JP2918664B2 - 給油ノズル - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、自動車燃料タンク内のベーパに基づいて燃
料油の種類を自動的に判定する給油装置に適した給油ノ
ズルに関する。

（従来の技術） 自動車には燃料油としてガソリンを使用するものと、
軽油を使用するものとの２種類があり、使用すべき燃料
の種類を誤るとエンジンに重大な支障を来すことにな
る。

このため、給油に先立って、自動車燃料タンク内のベ
ーパを、給油ノズルに取付けられたエアチューブを介し
て給油装置内のガスセンサに導き、所定時間における有
機ガス濃度の上昇度から燃料油の種類を判定し、給油装
置に登録されている燃料の油種と一致した場合に給油を
許可するようにした油種判定機能付給油装置が提案され
ている。

（発明が解決しようとする課題） このような装置によれば、自動車タンク内に収容され
ている燃料油と同一の燃料油を確実に給油することがで
きるが、ガスセンサには通常、半導体式のものが使用さ
れている。しかしながら、半導体式ガスセンサは、自動
車燃料タンク内のベーパのような極めて濃度が高い有機
ガスに長時間曝されると、劣化し易く、寿命が短いとい
う問題がある。

また、自動車タンクから給油装置本体のガスセンサま
でベーパを輸送するための待ち時間が必要になるといっ
た問題がある。

本発明ではこのような問題に鑑みてなされたものであ
って、その目的とするところは、高い耐久性を備えると
ともに、油種判定までの待ち時間を短縮することができ
る油種判別センサを備えた給油ノズルを提供することに
ある。

（課題を解決するための手段） このような問題を解決するために本発明の給油ノズル
は、一端にガス流入口が、また他端にガス流出口が形成
されたチャンバーに、前記チャンバーの一方側の壁面を
反射体として気体による超音波の伝搬時間を検出するよ
うに他側に超音波トランスデューサが配置されたガスセ
ンサと、前記ガス流入口に一端が、また他端が筒先部に
延びるベーパ吸引管とを備え、前記ガス流出口に吸気手
段からの負圧を作用させ、前記伝搬時間に基づいて油種
の判定が可能に構成されている。

（発明の作用） エア吸気手段によりエアチューブに負圧が発生する
と、吸引管を介して自動車燃料タンク内のベーパがチャ
ンバーに流れ込む。もとより、吸引管は長くても筒先部
程度であるから、極めて短時間の内にベーパーがチャン
バーに到達する。この時点で超音波トランデューサを作
動させて超音波ビームを発射すると、チャンバー内の雰
囲気により決まる音速でもってエコーが生じる。このエ
コー到達するまでの時間から油種を判別する。

（実施例） そこで、以下に本発明の詳述を図示した実施例に基づ
いて説明する。

第１図は本発明の一実施例を示すものであって、図中
符号１は、給油ノズル本体で、給油ホースを介して図示
しない給油装置の流量計に接続されており、胴部２には
周知のように給油レバーに連動する主弁が収容されてお
り、筒先部12から自動車タンクに給油を行うようになっ
ている。

３は、ノズルの胴部２の先端部に取付けられたガスセ
ンサで、ノズルの筒先部方向に延びる筒状容器からなる
チャンバー４と、このチャンバー４の後端、つまり握り
部側に超音波トランデューサ５を収容して構成され、チ
ャンバー４の先端の封止部６には開口７が穿設されて、
ベーパ吸引管８を介して筒先部先端近傍のベーパ吸引口
９に連通している。またチャンバー４のトランデューサ
５近傍には通孔10が穿設され、図示しない吸気手段に接
続するようになっている。11は、周面に穿設された通孔
で、トランスデューサ５の近傍に位置するように設けら
れている。

第２図は信号処理装置の−実施例を示すものであっ
て、図中符号20は、タイミング信号発生回路で、一定周
期Ｔにより高周波発振回路21を作動させてパルス状高周
波電力を発生させ、切替回路22を介して超音波トランス
デューサ５を励振させ、また送信が終了した時点で切替
回路22により後述する判定回路23にエコー信号を入力さ
せるように構成されている。この高周波発振回路21は、
有機ガスの空気とを判別するのに適するとともに、高い
指向性の超音波ビームを発生できる周波数、例えば、40
0KHz程度の高周波電力を発生するように構成されてい
る。

23は、前述の判定回路で、タイミング信号発生回路20
からの信号を基準にしてエコーを受信するまでの時間Δ
Ｔに基づいて、記憶回路24に格納されているデータに基
づいてベーパの種類を検出するものである。なお、図中
符号25は、ノズルレバーに連動する起動スイッチを示
す。

この信号処理装置は、給油ノズルの握り部や胴部に収
容されたり、給油装置本体に収容される。

次にこのように構成し装置の動作を第３図に示したタ
イミング図に基づいて説明する。

給油装置からノズル１を外して吸気手段を作動させて
チャンバー４に負圧を作用させると、ベーパ吸引管８を
介して自動車タンク内のベーパがベーパ吸引口からチャ
ンバー４に進入する。この時点で給油レバーを引上げる
と、タイミング信号発生回路20から信号が発生し、これ
にともなって高周波発振回路21から高周波電力が出力さ
れる。超音波トランスデューサ５からパルス状の超音波
ビームが放射される。（第３図Ｉ）。この超音波ビーム
は、自動車タンク内の雰囲気により定まる音速でもって
チャンバー４の空間を伝播し、封止部６の壁面で反射さ
れ、再びチャンバー４内の雰囲気で定まる音速でもって
トランスデューサ５に戻る。トランスデューサ５は、反
射されてきた超音波が到達した時点で、エコー信号Ｐを
出力する。このエコー信号Ｐは切替回路22を介して判定
回路23に入力する。判定回路23は、超音波ビームが放射
された時点からエコー信号Ｐを受信するまでの時間と、
記憶回路24のデータとにより雰囲気を構成している成分
を判定する。

すなわち、自動車燃料タンクにガソリンが収容されて
いてベーパの濃度が高い場合には、音速が遅くなるた
め、エコー発生までの時間ΔＴが長くなる（II）。

また軽油が収容されていてベーパの濃度が低い場合
は、エコー発生までの時間ΔＴ′が短くなる（III）。

判定の結果、給油装置に登録されている油種に一致し
た場合には給油ポンプが作動して給油が行われることに
なる。

ベーパ吸引中は、チャンバー４内が負圧になっている
ため、第４図に示したように側壁の通孔11からもベーパ
が流れ込むため、通孔７から流入したベーパにより引き
起こされる渦が抑制されて、トランスデューサ５近傍か
らの超音波ビームの無用な散乱が防止される。この結
果、封止部６の壁面から反射された超音波だけに起因し
てエコー信号が発生するため、油種を高い信頼性でもっ
て判別することができる。

また、チャンバー４は通孔11により大気に連通してい
るから、誤って満タン状態のタンクにノズルを挿入して
ベーパ吸引口９がたとえ燃料油に侵漬されるようなこと
があっても、燃料油はチャンバー４まで浸入することが
できない。

このようにして所定量の給油が終了した段階で、給油
レバーを引上げると、主弁が閉止されて給油が停止す
る。ノズルがノズル掛けに戻されてノズルスイッチがOF
Fになると、ポンプモータと吸排モータが停止となる。

なお、油種判定後は通孔10に加圧空気を送って、チャ
ンバー４、及び管８の内部を掃気するようにすれば油主
判定をより完全に行なうことができる。

［実施例］ 長さ60mm、直径6mmの筒状容器に、前方側に直径2.5mm
また後方側2.5mmの通孔を穿設してチャンバーに、超音
波トランスデューサを収容し、ベーパを毎分840ccの流
量で吸引させて、エコーの発生を調べたところ、第６図
に示したように壁面からの反射に起因するエコーＥの他
に副次的なエコーＥ′が発生した。

一方、壁面の通孔を結ぶ軸線と直交するように、超音
波トランスデューサの近傍に直径3.0mmの第３の通孔
（上述の実施例における通孔11に相当するもの）を設け
たところ、第５図に示したように副次的なエコーＥ′
（第６図）が消失して、封止部の壁面からだけエコーと
なり、しかもその波高値も大きくなった。

このことから、トランデューサの近傍に大気取入れの
第３の通孔を設けることが、副次的なエコーの発生を抑
えるとともに、エコーの出力レベルを引上げることがで
きて、油種判定の信頼性を高める上で極めて有効な手段
であることが確認された。

なお、この実施例においては、ベーパ吸引用の通孔を
封止部に設けているが、周面に設けても同様の作用を奏
することは明らかである。

また、この実施例においては吸気手段を給油装置本体
側に設け、エアチューブによりチャンバーと接続してい
るが、小型のポンプを給油ノズルの胴部に設けたり、ま
た給油レバーの運動により作動するピストンポンプを胴
部に収容するようにしても同様の作用を奏することは明
らかである。

（発明の効果） 以上説明したように本発明においては、一端にガス流
入口が、また他端にガス流出口が形成されたチャンバー
に、超音波の伝搬時間を検出する超音波トランスデュー
サを収容したガスセンサと、ガス流入口に一端が、また
他端が筒先部に延びるベーパ吸引管とを備え、ガス流出
口に吸気手段からの負圧を作用させ、超音波の伝搬時間
に基づいて油種の判定するので、センサへのベーパの吸
引に要する時間を短縮して迅速に油種を判定できるばか
りでなく、ガスセンサがチャンバーの一方側の壁面を反
射体として気体による超音波の伝搬時間を検出するよう
に他側に超音波トランスデューサを配置して構成されて
いるため、センサの長大化を招くことなく可及的に長い
伝搬路を確保して、軽油とガソリンとをベーパに基づい
て判定するとができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す装置の構成図、第２図
は同上装置に使用する信号処理装置の一実施例を示すブ
ロック図、第３図は同上装置の動作を示す図、第４図は
ガスセンサーの動作を示す説明図、及び第５図、第６図
はガスセンサーを構成しているチャンバーの第３の通孔
の有無による効果を示す図である。 １……給油ノズル本体、２……胴部 ３……ガスセンサー、４……チャンバー ５……超音波トランスデューサ ６……封止部、７……通孔 ８……ベーパ吸引管、９……ベーパ吸引口 10、11……通孔

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】一端にガス流入口が、また他端にガス流出
   口が形成されたチャンバーに、前記チャンバーの一方側
   の壁面を反射体として気体による超音波の伝搬時間を検
   出するように他側に超音波トランスデューサが配置され
   たガスセンサと、前記ガス流入口に一端が、また他端が
   筒先部に延びるベーパ吸引管とを備え、前記ガス流出口
   に吸気手段からの負圧を作用させ、前記伝搬時間に基づ
   いて油種の判定が可能な給油ノズル。