CN201773084U - 燃料成分传感器 - Google Patents

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Abstract

本实用新型公开了一种燃料成分传感器，第一种实施方式包括串接在发动机供油管中的进油口、传感器模块和出油口。第二种实施方式包括安装在燃油泵支架中的传感器模块。两种实施方式下，传感器模块至少包括同时采集燃料的介电常数和电导率的介电常数和电导率敏感元、向所述介电常数和电导率敏感元发送脉冲使能信号的频率发生器、根据燃料的介电常数和电导率换算出燃料成分比例的线性化处理模块、以及将燃料成分比例输出至发动机控制系统的信号输出端。本实用新型燃料成分传感器可以针对发动机当前所用燃料进行燃料成分的精确判断，从而为发动机的喷油量及点火正时提供可靠依据。

Description

燃料成分传感器
技术领域
本实用新型涉及一种车用发动机燃料成分的检测装置。
背景技术
目前，汽车使用的汽油约占全球汽油消费量的1/3，车用燃料消耗已成为吞噬地球石油资源的无底洞。作为车用燃料主要来源的全球原油储量，仅够使用不到100年的时间。为此业界推出了灵活燃料汽车(FFV：FlexibleFuel Vehicle)，这种汽车能使用纯汽油、纯醇燃料以及不同比例的汽油及醇燃料的混合燃料。灵活燃料汽车普遍使用的替代能源为甲醇汽油和乙醇汽油。
灵活燃料汽车的发动机控制系统需要根据燃料成分的变化来相应地调整喷油量和点火正时。尤为困难的是，对灵活燃料汽车而言，由于共用油箱，燃料成分的变化不是在某几种燃料间选择，这就为如何准确检测燃料成分提出了难题。另外一方面，在OBD-II(车载诊断II，On-BoardDiagnostics II)标准和Euro V(欧五)排放标准中，也已明确定义了对发动机燃料成分的诊断要求。
一种现有的燃料成分传感器为电容式，其原理是利用燃料的电容值判断燃料成分。这种传感器在不同燃料成分的电容值区分度较小的情况下，存在着测量结果与实际成分不符的情况。
另一种估计燃料成分的方法是通过统计每次燃料补给的成分和容量来计算发动机油箱内的燃料成分。显然，这种方法的测量精度不高。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题是提供一种燃料成分传感器，特别适用于为灵活燃料汽车的发动机控制系统提供精确的发动机油箱燃料成分。
为解决上述技术问题，在一种实施方式下，本实用新型燃料成分传感器包括串接在发动机供油管中的进油口、传感器模块和出油口，所述传感器模块至少包括同时采集燃料的介电常数和电导率的介电常数和电导率敏感元、向所述介电常数和电导率敏感元发送脉冲使能信号的频率发生器、根据燃料的介电常数和电导率换算出燃料成分比例的线性化处理模块、以及将燃料成分比例输出至发动机控制系统的信号输出端。
进一步地，所述传感器模块还包括将燃料的介电常数和电导率信号放大的放大电路、对燃料的介电常数和电导率信号调整为标准温度下数值的温度补偿装置、和将燃料成分比例信号转换为后续电路所能接受的信号制式的输出信号调制电路。
进一步地，所述进油口、传感器模块和出油口这三部分为一段管道的形式，该段管道的两端均与发动机供油管连接，成为发动机供油通道的一部分。
进一步地，所述介电常数和电导率敏感元位于所述的一段管道内。
在另一种实施方式下，本实用新型燃料成分传感器包括安装在燃油泵支架中的传感器模块，所述传感器模块至少包括同时采集燃料的介电常数和电导率的介电常数和电导率敏感元、向所述介电常数和电导率敏感元发送脉冲使能信号的频率发生器、根据燃料的介电常数和电导率换算出燃料成分比例的线性化处理模块、以及将燃料成分比例输出至发动机控制系统的信号输出端。
进一步地，所述传感器模块还包括将燃料的介电常数和电导率信号放大的放大电路、对燃料的介电常数和电导率信号调整为标准温度下数值的温度补偿装置、和将燃料成分比例信号转换为后续电路所能接受的信号制式的输出信号调制电路。
进一步地，所述燃油泵支架在发动机油箱中，所述燃油泵支架的一部分浸泡在燃油中，而另一部分未浸泡在燃油中。
进一步地，所述介电常数和电导率敏感元安装到燃油泵支架后，浸泡在燃油中。
本实用新型燃料成分传感器可以针对发动机当前所用燃料进行燃料成分的精确判断，从而为发动机的喷油量及点火正时提供可靠依据。
附图说明
图1是本实用新型燃料成分传感器的一个实施例的示意图；
图2是本实用新型燃料成分传感器中的传感器模块的示意图。
图中附图标记说明：
1-进油口；         2-传感器模块；     21-敏感元；
22-放大电路；      23-频率发生器；    24-温度补偿模块；
25-线性化处理模块；26-输出信号调制模块27-信号输出端；
3-出油口。
具体实施方式
本实用新型燃料成分传感器具有如下两种实施方式。
第一种实施方式如图1所示，燃料成分传感器包括串接在发动机供油管中的进油口1、传感器模块2和出油口3。这三部分为一段管道的形式，这一段管道的两端均与发动机供油管连接，成为发动机供油通道的一部分。
第二种实施方式(未图示)下，燃料成分传感器包括安装在燃油泵支架中的传感器模块。燃油泵支架是在发动机油箱中的，燃油泵支架的一部分浸泡在燃油中，而另一部分未浸泡在燃油中。
上述两种实施方式中，所述传感器模块至少包括介电常数和电导率敏感元、频率发生器、线性化处理模块、以及信号输出端。所述介电常数和电导率敏感元是一个敏感元，但可以同时采集燃料的介电常数和电导率两个参数。对于上述第一种实施方式而言，要求所述敏感元位于所述管道内，从而浸泡在通过所述管道的燃油之中。对于上述第二种实施方式而言，要求所述敏感元在安装到燃油泵支架后能浸泡在燃油中。所述频率发生器向所述介电常数和电导率敏感元发送脉冲使能信号，所述介电常数和电导率敏感元在所述脉冲使能信号下进行燃料的介电常数信号、燃料的电导率信号的采样。所述线性化处理模块根据燃料的介电常数信号、和燃料的电导率信号换算出燃料中各部分成分的比例。所述信号输出端将燃料中各部分成分的比例信号输出至发动机控制系统(例如ECU)。
请参阅图2，这是上述两种实施方式中的传感器模块的更具体的实施方式。传感器模块包括依次连接的频率发生器23、介电常数和电导率敏感元21、放大电路22、温度补偿模块24、线性化处理模块25、输出信号调整模块26和信号输出端27。其中频率发生器23产生的脉冲信号输出给敏感元21，使得敏感元21在该脉冲信号的使能下同时采集燃料的介电常数和电导率两个信号，所采集的信号经过放大电路22的放大，再经过温度补偿模块24调整为标准温度下的数值(例如同一物质的电导率在不同温度下呈现不同状态)，再由线性化处理模块25将燃料的介电常数和电导率信号换算为燃料中各部分比例，再由输出信号调制模块26转换为后续电路(例如ECU)所能接受的信号制式(即进行制式转换)，最后由信号输出端27输出给发动机控制系统。
本实用新型燃料成分传感器的原理是这样的：纯汽油，纯甲醇、纯乙醇等纯醇类的介电常数和电导率是已知的，汽车使用汽油与醇类混合的燃料时，通过敏感元采集到的燃料的介电常数和电导率，再由线性化处理模块换算出不同醇类燃料在整个混合燃料中所占的比例。
与现有的发动机燃油成分检测装置相比，本实用新型采集燃料的位置是在发动机供油管或发动机油箱之中，因此采集到的燃料信息是发动机当前所用燃油的信息，使得发动机控制系统对喷油量的控制及点火正时具有实际意义。
此外，本实用新型燃料成分传感器通过燃料的介电常数和电导率两个参数来做燃料成分判断，其结果更精确，特别是在多种燃料成分混合导致某些参数区分度不大的情况下，采用两个参数对比的方法更有优势，从而可为发动机的喷油量及点火正时提供可靠依据。

Claims (8)

1.一种燃料成分传感器，其特征是，包括串接在发动机供油管中的进油口、传感器模块和出油口，所述传感器模块至少包括同时采集燃料的介电常数和电导率的介电常数和电导率敏感元、向所述介电常数和电导率敏感元发送脉冲使能信号的频率发生器、根据燃料的介电常数和电导率换算出燃料成分比例的线性化处理模块、以及将燃料成分比例输出至发动机控制系统的信号输出端。
2.根据权利要求1所述的燃料成分传感器，其特征是，所述传感器模块还包括将燃料的介电常数和电导率信号放大的放大电路、对燃料的介电常数和电导率信号调整为标准温度下数值的温度补偿装置、和将燃料成分比例信号转换为后续电路所能接受的信号制式的输出信号调制电路。
3.根据权利要求1所述的燃料成分传感器，其特征是，所述进油口、传感器模块和出油口这三部分为一段管道的形式，该段管道的两端均与发动机供油管连接，成为发动机供油通道的一部分。
4.根据权利要求3所述的燃料成分传感器，其特征是，所述介电常数和电导率敏感元位于所述的一段管道内。
5.一种燃料成分传感器，其特征是，包括安装在燃油泵支架中的传感器模块，所述传感器模块至少包括同时采集燃料的介电常数和电导率的介电常数和电导率敏感元、向所述介电常数和电导率敏感元发送脉冲使能信号的频率发生器、根据燃料的介电常数和电导率换算出燃料成分比例的线性化处理模块、以及将燃料成分比例输出至发动机控制系统的信号输出端，。
6.根据权利要求5所述的燃料成分传感器，其特征是，所述传感器模块还包括将燃料的介电常数和电导率信号放大的放大电路、对燃料的介电常数和电导率信号调整为标准温度下数值的温度补偿装置、和将燃料成分比例信号转换为后续电路所能接受的信号制式的输出信号调制电路。
7.根据权利要求5所述的燃料成分传感器，其特征是，所述燃油泵支架在发动机油箱中，所述燃油泵支架的一部分浸泡在燃油中，而另一部分未浸泡在燃油中。
8.根据权利要求7所述的燃料成分传感器，其特征是，所述介电常数和电导率敏感元安装到燃油泵支架后，浸泡在燃油中。
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