(57)【要約】【課題】燃料の種類を確実に判別可能な燃料判別装置を提供する。【解決手段】燃料タンク２の下部内側２ｂの適宜な二箇所に各電極２２ａ，２２ｂが取り付けられている。制御回路２３は、燃料タンク２への収容が考えられる種々の燃料が燃料タンク２に収容された場合の各電極２２ａ，２２ｂ間の電気抵抗を予め計測して当該計測結果を記憶しておく。そして、制御回路２３は、判別対象の燃料Ｆを燃料タンク２に収容したときの各電極２２ａ，２２ｂ間の電気抵抗を実測し、その実測値を前記計測結果と照合することにより、燃料Ｆの種類を判別し、その判別結果をエンジン制御用ＥＣＵ８に出力する。【選択図】  図２
2005201068.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体燃料を収容した燃料タンクと、
その燃料タンク内に取り付けられ、液体燃料の化学量または物理量を検出する検出手段と、
その検出手段の検出結果に基づいて、燃料タンク内に収容された液体燃料の種類を判別する判別手段と
を備えたことを特徴とする燃料判別装置。
【請求項２】
請求項１に記載の燃料判別装置において、
前記検出手段は、燃料タンク内に収容された液体燃料の光スペクトルを実測し、
前記判別手段は、燃料タンクへの収容が考えられる液体燃料の光スペクトルを予め計測して当該計測結果を記憶しておき、前記検出手段の実測値を前記計測結果と照合することにより、液体燃料の種類を判別することを特徴とする燃料判別装置。
【請求項３】
請求項１に記載の燃料判別装置において、
前記検出手段は、燃料タンク内に収容された液体燃料の電気抵抗を実測し、
前記判別手段は、燃料タンクへの収容が考えられる液体燃料の電気抵抗を予め計測して当該計測結果を記憶しておき、前記検出手段が実測値を前記計測結果と照合することにより、液体燃料の種類を判別することを特徴とする燃料判別装置。
【請求項４】
請求項１に記載の燃料判別装置において、
前記検出手段は、燃料タンク内に収容された液体燃料の匂いを実測し、
前記判別手段は、燃料タンクへの収容が考えられる液体燃料の匂いを予め計測して当該計測結果を記憶しておき、前記検出手段の実測値を前記計測結果と照合することにより、液体燃料の種類を判別することを特徴とする燃料判別装置。
【請求項５】
請求項１に記載の燃料判別装置において、
前記検出手段は、燃料タンク内に収容された液体燃料の飽和蒸気圧を実測し、
前記判別手段は、燃料タンクへの収容が考えられる液体燃料の飽和蒸気圧を予め計測して当該計測結果を記憶しておき、前記検出手段の実測値を前記計測結果と照合することにより、液体燃料の種類を判別することを特徴とする燃料判別装置。
【請求項６】
請求項１に記載の燃料判別装置において、
前記検出手段は、燃料タンク内に収容された液体燃料の音吸収スペクトルを実測し、
前記判別手段は、燃料タンクへの収容が考えられる液体燃料の音吸収スペクトルを予め計測して当該計測結果を記憶しておき、前記検出手段の実測値を前記計測結果と照合することにより、液体燃料の種類を判別することを特徴とする燃料判別装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃料判別装置に係り、詳しくは、燃料タンク内に収容された燃料の種類を判別する装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来のエンジン（内燃機関）は、使用する燃料の種類に応じて構造や燃焼方式が異なっている。例えば、ガソリンエンジンでは、燃料としてガソリンを用い、空気とガソリンとを最適な量だけ混ぜ合わせた混合気をエンジンのシリンダー内に送り込み、その混合気をシリンダー内で圧縮した後に、点火プラグを用いて点火して爆発させている。また、ディーゼルエンジンでは、燃料として軽油を用い、まず、空気のみをエンジンのシリンダー内に送り込み、その空気をシリンダー内で圧縮した後に、シリンダー内に軽油を燃料噴射し、自己着火により爆発させている。尚、ガソリンエンジンにおいても、ディーゼルエンジンと同様に自己着火させることで燃費改善を行う技術が研究されている。
【０００３】
また、近年、灯油や植物油を燃料とするディーゼルエンジンが提案されている（例えば、特許文献１参照）。特に、バイオ技術によって量産可能な植物油を燃料とするディーゼルエンジンは、バイオ・ディーゼルエンジンと呼ばれ、排気ガスが低減可能であることや将来の石油枯渇を見越して、その普及が期待されている。
【特許文献１】特開平９−１５８７３１号公報（第２〜４頁、図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
１種類の燃料だけでなく複数種類の燃料を使用可能なエンジンでは、部品の共通化によりエンジンの製造コストを低減すると共に、ユーザーの燃料選択が自由になるため燃料コストを低減することができる。
【０００５】
ところで、複数種類の燃料を使用可能なエンジンでは、燃料の種類に応じて最適な燃焼状態が得られるように、エンジンの動作条件（例えば、燃料噴射量、圧縮比、バルブタイミングなど）を制御しなければならない。そこで、エンジンに供給する燃料の種類を判別するための燃料判別装置が要求されている。
【０００６】
本発明は上記要求を満足させるためになされたものであって、その目的は、燃料の種類を確実に判別可能な燃料判別装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
（請求項１）
請求項１に記載の発明は、液体燃料を収容した燃料タンクと、その燃料タンク内に取り付けられ、液体燃料の化学量または物理量を検出する検出手段と、その検出手段の検出結果に基づいて、燃料タンク内に収容された液体燃料の種類を判別する判別手段とを備えた燃料判別装置を技術的特徴とする。
【０００８】
（請求項２：第１実施形態に該当）
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の燃料判別装置において、前記検出手段は、燃料タンク内に収容された液体燃料の光スペクトルを実測し、前記判別手段は、燃料タンクへの収容が考えられる液体燃料の光スペクトルを予め計測して当該計測結果を記憶しておき、前記検出手段の実測値を前記計測結果と照合することにより、液体燃料の種類を判別することを技術的特徴とする。
【０００９】
（請求項３：第２実施形態に該当）
請求項３に記載の発明は、請求項１に記載の燃料判別装置において、前記検出手段は、燃料タンク内に収容された液体燃料の電気抵抗を実測し、前記判別手段は、燃料タンクへの収容が考えられる液体燃料の電気抵抗を予め計測して当該計測結果を記憶しておき、前記検出手段が実測値を前記計測結果と照合することにより、液体燃料の種類を判別することを技術的特徴とする。
【００１０】
（請求項４：第３実施形態に該当）
請求項４に記載の発明は、請求項１に記載の燃料判別装置において、前記検出手段は、燃料タンク内に収容された液体燃料の匂いを実測し、前記判別手段は、燃料タンクへの収容が考えられる液体燃料の匂いを予め計測して当該計測結果を記憶しておき、前記検出手段の実測値を前記計測結果と照合することにより、液体燃料の種類を判別することを技術的特徴とする。
【００１１】
（請求項５：第４実施形態に該当）
請求項５に記載の発明は、請求項１に記載の燃料判別装置において、前記検出手段は、燃料タンク内に収容された液体燃料の飽和蒸気圧を実測し、前記判別手段は、燃料タンクへの収容が考えられる液体燃料の飽和蒸気圧を予め計測して当該計測結果を記憶しておき、前記検出手段の実測値を前記計測結果と照合することにより、液体燃料の種類を判別することを技術的特徴とする。
【００１２】
（請求項６：第５実施形態に該当）
請求項６に記載の発明は、請求項１に記載の燃料判別装置において、前記検出手段は、燃料タンク内に収容された液体燃料の音吸収スペクトルを実測し、前記判別手段は、燃料タンクへの収容が考えられる液体燃料の音吸収スペクトルを予め計測して当該計測結果を記憶しておき、前記検出手段の実測値を前記計測結果と照合することにより、液体燃料の種類を判別することを技術的特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
請求項１に記載の発明によれば、検出手段によって液体燃料の化学量または物理量を検出し、判別手段において検出手段の検出結果に基づいて燃料タンク内に収容された液体燃料の種類を判別することができる。
【００１４】
そして、請求項２に記載の発明では、液体燃料の物理量として光スペクトルを検出することにより、液体燃料の種類を判別しているわけである。また、請求項３に記載の発明では、液体燃料の物理量として電気抵抗を検出することにより、液体燃料の種類を判別しているわけである。また、請求項４に記載の発明では、液体燃料の化学量として匂いを検出することにより、液体燃料の種類を判別しているわけである。また、請求項５に記載の発明では、液体燃料の物理量として飽和蒸気圧を検出することにより、液体燃料の種類を判別しているわけである。また、請求項６に記載の発明では、液体燃料の物理量として音吸収スペクトルを検出することにより、液体燃料の種類を判別しているわけである。
【００１５】
（用語の説明）
尚、上述した［課題を解決するための手段］に記載した構成要素と、後述する［発明を実施するための最良の形態］に記載した構成部材との対応関係は以下のようになっている。
【００１６】
「検出手段」は、光センサ４、各電極２２ａ，２２ｂ、匂いセンサ３２、蒸気圧センサ４２、音センサ５２に該当する。また、「判別手段」は、制御回路６，２３，３３，４３，５３に該当する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明を具体化した各実施形態について図面を参照しながら説明する。尚、各実施形態において、第１実施形態と同一構成部材については符号を等しくして説明を省略してある。
【００１８】
（第１実施形態）
図１は、第１実施形態の燃料判別装置１の概略構成を示す説明図である。燃料判別装置１は、燃料タンク２、光センサ４、制御回路６などから構成されている。燃料タンク２の上部（蓋部分）内側には、燃料タンク２内に収容された燃料（液体燃料）Ｆに向けて、光センサ４が取り付けられている。
【００１９】
光センサ４は、発光素子４ａと受光素子４ｂとを備えている。尚、発光素子４ａは、例えば、発光ダイオード、ランプ、半導体発光素子（レーザダイオードなど）、電界発光（ＥＬ：Electro Luminescence）素子などから構成されている。また、受光素子４ｂは、例えば、フォトダイオード、フォトトランジスタ、ＣｄＳ（硫化カドミウム）素子などから構成されている。
【００２０】
制御回路６は、駆動信号を生成して発光素子４ａに出力する。すると、発光素子４ａは駆動信号に基づいて発光し、その投射光は燃料Ｆの液面に向けて投射される。その発光素子４ａの投射光は、燃料Ｆの液面で反射する。その反射光は受光素子４ｂによって検出され、受光素子４ｂの検出信号は制御回路６に出力される。
【００２１】
従って、制御回路６は、発光素子４ａを駆動制御することにより燃料Ｆの種類に応じて波長および強度を適宜変化させた光を投射させ、燃料Ｆの液面で反射した反射光を受光した受光素子４ｂの検出信号に基づいて、反射光の波長および強度を検出することにより、燃料Ｆの種類（例えば、ガソリン、軽油、灯油、植物油など）を判別する。そして、制御回路６は、燃料Ｆの種類の判別結果をエンジン制御用電子制御装置（ＥＣＵ）８に出力する。
【００２２】
エンジン制御用ＥＣＵ８は、燃料Ｆの種類に応じて最適な燃焼状態が得られるように、燃料タンク２から燃料Ｆが供給されるエンジン１０の動作条件（例えば、燃料噴射量、圧縮比、バルブタイミングなど）を制御する。
【００２３】
すなわち、発光素子４ａの投射光は燃料Ｆの液面で吸収されて減衰するため、燃料Ｆの液面で反射される反射光の光吸収スペクトルは、燃料Ｆの種類によって異なる。
【００２４】
そこで、制御回路６は、燃料タンク２への収容が考えられる（エンジン１０の燃料Ｆとしての使用が考えられる）種々の燃料の光スペクトルを予め計測して当該計測結果を記憶しておき、受光素子４ｂの検出信号に基づいて検出された光スペクトルを前記計測結果と照合することにより、燃料Ｆの種類を判別する。ちなみに、このような光スペクトルによる判別方法を用いれば、燃料Ｓの粘性を計測することもできる。
【００２５】
ところで、エンジン１０の動作条件を左右する燃料Ｆの化学量または物理量として、光スペクトル、粘性、電気抵抗、匂い、飽和蒸気圧、音吸収スペクトル、オクタン価、セタン価、着火温度などがある。そして、第１実施形態では、燃料Ｆの物理量として光スペクトルを検出することにより、燃料Ｆの種類を判別しているわけである。
【００２６】
（第２実施形態）
図２は、第２実施形態の燃料判別装置２１の概略構成を示す説明図である。燃料判別装置２１は、燃料タンク２、電極２２ａ，２２ｂ、制御回路２３などから構成されている。燃料タンク２の下部内側の適宜な二箇所にはそれぞれ、各電極２２ａ，２２ｂが取り付けられている。
【００２７】
制御回路２３は、燃料タンク２への収容が考えられる種々の燃料が燃料タンク２に収容された場合の各電極２２ａ，２２ｂ間の電気抵抗を予め計測して当該計測結果を記憶しておく。そして、制御回路２３は、判別対象の燃料Ｆを燃料タンク２に収容したときの各電極２２ａ，２２ｂ間の電気抵抗を実測し、その実測値を前記計測結果と照合することにより、燃料Ｆの種類を判別し、その判別結果をエンジン制御用ＥＣＵ８に出力する。つまり、第２実施形態では、燃料Ｆの物理量として電気抵抗を検出することにより、燃料Ｆの種類を判別しているわけである。
【００２８】
尚、各電極２２ａ，２２ｂを、燃料タンク２における燃料Ｆの収容下限近傍に配置することにより、燃料タンク２内の燃料Ｆが減った場合でも、各電極２２ａ，２２ｂ間の電気抵抗が確実に計測可能になるため、燃料Ｆの種類を正確に判別できる。
【００２９】
（第３実施形態）
図３は、第３実施形態の燃料判別装置３１の概略構成を示す説明図である。燃料判別装置３１は、燃料タンク２、匂いセンサ３２、制御回路３３などから構成されている。燃料タンク２の上部（蓋部分）内側には、匂いセンサ３２が取り付けられている。
【００３０】
匂いセンサ３２は、例えば、二分子感応膜被覆被覆水晶振動子などから構成されており、雰囲気中の匂いに反応して感応膜の電気抵抗が変化するものである。尚、感応膜は、一種類だけでなく複数種類設けることにより、その感応膜の種類に応じた匂いを判別可能になり、その感応膜の種類毎に電気抵抗の変化を計測することにより匂いの種類を精密に判別できる。
【００３１】
制御回路２３は、燃料タンク２への収容が考えられる種々の燃料が燃料タンク２に収容された場合の匂いセンサ３２の計測結果を予め記憶しておき、判別対象の燃料Ｆを燃料タンク２に収容したときの匂いセンサ３２の実測値を前記計測結果と照合することにより、燃料Ｆの種類を判別し、その判別結果をエンジン制御用ＥＣＵ８に出力する。つまり、第３実施形態では、燃料Ｆの化学量として匂いを検出することにより、燃料Ｆの種類を判別しているわけである。
【００３２】
（第４実施形態）
図４は、第４実施形態の燃料判別装置４１の概略構成を示す説明図である。燃料判別装置４１は、燃料タンク２、蒸気圧センサ４２、制御回路４３などから構成されている。燃料タンク２の上部（蓋部分）内側には、蒸気圧センサ４２が取り付けられている。
【００３３】
蒸気圧センサ４２は、適宜な形式（例えば、半導体ダイヤフラム型、静電容量型、弾性体ダイヤフラム型、圧電型、振動型、ブルドン管型、ベローズ型など）の圧力センサから構成されており、燃料タンク２内に収容された燃料Ｆの飽和蒸気圧を実測する。
【００３４】
制御回路４３は、燃料タンク２への収容が考えられる種々の燃料が燃料タンク２に収容された場合の蒸気圧センサ４２の計測結果を予め記憶しておき、判別対象の燃料Ｆを燃料タンク２に収容したときの蒸気圧センサ４２の実測値を前記計測結果と照合することにより、燃料Ｆの種類を判別し、その判別結果をエンジン制御用ＥＣＵ８に出力する。つまり、第４実施形態では、燃料Ｆの物理量として飽和蒸気圧を検出することにより、燃料Ｆの種類を判別しているわけである。
【００３５】
（第５実施形態）
図５は、第５実施形態の燃料判別装置５１の概略構成を示す説明図である。燃料判別装置５１は、燃料タンク２、音センサ５２、制御回路５３などから構成されている。燃料タンク２の上部（蓋部分）内側には、燃料タンク２内に収容された燃料（液体燃料）Ｆに向けて、音センサ５２が取り付けられている。
【００３６】
音センサ５２は、超音波を発生するスピーカ５２ａと超音波を収音するマイクロフォン５２ｂとを備えている。尚、超音波用のスピーカ５２ａおよびマイクロフォン５２ｂには、例えば、ＰＺＴ（チタン酸ジルコン酸鉛）等からなる圧電体を用いて構成される圧電型スピーカおよび圧電型マイクロフォンや、コンデンサ型スピーカおよびコンデンサ型マイクロフォンなどがある。また、スピーカ５２ａとマイクロフォン５２ｂとを兼用一体化すれば、音センサ５２を小型化することが可能であり、音センサ５２の取付位置の制約が少なくなる。
【００３７】
制御回路５３は、駆動信号を生成してスピーカ５２ａに出力する。すると、スピーカ５２ａは駆動信号に基づいて超音波を発生し、その超音波は燃料Ｆの液面に向けて投射される。そのスピーカ５２ａの発生した超音波は、燃料Ｆの液面で反射する。その反射音はマイクロフォン５２ｂによって収音され、マイクロフォン５２ｂの検出信号は制御回路５３に出力される。
【００３８】
従って、制御回路５３は、スピーカ５２ａを駆動制御することにより燃料Ｆの種類に応じて周波数よび強度を適宜変化させた超音波を発生させ、燃料Ｆの液面で反射した超音波を収音したマイクロフォン５２ｂの検出信号に基づいて、反射音の周波数および強度を検出することにより、燃料Ｆの種類を判別する。そして、制御回路５３は、燃料Ｆの種類の判別結果をエンジン制御用ＥＣＵ８に出力する。
【００３９】
すなわち、スピーカ５２ａの発生した超音波は燃料Ｆの液面で吸収されて減衰するため、燃料Ｆの液面で反射される超音波の音吸収スペクトルは、燃料Ｆの種類によって異なる。
【００４０】
そこで、制御回路５３は、燃料タンク２への収容が考えられる種々の燃料の音吸収スペクトルを予め計測して当該計測結果を記憶しておき、マイクロフォン５２ｂの検出信号に基づいて検出された音吸収スペクトルを前記計測結果と照合することにより、燃料Ｆの種類を判別する。つまり、第５実施形態では、燃料Ｆの物理量として音吸収スペクトルを検出することにより、燃料Ｆの種類を判別しているわけである。ちなみに、このような音吸収スペクトルによる判別方法を用いれば、燃料Ｓの粘性を計測することもできる。
【００４１】
（別の実施形態）
ところで、本発明は上記各実施形態に限定されるものではなく、例えば、第１〜第５実施形態の各燃料判別装置１，２１，３１，４１，５１から選択された２つ以上の装置を併用してもよく、併用する装置が多くなるほど、燃料Ｆの種類の誤判別を防止して確実な判別を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本発明を具体化した第１実施形態の燃料判別装置の概略構成を示す説明図。
【図２】本発明を具体化した第２実施形態の燃料判別装置の概略構成を示す説明図。
【図３】本発明を具体化した第３実施形態および第４実施形態の燃料判別装置の概略構成を示す説明図。
【図４】本発明を具体化した第４実施形態の燃料判別装置の概略構成を示す説明図。
【図５】本発明を具体化した第５実施形態の燃料判別装置の概略構成を示す説明図。
【符号の説明】
【００４３】
１，２１，３１，４１，５１…燃料判別装置
２…燃料タンク
４…光センサ
６，２３，３３，４３，５３…制御回路
２２ａ，２２ｂ…電極
３２…匂いセンサ
４２…蒸気圧センサ
５２…音センサ
【図１】
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【図２】
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【図３】
2005201068.tif 000005
【図４】
2005201068.tif 000006
【図５】
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