能に構成されている。

エンジン２０は、シリンダブロック２１およびシリンダヘッド２２を有する。シリンダブロック２１の内部には、シリンダブロック２１の内部を軸方向に往復運動可能なピストン２３が配置されている。シリンダヘッド２２は、シリンダブロック２１の上部に固定されており、シリンダヘッド２２の下面と、シリンダブロック２１の内壁面と、ピストン２３の頂面とにより燃焼室２５が形成されている。

シリンダヘッド２２の内部には、吸気ポート２７および排気ポート２８が形成されている。吸気ポート２７は、燃焼室２５と接続されており、シリンダヘッド２２には、吸気ポート２７と燃焼室２５との間を開閉する吸気バルブ２９が配置されている。排気ポート２８は、燃焼室２５と接続されており、シリンダヘッド２２には、排気ポート２８と燃焼室２５との間を開閉する排気バルブ３０が配置されている。

シリンダヘッド２２には、燃料噴射弁２６が配置されている。燃料噴射弁２６は、燃料配管３を介して燃料タンク２から供給される燃料を燃焼室２５に噴射する。ピストン２３により圧縮されて高温となった筒内の雰囲気に燃料が噴射されると、燃料が自然着火し、燃焼圧によりピストン２３が押し下げられる。ピストン２３は、コンロッド２４を介して図示しないクランクシャフトと連結されており、ピストン２３の往復運動がクランクシャフトの回転運動に変換される。すなわち、燃料の燃焼エネルギーが、クランクシャフトの回転エネルギーに変換されて出力される。

エンジン２０が搭載された車両（図示せず）には、燃料タンク２に貯留された燃料の性状を判定する燃料性状判定装置５０が設けられている。燃料性状判定装置５０は、検出部（検出手段）１０および制御回路４０を有する。

図１に示すように、検出部１０は、発光素子１１、受光素子１２、ケース１３、導光体１４，１５を含んで構成されている。発光素子１１は、予め定められた所定の波長帯の光を発光するものである。本実施形態の発光素子１１は、燃料の酸素濃度に応じて燃料を透過する透過率が大きく変化する波長帯の光、具体的には、中心波長が１５５０ｎｍの光を発光する。

受光素子１２は、受光量に応じた電圧を出力するものであり、具体的には、フォトダイオードである。受光素子１２は、発光素子１１から発光されて燃料を透過した光を受光可能な位置に配置されている。発光素子１１と、受光素子１２とは、以下に説明するように、燃料タンク２に貯留された燃料を挟んで互いに対向している。

発光素子１１と、受光素子１２は、それぞれケース１３内に配置されている。ケース１３は、燃料タンク２の底部に固定されており、燃料タンク２の底部に嵌合された本体部１３ａと、本体部１３ａから上方に向けて突出する発光側突出部１３ｂおよび受光側突出部１３ｃを有する。発光側突出部１３ｂと受光側突出部１３ｃとは、所定の間隔をあけて互いに対向しており、発光側突出部１３ｂと受光側突出部１３ｃとの間には、燃料を充填可能な燃料貯留部１６が形成されている。燃料貯留部１６の上部には、開口部１７が形成されている。開口部１７は、燃料タンク２内の燃料が開口部１７を介して燃料貯留部１６に流入可能である位置に形成されている。

発光側突出部１３ｂおよび受光側突出部１３ｃには、光を透過させる導光体１４，１５がそれぞれ設けられている。導光体１４，１５は、光が透過する光透過部材、たとえばガラスで構成されている。導光体１４は、発光側突出部１３ｂにおける受光側突出部１３ｃと対向する部分に配置されており、発光素子１１は、導光体１４により燃料貯留部１６内の燃料と隔てられている。導光体１５は、受光側突出部１３ｃにおける発光側突出部１３ｂと対向する部分に配置されており、受光素子１２は、導光体１５により燃料貯留部１６内の燃料と隔てられている。つまり、発光素子１１と受光素子１２とは、一対の導光体１４，１５と、導光体１４，１５の間に充填された燃料とを挟んで互いに対向している。発光素子１１が発光する光は、導光体１４、燃料貯留部１６に充填された燃料、導光体１５を透過して受光素子１２に到達する。

制御回路４０は、燃料性状判定部（判定手段）４１と、駆動部４２を有する。駆動部４２は、発光素子１１および受光素子１２を駆動させるものである。発光素子１１および受光素子１２は、それぞれ制御回路４０と電気的に接続されている。駆動部４２は、燃料の性状を判定する場合に、発光素子１１を駆動して発光させると共に、受光素子１２を駆動して受光量に応じた電圧を出力させる。燃料性状判定部４１は、受光素子１２から出力される電圧に基づいて、燃料の性状を判定する。

図３−１および図３−２は、本実施形態における燃料性状の判定方法について説明するための図である。図３−１には、燃料中のバイオディーゼル燃料の濃度（以下、単に「バイオ濃度」と記述する）と受光素子１２の出力との関係、図３−２には、燃料の過酸化物価と受光素子１２の出力との関係がそれぞれ示されている。ここで、バイオ濃度は、例えば、重量濃度であることができる。

上述したように、発光素子１１が発光する光は、燃料の酸素濃度により透過率が変化する波長帯の光であり、燃料中の酸素量が増加すると、受光素子１２の受光量（光の強度）が減少する。バイオディーゼル燃料には、軽油と比較して多くの酸素が含まれている。このため、燃料中において、含酸素燃料であるバイオディーゼル燃料の濃度が高くなるほど、発光素子１１が発光する光が燃料に吸収されやすく（透過率が低く）なる。つまり、図３−１に示すように、バイオ濃度が高くなるほど、受光素子１２の出力は低下する。また、バイオ濃度が同じであっても、燃料の酸化劣化の度合いにより、受光素子１２の受光量は変化する。燃料に酸素が結合して燃料が酸化劣化することにより、燃料に含まれる酸素の濃度（過酸化物価）が増加する。図３−２に示すように、燃料が酸化劣化して燃料の過酸化物価が高くなるほど、受光素子１２の出力が低下する。つまり、受光素子１２の出力は、バイオ濃度が高くなるほど、かつ、燃料の酸化劣化の度合いが高くなるほど低下する。

本実施形態では、以下に図５−１および図５−２を参照して説明するように、発光素子１１が発光する光の波長は、バイオ濃度と燃料の酸化劣化の度合いのそれぞれに応じて光の透過率が変化し、燃料の性状を判定可能となる波長帯に設定されている。

図５−１は、燃料のバイオ濃度と、光の波長と、光が燃料を透過する透過率との関係を示す図である。図５−１には、それぞれバイオ濃度の異なるＦＡ０からＦＡ４までの５種類の燃料についての波長と透過率との関係が示されている。符号ＦＡ０は、軽油１００％の燃料であり、ＦＡ１，ＦＡ２，ＦＡ３，ＦＡ４の順にバイオ濃度が高くなる。図５−１からわかるように、１４００ｎｍから１６００ｎｍの波長域では、バイオ濃度の増加につれて光の透過率が低下する。この波長域では、他の波長域と比較して、バイオ濃度の変化に対する透過率の変化の度合いが大きい。

図５−２は、燃料の酸化劣化の度合いと、光の波長と、光が燃料を透過する透過率との関係を示す図である。図５−２には、それぞれ酸化劣化の度合いが異なるＦＢ０からＦＢ７までの８種類の燃料についての波長と透過率との関係が示されている。符号ＦＢ０は、未劣化燃料であり、ＦＢ１，ＦＢ２，…，ＦＢ７の順に酸化劣化の度合いが高くなる。なお、ＦＢ０からＦＢ７までの燃料のバイオ濃度は一定である。図５−２からわかるように、１４００ｎｍから１６００ｎｍの波長域では、酸化劣化の度合いが高くなるにつれて光の透過率が低下する。この波長域では、他の波長域と比較して、酸化劣化の度合いの変化に対する透過率の変化の度合いが大きい。

本実施形態の発光素子１１は、バイオ濃度と燃料の酸化劣化の度合いのいずれによっても光の透過率に大きな変化が生じるように、中心波長が１４００ｎｍから１６００ｎｍの間にある光を発光する。これにより、受光素子１２の出力電圧に基づいて、バイオ濃度と酸化劣化の度合いとを含む燃料の性状を総合的に判定することができる。

図３−１および図３−２に示すように、本実施形態では、バイオ濃度と燃料の酸化劣化の度合いとを含む燃料の性状を判定するための閾値として、受光素子１２の出力に対する閾値Ｖ０が設定されている。上記のように、バイオ濃度が高い燃料、および、酸化劣化した燃料のいずれにおいても、受光素子１２の出力電圧は低下する。このため、一つの閾値Ｖ０により、バイオ濃度と、燃料の酸化劣化の度合いとを含む燃料の総合的な性状を判定することができる。受光素子１２の出力が、閾値Ｖ０未満である場合、燃料性状判定部４１は、燃料タンク２内の燃料が低品質の燃料であると判定する。燃料タンク２内の燃料が低品質の燃料となる場合として、以下に説明するような状況が考えられる。

例えば、燃料タンク２に給油される燃料のバイオ濃度が、想定されているよりも高濃度の場合である。この場合、燃料に含まれる酸素量が、空燃比制御において想定されている酸素量の範囲よりも多くなる。このため、エンジン２０から排出される排気ガス中の有害物質の濃度が予め設定された範囲から逸脱してしまう虞がある。また、燃料タンク２に供給される燃料の酸化劣化の度合いが高かったり、燃料タンク２内において燃料が酸化し、酸化劣化の度合いが高まったりする場合がある。この場合、酸化劣化した燃料により、デポジットが生成されたり、金属の腐食が発生したりするという問題がある。特に、バイオ濃度が高すぎる燃料は、酸化劣化しやすいため、バイオ濃度と酸化劣化の度合いとを含む燃料の性状を総合的に判定できることが有効である。

受光素子１２の出力における閾値Ｖ０は、例えば、その地域で使用される燃料のバイオ濃度（例えば、その地域で使用される燃料のバイオ濃度の上限）に基づいて設定される。これにより、その地域で使用される濃度よりも高いバイオ濃度の燃料が給油された場合に、その燃料が低品質の燃料であると判定することができる。

また、閾値Ｖ０は、エンジン２０の部品の耐腐食性に基づいて設定されてもよい。この場合、例えば、バイオ燃料が本来有する酸素量と、酸化劣化により燃料と結合した酸素量とを合計した燃料中の酸素量（酸素濃度）に対して、部品の耐腐食性を考慮した許容値が設定される。許容値は、例えば、適合実験の結果や計算結果等に基づいて決定され、その許容値に基づいて閾値Ｖ０が設定される。

本実施形態では、バイオ濃度が高すぎる場合に燃料の性状が低品質である（適正でない）と判定できるだけでなく、バイオ濃度が予め想定されている範囲内の値であっても、燃料の酸化劣化が進んでいる場合に燃料の性状が低品質であると判定することができる。

例えば、バイオ濃度が３０％であり、かつ、燃料の酸化劣化が生じていない場合、図３−１に示すように、受光素子１２の出力Ｖ１は、閾値Ｖ０よりも大きい。この場合、燃料の性状は適正であると判定される。一方、図３−２に示すように、バイオ濃度が３０％であっても、過酸化物価が２，０００ｐｐｍであれば、受光素子１２の出力Ｖ２は、閾値Ｖ０よりも小さいため、燃料の性状が低品質であると判定される。

また、本実施形態では、以下に図６および図７を参照して説明するように、バイオ濃度の変化に対する光の透過率の変化量が十分大きなものとなるように、発光素子１１と受光素子１２との間の光路長が設定されている。

図６は、光路長と、バイオ濃度と、光の透過率との関係を示す図である。図６には、波長１５７０ｎｍの光について、６種類の光路長におけるバイオ濃度と透過率との関係が示されている。ここで、光路長とは、燃料貯留部１６内の光路長のことであり、図１に示すように、導光体１４と導光体１５との間の距離Ｌを示す。図７は、光路長と、バイオ濃度による光の透過率の変化量との関係を示す図である。図７には、図６に示すそれぞれの光路長について、バイオ濃度が１００％の燃料とバイオ濃度が０％（軽油のみ）の燃料との光の透過率の差が示されている。図７からわかるように、光路長が４０から５０ｍｍの場合に、濃度による光の透過率の変化の度合いが大きくなる。このため、本実施形態では、光路長が４０ｍｍから５０ｍｍの間の値に設定されている。

図４を参照して、本実施形態の動作について説明する。図４に示す燃料性状判定ルーチンは、例えば、エンジン２０の始動時、あるいは燃料給油後など予め決められた条件下において実行される。

ステップＳ１００では、制御回路４０により、発光素子１１が駆動される。制御回路４０の駆動部４２は、発光素子１１を駆動させ、中心波長が１５５０ｎｍの光を発光させる。発光素子１１から発した光は、導光体１４、燃料貯留部１６内の燃料、導光体１５を通過し、受光素子１２で受光される。

ステップＳ１０１では、制御回路４０により、受光素子１２の出力電圧Ｖが計測される。

次に、ステップＳ１０２では、制御回路４０の燃料性状判定部４１により、ステップＳ１０１で取得した受光素子１２の出力電圧Ｖが、閾値Ｖ０以上であるか否かが判定される。その判定の結果、出力電圧Ｖが、閾値Ｖ０以上であると判定された場合（ステップＳ１０２−Ｙ）にはステップＳ１０３に進み、そうでない場合（ステップＳ１０２−Ｎ）にはステップＳ１０４に進む。

ステップＳ１０３では、制御回路４０の燃料性状判定部４１により、燃料タンク２内の燃料が適正燃料であると判定される。ステップＳ１０３が実行されると、本制御フローは終了する。

ステップＳ１０４では、制御回路４０の燃料性状判定部４１により、燃料タンク２内の燃料が低品質燃料と判定され、ステップＳ１０５に進む。

ステップＳ１０５では、制御回路４０により、警告灯（警告手段）４（図２参照）が点灯される。警告灯４は、点灯により運転者に燃料性状の異常（燃料性状が適正でないこと）を知らせるものであり、例えば、運転者の前方のインストルメントパネルに設置されている。制御回路４０は、警告灯４を点灯させることで、運転者に対して燃料タンク２内の燃料が低品質燃料であることを知らせ、燃料交換を促す。なお、警告灯４に代えて、あるいは警告灯４に加えて、他の警告手段により運転者に燃料性状の異常を知らせるようにしてもよい。例えば、警告灯４を点灯させ、かつ、警告音を発することにより、燃料性状の異常を知らせてもよい。ステップＳ１０５が実行されると、本制御フローは終了する。

以上説明したように、本実施形態の燃料性状判定装置５０によれば、バイオ濃度と燃料の酸化劣化の度合いとを含む燃料の性状を総合的に判定することができる。また、発光素子１１および受光素子１２と検出対象の燃料との間は、導光体１４，１５により仕切られているため、素子１１，１２の劣化が抑制される。金属電極等を燃料に直接接触させて燃料の性状を検出する場合、電極の劣化が問題となる。特に、金属の腐食が問題となる含酸素燃料を検出対象とする場合、金属電極を用いたセンサでは、電極の腐食が問題となる。これに対して、本実施形態の燃料性状判定装置５０では、発光素子１１および受光素子１２が燃料に直接接触しないため、電極の腐食等の検出装置の劣化の問題を回避しつつ燃料の性状を判定することができる。よって、燃料に直接接触するセンサを利用する場合と比較して、燃料性状判定装置５０の耐久性を向上させることができる。

本実施形態によれば、発光素子１１と受光素子１２とで構成される一組のセンサでバイオ濃度と燃料の酸化劣化の度合いとを含む燃料の性状を判定することが可能となる。バイオ濃度を検出するセンサと、燃料の酸化劣化の度合いを検出するセンサをそれぞれ備える場合と比較して、燃料性状判定装置５０の簡素化および低コスト化が可能となる。

なお、本実施形態では、発光素子１１の発行する光の波長帯は、中心波長が１５５０ｎｍの波長帯であったが、これには限定されない。所定の波長帯は、１４００ｎｍから１６００ｎｍの波長帯のうち少なくとも一部の波長帯を含んでいればよく、中心波長が１５５０ｎｍもしくはその近傍の波長であることが望ましい。

（第１実施形態の変形例）
第１実施形態の変形例について説明する。図８は、本変形例にかかる燃料性状判定装置が適用された内燃機関を示す概略構成図である。

上記第１実施形態では、検出部１０が燃料タンク２内に配置されていたが、検出部１０の設置位置はこれには限定されない。本変形例では、燃料タンク２内に代えて、燃料配管３に検出部１０が配置されている。

図８に示すように、本変形例の燃料性状判定装置５０では、検出部１０が、燃料タンク２と燃料噴射弁２６とを接続する燃料配管３に配置されている。検出部１０は、例えば、上記第１実施形態（図１参照）の検出部１０と同様の構成であり、燃料配管３を流れる燃料が燃料貯留部１６に流入可能となるように燃料配管３に設置されている。その他の構成については、上記第１実施形態と同様であることができる。これにより、燃料配管３を流れる燃料の性状が燃料性状判定装置５０により判定される。

（第２実施形態）
図９を参照して第２実施形態について説明する。第２実施形態については、上記第１実施形態と異なる点についてのみ説明する。図９は、燃料性状判定装置５０の第２実施形態の動作を示すフローチャートである。

第２実施形態の燃料性状判定装置５０が、上記第１実施形態の燃料性状判定装置５０と異なる点は、燃料が低品質であると判定された場合に、エンジン２０の始動を中止する点である。本実施形態の制御回路４０は、エンジン２０の始動を制御可能であり、エンジン２０を制御する内燃機関の制御装置として機能する。制御回路４０は、燃料の性状が適正であると判定された場合に限りエンジン２０を始動させる。これにより、低品質の燃料がエンジン２０に供給されることが抑制され、エンジン２０が保護される。

図９を参照して本実施形態の動作について説明する。図９に示す燃料性状判定ルーチンは、エンジン始動時に実行される。

まず、ステップＳ２００では、制御回路４０により、イグニッションキーがＯＮであるか否かが判定される。その判定の結果、イグニッションキーがＯＮであると判定された場合（ステップＳ２００−Ｙ）にはステップＳ２０１に進み、そうでない場合（ステップＳ２００−Ｎ）にはステップＳ２００の判定が繰り返される。

ステップＳ２０１では、制御回路４０により、発光素子１１が駆動され、発光素子１１から中心波長が１５５０ｎｍの光が発光される。

ステップＳ２０２では、制御回路４０により、受光素子１２の出力電圧Ｖが計測される。

次に、ステップＳ２０３では、制御回路４０により、ステップＳ２０２で取得した受光素子１２の出力電圧Ｖが、閾値Ｖ０以上であるか否かが判定される。その判定の結果、出力電圧Ｖが、閾値Ｖ０以上であると判定された場合（ステップＳ２０３−Ｙ）にはステップＳ２０４に進み、そうでない場合（ステップＳ２０３−Ｎ）にはステップＳ２０６に進む。

ステップＳ２０４では、制御回路４０の燃料性状判定部４１により、燃料配管３内の燃料が適正燃料であると判定される。ステップＳ２０４が実行されると、ステップＳ２０５に進む。

ステップＳ２０５では、制御回路４０により、エンジン２０の始動が実行される。ステップＳ２０５が実行されると、本制御フローは終了する。

ステップＳ２０３で否定判定がなされてステップＳ２０６に進むと、ステップＳ２０６では、制御回路４０の燃料性状判定部４１により、燃料配管３内の燃料が低品質の燃料であると判定される。

次に、ステップＳ２０７では、制御回路４０により、警告灯４が点灯される。

次に、ステップＳ２０８では、制御回路４０により、エンジン２０の始動が中止される。ステップＳ２０８が実行されると、本制御フローは終了する。

本実施形態によれば、燃料が低品質燃料である場合には、エンジン２０の運転がなされなくなる。これにより、低品質燃料のエンジン２０への供給が停止され、エンジン２０が保護される。

（第３実施形態）
図１０を参照して第３実施形態について説明する。第３実施形態については、上記各実施形態と異なる点についてのみ説明する。図１０は、本実施形態の燃料性状判定装置１５０が適用された給油装置２００を示す概略構成図である。本実施形態の燃料性状判定装置１５０は、上記各実施形態の燃料性状判定装置５０のように車両に搭載されることに代えて、車両に燃料を供給する給油装置に備えられている。

給油装置２００は、例えば、給油所に設置されるものであり、図示しない燃料貯蔵タンク内の燃料を給油ノズル２０１から車両等の燃料タンクに供給する。燃料貯蔵タンクと給油ノズル２０１とを接続する燃料配管１０３には、開閉弁１０４と、燃料性状判定装置１５０の検出部１１０が設けられている。検出部１１０は、例えば、上記第１実施形態の検出部１０と同様の構成を有しており、燃料配管１０３を流れる燃料における所定の波長帯の光の透過率を検出する。

給油装置２００には、燃料性状判定装置１５０の制御回路１４０が配置されている。制御回路１４０は、検出部１１０と接続されており、検出部１１０を駆動して光の透過率を検出させ、検出結果を示す信号を取得する。また、制御回路１４０は、開閉弁１０４と接続されており、開閉弁１０４を制御して燃料配管１０３を開放または閉塞させることが可能である。

制御回路１４０は、予め定められた所定の条件下、例えば、給油装置２００による燃料の供給開始時に燃料の光の透過率を取得する。取得した光の透過率が、予め定められた閾値以上である場合には、開閉弁１０４を開き、燃料の供給を開始する。一方、取得した光の透過率が、閾値未満である場合には、開閉弁１０４を閉じ、燃料配管１０３を閉塞して燃料の供給を停止する。これにより、低品質燃料が車両等に供給されることが未然に抑制され、車両が保護される。

２ 燃料タンク
３ 燃料配管
１０ 検出部
１１ 発光素子
１２ 受光素子
１３ ケース
１３ａ 本体部
１３ｂ 発光側突出部
１３ｃ 受光側突出部
１４，１５ 導光体
１６ 燃料貯留部
２０ エンジン
２５ 燃焼室
２６ 燃料噴射弁
４０，１４０ 制御回路
４１ 燃料性状判定部
４２ 駆動部
５０，１５０ 燃料性状判定装置
１０３ 燃料配管
１０４ 開閉弁
１１０ 検出部
２００ 給油装置

Claims (6)

1. 含酸素燃料を含む燃料の性状を判定する燃料性状判定装置であって、
   予め定められた所定の波長帯の光が前記燃料を透過する透過率を検出する検出手段と、
   前記検出手段の検出結果に基づいて前記燃料の性状が適正であるか否かを判定する判定手段とを備え、
   前記燃料中の前記含酸素燃料の濃度に対応する前記燃料の酸素濃度、および、前記燃料の酸化劣化の度合いに対応する前記燃料の酸素濃度のそれぞれの変化に対して、前記所定の波長帯における前記透過率の変化の度合いは、前記所定の波長帯以外の波長帯における前記透過率の変化の度合いと比較して大きく、
   前記判定手段が、前記燃料の性状が適正であるか否かを判定する前記透過率の閾値は、前記燃料の酸素濃度の許容値に基づく
   ことを特徴とする燃料性状判定装置。
2. 請求項１に記載の燃料性状判定装置において、
   前記所定の波長帯は、１４００ｎｍから１６００ｎｍの波長帯のうち少なくとも一部の波長帯を含む
   ことを特徴とする燃料性状判定装置。
3. 請求項１または２に記載の燃料性状判定装置において、
   前記所定の波長帯は、１５５０ｎｍの波長を中心波長とする波長帯である
   ことを特徴とする燃料性状判定装置。
4. 請求項１から３のいずれか１項に記載の燃料性状判定装置において、
   前記燃料性状判定装置は、前記燃料を燃焼させて動作する内燃機関を備えた車両に搭載され、前記内燃機関に供給される前記燃料の性状を判定するものであって、
   前記燃料の性状が適正であると判定されない場合に、運転者に対して前記燃料の性状が適正でないことを知らせる警告手段を備える
   ことを特徴とする燃料性状判定装置。
5. 請求項１から４のいずれか１項に記載の燃料性状判定装置を備え、前記燃料を燃焼させて動作する内燃機関を制御する内燃機関の制御装置であって、
   前記内燃機関の始動時に、前記内燃機関に供給される前記燃料の性状を前記判定手段により判定し、前記燃料の性状が適正であると判定されない場合、前記内燃機関の始動を禁止する
   ことを特徴とする内燃機関の制御装置。
6. 請求項１から３のいずれか１項に記載の燃料性状判定装置を備え、車両に前記燃料を供給する給油装置であって、
   前記判定手段により、前記燃料の性状が適正であると判定されない場合に、前記車両に対する前記燃料の供給を停止する
   ことを特徴とする給油装置。

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