JPH10329899A

JPH10329899A - 給油装置

Info

Publication number: JPH10329899A
Application number: JP7953198A
Authority: JP
Inventors: Takahisa Hirasawa; 貴久平澤; Koyata Sugimoto; 小弥太杉本
Original assignee: Tokico Ltd
Current assignee: Tokico Ltd
Priority date: 1997-04-01
Filing date: 1998-03-26
Publication date: 1998-12-15

Abstract

(57)【要約】【課題】本発明は給油される燃料タンクに残留する油
液の油種を正確に判定できることを課題とする。【解決手段】給油ホース７には、燃料タンクに残留す
る油液の油蒸気を吸引する油蒸気吸引チューブ１４が途
中まで並設されており、油蒸気吸引チューブ１４の一端
は、吐出パイプ９と一体に設けられた油蒸気吸引パイプ
１５に連通されている。油蒸気吸引チューブ１４の他端
は、油種検出ユニット１７に接続され、油種検出ユニッ
ト１７の内部には、夫々が特定波長を持つ赤外線を発光
する発光部と、発光部から発光された赤外線を受光する
受光部とが対面するよう取り付けられている。制御装置
２０は、赤外線受光素子が受光した吸光度比とあらかじ
め実験により求められてメモリ２１に記憶されているデ
ータとを比較し、燃料タンクから吸引した油蒸気の油種
がガソリンか軽油かを判定する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は給油装置に係り、特
に車両の燃料タンクに誤った油種の油液を給油すること
を防止する油種判定機能が付加された給油装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】給油所等においては、ガソリン供給用，
軽油供給用といったように、供給油種毎に給油装置が設
置されている。そこで、この種の給油装置では、顧客の
自動車の燃料タンク等に給油する際、例えばガソリンを
供給すべきところを誤って軽油供給用の給油装置を使っ
て給油してしまうといった異油種給油事故を防止するた
めに、油種判定機能が備えられる傾向にある。そして、
この油種判定機能を備えた給油装置では、ガソリンと軽
油とでは飽和蒸気圧（蒸気濃度）が異なることに着目
し、給油前に燃料タンク内の残存油液のベーパ（油蒸
気）を油種判定装置の油種センサに当てて油蒸気濃度を
検出するようになっている。

【０００３】そして、この検出結果に基づき燃料タンク
内の残存油液の油種を判定し、この燃料タンク内の残存
油液の油種と予め記憶された給油装置からの供給油液の
油種とが一致したときのみ、給油が可能となり、給油ポ
ンプが起動される。上記油種センサとしては、例えばベ
ーパの油蒸気濃度を検出する半導体式や接触燃焼式のガ
スセンサが使用されている。この半導体式ガスセンサよ
りなる油種センサは、ガソリン、軽油等の油蒸気濃度の
違いに応じた抵抗値の変化を出力電圧の変化として検出
するものである。

【０００４】また、従来の給油装置に用いられている油
蒸気センサとしては、上記半導体式や接触燃焼式のガス
センサ以外にも超音波送受信素子を用いて、油蒸気中の
音速が当該油種の濃度によって異なることを利用し、音
波の伝搬時間差より油種を判定するものがある。更に、
他の従来技術による油蒸気センサとしては超音波送受信
素子を用いて、油蒸気中の音速が異なることを利用し、
音波の伝搬時間差より油種を判定するものがある。

【０００５】更に、特開平６−３１２７９６号公報にみ
られるようにガスクロマトグラフを用いて油蒸気成分分
子の沸点の違いより油種を判定するものなどがある。ま
た、特開平３−２６５７号公報では、放射線源である
²⁴¹Ａｍや¹⁴⁷Ｐｍを用いて油蒸気をイオン化し、イオ
ン電流の差異によって油種を判別するものがある。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】また、上記従来技術
は、次のような問題点があった。（１）油蒸気センサに半導体式のガスセンサを用いた場
合、高温状態で使用するため応答性が悪く、センサが劣
化しやすい。また、油種の正常判定率が９０（％）程度
と低く、利用者が誤給油をする可能性がある。（２）他の従来技術による超音波送受信素子を用い、超
音波伝搬時間に基づいて油種を判定する場合、伝搬時間
変化が微小なことからノイズの混入などにより誤検出が
発生するおそれがある。また、超音波送受信素子の取り
付け位置や、寸法の精度の高さが要求される。従って、
製造が難しく、コスト高になるという問題が生じ、正常
判定率も９０（％）程度と低く、誤給油をする可能性が
ある。（３）また、ガソリンでの長寿命化を図るため、ガソリ
ンでは大気と混合してセンサへ油蒸気を送っているが、
このままでは飽和蒸気圧が低く検知信号が小さい軽油で
は検出できなくなる。そのため、ガソリンと軽油では異
なった構成や閾値を設定する必要がある。（４）赤外線吸収体は、液体と気体状態では波長が異な
り、２波長では吸収割合が異なるので、芳香族に関係す
る１４００ｃｍ^-1での感度が低いという傾向があった。（５）特開平６−３１２７９６号公報にみられるガスク
ロマトグラフを用いた場合、分離カラムにより分子を分
離するため、カラム透過に時間を必要とし、検出に非常
に時間がかかる。（６）特開平３−２６５７号公報にみられる放射線源を
用い油蒸気のイオン化電流の差異で油種判別する場合、
線源に放射線を用いていることから非常に取り扱いが悪
く、安全性に欠ける。また、本原理では、イオン化電流
が油蒸気濃度によって変化するため使用環境に大きく作
用され、正常判定率も大幅に低いことが予想される。（７）また、油蒸気濃度を検出した場所が可燃性の燃料
が流れる場所であるので、防爆構造をとる必要があり、
構造的に高価なものとなっていた。

【０００７】そこで、本発明は上記課題を解決した給油
装置を提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
本発明は、以下のような特徴を有する。上記請求項１記
載の発明は、給油ノズルを被給油タンクの給油口に挿入
して該被給油タンク内の油蒸気を吸引する油蒸気吸引系
路と、該油蒸気吸引系路により吸引された油蒸気の油種
を判定する油種判定手段と、該油種判定手段により油種
一致と判定されたとき給油を許可する給油許可手段とを
有する給油装置において、前記油種判定手段が、油蒸気
の油種によって異なる赤外線吸光度を測定して油種を判
定することを特徴とするものである。

【０００９】従って、請求項１記載の発明によれば、油
蒸気の油種によって異なる赤外線吸光度を測定して油種
を判定するため、油種の成分比の違いを赤外線の吸光度
として検出することにより、油種判定を正確に行うこと
ができ、使用環境によらない高い正常判定率を持つ検出
が可能となる。また、請求項２記載の発明は、前記請求
項１記載の給油装置において、前記油種判定手段が、前
記油蒸気吸引系路に波長の異なる複数の赤外線発光部を
設け、前記複数の赤外線発光部に対向する位置に前記複
数の赤外線発光部から発光された赤外線を個々に受光す
る複数の赤外線受光部を設けてなることを特徴とするも
のである。

【００１０】従って、請求項２記載の発明によれば、油
蒸気吸引系路に波長の異なる複数の赤外線発光部と複数
の赤外線受光部とを設けてなるため、油蒸気吸引系路を
流れる油蒸気に吸収されなかった波長の赤外線が赤外線
受光部で受光されることにより油蒸気に含まれる成分を
検出して油種の判定を行うことができ、油種判定精度を
高めて使用環境の影響を受けず正常判定率を向上させる
ことができる。

【００１１】また、請求項３記載の発明は、前記請求項
２記載の給油装置において、前記複数の赤外線発光部
が、前記油蒸気吸引系路を通過する油蒸気中の飽和炭化
水素に吸収される波長の赤外線を発光する第１の赤外線
発光部と、前記油蒸気吸引系路を通過する油蒸気中の芳
香族に吸収される波長の赤外線を発光する第２の赤外線
発光部とを有することを特徴とするものである。

【００１２】従って、請求項３記載の発明によれば、油
蒸気中の飽和炭化水素に吸収される波長の赤外線を発光
する第１の赤外線発光部と、油蒸気中の芳香族に吸収さ
れる波長の赤外線を発光する第２の赤外線発光部とを有
するため、異なる波長を持つ赤外線光源を使用するだけ
という簡単な機構で、油種の成分比の違い、特に飽和炭
化水素と芳香族とを赤外線の吸光度として検出すること
ができ、油種判定精度を高めることができる。

【００１３】また、請求項４記載の発明は、前記請求項
３記載の給油装置において、前記複数の赤外線発光部
が、前記油蒸気吸引系路の外周に対し前記第１の赤外線
発光部と前記第２の赤外線発光部とを異なる向きに取り
付けたことを特徴とするものである。従って、請求項４
記載の発明によれば、第１の赤外線発光部と第２の赤外
線発光部とが異なる向きに取り付けられているため、第
１の赤外線発光部から発光された赤外線と第２の赤外線
発光部から発光された赤外線とが干渉することがなく、
第１の赤外線発光部又は第２の赤外線発光部から発光さ
れた赤外線が第２の赤外線受光部又は第１の赤外線受光
部に影響することを防止して誤検出を防止できる。

【００１４】また、請求項５記載の発明は、前記請求項
２記載の給油装置において、前記油種判定手段が少なく
とも前記一対の赤外線受光部から出力された２つの波長
の吸光度の軌跡に基づいて吸引した油蒸気の油種を判定
することを特徴とするものである。従って、請求項５記
載の発明によれば、少なくとも一対の赤外線受光部から
出力された２つの波長の吸光度の軌跡に基づいて吸引し
た油蒸気の油種を判定するため、油種判定の正常判定率
の向上を図ることができると共に、油種検出時間の短縮
化を図ることができる。

【００１５】また、請求項６記載の発明は、前記請求項
１記載の給油装置において、前記油種判定手段は、油蒸
気の吸引流量が設定値以下のとき、前記吸引流量を設定
値に変更して再度油蒸気を吸引することを特徴とするも
のである。従って、請求項６記載の発明によれば、油蒸
気の吸引流量が設定値以下のとき、吸引流量を設定値に
変更して再度油蒸気を吸引するため、油蒸気の吸引不足
による誤検出を防止できる。

【００１６】また、請求項７記載の発明は、前記請求項
２乃至４記載の給油装置において、前記赤外線発光部及
び赤外線受光部は、フッ素系樹脂により形成された光フ
ァイバに接続されたことを特徴とするものである。従っ
て、請求項７記載の発明によれば、赤外線発光部及び赤
外線受光部がフッ素系樹脂により形成された光ファイバ
に接続されているので、可燃性の油液が流れる流路にも
安全に配設できると共に、フッ素系樹脂により油種検知
の波長を効率よく転送することができると共に、油種判
定精度を高めることができる。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、図面と共に本発明の実施の
形態について説明する。図１に本発明になる給油装置の
一実施例を示す構成図である。この給油装置は、一端が
地下タンク（図示せず）に挿入され、他端が装置内に延
在された給油管路１を有し、この給油管路１には地下タ
ンクに貯蔵された油液を汲み上げる給油ポンプ２と、給
油ポンプ２を駆動するポンプモー夕３と、給油ポンプ２
により送液された油液の流量を計測する給油用流量計４
とが配設されている。尚、給油用流量計４は、給油管路
１を流れる油液の流量に比例した流量パルスを出力する
流量パルス発振器５を有している。

【００１８】装置本体６の側面には、給油管路１の他端
に接続された給油ホース７が引き出されている。この給
油ホース７の先端には、給油ノズル８が取り付けられて
いる。給油ノズル８は、ノズル本体８ａにノズルレバー
８ｂの回動操作により開弁する弁機構が内蔵されてお
り、先端側に燃料タンクの給油口（共に図示せず）に挿
入される吐出パイプ９を有する。

【００１９】車両への給油を行う際は、給油ノズル８の
吐出パイプ９を燃料タンクの給油口（図示せず）に挿入
した状態で後述する油種判定が行われ、燃料タンクの油
種と地下タンクの油種とが一致した場合に給油ポンプ２
が駆動されて給油ノズル８による給油が可能となる。す
なわち、油種一致の場合のみノズルレバー８ｂの回動操
作により、給油ポンプ２により汲み上げられた油液が吐
出パイプ９から燃料タンクに吐出される。

【００２０】また、装置本体６の側面には、上記給油ノ
ズル８を着脱自在に支持するノズル掛け１０と、ノズル
掛け１０に対する給油ノズル８の着脱により給油作業中
か否かを検出するノズルスイッチｌｌとが設けられてい
る。また、装置本体６の正面には、給油量などを表示す
る表示器ｌ２が設けられている。ここで、上記給油ホー
ス７には、燃料タンクに残留する油液の油蒸気を吸引す
る油蒸気吸引チューブ１４が途中まで並設されている。
また、油蒸気吸引チューブ１４の一端は、吐出パイプ９
の先端近傍まで延在されて、吐出パイプ９と一体に設け
られた油蒸気吸引パイプ１５に連通されている。そし
て、油蒸気吸引パイプ１５の先端には、吐出パイプ９と
共に燃料タンクの給油口（共に図示せず）に挿入される
油蒸気吸引口１５ａが開口している。

【００２１】油蒸気吸引チューブ１４の他端は、油種判
定手段としての油種検出ユニット１７に接続され、油蒸
気吸引チューブ１４の他端が連通された油蒸気吸引管路
１８の途中には油蒸気吸引チューブ１４を介して吸引さ
れた油蒸気の吸引量を計測する油蒸気用流量計１９が配
設され、油蒸気吸引管路１８の端部は、吸気・排気ポン
プ１６に接続されている。

【００２２】油種検出ユニット１７は、後述するように
２組の赤外線センサが内蔵されており、油蒸気に含まれ
る成分固有の性質として各成分毎に特有な赤外線吸収ス
ペクトルを有することを利用してある波長の赤外線が吸
収されたか否かを検出して油種判定を行うように構成さ
れている。吸気・排気ポンプ１６は、装置本体６の内部
に設けられた油種判定時には燃料タンク内の油蒸気を吸
引し、油種判定終了後には油蒸気吸引チューブ１４に残
留する油蒸気を排気させる。

【００２３】２０は制御装置で、給油用流量計４、ノズ
ルスイッチｌｌ、油種検出ユニット１７、油蒸気用流量
計１９から出力された各種信号に基づいて給油ポンプ
２、吸気・排気ポンプ１６、表示器ｌ２を駆動制御す
る。また、制御装置２０のメモリ２１には、制御装置２
０が実行する各種の制御プログラムが格納されており、
例えばノズルスイッチｌｌがオンになると吸気・排気ポ
ンプ１６を吸気動作させて油蒸気吸引口１５ａから燃料
タンク内の油蒸気を吸引させる油蒸気吸引プログラム
と、油種検出ユニット１７により検出された油種検出信
号に基づいて油種判定を行う油種判定プログラムと、油
種判定結果が油種一致であるとき給油許可を出力して給
油ポンプ２を起動させる給油許可プログラムとが格納さ
れている。

【００２４】ここで、油蒸気吸引チューブ１４を介して
吸引された油蒸気の油種検出を行う油種検出ユニット１
７の内部構成について説明する。図２は油種検出ユニッ
ト１７の内部構成を示す縦断面図である。油種検出ユニ
ット１７の内部には、夫々が特定波長を持つ赤外線（赤
外放射ともいい可視放射よりも単色成分の波長が長く１
ｍｍ程度までのもの）を発光する一対の発光部２２，２
３の発光面と、発光部２２，２３から発光された赤外線
を受光する受光部２４，２５の受光面とが対面するよう
取り付けられている。

【００２５】また、油種検出ユニット１７の内部には、
一端が油蒸気吸引チューブ１４に連通され、他端が油蒸
気吸引管路１８に連通された油蒸気通路２６が形成され
ている。油蒸気通路２６の両側には、油蒸気通路２６と
直交する方向に延在して油蒸気通路２６と交差する２組
のセンサ取付孔１７ａ〜１７ｄが設けられている。一方
のセンサ取付孔１７ａと１７ｂとは同一軸上に形成さ
れ、他方のセンサ取付孔１７ｃと１７ｄとは同一軸上に
形成されている。センサ取付孔１７ａ，１７ｂとセンサ
取付孔１７ｃ，１７ｄとは、油蒸気通路２６と直交する
方向に平行な向きで、所定距離Ｌ離間した位置に設けら
れている。尚、離間距離Ｌは、発光部２２，２３から発
光された赤外線が互いに干渉しない距離である。

【００２６】そして、センサ取付孔１７ａには、第１発
光部２２が挿入され、センサ取付孔１７ａに対向するセ
ンサ取付孔１７ｃには、第１受光部２４が挿入されてい
る。また、センサ取付孔１７ｂには、第２受光部２５が
挿入され、センサ取付孔１７ｃに対向するセンサ取付孔
１７ｄには、第２発光部２３が挿入されている。そのた
め、第１発光部２２と第２発光部２３が夫々１８０度逆
方向を向くように取り付けられており、第１受光部２４
と第２受光部２５も１８０度逆方向を向くように取り付
けられているので、第１発光部２２，第２発光部２３か
ら発光された赤外線が夫々対向する第１受光部２４，第
２受光部２５のみに検出されるように設けられている。
よって、受光部２４，２５が他の発光部から発光された
赤外線を受光してしまうといった誤検出を防止できる。

【００２７】発光部２２，２３は、円筒状のホルダ２８
と、ホルダ２８内に収納された第１、第２の赤外線発光
素子（特定波長光源）２９，３０と、赤外線発光素子２
９，３０の発光面を覆う窓３１とからなる。また、赤外
線発光素子を半導体レーザ（鉛塩基）や発熱体による赤
外線発光素子や赤外発光ダイオード（ＬＥＤ）により形
成することで小型化が可能なだけでなく、メンテナンス
性を向上させることができる。尚、ホルダ２８の外周に
は、センサ取付孔１７ａ，１７ｄのめねじに螺合するお
ねじが設けられている。

【００２８】また、受光部２４，２５は、上記発光部２
２，２３と同様、円筒状のホルダ２８と、ホルダ２８内
に収納された第１、第２の赤外線受光素子３２，３３
と、赤外線受光素子３２，３３の受光面を覆う窓３１と
からなる。尚、赤外線受光素子には、サーモパイルやサ
ーミスタホロメータ、又はフォトトランジスタやフォト
ダイオード、ＣＣＤで形成することでローコスト、小型
化が可能となり、発光素子と同様なホルダ形状とするこ
とができ、メンテナンス性も向上している。

【００２９】赤外線発光素子２９，３０は、通電される
と、それぞれ波長の異なる赤外線を発光し、これらの赤
外線が油蒸気通路２６を横断して受光部２４，２５に受
光される。そして、油蒸気通路２６を流れる油蒸気があ
る特定の波長を有する赤外線を吸収するといった性質を
利用しており、受光部２４，２５に受光された波長によ
り油種を判定することができる。

【００３０】また、窓３１は、油種判定に使用される特
定波長光を効率よく透過し油蒸気に侵されない材質（例
えば、臭化カリウム（ＫＢｒ），フッ化カルシウムな
ど）により形成されている。そのため、赤外線発光素子
２９，３０から発光された光は、窓３１を通過する際に
油種判定に使用される特定波長の赤外線が吸収されない
ため、油種判定が影響されないようになっている。

【００３１】また、赤外線発光素子２９，３０及び赤外
線受光素子３２，３３は、油蒸気に直接触れないように
取り付けられており、油蒸気により検出精度が低下した
り経年変化しないようになっている。赤外線受光素子３
２，３３は、受光した赤外線を電気信号に変換して制御
装置２０に出力する。そして、制御装置２０は、赤外線
受光素子３２，３３が受光した吸光度比とあらかじめ実
験により求められてメモリ２１に記憶されているデータ
とを比較し、燃料タンクから吸引した油蒸気の油種がガ
ソリンか軽油かを判定する。

【００３２】このように、２組の赤外線発光素子２９，
３０及び赤外線受光素子３２，３３により油蒸気の油種
によって異なる赤外線吸光度を測定して油種を判定する
ため、油種の成分比の違いを赤外線の吸光度の差として
検出することにより、油種判定を正確に行うことができ
る。そのため、ガスセンサ等を用いた従来のものより
も、高い正常判定率で油種判定が可能となる。

【００３３】また、赤外線受光素子３２，３３が受光し
た光強度比、すなわち油蒸気の分子の振動による光の吸
収を基に波長の異なる２種の赤外線の受光量を比較して
油種判定を行うため、蒸気濃度などの環境の影響を受け
にくく正常判定率を高くすることができる。さらに、油
種の判定を発光素子と受光素子の光の授受により行うた
め、応答性が良く、油種判別を短時問で行える。

【００３４】しかも、本実施例では、２点の光の吸収の
相対値から油種を判定しているため、判定に要する時間
が短くて済むばかりか、２組の発光部２２，２３と受光
部２４，２５のみという簡単な構成にできるため生産性
を向上させることができると共にコストダウンを図るこ
とができる。尚、発光部２２，２３及び受光部２４，２
５は、油蒸気が吸引される油蒸気吸引系路であれば、油
種検出ユニット１７以外の場所、例えばノズル本体８ａ
など、どこに設置しても良いことはいうまでもない。

【００３５】本実施例では、給油ノズル８に設けられた
油蒸気吸引口１５ａから吸引された燃料タンク内の油蒸
気は、油蒸気吸引チューブ１４を通過して油蒸気用流量
計１９により流量が計測される。この油蒸気用流量計１
９により計測された油蒸気の流量値は、制御装置２０に
入力される。そして、制御装置２０は、油蒸気吸引チュ
ーブ１４を介して油種検出ユニット１７に供給される油
蒸気の流量が規定流量を保つように吸気・排気ポンプ１
６を駆動するモータ（図示せず）の回転を制御する。こ
れにより、油蒸気通路２６を流れる油蒸気の流量が一定
となり、赤外線受光素子３２，３３が受光する吸光度比
が安定して油種判定精度が高められる。

【００３６】尚、通常は吸引された油蒸気の流量が不明
でも油種判定が行えるが、より正確に油種判定を行う場
合には、本実施例のように油蒸気用流量計１９を用い
る。ここで、赤外線発光素子２９，３０及び赤外線受光
素子３２，３３が油蒸気通路２６を流れる油蒸気の油種
検出を行う原理について説明する。給油装置で扱う油液
の種類には、大きく分けてガソリン（レギュラーガソリ
ンエンジン用、ハイオクガソリンエンジン用）と軽油
（ディーゼルエンジン用）とがある。そして、ガソリン
成分中には、主として飽和炭化水素（Ｃ_nＨ_2n+2）と約
４０％のベンゼンのような炭素環式芳香族が含まれてい
る。これに対し、軽油成分は、主として飽和炭化水素
（Ｃ_nＨ_2n+2）であり、芳香族は数％含まれているだけ
である。

【００３７】そこで、本実施例では、第１の赤外線発光
素子２９の波長λとして飽和炭化水素を検出できるλ＝
３．４μｍ付近を用い、Ｃ−ＣＨ₃逆対称伸縮振動によ
る吸収を利用する。また、第２の赤外線発光素子３０の
波長としては、芳香族を検出できるλ＝７．２μｍ付近
を用い、ＣＨ₃芳香族変角振動による吸収を利用する。
これにより、ガソリン、軽油蒸気成分中の飽和炭化水素
と炭素環式芳香族の含有比の違いから赤外線受光素子３
２，３３が受光する光強度比は、油蒸気の種類によって
異なる。

【００３８】図３は吸光度と波長との関係を示すグラフ
である。このグラフでは、レギュラーガソリン及び軽油
の夫々４種類のサンプルについて実験した結果であり、
波長がλ＝３．４μｍでは飽和炭化水素が多く含まれて
いるガソリンの油蒸気の吸光度が高い値となり、飽和炭
化水素の少ない軽油の吸光度が低い値となる。また、波
長がλ＝７．２μｍでは芳香族が多く含まれているガソ
リンの油蒸気の吸光度が高い値となり、芳香族の少ない
軽油の吸光度が低い値となる。

【００３９】ところが、上記油種検出ユニット１７の油
蒸気通路２６を流れる油蒸気量が変動すると、吸光度
（あるいは透過度）が変動してガソリンと軽油との吸光
度（あるいは透過度）の値が近似してしまう可能性があ
る。そこで、本実施例では、２組の赤外線吸収式センサ
により油蒸気通路２６を流れる油蒸気の吸光度を測定
し、両者の比、すなわち赤外線受光素子３２と３３との
光強度比から油種判定を行う。そのため、油種検出ユニ
ット１７に供給される油蒸気量が変動しても油種判定を
正確に行うことができ、油種判定精度が高められてい
る。

【００４０】次に、上記構成の油種検出ユニット１７に
赤外線吸収式センサを具備する給油装置の制御装置２０
が実行する処理動作について、図４のフローチヤートを
参照して説明する。図４のステップＳ１（以下「ステッ
プ」を省略する）において、給油ノズル８がノズル掛け
１０から外されてノズルスイッチ１１がオンになったこ
とを検出すると、Ｓ２に進み、油蒸気吸引系路の末端に
設けられた吸気・排気ポンプ１６を吸気動作させる。こ
れにより、吸気・排気ポンプ１６は、油蒸気吸引チュー
ブ１４及び油蒸気吸引パイプ１５を介して油蒸気吸引口
１５ａ周辺の気体を吸引する。

【００４１】そして、Ｓ３では、吸気・排気ポンプ１６
を吸気動作により油蒸気吸引口１５ａ周辺の気体が油蒸
気吸引チューブ１４に吸引されると、油蒸気吸引チュー
ブ１４を流れる気体の流量が油蒸気用流量計１９により
計測される。油蒸気用流量計１９は、流量を計測すると
共に、その流量計測値の信号を制御装置２０へ出力す
る。

【００４２】次のＳ４では、油蒸気吸引チューブ１４を
流れる気体の流量が予め設定された所定流量値であるか
否かをチェックする。その信号がステップＳ４において
メモリ２１に予め設定された所定流量と異なる場合は、
Ｓ５に進み、油蒸気吸引チューブ１４から油種検出ユニ
ット１７の油蒸気通路２６に供給される流量が異常値で
あることを認識する。その後、Ｓ６で吸気・排気ポンプ
１６を駆動するモータの回転数を制御して吸気量が予め
設定された所定流量となるように調整し、再びＳ３に戻
る。

【００４３】一方、上記Ｓ４において、油蒸気用流量計
１９により計測された流量がメモリ２１に予め記憶され
た所定の流量値と一致した場合、油種検出ユニット１７
に設けられた赤外線発光素子２９，３０を発光させる。
そして、油蒸気が吸引される前にこのときの赤外線受光
素子３２，３３から出力された信号の電流値（ゼロ点）
をメモリ２１に記憶し、Ｓ７に進む。

【００４４】ここで、給油を行う車両の燃料タンクの給
油口に給油ノズル８の吐出パイプ９及び油蒸気吸引パイ
プ１５が挿入される。これにより、給油ノズル８に設け
られた油蒸気吸引パイプ１５の油蒸気吸引口１５ａから
燃料タンク内の油蒸気が吸引される。さらに、油蒸気吸
引パイプ１５及び油蒸気吸引チューブ１４に吸引された
油蒸気は、油種検出ユニット１７の油蒸気通路２６に供
給される。

【００４５】油蒸気通路２６に供給され油蒸気は、発光
部２２，２３と受光部２４，２５との間を通過して油蒸
気吸引管路１８へ流出する。その際、発光部２２，２３
の赤外線発光素子２９，３０から発光された波長がλ＝
３．４μｍ及び７．２μｍの赤外線を通過する。油蒸気
に含まれている成分によって吸収される波長が異なるた
め、赤外線発光素子２９，３０から発光された赤外線を
受光した赤外線受光素子３２，３３は、油蒸気に吸収さ
れなかった波長の赤外線の光強度を検出し、受光した光
強度に応じた電流値の信号を制御装置２０へ出力する。
そのため、赤外線発光素子２９，３０から発光された赤
外線の波長がλ＝３．４μｍ、７．２μｍと夫々異なる
ので、油蒸気通路２６を流れる油種に応じた電流値を生
じる。

【００４６】Ｓ７では、赤外線受光素子３２，３３から
出力された信号の電流変化を検出し、第１の赤外線受光
素子３２の電流値と第２の赤外線受光素子３３の電流値
とを比較し、赤外線受光素子３２，３３で受光された光
強度比を求める。この光強度比は、図３に示すように油
蒸気通路２６を流れる油蒸気の吸光度の差に比例してお
り、赤外線受光素子３２，３３で受光された波長がλ＝
３．４μｍの光強度と、波長がλ＝７．２μｍの光強度
とを比較することにより油蒸気の流量変動、すなわち油
蒸気通路２６に供給された油蒸気濃度に関わりなく油種
判定を行うことができる。

【００４７】次のＳ８においては、赤外線受光素子３
２，３３により検出された光強度の変化量と、前述した
Ｓ４においてメモリ２１に記憶されたゼロ点からの変化
量を演算し、それぞれの素子の電流値の比（光強度比）
とあらかじめ用意されているデータ（光強度比）とを比
較して今回油蒸気通路２６に吸引された油蒸気の油種が
ガソリンか軽油か判断し、燃料タンクに残留している油
液の油種と当該給油ノズル８から給油される油液の油種
とが一致するか否かを判定する。

【００４８】このＳ８において、検出した油蒸気の油種
と給油ノズル８から給油される油液の油種とが一致しな
い場合には、Ｓ９に進み、吸気・排気ポンプ１６の吸気
動作を排気動作に切り換える。これにより、油蒸気吸引
パイプ１５及び油蒸気吸引チューブ１４及び油蒸気通路
２６内の油蒸気が油蒸気吸引パイプ１５の油蒸気吸引口
１５ａから排出される。

【００４９】次のＳｌ０では、給油ポンプ２の駆動を禁
止した後、Ｓｌ１に進み、給油ノズル８から給油しよう
とする油種と燃料タンク内に存在する油液の油種とが異
なることを表示器１２に表示する。そして、Ｓｌ２にお
いて、ノズル掛け１０のノズルスイッチｌｌがオフにな
ったか否かをチェックしており、ノズルスイッチｌｌが
オフになると、給油ノズル８がノズル掛け１０に戻され
たものと判断して後述するＳｌ８に進む。

【００５０】一方、上記Ｓ８において、検出した油蒸気
の油種と給油ノズル８から給油される油液の油種とが一
致した場合には、Ｓｌ３に進み、吸気・排気ポンプ１６
の吸気動作を排気動作に切り換える。これにより、油蒸
気吸引パイプ１５及び油蒸気吸引チューブ１４及び油蒸
気通路２６内の油蒸気が油蒸気吸引パイプ１５の油蒸気
吸引口１５ａから排出される。

【００５１】次のＳｌ４では、給油ポンプ２を駆動する
ポンプモータ３を起動させて地下タンクの油液を汲み上
げる。そして、給油ノズル８のノズルレバー８ｂが開弁
操作されると、給油ノズル８に内蔵された弁機構が開弁
して給油ポンプ２により送液された油液が給油ホース
７、給油ノズル８を介して燃料タンクに給油される。こ
のようにして燃料タンクへの給油が開始されると共に、
給油管路１を流れて給油される油液の瞬時流量が給油用
流量計４により計測され、その積算された流量値を表示
器１２に表示させる。

【００５２】そして、Ｓ１６で給油を行う燃料タンクに
対する給油作業が終了したか否か、すなわち給油ノズル
８がノズル掛け１０に戻されたか否かをチェックする。
すなわち、Ｓ１６において、ノズルスイッチｌｌがオフ
になったか否かを監視しており、ノズルスイッチｌｌが
オフになるとＳｌ７に進み、給油ポンプ２を停止させ
る。

【００５３】続いて、Ｓｌ８では、次回の給油に際して
センサ復帰処理を行う。これは、次回の給油の際、赤外
線受光素子３２，３３の電流変化量による油種判定を正
確に検出するため、発光部２２，２３及び受光部２４，
２５の窓３１に付着した油蒸気を除去するクリーニング
処理を行う。すなわち、吸気・排気ポンプ１６の吸気動
作を排気動作に切り換えて油蒸気通路２６内の油蒸気を
油蒸気吸引パイプ１５の油蒸気吸引口１５ａから大気中
に排出させる。

【００５４】尚、このセンサクリーニング処理は、油蒸
気吸引パイプ１５及び油蒸気吸引チューブ１４及び油蒸
気通路２６内の油蒸気が完全に排気されるまで、今回の
給油の油種検出の際の油蒸気を完全に油蒸気吸引チュー
ブ１４及び油種検出ユニット１７から排出するためのも
のである。その排出時間は、前述したＳ２においてメモ
リ２１に記憶された赤外線受光素子３２，３３の初期電
流値（ゼロ点）に再び復帰するまでの時問が設定され、
その都度油蒸気の残量、濃度等に応じて変化する。

【００５５】上記センサクリーニング処理が終了する
と、Ｓｌ９に進み、吸気・排気ポンプ１６を停止させて
次回給油に備える。尚、油種検出ユニット１７の赤外線
受光素子３２，３３により検出された油種判定情報を光
ファイバ（図示しない）を介して制御装置２０へ送信す
るようにしても良い。

【００５６】さらに、２組の赤外線吸収センサ（発光部
２２，２３、受光部２４，２５）は、同一平面上に位置
するように設けられているが、これに限らず、例えば発
光部２２，２３から発光された赤外線が相互に干渉しな
い位置であれば２組の赤外線吸収センサの相対位置を油
蒸気通路２６の周方向にずらすようにしても良い。次
に、本発明の変形例１について説明する。

【００５７】図５は変形例１の給油装置の構成図であ
る。尚、図５において、上記図１と同一部分には、同一
符号を付してその説明を省略する。図５に示されるよう
に、この給油装置は、油蒸気吸引チューブ１４の系路途
中には、吸気・排気ポンプ１６と、赤外線の吸収を測定
する赤外吸光式ガスセンサ３７，３８と、流量計１９
と、油蒸気の温度を測定する感温素子４０とが設けられ
ている。

【００５８】給油ノズル８の油蒸気吸引パイプ１５及び
油蒸気吸引チューブ１４を介して導入された油蒸気は、
感温素子４０で温度を測定され、流量計１９で吸引量を
測定される。そして、制御装置２０には、感温素子４０
からの温度測定値及び流量計１９からの流量測定値が入
力される。また、制御装置２０は、流量計１９の流量測
定値が設定値となるように吸気・排気ポンプ１６を制御
する。

【００５９】図６は赤外吸光式ガスセンサ３７，３８の
構成を示すブロック図である。図６に示されるように、
赤外吸光式ガスセンサ３７，３８は、装置本体６の内部
に設けられており、赤外線発光ランプからなる光源（赤
外線発光素子）４３と、受光した波長を分別するための
フィルタ（ＢＰＦ）４７，４８と、油蒸気が通過する流
路６２の露光量を測定する赤外線受光素子４９，５０
と、からなる。

【００６０】赤外吸光式ガスセンサ３７，３８において
は、ランプ電源供給部から電力が供治されると、発振器
４１、ドライバ４２により設定された周波数で光源４３
が発光する。光源４３から発光された赤外線は、チョッ
パ（光変調用）４４で変調されてガス流路３９を横切っ
て集光レンズ４５，４６で受光される。また、集光レン
ズ４５，４６で受光された赤外線は、フィルタ（ＢＰ
Ｆ：１４００ｃｍ^-1）４７，４８を介して受光素子４
９，５０に至り、電気信号に変換される。そして、受光
素子４９，５０から出力された信号は、夫々プリアンプ
５１，５２で増幅された後、同期検波５３，５４で周波
数及び位相を入力信号の中心周波数と一致されて判断回
路５５へ入力される。

【００６１】ここで、給油装置により給油される各油種
の特性について説明する。図７はガソリンと軽油との成
分の違いを示すグラフである。車両に給油される油種と
しては、ガソリンと軽油とがあり、それぞれの蒸気成分
は図７の欄外に示す炭化水素Ｃ６〜Ｃ２０が混ざったも
のである。ガソリンは、成分中には主として飽和炭化水
素（Ｃ_nＨ_2n+2）のｎ＝４〜９が含まれており、その他
に特徴的な成分として、ベンゼンのような炭素環式芳香
族が含まれている。

【００６２】これに対し、軽油は、成分中に主として飽
和炭化水素（Ｃ_nＨ_2n+2）のｎ＝７〜２１が含まれてい
る。尚、図３において、欄外の中で下線を引いたものが
芳香族である。飽和炭化水素（Ｃ_nＨ_2n+2）に外部から
ある波長の赤外線を照射すると、炭素や水素の結合部分
に共振するので、赤外線は吸収される。この吸収される
量を用いて物質の特定と行うものが「赤外吸光分析」と
呼ばれる検出方法である。

【００６３】ここで、炭素と水素の結合に共振する周波
数ｆが、ｆ＝３０００ｃｍ^-1で波長がλ＝約３．４μｍ
の近赤外線である。また、炭素環式芳香族は、その結合
中にπ結合を有しており、そのπ結合に共振する周波数
ｆがｆ＝１４００ｃｍ^-1で波長がλ＝約７．２μｍの赤
外線である。尚、炭化水素に含まれるＣ−Ｈ結合の数と
芳香族のベンゼン核の数の比を考えると、ベンゼン核１
つに対してＣ−Ｈ結合の数は６個程度である。

【００６４】さらに、芳香族の数よりも飽和炭化水素
（鎖状に炭素がつながっているもの）の数が多いことを
考えると、ベンゼン核の数の１０倍以上Ｃ−Ｈ結合の数
が存在することになる。従って、赤外線吸収の割合（吸
光度）は、λ＝３．４μｍ（ｆ＝３０００ｃｍ^-1）の方
がλ＝７．２μｍ（ｆ＝１４００ｃｍ^-1）よりも大きい
ことが考えられる。

【００６５】図８はガソリンと軽油の蒸気濃度を変えた
場合の吸光度の測定結果を示すグラフである。図８にお
いて、横軸は、常温での飽和蒸気濃度をフルスケール
（１００％）としてスケーリングしている。グラフＩに
示すガソリンでは、ｆ＝３０００ｃｍ^-1では、飽和蒸気
濃度の２％で、吸光度が７０％（すベて吸収される）状
態になる。また、グラフIIに示すガソリンのｆ＝１４０
０ｃｍ^-1の方は、飽和蒸気濃度の５０％の濃度で、吸光
度が７０％（すべて吸収される状態）となる。

【００６６】ガソリンでは、吸光度の感度という点で考
えると、ｆ＝３０００ｃｍ^-1とｆ＝１４００ｃｍ^-1で２
５倍異なると言える。また、ガソリンに芳香族が４０％
程度しか含まれていないことから、同じ濃度の感度を考
えると１０倍となる。グラフIII に示す軽油の場合は、
飽和蒸気濃度１００％でもｆ＝３０００ｃｍ ^-1の吸光度
は３０％程度である。また、グラフIVに示す軽油の場合
は、ｆ＝１４００ｃｍ^-1の吸光度は２％程度で測定限界
に近い。

【００６７】ここでは、芳香族に関係する波長としてｆ
＝１４００ｃｍ^-1で説明したが、波長の吸収プロセスを
考えると、整数倍の波数（波長でいうと整数分の１）で
も吸収される。また、ｆ＝１４００ｃｍ^-1の２倍のｆ＝
２８００ｃｍ^-1（λ＝３．６μｍ）、３倍の４２００ｃ
ｍ^-1（λ＝２．４μｍ）などがある。そのため、芳香族
の濃度を検出するための波長としてｆ＝１４００ｃｍ^-1
のｎ倍であっても良い。

【００６８】図９（Ａ）は上記構成の赤外線吸光方式の
ガスセンサ３７，３８によりガソリンの油蒸気を検出し
た場合の信号波形を示すグラフであり、図９（Ｂ）は上
記構成の赤外線吸光式ガスセンサ３７，３８により軽油
の油蒸気を検出した場合の信号波形を示すグラフであ
る。上記構成とされた給油装置において、ガソリンや軽
油の蒸気が給油ノズル８の油蒸気吸引パイプ１５及び油
蒸気吸引チューブ１４を介して吸引されると、赤外線吸
光式ガスセンサ３７，３８には、徐々に炭化水素の蒸気
が吸い込まれる。このことは、給油ノズル８が車両の給
油口（図示せず）に挿入された時点を測定開始時点とす
れば、時刻０で蒸気濃度は０であり、時間が進むにつれ
て蒸気濃度は上昇することになる。

【００６９】さらに、油蒸気を吸入していくと、ガソリ
ンタンク内の油蒸気がすべて吸い出されるので、徐々に
蒸気濃度が減少することになる。従って、時間の経過に
対する吸光度の変化は、図９（Ａ）（Ｂ）に示されるグ
ラフのようになる。ここで、吸光度の変化を説明する。
図９（Ａ）（Ｂ）に示されるように、油蒸気の濃度に相
当するＣ−Ｈ結合の周波数ｆ＝３０００ｃｍ^-1（λ＝
３．４μｍの波長）では、蒸気濃度を上げていくと吸光
度も上昇するが、飽和蒸気濃度に達するまでにすべて吸
収され、７０％の吸光度となる。すなわち、図９（Ａ）
中グラフＩで示すｆ＝３０００ｃｍ^-1のような波形とな
る。

【００７０】これに反して、ベンゼン核の吸収周波数で
あるｆ＝１４００ｃｍ^-1（λ＝７．２μｍの波長）は、
図９（Ａ）中グラフIIで示すように飽和蒸気濃度の５０
％までの濃度が上がった状態でやっと７０％吸収され
る。従って、ガソリン蒸気のｆ＝３０００ｃｍ^-1の吸光
度が台形であるのに対し、ｆ＝１４００ｃｍ^-1の吸光度
の波形は山形となる。

【００７１】また、軽油の場合、波形はガソリンとは
異なり、図９（Ｂ）中グラフIII で示すｆ＝３０００ｃ
ｍ^-1と、図９（Ｂ）中グラフIVで示すｆ＝１４００ｃｍ
^-1の両者とも吸光度が７０％（限界値）となるのはあり
えないので、両者とも山形の波形となる。図１０はガソ
リンと軽油の吸光度をｘｙグラフで示した実験結果であ
る。

【００７２】図１０において、Ｘ軸がｆ＝１４００ｃｍ
^-1の吸光度であり、Ｙ軸がｆ＝３０００ｃｍ^-1の吸光度
である。ガソリンの場合の軌跡と軽油の場含の軌跡は、
Ｙ＝αＸの一次関敦のラインを境に区別されることが分
かる。このグラフのカーブは、芳香族の含有率に相当す
ることになる。図１０中、グラフＣで示すように、一次
関数のαの値（以下、αを「判定係数」という）を芳香
族の含有率の割合で２０％程度にすると、図１０中グラ
フＤ，Ｅで示すガソリンと図１０中グラフＡ，Ｂで示す
軽油は完全に区別できる。

【００７３】また、給油ノズル８からの油蒸気の濃度を
高めてガソリンのｆ＝３０００ｃｍ ^-1の吸光度が７０％
となるようにすると、図１０から分かるように、判定係
数α一定のＹ＝αＸの直線から遠ざかるように働く。こ
れにより、ガソリンでの吸引する濃度を上げても、本変
形例では、判定率が上がることになる。また、ガソリン
や軽油の濃度が高い状態で赤外線吸光式ガスセンサ３
７，３８に油蒸気が到達するように大気開放口や配管系
を構成すると判定率が上がる方向になるので、従来設け
られていた大気開放口を無くしても良い。

【００７４】次に、ガソリンや軽油に水抜剤を入れた場
合の波形について説明する。水抜剤は、主成分がアルコ
ールである。この水抜剤により燃料タンクの底部に溜ま
った水を除去する原理は、燃料タンク内に存在する水を
アルコールに溶かして同時にエンジンに送り込むことで
燃料タンク内の水を除去する方法である。アルコールは
同じ分子量の炭化水秦に比べ、蒸発しやすい傾向がある
ので、軽油に水抜剤を混入すると、蒸気濃度は上がる傾
向にある。そして、吸光度の波形では、ｆ＝３０００ｃ
ｍ^-1の方が増加し、アルコールにはベンゼン核が存在し
ないので、ｆ＝１４００ｃｍ^-1の吸光度は変化しない。
従って、図１０のグラフで濃度が高い軽油の波形（破線
で示した）となる。

【００７５】これは、判定係数が同じでもそのカーブか
ら遠ざかる傾向になるので、油種判定には有利となる。
ガソリンに水抜剤を混入した場合、蒸気濃度が増大する
が水抜剤の混入割合は、最大でも５％程度であるので、
ｆ＝３０００ｃｍ^-1の吸光度は最大でも５％アップする
だけである。また、ｆ＝１４００ｃｍ^-1の吸光度は、変
わらないので、図１０でのグラフは水抜剤を混入しない
実線のグラフとほとんど重なる。

【００７６】また、温度が低い場合や、ガソリンの使用
量が大きく燃料タンク内の気体体積が増加する割合に比
べ蒸発量が少ない場合には、蒸気濃度が低くなる。この
場合のグラフは、蒸気濃度の減少に伴い、ｆ＝３０００
ｃｍ^-1とｆ＝１４００ｃｍ^-1との吸光度は、両者とも減
沙するので、図１０の破線で示すグラフのようになる。
この場合でも、ｆ＝１４００ｃｍ^-1の吸光度とｆ＝３０
００ｃｍ^-1の吸光度ととの関係は同じとなるので、判完
係数が同じでも同様に判定できる。

【００７７】次に、変形例２の制御装置２０が実行する
制御処理について図１１のフローチャートを参照しつつ
説明する。車両の燃料タンクヘ給油を行うべ＜、給油ノ
ズル８がノズル掛け１０から外されると、Ｓ２１におい
て、ノズルスイッチ１１がオンになったことを検出し、
Ｓ２２に進む。Ｓ２２では、吸気・排気ポンブ１６を吸
気動作させ、吸気チューブ１４を介して油蒸気吸引パイ
プ１５の開口付近の気体（外気）を吸気し始める。

【００７８】そして、Ｓ２３では、油蒸気吸引チューブ
１４内の気体は、流量計１９により流量が計測されると
共に、感温素子４０により温度が計測される。この場合
は感温素子４０によって温度袖正などが必要な場合と、
不必要な場合があるが、得られた温度で補正するものと
して説明している。温度袖正すべき対象としては、赤外
線吸光式ガスセンサ３７，３８の感度である。これは、
温度が高くなると赤外線吸光式ガスセンサ３７，３８の
表面の反射率が変化したり、光強度から電圧信号に直す
部分で電気回路に含まれる抵抗値が変わるなどの要因で
センサ感度に温度係数を持つことがあるためである。

【００７９】検出された流量は信号として、制御装置２
０に出力される。その信号がＳ２４において、制御装置
２０内のメモリに予め記憶された所定流量と異なる場合
は、Ｓ２５に進む。Ｓ２５では、油蒸気吸引チューブ１
４内の気体の量が異常値であることを認識した後、Ｓ２
６で吸気・排気ポンブ１６の吸気量を調整し、再びＳ２
３に戻る。

【００８０】一方、Ｓ２４において、流量計１９により
検出された流量計測値が、制御装置２０内のメモリに予
め記憶された所定の流量値と一致した場合は、制御装置
２０に赤外吸光式ガスセンサ３７，３８の吸光慶をゼロ
点（２点）として記憶する。この赤外吸光式ガスセンサ
３７，３８は、ｆ＝１４００ｃｍ^-1とｆ＝３０００ｃｍ
^-1の波長における吸光度を測定するためのものである。
その後、Ｓ２７に進む。

【００８１】ノズル掛け１０から外された給油ノズル８
は、燃料タンクの給油口に挿入される。給油ノズル８の
油蒸気吸引パイプ１５の開口から燃料タンク内の油蒸気
が吸気される。吸気された油蒸気は、赤外吸光式ガスセ
ンサ３７，３８に達し、その油種に応じた吸光度が得ら
れる。Ｓ２７では、赤外吸光式ガスセンサ３７，３８の
受光素子４９，５０に生じる出力信号（サーモバイルの
場合は温度上昇）の変化量を検出する。そして、Ｓ２８
においては、検出した変化量とＳ２４において制御装置
２０のメモリに記憶させたゼロ点からの変化量を演算
し、検出した変化量をｆ＝１４００ｃｍ^-1とｆ＝３００
０ｃｍ^-1の２つに分けて測定する。

【００８２】ここで、ｆ＝１４００ｃｍ^-1とｆ＝３００
０ｃｍ^-1の吸光度の比を求める。この比がある値以上の
場合をガソリン、また、所定量より小さい場合を軽油と
して検出し、その検出した油液の油種と給油ノズル８か
ら給油される油液の油種とが一致するか否かを判定す
る。次のＳ２８では、検出した油液に油種と給油ノズル
８から給油される油液の油種とが一致しない場合は、Ｓ
２９に進む。このＳ２９では、油蒸気吸引チューブ１４
内の油蒸気を排出すべく、吸気・排気ポンブ１６の吸気
動作を排気動作に切り換える。そして、次のＳ３０で給
油ポンプ２の駆動を禁止した後、Ｓ３１で給油ノズル８
から給油しようとする油種と燃料タンク内に存在する油
液の油種とが異なることを表示器１２に表示する。

【００８３】次のＳ３２において、給油ノズル８がノズ
ル掛け１０に戻ったか否かをノズルスイッチ１１がオフ
になったか否かにより検出する。ここで、ノズルスイッ
チ１１がオフになった時は、後述するＳ３８に進む。一
方、Ｓ３８で、検出した油液の油種と給油ノズル８が給
油する油液の油種とが一致した場合には、Ｓ３３に進
む。Ｓ３３では、油蒸気吸引チューブ１４内の油蒸気を
排出するべく、吸気・排気ポンプ１６の吸気動作を排気
動作に切り換え、Ｓ３４で給油ポンプ２を駆動する。

【００８４】次のＳ３５では、給油処理で利用者が所望
する量の油液を給油する。そして、Ｓ３６では、給油を
行う燃料タンクに対して給油作業が終了したか否か、す
なわちノズルスイッチ１１がオフになったか否かにより
給油ノズル８がノズル掛け１０に戻ったか否かを判断す
る。Ｓ３６において、ノズルスイッチ１１がオフになっ
たときは、Ｓ３７に進む。次のＳ３７では、給油ポンプ
２を停止させた後、Ｓ３８に進む。Ｓ３８では、次回の
給油に際して赤外吸光式ガスセンサ３７，３８の電流変
化量を正確に検出するための処理が行われる。これは、
今回の給油の油種検出の際の油蒸気を完全に油蒸気吸引
チューブ１４や赤外吸光式ガスセンサ３７，３８から排
出するためのものである。

【００８５】その排出時間は、Ｓ２２において、制御装
置２０のメモリに記憶された赤外吸光式ガスセンサ３
７，３８の初期電圧値（ゼロ点）に再び赤外吸光式ガス
センサ３７，３８の電圧値が復帰するまでの時間で環境
に応じて変化する。次に赤外吸光式ガスセンサ３７，３
８での吸光度を高めるための手段として、他の例を挙げ
る。燃料タンクから吸引することで燃料タンク内の蒸気
濃度が下がってしまうので、吸気・排気ポンプ１６を吸
気駆動開始してから赤外吸光式ガスセンサ３７，３８が
油蒸気が検出されてことを感知すると、制御装置２０が
吸気・排気ポンプ１６の電源を停止し、赤外吸光式ガス
センサ３７，３８の前面の濃度を一定とするように保持
する方法もある。この方式では、赤外吸光式ガスセンサ
３７，３８を装置本体６の内部に組込むのではなく、給
油ノズル８に組み込んだ場合に非常に効果がある方法で
ある。

【００８６】このように赤外吸光度を２つの波長で測定
することで、芳香族の割合が測定できるので、確実にガ
ソリンと軽油を、高い正常判定率で区別できる。また、
ガソリンや軽油に水抜き剤を混入した場合でも、２つの
センサ信号から判定する場合に、安全サイドに働くの
で、正確に弁別できる。また、現在、油種センサに高濃
度のガソリン蒸気を与えると、溶剤として働くので、半
導体式や接触燃焼式のセンサを劣化させていくが、この
場合、赤外吸光式センサでは、赤外吸収の量が増えるの
で、センサ感度が増加するだけであり、性能劣化するお
それはない。そのため、軽油の感度を上げるために、蒸
気濃度を上げても問題は生じない。

【００８７】実際には、ガソリン用給油ノズルと軽油用
給油ノズルで、適性濃度とするために、空気と蒸気を混
合しているが、その機構を区別する必要がなくなる。ま
た、本変形例においては、燃料タンク内に油蒸気が全く
存在せず、大気が存在している場合、ベンゼン核の割合
で判別しているので、大気と軽油蒸気との識別も可能で
ある。

【００８８】次に、本発明の変形例２について説明す
る。図１２は変形例２の赤外吸光式ガスセンサの構成例
を示すブロック図である。図１２に示されるように、本
変形例２においては、赤外吸光式ガスセンサ３７，３８
は、給油ノズル８の内部で油蒸気濃度を検出するように
構成されている。そして、赤外吸光式ガスセンサ３７，
３８には、赤外線を送るための光ファイバケーブル５６
が接続されている。

【００８９】この光ファイバケーブル５６は、フッ素樹
脂材により形成されており、油蒸気吸引チューブ１４内
に挿通されて給油ノズル８まで延在されている。光ファ
イバケーブル５６は、第１〜第５ケーブル５７〜６１か
らなり、油蒸気吸引チューブ１４内に挿通されて給油ノ
ズル８の油蒸気吸引パイプ１５の先端まで延在されてい
る。

【００９０】また、赤外吸光式ガスセンサ３７，３８
は、装置本体６の内部に設けられており、赤外線発光ラ
ンプからなる光源４３と、受光した波長を分別するため
のフィルタ（ＢＰＦ）４７，４８と、油蒸気が通過する
油蒸気流路６３の露光量を測定する受光素子４９，５０
とからなる。すなわち、赤外線発光ランプからなる光源
４３から発光された光は、第１のケーブル５７を介して
給油ノズル８内のスプリッタ６２により２系統に分光さ
れる。また、スプリッタ６２より分岐された第２，３ケ
ーブル５８，５９は、並列に配されており、先端部が給
油ノズル８の油蒸気吸引パイプ１５の先端に形成された
油蒸気流路６３に接続されている。

【００９１】また、油蒸気流路６３を介して反対側で第
２，３ケーブル５８，５９の端部に対向するように配置
された第４，５ケーブル６０，６１の端部が接続されて
いる。そして、第４，５ケーブル６０，６１の他端は、
油蒸気吸引チューブ１４内に挿通されてフィルタ（ＢＰ
Ｆ）４７，４８に接続されている。そのため、第２，３
ケーブル５８，５９から油蒸気流路６３に出射された赤
外線は、油蒸気が流れる油蒸気流路６３を横切って第
４，５ケーブル６０，６１の端部に受光される。さら
に、第４，５ケーブル６０，６１を伝播した赤外線は、
フィルタ（ＢＰＦ）４７，４８により油種判別に適した
特定波長に変換されて受光素子４９，５０に至り、ここ
で電気信号に変換される。

【００９２】上記のように光ファイバケーブル５６は、
光信号を伝送するため、ガソリンや軽油等の燃料が通過
する給油ノズル８及び、油蒸気吸引チューブ１４内に挿
通されても安全である。しかも、給油ノズル８の油蒸気
流路６３において、光ファイバケーブル５６の第２，３
ケーブル５８，５９の端部と第４，５ケーブル６０，６
１の端部との間を流れる油蒸気濃度に応じた光強度の赤
外線が検出信号として受光素子４９，５０に送信される
ため、給油ノズル８が燃料タンクの給油口（図示せず）
に挿入された直後に油種検知することができ、油種判定
結果の精度をより高められると共に、油種判定時間を短
縮できる。

【００９３】ここで、上記のように赤外線を伝播するた
めの光ファイバケーブル５６と赤外線について説明す
る。光源４３で赤外線を発生させる方法は、フィラメン
トもしくはヒータに電流を流すことが一般的である。こ
れは、分析したい波長が連続的に変化する必要があり、
連続にするために黒体輻射を利用できるためである。

【００９４】一般的に市販されているアクリル系プラス
チック光ファイバでの吸収割合は、次のように知られて
いる。アクリル系プラスチックの吸収は、Ｃ−Ｈ結合の
振動モードの高次高調波で起こるため、実際には、実際
に使用したい波長である３．４μｍおよびその高調波で
吸収が起こる。例を挙げると、次にようになる。３４００ｎｍ：１０⁸ｄＢ／ｋｍ１７５０ｎｍ：１０⁷ｄＢ／ｋｍ１１３３ｎｍ：〜１０⁶ｄＢ／ｋｍ８５０ｎｍ：〜１０⁵ｄＢ／ｋｍであり、ガソリンや軽油を分析するための波長が一致しているの
で、アクリル系光ファイバは使用できないことが判って
いる。他のファイバ材料としては、石英ガラスを使用し
たものがある。

【００９５】ここで、プラスチックの吸収損失の原因が
Ｃ−Ｈ結合にあるので、Ｈの部分を他の元素に置き換
え、重くすれば振動モードの周波数が下がり、吸収帯域
が変わる。例えば、フッ素樹脂が考えられる。このフッ
素樹脂材により光ファイバケーブル５６を構成すると、
Ｃ−Ｆ結合での伸縮振動のモードは、８μｍ（８０００
ｎｍ）となるので、２つの波長７．２μｍと３．４μｍ
と異なってくる。

【００９６】このフッ素樹脂を利用した光ファイバで
は、目的とする波長で吸収がないので、光源４３からな
る発光体と受光素子４９，５０からなる検出器を離れた
場所に設置した構成で、例えば上記のように給油ノズル
８の先端でも油蒸気濃度を検出することが可能となる。
このように、給油ノズル８の先端に配設された光ファイ
バケーブル５６の第２，３ケーブル５８，５９の端部と
第４，５ケーブル６０，６１の端部との間を流れる油蒸
気の赤外吸光度を２つの波長で測定することで、芳香族
の割合を遠隔地で測定できるので、安全上有利であり。

【００９７】また、給油ノズル先端でガソリンと軽油
を、高い正常判定率で区別できる。そのため、吸引ポン
プがなくでも燃料タンク内の成分を測定できるので、吸
引することでガソリンタンク内の蒸気濃度を減らすこと
がないので、長時間かけて検出しても問題がない。ま
た、赤外吸光式ガスセンサ３７，３８に直接油蒸気が当
たらないので、給油ノズル８全体をクリーニングしても
油種判定精度に影響しない。さらに、赤外吸光式ガスセ
ンサ３７，３８の劣化もないので、前回の油種検知の残
留物の影響を受けないようにできる。

【００９８】実際には、ガソリン用給油ノズルと軽油用
給油ノズルで、適性濃度とするために、空気と蒸気を混
合しているが、その機構が区別する必要がなくなる。ま
た、燃料タンク内に油蒸気が全く存在せず、大気が存在
している場合、ベンゼン核の割合で判別しているので、
大気と軽油蒸気との識別も可能となる。

【００９９】

【発明の効果】上述の如く、請求項１記載の発明によれ
ば、油蒸気の油種によって異なる赤外線吸光度を測定し
て油種を判定するため、油種の成分比の違いを赤外線の
吸光度の差として検出することにより、油種判定を正確
に行うことができ、高い正常判定率で油種判定が可能と
なる。また、分子の振動による光の吸収を基に油種判定
を行うため、蒸気濃度などの環境の影響を受けにくく正
常判定率を高くすることができる。さらに、油種の判定
を光源と受光素子の光の授受により行うため、応答性が
良く、油種判別を短時問で行える。また、請求項２記載
の発明によれば、油蒸気吸引系路に波長の異なる複数の
赤外線発光部と複数の赤外線受光部とを設けてなるた
め、油蒸気吸引系路を流れる油蒸気に吸収されなかった
波長の赤外線が赤外線受光部で受光されることにより油
蒸気に含まれる成分を検出して油種の判定を行うことが
でき、油種判定精度を高めて使用環境の影響を受けず正
常判定率を向上させることができる。

【０１００】また、請求項３記載の発明によれば、油蒸
気中の飽和炭化水素に吸収される波長の赤外線を発光す
る第１の赤外線発光部と、油蒸気中の芳香族に吸収され
る波長の赤外線を発光する第２の赤外線発光部とを有す
るため、異なる波長を持つ赤外線光源を使用するだけと
いう簡単な機構で、油種の成分比の違い、特に飽和炭化
水素と芳香族とを赤外線の吸光度の差から検出すること
ができ、油種判定精度を高めることができる。また、２
点の光の吸収の相対値から油種を判定しているため、判
定に要する時間が短くて済む。さらに、２組の特定波長
光源としての赤外線発光部と赤外線受光部のみという簡
単な構成にできるため生産性を向上させることができる
と共にコストダウンを図ることができる。

【０１０１】また、請求項４記載の発明によれば、第１
の赤外線発光部と第２の赤外線発光部とが異なる向きに
取り付けられているため、第１の赤外線発光部から発光
された赤外線と第２の赤外線発光部から発光された赤外
線とが干渉することがなく、第１の赤外線発光部又は第
２の赤外線発光部から発光された赤外線が第２の赤外線
受光部又は第１の赤外線受光部に影響することを防止し
て油種判定時の誤検出を防止できる。

【０１０２】また、請求項５記載の発明によれば、少な
くとも一対の赤外線受光部から出力された２つの波長の
吸光度の軌跡に基づいて吸引した油蒸気の油種を判定す
るため、油種判定の正常判定率の向上を図ることができ
ると共に、油種検出時間の短縮化を図ることができる。
また、請求項６記載の発明によれば、油蒸気の吸引流量
が設定値以下のとき、吸引流量を設定値に変更して再度
油蒸気を吸引するため、油蒸気の吸引不足による誤検出
を防止できる。

【０１０３】また、請求項７記載の発明によれば、赤外
線発光部及び赤外線受光部がフッ素系樹脂により形成さ
れた光ファイバに接続されているので、可燃性の油液が
流れる流路にも安全に配設できると共に、フッ素系樹脂
により油種検知の波長を効率よく転送することができる
と共に、油種判定精度を高めることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明になる給油装置の一実施例の概略構成図
である。

【図２】油種検出ユニットの内部構成を示す縦断面図で
ある。

【図３】吸光度と波長との関係を示すグラフである。

【図４】制御装置が実行する油種判定及び給油処理のフ
ローチャートである。

【図５】変形例１の給油装置の構成図である。

【図６】赤外吸光式ガスセンサ３７，３８の構成を示す
ブロック図である。

【図７】ガソリンと軽油との成分の違いを示すグラフで
ある。

【図８】ガソリンと軽油の蒸気濃度を変えた場合の吸光
度の測定結果を示すグラフである。

【図９】赤外線吸光方式のガスセンサ３７，３８により
ガソリン、軽油の油蒸気を検出した場合の信号波形を示
すグラフである。

【図１０】ガソリンと軽油の吸光度をｘｙグラフで示し
た実験結果である。

【図１１】変形例２の制御装置２０が実行する制御処理
のフローチャートである。

【図１２】変形例２の赤外吸光式ガスセンサの構成例を
示すブロック図である。

【符号の説明】

１給油管路２給油ポンプ４給油用流量計７給油ホース８給油ノズル１１ノズルスイッチ１４油蒸気吸引チューブ１５油蒸気吸引パイプ１６吸気・排気ポンプ１７油種検出ユニット１８油蒸気吸引管路１９油蒸気用流量計２０制御装置２１メモリ２２，２３発光部２４，２５受光部２６油蒸気通路２８ホルダ２９，３０赤外線発光素子３１窓３２，３３赤外線受光素子３７，３８赤外吸光式ガスセンサ４０感温素子４７，４８フィルタ（ＢＰＦ）４９，５０受光素子４３光源４５，４６集光レンズ４９，５０受光素子５５判断回路５７光ファイバケーブル

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】給油ノズルを被給油タンクの給油口に挿
入して該被給油タンク内の油蒸気を吸引する油蒸気吸引
系路と、該油蒸気吸引系路により吸引された油蒸気の油
種を判定する油種判定手段と、該油種判定手段により油
種一致と判定されたとき給油を許可する給油許可手段と
を有する給油装置において、前記油種判定手段は、油蒸気の油種によって異なる赤外
線吸光度を測定して油種を判定することを特徴とする給
油装置。
【請求項２】前記請求項１記載の給油装置において、前記油種判定手段は、前記油蒸気吸引系路に波長の異な
る複数の赤外線発光部を設け、前記複数の赤外線発光部
に対向する位置に前記複数の赤外線発光部から発光され
た赤外線を個々に受光する複数の赤外線受光部を設けて
なることを特徴とする給油装置。
【請求項３】前記請求項２記載の給油装置において、前記複数の赤外線発光部は、前記油蒸気吸引系路を通過
する油蒸気中の飽和炭化水素に吸収される波長の赤外線
を発光する第１の赤外線発光部と、前記油蒸気吸引系路
を通過する油蒸気中の芳香族に吸収される波長の赤外線
を発光する第２の赤外線発光部とを有することを特徴と
する給油装置。
【請求項４】前記請求項３記載の給油装置において、前記複数の赤外線発光部は、前記油蒸気吸引系路の外周
に対し前記第１の赤外線発光部と前記第２の赤外線発光
部とを異なる向きに取り付けたことを特徴とする給油装
置。
【請求項５】前記請求項２記載の給油装置において、前記油種判定手段は、少なくとも前記一対の赤外線受光
部から出力された２つの波長の吸光度の軌跡に基づいて
吸引した油蒸気の油種を判定することを特徴とする給油
装置。
【請求項６】前記請求項１記載の給油装置において、前記油種判定手段は、吸引した油蒸気の吸引流量が設定
値以下のとき、前記吸引流量を設定値に変更して再度油
蒸気を吸引することを特徴とする給油装置。
【請求項７】前記請求項２乃至５記載の給油装置にお
いて、前記赤外線発光部及び赤外線受光部は、フッ素系樹脂に
より形成された光ファイバに接続されたことを特徴とす
る給油装置。