JP2015132513A - 燃料性状判定装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 燃料の性状をより正確に検出し得る技術を提供する。
【解決手段】 燃料の燃料性状を判定する性状判定ユニット１０は、燃料の誘電率及び導電率を検出する電極対４０と、燃料の蒸気圧を検出する圧力センサ３４と、燃料の温度を検出する温度センサ３２と、を備える。電極対４０と、圧力センサ３４と、温度センサ３２とは、セットプレート４に取り付けられるケース１４に格納されている。
【選択図】 図２

Description

本明細書では、燃料性状を判定する燃料性状判定装置を開示する。

特許文献１に、燃料性状判定装置が開示されている。燃料性状判定装置は、燃料の蒸気圧を検出する蒸気圧センサと、燃料に含まれるアルコール濃度を検出するアルコール濃度検出センサと、燃料温度を検出する温度センサと、を備える。

特開２０１０−２２３７３２号公報

燃料の性状を正確に把握することによって、内燃機関に、適切に燃料を供給することができる。本明細書では、燃料の性状をより正確に検出し得る技術を提供する。

本明細書で開示される技術は、燃料の燃料性状を判定する燃料性状判定装置に関する。燃料性状判定装置は、電気的特性センサと、蒸気圧センサと、温度センサと、を備える。電気的特性センサは、燃料の誘電率及び導電率を検出する。蒸気圧センサは、燃料の蒸気圧を検出する。温度センサは、燃料の温度を検出する。

上記の燃料性状判定装置では、燃料の誘電率、導電率、蒸気圧及び温度が検出される。この構成によれば、燃料の蒸気圧と、燃料に含まれるアルコール濃度と、燃料の温度と、を検出可能な装置を用いる場合と比較して、燃料の誘電率、導電率、蒸気圧及び温度を用いて、燃料の性状をより正確に判定し得る。

燃料供給装置の構成を示す。 第１実施例の性状判定ユニットの縦断面図を示す。 燃料の蒸気圧と燃料温度との相関関係を説明するためのグラフを示す。 電極対の静電容量と燃料温度との相関関係を説明するためのグラフを示す。 燃料の導電率と燃料温度との相関関係を説明するためのグラフを示す。 第２実施例の性状判定ユニットの縦断面図を示す。

以下に説明する実施例の主要な特徴を列記する。なお、以下に記載する技術要素は、それぞれ独立した技術要素であって、単独であるいは各種の組合せによって技術的有用性を発揮するものである。

（特徴１）燃料性状判定装置は、燃料を気化するための気化室を備えていてもよい。気化室は、蒸気圧センサと連通していてもよい。この構成によれば、蒸気圧センサは、気化室で気化された燃料を用いて、燃料の蒸気圧を検出することができる。

（特徴２）燃料性状判定装置は、電気的特性センサを収容する第１の収容室を備えていてもよい。第１の収容室と気化室とは連通していてもよい。この構成によれば、収容室と気化室との一方に流入した燃料を、収容室と気化室との他方に導入することができる。このため、電気的特性センサに燃料を供給するための燃料経路と、気化室に燃料を供給するための燃料経路と、を個別に配置しなくて済む。

（特徴３）第１の収容室は、気化室よりも上流側に位置していてもよい。気化室において一旦気化された燃料が第１の収容室に流入する構成では、電気的特性センサを用いて、燃料の正確な電気的特性を検出することが困難な場合がある。第１の収容室が、気化室の上流側に位置する構成では、第１の収容室が気化室の下流側に位置する構成と比較して、燃料の電気的特性を正確に検出することができる。

（特徴４）燃料性状判定装置は、温度センサを収容する第２の収容室と第１の収容室と気化室とのそれぞれを画定するケースを備えていてもよい。ケースは、ケース内に燃料を導入する導入口と、ケース内の燃料をケース外に放出する放出口と、を備えていてもよい。第１の収容室と第２の収容室と気化室とは、導入口と放出口との間で直列に配置されていてもよい。この構成によれば、電気的特性センサと蒸気圧センサと温度センサとは、導入口から放出口に流れる同一の燃料を検出の対象とすることができる。

（特徴５）燃料性状判定装置では、電気的特性センサは、筒形状を有する少なくとも１個の電極を備えていてもよい。当該少なくとも１個の電極は、気化室と蒸気圧センサとを連通してもよい。この構成によれば、第１の電極を用いて、蒸気圧センサに気化室の蒸気圧を導くことができる。このため、気化室の蒸気圧を蒸気圧センサに導くための導圧管を、第１の電極と別に配置せずに済む。

（特徴６）燃料性状判定装置では、電気的特性センサと蒸気圧センサとは、一体的に配置されていてもよい。この構成によれば、電気的特性センサ及び蒸気圧センサの取付性を向上させ得る。

（特徴７）燃料性状判定装置では、温度センサは、電気的特性センサ及び蒸気圧センサと一体的に配置されていてもよい。この構成によれば、温度センサ、電気的特性センサ及び蒸気圧センサの取付性を向上させ得る。

（特徴８）燃料性状判定装置は、電気的特性センサからの出力値を用いて演算を実行する演算部と、蒸気圧センサからの出力値を用いて演算を実行する演算部と、が搭載されている１個の制御基板を備えていてもよい。この構成によれば、複数の演算部を、別々の基板に搭載する構成と比較して、燃料性状判定装置の取付性を向上し得る。

（特徴９）燃料性状判定装置では、電気的特性センサは、互いに対向する２個の電極を備えていてもよい。この構成によれば、燃料の誘電率と導電率との両者を、２個の電極を用いて検出することができる。

（特徴１０）燃料性状判定装置は、燃料の種別が、燃料の蒸気圧に関する値、燃料の誘電率に関する値、燃料の導電率に関する値、及び燃料の温度に関する値のうちの少なくとも１個の値と対応付けて記録されている燃料データベースを格納するメモリと、電気的特性センサからの出力値と、蒸気圧センサからの出力値と、温度センサからの出力値と、の少なくとも１個の出力値と、燃料データベースとを用いて、燃料の種類を特定する特定部と、を備えていてもよい。この構成によれば、燃料データベースを用いて、燃料の種類を適切に特定することができる。

（特徴１１）燃料性状判定装置では、特定部は、適正な種類の燃料でないことを特定可能であってもよい。燃料性状判定装置は、さらに、適正な種類の燃料でないと特定される場合に、当該燃料の性状を格納するメモリと、適正な種類の燃料でないと特定される場合に、警告信号を出力する信号出力部と、を備えていてもよい。この構成によれば、内燃機関の利用者は、燃料容器内に、不適正な燃料が貯蔵されていることを知ることができる。不適正な種類の燃料の性状を格納することによって、内燃機関に異常が発生した場合に、異常の原因を特定するために利用することができる。

（特徴１２）燃料性状判定装置は、燃料の蒸留特性が、燃料の蒸気圧に関する値、燃料の誘電率に関する値、燃料の導電率に関する値、及び、燃料の温度に関する値のうちの少なくとも１個の値と対応付けて記録されている燃料データベースを格納するメモリと、電気的特性センサからの出力値と、蒸気圧センサからの出力値と、温度センサからの出力値と、の少なくとも１個の出力値と、燃料データベースとを用いて、燃料の蒸留特性を特定する蒸留特性特定部と、を備えていてもよい。この構成によれば、燃料データベースを用いて、燃料の蒸留特性を適切に特定することができる。

（第１実施例）
図１に示す燃料供給装置１は、自動車に搭載される。燃料供給装置１は、燃料タンク８と、セットプレート４と、燃料ポンプユニット６０と、性状判定ユニット１０と、を備える。

燃料タンク８は、エンジン（図示省略）に供給される燃料を貯留する。燃料タンク８に貯留される燃料には、ガソリンとエタノールとが混合されている場合がある。燃料タンク８の上壁には開口が形成されている。

セットプレート４は、燃料タンク８の開口を閉塞する。セットプレート４には、燃料ポンプユニット６０と、性状判定ユニット１０と、吐出ポート１６と、が取り付けられている。

燃料ポンプユニット６０は、燃料ポンプ６４と、フィルタ６２，６６と、リザーブカップ６８と、プレッシャーレギュレータ６９と、を備える。リザーブカップ６８は、燃料ポンプ６４と、フィルタ６２，６６と、プレッシャーレギュレータ６９と、を収容する。リザーブカップ６８は、支柱９によってセットプレート４に取り付けられている。リザーブカップ６８の底部には、ジェットポンプ（図示省略）が配置されている。ジェットポンプは、例えば、ベンチュリー構造を備えており、燃料ポンプ６４から圧送された燃料の流速を利用して、リザーブカップ６８外の燃料をリザーブカップ６８内に送り込む。

燃料ポンプ６４は、リザーブカップ６８内の燃料を、燃料ポンプ６４内に吸引して昇圧する。燃料ポンプ６４は、昇圧された燃料を、燃料ポンプ６４外に吐出する。燃料ポンプ６４の吸入側には、フィルタ６６が連通している。燃料ポンプ６４には、フィルタ６６を通過した燃料が吸引される。フィルタ６６は、不織布によって、袋状に作製されている。フィルタ６６には、図示省略したフレームが収容されており、フィルタ６６が、燃料の圧力によって大きく変形されることを防止する。

燃料ポンプ６４の吐出側には、フィルタ６２が連通している。フィルタ６２は、ケース６２ａと、フィルタ部材（図示省略）と、を備える。ケース６２ａは、燃料ポンプ６４の周方向に配置されている。ケース６２ａ内に流入した燃料は、不織布製のフィルタ部材によって濾過され、送出パイプ９４に送り出される。

燃料ポンプユニット６０では、燃料ポンプ６４から送出パイプ９４に送りだされた燃料は、プレッシャーレギュレータ６９によって調圧される。プレッシャーレギュレータ６９は、プレッシャーレギュレータ６９内の燃料の圧力が所定圧以上になると、余剰な燃料を、連通管５２内に吐出する。これにより、送出パイプ９４から吐出される燃料の圧力を一定圧力に調整する。燃料タンク８内の燃料は、燃料ポンプ６４とプレッシャーレギュレータ６９とによって一定の圧力に調整され、吐出ポート１６からエンジンに供給される。

燃料ポンプユニット６０には、性状判定ユニット１０が接続されている。図２に示すように、性状判定ユニット１０は、燃料経路５０と、センサユニット３０と、制御回路７０と、を備える。燃料経路５０は、連通管５２と、放出管５４と、を備える。連通管５２は、燃料ポンプユニット６０のプレッシャーレギュレータ６９に着脱可能に取り付けられる。プレッシャーレギュレータ６９から吐出された燃料は、連通管５２からセンサユニット３０に流れる。センサユニット３０の下流端には、放出管５４が接続されている。放出管５４は、センサユニット３０とリザーブカップ６８とを連通しており、センサユニット３０から放出される燃料を、リザーブカップ６８に放出する。

センサユニット３０は、Ｏリング３６を介して、開口４ａに挿入されている。センサユニット３０は、ケース１４と、温度センサ３２と、圧力センサ３４と、電極対４０と、を備える。

ケース１４は、燃料耐性を有する樹脂製である。ケース１４は、連通管５２とケース１４内とを連通する導入口１４ｅと、放出管５４とケース１４内とを連通する放出口１４ｆと、を備える。ケース１４は、導入口１４ｅと放出口１４ｆとの間に、４個の空間１４ａ〜１４ｄを画定する。空間１４ａは、導入口１４ｅを介して、連通管５２に連通している。空間１４ｂは、空間１４ａに隣接して配置されており、空間１４ａに連通している。空間１４ｂは、図２において、空間１４ａの右隣に配置されており、空間１４ａよりも下方まで伸びている。

空間１４ｂの下方には、空間１４ｃが配置されている。空間１４ｃは、空間１４ｂと連通している。空間１４ｃの下方には、放出口１４ｆを介して、放出管５４が連通している。空間１４ａ〜空間１４ｃは、導入口１４ｅと放出口１４ｆとの間で直列に配置されている。空間１４ａ〜１４ｃは、燃料タンク８内に位置している。

空間１４ｂの上方には、空間１４ｄが配置されている。空間１４ｄは、他の空間１４ａ〜１４ｃとは、隔離されている。空間１４ｄは、セットプレート４よりも上方であって、燃料タンク８外に位置している。

ケース１４は、温度センサ３２と圧力センサ３４と電極対４０と制御回路７０を収容している。各部３２，３４，４０，７０は、ケース１４によって一体的に支持されている。この構成によれば、ケース１４をセットプレート４に取り付けることによって、各部３２，３４，４０，７０をセットプレート４に取り付けることができる。

温度センサ３２は、空間１４ａに収容されている。温度センサ３２は、サーミスタ等の温度検出素子を有する。温度検出素子は、温度検出素子の温度が変動するのに従って、その抵抗値が変動する。温度センサ３２は、制御回路７０に電気的に接続されている。

電極対４０は、空間１４ｂに収容されている。電極対４０は、円筒形状の内側電極４４と、円筒形状の外側電極４２と、を備える。各電極４２，４４は、導電性の材料で作製されている。各電極４２，４４は、制御回路７０に電気的に接続されている。外側電極４２は、ケース１４の空間１４ｂを画定する壁面に嵌め込まれており、外側電極４２の外周面は、全面に亘って、空間１４ｂを画定する壁面に接触している。外側電極４２には、連通口４２ａが形成されている。連通口４２ａは、空間１４ａに向かって開口している。連通口４２ａは、外側電極４２を貫通しており、空間１４ａと外側電極４２内とを連通している。

内側電極４４は、外側電極４２と同軸上に配置されている。内側電極４４の外径は、外側電極４２の内径よりも小さい。このため、外側電極４２の内周面と内側電極４４の外周面との間には、隙間が形成されており、外側電極４２の内周面と内側電極４４の外周面とは対向している。内側電極４４の軸方向の長さは、外側電極４２の軸方向の長さよりも長い。内側電極４４の下端は、外側電極４２の下端と同じ高さに位置しており、内側電極４４の上端は、外側電極４２の上端よりも上方に位置している。

内側電極４４の上端には、圧力センサ３４が配置されている。圧力センサ３４は、空間１４ｄ内に配置されている。圧力センサ３４は、内側電極４４の内側と連通する圧力空間と、ダイアフラムと、を有する。圧力センサ３４は、制御回路７０と電気的に接続されている。圧力空間内の気圧は、内側電極４４の内側の気圧と同一である。ダイアフラムは、圧力空間内の気圧によって変形する。圧力センサ３４は、ダイアフラムの変形量を検出することによって、圧力空間内の気圧を検出する。

内側電極４４の下端には、空間１４ｃが配置されている。空間１４ｃは、外側電極４２と内側電極４４との隙間に連通している。外側電極４２と内側電極４４との隙間と空間１４ｃとの間には、ノズル４６が配置されている。ノズル４６の先端は、空間１４ｃ内に位置している。空間１４ｃの下端には、放出管５４が接続されている。空間１４ｃは、放出管５４に連通している。

温度センサ３２と圧力センサ３４と電極対４０とは、制御回路７０から信号を受信し、制御回路７０に信号を供給する。制御回路７０は、空間１４ｄに収容されている。即ち、制御回路７０は、空間１４ａ〜１４ｃから隔離されている。制御回路７０は、１枚の基板７２と、基板７２上に載置される複数個の回路７４と、を備える。制御回路７０には、図示省略したバッテリから電力が供給される。この構成によれば、複数個の回路７４を、別々の基板に搭載する構成と比較して、性状判定ユニット１０の構造を簡略化することとができ、これにより、性状判定ユニット１０を、セットプレート４に取り付ける際の取付性を向上することができる。

次いで、燃料供給装置１の動作について説明する。運転者が、例えば、イグニションスイッチを操作して、自動車を始動させると、燃料供給装置１が駆動する。燃料供給装置１が駆動すると、燃料ポンプ６４が駆動する。燃料ポンプ６４が駆動すると、リザーブカップ６８内の燃料は、燃料ポンプ６４に吸引され、昇圧されて、プレッシャーレギュレータ６９に送出される。プレッシャーレギュレータ６９は、調圧による余剰燃料を、連通管５２に吐出する。連通管５２に吐出された燃料は、連通管５２を通過して、導入口１４ｅからケース１４内に流入する。ケース１４内の燃料は、空間１４ａ、１４ｂ、１４ｃの順に流れて、放出口１４ｆを介して放出管５４から、ケース１４外に吐出される。この構成によれば、空間１４ａ〜１４ｃに燃料の導入するための経路を個別に配置しなくて済む。

空間１４ｂ内の燃料は、ノズル４６を通過して、空間１４ｃ内に流入する。ノズル４６から空間１４ｃ内に流入する燃料は、流路面積が急激に拡大されるため減圧する。この結果、空間１４ｃ内に流入する燃料の一部が気化される。気化燃料は、内側電極４４内を通過して、圧力センサ３４に到達する。これにより、圧力センサ３４は、空間１４ｃ内で気化された燃料を用いて、燃料の蒸気圧を検出することができる。また、この構成によれば、空間１４ｃ内の蒸気圧を、圧力センサ３４に導入するために、内側電極４４を利用することができる。このため、圧力センサ３４に蒸気圧を導入するための導圧管を、内側電極４４とは別に設けなくて済む。

自動車が始動すると、センサユニット３０は、温度センサ３２と圧力センサ３４と電極対４０とを用いて、燃料タンク８内の燃料の種別、異物含有量、及び、蒸留特性を特定する。具体的には、以下のようにして、燃料タンク８内の燃料の種別、異物含有量、及び、蒸留特性を特定する。なお、燃料中の異物は、水分、鉄等の導電性材料を含む。

複数の回路７４のうちの第１の回路７４は、温度センサ３２を用いて、燃料の温度を検出する。具体的には、第１の回路７４には、温度センサ３２の電流値と、燃料の温度と、の関係を示すデータベース（又は数式）格納されている。第１の回路７４は、温度センサ３２からの出力信号（即ち電流値）と、第１の回路７４のデータベースと、を用いて、燃料の温度を検出する。

複数の回路７４のうちの第２の回路７４は、圧力センサ３４からの出力信号を用いて、蒸気圧を検出する。具体的には、第２の回路７４には、圧力センサ３４の出力信号と、燃料の温度と、の関係を示すデータベース（又は数式）格納されている。第２の回路７４は、圧力センサ３４からの出力信号と、第２の回路７４のデータベースと、を用いて、燃料の蒸気圧を検出する。

複数の回路７４のうちの第３の回路７４は、電極対４０からの出力信号を用いて、燃料の誘電率及び導電率を検出する。具体的には、第３の回路７４は、電極４２，４４の一方に信号を供給すると共に、他方を接地する。第３の回路７４は、電極４２に供給される信号（即ち電極対４０から出力信号）を検知する。これにより、第３の回路７４には、電極対４０の静電容量に相関する第１の出力信号が供給される。第３の回路７４には、電極対４０からの出力信号から電極対４０の静電容量（即ち燃料の誘電率）を算出するための数式（又はデータベース）が格納されている。第３の回路７４は、第１の出力信号と数式とを用いて、電極対４０の静電容量を検出する。

第３の回路７４は、さらに、電極４２，４４の一方に信号を供給すると共に、他方から出力される出力信号を検知する。この結果、第３の回路７４には、電極４２，４４間に存在する物体（即ち燃料）の導電率に相関する第２の出力信号が供給される。第３の回路７４には、第２の出力信号から、電極４２，４４間の導電率を算出するための数式（又はデータベース）格納されている。第３の回路７４は、第２の出力信号と数式とを用いて、燃料の導電率を検出する。この構成によれば、電極対４０を用いて、燃料の誘電率に関する値である電極対４０の静電容量と燃料の導電率との両者を検出することができる。

複数の回路７４のうちの第４の回路７４は、第１〜第３の回路７４によって検出される燃料の温度、燃料の蒸気圧、電極対４０の静電容量、燃料の導電率を用いて、燃料の種別、及び、蒸留特性を特定する。図３には、燃料の種別毎に、燃料の蒸気圧と燃料温度との相関関係を示すグラフが示されている。図３の縦軸は蒸気圧を示し、横軸は燃料温度を示す。図４には、燃料の種別毎に、電極対４０の静電容量（即ち燃料の誘電率）と燃料温度との相関関係を示すグラフが示されている。図４の縦軸は電極対４０の静電容量を示し、横軸は燃料温度を示す。

図３，４のラインＬＦは、重軽質が比較的に低いガソリン（いわゆる軽質ガソリン）の相関関係を示し、ラインＨＦは、重軽質が比較的に高いガソリン（いわゆる重質ガソリン）の相関関係を示し、ラインＦＡは、重軽質が比較的に低いガソリンにアルコールが混合している混合燃料の相関関係を示し、ラインＯＡは、ガソリンを含まず、アルコールを含む燃料の結果を示す。

図３から明らかなように、燃料の蒸気圧と燃料温度との相関関係は、燃料の種別によって異なる。しかしながら、重質ガソリン（ラインＨＦ参照）と混合燃料（ラインＦＡ参照）とでは、燃料の蒸気圧と燃料温度との相関関係が近似しており、燃料の蒸気圧と燃料温度との相関関係だけでは、重質ガソリンと混合燃料とを適切に判別することは難しい。一方、図４から明らかなように、燃料の誘電率燃料温度との相関関係も、燃料の種別によって異なる。しかしながら、軽質ガソリンと重質ガソリンとでは、燃料の誘電率と燃料温度との相関関係が近似しており、燃料の誘電率燃料温度との相関関係だけでは、軽質ガソリンと重質ガソリンとを適切に判別することは難しい。

第４の回路７４では、燃料の蒸気圧と燃料温度との相関関係とを表すデータベース、即ち図３のグラフに示される相関関係を表すデータベース（即ちデータマップ）と、燃料の誘電率と燃料温度との相関関係を表すデータベース、即ち図４のグラフに示される相関関係を表すデータベース（即ちデータマップ）と、を格納している。各データベースは、実験又はシミュレーションによって得られた結果に基づいて作製され、予め第４の回路７４に格納されている。

第４の回路７４は、第４の回路７４に格納されている各データベースと、第１〜第３の回路７４によって検出される燃料の温度、蒸気圧、及び、電極対４０の静電容量を用いて、燃料の種別を判別する。この構成によれば、データベースを用いて、燃料の種別を適切に特定することができる。

第４の回路７４は、さらに、燃料の導電率と燃料温度とを用いて、燃料内に異物が多量に含まれているか否かを判断する。図５から明らかなように、燃料内に異物が多くなるほど、燃料の導電率は低下する。第４の回路７４は、図５のラインＴＨで示される燃料の導電率と燃料温度との関係を格納している。第４の回路７４は、検出された燃料温度における燃料の導電率が、ラインＴＨよりも低い場合、燃料中に異物が多く含まれていると判断する。なお、第４の回路７４に格納される燃料の導電率と燃料温度との関係は、実験又はシミュレーションによって得られた結果に基づいて作製され、予め第４の回路７４に格納されている。なお、変形例では、第４の回路７４は、燃料の種別毎に、燃料中に異物が多く含まれていると判断するための閾値となる燃料の導電率と燃料温度との関係を格納していてもよい。

第４の回路７４は、さらに、燃料の蒸留特性（あるいは蒸留性状）として、５０％留出温度を特定する。５０％留出温度は、自動車の加速性能（例えば５０％留出温度が高くなると、加速するのに時間が掛かる）や、暖機性能（例えば５０％留出温度が高くなると、暖機に時間が掛かる）に影響を及ぼす。第４の回路７４は、燃料の温度、燃料の蒸気圧、電極対４０の静電容量、燃料の導電率と、５０％留出温度と、の相関関係を示すデータベースを格納している。第４の回路７４は、検出された燃燃料の温度、燃料の蒸気圧、電極対４０の静電容量、燃料の導電率と、データベースとを用いて、５０％留出温度を特定する。データベースは、実験又はシミュレーションによって得られた結果に基づいて作製され、予め第４の回路７４に格納されている。この構成によれば、データベースを用いて、５０％留出温度を適切に特定することができる。なお、変形例では、第４の回路７４は、燃料の蒸留特性として、５０％留出温度と共に、あるいは、５０％留出温度に代えて、例えば１０％留出温度を特定してもよい。

第４の回路７４は、さらに、燃料の温度と、燃料の蒸気圧と、電極対４０の静電容量と、燃料の導電率と、５０％留出温度と、から、適切な種類の燃料であるか否かを判断する。具体的には、第４の回路７４は、予め燃料の温度に対する蒸気圧の適正範囲と、燃料の温度に対する電極対４０の適正範囲と、燃料の温度に対する導電率の適正範囲と、５０％留出温度の適正範囲とが、格納されている。第４の回路７４は、さらに、検出済みの燃料の温度と、燃料の蒸気圧と、電極対４０の静電容量と、燃料の導電率と、５０％留出温度と、を用いて、上記の適正範囲のいずれかを満たさない場合、適切な種類の燃料でないと判断する。上記の適正範囲は、予め実験又はシミュレーションによって得られた結果に基づいて作製され、予め第４の回路７４に格納されている。

適切な種類でない燃料は、例えば、ガソリン用のエンジンに供給される燃料としての軽油や、水分等の異物を多く含む燃料等の粗悪燃料や、劣化の程度が激しい劣化燃料を含む。適切な種類でない燃料がエンジンに供給されると、エンジンの性能が低下したり、エンジンが駆動しなくなる事態が生じ得る。適切な種類の燃料でないと判断される場合、第４の回路７４は、適切な種類でない燃料の温度、燃料の蒸気圧と、電極対４０の静電容量と、導電率と、５０％留出温度と、を第４の回路７４に格納する。この構成によれば、例えば、エンジンに異常が発生した場合に、第４の回路７４に格納されている燃料の蒸気圧等を確認することによって、異常の原因が、適切な種類の種類でない燃料がエンジンに供給されたからであるか否かを判断することができる。

制御回路７０は、特定された燃料の種別と蒸留特性とを、図示省略したＥＣＵ（Engine Control Unitの略）に出力する。ＥＣＵは、燃料の種別と蒸留特性とに応じて、エンジンに供給する燃料量を調整する。

また、制御回路７０は、燃料中に異物が多く含まれていると判断すると、ＥＣＵに、燃料中に異物が多く含まれていることを示す信号を送信する。ＥＣＵは、燃料中に異物が多く含まれていることを示す信号を受信すると、自動車の表示部に、燃料中に異物が多く含まれていることを示す表示（例えば異常ランプの点灯）させる。これにより、運転者は、燃料中に異物が多く含まれていることを知ることができる。

（第１実施例の効果）
上記の性状判定ユニット１０では、燃料の誘電率、燃料の導電率、燃料の蒸気圧及び燃料の温度が検出される。この構成によれば、燃料の蒸気圧と、燃料に含まれるアルコール濃度と、燃料の温度と、を検出可能な装置を用いる場合と比較して、燃料の誘電率、導電率、蒸気圧及び温度を用いて、燃料の性状をより正確に判定し得る。なお、本実施例では、燃料の誘電率、燃料の導電率、燃料の蒸気圧、燃料の温度、燃料の種別、蒸留特性、異物含有量のそれぞれが、「性状」の一例である。

また、上記の性状判定ユニット１０では、空間１４ａ〜空間１４ｃは、導入口１４ｅと放出口１４ｆとの間で直列に配置されている。このため、ケース１４内の燃料は、空間１４ａ、１４ｂ、１４ｃの順に流れる。この構成によれば、温度センサ３２、圧力センサ３４及び電極対４０は、空間１４ａ、１４ｂ、１４ｃの順に流れる同一の燃料を検出の対象とすることができる。また、燃料が気化される空間１４ｃよりも上流側に、空間１４ａ、１４ｂが位置しているため、空間１４ａ、１４ｂが空間１４ｃよりも下流側に位置する構成と比較して、温度センサ３２及び電極対４０による燃料の誘電率、導電率、及び温度を正確に検出することができる。

（第２実施例）
第１実施例と異なる点を説明する。図６に示すように、第２実施例では、センサユニット１３０の構成が、センサユニット３０と異なる。なお、第１実施例と同様の構成については、第１実施例と同一の符号がふされている。センサユニット１３０は、ケース１１４と、温度センサ３２と、圧力センサ３４と、電極対１４０と、を備える。

ケース１１４は、燃料耐性を有する樹脂製である。ケース１１４は、セットプレート４に取り付けられる。ケース１１４は、４個の空間１１４ａ〜１１４ｄを画定する。空間１１４ａは、導入口１４ｅを介して、連通管５２に連通している。空間１１４ｂは、空間１１４ａに隣接して配置されており、空間１４ｂに連通している。空間１１４ｂは、図６において、空間１１４ａの右隣に配置されている。

空間１４ｂの右隣には、空間１１４ｃが配置されている。空間１１４ｃは、空間１１４ｂと連通している。空間１１４ｃは、放出口１４ｆを介して、放出管５４に連通している。空間１１４ａ〜空間１１４ｃは、導入口１４ｅと放出口１４ｆとの間で直列に配置されている。空間１１４ａ〜１１４ｃは、燃料タンク８内に位置している。

空間１１４ｂの上方には、空間１１４ｄが配置されている。空間１１４ｄは、他の空間１１４ａ〜１１４ｃとは、隔離されている。空間１１４ｄは、セットプレート４よりも上方に位置しており、燃料タンク８外に位置している。

ケース１１４は、温度センサ３２と圧力センサ３４と電極対１４０と制御回路７０を収容している。この結果、ケース１１４によって、各部３２，３４，１４０，７０が一体的に支持されている。なお、空間１１４ａは、空間１４ａと同様に温度センサ３２を収容する。

電極対１４０は、空間１１４ｂに収容されている。電極対１４０は、それぞれが平板形状の電極１４２，１４４を備える。各電極１４２，１４４は、導電性の材料で作製されている。各電極１４２，１４４は、制御回路７０に電気的に接続されている。電極１４２，１４４は、同一の形状を有する。電極１４２と電極１４４との間には、隙間が形成されており、空間１１４ｂに流入する燃料によって充満される。

空間１１４ｂと空間１１４ｃとの間には、ノズル１４６が配置されている。ノズル１４６の先端は、空間１１４ｃ内に位置している。空間１１４ｃの上端には、圧力センサ３４が配置されている。ノズル４６と同様に、空間１１４ｂから空間１１４ｃに導入される燃料は、ノズル１４６によって一部が気化される。

圧力センサ３４は、空間１１４ｃの直上に配置されており、空間１１４ｃに連通している。

自動車が始動されると、燃料は、連通管５２から空間１１４ａに流入し、空間１１４ｂ、空間１１４ｃの順に流れて、放出管５４からケース１１４外に放出される。

第２実施例によっても、第１実施例と同様の効果を奏することができる。

以上、本発明の実施形態について詳細に説明したが、これらは例示に過ぎず、特許請求の範囲を限定するものではない。特許請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。

（１）電極対４０，１４０の形状は、上記の実施例に限定されない。例えば、電極対４０は、２個の平板形状の電極を有していてもよいし、電極対１４０は、２個の円筒形状の電極を有していてもよい。また、電極対４０，１４０は、２個の櫛歯形状の電極を有していてもよい。さらに、電極対４０，１４０は、３個以上の電極を有していてもよいし、２対以上の電極を有していてもよい。

（２）複数の回路７４のうち、いずれかの回路７４は、電極対４０の静電容量を用いて、燃料のアルコール濃度（即ちエタノール濃度）を特定してもよい。この場合、当該回路７４は、電極対４０の静電容量と燃料のアルコール濃度との相関関係を示す数式又はデータベースを格納しており、数式又はデータベースと、電極対４０の静電容量と、を用いて、アルコール濃度を特定してもよい。ＥＣＵは、さらに、アルコール濃度に基づいて、エンジンに供給する燃料量を制御してもよい。

（３）上記の実施例では、制御回路７０は、複数の回路７４を備える。しかしながら、制御回路７０は、複数の回路７４に代えて、単一の回路あるいは１個以上のＩＣ（Integrated Circuitの略）を備えていてもよい。

（４）本明細書で開示される燃料性状判定装置は、自動車の燃料に限られず、自動二輪車等の車両に用いられる燃料の性状を検出してもよい。

（５）上記の各実施例では、プレッシャーレギュレータ６９から、性状判定ユニット１０に供給される。しかしながら、性状判定ユニット１０には、燃料ポンプ６４内の気泡を燃料ポンプ６４外に排出するベーパジェットから排出される燃料が供給されてもよいし、燃料ポンプ６４とエンジンとを連通する供給管から分岐した燃料が供給されてもよい。あるいは、性状判定ユニット１０には、燃料ポンプ６４によって昇圧された燃料以外の燃料が、供給されてもよい。

また、本明細書または図面に説明した技術要素は、単独であるいは各種の組合せによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時請求項記載の組合せに限定されるものではない。また、本明細書または図面に例示した技術は複数目的を同時に達成するものであり、そのうちの一つの目的を達成すること自体で技術的有用性を持つものである。

１：燃料供給装置、８：燃料タンク、１０：性状判定ユニット、１４：ケース、１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄ：空間、３０：センサユニット、３２：温度センサ、３４：圧力センサ、４２：外側電極、４４：内側電極、４６：ノズル、６０：燃料ポンプユニット、７０：制御回路、７２：基板、７４：回路

Claims (13)

1. 燃料の燃料性状を判定する燃料性状判定装置であって、
   燃料の誘電率及び導電率を検出する電気的特性センサと、
   燃料の蒸気圧を検出する蒸気圧センサと、
   燃料の温度を検出する温度センサと、を備える、燃料性状判定装置。
2. 燃料を気化するための気化室であって、蒸気圧センサと連通する気化室を、さらに備える、請求項１に記載の燃料性状判定装置。
3. 電気的特性センサを収容する第１の収容室をさらに備え、
   第１の収容室と気化室とは連通している、請求項２に記載の燃料性状判定装置。
4. 第１の収容室は、気化室よりも上流側に位置する、請求項３に記載の燃料性状判定装置。
5. 温度センサを収容する第２の収容室と第１の収容室と気化室とのそれぞれを画定するケースをさらに備え、
   ケースは、
   ケース内に燃料を導入する導入口と、
   ケース内の燃料をケース外に放出する放出口と、を備え、
   第１の収容室と第２の収容室と気化室とは、導入口と放出口との間で直列に配置されている、請求項３又は４に記載の燃料性状判定装置。
6. 電気的特性センサは、筒形状を有する少なくとも１個の電極を備え、
   当該少なくとも一個の電極は、気化室と蒸気圧センサとを連通する、請求項２から５のいずれか一項に記載の燃料性状判定装置。
7. 電気的特性センサと蒸気圧センサとは、一体的に配置されている、請求項１から６のいずれか一項に記載の燃料性状判定装置。
8. 温度センサは、電気的特性センサ及び蒸気圧センサと一体的に配置されている、請求項７に記載の燃料性状判定装置。
9. 電気的特性センサからの出力値を用いて演算を実行する演算部と、蒸気圧センサからの出力値を用いて演算を実行する演算部と、が搭載されている１個の制御基板をさらに備える、請求項１から８のいずれか一項に記載の燃料性状判定装置。
10. 電気的特性センサは、互いに対向する２個の電極を備える、請求項１から９のいずれか一項に記載の燃料性状判定装置。
11. 燃料の種別が、燃料の蒸気圧に関する値、燃料の誘電率に関する値、燃料の導電率に関する値、及び燃料の温度に関する値のうちの少なくとも１個の値と対応付けて記録されている燃料データベースを格納するメモリと、
    電気的特性センサからの出力値と、蒸気圧センサからの出力値と、温度センサからの出力値と、の少なくとも１個の出力値と、燃料データベースとを用いて、燃料の種類を特定する特定部と、をさらに備える、請求項１から１０のいずれか一項に記載の燃料性状判定装置。
12. 特定部は、適正な種類の燃料でないことを特定可能であり、
    燃料性状判定装置は、さらに、
    適正な種類の燃料でないと特定される場合に、当該燃料の性状を格納するメモリと、
    適正な種類の燃料でないと特定される場合に、警告信号を出力する信号出力部と、をさらに備える、請求項１１に記載の燃料性状判定装置。
13. 燃料の蒸留特性が、燃料の蒸気圧に関する値、燃料の誘電率に関する値、燃料の導電率に関する値、及び、燃料の温度に関する値のうちの少なくとも１個の値と対応付けて記録されている燃料データベースを格納するメモリと、
    電気的特性センサからの出力値と、蒸気圧センサからの出力値と、温度センサからの出力値と、の少なくとも１個の出力値と、燃料データベースとを用いて、燃料の蒸留特性を特定する蒸留特性特定部と、をさらに備える、請求項１から１２のいずれか一項に記載の燃料性状判定装置。

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