燃料性状検出装置
【課題】汚染物質の影響により燃料性状の検出感度が変化することを防止することができる燃料性状検出装置を提供する。
【解決手段】第１発光手段１０１により燃料に光を照射し該光を受光手段１０２により受光して燃料性状を検出する燃料性状検出装置１００において、第１発光手段１０１と燃料との間に設けられ第１発光手段１０１を燃料から保護すると共に光が透過可能な保護手段１０３と、保護手段１０３の燃料との接触面１０３ａに設けられる第１光触媒膜１０７と、第１光触媒膜１０７を活性化する光を発する第２発光手段１０９とを備えることを特徴とする。
【解決手段】第１発光手段１０１により燃料に光を照射し該光を受光手段１０２により受光して燃料性状を検出する燃料性状検出装置１００において、第１発光手段１０１と燃料との間に設けられ第１発光手段１０１を燃料から保護すると共に光が透過可能な保護手段１０３と、保護手段１０３の燃料との接触面１０３ａに設けられる第１光触媒膜１０７と、第１光触媒膜１０７を活性化する光を発する第２発光手段１０９とを備えることを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃料性状検出装置に関し、特に、光学系を用いた燃料性状検出装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、自動車燃料の多様化に対応するために、例えば、ガソリンにエタノール等のアルコールを混合した燃料を使用するフレキシブルフューエル車（ＦＦＶ：Ｆｌｅｘｉｂｌｅ Ｆｕｅｌ Ｖｅｈｉｃｌｅ）が開発されている。このＦＦＶは、アルコールとガソリンを選択的に使用するものや、アルコールとガソリンを所定割合で混合して使用するもの等が知られており、アルコールを使用可能なアルコール対応エンジンを備えている。このような多様な燃料に対応するエンジンでは、例えば、アルコール濃度やベースガソリンの密度などの燃料性状に応じて燃料の発熱量や気化特性が異なることから、一種類の燃料にエンジン運転条件が適合しても、この条件に適合しないような燃料が給油された場合には、適切な運転ができなくなるおそれがある。このため、このようなエンジンでは、燃料の性状を検出する装置を備えるものがある。燃料の性状を検出する装置として、例えば、特許文献１には、透明な樹脂製のセンサケースで反射した発光素子の光を受光素子により受光し、この受光素子の受光量からセンサケース外方に存する液体の比重を計算することで、ディーゼル軽油が重質または軽質といった燃料性状を測定する光学式の燃料性状センサが開示されている。
【０００３】
【特許文献１】特開平５−２６８０７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上述した特許文献１に記載された燃料性状センサでは、例えば、センサケースにおける液体との接触面に汚染物質が付着して光路中に汚染物質が介在すると、この汚染物質により発光素子の光が減衰し、受光素子の受光量にずれが生じてしまうことがあった。この結果、燃料性状の検出感度が変化し、燃料性状を正確に検出することができなくなり、よって、例えば、低温時始動性、運転性（ドライバビリティ）の悪化やエミッション性能の低下などを招き、燃料性状に応じた最適なエンジン制御ができなくなることがあった。
【０００５】
そこで本発明は、汚染物質の影響により燃料性状の検出感度が変化することを防止することができる燃料性状検出装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために、請求項１に係る発明による燃料性状検出装置は、第１発光手段により燃料に光を照射し該光を受光手段により受光して燃料性状を検出する燃料性状検出装置において、前記第１発光手段と前記燃料との間に設けられ前記第１発光手段を前記燃料から保護すると共に前記光が透過可能な保護手段と、前記保護手段の前記燃料との接触面に設けられる第１光触媒膜と、前記第１光触媒膜を活性化する光を発する第２発光手段とを備えることを特徴とする。
【０００７】
請求項２に係る発明による燃料性状検出装置では、前記燃料に照射された光を前記受光手段に向けて反射する反射板と、前記反射板の前記燃料との接触面に設けられる第２光触媒膜とを備えることを特徴とする。
【０００８】
請求項３に係る発明による燃料性状検出装置では、前記第２光触媒膜は、前記第２発光手段が発する光により活性化されることを特徴とする。
【０００９】
請求項４に係る発明による燃料性状検出装置では、前記保護手段は、プリズムにより構成されることを特徴とする。
【００１０】
請求項５に係る発明による燃料性状検出装置では、前記プリズムを通過した光の前記受光手段による受光位置に基づいて前記燃料の屈折率を算出して燃料密度を検出する第１判定手段を備えることを特徴とする。
【００１１】
請求項６に係る発明による燃料性状検出装置では、前記燃料を通過した光の前記受光手段による受光量に基づいて前記燃料の透過率を算出して燃料濃度を検出する第２判定手段を備えることを特徴とする。
【００１２】
請求項７に係る発明による燃料性状検出装置では、少なくともガソリンとアルコールとを含む混合燃料の燃料性状を検出する判定手段を備え、前記判定手段は、前記燃料性状として前記混合燃料中のガソリン密度とアルコール濃度とを検出することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明に係る燃料性状検出装置によれば、保護手段における燃料との接触面に設けられる第１光触媒膜と、第１光触媒膜を活性化する光を発する第２発光手段とを備えるので、汚染物質の影響により燃料性状の検出感度が変化することを防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下に、本発明に係る燃料性状検出装置の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施例によりこの発明が限定されるものではない。また、下記実施例における構成要素には、当業者が置換可能かつ容易なもの、或いは実質的に同一のものが含まれる。
【実施例１】
【００１５】
図１は、本発明の実施例１に係る燃料性状センサの概略断面図、図２は、本発明の実施例１に係る燃料性状センサが適用されたエンジンの模式的断面図、図３は、本発明の実施例１に係る燃料性状センサが検出する燃料の屈折率と密度との関係を示す線図、図４は、本発明の実施例１に係る燃料性状センサの光触媒膜を説明する模式図である。
【００１６】
図２に示すように、実施例１に係る燃料性状検出装置としての燃料性状センサ１００は、例えば、内燃機関に供給される燃料の性状を検出するものである。本実施例の燃料性状センサ１００は、多様燃料車（ＦＦＶ）に搭載されるアルコール対応エンジン１（以下、単に「エンジン１」という。）に適用した場合で説明する。以下、燃料性状センサ１００は、燃料として、ガソリンだけでなく、このガソリンにエタノールを混合した燃料を使用可能とした多様燃料を使用可能な内燃機関としてのエンジン１に適用して説明するが、これに限らず、燃料を用いて駆動する種々の装置の燃料性状検出装置にも適用可能である。
【００１７】
このエンジン１は、乗用車、トラックなどの車両に搭載されるエンジンであり、シリンダボア２に往復運動可能に設けられるピストン３が２往復する間に、吸気行程、圧縮行程、膨張行程及び排気行程からなる一連の４行程を行う、いわゆる４サイクルエンジンである。
【００１８】
エンジン１は、シリンダボア２を往復移動可能なピストン３と、空気と燃料との混合気が燃焼可能であると共にピストン３の移動方向の一方側に設けられる燃焼室４と、ピストン３の移動方向の他方側に設けられる複数のクランク室５を備える。ここで、ピストン３の移動方向は、円筒形状に形成されるシリンダとしてのシリンダボア２の軸線方向である。つまり、ピストン３を挟んでこのシリンダボア２の軸線方向の一方側に燃焼室４、他方側にクランク室５が設けられる。このエンジン１は、シリンダボア２、ピストン３、燃焼室４、クランク室５をそれぞれ複数備える。なお、以下の説明では、複数ある気筒のうちの１つについて説明する。また、シリンダボア２の軸線方向は、燃焼室４の軸線方向と一致する。
【００１９】
さらに、エンジン１は、燃焼室４に連通する吸気ポート６及び排気ポート７と、吸気ポート６内に燃料を噴射することが可能なインジェクタ８と、燃焼室４内の混合気に着火する点火プラグ９と、ピストン３の往復運動に連動して回転可能なクランクシャフト１０を備える。インジェクタ８、点火プラグ９は、制御手段としての電子制御ユニット（ＥＣＵ：Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ、以下単に「ＥＣＵ」という）５０に電気的に接続されている。さらに、エンジン１は、シリンダヘッド１１、シリンダブロック１２及びクランクケース１３を備える。
【００２０】
シリンダヘッド１１は、シリンダブロック１２上に締結され、クランクケース１３は、シリンダブロック１２の下部に締結される。シリンダブロック１２は、内部に上述した円筒形状のシリンダボア２が形成される。このシリンダブロック１２は、複数のシリンダボア２を形成するボア壁面２ａと、複数のクランク室５を形成するクランク室壁面５ａを有し、このボア壁面２ａとクランク室壁面５ａとは、ボア壁面２ａの下端部、クランク室壁面５ａの上端部において連続している。
【００２１】
ピストン３は、このシリンダボア２に上下移動自在に嵌合する。クランク室５は、シリンダボア２に各々連通する。クランクケース１３は、内部に潤滑油（オイル）を貯留する。クランクシャフト１０は、複数のクランク室５を貫通して回転自在に支持される。上述のピストン３は、それぞれコネクティングロッド１４を介してこのクランクシャフト１０に連結される。また、クランクシャフト１０は、その軸周りにカウンタウェイト１５を有する。各ピストン３の往復運動は、コネクティングロッド１４を介してクランクシャフト１０に伝えられ、ここで回転運動に変換されて、エンジン１の出力として取り出される。
【００２２】
燃焼室４は、ピストン３を挟んでクランク室５の反対側に設けられる。この燃焼室４は、複数のシリンダボア２に対応して複数形成され、シリンダヘッド１１の下面としての筒内天井部１１ａ、シリンダボア２のボア壁面２ａ及びピストン３の他方の端面である頂面３ａにより画成される。
【００２３】
この燃焼室４の上部、つまり、シリンダヘッド１１の筒内天井部１１ａに上述した吸気ポート６及び排気ポート７が各々２つずつ形成される。この吸気ポート６及び排気ポート７の開口にはそれぞれ吸気弁１６及び排気弁１７が設けられる。この吸気弁１６及び排気弁１７は、吸気ポート６及び排気ポート７をそれぞれ開閉可能とし、吸気ポート６と燃焼室４、燃焼室４と排気ポート７とをそれぞれ連通することができる。吸気ポート６は、その吸気方向上流側に空気を導入する吸気通路（吸気管）１８が接続され、排気ポート７は、燃焼室４から排気ガスを排出しその排気方向下流側に排気ガスを排出する排気通路（排気管）１９が接続される。
【００２４】
インジェクタ８は、上述したように吸気ポート６内に装着される。そして、各気筒に装着されるインジェクタ８は、デリバリパイプ８ａに連結され、このデリバリパイプ８ａは、燃料供給管８ｂを介して燃料タンクに連結される。各インジェクタ８は、燃料タンクから燃料供給管８ｂ、デリバリパイプ８ａを介して燃料が供給され、吸気ポート６内に燃料噴霧を噴射する。点火プラグ９は、燃焼室４の天井部分、すなわち、シリンダヘッド１１の筒内天井部１１ａの吸気ポート６と排気ポート７の間に装着される。
【００２５】
さらに、このエンジン１は、マイクロコンピュータを中心として構成されるＥＣＵ５０により運転状態に応じて各部の駆動が制御されている。ＥＣＵ５０には、エンジン１の各部を駆動する不図示の駆動回路及び各種センサが接続されており、ＥＣＵ５０は、これらの駆動回路、センサ等との間で信号の入出力を行なう。すなわち、ＥＣＵ５０は、種々のセンサが検出する吸入空気量、吸気温度、吸気圧、スロットル開度、アクセル開度、エンジン回転数、エンジン冷却水温などのエンジン運転状態に基づいて燃料噴射量（燃料噴射時間）、噴射時期、点火時期などを決定し、インジェクタ８及び点火プラグ９を駆動して燃料噴射及び点火を実行する。
【００２６】
このエンジン１では、インジェクタ８から噴射される燃料と吸気通路１８、吸気ポート６を介して吸入される空気とが混合して混合気を形成し、ピストン３がシリンダボア２内を下降することで、燃焼室４内にこの混合気が吸入される（吸気行程）。そして、このピストン３が吸気行程下死点を経てシリンダボア２内を上昇することで混合気が圧縮され（圧縮行程）、ピストン３が圧縮行程上死点付近に近づくと点火プラグ９により混合気に点火され、該混合気が燃焼し、その燃焼圧力によりピストン３を下降させる（膨張行程）。燃焼後の混合気は、ピストン３が膨張行程下死点を経て吸気行程上死点に向かって再び上昇することで排気ポート７、排気通路１９を介して排気ガスとして放出される（排気行程）。このピストン３のシリンダボア２内での往復運動は、コネクティングロッド１４を介してクランクシャフト１０に伝えられ、ここで回転運動に変換され、出力として取り出されると共に、このピストン３は、カウンタウェイト１５、クランクシャフト１０が慣性力によりさらに回転することで、このクランクシャフト１０の回転に伴ってシリンダボア２内を往復する。このクランクシャフト１０が２回転することで、ピストン３はシリンダボア２を２往復し、この間に吸気行程、圧縮行程、膨張行程及び排気行程からなる一連の４行程を行い、燃焼室４内で１回の爆発が行われる。
【００２７】
ところで、本実施例のエンジン１のようにＦＦＶに搭載されるエンジンでは、ガソリンにエタノール等のアルコールを混合した燃料が使用され、例えば、アルコールとガソリンとを選択的に使用したり、アルコールとガソリンとを所定割合で混合して使用したりする。そして、本実施例のエンジン１のように多様な燃料に対応するエンジンでは、例えば、アルコール濃度やベースガソリンの密度などの燃料性状に応じて燃料の発熱量や気化特性が異なることから、一種類の燃料にエンジン運転条件が適合しても、この条件に適合しないような燃料が給油された場合には、例えば、低温時始動性、運転性（ドライバビリティ）の悪化やエミッション性能の低下などを招くおそれがある。このため、このようなエンジン１において最適な運転をするためには、インジェクタ８から吸気ポート６に供給される燃料の性状を正確に検出し、検出した燃料性状に応じて運転を制御することが重要である。
【００２８】
このため、本実施例のエンジン１は、燃料供給管８ｂに燃料性状センサ１００を備えている。本実施例のように、燃料供給管８ｂに燃料性状センサ１００を設ける場合、燃料供給管８ｂの適宜の箇所に燃料性状センサ１００を設ければよいことから、燃料性状センサ１００の設置スペースを容易に確保することができる。
【００２９】
具体的には、燃料性状センサ１００は、図１に示すように、第１発光手段としての発光素子１０１と、受光手段としての受光素子１０２と、保護手段としてのプリズム１０３と、反射板１０４と、第１判定手段としての第１判定部１０５を備える。
【００３０】
発光素子１０１は、燃料に所定の波長（例えば、８００から９００ｎｍ程度）の光を照射するものであり、ここでは発光ダイオードを用いる。受光素子１０２は、発光素子１０１が発した光を受光するものである。受光素子１０２は、第１判定部１０５に電気的に接続されており、受光した光の信号を電気信号に変換し第１判定部１０５に送信する。受光素子１０２は、ここではＰＳＤ（Ｐｏｓｉｔｉｏｎ Ｓｅｎｓｉｔｉｖｅ Ｄｅｔｅｃｔｏｒ；位置検出素子）を用いる。このＰＳＤは、フォトダイオードの表面抵抗を利用しスポット光の位置を検出することができる。発光素子１０１及び受光素子１０２は、外部の電源から電力が供給される。
【００３１】
プリズム１０３は、燃料供給管８ｂの側面が開口した取付部８ｃに嵌装される。このプリズム１０３は、透明ガラスあるいは透明樹脂により円柱状に形成され、一端面に燃料供給管８ｂ内を通過する燃料と接触する接触面１０３ａが形成される一方、他端面には、発光素子１０１、受光素子１０２が設置される設置面１０３ｂが形成される。そして、プリズム１０３の周面には、シール部材（Ｏリング）１０６が嵌装されており、プリズム１０３は、このシール部材１０６により取付部８ｃの内壁との隙間を封止されてこの取付部８ｃに設けられる。上述の発光素子１０１、受光素子１０２は、このプリズム１０３の設置面１０３ｂに燃料の供給方向に並んで設けられている。すなわち、プリズム１０３は、発光素子１０１、受光素子１０２と燃料供給管８ｂ内を通過する燃料との間に設けられる。
【００３２】
そして、プリズム１０３は、発光素子１０１が発した光が透過可能であると共に発光素子１０１、受光素子１０２と燃料供給管８ｂ内を通過する燃料との接触を防止する。すなわち、このプリズム１０３は、発光素子１０１が発した光を導く導光体であると共に発光素子１０１、受光素子１０２を燃料から保護する本発明の保護手段でもある。
【００３３】
反射板１０４は、金属等の反射膜により形成され、燃料供給管８ｂの内壁面において、上述のプリズム１０３の接触面１０３ａと対向するように設けられており、この接触面１０３ａと対向する接触面１０４ａにおいて燃料供給管８ｂ内を通過する燃料と接触している。
【００３４】
そして、この反射板１０４は、発光素子１０１から燃料に照射された光を受光素子１０２に向けて反射する。すなわち、発光素子１０１から燃料に向けて照射された光は、光学面としての設置面１０３ｂを介してプリズム１０３内に入射された後、光学面としての接触面１０３ａから燃料に出射される。そして、接触面１０３ａから出射された光は、燃料中を通って反射板１０４により受光素子１０２に向けて反射され、接触面１０３ａを介して再びプリズム１０３内に入射され、設置面１０３ｂから出射され受光素子１０２により受光される。
【００３５】
このとき、プリズム１０３に入射する光、プリズム１０３から出射する光は、光学面としての接触面１０３ａにて、プリズム１０３の屈折率Ｎ1及び燃料供給管８ｂ内を通過する燃料の屈折率Ｎ2に応じて屈折する。ここで、プリズム１０３の屈折率Ｎ1は、固定された値であるのに対して、燃料供給管８ｂ内を通過する燃料の屈折率Ｎ2は、燃料中のベースガソリンの密度（以下、単に「燃料密度」という）に応じて変化する。すなわち、燃料供給管８ｂ内を通過する燃料の性状として燃料密度が変化すると、燃料の屈折率Ｎ2が変化し、この結果、受光素子１０２により受光される光の受光位置もこれに応じて変化する。さらに、図３に示すように、燃料密度と燃料の屈折率Ｎ2とは、相関関係にあり、屈折率Ｎ2が高い燃料ほど燃料密度が高くなる一方、屈折率Ｎ2が低い燃料ほど燃料密度も低くなる。したがって、受光素子１０２により受光される光の重心位置に応じてこの燃料の屈折率Ｎ2を算出すれば、燃料の性状としての燃料密度を検出することができる。
【００３６】
第１判定部１０５は、上述のＥＣＵ５０に電気的に接続される電子制御回路として構成される。第１判定部１０５は、反射板１０４で反射し、燃料、プリズム１０３を通過した光の受光素子１０２による受光位置に基づいて燃料の屈折率Ｎ2を算出する。ここでは、第１判定部１０５は、受光素子１０２により受光した光の重心位置に基づいて、接触面１０３ａにおける臨界角θを幾何学的に算出し、この臨界角θとプリズム１０３の屈折率Ｎ1に基づいて、［θ＝Ｓｉｎ-1（Ｎ2／Ｎ1）］を用いて燃料の屈折率Ｎ2を算出する。そして、第１判定部１０５は、この燃料の屈折率Ｎ2に応じて、図３に示すような屈折率Ｎ2と燃料密度との関係を示すマップ（不図示の記憶部に記憶）に基づいて燃料の性状としての燃料密度を検出する。第１判定部１０５は、検出結果の出力信号をエンジン１のＥＣＵ５０に送信する。
【００３７】
なお、ここでは、第１判定部１０５は、臨界角θとプリズム１０３の屈折率Ｎ1に基づいて燃料の屈折率Ｎ2を算出するものとして説明したが、これに限らず、例えば、受光素子１０２による受光位置と屈折率Ｎ2との関係を示すマップを予め不図示の記憶部等に記憶させておき、このマップに基づいて屈折率Ｎ2を算出してもよいし、受光素子１０２による受光位置と燃料密度との関係を示すマップを予め不図示の記憶部等に記憶させておき、このマップに基づいて直接燃料密度を検出するようにしてもよい。
【００３８】
そして、ＥＣＵ５０は、この第１判定部１０５が検出した燃料密度に基づいて燃料噴射量（燃料噴射時間）、噴射時期、点火時期などを決定し、インジェクタ８及び点火プラグ９を駆動して燃料噴射及び点火を実行する。これにより、低温時始動性、運転性（ドライバビリティ）の向上やエミッション性能の向上など燃料性状に応じた最適なエンジン制御が可能となる。例えば、始動時において燃料密度が高い場合にはガソリンが気化しにくくなる一方、燃料密度が低い場合にはガソリンが気化しやすくなる。このため、本実施例のＥＣＵ５０は、エンジン１の始動時において、第１判定部１０５が検出した燃料の密度が高い場合には燃料噴射量を相対的に多くし、燃料の密度が低い場合には燃料噴射量を相対的に少なくするようにインジェクタ８を制御する。これにより、燃料密度が低い場合に燃料噴射量が多すぎて燃費が悪化したり、未燃燃料が増加してエミッション性能が低下したりすることを防止することができ、また、燃料密度が高い場合に燃料噴射量が少なすぎて失火の原因になることを防止することができる。
【００３９】
ところで、例えば、燃料に直接接しているプリズム１０３の接触面１０３ａに燃料中の不純物質が付着し、発光素子１０１から受光素子１０２までの上記光路中に水垢、油垢状の汚染物質が介在すると、この汚染物質により発光素子１０１の光が減衰し、受光素子１０２での受光量や受光位置にずれが生じてしまうおそれがある。受光素子１０２での受光量や受光位置にずれが生じると、燃料性状の検出感度が変化し、燃料性状を正確に検出することができなくなり、この結果、上述のような低温時始動性や運転性（ドライバビリティ）の悪化やエミッション性能の低下などを招き、燃料性状に応じた最適なエンジン制御ができなくなるおそれがある。
【００４０】
そこで、本実施例の燃料性状センサ１００では、図１に示すように、プリズム１０３の接触面１０３ａに第１光触媒膜としてのプリズム側光触媒膜１０７を設けることで、汚染物質の影響による燃料性状の検出感度変化の防止を図っている。さらに、本実施例の燃料性状センサ１００では、反射板１０４の接触面１０４ａに第２光触媒膜としての反射板側光触媒膜１０８が設けられる。
【００４１】
プリズム側光触媒膜１０７は、プリズム１０３において燃料供給管８ｂ内を通過する燃料と接触する面、すなわち、接触面１０３ａの全面に成膜される。同様に、反射板側光触媒膜１０８は、反射板１０４において燃料供給管８ｂ内を通過する燃料と接触する面、すなわち、接触面１０４ａの全面に成膜される。
【００４２】
プリズム側光触媒膜１０７及び反射板側光触媒膜１０８は、光を吸収することで触媒作用を示す物質、例えば、チタニア（酸化チタン；ＴｉＯ2）、パラジウム（Ｐｄ）、プラチナ（Ｐｔ）、フロロシリコン系の光触媒膜を用いることができる。本実施例のプリズム側光触媒膜１０７及び反射板側光触媒膜１０８は、膜厚が数μｍ程度のチタニア薄膜を用いる。このチタニア薄膜により形成されるプリズム側光触媒膜１０７及び反射板側光触媒膜１０８は、無色透明であると共に所定波長（およそ３８０ｎｍ以下）の光成分に対して光触媒反応が誘起される。すなわち、図４の模式図に示すように、このチタニア薄膜に光（紫外線）が照射されると、その表面から電子が叩き出される。このとき電子が抜けた孔は、「＋」に帯電した正孔（ホール）として形成される。この正孔は、強い酸化力を有し燃料中のＯＨ-（水酸化物イオン）などから電子を奪う。ここで、電子を奪われたＯＨ-は、非常に不安定な状態、すなわち、安定になろうとする作用が強い状態のＯＨラジカルになる。そして、ＯＨラジカルは、強力な酸化力を有するため、このＯＨラジカル近傍の有機物（汚染物質）から電子を奪い、ＯＨラジカル自身が安定な状態になろうとする。このようにして電子を奪われた有機物は、その結合を分断され最終的に分解される。
【００４３】
そして、燃料性状センサ１００は、このプリズム側光触媒膜１０７及び反射板側光触媒膜１０８を活性化させる第２発光手段としての光触媒活性化用光源１０９を備える。光触媒活性化用光源１０９は、プリズム１０３の設置面１０３ｂに設けられる。さらに具体的には、光触媒活性化用光源１０９は、設置面１０３ｂ上の発光素子１０１と受光素子１０２との間に設けられる。この光触媒活性化用光源１０９は、プリズム側光触媒膜１０７及び反射板側光触媒膜１０８を活性化する光を発するものであり、ここでは、所定波長（およそ３８０から４８０ｎｍ程度）の近紫外線光を発する発光ダイオードを用いる。光触媒活性化用光源１０９は、外部の電源から電力が供給される。
【００４４】
上記のように構成される燃料性状センサ１００では、光触媒活性化用光源１０９は、常に光を照射している。そして、プリズム側光触媒膜１０７及び反射板側光触媒膜１０８は、この光触媒活性化用光源１０９から発せられる光により活性化され光触媒反応を起こす。すると、プリズム１０３の接触面１０３ａ及び反射板１０４の接触面１０４ａに汚染物質が付着する前に分解され、接触面１０３ａ、接触面１０４ａへの汚染物質の付着が未然に抑制される。また、仮にこの接触面１０３ａ、接触面１０４ａに汚染物質が付着したとしてもこの汚染物質をふき取ることなく、最終的には光触媒反応により分解される。
【００４５】
これに対し、発光素子１０１から発せられる燃料性状検出のための光は、上述したように８００から９００ｎｍ程度の波長の光であり、プリズム側光触媒膜１０７及び反射板側光触媒膜１０８を活性化する波長の光ではない。このため、発光素子１０１から発せられた光は、プリズム１０３の接触面１０３ａを通過する際や反射板１０４の接触面１０４ａで反射する際でも、プリズム側光触媒膜１０７、反射板側光触媒膜１０８に吸収されることなく透過、反射することから、燃料性状の検出に影響を及ぼすことはない。
【００４６】
そして、接触面１０３ａ、接触面１０４ａへの汚染物質が抑制されることから、発光素子１０１から受光素子１０２までの上記光路中に汚染物質が介在することが抑制され、受光素子１０２での受光量や受光位置にずれが生じることが防止される。これにより、燃料性状センサ１００における燃料性状の検出感度が変化することが抑制されることから、燃料供給管８ｂ内を通過する燃料の燃料性状を正確に検出することができる。この結果、燃料性状センサ１００を備えるエンジン１は、上述のような低温時始動性や運転性（ドライバビリティ）の向上やエミッション性能の向上など燃料性状に応じた最適なエンジン制御を正確に実行することができる。
【００４７】
以上で説明した本発明の実施例に係る燃料性状センサ１００によれば、発光素子１０１により燃料に光を照射しこの光を受光素子１０２により受光して燃料性状を検出する燃料性状センサ１００において、発光素子１０１と燃料との間に設けられ発光素子１０１を燃料から保護すると共に光が透過可能な保護手段としてのプリズム１０３と、プリズム１０３の燃料との接触面１０３ａに設けられるプリズム側光触媒膜１０７と、プリズム側光触媒膜１０７を活性化する光を発する光触媒活性化用光源１０９とを備える。
【００４８】
したがって、光が透過可能なプリズム１０３の接触面１０３ａにプリズム側光触媒膜１０７を成膜し、このプリズム側光触媒膜１０７を活性化する光触媒活性化用光源１０９を設けたことから、プリズム１０３により発光素子１０１と燃料との接触を防止することができると共に光触媒活性化用光源１０９が発する光により接触面１０３ａに設けられたプリズム側光触媒膜１０７が活性化され光触媒反応を起こすので、接触面１０３ａへの汚染物質の付着を抑制することができ、これにより、汚染物質の影響により燃料性状の検出感度が変化することを防止することができる。
【００４９】
さらに、以上で説明した本発明の実施例に係る燃料性状センサ１００によれば、燃料に照射された光を受光素子１０２に向けて反射する反射板１０４と、反射板１０４の燃料との接触面１０４ａに設けられる反射板側光触媒膜１０８とを備える。したがって、光を反射する反射板１０４の接触面１０４ａに反射板側光触媒膜１０８を成膜し、この反射板側光触媒膜１０８が活性化され光触媒反応を起こすことで、接触面１０４ａへの汚染物質の付着を抑制することができ、これにより、汚染物質の影響により燃料性状の検出感度が変化することをより確実に防止することができる。
【００５０】
さらに、以上で説明した本発明の実施例に係る燃料性状センサ１００によれば、反射板側光触媒膜１０８は、光触媒活性化用光源１０９が発する光により活性化される。したがって、反射板側光触媒膜１０８の活性化用の光源を新たに設けることなく、プリズム側光触媒膜１０７を活性化させる光源を兼用することができるので、燃料性状センサ１００の構成をよりコンパクトにすることができる。
【００５１】
さらに、以上で説明した本発明の実施例に係る燃料性状センサ１００によれば、本発明の保護手段は、プリズム１０３により構成される。したがって、プリズム１０３により発光素子１０１を燃料から保護した上で、このプリズム１０３を燃料性状を検出するための光学系として用いることができるので、燃料性状センサ１００の構成をよりコンパクトにすることができる。
【００５２】
さらに、以上で説明した本発明の実施例に係る燃料性状センサ１００によれば、プリズム１０３を通過した光の受光素子１０２による受光位置に基づいて燃料の屈折率を算出して燃料密度を検出する第１判定部１０５を備える。したがって、燃料密度と燃料の屈折率Ｎ2とは相関関係にあることから、受光素子１０２により受光される光の重心位置に応じてこの燃料の屈折率Ｎ2を算出し、燃料の性状としての燃料密度を検出することができる。そして、この燃料性状センサ１００では、プリズム側光触媒膜１０７、反射板側光触媒膜１０８により汚染物質の影響を排除して燃料密度を検出することから、より正確な燃料密度を検出することができる。この結果、この正確な燃料密度に基づいてエンジン１をより最適に制御することができる。
【実施例２】
【００５３】
図５は、本発明の実施例２に係る燃料性状センサの概略断面図、図６は、本発明の実施例２に係る燃料性状センサが検出する燃料の透過率について説明するための線図である。実施例２に係る燃料性状検出装置は、実施例１に係る燃料性状検出装置と略同様の構成であるが、燃料性状として燃料密度に代えて燃料濃度を検出する点で実施例１に係る燃料性状検出装置とは異なる。その他、上述した実施例と共通する構成、作用、効果については、重複した説明はできるだけ省略するとともに、同一の符号を付す。
【００５４】
実施例２に係る転がり燃料性状検出装置としての燃料性状センサ２００は、図５に示すように、実施例１のプリズム１０３（図１参照）と反射板１０４（図１参照）に代えて、保護手段としての透明部材２０３、２０４を備える。さらに、燃料性状センサ２００は、実施例１の第１判定部１０５（図１参照）に代えて、第２判定手段としての第２判定部２０５を備える。
【００５５】
具体的には、燃料性状センサ２００は、図５に示すように、第１発光手段としての発光素子２０１と、受光手段としての受光素子２０２と、保護手段としての透明部材２０３、２０４と、第２判定手段としての第２判定部２０５を備える。
【００５６】
発光素子２０１は、燃料に所定の波長（ここでは、１６００から１７００ｎｍ程度）の光を照射するものであり、ここでは発光ダイオードを用いる。受光素子２０２は、発光素子２０１が発した光を受光するものである。受光素子２０２は、第２判定部２０５に電気的に接続されており、受光した光の信号を電気信号に変換し第２判定部２０５に送信する。受光素子２０２は、ここでは受光量を検出するフォトダイオードを用いる。発光素子２０１及び受光素子２０２は、外部の電源から電力が供給される。
【００５７】
透明部材２０３は、燃料供給管８ｂの側面が開口した取付部８ｃに嵌装される。この透明部材２０３は、透明ガラスあるいは透明樹脂により円柱状に形成され、一端面に燃料供給管８ｂ内を通過する燃料と接触する接触面２０３ａが形成される一方、他端面には、発光素子２０１が設置される設置面２０３ｂが形成される。そして、透明部材２０３の周面は、シール部材１０６により封止されている。発光素子２０１は、この透明部材２０３の設置面２０３ｂに設けられている。すなわち、透明部材２０３は、発光素子２０１と燃料供給管８ｂ内を通過する燃料との間に設けられる。透明部材２０３は、発光素子２０１が発した光が透過可能であると共に発光素子２０１と燃料供給管８ｂ内を通過する燃料との接触を防止する。
【００５８】
一方、透明部材２０４は、燃料供給管８ｂにおいて透明部材２０３が取り付けられる取付部８ｃに対向する側面が開口した取付部８ｃに嵌装される。そして、透明部材２０４は、透明部材２０３と同様に、一端面に燃料供給管８ｂ内を通過する燃料と接触する接触面２０４ａが形成される一方、他端面には、受光素子２０２が設置される設置面２０４ｂが形成される。そして、透明部材２０４の周面は、シール部材１０６により封止されている。受光素子２０２は、この透明部材２０４の設置面２０４ｂに設けられている。すなわち、透明部材２０４は、受光素子２０２と燃料供給管８ｂ内を通過する燃料との間に設けられる。透明部材２０４は、発光素子２０１が発した光が透過可能であると共に受光素子２０２と燃料供給管８ｂ内を通過する燃料との接触を防止する。また、透明部材２０４の接触面２０４ａは、透明部材２０３の接触面２０３ａと対向している。
【００５９】
発光素子２０１から燃料に向けて照射された光は、設置面２０３ｂを介して透明部材２０３内に入射された後、接触面２０３ａから燃料に出射される。そして、接触面２０３ａから出射された光は、燃料中を通って接触面２０４ａを介して透明部材２０４内に入射され、設置面２０４ｂを介して受光素子２０２により受光される。
【００６０】
このとき、燃料供給管８ｂ内を通過する燃料に入射した所定波長の光は、図６に示すように、燃料中のエタノールのＯＨ基に吸収されこれを励起状態に遷移させる。つまり、発光素子２０１から照射された所定波長の光は、燃料を通り抜ける際に燃料濃度としての燃料中のエタノール濃度に応じたエネルギーに相当する光が吸光される。すなわち、燃料供給管８ｂ内を通過する燃料の性状としてエタノール濃度が変化すると、燃料中のエタノールのＯＨ基による吸光度、言い換えれば、光の透過率が変化し、この結果、受光素子１０２により受光される光の受光量もこれに応じて変化する。そして、燃料エタノール濃度と光の透過率（吸光度）とは相関関係にあり、透過率が高くなるほど吸光された光の量が少ないことから燃料エタノール濃度は低くなる一方、透過率が低くなるほど吸光された光の量が多いことから燃料エタノール濃度は高くなる。したがって、受光素子１０２により受光される光の受光量に応じてこの燃料の透過率を算出すれば、燃料の性状としての燃料エタノール濃度を検出することができる。
【００６１】
なお、発光素子２０１は、燃料に照射する所定波長の光として、ここでは、波長が１６００から１７００ｎｍ程度の光を燃料に照射している。これは、図６に示すように、ＯＨ基に吸光され得る波長（１２００から１８００ｎｍ）の光を燃料に照射すると共に、燃料中に含有される水分の影響を最小限に抑えることができる範囲の波長の光を照射するためである。すなわち、発光素子２０１は、エタノールに対する光の透過率と水分に対する光の透過率とがほぼ等しくなる範囲の波長（１６００から１７００ｎｍ程度）の光を燃料に照射している。これにより、水分による光の吸光の影響を最小限に抑えることができるので、燃料性状センサ２００による燃料性状の検出をより正確に行うことができる。
【００６２】
第２判定部２０５は、上述のＥＣＵ５０に電気的に接続される電子制御回路として構成される。第２判定部２０５は、発光素子２０１から照射され、燃料を通過した光の受光素子２０２による受光量に基づいて燃料の透過率を算出する。そして、第２判定部２０５は、透過率に基づいて燃料エタノール濃度を検出する。第２判定部２０５は、受光量と透過率との関係を示すマップを予め不図示の記憶部等に記憶させておき、このマップに基づいて透過率を算出してもよいし、受光素子２０２による受光量と燃料エタノール濃度との関係を示すマップを予め不図示の記憶部等に記憶させておき、このマップに基づいて直接燃料エタノール濃度を検出するようにしてもよい。そして、第２判定部２０５は、検出結果の出力信号をエンジン１のＥＣＵ５０に送信する。
【００６３】
そして、ＥＣＵ５０は、この第２判定部２０５が検出した燃料エタノール濃度に基づいて燃料噴射量（燃料噴射時間）、噴射時期、点火時期などを決定し、インジェクタ８及び点火プラグ９を駆動して燃料噴射及び点火を実行する。これにより、低温時始動性、運転性（ドライバビリティ）の向上やエミッション性能の向上など燃料性状に応じた最適なエンジン制御が可能となる。エタノールはガソリンに比べて気化潜熱が高く、低温時は蒸発しにくいために混合気の形成が不十分となり易い。このため、本実施例のＥＣＵ５０は、例えば、エンジン１の低温始動時において、第２判定部２０５が検出した燃料エタノール濃度が高い場合には燃料噴射量を相対的に多くしたり点火時期を遅角させたりする一方、燃料エタノール濃度が低い場合には燃料噴射量を相対的に少なくしたり点火時期の遅角をなくしたりするようにインジェクタ８や点火プラグ９を制御する。これにより、エンジン１は、低温始動時においても安定した運転を行うことができる。
【００６４】
そして、本実施例の燃料性状センサ２００では、図５に示すように、透明部材２０３の接触面２０３ａに第１光触媒膜としての発光側光触媒膜２０７、透明部材２０４の接触面２０４ａに第１光触媒膜としての受光側光触媒膜２０８を設けることで、汚染物質の影響による燃料性状の検出感度変化の防止を図っている。
【００６５】
発光側光触媒膜２０７は、透明部材２０３において燃料供給管８ｂ内を通過する燃料と接触する面、すなわち、接触面２０３ａの全面に成膜される。同様に、受光側光触媒膜２０８は、透明部材２０４において燃料供給管８ｂ内を通過する燃料と接触する面、すなわち、接触面２０４ａの全面に成膜される。本実施例の発光側光触媒膜２０７及び受光側光触媒膜２０８は、実施例１のプリズム側光触媒膜１０７及び反射板側光触媒膜１０８と同様に、膜厚が数μｍ程度のチタニア薄膜を用いる。そして、この発光側光触媒膜２０７及び受光側光触媒膜２０８は、透明部材２０３の設置面２０３ｂに設けられる光触媒活性化用光源２０９が発する光により活性化される。
【００６６】
上記のように構成される燃料性状センサ２００では、光触媒活性化用光源２０９は、常に光を照射している。そして、発光側光触媒膜２０７及び受光側光触媒膜２０８は、この光触媒活性化用光源２０９から発せられる光により活性化され光触媒反応を起こす。すると、透明部材２０３の接触面２０３ａ及び透明部材２０４の接触面２０４ａに汚染物質が付着する前に分解され、接触面２０３ａ、接触面２０４ａへの汚染物質の付着が未然に抑制される。また、仮にこの接触面２０３ａ、接触面２０４ａに汚染物質が付着したとしてもこの汚染物質をふき取ることなく、最終的には光触媒反応により分解される。
【００６７】
これに対し、発光素子２０１から発せられる燃料性状検出のための光は、上述したように１６００から１７００ｎｍ程度の波長の光であり、発光側光触媒膜２０７及び受光側光触媒膜２０８を活性化する波長の光ではない。このため、発光素子２０１から発せられた光は、発光側光触媒膜２０７及び受光側光触媒膜２０８に吸収されることなく透過することから、燃料性状の検出に影響を及ぼすことはない。そして、接触面２０３ａ、接触面２０４ａへの汚染物質が抑制されることから、発光素子２０１から受光素子２０２までの光路中に汚染物質が介在することが抑制され、受光素子２０２での受光量にずれが生じることが防止される。これにより、燃料性状センサ２００における燃料性状の検出感度が変化することが抑制されることから、燃料供給管８ｂ内を通過する燃料の燃料性状を正確に検出することができる。この結果、燃料性状センサ２００を備えるエンジン１は、上述のような低温時始動性や運転性（ドライバビリティ）の向上やエミッション性能の向上など燃料性状に応じた最適なエンジン制御を正確に実行することができる。
【００６８】
以上で説明した本発明の実施例に係る燃料性状センサ２００によれば、発光素子２０１により燃料に光を照射しこの光を受光素子２０２により受光して燃料性状を検出する燃料性状センサ２００において、発光素子２０１、受光素子２０２と燃料との間に設けられ、発光素子２０１、受光素子２０２を燃料から保護すると共に光が透過可能な透明部材２０３、透明部材２０４と、透明部材２０３、透明部材２０４の燃料との接触面２０３ａ、２０４ａに設けられる発光側光触媒膜２０７、受光側光触媒膜２０８と、発光側光触媒膜２０７、受光側光触媒膜２０８を活性化する光を発する光触媒活性化用光源２０９とを備える。
【００６９】
したがって、光が透過可能な透明部材２０３、２０４の接触面２０３ａ、２０４ａに発光側光触媒膜２０７、受光側光触媒膜２０８を成膜し、この発光側光触媒膜２０７、受光側光触媒膜２０８を活性化する光触媒活性化用光源２０９を設けたことから、透明部材２０３、２０４により発光素子２０１、受光素子２０２と燃料との接触を防止することができると共に光触媒活性化用光源２０９が発する光により接触面２０３ａ、２０４ａに設けられた発光側光触媒膜２０７、受光側光触媒膜２０８が活性化され光触媒反応を起こすので、接触面２０３ａ、２０４ａへの汚染物質の付着を抑制することができ、これにより、汚染物質の影響により燃料性状の検出感度が変化することを防止することができる。
【００７０】
さらに、以上で説明した本発明の実施例に係る燃料性状センサ２００によれば、燃料を通過した光の受光素子２０２による受光量に基づいて燃料の透過率としての光の透過率を算出して燃料エタノール濃度を検出する第２判定部２０５を備える。したがって、燃料エタノール濃度と所定波長の光の透過率とは相関関係にあることから、受光素子２０２により受光される光の受光量に応じてこの燃料の光の透過率を算出し、燃料の性状としての燃料エタノール濃度を検出することができる。そして、この燃料性状センサ２００では、発光側光触媒膜２０７、受光側光触媒膜２０８により汚染物質の影響を排除して燃料密度を検出することから、より正確な燃料エタノール濃度を検出することができる。この結果、この正確な燃料エタノール濃度に基づいてエンジン１をより最適に制御することができる。
【００７１】
なお、上述した本発明の実施例に係る燃料性状検出装置は、上述した実施例に限定されず、特許請求の範囲に記載された範囲で種々の変更が可能である。以上の説明では、本発明の燃料性状センサ１００、２００をポート噴射式の多気筒エンジンに適用して説明したが、この形式のエンジンに限らず、直列型またはＶ型エンジンに適用することもでき、また、燃焼室に直接燃料を供給可能な燃料供給手段を備える筒内噴射式エンジン等に適用しても同様の作用効果を奏することができる。
【００７２】
また、以上の説明では、第１判定部１０５、第２判定部２０５は、上述のＥＣＵ５０に電気的に接続される電子制御回路として構成されるものとしたが、ＥＣＵ５０と一体に形成してもよく、この場合、ＥＣＵ５０が本発明の第１判定手段、第２判定手段に相当することとなる。
【００７３】
さらに、本発明の燃料性状検出装置は、以上で説明した実施例１に係る燃料性状センサ１００と実施例２に係る燃料性状センサ２００とを組み合わせてユニット化してもよい。すなわち、燃料性状検出装置は、少なくともガソリンとアルコールとを含む混合燃料の燃料性状を検出する判定手段を備え、判定手段は、燃料性状として混合燃料中のガソリン密度とアルコール濃度とを検出するように構成してもよい。ここでは、燃料性状検出装置は、燃料性状として燃料密度を検出する第１判定手段として第１判定部１０５と、燃料濃度を検出する第２判定手段としての第２判定部２０５との両方を備えてもよいし、燃料性状として燃料密度と燃料濃度の両方を検出する判定手段を備えてもよい。
【００７４】
そして、この場合、燃料性状検出装置は、例えば、実施例２における保護部材としての透明部材を実施例１のプリズムにより兼用すると共に、本発明の第１発光手段は、燃料密度を検出するための光を発する密度検出用発光手段と、燃料濃度を検出するための光を発する濃度検出用発光手段とを有し、受光手段は、密度検出用発光手段が発した光を受光する密度検出用受光手段と、濃度検出用発光手段が発した光を受光する濃度検出用受光手段とを有する。そして、上述したように、プリズムの燃料との接触面に光触媒膜を設けると共にこれを活性化させる第２発光手段を設ける。ここでは、濃度検出用発光手段が発する光の波長（１６００から１７００ｎｍ程度）と、密度検出用発光手段が発する光の波長（例えば、８００から９００ｎｍ程度）とが異なり、さらに、第２発光手段が光触媒を活性化させるために発する光の波長（およそ３８０から４８０ｎｍ程度）も濃度検出用発光手段が発する光の波長、密度検出用発光手段が発する光の波長のいずれとも異なることから、互いの光の影響を受けることはない。これにより、燃料性状検出装置において、汚染物質の影響により燃料性状の検出感度が変化することを防止することができ、燃料性状として混合燃料中のガソリン密度とアルコール濃度とを正確に検出することができる。
【００７５】
また、以上の説明では、第２光触媒膜としての反射板側光触媒膜１０８は、第１光触媒膜としてのプリズム側光触媒膜１０７を活性化させる光触媒活性化用光源１０９により活性化されるものとして説明したが、反射板側光触媒膜１０８を活性化させるための光源を光触媒活性化用光源１０９とは別個に設けてもよい。燃料性状検出装置は、燃料密度や燃料濃度以外の燃料性状を検出する装置として構成してもよい。
【００７６】
また、以上の説明では、燃料性状センサ１００、２００は、燃料供給管８ｂに設けるものとして説明したが、例えば、デリバリパイプ８ａに設けてもよい。燃料性状センサ１００、２００をインジェクタ８の直前のデリバリパイプ８ａに設けた場合、例えば、エンジン１の始動時にデリバリパイプ８ａの中に残留していた燃料の性状をも検出することができるので、エンジン１の運転状態をより最適に制御することができる。
【産業上の利用可能性】
【００７７】
以上のように、本発明に係る燃料性状検出装置は、汚染物質の影響により燃料性状の検出感度が変化することを防止するものであり、内燃機関以外にも燃料を用いる種々の装置の燃料性状検出装置に適用して好適である。
【図面の簡単な説明】
【００７８】
【図１】本発明の実施例１に係る燃料性状センサの概略断面図である。
【図２】本発明の実施例１に係る燃料性状センサが適用されたエンジンの模式的断面図である。
【図３】本発明の実施例１に係る燃料性状センサが検出する燃料の屈折率と密度との関係を示す線図である。
【図４】本発明の実施例１に係る燃料性状センサの光触媒膜を説明する模式図である。
【図５】本発明の実施例２に係る燃料性状センサの概略断面図である。
【図６】本発明の実施例２に係る燃料性状センサが検出する燃料の透過率について説明するための線図である。
【符号の説明】
【００７９】
１ エンジン
８ インジェクタ
８ａ デリバリパイプ
８ｂ 燃料供給管
９ 点火プラグ
５０ ＥＣＵ
１００、２００ 燃料性状センサ（燃料性状検出装置）
１０１、２０１ 発光素子（第１発光手段）
１０２、２０２ 受光素子（受光手段）
１０３ プリズム （保護手段）
１０３ａ、１０４ａ、２０３ａ、２０４ａ 接触面
１０３ｂ、２０３ｂ、２０４ｂ 設置面
１０４ 反射板
１０５ 第１判定部（第１判定手段）
１０６ シール部材
１０７ プリズム側光触媒膜（第１光触媒膜）
１０８ 反射板側光触媒膜（第２光触媒膜）
１０９、２０９ 光触媒活性化用光源（第２発光手段）
２０３、２０４ 透明部材（保護手段）
２０５ 第２判定部（第２判定手段）
２０７ 発光側光触媒膜（第１光触媒膜）
２０８ 受光側光触媒膜（第１光触媒膜）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃料性状検出装置に関し、特に、光学系を用いた燃料性状検出装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、自動車燃料の多様化に対応するために、例えば、ガソリンにエタノール等のアルコールを混合した燃料を使用するフレキシブルフューエル車（ＦＦＶ：Ｆｌｅｘｉｂｌｅ Ｆｕｅｌ Ｖｅｈｉｃｌｅ）が開発されている。このＦＦＶは、アルコールとガソリンを選択的に使用するものや、アルコールとガソリンを所定割合で混合して使用するもの等が知られており、アルコールを使用可能なアルコール対応エンジンを備えている。このような多様な燃料に対応するエンジンでは、例えば、アルコール濃度やベースガソリンの密度などの燃料性状に応じて燃料の発熱量や気化特性が異なることから、一種類の燃料にエンジン運転条件が適合しても、この条件に適合しないような燃料が給油された場合には、適切な運転ができなくなるおそれがある。このため、このようなエンジンでは、燃料の性状を検出する装置を備えるものがある。燃料の性状を検出する装置として、例えば、特許文献１には、透明な樹脂製のセンサケースで反射した発光素子の光を受光素子により受光し、この受光素子の受光量からセンサケース外方に存する液体の比重を計算することで、ディーゼル軽油が重質または軽質といった燃料性状を測定する光学式の燃料性状センサが開示されている。
【０００３】
【特許文献１】特開平５−２６８０７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上述した特許文献１に記載された燃料性状センサでは、例えば、センサケースにおける液体との接触面に汚染物質が付着して光路中に汚染物質が介在すると、この汚染物質により発光素子の光が減衰し、受光素子の受光量にずれが生じてしまうことがあった。この結果、燃料性状の検出感度が変化し、燃料性状を正確に検出することができなくなり、よって、例えば、低温時始動性、運転性（ドライバビリティ）の悪化やエミッション性能の低下などを招き、燃料性状に応じた最適なエンジン制御ができなくなることがあった。
【０００５】
そこで本発明は、汚染物質の影響により燃料性状の検出感度が変化することを防止することができる燃料性状検出装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために、請求項１に係る発明による燃料性状検出装置は、第１発光手段により燃料に光を照射し該光を受光手段により受光して燃料性状を検出する燃料性状検出装置において、前記第１発光手段と前記燃料との間に設けられ前記第１発光手段を前記燃料から保護すると共に前記光が透過可能な保護手段と、前記保護手段の前記燃料との接触面に設けられる第１光触媒膜と、前記第１光触媒膜を活性化する光を発する第２発光手段とを備えることを特徴とする。
【０００７】
請求項２に係る発明による燃料性状検出装置では、前記燃料に照射された光を前記受光手段に向けて反射する反射板と、前記反射板の前記燃料との接触面に設けられる第２光触媒膜とを備えることを特徴とする。
【０００８】
請求項３に係る発明による燃料性状検出装置では、前記第２光触媒膜は、前記第２発光手段が発する光により活性化されることを特徴とする。
【０００９】
請求項４に係る発明による燃料性状検出装置では、前記保護手段は、プリズムにより構成されることを特徴とする。
【００１０】
請求項５に係る発明による燃料性状検出装置では、前記プリズムを通過した光の前記受光手段による受光位置に基づいて前記燃料の屈折率を算出して燃料密度を検出する第１判定手段を備えることを特徴とする。
【００１１】
請求項６に係る発明による燃料性状検出装置では、前記燃料を通過した光の前記受光手段による受光量に基づいて前記燃料の透過率を算出して燃料濃度を検出する第２判定手段を備えることを特徴とする。
【００１２】
請求項７に係る発明による燃料性状検出装置では、少なくともガソリンとアルコールとを含む混合燃料の燃料性状を検出する判定手段を備え、前記判定手段は、前記燃料性状として前記混合燃料中のガソリン密度とアルコール濃度とを検出することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明に係る燃料性状検出装置によれば、保護手段における燃料との接触面に設けられる第１光触媒膜と、第１光触媒膜を活性化する光を発する第２発光手段とを備えるので、汚染物質の影響により燃料性状の検出感度が変化することを防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下に、本発明に係る燃料性状検出装置の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施例によりこの発明が限定されるものではない。また、下記実施例における構成要素には、当業者が置換可能かつ容易なもの、或いは実質的に同一のものが含まれる。
【実施例１】
【００１５】
図１は、本発明の実施例１に係る燃料性状センサの概略断面図、図２は、本発明の実施例１に係る燃料性状センサが適用されたエンジンの模式的断面図、図３は、本発明の実施例１に係る燃料性状センサが検出する燃料の屈折率と密度との関係を示す線図、図４は、本発明の実施例１に係る燃料性状センサの光触媒膜を説明する模式図である。
【００１６】
図２に示すように、実施例１に係る燃料性状検出装置としての燃料性状センサ１００は、例えば、内燃機関に供給される燃料の性状を検出するものである。本実施例の燃料性状センサ１００は、多様燃料車（ＦＦＶ）に搭載されるアルコール対応エンジン１（以下、単に「エンジン１」という。）に適用した場合で説明する。以下、燃料性状センサ１００は、燃料として、ガソリンだけでなく、このガソリンにエタノールを混合した燃料を使用可能とした多様燃料を使用可能な内燃機関としてのエンジン１に適用して説明するが、これに限らず、燃料を用いて駆動する種々の装置の燃料性状検出装置にも適用可能である。
【００１７】
このエンジン１は、乗用車、トラックなどの車両に搭載されるエンジンであり、シリンダボア２に往復運動可能に設けられるピストン３が２往復する間に、吸気行程、圧縮行程、膨張行程及び排気行程からなる一連の４行程を行う、いわゆる４サイクルエンジンである。
【００１８】
エンジン１は、シリンダボア２を往復移動可能なピストン３と、空気と燃料との混合気が燃焼可能であると共にピストン３の移動方向の一方側に設けられる燃焼室４と、ピストン３の移動方向の他方側に設けられる複数のクランク室５を備える。ここで、ピストン３の移動方向は、円筒形状に形成されるシリンダとしてのシリンダボア２の軸線方向である。つまり、ピストン３を挟んでこのシリンダボア２の軸線方向の一方側に燃焼室４、他方側にクランク室５が設けられる。このエンジン１は、シリンダボア２、ピストン３、燃焼室４、クランク室５をそれぞれ複数備える。なお、以下の説明では、複数ある気筒のうちの１つについて説明する。また、シリンダボア２の軸線方向は、燃焼室４の軸線方向と一致する。
【００１９】
さらに、エンジン１は、燃焼室４に連通する吸気ポート６及び排気ポート７と、吸気ポート６内に燃料を噴射することが可能なインジェクタ８と、燃焼室４内の混合気に着火する点火プラグ９と、ピストン３の往復運動に連動して回転可能なクランクシャフト１０を備える。インジェクタ８、点火プラグ９は、制御手段としての電子制御ユニット（ＥＣＵ：Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ、以下単に「ＥＣＵ」という）５０に電気的に接続されている。さらに、エンジン１は、シリンダヘッド１１、シリンダブロック１２及びクランクケース１３を備える。
【００２０】
シリンダヘッド１１は、シリンダブロック１２上に締結され、クランクケース１３は、シリンダブロック１２の下部に締結される。シリンダブロック１２は、内部に上述した円筒形状のシリンダボア２が形成される。このシリンダブロック１２は、複数のシリンダボア２を形成するボア壁面２ａと、複数のクランク室５を形成するクランク室壁面５ａを有し、このボア壁面２ａとクランク室壁面５ａとは、ボア壁面２ａの下端部、クランク室壁面５ａの上端部において連続している。
【００２１】
ピストン３は、このシリンダボア２に上下移動自在に嵌合する。クランク室５は、シリンダボア２に各々連通する。クランクケース１３は、内部に潤滑油（オイル）を貯留する。クランクシャフト１０は、複数のクランク室５を貫通して回転自在に支持される。上述のピストン３は、それぞれコネクティングロッド１４を介してこのクランクシャフト１０に連結される。また、クランクシャフト１０は、その軸周りにカウンタウェイト１５を有する。各ピストン３の往復運動は、コネクティングロッド１４を介してクランクシャフト１０に伝えられ、ここで回転運動に変換されて、エンジン１の出力として取り出される。
【００２２】
燃焼室４は、ピストン３を挟んでクランク室５の反対側に設けられる。この燃焼室４は、複数のシリンダボア２に対応して複数形成され、シリンダヘッド１１の下面としての筒内天井部１１ａ、シリンダボア２のボア壁面２ａ及びピストン３の他方の端面である頂面３ａにより画成される。
【００２３】
この燃焼室４の上部、つまり、シリンダヘッド１１の筒内天井部１１ａに上述した吸気ポート６及び排気ポート７が各々２つずつ形成される。この吸気ポート６及び排気ポート７の開口にはそれぞれ吸気弁１６及び排気弁１７が設けられる。この吸気弁１６及び排気弁１７は、吸気ポート６及び排気ポート７をそれぞれ開閉可能とし、吸気ポート６と燃焼室４、燃焼室４と排気ポート７とをそれぞれ連通することができる。吸気ポート６は、その吸気方向上流側に空気を導入する吸気通路（吸気管）１８が接続され、排気ポート７は、燃焼室４から排気ガスを排出しその排気方向下流側に排気ガスを排出する排気通路（排気管）１９が接続される。
【００２４】
インジェクタ８は、上述したように吸気ポート６内に装着される。そして、各気筒に装着されるインジェクタ８は、デリバリパイプ８ａに連結され、このデリバリパイプ８ａは、燃料供給管８ｂを介して燃料タンクに連結される。各インジェクタ８は、燃料タンクから燃料供給管８ｂ、デリバリパイプ８ａを介して燃料が供給され、吸気ポート６内に燃料噴霧を噴射する。点火プラグ９は、燃焼室４の天井部分、すなわち、シリンダヘッド１１の筒内天井部１１ａの吸気ポート６と排気ポート７の間に装着される。
【００２５】
さらに、このエンジン１は、マイクロコンピュータを中心として構成されるＥＣＵ５０により運転状態に応じて各部の駆動が制御されている。ＥＣＵ５０には、エンジン１の各部を駆動する不図示の駆動回路及び各種センサが接続されており、ＥＣＵ５０は、これらの駆動回路、センサ等との間で信号の入出力を行なう。すなわち、ＥＣＵ５０は、種々のセンサが検出する吸入空気量、吸気温度、吸気圧、スロットル開度、アクセル開度、エンジン回転数、エンジン冷却水温などのエンジン運転状態に基づいて燃料噴射量（燃料噴射時間）、噴射時期、点火時期などを決定し、インジェクタ８及び点火プラグ９を駆動して燃料噴射及び点火を実行する。
【００２６】
このエンジン１では、インジェクタ８から噴射される燃料と吸気通路１８、吸気ポート６を介して吸入される空気とが混合して混合気を形成し、ピストン３がシリンダボア２内を下降することで、燃焼室４内にこの混合気が吸入される（吸気行程）。そして、このピストン３が吸気行程下死点を経てシリンダボア２内を上昇することで混合気が圧縮され（圧縮行程）、ピストン３が圧縮行程上死点付近に近づくと点火プラグ９により混合気に点火され、該混合気が燃焼し、その燃焼圧力によりピストン３を下降させる（膨張行程）。燃焼後の混合気は、ピストン３が膨張行程下死点を経て吸気行程上死点に向かって再び上昇することで排気ポート７、排気通路１９を介して排気ガスとして放出される（排気行程）。このピストン３のシリンダボア２内での往復運動は、コネクティングロッド１４を介してクランクシャフト１０に伝えられ、ここで回転運動に変換され、出力として取り出されると共に、このピストン３は、カウンタウェイト１５、クランクシャフト１０が慣性力によりさらに回転することで、このクランクシャフト１０の回転に伴ってシリンダボア２内を往復する。このクランクシャフト１０が２回転することで、ピストン３はシリンダボア２を２往復し、この間に吸気行程、圧縮行程、膨張行程及び排気行程からなる一連の４行程を行い、燃焼室４内で１回の爆発が行われる。
【００２７】
ところで、本実施例のエンジン１のようにＦＦＶに搭載されるエンジンでは、ガソリンにエタノール等のアルコールを混合した燃料が使用され、例えば、アルコールとガソリンとを選択的に使用したり、アルコールとガソリンとを所定割合で混合して使用したりする。そして、本実施例のエンジン１のように多様な燃料に対応するエンジンでは、例えば、アルコール濃度やベースガソリンの密度などの燃料性状に応じて燃料の発熱量や気化特性が異なることから、一種類の燃料にエンジン運転条件が適合しても、この条件に適合しないような燃料が給油された場合には、例えば、低温時始動性、運転性（ドライバビリティ）の悪化やエミッション性能の低下などを招くおそれがある。このため、このようなエンジン１において最適な運転をするためには、インジェクタ８から吸気ポート６に供給される燃料の性状を正確に検出し、検出した燃料性状に応じて運転を制御することが重要である。
【００２８】
このため、本実施例のエンジン１は、燃料供給管８ｂに燃料性状センサ１００を備えている。本実施例のように、燃料供給管８ｂに燃料性状センサ１００を設ける場合、燃料供給管８ｂの適宜の箇所に燃料性状センサ１００を設ければよいことから、燃料性状センサ１００の設置スペースを容易に確保することができる。
【００２９】
具体的には、燃料性状センサ１００は、図１に示すように、第１発光手段としての発光素子１０１と、受光手段としての受光素子１０２と、保護手段としてのプリズム１０３と、反射板１０４と、第１判定手段としての第１判定部１０５を備える。
【００３０】
発光素子１０１は、燃料に所定の波長（例えば、８００から９００ｎｍ程度）の光を照射するものであり、ここでは発光ダイオードを用いる。受光素子１０２は、発光素子１０１が発した光を受光するものである。受光素子１０２は、第１判定部１０５に電気的に接続されており、受光した光の信号を電気信号に変換し第１判定部１０５に送信する。受光素子１０２は、ここではＰＳＤ（Ｐｏｓｉｔｉｏｎ Ｓｅｎｓｉｔｉｖｅ Ｄｅｔｅｃｔｏｒ；位置検出素子）を用いる。このＰＳＤは、フォトダイオードの表面抵抗を利用しスポット光の位置を検出することができる。発光素子１０１及び受光素子１０２は、外部の電源から電力が供給される。
【００３１】
プリズム１０３は、燃料供給管８ｂの側面が開口した取付部８ｃに嵌装される。このプリズム１０３は、透明ガラスあるいは透明樹脂により円柱状に形成され、一端面に燃料供給管８ｂ内を通過する燃料と接触する接触面１０３ａが形成される一方、他端面には、発光素子１０１、受光素子１０２が設置される設置面１０３ｂが形成される。そして、プリズム１０３の周面には、シール部材（Ｏリング）１０６が嵌装されており、プリズム１０３は、このシール部材１０６により取付部８ｃの内壁との隙間を封止されてこの取付部８ｃに設けられる。上述の発光素子１０１、受光素子１０２は、このプリズム１０３の設置面１０３ｂに燃料の供給方向に並んで設けられている。すなわち、プリズム１０３は、発光素子１０１、受光素子１０２と燃料供給管８ｂ内を通過する燃料との間に設けられる。
【００３２】
そして、プリズム１０３は、発光素子１０１が発した光が透過可能であると共に発光素子１０１、受光素子１０２と燃料供給管８ｂ内を通過する燃料との接触を防止する。すなわち、このプリズム１０３は、発光素子１０１が発した光を導く導光体であると共に発光素子１０１、受光素子１０２を燃料から保護する本発明の保護手段でもある。
【００３３】
反射板１０４は、金属等の反射膜により形成され、燃料供給管８ｂの内壁面において、上述のプリズム１０３の接触面１０３ａと対向するように設けられており、この接触面１０３ａと対向する接触面１０４ａにおいて燃料供給管８ｂ内を通過する燃料と接触している。
【００３４】
そして、この反射板１０４は、発光素子１０１から燃料に照射された光を受光素子１０２に向けて反射する。すなわち、発光素子１０１から燃料に向けて照射された光は、光学面としての設置面１０３ｂを介してプリズム１０３内に入射された後、光学面としての接触面１０３ａから燃料に出射される。そして、接触面１０３ａから出射された光は、燃料中を通って反射板１０４により受光素子１０２に向けて反射され、接触面１０３ａを介して再びプリズム１０３内に入射され、設置面１０３ｂから出射され受光素子１０２により受光される。
【００３５】
このとき、プリズム１０３に入射する光、プリズム１０３から出射する光は、光学面としての接触面１０３ａにて、プリズム１０３の屈折率Ｎ1及び燃料供給管８ｂ内を通過する燃料の屈折率Ｎ2に応じて屈折する。ここで、プリズム１０３の屈折率Ｎ1は、固定された値であるのに対して、燃料供給管８ｂ内を通過する燃料の屈折率Ｎ2は、燃料中のベースガソリンの密度（以下、単に「燃料密度」という）に応じて変化する。すなわち、燃料供給管８ｂ内を通過する燃料の性状として燃料密度が変化すると、燃料の屈折率Ｎ2が変化し、この結果、受光素子１０２により受光される光の受光位置もこれに応じて変化する。さらに、図３に示すように、燃料密度と燃料の屈折率Ｎ2とは、相関関係にあり、屈折率Ｎ2が高い燃料ほど燃料密度が高くなる一方、屈折率Ｎ2が低い燃料ほど燃料密度も低くなる。したがって、受光素子１０２により受光される光の重心位置に応じてこの燃料の屈折率Ｎ2を算出すれば、燃料の性状としての燃料密度を検出することができる。
【００３６】
第１判定部１０５は、上述のＥＣＵ５０に電気的に接続される電子制御回路として構成される。第１判定部１０５は、反射板１０４で反射し、燃料、プリズム１０３を通過した光の受光素子１０２による受光位置に基づいて燃料の屈折率Ｎ2を算出する。ここでは、第１判定部１０５は、受光素子１０２により受光した光の重心位置に基づいて、接触面１０３ａにおける臨界角θを幾何学的に算出し、この臨界角θとプリズム１０３の屈折率Ｎ1に基づいて、［θ＝Ｓｉｎ-1（Ｎ2／Ｎ1）］を用いて燃料の屈折率Ｎ2を算出する。そして、第１判定部１０５は、この燃料の屈折率Ｎ2に応じて、図３に示すような屈折率Ｎ2と燃料密度との関係を示すマップ（不図示の記憶部に記憶）に基づいて燃料の性状としての燃料密度を検出する。第１判定部１０５は、検出結果の出力信号をエンジン１のＥＣＵ５０に送信する。
【００３７】
なお、ここでは、第１判定部１０５は、臨界角θとプリズム１０３の屈折率Ｎ1に基づいて燃料の屈折率Ｎ2を算出するものとして説明したが、これに限らず、例えば、受光素子１０２による受光位置と屈折率Ｎ2との関係を示すマップを予め不図示の記憶部等に記憶させておき、このマップに基づいて屈折率Ｎ2を算出してもよいし、受光素子１０２による受光位置と燃料密度との関係を示すマップを予め不図示の記憶部等に記憶させておき、このマップに基づいて直接燃料密度を検出するようにしてもよい。
【００３８】
そして、ＥＣＵ５０は、この第１判定部１０５が検出した燃料密度に基づいて燃料噴射量（燃料噴射時間）、噴射時期、点火時期などを決定し、インジェクタ８及び点火プラグ９を駆動して燃料噴射及び点火を実行する。これにより、低温時始動性、運転性（ドライバビリティ）の向上やエミッション性能の向上など燃料性状に応じた最適なエンジン制御が可能となる。例えば、始動時において燃料密度が高い場合にはガソリンが気化しにくくなる一方、燃料密度が低い場合にはガソリンが気化しやすくなる。このため、本実施例のＥＣＵ５０は、エンジン１の始動時において、第１判定部１０５が検出した燃料の密度が高い場合には燃料噴射量を相対的に多くし、燃料の密度が低い場合には燃料噴射量を相対的に少なくするようにインジェクタ８を制御する。これにより、燃料密度が低い場合に燃料噴射量が多すぎて燃費が悪化したり、未燃燃料が増加してエミッション性能が低下したりすることを防止することができ、また、燃料密度が高い場合に燃料噴射量が少なすぎて失火の原因になることを防止することができる。
【００３９】
ところで、例えば、燃料に直接接しているプリズム１０３の接触面１０３ａに燃料中の不純物質が付着し、発光素子１０１から受光素子１０２までの上記光路中に水垢、油垢状の汚染物質が介在すると、この汚染物質により発光素子１０１の光が減衰し、受光素子１０２での受光量や受光位置にずれが生じてしまうおそれがある。受光素子１０２での受光量や受光位置にずれが生じると、燃料性状の検出感度が変化し、燃料性状を正確に検出することができなくなり、この結果、上述のような低温時始動性や運転性（ドライバビリティ）の悪化やエミッション性能の低下などを招き、燃料性状に応じた最適なエンジン制御ができなくなるおそれがある。
【００４０】
そこで、本実施例の燃料性状センサ１００では、図１に示すように、プリズム１０３の接触面１０３ａに第１光触媒膜としてのプリズム側光触媒膜１０７を設けることで、汚染物質の影響による燃料性状の検出感度変化の防止を図っている。さらに、本実施例の燃料性状センサ１００では、反射板１０４の接触面１０４ａに第２光触媒膜としての反射板側光触媒膜１０８が設けられる。
【００４１】
プリズム側光触媒膜１０７は、プリズム１０３において燃料供給管８ｂ内を通過する燃料と接触する面、すなわち、接触面１０３ａの全面に成膜される。同様に、反射板側光触媒膜１０８は、反射板１０４において燃料供給管８ｂ内を通過する燃料と接触する面、すなわち、接触面１０４ａの全面に成膜される。
【００４２】
プリズム側光触媒膜１０７及び反射板側光触媒膜１０８は、光を吸収することで触媒作用を示す物質、例えば、チタニア（酸化チタン；ＴｉＯ2）、パラジウム（Ｐｄ）、プラチナ（Ｐｔ）、フロロシリコン系の光触媒膜を用いることができる。本実施例のプリズム側光触媒膜１０７及び反射板側光触媒膜１０８は、膜厚が数μｍ程度のチタニア薄膜を用いる。このチタニア薄膜により形成されるプリズム側光触媒膜１０７及び反射板側光触媒膜１０８は、無色透明であると共に所定波長（およそ３８０ｎｍ以下）の光成分に対して光触媒反応が誘起される。すなわち、図４の模式図に示すように、このチタニア薄膜に光（紫外線）が照射されると、その表面から電子が叩き出される。このとき電子が抜けた孔は、「＋」に帯電した正孔（ホール）として形成される。この正孔は、強い酸化力を有し燃料中のＯＨ-（水酸化物イオン）などから電子を奪う。ここで、電子を奪われたＯＨ-は、非常に不安定な状態、すなわち、安定になろうとする作用が強い状態のＯＨラジカルになる。そして、ＯＨラジカルは、強力な酸化力を有するため、このＯＨラジカル近傍の有機物（汚染物質）から電子を奪い、ＯＨラジカル自身が安定な状態になろうとする。このようにして電子を奪われた有機物は、その結合を分断され最終的に分解される。
【００４３】
そして、燃料性状センサ１００は、このプリズム側光触媒膜１０７及び反射板側光触媒膜１０８を活性化させる第２発光手段としての光触媒活性化用光源１０９を備える。光触媒活性化用光源１０９は、プリズム１０３の設置面１０３ｂに設けられる。さらに具体的には、光触媒活性化用光源１０９は、設置面１０３ｂ上の発光素子１０１と受光素子１０２との間に設けられる。この光触媒活性化用光源１０９は、プリズム側光触媒膜１０７及び反射板側光触媒膜１０８を活性化する光を発するものであり、ここでは、所定波長（およそ３８０から４８０ｎｍ程度）の近紫外線光を発する発光ダイオードを用いる。光触媒活性化用光源１０９は、外部の電源から電力が供給される。
【００４４】
上記のように構成される燃料性状センサ１００では、光触媒活性化用光源１０９は、常に光を照射している。そして、プリズム側光触媒膜１０７及び反射板側光触媒膜１０８は、この光触媒活性化用光源１０９から発せられる光により活性化され光触媒反応を起こす。すると、プリズム１０３の接触面１０３ａ及び反射板１０４の接触面１０４ａに汚染物質が付着する前に分解され、接触面１０３ａ、接触面１０４ａへの汚染物質の付着が未然に抑制される。また、仮にこの接触面１０３ａ、接触面１０４ａに汚染物質が付着したとしてもこの汚染物質をふき取ることなく、最終的には光触媒反応により分解される。
【００４５】
これに対し、発光素子１０１から発せられる燃料性状検出のための光は、上述したように８００から９００ｎｍ程度の波長の光であり、プリズム側光触媒膜１０７及び反射板側光触媒膜１０８を活性化する波長の光ではない。このため、発光素子１０１から発せられた光は、プリズム１０３の接触面１０３ａを通過する際や反射板１０４の接触面１０４ａで反射する際でも、プリズム側光触媒膜１０７、反射板側光触媒膜１０８に吸収されることなく透過、反射することから、燃料性状の検出に影響を及ぼすことはない。
【００４６】
そして、接触面１０３ａ、接触面１０４ａへの汚染物質が抑制されることから、発光素子１０１から受光素子１０２までの上記光路中に汚染物質が介在することが抑制され、受光素子１０２での受光量や受光位置にずれが生じることが防止される。これにより、燃料性状センサ１００における燃料性状の検出感度が変化することが抑制されることから、燃料供給管８ｂ内を通過する燃料の燃料性状を正確に検出することができる。この結果、燃料性状センサ１００を備えるエンジン１は、上述のような低温時始動性や運転性（ドライバビリティ）の向上やエミッション性能の向上など燃料性状に応じた最適なエンジン制御を正確に実行することができる。
【００４７】
以上で説明した本発明の実施例に係る燃料性状センサ１００によれば、発光素子１０１により燃料に光を照射しこの光を受光素子１０２により受光して燃料性状を検出する燃料性状センサ１００において、発光素子１０１と燃料との間に設けられ発光素子１０１を燃料から保護すると共に光が透過可能な保護手段としてのプリズム１０３と、プリズム１０３の燃料との接触面１０３ａに設けられるプリズム側光触媒膜１０７と、プリズム側光触媒膜１０７を活性化する光を発する光触媒活性化用光源１０９とを備える。
【００４８】
したがって、光が透過可能なプリズム１０３の接触面１０３ａにプリズム側光触媒膜１０７を成膜し、このプリズム側光触媒膜１０７を活性化する光触媒活性化用光源１０９を設けたことから、プリズム１０３により発光素子１０１と燃料との接触を防止することができると共に光触媒活性化用光源１０９が発する光により接触面１０３ａに設けられたプリズム側光触媒膜１０７が活性化され光触媒反応を起こすので、接触面１０３ａへの汚染物質の付着を抑制することができ、これにより、汚染物質の影響により燃料性状の検出感度が変化することを防止することができる。
【００４９】
さらに、以上で説明した本発明の実施例に係る燃料性状センサ１００によれば、燃料に照射された光を受光素子１０２に向けて反射する反射板１０４と、反射板１０４の燃料との接触面１０４ａに設けられる反射板側光触媒膜１０８とを備える。したがって、光を反射する反射板１０４の接触面１０４ａに反射板側光触媒膜１０８を成膜し、この反射板側光触媒膜１０８が活性化され光触媒反応を起こすことで、接触面１０４ａへの汚染物質の付着を抑制することができ、これにより、汚染物質の影響により燃料性状の検出感度が変化することをより確実に防止することができる。
【００５０】
さらに、以上で説明した本発明の実施例に係る燃料性状センサ１００によれば、反射板側光触媒膜１０８は、光触媒活性化用光源１０９が発する光により活性化される。したがって、反射板側光触媒膜１０８の活性化用の光源を新たに設けることなく、プリズム側光触媒膜１０７を活性化させる光源を兼用することができるので、燃料性状センサ１００の構成をよりコンパクトにすることができる。
【００５１】
さらに、以上で説明した本発明の実施例に係る燃料性状センサ１００によれば、本発明の保護手段は、プリズム１０３により構成される。したがって、プリズム１０３により発光素子１０１を燃料から保護した上で、このプリズム１０３を燃料性状を検出するための光学系として用いることができるので、燃料性状センサ１００の構成をよりコンパクトにすることができる。
【００５２】
さらに、以上で説明した本発明の実施例に係る燃料性状センサ１００によれば、プリズム１０３を通過した光の受光素子１０２による受光位置に基づいて燃料の屈折率を算出して燃料密度を検出する第１判定部１０５を備える。したがって、燃料密度と燃料の屈折率Ｎ2とは相関関係にあることから、受光素子１０２により受光される光の重心位置に応じてこの燃料の屈折率Ｎ2を算出し、燃料の性状としての燃料密度を検出することができる。そして、この燃料性状センサ１００では、プリズム側光触媒膜１０７、反射板側光触媒膜１０８により汚染物質の影響を排除して燃料密度を検出することから、より正確な燃料密度を検出することができる。この結果、この正確な燃料密度に基づいてエンジン１をより最適に制御することができる。
【実施例２】
【００５３】
図５は、本発明の実施例２に係る燃料性状センサの概略断面図、図６は、本発明の実施例２に係る燃料性状センサが検出する燃料の透過率について説明するための線図である。実施例２に係る燃料性状検出装置は、実施例１に係る燃料性状検出装置と略同様の構成であるが、燃料性状として燃料密度に代えて燃料濃度を検出する点で実施例１に係る燃料性状検出装置とは異なる。その他、上述した実施例と共通する構成、作用、効果については、重複した説明はできるだけ省略するとともに、同一の符号を付す。
【００５４】
実施例２に係る転がり燃料性状検出装置としての燃料性状センサ２００は、図５に示すように、実施例１のプリズム１０３（図１参照）と反射板１０４（図１参照）に代えて、保護手段としての透明部材２０３、２０４を備える。さらに、燃料性状センサ２００は、実施例１の第１判定部１０５（図１参照）に代えて、第２判定手段としての第２判定部２０５を備える。
【００５５】
具体的には、燃料性状センサ２００は、図５に示すように、第１発光手段としての発光素子２０１と、受光手段としての受光素子２０２と、保護手段としての透明部材２０３、２０４と、第２判定手段としての第２判定部２０５を備える。
【００５６】
発光素子２０１は、燃料に所定の波長（ここでは、１６００から１７００ｎｍ程度）の光を照射するものであり、ここでは発光ダイオードを用いる。受光素子２０２は、発光素子２０１が発した光を受光するものである。受光素子２０２は、第２判定部２０５に電気的に接続されており、受光した光の信号を電気信号に変換し第２判定部２０５に送信する。受光素子２０２は、ここでは受光量を検出するフォトダイオードを用いる。発光素子２０１及び受光素子２０２は、外部の電源から電力が供給される。
【００５７】
透明部材２０３は、燃料供給管８ｂの側面が開口した取付部８ｃに嵌装される。この透明部材２０３は、透明ガラスあるいは透明樹脂により円柱状に形成され、一端面に燃料供給管８ｂ内を通過する燃料と接触する接触面２０３ａが形成される一方、他端面には、発光素子２０１が設置される設置面２０３ｂが形成される。そして、透明部材２０３の周面は、シール部材１０６により封止されている。発光素子２０１は、この透明部材２０３の設置面２０３ｂに設けられている。すなわち、透明部材２０３は、発光素子２０１と燃料供給管８ｂ内を通過する燃料との間に設けられる。透明部材２０３は、発光素子２０１が発した光が透過可能であると共に発光素子２０１と燃料供給管８ｂ内を通過する燃料との接触を防止する。
【００５８】
一方、透明部材２０４は、燃料供給管８ｂにおいて透明部材２０３が取り付けられる取付部８ｃに対向する側面が開口した取付部８ｃに嵌装される。そして、透明部材２０４は、透明部材２０３と同様に、一端面に燃料供給管８ｂ内を通過する燃料と接触する接触面２０４ａが形成される一方、他端面には、受光素子２０２が設置される設置面２０４ｂが形成される。そして、透明部材２０４の周面は、シール部材１０６により封止されている。受光素子２０２は、この透明部材２０４の設置面２０４ｂに設けられている。すなわち、透明部材２０４は、受光素子２０２と燃料供給管８ｂ内を通過する燃料との間に設けられる。透明部材２０４は、発光素子２０１が発した光が透過可能であると共に受光素子２０２と燃料供給管８ｂ内を通過する燃料との接触を防止する。また、透明部材２０４の接触面２０４ａは、透明部材２０３の接触面２０３ａと対向している。
【００５９】
発光素子２０１から燃料に向けて照射された光は、設置面２０３ｂを介して透明部材２０３内に入射された後、接触面２０３ａから燃料に出射される。そして、接触面２０３ａから出射された光は、燃料中を通って接触面２０４ａを介して透明部材２０４内に入射され、設置面２０４ｂを介して受光素子２０２により受光される。
【００６０】
このとき、燃料供給管８ｂ内を通過する燃料に入射した所定波長の光は、図６に示すように、燃料中のエタノールのＯＨ基に吸収されこれを励起状態に遷移させる。つまり、発光素子２０１から照射された所定波長の光は、燃料を通り抜ける際に燃料濃度としての燃料中のエタノール濃度に応じたエネルギーに相当する光が吸光される。すなわち、燃料供給管８ｂ内を通過する燃料の性状としてエタノール濃度が変化すると、燃料中のエタノールのＯＨ基による吸光度、言い換えれば、光の透過率が変化し、この結果、受光素子１０２により受光される光の受光量もこれに応じて変化する。そして、燃料エタノール濃度と光の透過率（吸光度）とは相関関係にあり、透過率が高くなるほど吸光された光の量が少ないことから燃料エタノール濃度は低くなる一方、透過率が低くなるほど吸光された光の量が多いことから燃料エタノール濃度は高くなる。したがって、受光素子１０２により受光される光の受光量に応じてこの燃料の透過率を算出すれば、燃料の性状としての燃料エタノール濃度を検出することができる。
【００６１】
なお、発光素子２０１は、燃料に照射する所定波長の光として、ここでは、波長が１６００から１７００ｎｍ程度の光を燃料に照射している。これは、図６に示すように、ＯＨ基に吸光され得る波長（１２００から１８００ｎｍ）の光を燃料に照射すると共に、燃料中に含有される水分の影響を最小限に抑えることができる範囲の波長の光を照射するためである。すなわち、発光素子２０１は、エタノールに対する光の透過率と水分に対する光の透過率とがほぼ等しくなる範囲の波長（１６００から１７００ｎｍ程度）の光を燃料に照射している。これにより、水分による光の吸光の影響を最小限に抑えることができるので、燃料性状センサ２００による燃料性状の検出をより正確に行うことができる。
【００６２】
第２判定部２０５は、上述のＥＣＵ５０に電気的に接続される電子制御回路として構成される。第２判定部２０５は、発光素子２０１から照射され、燃料を通過した光の受光素子２０２による受光量に基づいて燃料の透過率を算出する。そして、第２判定部２０５は、透過率に基づいて燃料エタノール濃度を検出する。第２判定部２０５は、受光量と透過率との関係を示すマップを予め不図示の記憶部等に記憶させておき、このマップに基づいて透過率を算出してもよいし、受光素子２０２による受光量と燃料エタノール濃度との関係を示すマップを予め不図示の記憶部等に記憶させておき、このマップに基づいて直接燃料エタノール濃度を検出するようにしてもよい。そして、第２判定部２０５は、検出結果の出力信号をエンジン１のＥＣＵ５０に送信する。
【００６３】
そして、ＥＣＵ５０は、この第２判定部２０５が検出した燃料エタノール濃度に基づいて燃料噴射量（燃料噴射時間）、噴射時期、点火時期などを決定し、インジェクタ８及び点火プラグ９を駆動して燃料噴射及び点火を実行する。これにより、低温時始動性、運転性（ドライバビリティ）の向上やエミッション性能の向上など燃料性状に応じた最適なエンジン制御が可能となる。エタノールはガソリンに比べて気化潜熱が高く、低温時は蒸発しにくいために混合気の形成が不十分となり易い。このため、本実施例のＥＣＵ５０は、例えば、エンジン１の低温始動時において、第２判定部２０５が検出した燃料エタノール濃度が高い場合には燃料噴射量を相対的に多くしたり点火時期を遅角させたりする一方、燃料エタノール濃度が低い場合には燃料噴射量を相対的に少なくしたり点火時期の遅角をなくしたりするようにインジェクタ８や点火プラグ９を制御する。これにより、エンジン１は、低温始動時においても安定した運転を行うことができる。
【００６４】
そして、本実施例の燃料性状センサ２００では、図５に示すように、透明部材２０３の接触面２０３ａに第１光触媒膜としての発光側光触媒膜２０７、透明部材２０４の接触面２０４ａに第１光触媒膜としての受光側光触媒膜２０８を設けることで、汚染物質の影響による燃料性状の検出感度変化の防止を図っている。
【００６５】
発光側光触媒膜２０７は、透明部材２０３において燃料供給管８ｂ内を通過する燃料と接触する面、すなわち、接触面２０３ａの全面に成膜される。同様に、受光側光触媒膜２０８は、透明部材２０４において燃料供給管８ｂ内を通過する燃料と接触する面、すなわち、接触面２０４ａの全面に成膜される。本実施例の発光側光触媒膜２０７及び受光側光触媒膜２０８は、実施例１のプリズム側光触媒膜１０７及び反射板側光触媒膜１０８と同様に、膜厚が数μｍ程度のチタニア薄膜を用いる。そして、この発光側光触媒膜２０７及び受光側光触媒膜２０８は、透明部材２０３の設置面２０３ｂに設けられる光触媒活性化用光源２０９が発する光により活性化される。
【００６６】
上記のように構成される燃料性状センサ２００では、光触媒活性化用光源２０９は、常に光を照射している。そして、発光側光触媒膜２０７及び受光側光触媒膜２０８は、この光触媒活性化用光源２０９から発せられる光により活性化され光触媒反応を起こす。すると、透明部材２０３の接触面２０３ａ及び透明部材２０４の接触面２０４ａに汚染物質が付着する前に分解され、接触面２０３ａ、接触面２０４ａへの汚染物質の付着が未然に抑制される。また、仮にこの接触面２０３ａ、接触面２０４ａに汚染物質が付着したとしてもこの汚染物質をふき取ることなく、最終的には光触媒反応により分解される。
【００６７】
これに対し、発光素子２０１から発せられる燃料性状検出のための光は、上述したように１６００から１７００ｎｍ程度の波長の光であり、発光側光触媒膜２０７及び受光側光触媒膜２０８を活性化する波長の光ではない。このため、発光素子２０１から発せられた光は、発光側光触媒膜２０７及び受光側光触媒膜２０８に吸収されることなく透過することから、燃料性状の検出に影響を及ぼすことはない。そして、接触面２０３ａ、接触面２０４ａへの汚染物質が抑制されることから、発光素子２０１から受光素子２０２までの光路中に汚染物質が介在することが抑制され、受光素子２０２での受光量にずれが生じることが防止される。これにより、燃料性状センサ２００における燃料性状の検出感度が変化することが抑制されることから、燃料供給管８ｂ内を通過する燃料の燃料性状を正確に検出することができる。この結果、燃料性状センサ２００を備えるエンジン１は、上述のような低温時始動性や運転性（ドライバビリティ）の向上やエミッション性能の向上など燃料性状に応じた最適なエンジン制御を正確に実行することができる。
【００６８】
以上で説明した本発明の実施例に係る燃料性状センサ２００によれば、発光素子２０１により燃料に光を照射しこの光を受光素子２０２により受光して燃料性状を検出する燃料性状センサ２００において、発光素子２０１、受光素子２０２と燃料との間に設けられ、発光素子２０１、受光素子２０２を燃料から保護すると共に光が透過可能な透明部材２０３、透明部材２０４と、透明部材２０３、透明部材２０４の燃料との接触面２０３ａ、２０４ａに設けられる発光側光触媒膜２０７、受光側光触媒膜２０８と、発光側光触媒膜２０７、受光側光触媒膜２０８を活性化する光を発する光触媒活性化用光源２０９とを備える。
【００６９】
したがって、光が透過可能な透明部材２０３、２０４の接触面２０３ａ、２０４ａに発光側光触媒膜２０７、受光側光触媒膜２０８を成膜し、この発光側光触媒膜２０７、受光側光触媒膜２０８を活性化する光触媒活性化用光源２０９を設けたことから、透明部材２０３、２０４により発光素子２０１、受光素子２０２と燃料との接触を防止することができると共に光触媒活性化用光源２０９が発する光により接触面２０３ａ、２０４ａに設けられた発光側光触媒膜２０７、受光側光触媒膜２０８が活性化され光触媒反応を起こすので、接触面２０３ａ、２０４ａへの汚染物質の付着を抑制することができ、これにより、汚染物質の影響により燃料性状の検出感度が変化することを防止することができる。
【００７０】
さらに、以上で説明した本発明の実施例に係る燃料性状センサ２００によれば、燃料を通過した光の受光素子２０２による受光量に基づいて燃料の透過率としての光の透過率を算出して燃料エタノール濃度を検出する第２判定部２０５を備える。したがって、燃料エタノール濃度と所定波長の光の透過率とは相関関係にあることから、受光素子２０２により受光される光の受光量に応じてこの燃料の光の透過率を算出し、燃料の性状としての燃料エタノール濃度を検出することができる。そして、この燃料性状センサ２００では、発光側光触媒膜２０７、受光側光触媒膜２０８により汚染物質の影響を排除して燃料密度を検出することから、より正確な燃料エタノール濃度を検出することができる。この結果、この正確な燃料エタノール濃度に基づいてエンジン１をより最適に制御することができる。
【００７１】
なお、上述した本発明の実施例に係る燃料性状検出装置は、上述した実施例に限定されず、特許請求の範囲に記載された範囲で種々の変更が可能である。以上の説明では、本発明の燃料性状センサ１００、２００をポート噴射式の多気筒エンジンに適用して説明したが、この形式のエンジンに限らず、直列型またはＶ型エンジンに適用することもでき、また、燃焼室に直接燃料を供給可能な燃料供給手段を備える筒内噴射式エンジン等に適用しても同様の作用効果を奏することができる。
【００７２】
また、以上の説明では、第１判定部１０５、第２判定部２０５は、上述のＥＣＵ５０に電気的に接続される電子制御回路として構成されるものとしたが、ＥＣＵ５０と一体に形成してもよく、この場合、ＥＣＵ５０が本発明の第１判定手段、第２判定手段に相当することとなる。
【００７３】
さらに、本発明の燃料性状検出装置は、以上で説明した実施例１に係る燃料性状センサ１００と実施例２に係る燃料性状センサ２００とを組み合わせてユニット化してもよい。すなわち、燃料性状検出装置は、少なくともガソリンとアルコールとを含む混合燃料の燃料性状を検出する判定手段を備え、判定手段は、燃料性状として混合燃料中のガソリン密度とアルコール濃度とを検出するように構成してもよい。ここでは、燃料性状検出装置は、燃料性状として燃料密度を検出する第１判定手段として第１判定部１０５と、燃料濃度を検出する第２判定手段としての第２判定部２０５との両方を備えてもよいし、燃料性状として燃料密度と燃料濃度の両方を検出する判定手段を備えてもよい。
【００７４】
そして、この場合、燃料性状検出装置は、例えば、実施例２における保護部材としての透明部材を実施例１のプリズムにより兼用すると共に、本発明の第１発光手段は、燃料密度を検出するための光を発する密度検出用発光手段と、燃料濃度を検出するための光を発する濃度検出用発光手段とを有し、受光手段は、密度検出用発光手段が発した光を受光する密度検出用受光手段と、濃度検出用発光手段が発した光を受光する濃度検出用受光手段とを有する。そして、上述したように、プリズムの燃料との接触面に光触媒膜を設けると共にこれを活性化させる第２発光手段を設ける。ここでは、濃度検出用発光手段が発する光の波長（１６００から１７００ｎｍ程度）と、密度検出用発光手段が発する光の波長（例えば、８００から９００ｎｍ程度）とが異なり、さらに、第２発光手段が光触媒を活性化させるために発する光の波長（およそ３８０から４８０ｎｍ程度）も濃度検出用発光手段が発する光の波長、密度検出用発光手段が発する光の波長のいずれとも異なることから、互いの光の影響を受けることはない。これにより、燃料性状検出装置において、汚染物質の影響により燃料性状の検出感度が変化することを防止することができ、燃料性状として混合燃料中のガソリン密度とアルコール濃度とを正確に検出することができる。
【００７５】
また、以上の説明では、第２光触媒膜としての反射板側光触媒膜１０８は、第１光触媒膜としてのプリズム側光触媒膜１０７を活性化させる光触媒活性化用光源１０９により活性化されるものとして説明したが、反射板側光触媒膜１０８を活性化させるための光源を光触媒活性化用光源１０９とは別個に設けてもよい。燃料性状検出装置は、燃料密度や燃料濃度以外の燃料性状を検出する装置として構成してもよい。
【００７６】
また、以上の説明では、燃料性状センサ１００、２００は、燃料供給管８ｂに設けるものとして説明したが、例えば、デリバリパイプ８ａに設けてもよい。燃料性状センサ１００、２００をインジェクタ８の直前のデリバリパイプ８ａに設けた場合、例えば、エンジン１の始動時にデリバリパイプ８ａの中に残留していた燃料の性状をも検出することができるので、エンジン１の運転状態をより最適に制御することができる。
【産業上の利用可能性】
【００７７】
以上のように、本発明に係る燃料性状検出装置は、汚染物質の影響により燃料性状の検出感度が変化することを防止するものであり、内燃機関以外にも燃料を用いる種々の装置の燃料性状検出装置に適用して好適である。
【図面の簡単な説明】
【００７８】
【図１】本発明の実施例１に係る燃料性状センサの概略断面図である。
【図２】本発明の実施例１に係る燃料性状センサが適用されたエンジンの模式的断面図である。
【図３】本発明の実施例１に係る燃料性状センサが検出する燃料の屈折率と密度との関係を示す線図である。
【図４】本発明の実施例１に係る燃料性状センサの光触媒膜を説明する模式図である。
【図５】本発明の実施例２に係る燃料性状センサの概略断面図である。
【図６】本発明の実施例２に係る燃料性状センサが検出する燃料の透過率について説明するための線図である。
【符号の説明】
【００７９】
１ エンジン
８ インジェクタ
８ａ デリバリパイプ
８ｂ 燃料供給管
９ 点火プラグ
５０ ＥＣＵ
１００、２００ 燃料性状センサ（燃料性状検出装置）
１０１、２０１ 発光素子（第１発光手段）
１０２、２０２ 受光素子（受光手段）
１０３ プリズム （保護手段）
１０３ａ、１０４ａ、２０３ａ、２０４ａ 接触面
１０３ｂ、２０３ｂ、２０４ｂ 設置面
１０４ 反射板
１０５ 第１判定部（第１判定手段）
１０６ シール部材
１０７ プリズム側光触媒膜（第１光触媒膜）
１０８ 反射板側光触媒膜（第２光触媒膜）
１０９、２０９ 光触媒活性化用光源（第２発光手段）
２０３、２０４ 透明部材（保護手段）
２０５ 第２判定部（第２判定手段）
２０７ 発光側光触媒膜（第１光触媒膜）
２０８ 受光側光触媒膜（第１光触媒膜）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１発光手段により燃料に光を照射し該光を受光手段により受光して燃料性状を検出する燃料性状検出装置において、
前記第１発光手段と前記燃料との間に設けられ前記第１発光手段を前記燃料から保護すると共に前記光が透過可能な保護手段と、
前記保護手段の前記燃料との接触面に設けられる第１光触媒膜と、
前記第１光触媒膜を活性化する光を発する第２発光手段とを備えることを特徴とする、
燃料性状検出装置。
【請求項２】
前記燃料に照射された光を前記受光手段に向けて反射する反射板と、
前記反射板の前記燃料との接触面に設けられる第２光触媒膜とを備え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。
【請求項３】
前記第２光触媒膜は、前記第２発光手段が発する光により活性化されることを特徴とする、
請求項１又は請求項２に記載の燃料性状検出装置。
【請求項４】
前記保護手段は、プリズムにより構成されることを特徴とする、
請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の燃料性状検出装置。
【請求項５】
前記プリズムを通過した光の前記受光手段による受光位置に基づいて前記燃料の屈折率を算出して燃料密度を検出する第１判定手段を備えることを特徴とする、
請求項４に記載の燃料性状検出装置。
【請求項６】
前記燃料を通過した光の前記受光手段による受光量に基づいて前記燃料の透過率を算出して燃料濃度を検出する第２判定手段を備えることを特徴とする、
請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の燃料性状検出装置。
【請求項７】
少なくともガソリンとアルコールとを含む混合燃料の燃料性状を検出する判定手段を備え、
前記判定手段は、前記燃料性状として前記混合燃料中のガソリン密度とアルコール濃度とを検出することを特徴とする、
請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の燃料性状検出装置。
【請求項１】
第１発光手段により燃料に光を照射し該光を受光手段により受光して燃料性状を検出する燃料性状検出装置において、
前記第１発光手段と前記燃料との間に設けられ前記第１発光手段を前記燃料から保護すると共に前記光が透過可能な保護手段と、
前記保護手段の前記燃料との接触面に設けられる第１光触媒膜と、
前記第１光触媒膜を活性化する光を発する第２発光手段とを備えることを特徴とする、
燃料性状検出装置。
【請求項２】
前記燃料に照射された光を前記受光手段に向けて反射する反射板と、
前記反射板の前記燃料との接触面に設けられる第２光触媒膜とを備え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。
【請求項３】
前記第２光触媒膜は、前記第２発光手段が発する光により活性化されることを特徴とする、
請求項１又は請求項２に記載の燃料性状検出装置。
【請求項４】
前記保護手段は、プリズムにより構成されることを特徴とする、
請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の燃料性状検出装置。
【請求項５】
前記プリズムを通過した光の前記受光手段による受光位置に基づいて前記燃料の屈折率を算出して燃料密度を検出する第１判定手段を備えることを特徴とする、
請求項４に記載の燃料性状検出装置。
【請求項６】
前記燃料を通過した光の前記受光手段による受光量に基づいて前記燃料の透過率を算出して燃料濃度を検出する第２判定手段を備えることを特徴とする、
請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の燃料性状検出装置。
【請求項７】
少なくともガソリンとアルコールとを含む混合燃料の燃料性状を検出する判定手段を備え、
前記判定手段は、前記燃料性状として前記混合燃料中のガソリン密度とアルコール濃度とを検出することを特徴とする、
請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の燃料性状検出装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２００８−１５７７２８（Ｐ２００８−１５７７２８Ａ）
【公開日】平成２０年７月１０日（２００８．７．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−３４６０９７（Ｐ２００６−３４６０９７）
【出願日】平成１８年１２月２２日（２００６．１２．２２）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年７月１０日（２００８．７．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年１２月２２日（２００６．１２．２２）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
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