JP2990899B2 - 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の
ベーパを吸引して、燃料油の種類を自動的に判断する給
油装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】自動車には、その燃料としてガソリンを
使用するものと、軽油を使用するものの２種類のものが
あり、適合しない燃料を使用した場合には、エンジンに
重大な支障を来す。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ガスセンサに吸引して燃料タンク
の油種を判別し、自動車に使用すべき油種とこれから給
油しようとする燃料油の油種とが一致した場合だけ燃料
の吐出を可能ならしめるようにした給油装置が提案され
ている（特開平1-199900号公報）。

【０００３】このような給油装置は、通常、ベーパ濃度
を検出する燃焼式ガスセンサーや半導体式ガスセンサー
を備え、ここに自動車燃料タンクからのベーパを導いて
ベーパ濃度に基づいて油種を判定するように構成されて
いる。つまりガソリン車の場合にはベーパ濃度が高く、
また軽油車の場合にはベーパ濃度が低いので、これらベ
ーパ濃度の差を利用して自動車燃料タンクの油種を判定
するようになっている。

【０００４】ところで、自動車燃料タンクにはタンク内
に溜まっている水分を除去するために、アルコールを主
成分とするいわゆる水抜き剤を燃料タンクに混入するこ
とが行なわれる。このような場合には軽油に比較して水
抜剤に含まれている炭化水素の蒸気圧が高いため、軽油
単独の場合よりもベーパ濃度が高くなり、軽油車をガソ
リン車と誤って判定する畏れがある。このような問題を
解消すべく、本出願人は前に給油ノズル２０からの自動
車燃料タンクのベーパを検出するガスセンサーＧＳと、
ベーパの濃度に基づいて軽油及びガソリンを判断するた
めの第１、及び第２の判定レベルを備え、軽油に揮発性
の高い成分が含まれている場合におけるガスセンサーＧ
Ｓの信号が第１の判定レベルを越えてから第２の判定レ
ベルを越える時間よりも短い時間で第２の判定レベルを
越えた場合にはガソリンと、また予め設定された時間よ
りも長い時間が経過しても第１レベルを越えない場合に
は軽油と、さらにいずれにも属さない場合には油種判別
不能と判断する制御手段を備え、軽油及びガソリンの判
定レベルと、軽油の判定レベルを越えてからガソリンの
判定レベルを越える時間をも加味して油種を判定するす
ることにより、時としてガソリンの濃度近くまで到達す
る水抜き剤入り軽油を油種判別不能として燃料油の給油
を阻止するようにした給油装置を提案した（特願平3-18
3204号）。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この装
置においては図８に示したように判定までの時間を一定
に設定しているため、特に夏期には無用な待時間が生じ
て、給油作業の能率が落ち他、特に夏期には水抜剤が注
入されている軽油の場合には、同図ｃに示したようにベ
ーパ濃度がガソリン車のそれと同等まで上昇するため、
軽油車をガソリン車として判定する虞が依然として存在
するという不都合がある。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気
温に応じて最適な判定時間を自動的に設定して、特に夏
期等の気温の高い状態での作業能率の向上と、信頼性の
高い油種判定を可能ならしめる給油装置を提供すること
である。

【０００６】

【課題を解決するための手段】このような問題を解決す
るために本発明においては、自動車燃料タンクのベーパ
濃度を検出するガス検出手段と、前記ベーパ濃度に基づ
いて軽油及びガソリンを判断するための第１、及び第２
の判定レベルを有し、軽油に揮発性の高い成分が含まれ
ている場合における前記ガス検出手段の信号が第１の判
定レベルを越えてから第２の判定レベルを越える時間よ
りも短い時間で第２の判定レベルを越えた場合にはガソ
リンと、また予め設定された時間よりも長い時間が経過
しても第１レベルを越えない場合には軽油と、さらにい
ずれにも属さない場合には油種判別不能と判断する油種
判定手段と、外気温度を検出して第１、第２の判定レベ
ルに到達したか否かの判断をするタイミングを変更する
手段を備えるようにした。

【０００７】

【作用】特に夏期等気温が高くて水抜剤や、軽油に滴下
した少量のガソリンの蒸気圧が高くなる場合には、判定
までの時間を冬季等の気温が低い場合に比較して短目に
設定変更することにより、水抜剤のベーパによるガスセ
ンサー出力がガソリン判定レベルを越える以前に油種の
判定を終了させ、もってガソリン車と軽油車とを確実、
かつ高速度で判定する。

【０００８】

【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２は、本発明が適用される給
油装置の一例を示すものであって、図中符号１は、ポン
プモータＭにより駆動される給油ポンプで、吐出口には
流量計２を介して給油ホース３が接続されていて、地下
タンクの燃料油を給油ノズル２０に送液するようになっ
ている。流量計２には、流量パルス発信器４が設けられ
ていて、これからの信号を制御装置５により給油量とし
て表示器６に表示するようになっている。ＴＳは、温度
センサーで、外気温度を測定して、給油する自動車の燃
料タンク内の温度を推定するための温度信号を制御装置
５出力するものであり、またＳＷはノズル掛８の近傍に
設けたノズルスイッチを示す。

【０００９】図中符号１０はエア供給源で、ここから延
びるエア導管には、図３に示したようにミストセパレー
タ１２、レギュレータ１３を介して常閉型の第１の弁Ｖ
1、第２の弁Ｖ2、及び３ポート２位置切換弁からなる第
３の弁Ｖ3が並列に接続されており、第１の弁Ｖ1は、さ
らに真空エジェクタ１４を介してノズル掛け８の筒先部
挿入用凹部９内に臨ませたエアノズル１５に連通し、ま
た第２の弁Ｖ2は、固定オリフィス１６を介してエア導
管１１に、さらに第３の弁Ｖ3は固定オリフィス１７を
介してエア供給源１０に接続し、ａ位置においては後述
するエア導管１１と真空エジェクタ１４との接続を、ｂ
位置においてはエア供給源１０とエア導管１１との接続
を行なうように接続されている。

【００１０】一方、ベーパ導管２１は、図４に示したよ
うに給油ノズル２０の筒先部２２の先端近傍に開口した
ベーパ吸引口２３からレバー２４によって開閉操作され
る止弁２５を経て給油装置内に至り、ここでガスセンサ
ーＧＳと第３の弁Ｖ3及び圧力スイッチＰＳを介して真
空エジェクタ１４に接続されている。これら第１、第
２、及び第３の弁Ｖ1、Ｖ2、Ｖ3は、制御装置５からの
出力信号により駆動される電磁弁で構成されており、第
１の弁Ｖ1は、付勢されることによりエア供給源１０か
ら真空エジェクタ１４に至る流路を開放し、真空エジェ
クタ１４に接続するエア導管１１内を負圧にしてベーパ
の吸引を行なう。第２の弁Ｖ2は、付勢されることによ
りエア供給源１０とエア導管１１とを接続し、第３の弁
Ｖ3は消勢状態におかれた通常時にはエア導管１１と真
空エジェクタ１４を連通させるａ位置を取り、また油種
判定後、及び給油停止後には制御装置５から信号により
付勢されてｂ位置に切換わり、エア導管１１とエア供給
源１０を連通させてエア供給源１０からのエアをベーパ
導管２１に送り込んで内部を掃気するように構成されて
いる。エア導管１１の途中に設けられた圧力スイッチＰ
Ｓは、導管１１内が負圧になった際に変形するダイヤフ
ラムによってスイッチをＯＮにする応動スイッチとして
構成されている。

【００１１】図４は、給油ノズルの一実施例を示すもの
であって、給油レバー２４の引上げにより開放して給油
ホース３の燃料油を筒先部２２に送り出す主弁２９が胴
部３２に収容され、また、筒先部２２には先端に開孔さ
れたベーパ吸引口２３と止弁２５とを接続するベーパ導
管２１が配設されている。

【００１２】止弁２５は、給油レバー２４に連動する作
動杆２５ａを備えていて、レバー２４が引下げられてい
る状態ではエアチューブ３１とベーパ導管２１とを閉塞
するとともに、エアチューブ３１から圧縮空気を逆止弁
２６を介してベーパ導管２１に供給し、また給油レバー
２４が引上げられるとエアチューブ３１とベーパ導管２
１とを連通させるように構成されている。なお、図中符
号２７は、給油ノズル２０の筒先部２２が燃料タンク内
の燃料油により閉塞された際、負圧によって自動閉弁機
構２８を作動させるエア吸引管を示す。

【００１３】図１は、上述した制御装置５を構成してい
るマイクロコンピュータが奏すべき機能を示すブロック
図であって、図中符号４１は、油種判定手段で、ガスセ
ンサーＧＳからのベーパ濃度信号と、ガソリン車の燃料
タンク内のベーパ濃度の最低基準Ｌ0＋Ｌgと、軽油車の
ベーパ濃度Ｌ0＋Ｌdとを、後述する判定基準呼出手段４
２により呼出されて設定されている判定基準に基づいて
比較し、自動車燃料タンクに収容されている燃料油の種
類を判定するようになっている。

【００１４】４２は、前述の判定基準呼出手段で、温度
センサーＴＳからの温度信号により判定基準記憶手段４
３にアクセスし、温度に対応した判定基準を出力するよ
うになっている。この判定基準は、表１に示したよう
に、ベーパのサンプリング開始時点から判定動作に入る
までの時間ΔＴ1、ΔＴ2を気温ｔに対応させて、気温ｔ
が基準温度ｔ1、例えば１０℃より高い場合、基準温度
ｔ2、例えば２０℃よりも低い場合、及びこれらの中間
の場合に分け、気温ｔが高い場合には短く、また気温ｔ
が低い場合には長くなるように設定したデータとして構
成されている。

【００１５】

【表１】

【００１６】次にこのように構成した装置をガソリン給
油装置に適用した場合に例を採って、その動作を図５、
６に示したフローチャートに基づいて説明する。ノズル
２０をノズル掛け８から外すとノズルスイッチＳＷがＯ
Ｎとなり（図５ステップ イ）、制御装置５は、表示器
６を帰零させるとともに第１の弁Ｖ1を付勢してこれを
開弁させ、さらに温度センサーＴＳからの温度信号を取
込む（図５ ステップ ロ）。この温度信号ｔのとり込
みの結果、例えば気温温度が２０℃以上であると判明し
た場合には、判定基準呼出手段４２は、判定基準記憶手
段４３から第１判定基準（表１）を呼出して時間ΔＴ1
として０．３秒を、また時間ΔＴ2として１．５秒を油
種判定手段４１に設定する（図５ ステップ ハ〜
ホ）。

【００１７】このようにして判定準備が終了すると、第
１の弁Ｖ1の開弁によりエア供給源１０からのエアが真
空エジェクタ１４に流れ込んでエア導管１１、エアチュ
ーブ３１の内部を負圧にする。この状態では未だレバー
２４は下げられたままになっているので、ベーパ導管２
１に接続する止弁２５は閉じられた状態にあり、このた
めエア導管１１内には強い負圧が作用し、圧力スイッチ
ＰＳはこの負圧によりＯＮとなる（図５ ステップ
チ）。

【００１８】この状態で、給油ノズル２０を自動車の燃
料タンクに挿入してレバー２４を引くと、主弁２９の開
放とともにレバー２４により止弁２５も開放される。こ
れにより燃料タンク内のベーパを含んだ空気がベーパ吸
引口２３からエアチューブ３１に急激に流れ込んで、エ
ア導管１１の強い負圧が急速に消失して、圧力スイッチ
ＰＳはＯＦＦとなる（図５ ステップ リ）。

【００１９】制御装置５は、燃料タンク内のベーパを含
んだ空気がガスセンサーＧＳに到達する以前のガスセン
サーＧＳからの出力信号のレベルＬ0をベーパ濃度ゼロ
の基準信号として読み込み、記憶手段に格納し（図６
ステップ ヌ）、ガソリンに起因する濃度Ｌg、及び軽
油に起因する濃度Ｌdをそれぞれ加算したＬ0＋Ｌg、及
びＬ0＋Ｌdをガソリン判定レベル及び軽油判定レベルと
する。なお、この状態ではポンプモータＭが停止してい
るから燃料油が吐出するようなことにはならない。

【００２０】続いて自動車燃料タンク内のベーパがガス
センサーＧＳに到達する。ガソリンのベーパは濃度が高
いため、図７において「夏（満）」または「夏（空）」
として示したようにガスセンサーＧＳからは直ちに軽油
判定の基準レベルＬ0＋Ｌdを越える信号が出力され（図
６ ステップ ル）、この基準レベルＬ0＋Ｌdを越えて
から時間ΔＴ1＝０．３秒以内（図６ ステップ ネ）
にガソリン判定レベルＬ0＋Ｌgを越える信号が出力する
ことになる（図６ ステップ オ）。このため制御装置
５は、今給油しようとする自動車の燃料がガソリンであ
ると判定し、第１の弁Ｖ1を閉弁するとともに、第２の
弁Ｖ2を開放し、同時にポンプモータＭを作動させて給
油を開始する（図６ ステップ ワ）。

【００２１】これにより、給油動作と併行してエア源１
０のエアが第２の弁Ｖ2からオリフィス１６により絞ら
れた後、エア導管１１を介してベーパ導管２１内に少量
づつ流れ込んでエア導管１１、エアチューブ３１、及び
ベーパ導管２１内を掃気するとともに、給油中にベーパ
がガスセンサーＧＳに流れ込むのを阻止してガスセンサ
ーＧＳの劣化を防止する。

【００２２】所定量の給油が終了して給油レバー２４が
引下げられて主弁２９が閉じられると、レバー２４に連
動して止弁２５も閉弁する。ノズル２０がノズル掛８に
戻されてノズルスイッチＳＷがＯＦＦになると（図６
ステップ カ）、制御装置５はポンプモータＭを停止さ
せたのち（図６ ステップ ヨ）、第２の弁Ｖ2を閉弁
し、さらに第３の弁Ｖ3をａ位置から再びｂ位置に切換
える（ステップ タ）。これによりエア供給源１０から
のエアがベーパ導管２１内に大量に流れ込み、止弁２５
に設けた逆止弁２６を開いてここに残留するベーパをエ
アとともに大気中に放出し、同時にガスセンサーＧＳを
新たな空気により清掃する。そして一定時間ΔＴ、例え
ば５秒が経過した段階で（図６ ステップ レ）、第３
の弁Ｖ3をａ位置に復帰させ（図６ ステップ ソ）、
次の給油に備える。

【００２３】ところで給油レバー２４が引上げられて圧
力スイッチＰＳがＯＮからＯＦＦに切替わった時点、つ
まりベーパのサンプリングの開始から（図５ ステップ
リ）ガスセンサーＧＳの出力が軽油の判定レベルＬ0
＋Ｌdを下回っていて（図６ステップ ル）、この状態
がΔＴ2＝１．５秒継続した場合には（図７において
「軽油」として示す曲線）（図６ ステップ ツ）、制
御装置５は、自動車タンクの燃料油が軽油であると判定
し、第１の弁Ｖ1を閉弁し、また第２の弁Ｖ2を開弁し
て、さらに報知器７により油種が異なっている旨の報知
を行なう（図６ ステップ ナ）。これによりエア供給
源１０のエアが第２の弁Ｖ2からエア導管１１、エアチ
ューブ３１、及びベーパ導管２１内に流れ込んでこれら
を掃気するとともに、ベーパがガスセンサーＧＳに流れ
込むのを阻止して、ガスセンサーＧＳが長時間ベーパに
晒されて劣化するのを防止する。

【００２４】油種誤認に気付いてノズル２０がノズル掛
け８に戻されてノズルスイッチＳＷがＯＦＦになると
（図６ ステップ ラ）、制御装置５は報知器７の作動
を停止させ（ステップ ノ）、以下前述した図６に示す
ステップ（タ）及至（ソ）の過程を経て次の給油に備え
る。

【００２５】一方、水抜き剤を投入されている軽油車に
給油を行なうべく、自動車燃料タンクにノズル２０の筒
先部２２を挿入すると、夏期のように自動車燃料タンク
内の温度が上昇している場合には、水抜剤を構成してい
るアルコールの蒸気圧が高くなるため、軽油車といえど
もガスセンサーＧＳからの出力レベルかなり高く、した
がって、ガスセンサーＧＳは基準レベルＬ0と軽油のベ
ーパ濃度Ｌdとの和Ｌ0＋Ｌdよりも高い信号が出力する
ことになる（ステップ ル）（図７において「夏（軽油
＋水抜剤）として示す曲線」）。

【００２６】しかしながら、ガソリンとして判定する時
間ΔＴ2が冬季等の気温が低い場合に比較して１．５秒
と短く設定されているため、ガソリンの判定レベルＬ0
＋Ｌdを越える以前に判定が終了する。したがって、軽
油レベルＬ0＋Ｌdを越えてから規定時間ΔＴ2が経過し
てもガソリン判定の基準レベルＬ0＋Ｌgを越えるには至
らない（図６ ステップ オ）。このため、制御装置５
は、ガソリンとも軽油とも判別不能な燃料であると判定
し（図６ ステップ ネ）、第１の弁Ｖ1を閉弁し、ま
た第２の弁Ｖ2を開弁して、さらに報知器７により油種
判別不能である旨の報知を行なう（図６ ステップ
ナ）。次いでエア供給源１０のエアが第２の弁Ｖ2から
エア導管１１、エアチューブ３１、及びベーパ導管２１
内に流れ込んでこれらを掃気するとともに、ガスセンサ
ーＧＳが濃度の高いベーパに長時間晒されて劣化するの
を防止する。

【００２７】油種判別不能にともなってノズル２０がノ
ズル掛け８に戻されてノズルスイッチＳＷがＯＦＦにな
ると（図６ ステップ ラ）、制御装置５は報知器７の
作動を停止させ（ステップ ノ）、以下前述した図６の
ステップ（タ）及至（ソ）の過程を経て次の給油に備え
る。これにより、軽油車に誤ってガソリンを給油すると
いう事故を未然に防止することができる。

【００２８】一方、春期や秋期のように外気温度が例え
ば１０℃から２０℃の範囲にある場合には、ノズルスイ
ッチＳＷがＯＮとなった時点で（図５ ステップイ）、
判定基準呼出手段４２は、温度センサーＴＳからの信号
により外気温度を読み込み（図５ ステップ ロ）、こ
の温度に対応する第２判定基準（表１）を呼出す（図５
ステップ ハ、ニ、ト）。これにより判定レベルＬ0
＋Ｌdを越えてから判定レベルＬ0＋Ｌgに到達するまで
の時間ΔＴ1が０．３秒に、およびサンプリングの開始
時点からの時間ΔＴ2が２．０秒と、ともに夏期の判定
基準ΔＴ1、ΔＴ2よりも延長される。

【００２９】また、冬季のように外気温度が例えば１０
℃以下の場合には、ノズルスイッチＳＷがＯＮとなった
時点で（図５ ステップ イ）、判定基準呼出手段４２
は、温度センサーＴＳからの信号により外気温度を読み
込み（図５ ステップ ロ）、この温度に対応する第３
判定基準（表１）を呼出す（図５ ステップ ハ、ニ、
ト）。これにより判定レベルＬ0＋Ｌdを越えてから判定
レベルＬ0＋Ｌgに到達するまでの時間ΔＴ1が０．４秒
に、およびサンプリングの開始時点からの時間ΔＴ2が
２．５秒と、ともに春期や秋期の判定基準ΔＴ1、ΔＴ2
よりも延長される。

【００３０】なお、この実施例では判定基準をベーパの
サンプリング開始時点からの時間ΔＴ1、ΔＴ2を変更す
ることにより、季節や気温に対応させるようにしている
が、これらの時間ΔＴ1、ΔＴ2を一定に固定し、判定の
ためのガスセンサー出力の値Ｌ0＋Ｌd、及びＬ0＋Ｌgを
気温や、季節により上下に変更させたり、ガスセンサー
の出力信号を増幅する増幅器の利得を気温や季節により
増減させることによっても同様の作用を奏することは明
らかである。

【００３１】また、この実施例においては温度センサー
ＴＳを給油装置本体に設けているが、給油ノズルに設け
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軽油に水抜き剤が混入されている場
合について説明したが、他の誤認要素、例えばノズルか
ら垂れたガソリンが軽油燃料タンクに混入した場合や、
ローリから地下タンクへの給油などにより周囲にガソリ
ンのベーパが充満している場合などのように油種判定に
不工合な環境においても、不確実な油種判定を防止でき
ることは明らかである。さらに、この実施例においては
ガソリン給油装置に例を採って説明したが、軽油の給油
装置に適用する場合には図６に示したフローチャートに
おけるステップ（ツ）が真（ＹＥＳ）となったときに、
ステップ（ワ）以下を実行するようにすればよい。

【００３２】

【発明の効果】以上説明したように本発明においては、
自動車燃料タンクのベーパ濃度を検出するガス検出手段
と、ベーパ濃度に基づいて軽油及びガソリンを判断する
ための第１、及び第２の判定レベルを有し、軽油に揮発
性の高い成分が含まれている場合におけるガス検出手段
の信号が第１の判定レベルを越えてから第２の判定レベ
ルを越える時間よりも短い時間で第２の判定レベルを越
えた場合にはガソリンと、また予め設定された時間より
も長い時間が経過しても第１レベルを越えない場合には
軽油と、さらにいずれにも属さない場合には油種判別不
能と判断する油種判定手段と、外気温度を検出して第
１、第２の判定レベルに到達したか否かの判断をするタ
イミングを変更する手段を備えたので、季節や温度に対
応した判定基準を設定することができ、特に夏期等気温
が高くて水抜剤や、軽油に滴下した少量のガソリンの蒸
気圧が高くなる場合にもガソリン車と軽油車とを確実に
かつ高速度で判定するとともに、軽油に水抜き剤が混入
されていてベーパ濃度だけでは油種判定が不可能な場合
には、油種判定を中止して軽油車にガソリンを給油する
といった事故を確実に防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】マイクロコンピュータが奏すべき機能を示すブ
ロック図である。

【図２】本発明が適用される給油装置の一実施例を示す
構成図である。

【図３】同上装置のサンプリング機構の一実施例を示す
管路構成図である。

【図４】本発明に使用される給油ノズルの一実施例を示
す断面図である。

【図５】同上装置の動作を示すフローチャートである。

【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線図である。

【図８】従来の油種判定方法の一例を示す線図である。

【符号の説明】

１ ポンプ ２ 流量計 ３ ノズルホース ４ 流量パルス発信器 ５ 制御装置 ６ 表示器 ７ 報知器 １４ 真空エジェクタ ２０ ノズル ２１ ベーパ導管 ２３ ベーパ吸引口 ２５ 止弁 ３０ 開口 ３１ エアチューブ ＴＳ 温度センサー ＰＳ 圧力スイッチ ＧＳ ガスセンサー ＳＷ ノズルスイッチ

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 自動車燃料タンクのベーパ濃度を検出す
   るガス検出手段と、前記ベーパ濃度に基づいて軽油及び
   ガソリンを判断するための第１、及び第２の判定レベル
   を有し、軽油に揮発性の高い成分が含まれている場合に
   おける前記ガス検出手段の信号が第１の判定レベルを越
   えてから第２の判定レベルを越える時間よりも短い時間
   で第２の判定レベルを越えた場合にはガソリンと、また
   予め設定された時間よりも長い時間が経過しても第１レ
   ベルを越えない場合には軽油と、さらにいずれにも属さ
   ない場合には油種判別不能と判断する油種判定手段と、
   外気温度を検出して第１、第２の判定レベルに到達した
   か否かの判断をするタイミングを変更する手段を備えて
   なる給油装置。