JP2921339B2 - 油種判別機能を備えた給油装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、自動車燃料タンク内に
滞留するベーパ濃度に基づいてその自動車の燃料油の種
類を判別する機能を備えた給油装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】自動車の燃料油には軽油とガソリンとが
あり、油種を誤って給油を行うとエンジンに不都合が生
じる。このため、給油装置本体に設けた吸引ポンプによ
って給油ノズルの先端部から給油装置本体のガスセンサ
室にベーパを吸引して自動車燃料タンクの油種を判別す
るようにした給油装置が提案されている。ところが、こ
のようなガスセンサを給油装置本体側に設けたもので
は、ベーパを引込む管路が長くなってしまうため、ベー
パがガスセンサに到達するまでに時間がかかり、油種判
定までに時間を要するといった問題に加えて、ベーパを
吸引するのに強い吸引力のポンプが必要になるといった
問題がある。このような問題を解消するために、本出願
人は、給油ノズル側にガスセンサ室を設け、ベーパ吸引
口とガスセンサとの管路長を可及的に小さくした給油装
置を提案した。これによれば燃料油判定までの時間を短
縮することが可能となり、また比較的吸引力の小さな吸
引ポンプを利用することが可能となる。

【０００３】ところで、ガスセンサーにより油種を判定
する給油装置においては、ガソリンと軽油の判断を、軽
油が常温ではガスセンサーにより検知できる程度のベー
パを発生しないことを積極的に利用している関係上、ベ
ーパ濃度検知開始時点を別のセンサーにより検知する必
要がある。

【発明が解決しようとする課題】このため、ガスセンサ
ーからの信号と、給油開始時点検知センサーからの信号
との２種類の信号を伝送する必要上、伝送回線が２回線
分必要となり、給油ノズルと給油装置本体とを接続する
配線が複雑化するばかりでなく、それぞれに本質安全防
爆手段が必要となって回路構成が複雑化するという問題
がある。本発明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１回線のケーブルに
より油種判定に必要な２種類の信号を給油ノズルから給
油装置本体に伝送することができる新規な油種判定機能
を備えた給油装置を提供することである。

【０００４】

【課題を解消するための手段】このような問題を解消す
るために本発明においては、一定周期で駆動信号を送る
バースト波発生手段と、超音波トランスデューサからの
エコー信号を通過させるリミッタ手段と、前記エコー信
号を受けて油種を判定する手段とを備えた給油装置本体
と、一端がノズル筒先部のベーパ吸排気口に、他端が陰
圧発生手段に接続されたガスセンサ室に収容され、前記
バースト波発生手段とリミッタ手段とにケーブルにより
接続された前記超音波トランスデューサと、前記超音波
トランスデューサに並列に接続されて給油レバーの引き
上げに連動してオフとなり、またオン状態において前記
駆動信号を減衰させるスイッチとを有する給油ノズル
と、を備えるようにした。

【０００５】

【作用】給油レバーが引き上げられると、スイッチがオ
フとなって油種判定手段からの駆動信号が超音波トラン
スデューサに印加される。これにより生じたエコー信号
により給油動作が開始された時点を知ることができる。
そしてガソリンペーパに起因するエコー信号の発生の有
無をもって油種を判定する。

【０００６】

【実施例】そこで以下に本発明の詳細を図示した実施例
に基づいて説明する。図１，図２は、本発明の一実施例
を示すものであって図中符号１は、給油装置本体で、地
下タンク内の燃料油を後述する給油ノズル２に給送する
給油ポンプ３と、流量パルス発信器４を備えた流量計５
と、給油ノズル２のセンサ室２４、及びエジェクタ４０
にエアを給送するエアポンプ６を備えて構成されてい
る。７は、給油装置本体１内に設けられた制御装置で、
流量パルス発信器４からの信号を給油量に変換して表示
器８に出力すると共に、ノズル掛９に設けられたノズル
スイッチ１０からの信号によってポンプモータ１１およ
びエアポンプ６を発停させるように構成されている。

【０００７】この制御装置７には予め油種データが登録
されていて、後述するガスセンサ室２４内に配置した超
音波トランスデユーサ２３からの受信信号により、給油
レバー２１の引き上げ時点、及び自動車燃料タンクの油
種を判定し、自動車燃料タンクの油種が登録油種データ
に一致した場合にはポンプモータ１１を作動させ、一致
しない場合にはポンプモータ１１を作動させることなく
警報器１３により警報を発するように構成されている。

【０００８】図３，図４は、それぞれ上述の給油装置に
使用する給油ノズル２の一実施例を示す断面図であっ
て、図中符号２０は、給油レバー２１により開閉される
主弁２２を収容した胴部で、これの表面には内部に超音
波トランスデューサ２３を収容したガスセンサ室２４
と、給油レバー２１に連動する切換え弁２５、及びマイ
クロスイッチＳＷが設けられている。

【０００９】超音波トランスデューサ２３は、図５に示
したように給油ノズル側において必要に応じてインピー
ダンスマッチング抵抗ＲMが接続されていて、これに電
流制限抵抗Ｒ1と直列接続されたマイクロスイッチＳＷ
が並列接続されている。そしてトランスデューサ２３
は、その両端子に同軸ケーブルＬが接続されて給油装置
本体１側の制御装置７に接続されている。そして制御装
置７は、ノズルスイッチ１０からノズル外し信号が入力
しているノズルの超音波トランスデューサ２３，２３，
２３‥‥を順次切換え駆動するスキャナー７０と、ベー
パを検出するのに適した波長の超音波を発生させるパル
ス状駆動信号を一定周期で発生するバースト波発生回路
７１と、駆動信号を阻止する一方、超音波トランスデュ
ーサ２３からのエコー信号を通過させるリミッタ回路７
２と、超音波トランスデューサ２３，２３，２３‥‥か
らのエコー信号を受ける増幅・成形回路７３と、スキャ
ナー７０を駆動してノズルスイッチ１０からノズル外し
信号が入力している複数の給油装置の給油ノズルに設け
られている複数の超音波トランスデューサ２３，２３，
２３‥‥を順次一定周期で駆動するための走査信号を出
力する走査回路７４とを備えていて、増幅・成形回路７
３により受信したエコー信号をマイクロプロセッサ７５
により処理して油種を判定するように構成されている。

【００１０】再び図３，４に戻って、切換え弁２５は、
給油レバー２１の先端にバネ２６により付勢されたレバ
ー２７と、流路２９により主弁室３０の液圧を受けるダ
イヤフラム３１より移動し、常時はバネ３２により一方
に付勢される作動杆２８を備えている。この作動杆２８
には弁体３３が設けらていて、図中右方側に位置した状
態（位置ａを取った状態）ではエジェクタ４０の排気口
４１と大気開放口４２との連通を断ってエアチューブ４
３からのエアをガスセンサ室２４に供給し、また図中左
方に位置する状態（位置ｂ）では、エジェクタ４０の排
気口４１と大気開放口４２とを連通し、エジェクタ４０
で生じた陰圧をガスセンサ室２４に供給するよう構成さ
れている。

【００１１】２４は、前述のガスセンサ室で、一定の伝
幡路長を有する筒状体として構成され、一方の壁面に超
音波トランスデユーサ２３が固定され、また一端にエジ
ェクタ４０の陰圧口４４にチューブ４５で接続する第１
の開口４６が、また他端にチューブ４７により筒先部４
８のベーパ吸排気口４９に連通する第２の開口５０が形
成されている。

【００１２】ＳＷは、マイクロスイッチで、給油レバー
２１が引き下げられた状態ではオン状態を維持して超音
波を発生させるパルス状駆動信号を抵抗Ｒ1を介してバ
イパスさせて減衰させている。また給油レバー２１が引
上げられてレバー２７によりマイクロスイッチＳＷのア
クチュエータ５３が引れた時オフとなってバースト波発
生回路７１からの駆動信号をそのまま超音波トランスデ
ューサ２３に印加させて超音波トランスデューサ２３か
ら超音波を発生させ、またこの超音波の反射により発生
したエコー信号を制御装置７に出力するものである。こ
れらの信号の送受信は、エアチューブ４３内を挿通させ
て給油装置本体１と給油ノズル２との間に配設されてい
る同軸ケーブルＬにより行われている。

【００１３】なお、図中符号６２，６３はそれぞれ同軸
ケーブルＬをエアチューブ４３内に挿入するための結合
手段と、エアチューブ４３から同軸ケーブルＬを引出す
ための分離手段を示しており、エアーチューブ４３は、
流量計５と給油ノズル２とを接続するホース５６に添設
して延長されている。

【００１４】次のこのように構成した装置の動作を図６
に示したフローチャート、及び図７に示したタイミング
図に基づいて説明する。給油すべく給油ノズル２が取上
げられてノズルスイッチ１０がＯＮになると（ステップ
イ）、表示器８が帰零し、エアポンプ６が作動を開始
する（ステップロ）。今の状態においては給油レバー２
１が主弁２２を閉じる位置に保持されているので、切換
え弁２５によりエジェクタ４０の排気口４１が閉塞され
ている。このためエアチューブ４３により送られてくる
エアは、ガスセンサ室２４に流れ込み、ここに停滞する
ベーパをノズル２の筒先部４８のベーパ吸排気口４９か
ら外部に排出する。同時にバースト波発生回路７１が作
動してスキャナー７０を介して同軸ケーブルＬにより給
油ノズル２に一定の繰り返し周波数を持つパルス状の駆
動信号が送信される。今の状態ではマイクロスイッチＳ
Ｗがオンになっていて抵抗Ｒ1を介して超音波トランス
デューサ２３が短絡されているので、超音波トランスデ
ューサ２３は不作動状態を維持することになり、エコー
信号を発生しない。そして、不作動状態においては増幅
・成形回路７３は、その入力端子を一定のインピーダン
スを持つ抵抗Ｒ1、Ｒ2を介して短絡されているので、高
いインピーダンスに起因する誘導雑音を拾うことがな
く、たとえ点火プラグのスパークに起因する電磁放射を
受けても判定ミスを起こすことはない。

【００１５】この状態でノズル筒先部４８を自動車燃料
タンクに挿入して給油レバー２１を引上げると、レバー
２７の先端がマイクロスイッチＳＷのアクチュエータ５
３を引き、同時に作動杆２８が図中左方に押込まれる。
この結果マイクロスイッチＳＷがＯＦＦとなり、マイク
ロスイッチＳＷのオフにより超音波トランスデューサ２
３に駆動信号が一定周期で印加されるので、各駆動信号
毎に超音波トランスデューサ２３からパルス状の超音波
が発射される。このパルス状超音波はセンサー室２４の
先端の壁に反射されて再び超音波トランスデューサ２３
に入射し、超音波トランスデューサ２３からエコー信号
を出力させる。そして同軸ケーブルＬにより走査回路７
０に伝送され、リミッタ７２を通過して増幅・成形回路
７３に入力する。ＣＰＵ７５は駆動信号から一定の時間
Δｔ1後に入力したエコー信号をもって給油レバー２１
が引き上げられ油種判定動作が開始されたものと判定す
る。そしてエコー信号の受信レベルに基づいてセンサー
が正常に動作しているか否かをも検査する（図６ ステ
ップ ハ）。また給油レバー２１の引き上げにより切換
え弁２５が位置ｂに移動してエジェクタ４０の排気口４
１が大気に開放されるので、エジェクタ４０から陰圧が
発生してノズル筒先部４８のベーパ吸排気口４９から自
動車燃料タンクのベーパがガスセンサ室２４に流れ込
む。

【００１６】このようにベーパの吸引動作中にもガスセ
ンサ室２４の超音波トランスデューサ２３に駆動信号が
供給されているため、駆動信号の出力時点とエコー信号
との間の時間差Δｔ2に基づいてベーパの濃度、つまり
油種の判定が行われる。

【００１７】この油種の判定結果が、給油装置７に予め
登録されている油種と一致している場合には（ステップ
ニ）、バースト波発生回路７１の作動を停止し、ポン
プモータ１１をＯＮにして（ステップ ホ）ノズル２に
燃料油を供給する。この燃料油の送液により主弁室３０
に燃料油が流れ込み、この液圧が流路２９を介して切換
え弁２５のダイヤフラム３１に作用する。この結果、作
動杆２８がバネ２６の力に抗して再び位置ａに押し戻さ
れ、エジェクタ４０の排気口４１が閉塞され、エアがガ
スセンサ室２４に流れ込む。これにより給油中はガスセ
ンサ室２４がエアにより掃気されることになる。

【００１８】所定量の給油が終了して給油レバー２１が
引下げられ、ノズル２がノズル掛９にセットされること
によりノズルスイッチ１０がＯＦＦになると（ステップ
ヘ）、ポンプモータ１１への給電が停止され、燃料油
の給送が停止する。

【００１９】そして給油レバー２１の引下げと、燃料油
の給送停止により、作動杆２８がバネ２８の付勢力によ
り位置ａに移動する。ポンプモータ１１が停止してから
所定時間、例えば５秒が経過した時点でエアポンプ６を
停止して掃気を終了する（ステップ リ）。

【００２０】一方、上記ステップ（ニ）における油種判
断が一定時間Ｔ2、例えば２秒が経過しても油種一致と
の判断結果が出力されない場合には（ステップ ヌ）、
バースト波発生回路７１の作動を停止し、「ノズルをノ
ズル掛に戻して油種を確認してください」との警報を報
知器１３により報知する（ステップ ル）。この報知に
よりノズル２がノズル掛９に戻されてノズルスイッチ１
０がＯＦＦになると（ステップ オ）、報知器１３の作
動が停止する。ついでノズルスイッチ１０がＯＦＦとな
った時点から所定時間Ｔ1が経過するまでエア導管４７
やガスセンサ室２４のベーパを掃気する（ステップ
チ、リ）。

【００２１】他方、ノズル２をノズル掛９から外した段
階で油種が異っていることに気付いたり、また油種判定
中に油種が異っていることに気付いた場合のように、ノ
ズル２がノズル掛け９に戻されて、ノズルスイッチ１０
がＯＦＦになると（ステップカ、ヨ）、バースト波発生
回路７１の作動を停止し（ステップ タ）、この時点か
ら所定時間Ｔ1だけエアポンプ６を作動させてエア導管
４７やガスセンサ室２４の掃気を行う（ステップ
チ）。所定時間Ｔ１が経過した時点でエアポンプ６を停
止させる（ステップ リ）。

【００２２】なお、上述の実施例においては給油装置本
体側からエアを供給してセンサー室にベーパを吸引した
り、これを掃気するためのエアを給油装置からエアチュ
ーブを介して供給するようにしているが、給油ノズル側
に手動や電動式のポンプを設け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。

【００２３】

【発明の効果】以上説明したように本発明においては、
一定周期で駆動信号を送るバースト波発生手段と、超音
波トランスデューサからのエコー信号を通過させるリミ
ッタ手段と、エコー信号を受けて油種を判定する手段と
を備えた給油装置本体と、一端がノズル筒先部のベーパ
吸排気口に、他端が陰圧発生手段に接続されたガスセン
サ室に収容され、バースト波発生手段とリミッタ手段と
にケーブルにより接続された超音波トランスデューサ
と、超音波トランスデューサに並列に接続されて給油レ
バーの引き上げに連動してオフとなり、またオン状態に
おいて駆動信号を減衰させるスイッチとを有する給油ノ
ズルとを備えたので、ノズルと給油装置本体との回線数
を最低限にすることが可能となって、ケーブルの引き回
しや、防爆手段の簡素化を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す装置のブロック図であ
る。

【図２】本発明が適用された給油装置の概要を示す図で
ある。

【図３】同上装置に使用する給油ノズルの一実施例を示
す断面図である。

【図４】同上装置に使用する給油ノズルの一実施例を示
す断面図である。

【図５】油種判定回路の実施例を示すブロック図であ
る。

【図６】同上装置の動作を示すフローチャートである。

【図７】同上装置の動作を示すタイミング図である。

【符号の説明】

１ 給油装置本体 ２ 給油ノズル ３ 給油ポンプ ５ 流量計 ６ エアポンプ １０ ノズルスイッチ １１ ポンプモータ ２１ 主弁 ２３ 超音波トランスデューサ ２４ ガスセンサ室 ２５ 切換え弁 ３１ ダイヤフラム ４０ エジェクタ ４９ ベーパ吸排気口 ＳＷ マイクロスイッチ

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 一定周期で駆動信号を送るバースト波発
   生手段と、超音波トランスデューサからのエコー信号を
   通過させるリミッタ手段と、前記エコー信号を受けて油
   種を判定する手段とを備えた給油装置本体と、 一端がノズル筒先部のベーパ吸排気口に、他端が陰圧発
   生手段に接続されたガスセンサ室に収容され、前記バー
   スト波発生手段とリミッタ手段とにケーブルにより接続
   された前記超音波トランスデューサと、前記超音波トラ
   ンスデューサに並列に接続されて給油レバーの引き上げ
   に連動してオフとなり、またオン状態において前記駆動
   信号を減衰させるスイッチとを有する給油ノズルと、 からなる 油種判別機能を備えた給油装置。