作業機械の燃料性状検出装置
【課題】本発明の燃料性状検出装置は、給油時の燃料について性状を検出する。
【解決手段】燃料タンク１５０には、測定室部材２００が設けられる。給油ノズル３００から噴射された燃料の大部分は、給油口２０５から流出口２０２を介して、燃料タンク１５０内に落下する。一部の燃料は、流出口２０２の下部と底部２０３との間に形成された測定空間２０７に溜まる。燃料性状検出センサ１４０は、測定空間２０７に臨むようにして本体２０１に取り付けられている。給油キャップセンサ１４１によって給油口２０５の施蓋が検出された場合、燃料残量センサ１４２によって燃料残量の増加が検出された場合、または、エンジン１１０が始動された場合、コントローラ１００は、燃料性状検出センサ１４０によって燃料性状を測定する。
【解決手段】燃料タンク１５０には、測定室部材２００が設けられる。給油ノズル３００から噴射された燃料の大部分は、給油口２０５から流出口２０２を介して、燃料タンク１５０内に落下する。一部の燃料は、流出口２０２の下部と底部２０３との間に形成された測定空間２０７に溜まる。燃料性状検出センサ１４０は、測定空間２０７に臨むようにして本体２０１に取り付けられている。給油キャップセンサ１４１によって給油口２０５の施蓋が検出された場合、燃料残量センサ１４２によって燃料残量の増加が検出された場合、または、エンジン１１０が始動された場合、コントローラ１００は、燃料性状検出センサ１４０によって燃料性状を測定する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、作業機械の燃料性状を検出する装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
作業機械としては、例えば、油圧ショベルやホイールローダ等の各種建設機械や、ダンプトラック等の運搬車両等が知られている。これらの作業機械では、燃料コストを低減するために、ディーゼルエンジンを搭載し、燃料として軽油を使用する。多くの作業機械使用者は正規の軽油を使用しているが、軽油に灯油等の他の燃料を混ぜて不正使用されることもある。これは、軽油よりも灯油等の方が安価なためである。
【０００３】
しかし、近年では、環境問題への対応が社会から強く要請されているため、作業機械メーカー等は、より環境への影響が少なくなるように、ディーゼルエンジンを高度に制御し、主要部品を設計している。このような高度のエンジン制御は、燃料として正規の軽油が使用されることを前提にしている。従って、軽油に比べてオイル含有量の少ない灯油や不純物を含んだ粗悪な燃料が使用されると、予定されたエンジン性能を発揮できない上に、エンジンの燃料噴射系等に損傷を与え、寿命を低下させる可能性がある。
【０００４】
そこで、燃料の性状を検出する技術が提案されている。第１の従来技術としては、エンジンの排気ガスに含まれている硫黄酸化物の量に基づいて、正規の軽油が使用されているか否かを判別する方法が知られている（特許文献１）。第２の従来技術としては、軽油と灯油の比重の相違に基づいて、軽油であるか灯油であるかを判別するようにした技術が知られている（特許文献２）。
【特許文献１】特開２００４−２１９２６９号公報
【特許文献２】実開平２−２０１４６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
前記各文献に記載の従来技術は、燃料タンクに既に給油された燃料の性状を検出するため、正規の燃料と粗悪な燃料の混合物について燃料の性状を検出することになる。従って、燃料タンク内に正規の燃料が残存している状態で、粗悪な燃料が給油されたような場合には、燃料残量に占める粗悪な燃料の割合が低下し、燃料性状の検出精度が低下する。
【０００６】
本発明は、上記の問題に鑑みてなされたもので、その目的は、燃料の性状をより正確に検出することができるようにした作業機械の燃料性状検出装置を提供することにある。本発明の他の目的は、給油時に、燃料タンクに給油される燃料の性状を安定した状態で検出することができるようにした作業機械の燃料性状検出装置を提供することにある。本発明の更なる目的は、後述する実施形態の記載から明らかになるであろう。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一つの側面に従う作業機械の燃料性状検出装置は、作業機械のエンジンに供給される燃料の性状を検出する燃料性状検出装置であって、燃料タンクには、流入する燃料の一部を収容するための測定室を設け、燃料の性状を検出して検出信号を出力する燃料性状検出手段を測定室に設けたことを特徴とする。
【０００８】
好適な実施形態では、測定室は、有底筒状の本体と、該本体の開口面に設けられた給油口と、本体の側面に設けられ、給油口から流入した燃料を燃料タンク内に流出させるための流出口と、を備える。
【０００９】
好適な実施形態では、本体の底部には、本体内に収容された燃料を燃料タンク内に排出するためのドレイン穴を設ける。
【００１０】
好適な実施形態では、燃料性状検出手段は、流出口とドレイン穴との間に位置して、本体に取り付けられている。
【００１１】
好適な実施形態では、燃料性状検出手段は、燃料タンクへの給油時に設定される測定時期が到来した場合に、測定室内に収容された燃料の性状を検出する。
【００１２】
好適な実施形態では、測定時期は、燃料タンクへの給油が開始される給油開始時期、または、燃料タンクへの給油が終了した給油終了時期のいずれかである。
【００１３】
好適な実施形態では、給油口を施蓋する給油キャップの開閉状態を検出するためのキャップ開閉検出手段を設け、このキャップ開閉検出手段からの信号に基づいて測定時期の到来が検出される。
【００１４】
好適な実施形態では、開閉検出手段は、給油キャップが施蓋されているか否かを非接触で検出する。
【００１５】
好適な実施形態では、給油口の近傍には、給油ノズルが給油口に挿入されたか否かを検出するためのノズル検出手段を設け、このノズル検出手段が給油ノズルを検出した場合に、測定時期の到来が検出される。
【００１６】
好適な実施形態では、燃料タンク内の燃料残量を検出するための燃料残量検出手段を設け、この燃料残量検出手段が燃料タンク内の燃料残量の増加を検出した場合に、測定時期の到来が検出される。
【００１７】
好適な実施形態では、給油口を施蓋する給油キャップの開閉状態を検出するためのキャップ開閉検出手段を設け、このキャップ開閉検出手段によって給油キャップの取り外し状態及び取付状態がそれぞれ検出された場合であって、かつ、エンジンが始動された場合に、測定時期の到来が検出される。
【００１８】
好適な実施形態では、給油口を施蓋する給油キャップの開閉状態を検出するためのキャップ開閉検出手段と、燃料タンク内の燃料残量を検出するための燃料残量検出手段とを設け、キャップ開閉検出手段によって給油キャップの取り外し状態及び取付状態がそれぞれ検出された場合であって、かつ、燃料残量検出手段が燃料タンク内の燃料残量の増加を検出した場合に、測定時期の到来が検出される。
【００１９】
好適な実施形態では、燃料性状検出手段が燃料の存在を検出した場合に、測定時期の到来が検出される。
【００２０】
好適な実施形態では、燃料性状検出手段は、光線の屈折率に基づいて燃料の性状を検出する光学式燃料性状検出手段として構成されており、屈折率の変化によって燃料の存在を検出した場合に、燃料の性状を検出する。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、給油時に、燃料の性状を検出することができる。これにより、検出対象の燃料が燃料タンク内の既存燃料と混じり合ってから検出する場合よりも、燃料の性状を精度良く検出することができる。
【００２２】
本発明によれば、給油時の燃料の一部を収容する測定室を設け、この測定室に燃料性状検出手段を設けるため、燃料タンク内に落下する燃料の性状を直接検出する場合よりも、より安定した状態で燃料の性状を検出することができる。
【００２３】
本発明によれば、測定室内の燃料を燃料タンク内に排出させるためのドレイン穴を設けるため、燃料性状の検出が終了した後で、測定室内の燃料を燃料タンク内に排出して、燃料を無駄なく利用することができる。
【００２４】
本発明によれば、測定室の流出口とドレイン穴との間に燃料性状検出手段を設けるため、測定室内に一時的に滞留する燃料の性状を安定した状態で検出することができる。
【００２５】
本発明によれば、給油キャップの開閉状態を検出するためのキャップ開閉検出手段を設け、キャップ開閉検出手段からの信号に基づいて測定時期の到来を検出するため、燃料タンクへの給油時を検出することができる。
【００２６】
本発明に寄れば、燃料性状検出手段が燃料の存在を検出した場合に、燃料の性状を検出するため、測定時期の到来と燃料性状の検出との両方を単一の燃料性状検出手段によって行うことができ、構成を簡素化して低コストに製造可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
以下、図を参照しながら、本発明の実施形態を詳細に説明する。本実施形態に係る作業機械の燃料性状測定装置は、例えば、ホイールローダやトラック等のような作業機械に適用される。本実施形態の燃料性状測定装置は、以下に述べるように、給油時の燃料の一部を一時的に貯蔵し、測定環境を整えてから、給油された燃料の性状を検出する。
【実施例１】
【００２８】
本発明の第１実施例を説明する。図１は、燃料性状検出装置の全体構成を示す説明図である。燃料性状検出装置は、例えば、コントローラ１００と、測定室部材２００と、燃料性状検出センサ１４０と、給油キャップセンサ１４１と、燃料残量センサ１４２及び温度センサ１４３とを備えて構成される。
【００２９】
コントローラ１００は、エンジン１１０の作動を制御したり、作業機械の備える各種作業機の動作を制御するものである。これに代えて、燃料性状の判別だけを行う専用のコントローラとして構成してもよい。コントローラ１００には、各センサ１４０〜１４３からの信号が入力される。コントローラ１００は、燃料性状の測定データ及び／または燃料の判別結果を外部装置に出力することができる。外部装置としては、例えば、コントローラ１００と通信ネットワークを介して接続された管理サーバ、コントローラ１００に接続されたプリンタまたはディスプレイ装置、コントローラ１００に接続された警報装置等を挙げることができる。
【００３０】
エンジン１１０は、例えば、エンジン本体１１１と、燃料噴射装置１１２と、エンジンスタータ１１３とを備える。燃料噴射装置１１２は、燃料タンク１５０から燃料供給配管１２０を介して供給された燃料を、エンジン本体１１１に噴射する。燃料ポンプ１３０は、燃料タンク１５０内の燃料を吸引して燃料供給配管１２０に吐出することにより、燃料噴射装置１１２に燃料を供給する。燃料供給配管１２０には、燃料中の異物や水分を除去するための燃料フィルタ１２１が設けられている。
【００３１】
次に、各センサ１４０〜１４３について説明する。燃料性状検出センサ１４０は、燃料の性状を検出して信号を出力するセンサである。燃料性状検出センサ１４０は、例えば、比重、屈折率、密度等のような燃料の有する物理的性質に基づいて、燃料の性質や状態を検出する。燃料性状検出センサ１４０からの検出信号によって、燃料タンク１５０に給油された燃料が軽油であるか否かを判別する。
【００３２】
給油キャップセンサ１４１は、燃料タンク１５０の給油キャップ２０６（図５参照）が装着されているか否かを検出するものである。給油キャップセンサ１４１の構成は図５と共に後述する。
【００３３】
燃料残量センサ１４２は、燃料タンク１５０内の燃料の量を検出して信号を出力するものである。燃料タンク１５０内には、燃料タンク１５０内の燃料の液面Ｈ１，Ｈ２に従って上下に変位するフロート１４２Ａが設けられている。フロート１４２Ａの変位量は、燃料残量センサ１４２により燃料残量に変換される。図中の液面Ｈ１は給油直前の状態を示し、Ｈ２は給油中の状態を示す。なお、燃料残量の検出方法は、上述のフロート式に限らない。例えば、光センサや超音波センサ等で燃料の液面位置を測定する構成や他の構成も採用できる。
【００３４】
温度センサ１４３は、例えば、燃料温度を検出して信号を出力するものである。これに代えて、エンジン冷却水温や外気温度を検出する構成でもよい。燃料性状検出センサ１４０の検出信号が温度依存性を有する場合、温度センサ１４３が設けられる。燃料性状検出センサ１４０と温度センサ１４３とを一体的に構成してもよい。例えば、燃料性状検出センサ１４０に、サーミスタや熱電対、または白金測温抵抗体等の温度センサ１４３を内蔵させる構成でもよい。なお、温度に依存しない物性値を利用する場合は、温度補正を行う必要はない。
【００３５】
次に、燃料タンク１５０及び燃料性状を測定するための測定室部材２００の構成を説明する。燃料タンク１５０の上部には、給油口２０５を備える測定室部材２００が設けられている。給油口２０５は、通常時には給油キャップ２０６により施蓋されている。給油時には、給油キャップ２０６を取り外して、給油ノズル３００を給油口２０５に挿入することにより、燃料タンク１５０内に燃料を補給できるようになっている。給油キャップ２０６によって給油口２０５が施蓋されているか否かは、給油キャップセンサ１４１により検出される。
【００３６】
測定室部材２００は、給油時の燃料の一部を一時的に貯蔵することにより、燃料性状検出センサ１４０に燃料性状の測定環境を与えるものである。即ち、測定室部材２００は、給油時の燃料の一部を測定用試料として一時的に滞留させることにより、給油ノズル３００から燃料タンク１５０内に落下する燃料を直接検出する場合よりも安定した測定環境を作り出す。測定室部材２００には、ストレーナ２１０を一体的にまたは着脱可能に設けることができる。
【００３７】
測定室部材２００の構成を図２〜図４を参照しながら説明する。測定室部材２００は、例えば、有底筒状の本体２０１と、本体２０１の側面に設けられた流出口２０２と、本体２０１の底部２０３に設けられたドレイン穴２０４と、本体２０１の上部に設けられた給油口２０５と、を備えて構成される。
【００３８】
本体２０１は、本実施例においては、図３の横断面図にも示すように、円形の横断面を有する円筒状に形成される。しかし、これに限らず、本体２０１を、三角形や四角形または５角形以上の横断面を有する角筒状に形成してもよい。
【００３９】
本体２０１の側面には、流出口２０２の位置と直交する位置に、燃料性状検出センサ１４０が取り付けられている。なお、燃料性状検出センサ１４０と流出口２０２とを対向させて設ける構成でもよい。
【００４０】
ドレイン穴２０４は、例えば、燃料性状検出センサ１４０側寄りに位置して、底部２０３に設けられている。これに限らず、ドレイン穴２０４を燃料性状検出センサ１４０から離して設ける構成でもよい。流出口２０２の下部とドレイン穴２０４との間には、図４の盾断面図にも示すように、測定空間２０７が形成されている。測定空間２０７には、給油終了時において、給油された燃料の一部が短時間だけ滞留する。燃料性状検出センサ１４０は、測定空間２０７に臨むようにして、本体２０１の側面に取り付けられる。
【００４１】
給油時には、給油キャップ２０６が取り外されて、給油ノズル３００が給油口２０５に挿入される。給油ノズル３００から噴射された燃料は、その大部分が流出口２０２から流出し、燃料タンク１５０内に落下する。給油ノズル３００から噴射された燃料の一部は、給油完了後も短時間だけ測定空間２０７内に滞留する。
【００４２】
測定空間２０７内に燃料が滞留する時間は、ドレイン穴２０４の面積によって調節することができる。ドレイン穴２０４の面積を大きく設定すれば、測定空間２０７内の燃料を速やかに燃料タンク１５０に排出させることができる。しかし、この場合、給油完了後に燃料性状を測定可能な時間は短くなる。ドレイン穴の面積を小さく設定すれば、給油完了後も測定空間２０７内に燃料を比較的長時間滞留させておくことができる。
【００４３】
図５は、給油キャップセンサ１４１を誘導型センサ１４１Ａとして構成した場合の模式図である。以下、図５の説明においては、給油キャップセンサ１４１を、誘導型のノズル検出センサ１４１Ａとして説明する。
【００４４】
ノズル検出センサ１４１Ａは、例えば、検出コイル１４１Ａ１と、発振回路１４１Ａ２と、発振状態検出回路１４１Ａ３及び出力回路１４１Ａ４とを備えて構成される。検出コイル１４１Ａ１は、給油口２０５の外周側を取り囲むようにして、本体２０１の周面に巻回されている。発振回路１４１Ａ２は、検出コイル１４１Ａ１に結合されており、検出コイル１４１Ａ１を介して高周波磁界を生成させる。発振状態検出回路１４１Ａ３は、発振回路１４１Ａ２に接続されており、発振の停止または減衰を検出する。出力回路１４１Ａ４は、発振状態検出回路１４１Ａ３に接続されており、発振の停止または減衰が検出されると、コントローラ１００にオンオフ信号を出力する。
【００４５】
誘導型のノズル検出センサ１４１Ａの動作を説明する。少なくとも先端側に金属部分を有する給油ノズル３００が給油口２０５内に挿入されると、電磁誘導作用により、給油ノズル３００の金属部分に誘導電流が流れて熱損失を生じる。これにより、発振状態が停止または減衰する。発振状態が停止または減衰すると、出力回路１４１Ａ４は、信号をコントローラ１００に出力する。従って、給油ノズル３００が給油口２０５に挿入された場合、この給油ノズル３００の挿入を検出することができ、給油作業の開始を検出できる。なお、以上の説明は一例であって、本発明はこれに限定されない。給油ノズル３００が給油口に挿入されたことを検出可能な他の種類のセンサでもよい。
【００４６】
次に、図６のフローチャートに基づいて、燃料性状の測定処理を説明する。コントローラ１００は、給油キャップセンサ１４１によって、給油ノズル３００が給油口２０５に挿入されたことを検出すると（S1:YES）、燃料残量センサ１４２の信号に基づいて、燃料残量が増加しているか否かを判定する（Ｓ２）。
【００４７】
燃料残量が増加している場合（S2:YES）、コントローラ１００は、給油ノズル３００によって給油が開始されたものと判断する。そして、コントローラ１００は、給油キャップセンサ１４１によって、給油ノズル３００が給油口２０５から引き抜かれたか否かを判断する（Ｓ３）。
【００４８】
燃料残量が増加しており（S2:YES）、かつ、給油ノズル３００の存在が検出されなくなくなった場合（S3:NO）、コントローラ１００は、給油作業が終了したものと判断し、燃料性状検出センサ１４０による燃料性状の測定を開始する（Ｓ４）。そして、コントローラ１００は、燃料性状検出センサ１４０からの検出信号を温度補正等することにより、燃料性状の測定結果を出力する（Ｓ５）。
【００４９】
このように構成される本実施例によれば、燃料性状検出センサ１４０が設けられる測定室部材２００を備えるため、給油時の燃料の一部を測定室部材２００内に貯蔵し、貯蔵された燃料の性状を燃料性状検出センサ１４０によって検出することができる。従って、給油ノズル３００から燃料タンク１５０内に落下する燃料の性状を検出する場合に比べて、より安定した測定環境を得ることができ、検出精度を高めることができる。
【００５０】
本実施例では、測定室部材２００にドレイン穴２０４を設けるため、測定室部材２００内に貯蔵された燃料を徐々に燃料タンク１５０内に排出させることができる。これにより、燃料性状を検出するための時間を確保できる。また、性状の検出された燃料を燃料タンク１５０に排出して有効に利用することができる。
【００５１】
本実施例では、流出口２０２とドレイン穴２０４との間の測定空間２０７に臨むようにして燃料性状検出センサ１４０を設ける。従って、燃料性状検出センサ１４０は、測定空間２０７に一時的に貯蔵される燃料について、その性状を検出することができる。
【００５２】
本実施例では、給油ノズル３００の存在と燃料残量の増加によって、給油作業の開始及び終了を判定し、給油作業が終了した場合に、燃料性状を検出する。従って、測定空間２０７に貯蔵された燃料の性状を静的な状態で検出することができ、検出精度を高めることができる。
【００５３】
本実施例では、誘導型センサ１４１Ａを給油キャップセンサ１４１として用い、給油ノズル３００が給油口２０５に挿入されたか否かを非接触で検出する。従って、機械式接点を備えるスイッチを使用する場合よりも、安全性及び耐久性を高めることができる。
【実施例２】
【００５４】
図７に基づいて第２実施例を説明する。以下に述べる各実施例では、前記第１実施例との相違点を中心に説明する。本実施例では、給油キャップセンサ１４１として光電スイッチ１４１Ｂを使用する。
【００５５】
図７は、本実施例による給油キャップセンサ１４１としての光電スイッチ１４１Ｂを示す模式図である。図７に示すように、光電スイッチ１４１Ｂは、例えば、反射型の光電スイッチのように構成される。
【００５６】
光電スイッチ１４１Ｂは、給油キャップ２０６の側面に向けて赤外線等の光を照射し、給油キャップ２０６からの反射光を受光して電気信号に変換する。従って、コントローラ１００は、光電スイッチ１４１Ｂからのオンオフ信号によって、給油キャップ２０６の有無を検出することができる。このように構成される本実施例も前記第１実施例と同様の効果を得る。
【実施例３】
【００５７】
図８に基づいて第３実施例を説明する。本実施例では、給油キャップセンサ１４１として磁気スイッチ１４１Ｃを使用する。
【００５８】
図８は、本実施例による給油キャップセンサ１４１としての磁気スイッチ１４１Ｃを示す模式図である。給油キャップ２０６の側面には、磁石１４１Ｃ１が設けられており、磁石１４１Ｃ１に対向するようにして、ホール素子を内蔵したホールＩＣ１４１Ｃ２が設けられている。
【００５９】
磁気スイッチ１４１Ｃは、磁石１４１Ｃ１の移動による磁界の変化をホールＩＣ１４１Ｃ２によって検出し、検出信号をコントローラ１００に出力する。コントローラ１００は、磁気スイッチ１４１Ｃからの信号に基づいて、給油キャップ２０６の有無を検出することができる。このように構成される本実施例も前記第１実施例と同様の効果を得る。
【実施例４】
【００６０】
図９に基づいて第４実施例を説明する。図９は、本実施例による燃料性状の測定処理を示すフローチャートである。コントローラ１００は、給油口２０５が給油キャップ２０６によって施蓋されたか否かを監視し（Ｓ１０）、給油口２０５が施蓋されると（S10:YES）、エンジン１１０が始動したか否かを判定する（Ｓ１１）。エンジンの始動を検出すると（S11:YES）、コントローラ１００は、燃料性状検出センサ１４０による燃料性状の測定を開始し（Ｓ１２）、その測定結果を出力する（Ｓ１３）。
【００６１】
本実施例では、給油キャップ２０６によって給油口２０５が施蓋され、かつ、エンジン１１０が始動された場合に、給油作業が完了したものと判断して、燃料性状の測定を行うため、前記第１実施例と同様の効果を奏する。但し、給油完了後に、測定空間２０７内の残存燃料がドレイン穴２０４から排出されるよりも前に、エンジン１１０を始動させる場合に有効である。
【実施例５】
【００６２】
図１０に基づいて第５実施例を説明する。図１０は、本実施例による燃料性状の測定処理を示すフローチャートである。コントローラ１００は、給油口２０５が給油キャップ２０６によって施蓋されたか否かを監視している（Ｓ２０）。給油口２０５が施蓋された場合（S20:YES）、コントローラ１００は、燃料残量センサ１４２からの信号に基づいて、燃料残量が増加したか否かを判定する（Ｓ２１）。
【００６３】
給油キャップ２０６が閉められた後で燃料残量が増加した場合（S21:YES）、コントローラ１００は、燃料性状検出センサ１４０による燃料性状の測定を開始し（Ｓ２２）、その測定結果を出力する（Ｓ２３）。このように構成される本実施例も前記第１実施例と同様の効果を得る。
【実施例６】
【００６４】
図１１に基づいて第６実施例を説明する。図１１は、本実施例による燃料性状の測定処理を示すフローチャートである。本実施例では、燃料性状検出センサ１４０が正常に作動しているか否かを診断する。
【００６５】
まず、コントローラ１００は、給油キャップ２０６が給油口２０５から取り外されているか否かを判定する（Ｓ３０）。給油キャップ２０６が取り外された場合（S30:YES）、コントローラ１００は、給油キャップ２０６によって給油口２０５が施蓋されたか否かを判定する（Ｓ３１）。そして、コントローラ１００は、燃料残量センサ１４２からの信号に基づいて、燃料残量が増加したか否かを判定する（Ｓ３２）。
【００６６】
給油口２０５が開閉され、かつ、燃料残量が増加したときは、給油作業が完了して、測定空間２０７に給油時の燃料が滞留している状態であると判断される。そこで、コントローラ１００は、燃料性状検出センサ１４０から信号が出力されているか否かを判定する（Ｓ３３）。
【００６７】
燃料性状検出センサ１４０から信号が出力されている場合（S33:YES）、コントローラ１００は、燃料性状検出センサ１４０が正常に稼働しているものと判定する。従って、コントローラ１００は、燃料性状検出センサ１４０による燃料性状の測定を開始し（Ｓ３４）、その測定結果を出力する（Ｓ３５）。
【００６８】
これに対し、燃料性状検出センサ１４０から信号が出力されていない場合（S33:NO）、コントローラ１００は、燃料性状検出センサ１４０が故障しているか、あるいは、燃料性状検出センサ１４０とコントローラ１００との間の信号線路が断線等している場合であると判断し、エラー処理を行う（Ｓ３６）。エラー処理としては、例えば、燃料性状検出センサ１４０の故障を通知するエラーメッセージの表示等が挙げられる。
【００６９】
このように構成される本実施例では、燃料の性状を検出する前に、燃料性状検出センサ１４０が正常に作動しているか否かを診断するため、信頼性が向上する。
【実施例７】
【００７０】
図１２に基づいて第７実施例を説明する。図１２は、本実施例による燃料性状の測定処理を示すフローチャートである。本実施例では、燃料性状検出センサ１４０の自己診断を省略している。
【００７１】
即ち、コントローラ１００は、給油キャップ２０６が給油口２０５から取り外されているか否かを判定し（Ｓ４０）、給油キャップ２０６が取り外された場合（S40:YES）、燃料残量が増加し始めているかを判定する（Ｓ４１）。
【００７２】
コントローラ１００は、燃料残量の増加を確認した後（S42:YES）、給油キャップ２０６によって給油口２０５が施蓋されたか否かを判定する（Ｓ４２）。給油口２０５が給油キャップ２０６により施蓋された場合（S42:YES）、コントローラ１００は、給油作業が完了したものと判定し、燃料性状検出センサ１４０による燃料性状の測定を開始し（Ｓ４３）、その測定結果を出力する（Ｓ４４）。このように構成される本実施例も前記第１実施例と同様の効果を奏する。
【実施例８】
【００７３】
図１３に基づいて第８実施例を説明する。図１３は、本実施例による燃料性状の測定処理を示すフローチャートである。コントローラ１００は、燃料残量センサ１４２からの信号に基づいて、燃料残量が増加したか否かを判定する（Ｓ６０）。燃料残量が増加した場合（S60:YES）、コントローラ１００は、給油作業が完了したものと判定し、燃料性状検出センサ１４０により測定空間２０７に溜まった燃料の性状を測定する（Ｓ６１）。そして、コントローラ１００は、測定結果を出力する（Ｓ６２）。
【００７４】
このように構成される本実施例も前記第１実施例と同様の効果を得る。これに加えて、本実施例では、燃料残量が増加した場合に給油作業が完了したものと判定して燃料の性状を検出するため、給油キャップセンサ１４１を設ける必要がなく、また、制御構造を簡素化することができる。
【実施例９】
【００７５】
図１４に基づいて第９実施例を説明する。図９は、本実施例による燃料性状の測定処理を示すフローチャートである。本実施例では、燃料性状検出センサ１４０からの信号に基づいて、燃料性状の測定タイミングを判定する。
【００７６】
コントローラ１００は、燃料性状検出センサ１４０から信号が出力されているか否かを判定する（Ｓ７０）。燃料性状検出センサ１４０から信号が出力された場合（S70:YES）、測定空間２０７に燃料が滞留していると考えられる。そこで、コントローラ１００は、燃料性状検出センサ１４０による燃料性状の測定を開始し（Ｓ７１）、その測定結果を出力する（Ｓ７２）。
【００７７】
本実施例及び第６実施例の前提条件として、燃料性状検出センサ１４０は、測定空間２０７に燃料が存在する場合と存在しない場合とで、それぞれ異なるレベルの信号を出力するように構成される。例えば、測定空間２０７に燃料が存在しない場合、燃料性状検出センサ１４０の信号レベルは所定の閾値よりも低く、測定空間２０７に燃料が存在する場合、燃料性状検出センサ１４０の信号レベルは所定の閾値よりも高い。従って、燃料性状検出センサ１４０からの信号に基づいて、燃料の有無を判定することができる。そして、燃料の存在が検出された場合、コントローラ１００は、例えば、燃料性状検出センサ１４０からの信号を複数回読み込んで、温度補正等を行うことにより、燃料の性状を測定し、測定結果を出力する。
【００７８】
このように構成される本実施例も前記第１実施例と同様の効果を得る。これに加えて、本実施例では、燃料性状検出センサ１４０を燃料の有無の検出及び燃料の性状の検出の両方に使用するため、全体構造を簡素化することができ、低コストに製造できる。
【００７９】
なお、上記実施形態は本発明の説明のための例示にすぎず、本発明の範囲をこれのみに限定する趣旨ではない。本発明は、その要旨を逸脱しない範囲で、上記実施形態以外の他の種々の形態で実施することができる。例えば、図１５に示す第１変形例のように、ドレイン穴２０４を底部２０３の中心に配置してもよいし、あるいは、図１６に示す第２変形例のように、ドレイン穴２０４を燃料性状検出センサ１４０と対向する位置に配置してもよい。
【００８０】
また、給油の開始または終了を検出するための給油キャップセンサ１４１として、誘導型のノズル検出センサ、光電スイッチ及び磁気スイッチを例示したが、本発明はこれに限らず、他の種類のセンサを用いることができる。例えば、リードスイッチ、メカニカルスイッチ等を用いてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００８１】
【図１】燃料性状検出装置の全体構成を示す説明図。
【図２】ストレーナを除いた状態の測定室部材の外観斜視図。
【図３】図２中の矢示III-III方向断面図。
【図４】図２中の矢示IV-IV方向断面図。
【図５】給油キャップセンサの一例を示す説明図。
【図６】燃料性状の測定処理を示すフローチャート。
【図７】第２実施例に係る給油キャップセンサの構成を示す説明図。
【図８】第３実施例に係る給油キャップセンサの構成を示す説明図。
【図９】第４実施例に係る燃料性状の測定処理を示すフローチャート。
【図１０】第５実施例に係る燃料性状の測定処理を示すフローチャート。
【図１１】第６実施例に係る燃料性状の測定処理を示すフローチャート。
【図１２】第７実施例に係る燃料性状の測定処理を示すフローチャート。
【図１３】第８実施例に係る燃料性状の測定処理を示すフローチャート。
【図１４】第９実施例に係る燃料性状の測定処理を示すフローチャート。
【図１５】第１変形例に係る測定室部材の外観斜視図。
【図１６】第２変形例に係る測定室部材の外観斜視図。
【符号の説明】
【００８２】
１００：コントローラ、１１０：エンジン、１１１：エンジン本体、１１２：燃料噴射装置、１１３：エンジンスタータ、１２０：燃料供給配管、１２１：燃料フィルタ、１３０：燃料ポンプ、１４０：燃料性状検出センサ、１４１：給油キャップセンサ、１４１Ａ：誘導型のノズル検出センサ、１４１Ａ１：検出コイル、１４１Ａ２：発振回路、１４１Ａ３：発振状態検出回路、１４１Ａ４：出力回路、１４１Ｂ：光電スイッチ、１４１Ｃ…磁気スイッチ、１４１Ｃ１：磁石、１４１Ｃ２：ホールＩＣ、１４２：燃料残量センサ、１４２Ａ：フロート、１４３：温度センサ、１５０：燃料タンク、２００：測定室部材、２０１：本体、２０２：流出口、２０３：底部、２０４：ドレイン穴、２０５：給油口、２０６：給油キャップ、２０７：測定空間、２１０ ストレーナ、３００：給油ノズル
【技術分野】
【０００１】
本発明は、作業機械の燃料性状を検出する装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
作業機械としては、例えば、油圧ショベルやホイールローダ等の各種建設機械や、ダンプトラック等の運搬車両等が知られている。これらの作業機械では、燃料コストを低減するために、ディーゼルエンジンを搭載し、燃料として軽油を使用する。多くの作業機械使用者は正規の軽油を使用しているが、軽油に灯油等の他の燃料を混ぜて不正使用されることもある。これは、軽油よりも灯油等の方が安価なためである。
【０００３】
しかし、近年では、環境問題への対応が社会から強く要請されているため、作業機械メーカー等は、より環境への影響が少なくなるように、ディーゼルエンジンを高度に制御し、主要部品を設計している。このような高度のエンジン制御は、燃料として正規の軽油が使用されることを前提にしている。従って、軽油に比べてオイル含有量の少ない灯油や不純物を含んだ粗悪な燃料が使用されると、予定されたエンジン性能を発揮できない上に、エンジンの燃料噴射系等に損傷を与え、寿命を低下させる可能性がある。
【０００４】
そこで、燃料の性状を検出する技術が提案されている。第１の従来技術としては、エンジンの排気ガスに含まれている硫黄酸化物の量に基づいて、正規の軽油が使用されているか否かを判別する方法が知られている（特許文献１）。第２の従来技術としては、軽油と灯油の比重の相違に基づいて、軽油であるか灯油であるかを判別するようにした技術が知られている（特許文献２）。
【特許文献１】特開２００４−２１９２６９号公報
【特許文献２】実開平２−２０１４６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
前記各文献に記載の従来技術は、燃料タンクに既に給油された燃料の性状を検出するため、正規の燃料と粗悪な燃料の混合物について燃料の性状を検出することになる。従って、燃料タンク内に正規の燃料が残存している状態で、粗悪な燃料が給油されたような場合には、燃料残量に占める粗悪な燃料の割合が低下し、燃料性状の検出精度が低下する。
【０００６】
本発明は、上記の問題に鑑みてなされたもので、その目的は、燃料の性状をより正確に検出することができるようにした作業機械の燃料性状検出装置を提供することにある。本発明の他の目的は、給油時に、燃料タンクに給油される燃料の性状を安定した状態で検出することができるようにした作業機械の燃料性状検出装置を提供することにある。本発明の更なる目的は、後述する実施形態の記載から明らかになるであろう。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一つの側面に従う作業機械の燃料性状検出装置は、作業機械のエンジンに供給される燃料の性状を検出する燃料性状検出装置であって、燃料タンクには、流入する燃料の一部を収容するための測定室を設け、燃料の性状を検出して検出信号を出力する燃料性状検出手段を測定室に設けたことを特徴とする。
【０００８】
好適な実施形態では、測定室は、有底筒状の本体と、該本体の開口面に設けられた給油口と、本体の側面に設けられ、給油口から流入した燃料を燃料タンク内に流出させるための流出口と、を備える。
【０００９】
好適な実施形態では、本体の底部には、本体内に収容された燃料を燃料タンク内に排出するためのドレイン穴を設ける。
【００１０】
好適な実施形態では、燃料性状検出手段は、流出口とドレイン穴との間に位置して、本体に取り付けられている。
【００１１】
好適な実施形態では、燃料性状検出手段は、燃料タンクへの給油時に設定される測定時期が到来した場合に、測定室内に収容された燃料の性状を検出する。
【００１２】
好適な実施形態では、測定時期は、燃料タンクへの給油が開始される給油開始時期、または、燃料タンクへの給油が終了した給油終了時期のいずれかである。
【００１３】
好適な実施形態では、給油口を施蓋する給油キャップの開閉状態を検出するためのキャップ開閉検出手段を設け、このキャップ開閉検出手段からの信号に基づいて測定時期の到来が検出される。
【００１４】
好適な実施形態では、開閉検出手段は、給油キャップが施蓋されているか否かを非接触で検出する。
【００１５】
好適な実施形態では、給油口の近傍には、給油ノズルが給油口に挿入されたか否かを検出するためのノズル検出手段を設け、このノズル検出手段が給油ノズルを検出した場合に、測定時期の到来が検出される。
【００１６】
好適な実施形態では、燃料タンク内の燃料残量を検出するための燃料残量検出手段を設け、この燃料残量検出手段が燃料タンク内の燃料残量の増加を検出した場合に、測定時期の到来が検出される。
【００１７】
好適な実施形態では、給油口を施蓋する給油キャップの開閉状態を検出するためのキャップ開閉検出手段を設け、このキャップ開閉検出手段によって給油キャップの取り外し状態及び取付状態がそれぞれ検出された場合であって、かつ、エンジンが始動された場合に、測定時期の到来が検出される。
【００１８】
好適な実施形態では、給油口を施蓋する給油キャップの開閉状態を検出するためのキャップ開閉検出手段と、燃料タンク内の燃料残量を検出するための燃料残量検出手段とを設け、キャップ開閉検出手段によって給油キャップの取り外し状態及び取付状態がそれぞれ検出された場合であって、かつ、燃料残量検出手段が燃料タンク内の燃料残量の増加を検出した場合に、測定時期の到来が検出される。
【００１９】
好適な実施形態では、燃料性状検出手段が燃料の存在を検出した場合に、測定時期の到来が検出される。
【００２０】
好適な実施形態では、燃料性状検出手段は、光線の屈折率に基づいて燃料の性状を検出する光学式燃料性状検出手段として構成されており、屈折率の変化によって燃料の存在を検出した場合に、燃料の性状を検出する。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、給油時に、燃料の性状を検出することができる。これにより、検出対象の燃料が燃料タンク内の既存燃料と混じり合ってから検出する場合よりも、燃料の性状を精度良く検出することができる。
【００２２】
本発明によれば、給油時の燃料の一部を収容する測定室を設け、この測定室に燃料性状検出手段を設けるため、燃料タンク内に落下する燃料の性状を直接検出する場合よりも、より安定した状態で燃料の性状を検出することができる。
【００２３】
本発明によれば、測定室内の燃料を燃料タンク内に排出させるためのドレイン穴を設けるため、燃料性状の検出が終了した後で、測定室内の燃料を燃料タンク内に排出して、燃料を無駄なく利用することができる。
【００２４】
本発明によれば、測定室の流出口とドレイン穴との間に燃料性状検出手段を設けるため、測定室内に一時的に滞留する燃料の性状を安定した状態で検出することができる。
【００２５】
本発明によれば、給油キャップの開閉状態を検出するためのキャップ開閉検出手段を設け、キャップ開閉検出手段からの信号に基づいて測定時期の到来を検出するため、燃料タンクへの給油時を検出することができる。
【００２６】
本発明に寄れば、燃料性状検出手段が燃料の存在を検出した場合に、燃料の性状を検出するため、測定時期の到来と燃料性状の検出との両方を単一の燃料性状検出手段によって行うことができ、構成を簡素化して低コストに製造可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
以下、図を参照しながら、本発明の実施形態を詳細に説明する。本実施形態に係る作業機械の燃料性状測定装置は、例えば、ホイールローダやトラック等のような作業機械に適用される。本実施形態の燃料性状測定装置は、以下に述べるように、給油時の燃料の一部を一時的に貯蔵し、測定環境を整えてから、給油された燃料の性状を検出する。
【実施例１】
【００２８】
本発明の第１実施例を説明する。図１は、燃料性状検出装置の全体構成を示す説明図である。燃料性状検出装置は、例えば、コントローラ１００と、測定室部材２００と、燃料性状検出センサ１４０と、給油キャップセンサ１４１と、燃料残量センサ１４２及び温度センサ１４３とを備えて構成される。
【００２９】
コントローラ１００は、エンジン１１０の作動を制御したり、作業機械の備える各種作業機の動作を制御するものである。これに代えて、燃料性状の判別だけを行う専用のコントローラとして構成してもよい。コントローラ１００には、各センサ１４０〜１４３からの信号が入力される。コントローラ１００は、燃料性状の測定データ及び／または燃料の判別結果を外部装置に出力することができる。外部装置としては、例えば、コントローラ１００と通信ネットワークを介して接続された管理サーバ、コントローラ１００に接続されたプリンタまたはディスプレイ装置、コントローラ１００に接続された警報装置等を挙げることができる。
【００３０】
エンジン１１０は、例えば、エンジン本体１１１と、燃料噴射装置１１２と、エンジンスタータ１１３とを備える。燃料噴射装置１１２は、燃料タンク１５０から燃料供給配管１２０を介して供給された燃料を、エンジン本体１１１に噴射する。燃料ポンプ１３０は、燃料タンク１５０内の燃料を吸引して燃料供給配管１２０に吐出することにより、燃料噴射装置１１２に燃料を供給する。燃料供給配管１２０には、燃料中の異物や水分を除去するための燃料フィルタ１２１が設けられている。
【００３１】
次に、各センサ１４０〜１４３について説明する。燃料性状検出センサ１４０は、燃料の性状を検出して信号を出力するセンサである。燃料性状検出センサ１４０は、例えば、比重、屈折率、密度等のような燃料の有する物理的性質に基づいて、燃料の性質や状態を検出する。燃料性状検出センサ１４０からの検出信号によって、燃料タンク１５０に給油された燃料が軽油であるか否かを判別する。
【００３２】
給油キャップセンサ１４１は、燃料タンク１５０の給油キャップ２０６（図５参照）が装着されているか否かを検出するものである。給油キャップセンサ１４１の構成は図５と共に後述する。
【００３３】
燃料残量センサ１４２は、燃料タンク１５０内の燃料の量を検出して信号を出力するものである。燃料タンク１５０内には、燃料タンク１５０内の燃料の液面Ｈ１，Ｈ２に従って上下に変位するフロート１４２Ａが設けられている。フロート１４２Ａの変位量は、燃料残量センサ１４２により燃料残量に変換される。図中の液面Ｈ１は給油直前の状態を示し、Ｈ２は給油中の状態を示す。なお、燃料残量の検出方法は、上述のフロート式に限らない。例えば、光センサや超音波センサ等で燃料の液面位置を測定する構成や他の構成も採用できる。
【００３４】
温度センサ１４３は、例えば、燃料温度を検出して信号を出力するものである。これに代えて、エンジン冷却水温や外気温度を検出する構成でもよい。燃料性状検出センサ１４０の検出信号が温度依存性を有する場合、温度センサ１４３が設けられる。燃料性状検出センサ１４０と温度センサ１４３とを一体的に構成してもよい。例えば、燃料性状検出センサ１４０に、サーミスタや熱電対、または白金測温抵抗体等の温度センサ１４３を内蔵させる構成でもよい。なお、温度に依存しない物性値を利用する場合は、温度補正を行う必要はない。
【００３５】
次に、燃料タンク１５０及び燃料性状を測定するための測定室部材２００の構成を説明する。燃料タンク１５０の上部には、給油口２０５を備える測定室部材２００が設けられている。給油口２０５は、通常時には給油キャップ２０６により施蓋されている。給油時には、給油キャップ２０６を取り外して、給油ノズル３００を給油口２０５に挿入することにより、燃料タンク１５０内に燃料を補給できるようになっている。給油キャップ２０６によって給油口２０５が施蓋されているか否かは、給油キャップセンサ１４１により検出される。
【００３６】
測定室部材２００は、給油時の燃料の一部を一時的に貯蔵することにより、燃料性状検出センサ１４０に燃料性状の測定環境を与えるものである。即ち、測定室部材２００は、給油時の燃料の一部を測定用試料として一時的に滞留させることにより、給油ノズル３００から燃料タンク１５０内に落下する燃料を直接検出する場合よりも安定した測定環境を作り出す。測定室部材２００には、ストレーナ２１０を一体的にまたは着脱可能に設けることができる。
【００３７】
測定室部材２００の構成を図２〜図４を参照しながら説明する。測定室部材２００は、例えば、有底筒状の本体２０１と、本体２０１の側面に設けられた流出口２０２と、本体２０１の底部２０３に設けられたドレイン穴２０４と、本体２０１の上部に設けられた給油口２０５と、を備えて構成される。
【００３８】
本体２０１は、本実施例においては、図３の横断面図にも示すように、円形の横断面を有する円筒状に形成される。しかし、これに限らず、本体２０１を、三角形や四角形または５角形以上の横断面を有する角筒状に形成してもよい。
【００３９】
本体２０１の側面には、流出口２０２の位置と直交する位置に、燃料性状検出センサ１４０が取り付けられている。なお、燃料性状検出センサ１４０と流出口２０２とを対向させて設ける構成でもよい。
【００４０】
ドレイン穴２０４は、例えば、燃料性状検出センサ１４０側寄りに位置して、底部２０３に設けられている。これに限らず、ドレイン穴２０４を燃料性状検出センサ１４０から離して設ける構成でもよい。流出口２０２の下部とドレイン穴２０４との間には、図４の盾断面図にも示すように、測定空間２０７が形成されている。測定空間２０７には、給油終了時において、給油された燃料の一部が短時間だけ滞留する。燃料性状検出センサ１４０は、測定空間２０７に臨むようにして、本体２０１の側面に取り付けられる。
【００４１】
給油時には、給油キャップ２０６が取り外されて、給油ノズル３００が給油口２０５に挿入される。給油ノズル３００から噴射された燃料は、その大部分が流出口２０２から流出し、燃料タンク１５０内に落下する。給油ノズル３００から噴射された燃料の一部は、給油完了後も短時間だけ測定空間２０７内に滞留する。
【００４２】
測定空間２０７内に燃料が滞留する時間は、ドレイン穴２０４の面積によって調節することができる。ドレイン穴２０４の面積を大きく設定すれば、測定空間２０７内の燃料を速やかに燃料タンク１５０に排出させることができる。しかし、この場合、給油完了後に燃料性状を測定可能な時間は短くなる。ドレイン穴の面積を小さく設定すれば、給油完了後も測定空間２０７内に燃料を比較的長時間滞留させておくことができる。
【００４３】
図５は、給油キャップセンサ１４１を誘導型センサ１４１Ａとして構成した場合の模式図である。以下、図５の説明においては、給油キャップセンサ１４１を、誘導型のノズル検出センサ１４１Ａとして説明する。
【００４４】
ノズル検出センサ１４１Ａは、例えば、検出コイル１４１Ａ１と、発振回路１４１Ａ２と、発振状態検出回路１４１Ａ３及び出力回路１４１Ａ４とを備えて構成される。検出コイル１４１Ａ１は、給油口２０５の外周側を取り囲むようにして、本体２０１の周面に巻回されている。発振回路１４１Ａ２は、検出コイル１４１Ａ１に結合されており、検出コイル１４１Ａ１を介して高周波磁界を生成させる。発振状態検出回路１４１Ａ３は、発振回路１４１Ａ２に接続されており、発振の停止または減衰を検出する。出力回路１４１Ａ４は、発振状態検出回路１４１Ａ３に接続されており、発振の停止または減衰が検出されると、コントローラ１００にオンオフ信号を出力する。
【００４５】
誘導型のノズル検出センサ１４１Ａの動作を説明する。少なくとも先端側に金属部分を有する給油ノズル３００が給油口２０５内に挿入されると、電磁誘導作用により、給油ノズル３００の金属部分に誘導電流が流れて熱損失を生じる。これにより、発振状態が停止または減衰する。発振状態が停止または減衰すると、出力回路１４１Ａ４は、信号をコントローラ１００に出力する。従って、給油ノズル３００が給油口２０５に挿入された場合、この給油ノズル３００の挿入を検出することができ、給油作業の開始を検出できる。なお、以上の説明は一例であって、本発明はこれに限定されない。給油ノズル３００が給油口に挿入されたことを検出可能な他の種類のセンサでもよい。
【００４６】
次に、図６のフローチャートに基づいて、燃料性状の測定処理を説明する。コントローラ１００は、給油キャップセンサ１４１によって、給油ノズル３００が給油口２０５に挿入されたことを検出すると（S1:YES）、燃料残量センサ１４２の信号に基づいて、燃料残量が増加しているか否かを判定する（Ｓ２）。
【００４７】
燃料残量が増加している場合（S2:YES）、コントローラ１００は、給油ノズル３００によって給油が開始されたものと判断する。そして、コントローラ１００は、給油キャップセンサ１４１によって、給油ノズル３００が給油口２０５から引き抜かれたか否かを判断する（Ｓ３）。
【００４８】
燃料残量が増加しており（S2:YES）、かつ、給油ノズル３００の存在が検出されなくなくなった場合（S3:NO）、コントローラ１００は、給油作業が終了したものと判断し、燃料性状検出センサ１４０による燃料性状の測定を開始する（Ｓ４）。そして、コントローラ１００は、燃料性状検出センサ１４０からの検出信号を温度補正等することにより、燃料性状の測定結果を出力する（Ｓ５）。
【００４９】
このように構成される本実施例によれば、燃料性状検出センサ１４０が設けられる測定室部材２００を備えるため、給油時の燃料の一部を測定室部材２００内に貯蔵し、貯蔵された燃料の性状を燃料性状検出センサ１４０によって検出することができる。従って、給油ノズル３００から燃料タンク１５０内に落下する燃料の性状を検出する場合に比べて、より安定した測定環境を得ることができ、検出精度を高めることができる。
【００５０】
本実施例では、測定室部材２００にドレイン穴２０４を設けるため、測定室部材２００内に貯蔵された燃料を徐々に燃料タンク１５０内に排出させることができる。これにより、燃料性状を検出するための時間を確保できる。また、性状の検出された燃料を燃料タンク１５０に排出して有効に利用することができる。
【００５１】
本実施例では、流出口２０２とドレイン穴２０４との間の測定空間２０７に臨むようにして燃料性状検出センサ１４０を設ける。従って、燃料性状検出センサ１４０は、測定空間２０７に一時的に貯蔵される燃料について、その性状を検出することができる。
【００５２】
本実施例では、給油ノズル３００の存在と燃料残量の増加によって、給油作業の開始及び終了を判定し、給油作業が終了した場合に、燃料性状を検出する。従って、測定空間２０７に貯蔵された燃料の性状を静的な状態で検出することができ、検出精度を高めることができる。
【００５３】
本実施例では、誘導型センサ１４１Ａを給油キャップセンサ１４１として用い、給油ノズル３００が給油口２０５に挿入されたか否かを非接触で検出する。従って、機械式接点を備えるスイッチを使用する場合よりも、安全性及び耐久性を高めることができる。
【実施例２】
【００５４】
図７に基づいて第２実施例を説明する。以下に述べる各実施例では、前記第１実施例との相違点を中心に説明する。本実施例では、給油キャップセンサ１４１として光電スイッチ１４１Ｂを使用する。
【００５５】
図７は、本実施例による給油キャップセンサ１４１としての光電スイッチ１４１Ｂを示す模式図である。図７に示すように、光電スイッチ１４１Ｂは、例えば、反射型の光電スイッチのように構成される。
【００５６】
光電スイッチ１４１Ｂは、給油キャップ２０６の側面に向けて赤外線等の光を照射し、給油キャップ２０６からの反射光を受光して電気信号に変換する。従って、コントローラ１００は、光電スイッチ１４１Ｂからのオンオフ信号によって、給油キャップ２０６の有無を検出することができる。このように構成される本実施例も前記第１実施例と同様の効果を得る。
【実施例３】
【００５７】
図８に基づいて第３実施例を説明する。本実施例では、給油キャップセンサ１４１として磁気スイッチ１４１Ｃを使用する。
【００５８】
図８は、本実施例による給油キャップセンサ１４１としての磁気スイッチ１４１Ｃを示す模式図である。給油キャップ２０６の側面には、磁石１４１Ｃ１が設けられており、磁石１４１Ｃ１に対向するようにして、ホール素子を内蔵したホールＩＣ１４１Ｃ２が設けられている。
【００５９】
磁気スイッチ１４１Ｃは、磁石１４１Ｃ１の移動による磁界の変化をホールＩＣ１４１Ｃ２によって検出し、検出信号をコントローラ１００に出力する。コントローラ１００は、磁気スイッチ１４１Ｃからの信号に基づいて、給油キャップ２０６の有無を検出することができる。このように構成される本実施例も前記第１実施例と同様の効果を得る。
【実施例４】
【００６０】
図９に基づいて第４実施例を説明する。図９は、本実施例による燃料性状の測定処理を示すフローチャートである。コントローラ１００は、給油口２０５が給油キャップ２０６によって施蓋されたか否かを監視し（Ｓ１０）、給油口２０５が施蓋されると（S10:YES）、エンジン１１０が始動したか否かを判定する（Ｓ１１）。エンジンの始動を検出すると（S11:YES）、コントローラ１００は、燃料性状検出センサ１４０による燃料性状の測定を開始し（Ｓ１２）、その測定結果を出力する（Ｓ１３）。
【００６１】
本実施例では、給油キャップ２０６によって給油口２０５が施蓋され、かつ、エンジン１１０が始動された場合に、給油作業が完了したものと判断して、燃料性状の測定を行うため、前記第１実施例と同様の効果を奏する。但し、給油完了後に、測定空間２０７内の残存燃料がドレイン穴２０４から排出されるよりも前に、エンジン１１０を始動させる場合に有効である。
【実施例５】
【００６２】
図１０に基づいて第５実施例を説明する。図１０は、本実施例による燃料性状の測定処理を示すフローチャートである。コントローラ１００は、給油口２０５が給油キャップ２０６によって施蓋されたか否かを監視している（Ｓ２０）。給油口２０５が施蓋された場合（S20:YES）、コントローラ１００は、燃料残量センサ１４２からの信号に基づいて、燃料残量が増加したか否かを判定する（Ｓ２１）。
【００６３】
給油キャップ２０６が閉められた後で燃料残量が増加した場合（S21:YES）、コントローラ１００は、燃料性状検出センサ１４０による燃料性状の測定を開始し（Ｓ２２）、その測定結果を出力する（Ｓ２３）。このように構成される本実施例も前記第１実施例と同様の効果を得る。
【実施例６】
【００６４】
図１１に基づいて第６実施例を説明する。図１１は、本実施例による燃料性状の測定処理を示すフローチャートである。本実施例では、燃料性状検出センサ１４０が正常に作動しているか否かを診断する。
【００６５】
まず、コントローラ１００は、給油キャップ２０６が給油口２０５から取り外されているか否かを判定する（Ｓ３０）。給油キャップ２０６が取り外された場合（S30:YES）、コントローラ１００は、給油キャップ２０６によって給油口２０５が施蓋されたか否かを判定する（Ｓ３１）。そして、コントローラ１００は、燃料残量センサ１４２からの信号に基づいて、燃料残量が増加したか否かを判定する（Ｓ３２）。
【００６６】
給油口２０５が開閉され、かつ、燃料残量が増加したときは、給油作業が完了して、測定空間２０７に給油時の燃料が滞留している状態であると判断される。そこで、コントローラ１００は、燃料性状検出センサ１４０から信号が出力されているか否かを判定する（Ｓ３３）。
【００６７】
燃料性状検出センサ１４０から信号が出力されている場合（S33:YES）、コントローラ１００は、燃料性状検出センサ１４０が正常に稼働しているものと判定する。従って、コントローラ１００は、燃料性状検出センサ１４０による燃料性状の測定を開始し（Ｓ３４）、その測定結果を出力する（Ｓ３５）。
【００６８】
これに対し、燃料性状検出センサ１４０から信号が出力されていない場合（S33:NO）、コントローラ１００は、燃料性状検出センサ１４０が故障しているか、あるいは、燃料性状検出センサ１４０とコントローラ１００との間の信号線路が断線等している場合であると判断し、エラー処理を行う（Ｓ３６）。エラー処理としては、例えば、燃料性状検出センサ１４０の故障を通知するエラーメッセージの表示等が挙げられる。
【００６９】
このように構成される本実施例では、燃料の性状を検出する前に、燃料性状検出センサ１４０が正常に作動しているか否かを診断するため、信頼性が向上する。
【実施例７】
【００７０】
図１２に基づいて第７実施例を説明する。図１２は、本実施例による燃料性状の測定処理を示すフローチャートである。本実施例では、燃料性状検出センサ１４０の自己診断を省略している。
【００７１】
即ち、コントローラ１００は、給油キャップ２０６が給油口２０５から取り外されているか否かを判定し（Ｓ４０）、給油キャップ２０６が取り外された場合（S40:YES）、燃料残量が増加し始めているかを判定する（Ｓ４１）。
【００７２】
コントローラ１００は、燃料残量の増加を確認した後（S42:YES）、給油キャップ２０６によって給油口２０５が施蓋されたか否かを判定する（Ｓ４２）。給油口２０５が給油キャップ２０６により施蓋された場合（S42:YES）、コントローラ１００は、給油作業が完了したものと判定し、燃料性状検出センサ１４０による燃料性状の測定を開始し（Ｓ４３）、その測定結果を出力する（Ｓ４４）。このように構成される本実施例も前記第１実施例と同様の効果を奏する。
【実施例８】
【００７３】
図１３に基づいて第８実施例を説明する。図１３は、本実施例による燃料性状の測定処理を示すフローチャートである。コントローラ１００は、燃料残量センサ１４２からの信号に基づいて、燃料残量が増加したか否かを判定する（Ｓ６０）。燃料残量が増加した場合（S60:YES）、コントローラ１００は、給油作業が完了したものと判定し、燃料性状検出センサ１４０により測定空間２０７に溜まった燃料の性状を測定する（Ｓ６１）。そして、コントローラ１００は、測定結果を出力する（Ｓ６２）。
【００７４】
このように構成される本実施例も前記第１実施例と同様の効果を得る。これに加えて、本実施例では、燃料残量が増加した場合に給油作業が完了したものと判定して燃料の性状を検出するため、給油キャップセンサ１４１を設ける必要がなく、また、制御構造を簡素化することができる。
【実施例９】
【００７５】
図１４に基づいて第９実施例を説明する。図９は、本実施例による燃料性状の測定処理を示すフローチャートである。本実施例では、燃料性状検出センサ１４０からの信号に基づいて、燃料性状の測定タイミングを判定する。
【００７６】
コントローラ１００は、燃料性状検出センサ１４０から信号が出力されているか否かを判定する（Ｓ７０）。燃料性状検出センサ１４０から信号が出力された場合（S70:YES）、測定空間２０７に燃料が滞留していると考えられる。そこで、コントローラ１００は、燃料性状検出センサ１４０による燃料性状の測定を開始し（Ｓ７１）、その測定結果を出力する（Ｓ７２）。
【００７７】
本実施例及び第６実施例の前提条件として、燃料性状検出センサ１４０は、測定空間２０７に燃料が存在する場合と存在しない場合とで、それぞれ異なるレベルの信号を出力するように構成される。例えば、測定空間２０７に燃料が存在しない場合、燃料性状検出センサ１４０の信号レベルは所定の閾値よりも低く、測定空間２０７に燃料が存在する場合、燃料性状検出センサ１４０の信号レベルは所定の閾値よりも高い。従って、燃料性状検出センサ１４０からの信号に基づいて、燃料の有無を判定することができる。そして、燃料の存在が検出された場合、コントローラ１００は、例えば、燃料性状検出センサ１４０からの信号を複数回読み込んで、温度補正等を行うことにより、燃料の性状を測定し、測定結果を出力する。
【００７８】
このように構成される本実施例も前記第１実施例と同様の効果を得る。これに加えて、本実施例では、燃料性状検出センサ１４０を燃料の有無の検出及び燃料の性状の検出の両方に使用するため、全体構造を簡素化することができ、低コストに製造できる。
【００７９】
なお、上記実施形態は本発明の説明のための例示にすぎず、本発明の範囲をこれのみに限定する趣旨ではない。本発明は、その要旨を逸脱しない範囲で、上記実施形態以外の他の種々の形態で実施することができる。例えば、図１５に示す第１変形例のように、ドレイン穴２０４を底部２０３の中心に配置してもよいし、あるいは、図１６に示す第２変形例のように、ドレイン穴２０４を燃料性状検出センサ１４０と対向する位置に配置してもよい。
【００８０】
また、給油の開始または終了を検出するための給油キャップセンサ１４１として、誘導型のノズル検出センサ、光電スイッチ及び磁気スイッチを例示したが、本発明はこれに限らず、他の種類のセンサを用いることができる。例えば、リードスイッチ、メカニカルスイッチ等を用いてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００８１】
【図１】燃料性状検出装置の全体構成を示す説明図。
【図２】ストレーナを除いた状態の測定室部材の外観斜視図。
【図３】図２中の矢示III-III方向断面図。
【図４】図２中の矢示IV-IV方向断面図。
【図５】給油キャップセンサの一例を示す説明図。
【図６】燃料性状の測定処理を示すフローチャート。
【図７】第２実施例に係る給油キャップセンサの構成を示す説明図。
【図８】第３実施例に係る給油キャップセンサの構成を示す説明図。
【図９】第４実施例に係る燃料性状の測定処理を示すフローチャート。
【図１０】第５実施例に係る燃料性状の測定処理を示すフローチャート。
【図１１】第６実施例に係る燃料性状の測定処理を示すフローチャート。
【図１２】第７実施例に係る燃料性状の測定処理を示すフローチャート。
【図１３】第８実施例に係る燃料性状の測定処理を示すフローチャート。
【図１４】第９実施例に係る燃料性状の測定処理を示すフローチャート。
【図１５】第１変形例に係る測定室部材の外観斜視図。
【図１６】第２変形例に係る測定室部材の外観斜視図。
【符号の説明】
【００８２】
１００：コントローラ、１１０：エンジン、１１１：エンジン本体、１１２：燃料噴射装置、１１３：エンジンスタータ、１２０：燃料供給配管、１２１：燃料フィルタ、１３０：燃料ポンプ、１４０：燃料性状検出センサ、１４１：給油キャップセンサ、１４１Ａ：誘導型のノズル検出センサ、１４１Ａ１：検出コイル、１４１Ａ２：発振回路、１４１Ａ３：発振状態検出回路、１４１Ａ４：出力回路、１４１Ｂ：光電スイッチ、１４１Ｃ…磁気スイッチ、１４１Ｃ１：磁石、１４１Ｃ２：ホールＩＣ、１４２：燃料残量センサ、１４２Ａ：フロート、１４３：温度センサ、１５０：燃料タンク、２００：測定室部材、２０１：本体、２０２：流出口、２０３：底部、２０４：ドレイン穴、２０５：給油口、２０６：給油キャップ、２０７：測定空間、２１０ ストレーナ、３００：給油ノズル
【特許請求の範囲】
【請求項１】
作業機械のエンジン（１１０）に供給される燃料の性状を検出する燃料性状検出装置であって、
燃料タンク（１５０）には、流入する燃料の一部を収容するための測定室（２００）を設け、
燃料の性状を検出して検出信号を出力する燃料性状検出手段（１４０）を前記測定室に設けたことを特徴とする作業機械の燃料性状検出装置。
【請求項２】
前記測定室（２００）は、有底筒状の本体（２０１）と、該本体（２０１）の開口面に設けられた給油口（２０５）と、前記本体の側面に設けられ、前記給油口から流入した燃料を前記燃料タンク内に流出させるための流出口（２０２）と、を備える請求項１に記載の作業機械の燃料性状検出装置。
【請求項３】
前記本体（２００）の底部（２０３）には、前記本体内に収容された燃料を前記燃料タンク内に排出するためのドレイン穴（２０４）を設けた請求項２に記載の作業機械の燃料性状検出装置。
【請求項４】
前記燃料性状検出手段（１４０）は、前記流出口（２０２）と前記ドレイン穴（２０４）との間に位置して、前記本体（２０１）に取り付けられている請求項３に記載の作業機械の燃料性状検出装置。
【請求項５】
前記燃料性状検出手段（１４０）は、前記燃料タンク（１５０）への給油時に設定される測定時期が到来した場合に、前記測定室（２００）内に収容された燃料の性状を検出する請求項１に記載の作業機械の燃料性状検出装置。
【請求項６】
前記測定時期は、前記燃料タンク（１５０）への給油が開始される給油開始時期、または、前記燃料タンクへの給油が終了した給油終了時期のいずれかである請求項５に記載の作業機械の燃料性状検出装置。
【請求項７】
前記給油口（２０５）を施蓋する給油キャップ（２０６）の開閉状態を検出するためのキャップ開閉検出手段（１４１）を設け、このキャップ開閉検出手段からの信号に基づいて前記測定時期の到来が検出される請求項５に記載の作業機械の燃料性状検出装置。
【請求項８】
前記開閉検出手段（１４１）は、前記給油キャップが施蓋されているか否かを非接触で検出する請求項７に記載の作業機械の燃料性状検出装置。
【請求項９】
前記給油口（２０５）の近傍には、給油ノズル（３００）が前記給油口に挿入されたか否かを検出するためのノズル検出手段（１４１Ａ）を設け、このノズル検出手段が前記給油ノズルを検出した場合に、前記測定時期の到来が検出される請求項５に記載の作業機械の燃料性状検出装置。
【請求項１０】
前記燃料タンク内の燃料残量を検出するための燃料残量検出手段（１４２）を設け、この燃料残量検出手段が前記燃料タンク内の燃料残量の増加を検出した場合に、前記測定時期の到来が検出される請求項５に記載の作業機械の燃料性状検出装置。
【請求項１１】
前記給油口（２０５）を施蓋する給油キャップ（２０６）の開閉状態を検出するためのキャップ開閉検出手段（１４１）を設け、このキャップ開閉検出手段によって前記給油キャップの取り外し状態及び取付状態がそれぞれ検出された場合であって、かつ、前記エンジン（１１０）が始動された場合に、前記測定時期の到来が検出される請求項５に記載の作業機械の燃料性状検出装置。
【請求項１２】
前記給油口（２０５）を施蓋する給油キャップ（２０６）の開閉状態を検出するためのキャップ開閉検出手段と、前記燃料タンク内の燃料残量を検出するための燃料残量検出手段（１４２）とを設け、
前記キャップ開閉検出手段によって前記給油キャップの取り外し状態及び取付状態がそれぞれ検出された場合であって、かつ、前記燃料残量検出手段が前記燃料タンク内の燃料残量の増加を検出した場合に、前記測定時期の到来が検出される請求項５に記載の作業機械の燃料性状検出装置。
【請求項１３】
前記燃料性状検出手段（１４０）が燃料の存在を検出した場合に、前記測定時期の到来が検出される請求項５に記載の作業機械の燃料性状検出装置。
【請求項１４】
前記燃料性状検出手段（１４０）は、光線の屈折率に基づいて燃料の性状を検出する光学式燃料性状検出手段として構成されており、屈折率の変化によって燃料の存在を検出した場合に、燃料の性状を検出するようになっている請求項１３に記載の作業機械の燃料性状検出装置。
【請求項１】
作業機械のエンジン（１１０）に供給される燃料の性状を検出する燃料性状検出装置であって、
燃料タンク（１５０）には、流入する燃料の一部を収容するための測定室（２００）を設け、
燃料の性状を検出して検出信号を出力する燃料性状検出手段（１４０）を前記測定室に設けたことを特徴とする作業機械の燃料性状検出装置。
【請求項２】
前記測定室（２００）は、有底筒状の本体（２０１）と、該本体（２０１）の開口面に設けられた給油口（２０５）と、前記本体の側面に設けられ、前記給油口から流入した燃料を前記燃料タンク内に流出させるための流出口（２０２）と、を備える請求項１に記載の作業機械の燃料性状検出装置。
【請求項３】
前記本体（２００）の底部（２０３）には、前記本体内に収容された燃料を前記燃料タンク内に排出するためのドレイン穴（２０４）を設けた請求項２に記載の作業機械の燃料性状検出装置。
【請求項４】
前記燃料性状検出手段（１４０）は、前記流出口（２０２）と前記ドレイン穴（２０４）との間に位置して、前記本体（２０１）に取り付けられている請求項３に記載の作業機械の燃料性状検出装置。
【請求項５】
前記燃料性状検出手段（１４０）は、前記燃料タンク（１５０）への給油時に設定される測定時期が到来した場合に、前記測定室（２００）内に収容された燃料の性状を検出する請求項１に記載の作業機械の燃料性状検出装置。
【請求項６】
前記測定時期は、前記燃料タンク（１５０）への給油が開始される給油開始時期、または、前記燃料タンクへの給油が終了した給油終了時期のいずれかである請求項５に記載の作業機械の燃料性状検出装置。
【請求項７】
前記給油口（２０５）を施蓋する給油キャップ（２０６）の開閉状態を検出するためのキャップ開閉検出手段（１４１）を設け、このキャップ開閉検出手段からの信号に基づいて前記測定時期の到来が検出される請求項５に記載の作業機械の燃料性状検出装置。
【請求項８】
前記開閉検出手段（１４１）は、前記給油キャップが施蓋されているか否かを非接触で検出する請求項７に記載の作業機械の燃料性状検出装置。
【請求項９】
前記給油口（２０５）の近傍には、給油ノズル（３００）が前記給油口に挿入されたか否かを検出するためのノズル検出手段（１４１Ａ）を設け、このノズル検出手段が前記給油ノズルを検出した場合に、前記測定時期の到来が検出される請求項５に記載の作業機械の燃料性状検出装置。
【請求項１０】
前記燃料タンク内の燃料残量を検出するための燃料残量検出手段（１４２）を設け、この燃料残量検出手段が前記燃料タンク内の燃料残量の増加を検出した場合に、前記測定時期の到来が検出される請求項５に記載の作業機械の燃料性状検出装置。
【請求項１１】
前記給油口（２０５）を施蓋する給油キャップ（２０６）の開閉状態を検出するためのキャップ開閉検出手段（１４１）を設け、このキャップ開閉検出手段によって前記給油キャップの取り外し状態及び取付状態がそれぞれ検出された場合であって、かつ、前記エンジン（１１０）が始動された場合に、前記測定時期の到来が検出される請求項５に記載の作業機械の燃料性状検出装置。
【請求項１２】
前記給油口（２０５）を施蓋する給油キャップ（２０６）の開閉状態を検出するためのキャップ開閉検出手段と、前記燃料タンク内の燃料残量を検出するための燃料残量検出手段（１４２）とを設け、
前記キャップ開閉検出手段によって前記給油キャップの取り外し状態及び取付状態がそれぞれ検出された場合であって、かつ、前記燃料残量検出手段が前記燃料タンク内の燃料残量の増加を検出した場合に、前記測定時期の到来が検出される請求項５に記載の作業機械の燃料性状検出装置。
【請求項１３】
前記燃料性状検出手段（１４０）が燃料の存在を検出した場合に、前記測定時期の到来が検出される請求項５に記載の作業機械の燃料性状検出装置。
【請求項１４】
前記燃料性状検出手段（１４０）は、光線の屈折率に基づいて燃料の性状を検出する光学式燃料性状検出手段として構成されており、屈折率の変化によって燃料の存在を検出した場合に、燃料の性状を検出するようになっている請求項１３に記載の作業機械の燃料性状検出装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【公開番号】特開２００８−１４７４１（Ｐ２００８−１４７４１Ａ）
【公開日】平成２０年１月２４日（２００８．１．２４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−１８５１９７（Ｐ２００６−１８５１９７）
【出願日】平成１８年７月５日（２００６．７．５）
【出願人】（０００００１２３６）株式会社小松製作所 (1,686)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年１月２４日（２００８．１．２４）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年７月５日（２００６．７．５）
【出願人】（０００００１２３６）株式会社小松製作所 (1,686)
【Ｆターム（参考）】
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