DE102005001716A1

DE102005001716A1 - Kraftstofftypidentifizierungsvorrichtung

Info

Publication number: DE102005001716A1
Application number: DE200510001716
Authority: DE
Inventors: Makiko Kariya Sugiura
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2004-01-13
Filing date: 2005-01-13
Publication date: 2005-08-04
Also published as: US7406871B2; US20050172700A1; JP2005201068A

Abstract

In einem Kraftstofftank können beliebige Typen von flüssigen Kraftstoffen gehalten werden, wobei derzeit ein Typ flüssigen Kraftstoffs gehalten wird. Ein Lichtemissionselement gibt einen Lichtstrahl eines vorbestimmten Emissionsspektrums an den flüssigen Kraftstoff des Kraftstofftanks aus. Der flüssige Kraftstoff ändert den Lichtstrahl in einen reflektierten Lichtstrahl mit einem Reflektionsspektrum entsprechend spektraler Charakteristika des flüssigen Kraftstoffs. Das Reflektionsspektrum ist dem Typ des flüssigen Kraftstoffs des Kraftstofftanks eigen. Ein Lichtempfangselement erfasst das Reflektionsspektrum, und eine Steuerschaltung empfängt das erfasste Reflektionsspektrum von dem Lichtempfangselement. Die Steuerschaltung ordnet das erfasste Reflektionsspektrum einem Bezugsreflektionsspektrum entsprechend einem jeweiligen Kraftstofftyp zu und identifiziert den Typ des flüssigen Kraftstoffs des Kraftstofftanks entsprechend einem Zuordnungsergebnis.

Description

Diese Anmeldung basiert auf und beansprucht die Priorität der japanischen Patentanmeldung 2004-005461 vom 13. Januar 2004, auf deren Inhalt hiermit Bezug genommen wird.
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Kraftstofftypidentifizierungsvorrichtung, die die Art beziehungsweise den Typ von flüssigem Kraftstoff, der sich in einem Kraftstofftank befindet, identifiziert.
Die Struktur einer herkömmlichen Brennkraftmaschine beziehungsweise eines herkömmlichen Brennkraftmotors und ein Verbrennungsverfahren im Motor hängen von dem Typ des in dem Motor verwendeten flüssigen Kraftstoffs ab. Zum Beispiel wird im Fall eines Benzinmotors Benzin als Kraftstoff verwendet, und das Benzin wird mit Luft im optimalen Verhältnis gemischt, um ein Luft-Kraftstoff-Gemisch zu erhalten. Das Luft-Kraftstoff-Gemisch wird in einen Zylinder des Motors geleitet und im Zylinder komprimiert. Das komprimierte Luft-Kraftstoff-Gemisch wird unter Verwendung einer Zündkerze gezündet, wodurch es explodiert. Außerdem wird im Falle eines Dieselmotors leichtflüssiges Öl als Kraftstoff verwendet, anfänglich nur Luft eingeleitet und in einem Zylinder des Motors komprimiert, und danach leichtflüssiges Öl in den Zylinder eingespritzt, um ein Gemisch aus der Luft und dem leichtflüssigen Öl aufgrund einer Selbstzündung zum Explodieren zu bringen. Als ein anderes Verbrennungsverfahren für den Benzinmotor wurde ähnlich der Selbstzündung des Dieselmotors eine Technik der Selbstzündung, die auf den Benzinmotor angewendet wird, untersucht, um den Kraftstoffverbrauch des Benzinmotors zu verringern.
Außerdem wurde ein Dieselmotor, der Kerosin oder Pflanzenöl als Kraftstoff verwendet, vorgeschlagen. Zum Beispiel beschreibt die japanische Patentschrift Nr. H09-158731 diesen Dieselmotor. Insbesondere wird ein Dieselmotor, der Pflanzenöl verwendet, als Biodieselmotor bezeichnet, da das Pflanzenöl aufgrund der Biotechnologie als Massenprodukt hergestellt werden kann. Bei diesem Biodieselmotor kann das Abgas verringert werden. Außerdem wird unter Berücksichtigung des Abgases des Erdöls in der Zukunft eine Verbreitung des Biodieselmotors erwartet.
Außerdem wurde ein Mehrfachkraftstoffmotor, der unter Verwendung beliebiger Arten von Kraftstoffen betrieben werden kann, vorgeschlagen. In diesem Motor werden strukturelle Teile, die denjenigen des herkömmlichen Motors, der nur für eine Art von Kraftstoff verwendbar ist, gleichen, verwendet, so dass der Mehrfachkraftstoffmotor mit geringen Kosten hergestellt werden kann. Außerdem kann ein Nutzer dieses Motors den Kraftstofftyp frei wählen, so dass der Nutzer die Kosten des für den Motor verwendeten Kraftstoffs verringern kann.
In dem Fall, in dem der Motor, der nur unter Verwendung derart flüssigen Kraftstoffs wie zum Beispiel Benzin, Diesel, Pflanzenöl und Ähnlichem betrieben werden kann, hängen die Betriebsbedingungen (zum Beispiel die Kraftstoffeinspritzmenge, das Verdichtungsverhältnis des Luft-Kraftstoff-Gemisches oder Luft, die Ventileinstellung und Ähnliches), die für den Motor optimal sind, jedoch von dem Typ des tatsächlich für den Motor verwendeten Kraftstoffs ab. Daher ist es erforderlich, die Betriebsbedingungen, die für den Motor für den jeweiligen Kraftstofftyp optimal sind, zu ändern, um Kraftstoffverbrennungsbe dingungen zu erhalten, die für den Typ des tatsächlich im Motor verwendeten Kraftstoffs optimal sind. Daher wird eine Kraftstofftypidentifizierungsvorrichtung benötigt, um den Typ des einem Motor zugeführten flüssigen Kraftstoffs zu identifizieren.

Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Kraftstofftypidentifizierungsvorrichtung bereitzustellen, bei der der Typ eines flüssigen Kraftstoffs, der einem Motor zugeführt wird, auf zuverlässige Weise unterschieden bzw. bestimmt werden kann.

Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs 1 gelöst. Die abhängigen Ansprüche sind auf bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung gerichtet.

Gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung wird die Aufgabe durch die Bereitstellen einer Kraftstofftypidentifizierungsvorrichtung gelöst, die einen Größendetektor und eine Identifizierungseinheit aufweist. Der Größendetektor erfasst eine physikalische oder chemische Größe von einem flüssigen Kraftstoff, der in einem Kraftstofftank gehalten wird, und gibt ein Erfassungssignal, das die physikalische oder chemische Größe anzeigt, aus. Die physikalische oder chemische Größe hängt von einer physikalischen oder chemischen Eigenschaft des flüssigen Kraftstoffs ab. Die Identifizierungseinheit empfängt das Erfassungssignal von dem Größendetektor und identifiziert den Typ des flüssigen Kraftstoffs entsprechend der physikalischen oder chemischen Größe des Erfassungssignals.

In dieser Konfiguration hängt die physikalische oder chemische Größe von einem Grad der physikalischen oder chemischen Eigenschaft des flüssigen Kraftstoffs ab, so dass die physikalische oder chemische Größe speziell für die physikalische oder chemische Größe bzw. dieser eigen ist.

Dementsprechend kann die Identifizierungseinheit auf zuverlässige Weise einen Typ des flüssigen Kraftstoffs entsprechend der physikalischen oder chemischen Größe, die von dem Kraftstoff erhalten wird, identifizieren.

Im Folgenden werden Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung mit Bezug auf die zugehörigen Zeichnungen beschrieben, in denen gleiche Bezugszeichen die gleichen Teile, Elemente oder Bestandteile in der Beschreibung bezeichnen, wenn sie nicht anders angedeutet sind.
Es zeigen:
1A eine beispielhafte und schematische Ansicht, die eine Kraftstofftypidentifizierungsvorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt,
1B eine beispielhafte und schematische Ansicht, die eine Kraftstofftypidentifizierungsvorrichtung gemäß einer Modifikation der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt,
2 eine beispielhafte und schematische Ansicht, die eine Kraftstofftypidentifizierungsvorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt,
3 eine beispielhafte und schematische Ansicht, die eine Kraftstofftypidentifizierungsvorrichtung gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt,
4 eine beispielhafte und schematische Ansicht, die eine Kraftstofftypidentifizierungsvorrichtung gemäß einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt, und
5 eine beispielhafte und schematische Ansicht, die eine Kraftstofftypidentifizierungsvorrichtung gemäß fünften und sechsten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung zeigt.
AUSFÜHRUNGSFORM 1
Der Erfinder dieser Anmeldung hat festgestellt, dass sich ein Pegel von spektralen Charakteristika jeweiliger verschiedener Typen flüssigen Kraftstoffs von denjenigen der anderen Typen in einem vorbestimmten Wellenlängenbereich unterscheidet und dass ein Reflektionsspektrum (Reflektionsvermögen) von Licht von den spektralen Charakteristika abhängt, wenn ein Emissionsspektrum des Lichts festgelegt bzw. fixiert ist. Die spektralen Charakteristika stellen eine physikalische Eigenschaft dar, und das Reflektionsspektrum stellt eine physikalische Größe in Abhängigkeit von der physikalischen oder chemischen Eigenschaft dar.
1A ist eine beispielhafte und schematische Ansicht, die eine Kraftstofftypidentifizierungsvorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform zeigt.
Wie es in 1A gezeigt ist, ist ein Kraftstofftank 2 an einem Fahrzeug angebracht. Eine Kraftstofftypidentifizierungsvorrichtung 1 besitzt einen Lichtsensor 4, der an einer inneren oberen Oberfläche (oder einer Lippe) des Kraftstofftanks 2 befestigt ist und einen Größendetektor darstellt, eine Steuerschaltung 6, die eine Identifizierungseinheit darstellt, und einen Festwertspeicher (ROM) 7, der einen Datenspeicher darstellt.
In dem Kraftstofftank 2 kann eine beliebige Art von flüssigen Kraftstoff wie zum Beispiel Benzin, leichtflüssiges Öl, Kerosin, Pflanzenöl, Methyl-Tert-Butylether (MTBE) und Ähnliches halten, und er beinhaltet derzeitig einen Typ von flüssigen Kraftstoff.
Der Lichtsensor 4 besitzt ein Lichtemissionselement 4a und ein Lichtempfangselement 4b, die der oberen Oberfläche des flüssigen Kraftstoffs gegenüberliegen. Das Lichtemissionselement 4a stellt einen Signalübertrager dar, der einen Lichtstrahl eines vorbestimmten Emissionsspektrums als ein Untersuchungssignal bzw. Prüfsignal ausgibt. Der Lichtstrahl ist zum Beispiel eine Infrarotstrahlung oder sichtbare Strahlung. Das Spektrum des Lichtstrahls ist auf die spektralen Charakteristika eines jeweiligen Kraftstofftyps für Licht hin veränderbar. Das Lichtemissionselement 4a ist zum Beispiel eine lichtemittierende Diode, eine Lampe, ein Halbleiterlaser (oder eine Laserdiode), eine Elektrolumineszenzvorrichtung oder Ähnliches. Das Lichtempfangselement 4b stellt einen Signalempfänger dar, der einen Lichtstrahl empfängt, der an der oberen Oberfläche des flüssigen Kraftstoffs reflektiert wird, und gibt ein Erfassungssignal, das den reflektierten Lichtstrahl anzeigt, aus. Der reflektierte Lichtstrahl besitzt ein Reflektionsspektrum. Das Lichtempfangselement 4b ist zum Beispiel eine Photodiode, ein Phototransistor, eine Kadmiumsulfidvorrichtung (CdS) oder Ähnliches.
Der ROM 7 speichert ein Bezugsreflektionsspektrum für jeden der flüssigen Kraftstoffe derjenigen Typen, die in dem Kraftstofftank 2 erlaubt sind. Das Bezugsreflektionsspektrum, das einem jeweiligen Typ von flüssigem Kraftstoff entspricht, wird im voraus durch Einführen des flüssigen Kraftstoffs in einen Tank, der die selbe Tiefe wie der Kraftstofftank 2 besitzt, Aussenden eines Lichtstrahles mit dem vorbestimmten Emissionsspektrum zum flüssigen Kraftstoff, Empfangen eines Lichtstrahles, der auf der Oberfläche des flüssigen Kraftstoffs reflektiert wird, Erfassen eines Reflektionsspektrums des reflektierten Lichtstrahls und Speichern des Reflektionsspektrums in dem ROM 7 als das Bezugsreflektionsspektrum erhalten.
Die Steuerschaltung 6 identifiziert den Typ des Kraftstofftyps, der sich derzeitig in dem Kraftstofftank 2 befindet, entsprechend dem Reflektionsspektrum, das von dem Lichtsensor 4 erfasst wird, und dem Bezugsreflektionsspektrum des ROMs 7.
Im Betrieb der Kraftstofftypidentifizierungsvorrichtung 1 wird, wenn ein Zündschalter (nicht gezeigt) eines Fahrzeugs von einem Nutzer eines Fahrzeugs betätigt wird, ein Betriebsstartsignal zur Steuereinheit 6 übertragen. Die Steuereinheit 6 erzeugt ein Ansteuersignal auf das Betätigungsstartsignal hin und gibt das Ansteuersignal an das Lichtemissionselement 4a aus. Auf das Ansteuersignal hin gibt das Lichtemissionselement 4a einen Lichtstrahl, der ein vorbestimmtes Emissionsspektrum aufweist, in Richtung des flüssigen Kraftstoffs des Kraftstofftanks 2 aus. Ein Teil des emittierten Lichtstrahles wird von dem flüssigen Kraftstoff absorbiert, und der andere Teil des emittierten Lichtstrahles wird an der oberen Oberfläche des flüssigen Kraftstoffs als ein reflektierter Lichtstrahl reflektiert. Der reflektierte Lichtstrahl wird zum Lichtempfangselement 4b zurückgegeben, und das Lichtempfangselement 4b erfasst ein Reflektionsspektrum des reflektierten Lichtstrahls und gibt ein Erfassungssignal, das das Reflektionsspektrum anzeigt, an die Steuerschaltung 6 aus.
Das vorbestimmte Emissionsspektrum des emittierten Lichtstrahls wird entsprechend der spektralen Charakteristika des flüssigen Kraftstoffs in das Reflektionsspektrum des reflektierten Lichtstrahls geändert, und die spektralen Charakteristika eines jeweiligen Typs von flüssigen Kraftstoff unterscheiden sich von denjenigen der anderen Kraftstofftypen. Daher ist das Reflektionsspektrum des an einem flüssigen Kraftstoff reflektierten Lichtstrahls für den Typ des flüssigen Kraftstoffs speziell bzw. diesem eigen.
Die Steuerschaltung 6 empfängt das Erfassungssignal, erhält ein Bezugsreflektionsspektrum entsprechend einem jeweiligen Kraftstofftyp von dem ROM 7 und ordnet das erfasste Reflektionsspektrum dem Bezugsreflektionsspektrum für einen jeweiligen Typ von flüssigem Kraftstoff zu. Danach findet die Steuerschaltung 6 einen speziellen Typ des flüssigen Kraftstoffs entsprechend einem Bezugsreflektionsspektrum, das im Wesentlichen dem erfassten Reflektionsspektrum entspricht, aus den Typen der flüssigen Kraftstoffe heraus. Daher unterscheidet bzw. bestimmt die Steuerschaltung 6 den flüssigen Kraftstoff, der sich derzeit in dem Kraftstofftank 2 befindet, als den besonderen bzw. speziellen Kraftstofftyp.
Danach gibt die Steuerschaltung 6 ein Kraftstofftypsignal, das den speziellen Kraftstofftyp anzeigt, an eine elektronische Steuerschaltung (ECU) 8 für eine Motorsteuerung aus. Die Motorsteuer-ECU 8 bestimmt Eigenschaften (zum Beispiel Oktanzahl, Cetanzahl, Zündtemperatur, Viskosität und Ähnliches) des flüssigen Kraftstoffs des Typs, der durch das Kraftstofftypsignal der Steuereinheit 6 angezeigt wird. Danach bestimmt die Motorsteuer-ECU 8 Betriebsbedingungen (zum Beispiel Kraftstoffeinspritzmenge, Verdichtungsverhältnis, Ventileinstellung und Ähnliches) des Motors 10, die für die Verbrennung des flüssigen Kraftstoffs optimal sind, der von dem Kraftstofftank 2 dem Motor 10 entsprechend den bestimmten Eigenschaften zuzuführen ist. Dann gibt die Motorsteuer-ECU 8 ein Steuersignal aus, das die optimalen Betriebsbedingungen für den Motor 10 des Fahrzeugs anzeigt. Daher wird, wenn der flüssige Kraftstoff des Kraftstofftanks 2 dem Motor 10 zugeführt wird, der Motor 10 mit seinen optimalen Betriebsbedingungen unter Steuerung der Motorsteuer-ECU 8 betrieben.
Dementsprechend kann in der ersten Ausführungsform die Kraftstofftypidentifizierungsvorrichtung 1 auf zuverlässige Weise den Typ des flüssigen Kraftstoffs des Kraftstofftanks 2 durch Aussenden eines Lichtstrahls eines vorbestimmten Emissionsspektrums zum flüssigen Kraftstoff, Erfassen eines Reflektionsspektrums eines Lichtstrahls, der von dem flüssigen Kraftstoff reflektiert wird, Zuordnen des erfassten Reflektionsspektrums zu dem Bezugsreflektionsspektrum entsprechend einem jeweiligen Kraftstofftyp und Herausfinden eines speziellen Typs entsprechend dem im Wesentlichen gleichen Reflektionsspektrum wie das erfasste Reflektionsspektrum erfassen. Daher kann sogar obwohl sich ein beliebiger der Kraftstofftypen, die in dem Kraftstofftank 2 erlaubt sind, derzeit in dem Kraftstofftank 2 befindet, der Motor 10 auf zuverlässige Weise unter den optimalen Betriebsbedingungen für die Verbrennung des flüssigen Kraftstoffs, der sich derzeit in dem Kraftstofftank 2 befindet, betrieben werden.
In dieser Ausführungsform wird der Typ des flüssigen Kraftstoffs des Kraftstofftanks 2 auf der Grundlage des Reflektionsspektrums identifiziert. Diese Ausführungsform sollte jedoch nicht auf die Identifikation auf der Grundlage des Reflektionsspektrums begrenzt sein, sondern die Identifikation kann auch auf spektralen Charakteristika basieren. Genauer gesagt kann die Steuerschaltung 6 spektrale Charakteristika des flüssigen Kraftstoffs des Kraftstofftanks 2 aus einem Emissionsspektrum und einem Reflektionsspektrum berechnen, die berechneten spektralen Charakteristika den spektralen Bezugscharakteristika ei nes jeweiligen Kraftstofftyps, die in dem ROM 7 gespeichert sind, zuordnen und einen speziellen bzw. besonderen Kraftstofftyp, der den spektralen Bezugscharakteristika entspricht, die im Wesentlichen die gleichen wie die berechneten spektralen Charakteristika sind, herausfinden.
Außerdem kann, wenn die Identifikation des Typs des flüssigen Kraftstoffs auf der Grundlage des Reflektionsspektrums aufgrund einer Änderung der Temperatur oder des Druckes (die den Grad der Umgebungsbedingung darstellen) des flüssigen Kraftstoffs schwierig ist, ein Temperaturdetektor 3 oder Druckdetektor am Boden des Kraftstofftanks 2 angeordnet sein, um den Typ des flüssigen Kraftstoffs entsprechend dem erfassten Reflektionsspektrum zu identifizieren, wobei eine Temperatur oder ein Druck, die bzw. der von einem Temperatur- oder Druckdetektor erfasst wird, berücksichtigt wird.
Außerdem ist in dieser Ausführungsform der Lichtsensor 4 innerhalb des Kraftstofftanks 2 angeordnet. Der Lichtsensor 4 kann jedoch auch außerhalb des Kraftstofftanks 2 angeordnet sein. In diesem Fall wird ein Lichtstrahl von dem Lichtsensor 4 zum flüssigen Kraftstoff des Kraftstofftanks 2 durch ein Fenster des Kraftstofftanks 2 gesendet. Dieses Fenster kann aus einem Material (zum Beispiel Glas) bestehen, das für den Lichtstrahl transparent ist.
Im Folgenden wird eine Modifikation der ersten Ausführungsform mit Bezug auf 1B beschrieben. 1B ist eine beispielhafte und schematische Ansicht, die eine Kraftstofftypidentifizierungsvorrichtung gemäß einer Modifikation der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
In dieser Modifikation ist das Lichtempfangselement 4b an einer inneren Bodenoberfläche des Kraftstofftanks 2 durch den flüssigen Kraftstoff gegenüber dem Lichtemissionselement 4a angeordnet.
Im Betrieb einer Kraftstofftypidentifizierungsvorrichtung 5 wird ein Teil des Lichtstrahles, der von dem Lichtemissionselement 4a ausgesendet wird, durch den flüssigen Kraftstoff durchgelassen, während er von dem flüssigen Kraftstoff absorbiert wird, und der andere Teil des emittierten Lichtstrahles wird an der oberen Oberfläche des flüssigen Kraftstoffs reflektiert. Der durchgelassene Lichtstrahl wird von dem Lichtempfangselement 4b empfangen, und das Lichtempfangselement 4b erfasst ein Absorptionsspektrum des durchgelassenen Lichtstrahles und gibt ein Erfassungssignal, das das Absorptionsspektrum anzeigt, an die Steuerschaltung 6 aus.
Das vorbestimmte Emissionsspektrum des emittierten Lichtstrahles wird in das Absorptionsspektrum des Lichtstrahles, der durch den flüssigen Kraftstoff durchgelassen wird, entsprechend den spektralen Charakteristika des flüssigen Kraftstoffs geändert, und die spektralen Charakteristika eines jeweiligen Typs von flüssigem Kraftstoff unterscheiden sich von denjenigen der anderen Kraftstofftypen. Daher ist das Absorptionsspektrum des Lichtstrahles für den Typ des flüssigen Kraftstoffs besonders bzw. diesem eigen.
Dementsprechend kann in der Modifikation der ersten Ausführungsform die Kraftstofftypidentifizierungsvorrichtung 5 auf zuverlässige Weise den Typ des flüssigen Kraftstoffs des Kraftstofftanks 2 identifizieren.
AUSFÜHRUNGSFORM 2
Der Erfinder hat festgestellt, dass sich die Werte des spezifischen elektrischen Widerstands verschiedener Typen von flüssigen Kraftstoffen bei einer beliebigen Temperatur in einem vorbestimmten Temperaturbereich voneinander unterscheiden, und ein Wert eines elektrischen Widerstandes des flüssigen Kraftstoffs eines jeweiligen Typs von der elektrischen Widerstandsfähigkeit des flüssigen Kraftstoffs abhängt. Der spezifische elektrische Widerstand stellt eine physikalische Eigenschaft dar, und ein Wert des elektrischen Widerstandes stellt eine physikalische Größe dar.
2 ist eine beispielhafte und schematische Ansicht, die eine Kraftstofftypidentifizierungsvorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform zeigt.
Wie es in 2 gezeigt ist, besitzt eine an einem Fahrzeug angebrachte Kraftstofftypidentifizierungsvorrichtung 21 zwei Elektroden 22a und 22b, die einen Größendetektor darstellen, einen Temperaturdetektor 24, der an einer äußeren Bodenoberfläche des Kraftstofftanks 2 angebracht ist, eine Steuerschaltung 23, die eine Identifizierungseinheit darstellt, und einen ROM 25, der einen Datenspeicher darstellt.
Die Elektroden 22a und 22b sind jeweils an einer Seitenoberfläche des Kraftstofftanks 2 einander gegenüberliegend in der Nähe der Bodenoberfläche des Kraftstofftanks 2 befestigt und mit einem vorbestimmten Abstand zueinander einander gegenüberliegend angeordnet. Die Elektroden 22a und 22b erfassen einen elektrischen Widerstand des flüssigen Kraftstoffs, der sich zwischen den Elektroden 22a und 22b befindet. Da die Elektroden 22a und 22b in der Nähe der Bodenoberfläche des Kraftstofftanks 2 angeordnet sind, können die Elektroden 22a und 22b auch einen elektrischen Widerstand eines geringen Volumens flüssigen Kraftstoffs erfassen. Der Temperaturdetektor 24, der einen Bedingungsdetektor darstellt, erfasst eine Temperatur des flüssigen Kraftstoffs des Kraftstofftanks 2. Diese Temperatur stellt einen Grad einer Umgebungsbedingung dar.
Der ROM 25 speichert Daten eines elektrischen Bezugswiderstandes bei einer Bezugstemperatur und eine Bezugstemperaturabhängigkeit von dem elektrischen Widerstand für jeden der flüssigen Kraftstoffe derjenigen Typen, die in dem Kraftstofftank 2 erlaubt sind. Der elektrische Bezugswiderstand und die Bezugstemperaturabhängigkeit von dem elektrischen Widerstand entsprechend einem jeweiligen Typ flüssigen Kraftstoffs werden im voraus durch Anordnen der Elektroden 22a und 22b in einem vorbestimmten Abstand zueinander in einem Tank, der mit dem flüssigen Kraftstoff gefüllt ist, Messen elektrischer Widerstände des flüssigen Kraftstoffs bei einer großen Anzahl von Temperaturen mit den Elektroden 22a und 22b, Berechnen einer Bezugstemperaturabhängigkeit von dem elektrischen Widerstand aus den gemessenen elektrischen Widerständen und Speichern der Daten des gemessenen elektrischen Widerstandes bei der Bezugstemperatur und der berechneten Bezugstemperaturabhängigkeit von dem elektrischen Widerstand im ROM 25 als der elektrische Bezugswiderstand und die Bezugstemperaturabhängigkeit von dem elektrischen Widerstand erhalten.
Die Steuerschaltung 23 identifiziert den Kraftstofftyp entsprechend einer Temperatur, die von dem Temperaturdetektor 24 erfasst wird, einem elektrischen Widerstand des flüssigen Kraftstoffs, der von den Elektroden 22a und 22b erfasst wird, und den im ROM 25 gespeicherten Daten.
Im Betrieb der Kraftstofftypidentifizierungsvorrichtung 21 überträgt die Steuerschaltung 23 ein Ansteuersignal an das Elektrodenpaar 22a und 22b und dem Temperaturdetektor 24. Auf das Ansteuersignal hin erfasst das Elektrodenpaar 22a und 22b einen elektrischen Widerstand des flüssigen Kraftstoffs, der sich zwischen den Elektroden 22a und 22b befindet, und gibt ein Erfassungssignal, das den erfassten elektrischen Widerstand anzeigt, an die Steuerschaltung 23 aus. Außerdem erfasst der Temperaturdetektor 24 eine Temperatur des flüssigen Kraftstoffs und gibt die erfasste Temperatur an die Steuerschaltung 23 aus.
Die Steuerschaltung 23 empfängt die erfasste Temperatur, berechnet einen elektrischen Widerstand bei der erfassten Temperatur aus dem elektrischen Bezugswiderstand und der Bezugstemperaturabhängigkeit von dem elektrischen Widerstand, die aus dem ROM 25 erhalten wird, für jeden Kraftstofftyp. Danach ordnet die Steuerschaltung 23, die den erfassten elektrischen Widerstand empfängt, den erfassten elektrischen Widerstand dem berechneten elektrischen Widerstand für jeden Kraftstofftyp zu. Danach findet die Steuerschaltung 23 einen besonderen Typ des flüssigen Kraftstoffs des berechneten elektrischen Widerstands, der im Wesentlichen der Gleiche ist wie der erfasste elektrische Widerstand, aus den flüssigen Kraftstofftypen heraus. Danach unterscheidet bzw. bestimmt die Steuerschaltung 23 den Typ des flüssigen Kraftstoffs des Kraftstofftanks 2 als den besonderen Kraftstofftyp.
Dementsprechend kann in der zweiten Ausführungsform die Kraftstofftypidentifizierungsvorrichtung 21 auf zuverlässige Weise den Typ des flüssigen Kraftstoffs des Kraftstofftanks 2 durch Erfassen eines elektrischen Widerstands des flüssigen Kraftstoffs bei einer erfassten Temperatur, Berechnen eines elektrischen Widerstands bei der erfassten Temperatur aus einem elektrischen Bezugswiderstand und einer Bezugstemperaturabhängigkeit von dem elektrischen Widerstand für jeden Kraftstofftyp und Zuord nen des erfassten elektrischen Widerstandes zu dem berechneten elektrischen Widerstand jeden Kraftstofftyps identifizieren. Daher wird der Motor 10 auf die selbe Weise wie in der ersten Ausführungsform bei seinen optimalen Betriebsbedingungen unter Steuerung der Motorsteuer-ECU 8 betrieben.
In dieser Ausführungsform wird der Typ des flüssigen Kraftstoffs des Kraftstofftanks 2 auf der Grundlage des elektrischen Widerstands identifiziert. Diese Ausführungsform sollte jedoch nicht auf die Identifikation auf der Grundlage des elektrischen Widerstandes begrenzt sein, und die Identifikation kann auch auf der Grundlage eines spezifischen elektrischen Widerstandes erfolgen. Genauer gesagt kann die Steuerschaltung 23 einen Wert eines spezifischen elektrischen Widerstandes des flüssigen Kraftstoffs des Kraftstofftanks 2 aus dem erfassten elektrischen Widerstand, dem vorbestimmten Abstand zwischen den Elektroden 22a und 22b und den Gestalten der Elektroden 22a und 22b berechnen, den berechneten spezifischen elektrischen Widerstand einem spezifischen elektrischen Bezugswiderstand eines jeweiligen Kraftstofftyps, der in dem ROM 25 gespeichert ist, zuordnen und einen besonderen bzw. bestimmten Kraftstofftyp des elektrischen spezifischen Bezugswiderstands herausfinden, der im Wesentlichen dem berechneten elektrischen spezifischen Widerstand entspricht.
AUSFÜHRUNGSFORM 3
Der Erfinder hat festgestellt, dass sich die Zusammensetzung der Komponenten eines Dampfes, der von jedem der verschiedenen Typen von flüssigen Kraftstoffen verdampft, von denjenigen der anderen Typen der flüssigen Kraftstoffe bei einer beliebigen Temperatur in einem vorbestimmten Temperaturbereich unterscheidet, und ein Geruch eines flüssigen Kraftstoffs, der einen Grad der Änderung des elektrischen Widerstandes eines Geruchsensors betrifft, von den Komponenten eines Dampfes, der von dem flüssigen Kraftstoff verdampft, abhängt. Die Zusammensetzung der Komponenten stellt eine chemische Eigenschaft dar, und ein Geruch eines flüssigen Kraftstoffs stellt eine chemische Größe des flüssigen Kraftstoffs in Abhängigkeit von der chemischen Eigenschaft dar.
3 ist eine beispielhafte und schematische Ansicht, die eine Kraftstofftypidentifizierungsvorrichtung gemäß einer dritten Ausführungsform zeigt.
Wie es in 3 gezeigt ist, besitzt eine an einem Fahrzeug angebrachte Kraftstofftypidentifizierungsvorrichtung 31 einen Geruchsensor 32, der an einer inneren oberen Oberfläche (oder einer Lippe) des Kraftstofftanks 2 angebracht ist, einen Temperaturdetektor 34, der an einer äußeren Bodenoberfläche des Kraftstofftanks 2 angebracht ist, eine Steuerschaltung 33, die eine Identifizierungseinheit darstellt, und einen ROM 35, der einen Datenspeicher darstellt.
Der Geruchsensor 32, der einen Größendetektor darstellt, ist in einem Dampf angeordnet, der von dem flüssigen Kraftstoff verdampft wird, und erfasst einen Geruch des Dampfes als Geruch des flüssigen Kraftstoffs. Der Geruchsensor 32 besteht aus einem Kristalloszillator, der mit einem Bimolekularsenisitvfilm beschichtet ist. In dem Kristalloszillator ändert sich ein elektrischer Widerstand des Sensitivfilmes bzw. des sensitiven Filmes auf die Komponenten eines Dampfes hin, der von dem flüssigen Kraftstoff verdampft wird. Daher erfasst der Geruchsensor 32 den Grad der Änderung seines elektrischen Widerstandes als erfassten Geruch.
Der ROM 35 speichert Daten mehrerer Bezugsgerüche entsprechend mehrerer Temperaturen für einen jeweiligen Kraftstofftyp, der in dem Kraftstofftank 2 erlaubt ist. Die Bezugsgerüche, die einem jeweiligen Typ von flüssigem Kraftstoff entsprechen, werden im voraus durch Einfüllen des flüssigen Kraftstoffs in einen Tank mit dem Geruchsensor 32, Messen der Grade der Änderung des elektrischen Widerstandes des Geruchsensors 32, während die Temperatur des flüssigen Kraftstoffs geändert wird, und Speichern der gemessenen Grade der Änderung in dem ROM 35 als Daten der Bezugsgerüche erhalten.
Die Steuerschaltung 33 identifiziert den Kraftstofftyp entsprechend einem Geruch, der von dem Geruchsensor 32 erfasst wird, einer Temperatur, die von dem Temperaturdetektor 34 erfasst wird, und den Daten des ROMs 35.
Im Betrieb der Kraftstofftypidentifizierungsvorrichtung 31 überträgt die Steuerschaltung 33 ein Ansteuersignal an den Geruchsensor 32 und den Temperaturdetektor 34. Auf das Ansteuersignal hin empfängt der Geruchsensor 32 einen Dampf, der von dem flüssigen Kraftstoff des Kraftstofftanks 2 verdampft wird, und erfasst einen Grad der Änderung seines elektrischen Widerstandes als einen Geruch. Danach gibt der Geruchsensor 32 ein Erfassungssignal aus, das einen Geruch entsprechend dem Grad der Änderung des elektrischen Widerstandes anzeigt. Der Temperaturdetektor 34 erfasst eine Temperatur des flüssigen Kraftstoffs. Die Zusammensetzung des Dampfes ändert sich mit der Temperatur des flüssigen Kraftstoffs, so dass der Geruch, der in dem Geruchsensor 32 erfasst wird, sich mit der Temperatur des flüssigen Kraftstoffs ändert.
Die Steuerschaltung 33 die die Temperatur, die von dem Temperaturdetektor 34 erfasst wird, und den Geruch, der von dem Geruchsensor 32 erfasst wird, empfängt, erlangt die Bezugsgerüche, die die erfasste Temperatur betreffen, für die Kraftstofftypen aus dem ROM 35. Danach ordnet die Steuerschaltung 33 den erfassten Geruch dem Bezugsgeruch entsprechend der erfassten Temperatur für jeden Kraftstofftyp zu und findet einen besonderen Kraftstofftyp, der im Wesentlichen dem Geruch des erfassten Geruches entspricht, aus den Typen der flüssigen Kraftstoffe heraus. Daher unterscheidet bzw. bestimmt die Steuerschaltung 33 den flüssigen Kraftstoff des Kraftstofftanks 2 als den besonderen Kraftstofftyp.
Dementsprechend kann in der dritten Ausführungsform die Kraftstofftypidentifizierungsvorrichtung 31 auf zuverlässige Weise den Typ des flüssigen Kraftstoffs des Kraftstofftanks 2 durch Erfassen eines Geruches im Geruchsensor 32 bei einer erfassten Temperatur und Zuordnen des erfassten Geruches zu dem Bezugsgeruch eines jeweiligen Kraftstofftyps bei der erfassten Temperatur identifizieren. Daher wird der Motor 10 auf die selbe Weise wie in der ersten Ausführungsform bei seinen optimalen Betriebsbedingungen unter Steuerung der Motorsteuer-ECU 8 betrieben.
In dieser Ausführungsform besteht der Geruchsensor 32 aus einem Kristalloszillator, der mit einem Typ von Bimolekularsensitivfilm beschichtet ist, der für einen Typ von Geruch sensitiv ist. Der Geruchsensor 32 kann jedoch aus einem Kristalloszillator bestehen, der mit mehreren Typen von Bimolekularsensitivfilmen beschichtet ist, die für mehrere Typen von Gerüchen empfindlich bzw. sensitiv sind (zum Beispiel einen Geruch, der einer aromatischen Verbindung eigen ist, einen Geruch, der Paraffinkohlenwasserstoff eigen ist, einen Geruch, der Olefinkohlenwasserstoff eigen ist, einen Geruch, der Pflanzenöl eigen ist, einen Geruch der Schwefel eigen ist, und Ähnliches). In diesem Fall wird eine Änderung eines elektrischen Wi derstandes eines jeweiligen Typs von sensitivem Film als eine Stärke des entsprechenden Geruchtyps gemessen. Daher können mehrere Stärken der Geruchstypen erfasst werden. Dementsprechend kann der Typ des flüssigen Kraftstoff des Kraftstofftanks 2 noch genauer identifiziert werden.
AUSFÜHRUNGSFORM 4
Der Erfinder hat festgestellt, dass sich die Werte des Sättigungsdampfdrucks verschiedener Typen von flüssigen Kraftstoffen bei einer beliebigen Temperatur in einem vorbestimmten Temperaturbereich voneinander unterscheiden. Der Sättigungsdampfdruck stellt eine physikalische Eigenschaft dar, und ein wert des Sättigungsdampfdrucks stellt eine physikalische Größe dar.
4 ist eine beispielhafte und schematische Ansicht, die eine Kraftstofftypidentifizierungsvorrichtung gemäß einer vierten Ausführungsform zeigt.
Wie es in 4 gezeigt ist, besitzt eine an einem Fahrzeug angebrachte Kraftstofftypidentifizierungsvorrichtung 41 einen Dampfdrucksensor 42, der an einer inneren oberen Oberfläche (oder einer Lippe) des Kraftstofftanks 2 angebracht ist, einen Temperaturdetektor 44, der an einer äußeren Bodenoberfläche des Kraftstofftanks 2 angebracht ist, eine Steuerschaltung 43, die eine Identifizierungseinheit darstellt, und einen ROM 45, der einen Datenspeicher darstellt.
Der Dampfdrucksensor 42, der einen Größendetektor darstellt, erfasst einen Dampfdruck des flüssigen Kraftstoffs, der in dem Kraftstofftank 2 gesättigt ist. Der Dampfdrucksensor 42 besteht aus einem Drucksensor, beispielsweise vom Halbleitermembrantyp, elektrostatischem Kapazitätstyp, elastischem Membrantyp, Piezotyp, Vibrati onstyp, Bourdon-Röhrentyp, Blasebalgtyp oder Ähnlichem. Der Temperaturdetektor 44 erfasst eine Temperatur des flüssigen Kraftstoffs des Kraftstofftanks 2.
Der ROM 45 speichert Daten eines Bezugssättigungsdampfdrucks bei einer Bezugstemperatur und eine Bezugstemperaturabhängigkeit des Sättigungsdampfdrucks für jeden Kraftstofftyp, der in dem Kraftstofftank 2 erlaubt ist. Der Bezugssättigungsdampfdruck und die Bezugstemperaturabhängigkeit des Sättigungsdampfdrucks, die einem jeweiligen Typ von flüssigem Kraftstoff entsprechen, werden durch Füllen eines Tankes mit dem flüssigen Kraftstoff, Messen von Dampfdrücken des flüssigen Kraftstoffs, der in dem Tank gesättigt ist, während die Temperatur des flüssigen Kraftstoffs geändert wird, Berechnen einer Bezugstemperaturabhängigkeit des Sättigungsdampfdrucks von den gemessenen Dampfdrücken und Speichern von Daten des Sättigungsdampfdruckes, der bei der Bezugstemperatur gemessen wird, und der berechneten Bezugstemperaturabhängigkeit im ROM 45 als der Bezugssättigungsdampfdruck und die Bezugstemperaturabhängigkeit des Sättigungsdampfdrucks erhalten.
Die Steuerschaltung 43 identifiziert den Kraftstofftyp entsprechend einem Dampfdruck des flüssigen Kraftstoffs, der durch den Dampfdrucksensor 42 erfasst wird, einer Temperatur, die von dem Temperaturdetektor 44 erfasst wird, und den Daten des ROM 45.
Im Betrieb der Kraftstofftypidentifizierungsvorrichtung 41 überträgt die Steuerschaltung 43 ein Ansteuersignal an den Dampfdrucksensor 42 und den Temperaturdetektor 44. Auf das Ansteuersignal hin erfasst der Dampfdrucksensor 42 einen Dampfdruck des flüssigen Kraftstoffs, der in dem Kraftstofftank 2 gesättigt ist, und gibt ein Erfassungssignal, das den erfassten Dampfdruck anzeigt, an die Steuerschaltung 43 aus. Der Temperaturdetektor 44 erfasst eine Temperatur des flüssigen Kraftstoffs und gibt die erfasste Temperatur an die Steuerschaltung 43 aus.
Die Steuerschaltung 43, die die erfasste Temperatur empfängt, berechnet einen Bezugssättigungsdampfdruck bei der erfassten Temperatur aus dem Bezugssättigungsdampfdruck und der Bezugstemperaturabhängigkeit des Sättigungsdampfdrucks, die aus dem ROM 45 erhalten wird, für jeden Kraftstofftyp. Danach ordnet die Steuerschaltung 43, die den erfassten Dampfdruck von dem Dampfdrucksensor 42 empfängt, den erfassten Dampfdruck dem Bezugssättigungsdampfdruck bei der erfassten Temperatur für jeden Kraftstofftyp zu. Danach findet die Steuerschaltung 43 einen besonderen Typ des flüssigen Kraftstoffs, der dem Bezugssättigungsdampfdruck entspricht, der im Wesentlichen derselbe wie der erfasste Dampfdruck ist, aus den Kraftstofftypen heraus. Danach unterscheidet die Steuerschaltung 43 den flüssigen Kraftstoff des Kraftstofftanks 2 als den besonderen Kraftstofftyp.
Dementsprechend kann in der vierten Ausführungsform die Kraftstofftypidentifizierungsvorrichtung 41 auf zuverlässige Weise den Typ des flüssigen Kraftstoffs des Kraftstofftanks 2 durch Erfassen eines Dampfdrucks des flüssigen Kraftstoffs, der in dem Kraftstofftank 2 gesättigt ist, bei einer erfassten Temperatur, Berechnen eines Sättigungsdampfdrucks bei der erfassten Temperatur aus einem Bezugssättigungsdampfdruck und einer Bezugstemperaturabhängigkeit des Sättigungsdampfdrucks für einen jeweiligen Kraftstofftyp und Zuordnen des erfassten Dampfdruckes zu dem berechneten Sättigungsdampfdruck jedes Kraftstofftyps identifizieren. Daher kann der Motor 10 bei Betriebsbedingungen betrieben werden, die für die Verbrennung eines beliebigen der Kraftstofftypen, die von dem Kraftstofftank 2 zugeführt werden, optimal sind.
AUSFÜHRUNGSFORM 5
Der Erfinder hat festgestellt, dass ein Pegel von spektralen Klangcharakteristika jeweiliger verschiedener Typen von flüssigen Kraftstoffen für Ultraschallwellen sich von denjenigen der anderen Typen flüssiger Kraftstoffe bei einer beliebigen Temperatur in einem vorbestimmten Temperaturbereich unterscheiden, und ein Klangreflektionsspektrum eines Klanges von den spektralen Klangcharakteristika des flüssigen Kraftstoffs abhängt, wenn ein Klangemissionsspektrum des Klangs festgelegt ist. Die spektralen Klangcharakteristika stellen eine physikalische Eigenschaft dar, und das Klangabsorptionsspektrum stellt eine physikalische Größe dar.
5 ist eine beispielhafte und schematische Ansicht, die eine Kraftstofftypidentifizierungsvorrichtung gemäß einer fünften Ausführungsform zeigt.
Wie es in 5 gezeigt ist, besitzt eine an einem Fahrzeug angebrachte Kraftstofftypidentifizierungsvorrichtung 51 einen Klangsensor 52, der an einer inneren oberen Oberfläche (oder einer Lippe) des Kraftstofftanks 2 angebracht ist, einen Temperaturdetektor 54, der an einer äußeren Bodenoberfläche des Kraftstofftanks 2 angebracht ist, eine Steuerschaltung 53, die eine Identifizierungseinheit darstellt, und einen ROM 55, der einen Datenspeicher darstellt.
Der Klangsensor 52, der einen Größendetektor darstellt, besitzt einen Lautsprecher 52a, der Ultraschallwellen zum flüssigen Kraftstoff des Kraftstofftanks 2 ausgibt, und ein Mikrophon 52b, das Ultraschallwellen, die an der oberen Oberfläche des flüssigen Kraftstoffs reflektiert werden, empfängt. Der Lautsprecher 52a sendet Ultraschall wellen eines Klangemissionsspektrums, die ein Untersuchungssignal bezeichnen, an den flüssigen Kraftstoff des Kraftstofftanks 2 aus. Das Klangemissionsspektrum der emittierten Ultraschallwellen ändert sich in Abhängigkeit von den spektralen Klangcharakteristika des Kraftstofftyps. Das Mikrophon 52b empfängt Ultraschallwellen eines Klangabsorptionsspektrums. Der Satz aus Lautsprecher 52a und Mikrophon 52b besteht aus einem Satz Lautsprecher und Mikrophon vom Piezotyp, einem Satz Lautsprecher und Mikrophon vom Kondensatortyp oder Ähnlichem. Ein piezoelektrischer Halbleiter aus PZT (Titanat-Bleizirkonat) oder Ähnlichem wird für den Lautsprecher und das Mikrophon vom Piezotyp verwendet. Wenn der Lautsprecher 52a und das Mikrophon 52b einstückig miteinander ausgebildet sind, kann der Klangsensor 52 miniaturisiert werden, und die Beschränkung hinsichtlich einer Befestigungsposition des Klangsensors im Kraftstofftank 2 kann verringert werden. Der Temperaturdetektor 54 erfasst eine Temperatur des flüssigen Kraftstoffs des Kraftstofftanks 2.
Der ROM 55 speichert Daten mehrerer Bezugsklangabsorptionsspektra, die mehreren Temperaturen für einen jeweiligen Kraftstofftyp, der in dem Kraftstofftank 2 erlaubt ist, entsprechen. Die Bezugsklangabsorptionsspektra, die einem jeweiligen Typ von flüssigem Kraftstoff entsprechen, werden im voraus durch Einfüllen des flüssigen Kraftstoffs in einen Tank, der die selbe Gestalt wie der Kraftstofftank 2 aufweist, Aussenden von Ultraschallwellen des Klangemissionsspektrums zum flüssigen Kraftstoff, während die Temperatur des flüssigen Kraftstoffs geändert wird, Empfangen. von Ultraschallwellen, die an der Oberfläche des flüssigen Kraftstoffs reflektiert werden, für jede Temperatur, Messen eines Klangreflektionsspektrums der reflektierten Ultraschallwellen für jede Temperatur und Speichern von Daten der gemessenen Klangreflekti onsspektra im ROM 55 als Bezugsklangreflektionsspektra erhalten.
Die Steuerschaltung 53 identifiziert den Kraftstofftyp entsprechend einem Klangreflektionsspektrum, das von dem Klangsensor 52 erfasst wird, einer Temperatur, die von dem Temperaturdetektor 54 erfasst wird, und den Daten des ROMs 55.
Im Betrieb der Kraftstofftypidentifizierungsvorrichtung 51 sendet die Steuerschaltung 53 ein Ansteuersignal an den Klangsensor 52 und den Temperaturdetektor 54. Auf das Ansteuersignal hin gibt der Lautsprecher 52a ein Untersuchungssignal, das Ultraschallwellen eines vorbestimmten Klangemissionsspektrums anzeigt bzw. angibt, in Richtung des flüssigen Kraftstoffs des Kraftstofftanks 2 aus, und der Temperaturdetektor 54 gibt eine erfasste Temperatur des flüssigen Kraftstoffs an die Steuerschaltung 53 aus. Ein Teil der emittierten Ultraschallwellen werden von dem flüssigen Kraftstoff absorbiert, und der andere Teil der emittierten Ultraschallwellen wird an der oberen Oberfläche des flüssigen Kraftstoffs als reflektierte Ultraschallwellen eines Klangreflektionsspektrums reflektiert. Die reflektierten Ultraschallwellen werden vom Mikrophon 52b empfangen, und das Mikrophon 52b gibt ein Erfassungssignal, das die reflektierten Ultraschallwellen anzeigt, an die Steuerschaltung 53 aus.
Ein vorbestimmtes Klangemissionsspektrum von Ultraschallwellen ändert sich in ein Klangreflektionsspektrum von Ultraschallwellen, die an einem flüssigen Kraftstoff reflektiert werden, entsprechend spektraler Klangcharakteristika des flüssigen Kraftstoffs, und die spektralen Klangcharakteristika eines jeweiligen Typs von flüssigem Kraftstoff unterscheiden sich von denjenigen der anderen Kraftstofftypen. Daher ist das Klangreflektionsspektrum von Ultraschallwellen, die an einem flüssigen Kraftstoff reflektiert werden, für den Typ des flüssigen Kraftstoffs besonders beziehungsweise diesem eigen.
Die Steuerschaltung 53 empfängt die erfasste Temperatur und das Erfassungssignal, erhält ein Bezugsklangreflektionsspektrum der erfassten Temperatur aus dem ROM 55 für jeden Kraftstofftyp und ordnet das erfasste Klangreflektionsspektrum dem Bezugsklangreflektionsspektrum für jeden Kraftstofftyp zu. Danach findet die Steuerschaltung 53 einen besonderen Kraftstofftyp, der dem Bezugsklangreflektionsspektrum entspricht, der im Wesentlichen das Gleiche wie das erfasste Klangreflektionsspektrum ist, aus den Kraftstofftypen heraus. Daher unterscheidet die Steuerschaltung 53 den flüssigen Kraftstoff des Kraftstofftanks 2 als den besonderen Kraftstofftyp.
Dementsprechend kann in der fünften Ausführungsform die Kraftstoffidentifizierungsvorrichtung 51 auf zuverlässige weise den Typ des flüssigen Kraftstoffs des Kraftstofftanks 2 durch Erfassen eines Klangreflektionsspektrums von Ultraschallwellen, die an dem flüssigen Kraftstoff des Kraftstofftanks 2 reflektiert werden, Erfassen einer Temperatur des flüssigen Kraftstoffs und Zuordnen des erfassten Klangreflektionsspektrums zu dem Bezugsklangreflektionsspektrum der erfassten Temperatur entsprechend einem jeweiligen Kraftstofftyp identifizieren. Daher kann der Motor 10 unter Betriebsbedingungen betrieben werden, die für die Verbrennung eines beliebigen der Kraftstofftypen, die von dem Kraftstofftank 2 zugeführt werden, optimal sind.
In dieser Ausführungsform wird der Typ des flüssigen Kraftstoffs des Kraftstofftanks 2 auf der Grundlage des Klangreflektionsspektrums identifiziert. Die Identifika tion kann jedoch auch auf spektralen Klangcharakteristika basieren. Genauer gesagt kann die Steuerschaltung 53 spektrale Klangcharakteristika des flüssigen Kraftstoffs des Kraftstofftanks 2 aus einem Klangemissionsspektrum und einem Klangreflektionsspektrum berechnen, die berechneten spektralen Klangcharakteristika spektralen Bezugsklangcharakteristika eines jeweiligen Kraftstofftyps, die in dem Rom 55 gespeichert sind, zuordnen, und einen besonderen Kraftstofftyp, der den spektralen Bezugsklangcharakteristika entspricht, die im Wesentlichen die Gleichen wie die berechneten spektralen Charakteristika sind, herausfinden.
AUSFÜHRUNGSFORM 6
Der Erfinder hat festgestellt, dass sich die Werte der Viskosität verschiedener Typen von flüssigen Kraftstoffen bei einer beliebigen Temperatur in einem vorbestimmten Temperaturbereich voneinander unterscheiden und eine Klanggeschwindigkeit von akustischen Oberflächenwellen, die in einem jeweiligen Typ von flüssigem Kraftstoff reflektiert werden, von dem Wert der Viskosität des Typs des flüssigen Kraftstoffs abhängt, wenn eine vorbestimmte Klanggeschwindigkeit von akustischen Oberflächenwellen, die zum flüssigen Kraftstoff ausgesendet werden, festgelegt ist. Die Viskosität stellt eine physikalische Eigenschaft dar, und eine Klanggeschwindigkeit der reflektierten akustischen Oberflächenwellen stellt eine physikalische Größe dar, die von dem Grad der physikalischen Eigenschaft abhängt.
Die Kraftstofftypidentifizierungsvorrichtung 51 der 5 wird außerdem für eine Identifizierungsvorrichtung gemäß der sechsten Ausführungsform verwendet.
Der Lautsprecher 52a gibt akustische Oberflächenwellen mit einer vorbestimmten Klanggeschwindigkeit als ein Untersuchungssignal aus. Die akustischen Oberflächenwellen werden von dem flüssigen Kraftstoff des Kraftstofftanks 2 reflektiert. Das Mikrophon 52b empfängt die reflektierten akustischen Oberflächenwellen und gibt ein Erfassungssignal, das die reflektierten akustischen Oberflächenwellen anzeigt, an die Steuerschaltung 53 aus. In diesem Fall unterscheidet sich die Antwortklanggeschwindigkeit der reflektierten akustischen Oberflächenwellen von der vorbestimmten Klanggeschwindigkeit, und die Antwortklanggeschwindigkeit (oder eine Differenz zwischen der vorbestimmten Klanggeschwindigkeit und der Antwortklanggeschwindigkeit) hängt von dem Wert der Viskosität des flüssigen Kraftstoffs ab. Der Wert der Viskosität des flüssigen Kraftstoffs hängt von einer Temperatur des flüssigen Kraftstoffs ab. Daher identifiziert die Steuerschaltung 53 einen Typ des flüssigen Kraftstoffs des Kraftstofftanks 2 entsprechend der Antwortklanggeschwindigkeit, den Daten des ROMs 55 und einer Temperatur, die in dem Temperaturdetektor 54 erfasst wird.
Dementsprechend kann in der sechsten Ausführungsform die Kraftstoffidentifizierungsvorrichtung 51 auf zuverlässige Weise den Typ des flüssigen Kraftstoffs des Kraftstofftanks 2 durch Erfassen einer Antwortklanggeschwindigkeit der reflektierten akustischen Oberflächenwellen identifizieren. Daher kann der Motor 10 unter Betriebsbedingungen betrieben werden, die für die Verbrennung eines beliebigen der Kraftstofftypen, die von dem Kraftstofftank 2 zugeführt werden, optimal sind.
In dieser Ausführungsform ist der Temperaturdetektor 54 in dem Kraftstofftank 2 angeordnet. Wenn der Kraftstofftyp unabhängig von einer Temperaturänderung in dem flüssigen Kraftstoff identifiziert werden kann, wird jedoch kein Temperaturdetektor in der Identifizierungsvorrichtung 51 benötigt.
AUSFÜHRUNGSFORM 7
Eine Kraftstofftypidentifizierungsvorrichtung gemäß der siebten Ausführungsform ist durch Kombination zwei oder mehrerer ausgewählter Identifizierungsvorrichtungen der Identifizierungsvorrichtungen 1, 21, 31, 41 und 51 gemäß den ersten bis sechsten Ausführungsformen aufgebaut. Mit dieser Identifizierungsvorrichtung kann der Typ des flüssigen Kraftstoffs noch zuverlässiger identifiziert werden.
In jeder der zweiten, dritten, fünften und sechsten Ausführungsformen ist der Temperaturdetektor in dem Kraftstofftank 2 angeordnet. Wenn eine Änderung der Temperatur in dem flüssigen Kraftstoff keinen Einfluss auf die Identifikation des Kraftstofftyps auf der Grundlage der chemischen oder physikalischen Eigenschaft (elektrischer Widerstand, Geruch, Klangreflektionsspektrum oder Antwortklanggeschwindigkeit) hat, wird jedoch kein Temperaturdetektor in der Identifizierungsvorrichtung benötigt.
Außerdem wird in jeder der zweiten, dritten, vierten, fünften und sechsten Ausführungsformen die Identifikation des Kraftstofftyps innerhalb des vorbestimmten Temperaturbereiches durchgeführt, um zu verhindern, dass zumindest zwei der chemischen oder physikalischen Eigenschaften der Typen der flüssigen Kraftstoffe den gleichen Wert annehmen. Wenn jedoch keine Wahrscheinlichkeit besteht, dass zumindest zwei der chemischen oder physikalischen Eigenschaften der Typen der flüssigen Kraftstoffe den gleichen Wert annehmen, kann die Identifikation des Kraftstofftyps auch ohne Begrenzung der Temperatur durchgeführt werden.
Außerdem wird in jeder der zweiten, dritten, vierten, fünften und sechsten Ausführungsformen eine Temperatur des flüssigen Kraftstoffs als ein Grad einer Umgebungsbedingung erfasst. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht auf die Temperatur begrenzt, und es kann auch ein Druck, der auf den flüssigen Kraftstoff ausgeübt wird, erfasst werden.
Außerdem findet in jeder der Ausführungsformen die Steuerschaltung den besonderen Typ des flüssigen Kraftstoffs entsprechend der chemischen oder physikalischen Bezugsgröße heraus, die im Wesentlichen die Gleiche wie die erfasste chemische oder physikalische Größe ist. Die Steuerschaltung kann jedoch auch einen besonderen Typ des flüssigen Kraftstoffs entsprechend einer chemischen oder physikalischen Bezugsgröße herausfinden, die der erfassten chemischen oder physikalischen Größe am meisten ähnelt.
Außerdem kann in der ersten, fünften und sechsten Ausführungsform die Steuerschaltung anfänglich mehrere besondere Typen der flüssigen Kraftstoffe herausfinden, die jeweils der chemischen oder physikalischen Bezugsgröße entsprechen, die der chemischen oder physikalischen erfassten Größe entspricht. In diesem Fall gibt die Steuerschaltung ein Einstellsignal an den Signalübertrager entsprechend den besonderen Typen aus, und der Signalübertrager stellt das Untersuchungssignal auf ein modifiziertes Untersuchungssignal ein bzw. um (zum Beispiel ein Laserstrahl mit einem modifizierten Wellenlängenbereich und/oder einer modifizierten Stärke), das für die Erfassung der chemischen oder physikalischen Größe von einem jeweiligen besonderen Typ des flüssigen Kraftstoffs geeignet ist, und sendet das modifizierte Untersuchungssignal zum flüssigen Kraftstoff des Kraftstofftanks 2. Die Steuerschaltung findet einen besonderen Typ entsprechend dem Bezugsreflektionsspektrum heraus, das der chemischen oder physikalischen Eigenschaft, die von dem Signalempfänger empfangen wird, am meisten ähnelt. Dementsprechend kann die Kraftstoffidentifizierungsvorrichtung auf noch zuverlässigere Weise den Typ des flüssigen Kraftstoffs identifizieren.
Außerdem befindet sich in den Ausführungsformen in dem Kraftstofftank 2 derzeitig einer der Kraftstofftypen. Der Kraftstofftank kann jedoch auch ein flüssiges Kraftstoffgemisch als einen Typ flüssigen Kraftstoffs beinhalten. Das flüssige Kraftstoffgemisch wird durch Mischen eines Typs flüssigen Kraftstoffs mit einem anderen Typ oder anderen Typen erhalten.

Claims

Kraftstofftypidentifizierungsvorrichtung, die aufweist: einen Größendetektor, der eine physikalische oder chemische Größe aus einem flüssigen Kraftstoff in Abhängigkeit von einer physikalischen oder chemischen Eigenschaft des flüssigen Kraftstoffs, der in einem Kraftstofftank gehalten wird, erfasst und ein Erfassungssignal, das die physikalische oder chemische Größe anzeigt, ausgibt, und eine Identifizierungseinheit, die das Erfassungssignal von dem Größendetektor empfängt und einen Typ des flüssigen Kraftstoffs entsprechend der physikalischen oder chemischen Größe des Erfassungssignals identifiziert.
Kraftstofftypidentifizierungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei der Größendetektor aufweist: einen Signalübertrager, der ein Untersuchungssignal erzeugt, das eine vorbestimmte Größe anzeigt, die auf die physikalische oder chemische Eigenschaft des flüssigen Kraftstoffes hin änderbar ist, und das Untersuchungssignal an den flüssigen Kraftstoff ausgibt, um eine Änderung der vorbestimmten Größe in die physikalische oder chemische Größe herbeizuführen, und einen Signalempfänger, der die physikalische oder chemische Größe als das Erfassungssignal von dem flüssigen Kraftstoff empfängt.
Kraftstofftypidentifizierungsvorrichtung nach Anspruch 2, die außerdem aufweist: einen Datenspeicher, der eine physikalische oder chemische Bezugsgröße für jeden mehrerer Typen von flüssigen Bezugskraftstoffen speichert, wobei die physikalische oder chemische Bezugsgröße für den flüssigen Bezugs kraftstoff eines jeden der Typen durch Ausgeben eines ersten Signals, das die vorbestimmte Größe anzeigt, an den flüssigen Bezugskraftstoff, um ein zweites Signal von dem flüssigen Bezugskraftstoff zu erhalten, Messen einer physikalischen oder chemischen Größe des zweiten Signals und Einstellen der gemessenen physikalischen oder chemischen Größe als die physikalische oder chemische Bezugsgröße erhalten wird, wobei die Identifizierungseinheit die physikalische oder chemische Größe des Erfassungssignals jeder der physikalischen oder chemischen Bezugsgrößen, die in dem Datenspeicher gespeichert sind, zuordnet, um Zuordnungsergebnisse zu erhalten, und den Typ des flüssigen Kraftstoffs entsprechend den Zuordnungsergebnissen identifiziert.
Kraftstofftypidentifizierungsvorrichtung nach Anspruch 2, wobei der Signalübertrager ein Lichtemissionselement enthält, das einen Lichtstrahl eines vorbestimmten Emissionsspektrums an den flüssigen Kraftstoff aussendet, um zu bewirken, dass der flüssige Kraftstoff den emittierten Lichtstrahl in einen reflektierten Lichtstrahl mit einem Reflektionsspektrum ändert, der Signalempfänger ein Lichtempfangselement enthält, das den reflektierten Lichtstrahl als das Erfassungssignal von dem flüssigen Kraftstoff empfängt, und die Identifizierungseinheit den reflektierten Lichtstrahl von dem Lichtempfangselement empfängt und den flüssigen Kraftstoff des Kraftstofftanks entsprechend dem Reflektionsspektrum des reflektierten Lichtstrahls identifiziert.
Kraftstofftypidentifizierungsvorrichtung nach Anspruch 2, wobei der Signalübertrager ein Lichtemissionselement enthält, das einen Lichtstrahl eines vorbestimmten Emissionsspektrums an den flüssigen Kraftstoff aussendet, um zu bewirken, dass der flüssige Kraftstoff den emittierten Lichtstrahl in einen durchgelassenen Lichtstrahl mit einem Absorptionsspektrum ändert, der Signalempfänger ein Lichtempfangselement enthält, das den durchgelassenen Lichtstrahl als das Erfassungssignal von dem flüssigen Kraftstoff empfängt, und die Identifizierungseinheit den durchgelassenen Lichtstrahl von dem Lichtempfangselement empfängt und den flüssigen Kraftstoff des Kraftstofftanks entsprechend dem Absorptionsspektrum des durchgelassenen Lichtstrahls identifiziert.
Kraftstofftypidentifizierungsvorrichtung nach Anspruch 2, wobei der Signalübertrager einen Lautsprecher enthält, der Ultraschallwellen eines vorbestimmten Klangemissionsspektrums an den flüssigen Kraftstoff ausgibt, um zu bewirken, dass der flüssige Kraftstoff die ausgegebenen Ultraschallwellen in reflektierte Ultraschallwellen mit einem Klangreflektionsspektrum ändert, der Signalempfänger ein Mikrophon enthält, das die reflektierten Ultraschallwellen als das Erfassungssignal von dem flüssigen Kraftstoff empfängt, und die Identifizierungseinheit die reflektierten Ultraschallwellen von dem Mikrophon empfängt und den flüssigen Kraftstoff entsprechend dem Klangreflektionsspektrum der reflektierten Ultraschallwellen identifiziert.
Kraftstofftypidentifizierungsvorrichtung nach Anspruch 2, wobei der Signalübertrager einen Lautsprecher enthält, der akustische Oberflächenwellen einer vorbestimmten Klanggeschwindigkeit an den flüssigen Kraftstoff ausgibt, um zu bewirken, dass der flüssige Kraftstoff die ausgegebenen akustischen Oberflächenwellen in reflektierte akustische Oberflächenwellen mit einer geänderten Klanggeschwindigkeit ändert, der Signalempfänger ein Mikrophon enthält, das die reflektierten akustischen Oberflächenwellen als das Erfassungssignal von dem flüssigen Kraftstoff empfängt, und die Identifizierungseinheit die reflektierten akustischen Oberflächenwellen von dem Mikrophon empfängt und den flüssigen Kraftstoff des Kraftstofftanks entsprechend der geänderten Klanggeschwindigkeit der reflektierten akustischen Oberflächenwellen identifiziert.
Kraftstofftypidentifizierungsvorrichtung nach Anspruch 1, die außerdem aufweist: einen Bedingungsdetektor, der einen Grad einer Umgebungsbedingung des flüssigen Kraftstoffs erfasst und ein Bedingungssignal, das den Grad der Umgebungsbedingung anzeigt, ausgibt, wobei die physikalische oder chemische Größe, die von dem Größendetektor erfasst wird, sich mit der Umgebungsbedingung ändert, und wobei die Identifizierungseinheit das Bedingungssignal von dem Bedingungsdetektor empfängt und den Typ des flüssigen Kraftstoffs entsprechend der physikalischen oder chemischen Größe des Erfassungssignals und dem Grad der Umgebungsbedingung des Bedingungssignals identifiziert.
Kraftstofftypidentifizierungsvorrichtung nach Anspruch 1, die außerdem aufweist: einen Datenspeicher, der eine physikalische oder chemische Bezugsgröße für jeden mehrerer Typen von flüssigen Bezugskraftstoffen speichert, wobei die physikalische oder chemische Bezugsgröße für den flüssigen Bezugskraftstoff eines jeden der Typen durch Messen einer physikalischen oder chemischen Größe des flüssigen Bezugs kraftstoffs, die von der physikalischen oder chemischen Eigenschaft abhängt, und Einstellen der physikalischen oder chemischen Größe als die physikalische oder chemische Bezugsgröße erhalten wird, wobei die Identifizierungseinheit die physikalische oder chemische Größe des Erfassungssignals jeder der physikalischen oder chemischen Bezugsgrößen, die in dem Datenspeicher gespeichert sind, zuordnet, um Zuordnungsergebnisse zu erhalten, und den Typ des flüssigen Kraftstoffs entsprechend den Zuordnungsergebnissen identifiziert.
Kraftstofftypidentifizierungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei der Größendetektor einen Widerstandsdetektor enthält, der einen elektrischen Widerstand des flüssigen Kraftstoffs als die physikalische oder chemische Größe erfasst, und wobei die Identifizierungseinheit den Typ des flüssigen Kraftstoffs entsprechend dem elektrischen Widerstand, der von dem Widerstandsdetektor erfasst wird, identifiziert.
Kraftstofftypidentifizierungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei der Größendetektor einen Geruchsensor enthält, der einen Geruch des flüssigen Kraftstoffs als die physikalische oder chemische Größe erfasst, und wobei die Identifizierungseinheit den Typ des flüssigen Kraftstoffs entsprechend dem Geruch, der von dem Geruchsensor erfasst wird, identifiziert.
Kraftstofftypidentifizierungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei der Größendetektor einen Dampfdrucksensor enthält, der einen Dampfdruck des flüssigen Kraftstoffs, der in dem Kraftstofftank gesättigt ist, als die physikalische oder chemische Größe erfasst, und wobei die Identifizierungseinheit den Typ des flüssigen Kraftstoffs des Kraftstofftanks entsprechend dem Dampfdruck, der von dem Geruchsensor erfasst wird, identifiziert.