JPH04327193A - 給油装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

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
装置に関する。

【０００２】

【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。

【０００３】

【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、燃焼式のものや半導体式のものが使用されている
。これらのガスセンサは、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
、劣化して寿命が短縮されたり、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。

【０００４】このような問題を解消するために本出願人
は筒状容器の一端にガス流入口を、また他端に吸気手段
に接続する通孔を設けたチャンバーに、超音波トランス
デューサを収容してなるガスセンサを備えてなる給油ノ
ズルを先に提案した。このような超音波トランスデュー
サを備えた給油ノズルによれば高い耐久性を示すばかり
でなく、油種判定までの待ち時間が短縮できる半面、環
境温度の影響を受けて油種の判定ミスを起こす畏れがあ
るため、チャンバーにサーミスタ等の温度検出手段を設
け温度補正する必要がある。このため、温度補償精度を
高めようとしてチャンバーに温度検出手段を配置すると
、サーミスタと制御回路を接続する線路が余分に必要と
なるばかりでなく、この線路のための防爆処理が必要に
なるといういった新たな問題が発生する。本発明はこの
ような事情に鑑みてなされたものであって、その目的と
するところは環境温度検出用の温度センサーを用いるこ
となく超音波を用いて高い精度で油種を判定することが
できる新規な給油ノズルを提供することである。

【０００５】

【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、一端にベーパ吸引口を、ま
た他端に負圧発生手段に接続する通孔を設けたチャンバ
ーに、超音波トランスデューサを収容してなるガスセン
サを備えた給油ノズルと、前記チャンバーに清浄な空気
が吸引されたときの音速から温度を検出する温度算出手
段と、前記チャンバーにベーパが吸引された時の信号を
、前記温度算出手段により算出された温度により補正し
てベーパの種類を判定する手段とを備えるようにした。

【０００６】

【作用】負圧発生手段によりチャンバーに清浄な空気が
吸引されたときの音速を基にして温度算出手段により環
境の温度を測定する。ノズルが自動車燃料タンクに挿入
されてチャンバーにベーパが流れ込んだ時の音速を測定
し、この測定された温度により油種判定用の音速データ
を補正してから油種を判定する。これにより特別な温度
検出手段を必要とすることなく、ベーパ検出時の音速を
温度補正することができる。

【０００７】

【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、本発明の給油ノズルが
使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２により駆動される給油ポンプで
、吐出口には流量計３を介して給油ホース４が接続され
ており、また流量計３に取付けられた流量パルス発信器
５からの信号を制御装置６に出力するように構成されて
いる。この制御装置６は、マイクロコンピュータにより
構成されていて、ノズルスイッチ７、及びレバースイッ
チ８からの信号に基づいてポンプモータ２やエアポンプ
９を駆動し、また流量パルス発信器５からの信号に基づ
いて流量を算出して表示装置１０に給油量を表示したり
、油種が異なっている場合に報知器１１を作動させるプ
ログラムが格納されている。１２は、給油ホース４の端
部に接続されたノズルで、その胴部にはともに給油レバ
ー１３に連動するレーバスイッチ８、エア弁１４、及び
油種を判定するためのセンサー１５が設けられている。 これらレバースイッチ８、センサー１５は、給油ホース
に沿わせて設けられたコード１８により制御装置６に、
またエア弁１４は給油ホースに沿わせて設けられたエア
チューブ１９によりエアポンプ９に接続されている。

【０００８】図３は、前述の給油ノズルの一実施例を示
すものであって、給油レバー１３の引上げにより開放さ
れて給油ホース４からの燃料油を筒先部２１に送り出す
主弁２２が胴部２３に収容されており、また、筒先部先
端近傍には、ベーパ吸引口２４が設けられている。１４
は、前述のエア弁で、給油レバー１３の先端に当接する
作動杆２５を備えており、給油レバー１３が初期状態に
おかれている場合には作動杆２５が飛出して図４に示す
ｂ位置を、また給油レバー１３が引かれて作動杆２５が
押し込まれた状態ではａ位置を取り、これによりａ位置
では陰圧発生手段２６にエアを供給してベーパ吸引口２
４から空気をセンサー１５に吸引し、またｂ位置ではエ
アポンプ９からのエアをセンサー１５に供給してチャン
バー３０を掃気するように構成されている。

【０００９】図５は、ノズル１２の胴部２３に取付けら
れたガスセンサ１５の一実施例を示すもので、図中符号
３０は、両側壁３１、３２にそれぞれ開口３３、３４が
穿設された筒状のチャンバーで、一方の開口３３がベー
パ吸引口２４に連通するパイプ２７に、また開口３４が
エア弁１４に接続されている。チャンバー３０の一端に
は超音波トランスデューサ３５が収容されていて、コー
ド１８を介して制御装置６に接続されている。

【００１０】図１は、信号処理装置の一実施例を示すも
のであって、図中符号４０は、タイミング信号発生手段
で、レバースイッチ１１がＯＮになったときに作動して
、一定周期Ｔにより高周波発振手段４１を作動させてこ
こからのパルス状高周波電力を超音波トランスデューサ
３５に出力させ、また送信が終了した時点で超音波トラ
ンスデューサ３５で受波された反射波をエコー信号とし
て温度算出手段４３、もしくは温度補正手段４４に出力
させるようになっている。高周波発振手段４１は、有機
ガスと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４００Ｋ
Ｈｚ程度の高周波電力を発生するように構成されている
。４３は、前述の温度算出手段で、ノズルスイッチ７が
ＯＮとなったとき、反射波が到来するまでの時間ΔＴと
、超音波の伝達時間と温度の関係を規定する温度算出式
を格納した計算式記憶手段４５のデータとに基づいてチ
ャンバー３０内の温度を算出するように構成されている
。４４は、温度補正演算手段で、温度算出手段４３によ
り算出された温度データにより超音波伝播時間ΔＴ’、
ΔＴ’’（図７　　ＩＩＩ、ＩＶ）を基準温度における
値に補正して判定手段４６に出力するように構成されて
いる。４６は、判定手段で、温度補正演算手段４４から
出力された音速データ、もしくは到来時間データを油種
判定データ記憶手段４７に格納されているデータに基づ
いてベーパの種類を判定し、その判定結果を出力するも
のである。

【００１１】次に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。給油装置からノズル１２が外さ
れてノズルスイッチ７がＯＮになると（ステップ　　イ
）、制御装置６は表示器１０を帰零し、またエアポンプ
９を作動させる（ステップ　　ロ）。また同時にタイミ
ング発生手段４０が作動するから、超音波トランスデュ
ーサ３５は切換手段４２を介して高周波発振手段４１か
らの高周波電力の供給を受けることになる。この結果、
時間Ｔ毎に超音波トランスデューサ３５から超音波パル
スが発生する。今の場合は給油レバー１３が引かれてお
らず、エア弁８がｂ位置にあるから、エアポンプ９で発
生してエアチューブ１９を介してノズル１２に供給され
ているエアは、ガスセンサー１５に送られてチャンバー
３０内に残留しているベーパを掃気することになる。次
いでノズル１２の筒先部２１が自動車の燃料タンクに挿
入され、給油レバー１３が引上げられてエア弁１４がａ
位置に移動すると、負圧発生手段２６にエアが供給され
て負圧がガスセンサー１５のチャンバー３０に伝わる。

【００１２】給油レバー１３を引上げた直後ではベーパ
吸引口２４から吸込まれたベーパは未だチャンバー３０
に到達していないから、チャンバー３０は清浄な空気で
満たされている。この給油レバー１３に引上げによりレ
バースイッチ８がＯＮとなって信号が発生するから（ス
テップ　　ハ）、温度算出手段４３が作動する。すなわ
ち、高周波発振手段４１からの高周波電力を受けて超音
波トランスデューサ３５から発生した超音波パルスは、
チャンバー３０内の清浄な空気の温度により決る音速に
より壁３１に伝播し、一部が壁３１に反射されて同様に
チャンバー３０内の空気温度で決る音速でもって超音波
トランスデューサ３５に反射されてくる。この反射波は
、超音波トランスデューサ３５により電気信号に変換さ
れて切換手段４２を介して温度算出手段４３に入力する
。温度算出手段４３は、タイミング信号発生手段４０か
らタイミング信号が出力された時点、つまり超音波トラ
ンスデューサ３５から超音波が発射された時点を基準と
して、反射波が入力するまでの時間ΔＴと、計算式記憶
手段４５に格納されている超音波の音速と温度（ｔ）の
関係を規定する温度算出式 　　ｔ＝｛（２Ｌ／ΔＴ）ー３３１．４５｝×１／０．
６０７　ただしＬは、チャンバー３０の長さを表すとに
基づいてチャンバー３０の温度を算出する（ステップ　
　ニ）。

【００１３】温度の算出が終了した段階で、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３０に到達
し、超音波トランスデューサ３５からの超音波パルスは
、ベーパつまり自動車タンク内の雰囲気と、その温度に
より定まる音速でもってチャンバー３０の空間を伝播し
、チャンバー３０の壁３１面で反射され、チャンバー３
５内の雰囲気で定まる音速でトランスデューサ３５に入
力する。これによりトランスデューサ３５から反射され
てきた超音波に基づくエコー信号が出力し、この信号は
温度補正演算手段４４に出力される。温度補正演算手段
４４は、温度算出手段４３からの温度データに基づいて
伝播時間を基準温度における値に補正して判定手段４６
に出力する。判定手段４６は、温度補正演算手段４４か
らの音速データと油種判定データ記憶手段４７のデータ
とにより雰囲気を構成しているベーパの成分を判定する
（ステップ　　ホ）。

【００１４】すなわち、自動車燃料タンクに軽油が収容
されていてベーパの濃度が低い場合は、音速が大きいか
らエコー発生までの時間ΔＴ’が短くなり（ＩＩ）、ま
た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、音速が小さくなるからエコー発生までの時間ΔＴ’
’が長くなる（ＩＩＩ）。これらの時間ΔＴ’、ΔＴ’
’を基準温度における値に換算したのち、その大きさに
基づいて油種を判定する。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（ステップへ）、制
御装置６は、エアポンプ９を停止させ、またポンプモー
タ２を作動させる（ステップ　　ト）。これによりノズ
ル主弁２２から燃料油が吐出して給油が開始されること
になる。所定量の給油が行われて給油レバー１３が戻さ
れると、主弁２２が閉鎖されてノズルからの燃料油の吐
出が停止する。ノズル１２がノズル掛に戻され、ノズル
スイッチ７がＯＦＦになると、制御装置６はポンプモー
タ２を停止させる（ステップ　　リ）。また、給油レバ
ー１３を引上げるまでに明らかに油種が相違すると気付
いた場合、もしくは給油ればー１３を引上げた後、誤油
種報知がなされる以前にノズル１２がそのままノズル掛
けに戻されてノズルスイッチ７がＯＦＦとなると（ステ
ップ　　ヌ、ヨ）。これにより、制御装置６はエアポン
プ９を停止させる（ステップ　　タ）。一方、一定時間
、例えば５秒が経過しても油種が一致しない場合には（
ステップ　　ル）、エアポンプ９の作動を停止させ、同
時に油種が相違する旨の警報を報知器１１から発する（
ステップ　　オ）。この警報により給油レバー１３が引
下ろされてからノズル１２がノズル掛けに戻されると、
ノズルスイッチ７がＯＦＦになったり（ステップ　　ヨ
）報知が停止する（ステップ　　タ）。

【００１５】なお、この実施例においてはエアポンプを
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たものに適用しても
、同様の作用を奏することは明らかである。また、この
実施例においては超音波の伝播時間、もしくは伝播速度
を計算式に基づいて温度を求めるようにしているが、超
音波の伝播時間もしくは伝播速度と温度との関係を格納
した辞書により温度を求め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。

【００１６】

【発明の効果】以上、説明したように本発明においては
、一端にベーパ吸引口を、また他端に負圧発生手段に接
続する通孔を設けたチャンバーに、超音波トランスデュ
ーサを収容してなるガスセンサを備えた給油ノズルと、
このチャンバーに清浄な空気が吸引されたときの音速か
ら温度を検出する温度算出手段と、チャンバーにベーパ
が吸引された時の信号を、温度算出手段により算出され
た温度により補正してベーパの種類を判定する手段とを
備えたので、負圧発生手段によりチャンバーに清浄な空
気が吸引されたときの音速を基にして環境の温度を算出
することができ、この算出された温度に基づいてベーパ
の音速を補正して油種を判定できて、特別な温度検出手
段を必要とすることなく、油種を正確に判定することが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の給油装置におけるガスセンサーを駆動
する手段の一実施例を示すブロック図である。

【図２】本発明の給油装置の一実施例を示す装置の構成
図である。

【図３】本発明の給油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】給油ノズルに設けられたエア弁の接続関係を示
す管路構成図である。

【図５】本発明のガスセンサーの構造を示す断面図であ
る。

【図６】本発明の給油装置の動作を示すフローチャート
である。

【図７】本発明のガスセンサーの動作を示す波形図であ
る。

【符号の説明】

１　　ポンプ ２　　ポンプモータ ３　　流量計 ５　　流量パルス発信器 ６　　制御装置 ７　　ノズルスイッチ ８　　レバースイッチ ９　　エアポンプ １０　　表示器 １１　　報知器 １４　　エア弁 １５　　センサー ３０　　チャンバー ３５　　超音波トランスデューサ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　一端にベーパ吸引口を、また他端に負
   圧発生手段に接続する通孔を設けたチャンバーに、超音
   波トランスデューサを収容してなるガスセンサを備えた
   給油ノズルと、前記チャンバーに清浄な空気が吸引され
   たときの音速から温度を検出する温度算出手段と、前記
   チャンバーにベーパが吸引された時の信号を、前記温度
   算出手段により算出された温度により補正してベーパの
   種類を判定する手段とからなる給油装置。