JPWO2012017524A1 - 燃料性状検出装置 - Google Patents

Abstract

この燃料性状検出装置は、燃料の光学的特性と、電気的特性とを検出する。そして、光学的特性に応じて燃料を構成する成分のうち少なくとも１の成分の濃度を検出し、電気的特性と光学的特性との両者に応じて、燃料に含まれる金属不純物量を検出する。ここで、光学的特性は、例えば、燃料に光を照射した場合の光屈折率又は光透過率であり、電気的特性は、例えば、燃料を挟む一対の電極に電圧を印加した場合の導電率又は静電容量又は交流インピーダンスである。

Description

この発明は燃料性状検出装置に関する。

近年、アルコールやバイオ燃料や合成燃料、これらの燃料と炭化水素燃料との混合燃料を機関燃料として利用できる車載用内燃機関の研究・開発が進められている。ところで、このような混合燃料の性状は、主に、ベースの炭化水素燃料の種類、混合される合成燃料やバイオ燃料の種類、その混合の割合や、酸化劣化に伴う品質の変化等によって異なる。従って、これら燃料性状に影響する要因を正しく計り分けることが望ましい。

例えば、特許文献１は、バイオ燃料と炭化水素燃料との混合燃料の燃料性状を検出する燃料性状検出装置を開示ずる。この燃料性状検出装置は、混合燃料の光透過率、比誘電率、及び光屈折率を検出する手段を有している。燃料性状検出装置は、検出された混合燃料中の光透過率に応じて混合燃料中のバイオ燃料であるＲＭＥ（Rape Seed Methyl Ester）濃度を算出し、比誘電率の検出値とＲＭＥ濃度の算出値とに応じて混合燃料の酸化劣化度を算出し、更に光屈折率の検出値と、算出されたＲＭＥ濃度と酸化劣化度とに応じて、軽油の種類（軽油密度）を算出する。

日本特開２００９−２８１７３３号公報 日本特開２００９−２６５０７９号公報

混合燃料中には、その生産工程等において、ＦｅやＡｇ等の金属不純物が混入する場合がある。金属不純物が混入した場合、その混入量に応じて燃料噴射量、点火時期等の補正を行なう必要がある。従って、混合燃料については、各成分濃度や酸化劣化度だけでなく、金属不純物量を検出することが望まれる。この点、上記特許文献１に係る発明は、金属不純物量の検出に関するものではない。

この発明は上記課題を解決することを目的とし、混合燃料中の金属不純物の混入量を検出することができるよう改良した燃料性状検出装置を提供するものである。

第１の発明は、上記の目的を達成するため、燃料性状検出装置であって、
燃料の光学的特性を検出する光学的特性検出手段と、
燃料の電気的特性を検出する電気的特性検出手段と、
前記光学的特性に応じて、前記燃料を構成する成分のうち少なくとも１の成分の濃度を検出する成分濃度検出手段と、
前記電気的特性と前記光学的特性とに応じて、前記燃料に含まれる金属不純物量を検出する金属不純物検出手段と、
を備える。

第２の発明は、第１の発明において、
前記光学的特性検出手段は、
第１の波長域の光に対する前記燃料の光透過率である第１透過率を検出する第１透過率検出手段と、
前記第１の波長域とは異なる第２の波長域の光に対する前記燃料の光透過率である第２透過率を検出する第２透過率検出手段と、を備え、
前記成分濃度検出手段は、
前記第１透過率に応じて、前記少なくとも１の成分の濃度を検出すると共に、
前記第２透過率に応じて、前記燃料中に含まれる水分の濃度を検出する。

第３の発明は、第２の発明において、前記金属不純物検出手段は、前記第１透過率及び/又は第２透過率と、前記電気的特性とに応じて、金属不純物量を検出する。

第４の発明は、第１の発明において、前記光学的特性は、前記燃料に光を照射した場合の光屈折率又は光透過率である。

第５の発明は、第１から第４のいずれか１の発明において、前記電気的特性は、燃料を挟むように配置された一対の電極間に、電圧を印加した場合の導電率又は静電容量又は交流インピーダンスである。

第１の発明によれば、光学的特性に応じて、燃料中のいずれかの成分の濃度を検出すると共に、電気的特性と光学的特性とに応じて、燃料に含まれる金属不純物量を検出することができる。これにより金属不純物量の検出において、電気的特性に影響を与えうる成分の濃度を加味することができ、金属不純物量をより正確に検出することができる。

ここで、燃料中の特定の成分と水分とは、それぞれ異なる波長域において、光透過率を大きく変化させる。従って、第２の発明によれば、特定の成分が光透過率に大きく影響を与える第１の波長域の光に対する燃料の光透過率を検出することで、燃料成分濃度を検出し、一方、水分が光透過率に大きく影響を与える第２の波長域の光に対する燃料の光透過率を検出する。これにより、燃料中のある特定の成分の濃度と共に、水分濃度を検出することができ、より詳細に燃料性状を把握することができる。

第３の発明によれば、金属不純物量は、電気的特性と、光学的特性のうち第１透過率及び/又は第２透過率とに応じて検出される。ここで、第１透過率はいずれかの燃料成分の濃度に応じて変化する値であり、第２透過率は燃料中の水分濃度に応じて変化する値である。従って、金属不純物量の検出において、電気的特性に影響を与えうる燃料成分の濃度あるいは水分濃度の影響を加味することができ、より正確に金属不純物量を検出することができる。

この発明の実施の形態１における燃料性状検出装置及びその周辺機器を含むシステム全体構成を説明するための模式図である。 この発明の実施の形態１における光屈折率と燃料密度との関係を説明するための図である。 この発明の実施の形態１における導電率と金属イオン濃度との関係について説明するための図である。 この発明の実施の形態１においてシステムが実行する制御のルーチンについて説明するためのフローチャートである。 この発明の実施の形態１の他の例における、光透過率とエタノール濃度との関係を説明するための図である。 光の波長と、その光に対する透過率との関係を説明するための図である。 この発明の実施の形態２における光透過率と導電率と、金属不純物量との関係を説明するための図である。 この発明の実施の形態２においてシステムが実行する制御のルーチンについて説明するためのフローチャートである。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。なお、各図において、同一または相当する部分には同一符号を付してその説明を簡略化ないし省略する。

実施の形態１．
図１は、この発明の実施の形態１のシステム構成を説明するための図である。図１に示されるように、実施の形態１のシステムは、車両に搭載される内燃機関２を有している。内燃機関２には、機関燃料としてガソリン又は軽油、又はＧＴＬ（Gas to Liquid）燃料等の合成燃料、又はこれらの燃料のいずれかが混合された混合燃料が用いられる。

内燃機関２の各気筒に燃料を噴射するための燃料噴射弁（図示せず）には、燃料供給経路４を介して燃料タンク６が接続されている。燃料タンク６には混合燃料が給油され貯留される。

燃料供給経路４には、電気的特性検出器８及び光学的特性検出器１０が取り付けられている。電気的特性検出器８は、燃料供給経路４に流通する燃料の導電率に応じた出力信号を発するセンサである。一方、光学的特性検出器１０は、混合燃料の光屈折率に応じた出力信号を発するセンサである。

電気的特性検出器８は、燃料供給経路４の燃料中に晒されるように空間を開けて配置された一対の電極を有している。電気的特性検出器８は、電極間に所定の電圧が印加されると、電極間の混合燃料に応じて生じる電流値を出力する。

一方、光学的特性検出器１０は、所定の波長に光を発する発光素子と、反射した光を受光する受光素子とを備えている。更に、光学的特性検出器１０は、燃料供給経路４内の燃料が流通するよう少なくとも一部において開放された空間と、この空間を挟んで配置された反射板を有している。反射板は、発光素子から発せられて、この空間内の燃料を通過した光を受光素子側に向けて反射する。光学的特性検出器１０において、発光素子から発する光は所定の角度で導かれ、空間内の混合燃料に照射される。混合燃料に照射されて反射板で反射された光は受光素子により受光される。受光素子は、反射光を受光した光の重心位置をセンサ信号として出力する。

実施の形態１に係る内燃機関２の制御系には、ＥＣＵ（Electronic Control Unit）１２が備えられる。ＥＣＵ１２は、内燃機関２のシステム全体を総合制御する制御装置である。ＥＣＵ１２の出力側には、各種アクチュエータが接続され、ＥＣＵ１２の入力側には、電気的特性検出器８及び光学的特性検出器１０が接続され、これらの出力を入力信号として混合燃料の導電率及び光屈折率を検出する。また、ＥＣＵ１２は、その他各種センサからの信号を受けて、内燃機関２の運転に必要な種々の情報を検出すると共に、所定の制御プログラムに従って各アクチュエータを操作する。なお、ＥＣＵ１２に接続されるアクチュエータやセンサは多数存在するが、本明細書においてはその説明は省略する。

ところで、光学的特性検出器１０の発光素子から発した光は、混合燃料の燃料密度に応じて異なる角度で屈折するため、受光素子の異なる位置で入射する。即ち、混合燃料の光屈折率が最も小さくなる側を基準位置とした場合に、その基準位置からの距離は、光屈折率と相関を有する。従って、受光素子によって反射光の重心の受光位置を検知することで、ＥＣＵ１２は混合燃料の光屈折率を検出することができる。

図２は、この発明の実施の形態１における混合燃料の燃料密度と光屈折率との関係を説明するための図である。図２に示されるように、混合燃料の燃料密度が大きい場合ほど光屈折率が大きく、混合燃料の燃料密度が小さい場合ほど、光屈折率が小さくなっている。このように、混合燃料の燃料密度と光屈折率とは一定の相関を有している。従って、図２に示されるような関係を予め測定し、その関係をＥＣＵ１２にマップあるいは相関関数として記憶しておく。燃料密度は、光屈折率を検出値に応じて、このマップあるいは相関関数に基づいて算出される。

ここで検出された燃料密度により、例えばガソリンをベースとする燃料であれば、ベースとなるガソリンの密度に応じて、混入する軽油の混入割合等が検出され、また、例えば軽油とＧＴＬ等の合成燃料との混合燃料であれば、ベースとなる軽油の密度に応じて混合割合を検出されるなど、燃料成分の濃度が検出される。

一方、電気的特性検出器８は、ＥＣＵ１２からの制御信号により電極間に所定の電圧が印加されると、それに応じて電流値を出力する。ＥＣＵ１２は、この電流値に応じて電極間の混合燃料の導電率を検出することができる。

図３は、この発明の実施の形態１における混合燃料中の金属イオン濃度と導電率との関係について説明するための図である。図３に示されるように、金属イオン濃度は、混合燃料中の金属イオン濃度が高くなるほど導電率が大きくなり、金属イオン濃度が小さくなるほど導電率が小さくなる相関関係を有する。金属イオン濃度は、金属不純物量に応じて変化する値である。

また、導電率は、混合燃料の燃料成分の濃度によっても変化する。従って、光屈折率が一定であれば、金属不純物量が大きくなるほど導電率も高くなる。しかし、光屈折率が一定ではない場合、つまり燃料成分濃度にばらつきがある場合、同じ導電率であっても金属不純物量は異なるものとなる。

ここで、光屈折率と導電率と、金属不純物量とは、一定の相関を有している。この実施の形態１のシステムでは、このような光屈折率と導電率と金属不純物量との関係を、予め実験等により測定し、その関係を３次元マップや相関関数としてＥＣＵ１２に記憶しておく。実際の制御における燃料性状検出時には、そのマップ等に従って、光屈折率及び導電率に応じて金属不純物量が検出される。

図４は、この発明の実施の形態１において制御装置としてのＥＣＵ１２が実行する制御のルーチンについて説明するためのフローチャートである。図４に示されるルーチンにおいては、まず、内燃機関２が始動後運転中の状態であるか否かが判別される（Ｓ１０２）。内燃機関２が運転中であることが認められない場合、今回の処理はこのまま終了する。

一方、ステップＳ１０２において内燃機関２が運転中であることが認められると、次に、電気的特性検出器８及び光学的特性検出器１０が故障していないか否かが判別される（Ｓ１０４）。電気的特性検出器８又は光学的特性検出器１０に故障が認められる場合、今回の処理は終了する。

一方、ステップＳ１０４において、電気的特性検出器８及び光学的特性検出器１０が正常であることが認められると、次に、光屈折率が検出される（Ｓ１０６）。ここでは、光学的特性検出器１０がＯＮとされ、光学的特性検出器１０の発光素子から光が発せられ、受光素子により反射光の検出位置が検出され、検出位置を示す出力信号がＥＣＵ１２に入力される。これに応じて、ＥＣＵ１２において光屈折率が検出される。

次に、導電率が検出される（Ｓ１０８）。ここでは、電気的特性検出器８がＯＮとされ一対の電極間に所定の電圧が印加される。その結果、一対の電極を含む回路に流れる電流値がＥＣＵ１２に出力される。ＥＣＵ１２はその出力に応じて導電率を検出する。

次に、燃料密度が演算される（Ｓ１１０）。具体的には、ＥＣＵ１２に記憶された光屈折率と燃料密度との関係に従って、ステップＳ１０４において検出された光屈折率に応じた燃料密度が演算される。次に、検出された燃料密度に応じて、燃料成分濃度が算出される（Ｓ１１２）。

次に、金属不純物量が演算される（Ｓ１１４）。金属不純物量は、ＥＣＵ１２に記憶された光屈折率と導電率と金属不純物量との関係を定めるマップ等に従って、ステップＳ１０４で検出された光屈折率と、ステップＳ１０６で検出された導電率とに応じて演算される。その後今回の処理が終了する。

以上説明したように、この実施の形態１によれば、光学的特性である屈折率に応じて燃料密度を求め、燃料成分濃度を検出すると共に、光屈折率と、電気的特性である導電率とに応じて金属不純物量を検出することができる。これにより内燃機関２の運転において必要な燃料性状をより正確に検出することができる。

なお、実施の形態１においては、機関燃料が炭化水素燃料である場合の例えばガソリン中の軽油混入濃度や、軽油と合成燃料との割合等を成分濃度として検出する場合について説明した。しかし、この発明においてはこれに限るものではない。光屈折率は、一般には炭化水素燃料の密度に応じて変化する。従って、例えばガソリンとアルコール燃料やバイオ燃料との混合燃料において、ベースとなるガソリンの密度と、混合されるアルコール燃料等の種類とが判明していれば、光屈折率に基づいて算出された燃料密度に応じて、混合燃料を構成する燃料成分の濃度を検出することができる。

また、実施の形態１においては、光学的特性検出器１０として、発光素子、受光素子、反射板等を有し、反射光の重心位置を検出することで光屈折率を検出する構成を有するセンサについて説明した。しかし、光屈折率を検出するためのセンサは、このような構成に限るものではなく、他の手法により光屈折率を検出するものであってもよい。

また、電気的特性検出器８として、一対の電極に電圧を印加し、電流値を出力するものについて説明した。しかし、この発明はこれに限るものではなく、導電率等の電気的特性を出力するものであれば、他の構成を有する検出器を用いるものであってもよい。

また、実施の形態１においては、光学的特性検出器１０及び電気的特性検出器８の両方を燃料供給経路４に設置する場合について説明した。しかしこの発明においてはこれに限るものではなく、例えば燃料タンク６内に設置するものであってもよいし、また、燃料性状の検出が必要な燃料が流通する他の位置に設置するものであってもよい。

更に、実施の形態１においては、燃料成分濃度を検出するため、光学的特性として光屈折率を検出する場合について説明した。しかし、この発明においては、光屈折率を検出する場合に限らず、他の光学的特性を検出して検出された光学的特性に基づいて燃料成分濃度や金属不純物量を求めるものであってもよい。以下に光学的特性として光透過率を検出して、燃料成分濃度を求める場合について説明する。

図５は、光透過率と燃料成分濃度との関係を説明するための図である。図５は、混合燃料としてエタノールとガソリンとの混合燃料を用いる場合の例を示す。ある波長域の光を混合燃料に照射した場合の光透過率は、図５に示されるように、混合燃料中のアルコール濃度に応じて変化する。また、光透過率とアルコール濃度とは相関を有している。従って、機関燃料としてアルコールと炭化水素燃料との混合燃料が用いられるような場合に、光透過率を検出することで、アルコール濃度を検出することができる。

また、実施の形態１においては光屈折率と、導電率とに応じて金属不純物量を検出する場合について説明した。しかしこの発明において金属不純物量の検出法はこれに限るものではない。金属不純物量は、混合燃料の電気的特性（導電率、静電容量、交流インピーダンス等）に影響を与え、混合燃料の電気的特性と金属不純物量とは一定の相関を有する。また、これらの電気的特性は、混合燃料の燃料濃度によっても変化する。従って、混合燃料の、所定の光学的特性（光屈折率、光透過率等）と、所定の電気的特性（導電率、静電容量、交流インピーダンス等）と、金属不純物量との関係を予め測定し、マップ等としてＥＣＵ１２に予め記憶しておけば、その光学的特性と電気的特性とを検出することで金属不純物量を検出することができる。

実施の形態２．
実施の形態２のシステムは図１のシステムと同様の構成を有している。実施の形態２においては、金属不純物量の演算にあたり、混合燃料中の水分濃度を考慮する点において実施の形態１と異なる制御を行なう。なお、ここでは、混合燃料として、ガソリンとエタノールとの混合燃料を用いる場合について説明する。

図６は、光の波長と、その光に対する透過率との関係を説明するための図である。図５において横軸は波長、縦軸は透過率を表している。また、図６中、曲線（ａ）は水、（ｂ）はエタノール、（ｃ）はガソリンを表している。

図６に示されるように、混合燃料中の各成分の光透過率は、照射される光の波長によって大きく変化することがわかっている。例えば、ある波長域Ａ（第１波長域）では、水（ａ）とガソリン（ｃ）との光透過率の変化は小さいが、エタノールの光透過率が大きく変化している。また、ある波長域Ｂ（第２波長域）では、ガソリン（ｃ）とエタノール（ｂ）との光透過率には大きな差がないが、水（ａ）の光透過率は大きく低下している。従って、波長域Ａ、波長域Ｂの光をそれぞれ照射して光透過率を検出することで、それぞれの光透過率の変化に大きな影響を与えるエタノール及び水分の濃度を検出することができる。

この実施の形態２の燃料性状検出装置は、予め測定された波長域Ａの光に対する混合燃料の光透過率（第１透過率）とエタノール濃度との関係及び、波長域Ｂの光に対する混合燃料の光透過率（第２透過率）と水分濃度との関係をそれぞれ、ＥＣＵ１２にマップとして記憶する。実際の制御における燃料性状検出においては、波長域Ａの光に対する混合燃料の光透過率を検出し、これに応じて、混合燃料中のエタノール濃度がマップに基づき検出される。または波長域Ｂの光に対する光透過率を検出し、これに応じて、混合燃料中の水分濃度がマップに基づき検出される。

また、実施の形態２において燃料性状検出装置は、上記のように求められた水分濃度を検出するための光透過率（波長域Ｂの光に対する光透過率）と、導電率とに応じて金属不純物量を検出する。図７は、この発明の実施の形態２における波長域Ｂの光に対する光透過率と、導電率と、金属不純物量との関係を定めたマップである。

電気的特性検出器８により検出される電気的特性は、特に燃料中に含まれる水分や燃料成分のバラツキにより変化する。具体的に、光透過率が一定であれば、導電率が大きいほど金属不純物量は大きくなるが、一方、導電率が一定の場合であっても、光透過率が大きいほど、金属不純物量は小さくなる。即ち、波長域Ｂに対する光透過率と、導電率と、金属不純物量とは、一定の相関を有している。

この実施の形態２において、燃料性状検出装置は、予め測定されたこのような相関関係をＥＣＵ１２に、図７に示されるような３次元マップ又は相関関数として記憶する。金属不純物量の検出時には、このマップ等に従って、光透過率と導電率に応じた値が検出される。

図８は、この発明の実施の形態３においてシステムが実行する制御のルーチンについて説明するためのフローチャートである。図８のルーチンは、ステップＳ１０４の後、Ｓ２１０、Ｓ２１２の処理を有する点、ステップＳ２１４の導電率検出の後、ステップＳ２１６〜Ｓ２２０の処理を有する点を除き、図４のルーチンと同じものである。

具体的に、ステップＳ１０４において各検出器が正常であることが認められた後、次に、波長域Ａの光に対する透過率が検出される（Ｓ２１０）。ここで波長域Ａは上記の通り、エタノールの光透過率に影響のある波長域である。次に、波長域Ｂの光に対する透過率が検出される（Ｓ２１２）。ここで波長域Ｂは水分の光透過率に特に影響のある波長域である。その後、導電率が検出される（Ｓ２１４）。

次に、燃料成分濃度が検出される（Ｓ２１６）。具体的には、ステップＳ２１０において検出された光透過率に応じて、混合燃料中のエタノール濃度が検出される。次に、水分濃度が検出される（Ｓ２１８）。水分濃度は、ステップＳ２１２において検出された波長域Ｂに対する光透過率に応じて混合燃料中の水分濃度が検出される。

次に、金属不純物量が検出される（Ｓ２２０）。金属不純物量は、ステップＳ２１２で検出された波長域Ｂの光に対する光透過率と、ステップＳ２１４において検出された導電率とに応じて、ＥＣＵ１２に記憶されたマップ（図６参照）に従って検出される。その後、今回の処理が終了する。

以上説明したように、実施の形態２においては、水分濃度に影響する波長域Ｂに対する光透過率と、導電率とから金属不純物量が検出される。従って、アルコール等の水分が混合しやすい燃料を含む混合燃料が機関燃料として用いられる場合にも、より正確にその水分濃度を含む成分濃度を検出すると共に、その成分の濃度の影響を踏まえて金属不純物量を検出することができる。これにより、更に正確に混合燃料の燃料性状を検出することができる。

なお、実施の形態２においては、水分濃度を検出するための波長域Ｂの光に対する光透過率と、導電率とから金属不純物量を検出する場合について説明した。しかし、水分濃度だけでなく、例えば、アルコール等の燃料成分濃度は、電気的特性に影響を与え得るものである。従って、金属不純物量の検出においては、水分濃度だけでなく、燃料成分濃度を考慮するものであってよい。具体的には、例えば、実施の形態２において、波長域Ａ、波長域Ｂのそれぞれの光に対する光透過率と、導電率とに応じて金属不純物量を検出するものであってもよいし、燃料成分濃度のみを考慮することとし、波長域Ａの光に対する光透過率と導電率とに応じて金属不純物量を検出するものであってもよい。このような場合にも、それぞれの光透過率と、導電率と、金属不純物量との関係を予め３次元マップや相関関数として定めておいて、それぞれ検出値に応じて金属不純物を検出することができる。

また、実施の形態２においては、エタノールとガソリンとを燃料成分とする混合燃料を用いる場合について説明した。しかし、この発明はこれに限るものではなく、他のアルコールやバイオ燃料と、炭化水素燃料との混合燃料や、合成燃料と軽油又はガソリンとの混合燃料を用いる場合にも適用することができる。このような場合にも、濃度を特定する燃料成分の光透過率が、他の燃料成分の大きく異なる波長域の光を照射して光透過率を検出することで、その燃料成分の濃度を求めることができる。また、このように特定の燃料成分が影響を影響する波長域の光に対する透過率と、導電率とで金属不純物量を検出することができる。

また、実施の形態２においは、光透過率と導電率とにより金属不純物量を検出する場合について説明した。しかし、この発明はこれに限るものではなく、例えば、上記の実施の形態１のように光屈折率に応じてバイオ燃料やアルコール燃料の濃度を算出する場合に、光屈折率と、導電率と、金属不純物量との関係を予め測定しておいて、光屈折率を含めて金属不純物量を算出することもできる。

なお、以上の実施の形態において各要素の個数、数量、量、範囲等の数に言及した場合、特に明示した場合や原理的に明らかにその数に特定される場合を除いて、その言及した数に、この発明が限定されるものではない。また、この実施の形態において説明する構造やステップ等は、特に明示した場合や明らかに原理的にそれに特定される場合を除いて、この発明に必ずしも必須のものではない。

２ 内燃機関
４ 燃料供給経路
６ 燃料タンク
８ 電気的特性検出器
１０ 光学的特性検出器

例えば、特許文献１は、バイオ燃料と炭化水素燃料との混合燃料の燃料性状を検出する燃料性状検出装置を開示する。この燃料性状検出装置は、混合燃料の光透過率、比誘電率、及び光屈折率を検出する手段を有している。燃料性状検出装置は、検出された混合燃料中の光透過率に応じて混合燃料中のバイオ燃料であるＲＭＥ（Rape Seed Methyl Ester）濃度を算出し、比誘電率の検出値とＲＭＥ濃度の算出値とに応じて混合燃料の酸化劣化度を算出し、更に光屈折率の検出値と、算出されたＲＭＥ濃度と酸化劣化度とに応じて、軽油の種類（軽油密度）を算出する。

一方、光学的特性検出器１０は、所定の波長の光を発する発光素子と、反射した光を受光する受光素子とを備えている。更に、光学的特性検出器１０は、燃料供給経路４内の燃料が流通するよう少なくとも一部において開放された空間と、この空間を挟んで配置された反射板を有している。反射板は、発光素子から発せられて、この空間内の燃料を通過した光を受光素子側に向けて反射する。光学的特性検出器１０において、発光素子から発する光は所定の角度で導かれ、空間内の混合燃料に照射される。混合燃料に照射されて反射板で反射された光は受光素子により受光される。受光素子は、反射光を受光した光の重心位置をセンサ信号として出力する。

図２は、この発明の実施の形態１における混合燃料の燃料密度と光屈折率との関係を説明するための図である。図２に示されるように、混合燃料の燃料密度が大きい場合ほど光屈折率が大きく、混合燃料の燃料密度が小さい場合ほど、光屈折率が小さくなっている。このように、混合燃料の燃料密度と光屈折率とは一定の相関を有している。従って、図２に示されるような関係を予め測定し、その関係をＥＣＵ１２にマップあるいは相関関数として記憶しておく。燃料密度は、光屈折率の検出値に応じて、このマップあるいは相関関数に基づいて算出される。

図６は、光の波長と、その光に対する透過率との関係を説明するための図である。図６において横軸は波長、縦軸は透過率を表している。また、図６中、曲線（ａ）は水、（ｂ）はエタノール、（ｃ）はガソリンを表している。

図８は、この発明の実施の形態２においてシステムが実行する制御のルーチンについて説明するためのフローチャートである。図８のルーチンは、ステップＳ１０４の後、Ｓ２１０、Ｓ２１２の処理を有する点、ステップＳ２１４の導電率検出の後、ステップＳ２１６〜Ｓ２２０の処理を有する点を除き、図４のルーチンと同じものである。

Claims (5)

1. 燃料の光学的特性を検出する光学的特性検出手段と、
   燃料の電気的特性を検出する電気的特性検出手段と、
   前記光学的特性に応じて、前記燃料を構成する成分のうち少なくとも１の成分の濃度を検出する成分濃度検出手段と、
   前記電気的特性と前記光学的特性とに応じて、前記燃料に含まれる金属不純物量を検出する金属不純物検出手段と、
   を備えることを特徴とする燃料性状検出装置。
2. 前記光学的特性検出手段は、
   第１の波長域の光に対する前記燃料の光透過率である第１透過率を検出する第１透過率検出手段と、
   前記第１の波長域とは異なる第２の波長域の光に対する前記燃料の光透過率である第２透過率を検出する第２透過率検出手段と、を備え、
   前記成分濃度検出手段は、
   前記第１透過率に応じて、前記少なくとも１の成分の濃度を検出すると共に、
   前記第２透過率に応じて、前記燃料中に含まれる水分の濃度を検出することを特徴とする請求項１に記載の燃料性状検出装置。
3. 前記金属不純物検出手段は、前記第１透過率及び/又は第２透過率と、前記電気的特性とに応じて、金属不純物量を検出することを特徴とする請求項２に記載の燃料性状検出装置。
4. 前記光学的特性は、前記燃料に光を照射した場合の光屈折率又は光透過率であることを特徴とする請求項１に記載の燃料性状検出装置。
5. 前記電気的特性は、燃料を挟むように配置された一対の電極間に、電圧を印加した場合の導電率又は静電容量又は交流インピーダンスであることを特徴とする請求項１から４のうちいずれか１項記載の燃料性状検出装置。

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