JP2005030887A - 軽油の液種識別装置および軽油の液種識別方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】蒸留性状の相違する様々な組成の軽油について、正確にしかも迅速に軽油の種類、蒸留性状を識別する。
【解決手段】ヒーターと、ヒーターの近傍に配設された識別用液温センサーとを備えた液種識別センサーヒーターに、液種識別センサーヒーターに、パルス電圧を所定時間印加して、前記ヒーターによって、被識別軽油を加熱し、識別用液温センサーの初期温度とピーク温度との間の温度差に対応する電圧出力差Ｖ０によって、液種を識別する。
【選択図】 図２
【解決手段】ヒーターと、ヒーターの近傍に配設された識別用液温センサーとを備えた液種識別センサーヒーターに、液種識別センサーヒーターに、パルス電圧を所定時間印加して、前記ヒーターによって、被識別軽油を加熱し、識別用液温センサーの初期温度とピーク温度との間の温度差に対応する電圧出力差Ｖ０によって、液種を識別する。
【選択図】 図２
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、軽油の種類、蒸留性状を識別する軽油の液種識別装置および軽油の液種識別方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、自動車の排気ガスには、未燃焼のハイドロカーボン（ＨＣ）、ＮＯｘガス、ＳＯｘガスなどの汚染物質が含まれているため、これを低減するために、例えば、ＳＯｘでは軽油中のＳを除去したり、触媒によって未燃焼のＨＣを燃焼することによって低減することが行われている。
【０００３】
すなわち、図１６に示したように、自動車システム１００は、空気をオートマックエレメント（フィルター）１０２で取り入れて、空気流量センサー１０４を介してエンジン１０６に送り込んでいる。また、軽油タンク１０８内の軽油を軽油ポンプ１１０を介して、エンジン１０６に送り込んでいる。
【０００４】
そして、Ａ／Ｆセンサー１１２の検出結果に基づいて、所定の理論空燃比となるように燃料噴射制御装置１１４でエンジン１０６での燃料の噴射が制御されるようになっている。
【０００５】
そして、エンジン１０６からの排気ガスは、排気ガス中のハイドロカーボン（ＨＣ）が触媒装置１１６で燃焼された後、酸素濃度センサー１１８を介して、排気ガスとして排出されるようになっている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、このような自動車システムにおいて、世界中で販売されている軽油には、図１７に示したように、蒸留性状の相違する（蒸発のし易さの相違する）様々な軽油が存在する。
【０００７】
すなわち、図１７は、軽油の蒸留性状を示すものであり、パーセントと温度との関係、例えば、横軸５０％（Ｔ５０）のところは、各種の軽油がその５０％が蒸発する温度は何℃かを示している。
【０００８】
この図１７に示したように、例えば、米国の標準軽油に対して、本州の軽油Ａは、最も重質な（蒸発しにくい）軽油を示し、スウェーデンの標準軽油Ｄは、最も軽質な（蒸発し易い）軽油を示している。
【０００９】
従って、下記の表１に示したように、例えば、米国の標準軽油で理論空燃比となるように調整した自動車において、より重質な本州の軽油Ａを用いた場合には、排気ガス中のＨＣの量は少ないが、特にエンジン、触媒装置が暖まっていないエンジン始動時において、トルクが不足しまうことになる。
【００１０】
逆に、より軽質なスウェーデンの標準軽油Ｄを用いた場合には、トルクは十分であるが、理論空燃比を上回ってしまい、特にエンジン、触媒装置が暖まっていないエンジン始動時において、排気ガス中のＨＣの量が多くなってしまい、環境に与える影響が大きく好ましくない。
【００１１】
【表１】
【００１２】
ところで、本発明者等は、特許文献１において、既に、通電により発熱体を発熱させ、この発熱により感温体を加熱し、発熱体から感温体への熱伝達に対し被識別流体により熱的影響を与え、感温体の電気抵抗に対応する電気的出力に基づき、被識別流体の種類を判別する流体識別方法であって、発熱体への通電を周期的に行う方法を提案している。
【００１３】
しかしながら、この流体識別方法では、発熱体への通電を周期的に行う（多パルスで行う）必要があるので、識別に時間を要することになり、瞬時に流体を識別することは困難である。また、この方法は、例えば、水と空気と油などの性状のかなり異なる物質に対して、代表値によって流体識別を行うことが可能であるが、性状のかなり近似した、上記のような軽油同士の正確で迅速な識別を行うことは困難である。
【００１４】
【特許文献１】
特開平１１−１５３５６１号公報（特に、段落［００４２］〜段落［００４９］参照）
【００１５】
本発明は、このような現状に鑑み、蒸留性状の相違する様々な組成の軽油について、正確にしかも迅速に軽油の種類、蒸留性状を識別することの可能な軽油の液種識別装置および軽油の液種識別方法を提供することを目的とする。
【００１６】
また、本発明は、このような軽油の液種識別装置および軽油の液種識別方法を用いた自動車の軽油の液種識別装置および自動車の軽油の液種識別方法を提供することを目的とする。
【００１７】
さらに、本発明は、このような軽油の液種識別装置および軽油の液種識別方法を用いた、排気ガスを効率的に低減できるとともに、燃費を向上すること可能な自動車の排気ガスの低減装置および自動車の排気ガスの低減装置を提供することを目的とする。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、前述したような従来技術における課題及び目的を達成するために発明なされたものであって、本発明の軽油の液種識別装置は、軽油の種類、蒸留性状を識別する軽油の液種識別装置であって、
液種識別装置本体内に導入された被識別軽油を一時滞留させる軽油液種識別室と、
前記軽油液種識別室内に配設された液種識別センサーヒーターと、
前記液種識別センサーヒーターから一定間隔離間して、前記軽油液種識別室内に配設された液温センサーとを備え、
前記液種識別センサーヒーターが、ヒーターと、該ヒーターの近傍に配設された識別用液温センサーとを備え、
前記液種識別センサーヒーターに、パルス電圧を所定時間印加して、前記ヒーターによって、前記軽油液種識別室内に一時滞留した被識別軽油を加熱し、前記識別用液温センサーの初期温度とピーク温度との間の温度差に対応する電圧出力差Ｖ０によって、液種を識別するように構成した識別制御部を備えることを特徴とする。
【００１９】
また、本発明の軽油の液種識別方法は、軽油の種類、蒸留性状を識別する軽油の液種識別方法であって、
ヒーターと、該ヒーターの近傍に配設された識別用液温センサーとを備えた液種識別センサーヒーターに、パルス電圧を所定時間印加して、前記ヒーターによって、被識別軽油を加熱し、前記識別用液温センサーの初期温度とピーク温度との間の温度差に対応する電圧出力差Ｖ０によって、液種を識別することを特徴とする。
【００２０】
このように構成することによって、パルス電圧を所定時間印加するだけで良いので、短時間の加熱で、しかも、軽油を引火する温度に加熱することなく、正確かつ迅速に軽油の種類、蒸留性状を識別することが可能である。
【００２１】
すなわち、軽油の動粘度とセンサー出力との相関関係を利用し、自然対流を利用しており、しかも、１パルスの印加電圧を利用しているので、正確かつ迅速に軽油の種類、蒸留性状を識別することが可能である。
【００２２】
また、本発明は、前記電圧出力差Ｖ０が、前記パルス電圧を印加する前の初期電圧を所定回数サンプリングした平均初期電圧Ｖ１と、前記パルス電圧を印加した後のピーク電圧を所定回数サンプリングした平均ピーク電圧Ｖ２との間の電圧差、すなわち、
Ｖ０＝Ｖ２−Ｖ１
であることを特徴とする。
【００２３】
このように構成することによって、１パルスの印加電圧に対して、所定回数のサンプリングの平均値に基づいて、電圧出力差Ｖ０を正確に得ることができるので、正確かつ迅速に軽油の種類、蒸留性状を識別することが可能である。
【００２４】
また、本発明の軽油の液種識別装置は、前記識別制御部が、予め識別制御部に記憶された所定の参照軽油についての、温度に対する電圧出力差の相関関係である検量線データーに基づいて、
前記被識別軽油について得られた前記電圧出力差Ｖ０によって、軽油の種別を識別するように構成されていることを特徴とする。
【００２５】
また、本発明の軽油の液種識別方法は、予め記憶された所定の参照軽油についての、温度に対する電圧出力差の相関関係である検量線データーに基づいて、
前記被識別軽油について得られた前記電圧出力差Ｖ０によって、軽油の種別を識別することを特徴とする。
【００２６】
このように構成することによって、予め記憶された所定の参照軽油についての、温度に対する電圧出力差の相関関係である検量線データーに基づいて、被識別軽油について得られた電圧出力差Ｖ０によって、軽油の種別を識別するので、より正確で迅速に軽油の種別を識別することが可能である。
【００２７】
また、本発明の軽油の液種識別装置は、前記識別制御部が、前記被識別軽油の測定温度における電圧出力差Ｖ０についての液種電圧出力Ｖｏｕｔを、
所定の閾値参照軽油についての測定温度における電圧出力差についての出力電圧と相関させて補正するように構成されていることを特徴とする。
【００２８】
また、本発明の軽油の液種識別方法は、前記被識別軽油の測定温度における電圧出力差Ｖ０についての液種電圧出力Ｖｏｕｔを、
所定の閾値参照軽油についての測定温度における電圧出力差についての出力電圧と相関させて補正することを特徴とする。
【００２９】
このように構成することによって、被識別軽油の測定温度における電圧出力差Ｖ０についての液種電圧出力Ｖｏｕｔを、所定の閾値参照軽油についての測定温度における電圧出力差についての出力電圧と相関させて補正するので、温度による電圧出力差Ｖ０の影響をなくして、液種電圧出力Ｖｏｕｔを軽油の性状とより正確に相関関係を付与することができ、さらに正確で迅速に軽油の種別を識別することが可能である。
【００３０】
また、本発明は、前記液種識別センサーヒーターが、ヒーターと、識別用液温センサーとが絶縁層を介して積層された積層状液種識別センサーヒーターであることを特徴とする。
【００３１】
このように構成することによって、機械的動作を行う機構部分が存在しないので、経時劣化や軽油中の異物などにより動作不良をひきおこすことがなく、正確にかつ迅速に軽油の液種体識別を行うことができる。
【００３２】
しかも、センサー部を極めて小型に構成できるので、熱応答性が極めて良好で正確な軽油の液種識別を行うことができる。
【００３３】
また、本発明は、前記液種識別センサーヒーターのヒーターと識別用液温センサーとが、それぞれ金属フィンを介して、被識別軽油と接触するように構成されていることを特徴とする。
【００３４】
このように構成することによって、液種識別センサーヒーターのヒーターと識別用液温センサーとが、直接被識別軽油と接触しないので、経時劣化や軽油中の異物などにより動作不良をひきおこすことがなく、正確にかつ迅速に軽油の液種体識別を行うことができる。
【００３５】
また、本発明は、前記液温センサーが、金属フィンを介して、被識別軽油と接触するように構成されていることを特徴とする。
【００３６】
このように構成することによって、液温センサーが、直接被識別軽油と接触しないので、経時劣化や軽油中の異物などにより動作不良をひきおこすことがなく、正確にかつ迅速に軽油の液種体識別を行うことができる。
【００３７】
また、本発明の自動車の軽油の液種識別装置は、軽油の種類、蒸留性状を識別する自動車の軽油の液種識別装置であって、
軽油タンク内または軽油ポンプの上流側または下流側に、前述のいずれかの軽油の液種識別装置を配設したことを特徴とする。
【００３８】
また、本発明の自動車の軽油の液種識別方法は、軽油の種類、蒸留性状を識別する自動車の軽油の液種識別方法であって、
軽油タンク内または軽油ポンプの上流側または下流側の軽油を、前述のいずれかの軽油の液種識別方法を用いて、軽油の種類、蒸留性状を識別することを特徴とする。
【００３９】
このように構成することによって、自動車において、正確かつ迅速に軽油の種類、蒸留性状を識別することが可能である。
【００４０】
また、本発明の自動車の排気ガスの低減装置は、軽油タンク内または軽油ポンプの上流側または下流側に、前述のいずれかの軽油の液種識別装置を配設するとともに、
前記軽油の液種識別装置で識別された軽油の種類に基づいて、着火タイミングを調整する着火タイミング制御装置を備えることを特徴とする。
【００４１】
また、本発明の自動車の排気ガスの低減方法は、自動車の排気ガスの低減方法であって、
軽油タンク内または軽油ポンプの上流側または下流側の軽油を、前述のいずれかの軽油の液種識別方法を用いて、軽油の種類、蒸留性状を識別するとともに、前記軽油の液種識別装置で識別された軽油の種類に基づいて、着火タイミングを調整することを特徴とする。
【００４２】
このように構成することによって、軽油の種類の識別結果に基づいて着火タイミングを調整することができるので、軽油の種類に応じて、適切な着火タイミングを得ることができる。
【００４３】
従って、特にエンジン、触媒装置が暖まっていないエンジン始動時においても、トルクが減少することなく、排気ガス中のＨＣの量も低減でき、しかも燃費の向上も図ることができる。
【００４４】
また、本発明の自動車の排気ガスの低減装置は、軽油タンク内または軽油ポンプの上流側または下流側に、前述のいずれかの軽油の液種識別装置を配設するとともに、
前記軽油の液種識別装置で識別された軽油の種類に基づいて、軽油の圧縮率を調整する軽油圧縮制御装置を備えることを特徴とする。
【００４５】
また、本発明の自動車の排気ガスの低減方法は、自動車の排気ガスの低減方法であって、
軽油タンク内または軽油ポンプの上流側または下流側の軽油を、前述のいずれかの軽油の液種識別方法を用いて、軽油の種類、蒸留性状を識別するとともに、前記軽油の液種識別装置で識別された軽油の種類に基づいて、軽油の圧縮率を調整することを特徴とする。
【００４６】
このように構成することによって、軽油の種類の識別結果に基づいて軽油の圧縮率を調整することができるので、軽油の種類に応じて、適切な軽油の圧縮率を得ることができる。
【００４７】
従って、特にエンジン、触媒装置が暖まっていないエンジン始動時においても、トルクが減少することなく、排気ガス中のＨＣの量も低減でき、しかも燃費の向上も図ることができる。
【００４８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態（実施例）を図面に基づいてより詳細に説明する。
【００４９】
図１は、本発明の軽油の液種識別装置の実施例の概略上面図、図２は、図１のＡ−Ａ線での断面図、図３は、図２の液種識別センサー装着状態を示す部分拡大断面図、図４は、液種識別センサーの断面図、図５は、液種識別センサーの薄膜チップ部の積層状態を示す部分拡大分解斜視図、図６は、本発明の軽油の液種識別装置の実施例の概略回路構成図、図７は、本発明の軽油の液種識別装置を用いた液種識別方法を示す時間−電圧の関係を示すグラフ、図８は、図７のＩ部分を拡大したグラフ、図９は、動粘度とセンサー出力の関係を示すグラフ、図１０は、動粘度と留出温度の関係を示すグラフ、図１１は、センサー出力と留出温度の関係を示すグラフ、図１２は、本発明の軽油の液種識別装置を用いた液種識別方法を示す検量線を示すグラフ、図１３は、本発明の軽油の液種識別装置を用いた液種識別方法の出力補正方法を示すグラフである。
【００５０】
図１および図２に示したように、本発明の軽油の液種識別装置１０は、液種識別装置本体１２と、液種識別装置本体１２の内部に形成された第１の流路１４と、第２の流路１６とを備えている。
【００５１】
図１の矢印で示したように、軽油流入口１８から第１の流路１４を経て、軽油液種識別室２０に一時滞留するように構成されている。この軽油液種識別室２０には、その上部の略トラック形状の液種識別センサー用開口部２２が形成されている。
【００５２】
この液種識別センサー用開口部２２には、図２に示したように、液種識別センサー２４が装着されている。
【００５３】
図３に示したように、液種識別センサー２４は、液種識別センサーヒーター２５と、この液種識別センサーヒーター２５から一定間隔離間して配置された液温センサー２８とを備えている。そして、これらの液種識別センサーヒーター２５と、液温センサー２８とが、モールド樹脂３０によって一体的に形成されている。
【００５４】
また、図４に示したように、この液種識別センサーヒーター２５には、リード電極３２と、薄膜チップ部３４とを備えている。また、液種識別センサーヒーター２５には、モールド樹脂３０から液種識別センサー用開口部２２を介して、軽油液種識別室２０内に突設して、被識別軽油と直接接触する金属製のフィン３６を備えている。そして、これらのリード電極３２と、薄膜チップ部３４と、フィン３６とは、ボンディングワイヤー３８にて相互に電気的に接続されている。
【００５５】
一方、液温センサー２８も、液種識別センサーヒーター２５と同様な構成となっており、ぞれぞれ、リード電極３２と、薄膜チップ部３４と、フィン３６、ボンディングワイヤー３８を備えている。
【００５６】
図５に示したように、薄膜チップ部３４は、例えば、Ａｌ２Ｏ３からなる基板４０と、ＰＴからなる温度センサー（感温体）４２と、ＳｉＯ２からなる層間絶縁膜４４と、ＴａＳｉＯ２からなるヒーター（発熱体）４６と、Ｎｉからなる発熱体電極４８と、ＳｉＯ２からなる保護膜５０と、Ｔｉ／Ａｕからなる電極パッド５２とを順に積層した薄膜状のチップから構成されている。
【００５７】
なお、液温センサー２８の薄膜チップ部３４も同様な構造であるが、ヒーター（発熱体）４６を作用させずに、温度センサー（感温体）４２のみを作用させるように構成している。
【００５８】
そして、この液種識別センサー２４で、被識別軽油の液種、蒸留性状が識別された後、被識別軽油は、軽油液種識別室２０から、第２の流路１６から軽油排出口５４を介して外部に排出されるようになっている。
【００５９】
また、図１および図２では、液種識別センサー２４に接続される回路基板部材、これを被う蓋部材を省略している。
【００６０】
本発明の軽油の液種識別装置１０では、図６に示したような回路構成となっている。
【００６１】
図６において、液種識別センサー２４の液種識別センサーヒーター２５の識別用液温センサー２６と、液温センサー２８とが、二つの抵抗６４、６６を介して接続されて、ブリッジ回路６８を構成している。そして、このブリッジ回路６８の出力が、増幅器７０の入力に接続されて、この増幅器７０の出力が、識別制御部を構成するコンピュータ７２の入力に接続されている。
【００６２】
また、液種識別センサーヒーター２５のヒーター７４が、コンピュータ７２の制御によって印加電圧が制御されるようになっている。
【００６３】
このように構成される軽油の液種識別装置１０では、以下のようにして、軽油の液種識別が行われる。
【００６４】
先ず、軽油の液種識別装置１０の第１の流路１４の軽油流入口１８から被識別軽油を流入させて、軽油液種識別室２０に一時滞留させた状態とする。
【００６５】
そして、図６および図７に示したように、コンピュータ７２の制御によって、液種識別センサーヒーター２５のヒーター７４に、パルス電圧Ｐを所定時間、この実施例の場合には、１０秒間印加し、センシング部、すなわち、図６に示したように、センサーブリッジ回路６８のアナログ出力の温度変化を測定する。
【００６６】
すなわち、図７に示したように、液種識別センサーヒーター２５のヒーター７４にパルス電圧Ｐを印加する前のセンサーブリッジ回路６８の電圧差を、１秒間に所定回数、この実施例の場合には、２５６回サンプリングし、その平均値を平均初期電圧Ｖ１とする。この平均初期電圧Ｖ１の値は、識別用液温センサー２６の初期温度に対応する。
【００６７】
そして、図７に示したように、液種識別センサーヒーター２５のヒーター７４に、所定のパルス電圧Ｐ、この実施例では、１０Ｖの電圧を１０秒間印加する。次に、所定時間後、この実施例では、９秒後からの１秒間に所定回数、この実施例では、２５６回ピーク電圧をサンプリングした値を平均ピーク電圧Ｖ２とする。この平均ピーク電圧Ｖ２は、識別用液温センサー２６のピーク温度に対応する。
【００６８】
そして、電平均初期電圧Ｖ１と平均ピーク電圧Ｖ２との間の電圧差、すなわち、
Ｖ０＝Ｖ２−Ｖ１
から電圧出力差Ｖ０を得る。
【００６９】
なお、好適な実施例としては、液種識別センサーヒーター２５のヒーター７４に５０〜４００ｍＷ、好ましくは、２５０ｍＷで発熱させて、１〜５０秒後、好ましくは、１０秒後の識別用液温センサー２６の温度変化を、電圧出力差Ｖ０で計測することによって、軽油の性状の違いを識別することができる。
【００７０】
すなわち、図８は、図７のＩ部分を拡大したグラフであるが、このグラフで明らかなように、１０秒後の電圧出力差Ｖ０は、
本州の軽油Ａ…１．２０Ｖ
ヨーロッパの標準軽油Ｂ…１．２１Ｖ
米国の標準軽油Ｃ…１．２０Ｖ
スウェーデンの標準軽油Ｄ…１．１８Ｖ
それぞれ上記のように相違している。
【００７１】
従って、予め、識別制御部を構成するコンピュータ７２に記憶させたデータに基づいて、軽油の液種識別および蒸留性状を認識することが可能である。
【００７２】
なお、以上の軽油の液種識別方法は、自然対流を利用して、軽油の動粘度とセンサー出力が相関関係を有している原理を利用しているものである。
【００７３】
すなわち、図９に示したように、動粘度とセンサー出力との間には、相関関係があり、図１０に示したように、動粘度と留出温度との間も相関関係がある。その結果、図１１に示したように、センサー出力と留出温度に相関関係があることになる。本発明の液種識別装置では、このような関係を利用して、上記のように、軽油の液種識別および軽油の蒸留性状を認識することができるようになっている。
【００７４】
さらに、このような軽油の液種識別および軽油の蒸留性状を、より正確にかつ迅速に行うには、下記のような方法に基づけばよい。
【００７５】
すなわち、図１２に示したように、予め所定の参照軽油について、例えば、この実施例では、最も重質な（蒸発しにくい）本州の軽油Ａと、最も軽質な（蒸発し易い）スウェーデンの標準軽油Ｄについて、温度に対する電圧出力差の相関関係である検量線データーを得ておき、これを、識別制御部を構成するコンピュータ７２に記憶させておく。
【００７６】
そして、この検量線データーに基づいて、コンピュータ７２において比例計算を行い、被識別軽油について得られた電圧出力差Ｖ０によって、軽油の種別を識別するように構成されている。
【００７７】
具体的には、図１３に示したように、被識別軽油の測定温度Ｔにおける電圧出力差Ｖ０についての液種電圧出力Ｖｏｕｔを、所定の閾値参照軽油（この実施例では、本州の軽油Ａとスウェーデンの標準軽油Ｄ）についての測定温度における電圧出力差についての出力電圧と相関させて補正するようになっている。
【００７８】
すなわち、図１３（Ａ）に示したように、検量線データーに基づいて、温度Ｔにおいて、本州の軽油Ａの電圧出力差Ｖ０−Ａ、スウェーデンの標準軽油Ｄの電圧出力差Ｖ０−Ｄ、被識別軽油の電圧出力差Ｖ０−Ｓが得られる。
【００７９】
そして、図１３（Ｂ）に示したように、この際の閾値参照軽油の液種出力を、所定の電圧となるように、すなわち、この実施例では、本州の軽油Ａの液種出力を３．５Ｖ、スウェーデンの標準軽油Ｄの液種出力を０．５Ｖとして、被識別軽油の液種電圧出力Ｖｏｕｔを得ることによって、軽油の性状と相関を持たせることができるようになっている。
【００８０】
この被識別軽油の液種電圧出力Ｖｏｕｔを、予め検量線データーに基づいて、コンピュータ７２に記憶されたデーターと比較することによって、軽油の液種識別を正確にかつ迅速に（瞬時に）行うことが可能となる。
【００８１】
また、このような軽油の液種識別方法においては、図１７に示した軽油の蒸留性状において、蒸留性状Ｔ３０〜Ｔ７０で行うとより相関関係があることがわかっており、望ましいものである。
【００８２】
図１４は、このように構成される軽油の液種識別装置１０を、自動車システムに適用した実施例を示す、図１６と同様な概略図である。
【００８３】
なお、図１６と同じ構成部材には、同じ参照番号を付してその詳細な説明を省略する。
【００８４】
この自動車システム１００では、軽油タンク１０８内または軽油ポンプ１１０の上流側に、軽油の液種識別装置１０を配設している。
【００８５】
この軽油の液種識別装置１０によって、軽油タンク１０８内または軽油ポンプ１１０の上流側または下流側（なお、この実施例では、説明の便宜上、上流側の場合を示した）の軽油の液種識別を行って軽油の種類に応じて、制御装置１２０の制御によって、着火タイミング制御装置１２２によって、着火タイミングを調整するように構成されている。
【００８６】
すなわち、例えば、軽質な（蒸発し易い）スウェーデンの標準軽油Ｄが識別された場合には、着火タイミングを早め、逆に、重質な（蒸発しにくい）本州の軽油Ａが識別された場合には、着火タイミングを遅めるように制御される。
【００８７】
これによって、特にエンジン、触媒装置が暖まっていないエンジン始動時においても、トルクが減少することなく、排気ガス中のＨＣの量も低減でき、しかも燃費の向上も図ることができる。
【００８８】
図１５は、このように構成される軽油の液種識別装置１０を、自動車システムに適用した実施例を示す、図１６と同様な概略図である。
【００８９】
なお、図１６と同じ構成部材には、同じ参照番号を付してその詳細な説明を省略する。
【００９０】
この自動車システム１００では、軽油タンク１０８内または軽油ポンプ１１０の上流側に、軽油の液種識別装置１０を配設している。
【００９１】
この軽油の液種識別装置１０によって、軽油タンク１０８内または軽油ポンプ１１０の上流側または下流側（なお、この実施例では、説明の便宜上、上流側の場合を示した）の軽油の液種識別を行って軽油の種類に応じて、制御装置１２０の制御によって、軽油圧縮制御装置１２４によって、軽油の圧縮率を調整するように構成されている。
【００９２】
すなわち、例えば、軽質な（蒸発し易い）スウェーデンの標準軽油Ｄが識別された場合には、圧縮率を低くし、逆に、重質な（蒸発しにくい）本州の軽油Ａが識別された場合には、圧縮率を高めるように制御される。
【００９３】
これによって、特にエンジン、触媒装置が暖まっていないエンジン始動時においても、トルクが減少することなく、排気ガス中のＨＣの量も低減でき、しかも燃費の向上も図ることができる。
【００９４】
以上、本発明の好ましい実施例を説明したが、本発明はこれに限定されることはなく、例えば、パルス電圧Ｐ、サンプリング回数などは適宜変更することができるなど本発明の目的を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。
【００９５】
【発明の効果】
本発明によれば、パルス電圧を所定時間印加するだけで良いので、短時間の加熱で、しかも、軽油を引火する温度に加熱することなく、正確かつ迅速に軽油の種類、蒸留性状を識別することが可能である。
【００９６】
すなわち、軽油の動粘度とセンサー出力との相関関係を利用し、自然対流を利用しており、しかも、１パルスの印加電圧を利用しているので、正確かつ迅速に軽油の種類、蒸留性状を識別することが可能である。
【００９７】
また、本発明によれば、１パルスの印加電圧に対して、所定回数のサンプリングの平均値に基づいて、電圧出力差Ｖ０を正確に得ることができるので、正確かつ迅速に軽油の種類、蒸留性状を識別することが可能である。
【００９８】
また、本発明によれば、予め記憶された所定の参照軽油についての、温度に対する電圧出力差の相関関係である検量線データーに基づいて、被識別軽油について得られた電圧出力差Ｖ０によって、軽油の種別を識別するので、より正確で迅速に軽油の種別を識別することが可能である。
【００９９】
また、本発明によれば、被識別軽油の測定温度における電圧出力差Ｖ０についての液種電圧出力Ｖｏｕｔを、所定の閾値参照軽油についての測定温度における電圧出力差についての出力電圧と相関させて補正するので、温度による電圧出力差Ｖ０の影響をなくして、液種電圧出力Ｖｏｕｔを軽油の性状とより正確に相関関係を付与することができ、さらに正確で迅速に軽油の種別を識別することが可能である。
【０１００】
また、本発明によれば、機械的動作を行う機構部分が存在しないので、経時劣化や軽油中の異物などにより動作不良をひきおこすことがなく、正確にかつ迅速に軽油の液種体識別を行うことができる。
【０１０１】
しかも、センサー部を極めて小型に構成できるので、熱応答性が極めて良好で正確な軽油の液種識別を行うことができる。
【０１０２】
また、本発明によれば、液種識別センサーヒーターのヒーターと、識別用液温センサーと、液温センサーとが、直接被識別軽油と接触しないので、経時劣化や軽油中の異物などにより動作不良をひきおこすことがなく、正確にかつ迅速に軽油の液種体識別を行うことができる。
【０１０３】
また、本発明によれば、自動車において、正確かつ迅速に軽油の種類、蒸留性状を識別することが可能であるとともに、軽油の種類の識別結果に基づいて着火タイミングを調整することができるので、軽油の種類に応じて、適切な着火タイミングを得ることができる。
【０１０４】
また、本発明によれば、自動車において、正確かつ迅速に軽油の種類、蒸留性状を識別することが可能であるとともに、軽油の種類の識別結果に基づいて軽油の圧縮率を調整することができるので、軽油の種類に応じて、適切な軽油の圧縮率を得ることができる。
【０１０５】
従って、特にエンジン、触媒装置が暖まっていないエンジン始動時においても、トルクが減少することなく、排気ガス中のＨＣの量も低減でき、しかも燃費の向上も図ることができるなどの幾多の顕著で特有な作用効果を奏する極めて優れた発明である。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明の軽油の液種識別装置の実施例の概略上面図である。
【図２】図２は、図１のＡ−Ａ線での断面図である。
【図３】図３は、図２の液種識別センサー装着状態を示す部分拡大断面図である。
【図４】図４は、液種識別センサーの断面図である。
【図５】図５は、液種識別センサーの薄膜チップ部の積層状態を示す部分拡大分解斜視図である。
【図６】図６は、本発明の軽油の液種識別装置の実施例の概略回路構成図である。
【図７】図７は、本発明の軽油の液種識別装置を用いた液種識別方法を示す時間−電圧の関係を示すグラフである。
【図８】図８は、図７のＩ部分を拡大したグラフである。
【図９】図９は、動粘度とセンサー出力の関係を示すグラフである。
【図１０】図１０は、動粘度と留出温度の関係を示すグラフである。
【図１１】図１１は、センサー出力と留出温度の関係を示すグラフである。
【図１２】図１２は、本発明の軽油の液種識別装置を用いた液種識別方法を示す検量線を示すグラフである。
【図１３】図１３は、本発明の軽油の液種識別装置を用いた液種識別方法の出力補正方法を示すグラフである。
【図１４】図１４は、本発明の軽油の液種識別装置１０を、自動車システムに適用した実施例を示す、図１６と同様な概略図である。
【図１５】図１５は、本発明の軽油の液種識別装置１０を、自動車システムに適用した実施例を示す、図１６と同様な概略図である。
【図１６】図１６は、従来の自動車システムの概略図である。
【図１７】図１７は、軽油の蒸留性状を示すグラフである。
【符号の説明】
１０ 液種識別装置
１２ 液種識別装置本体
１４ 第１の流路
１６ 第２の流路
１８ 軽油流入口
２０ 軽油液種識別室
２２ 液種識別センサー用開口部
２４ 液種識別センサー
２５ 液種識別センサーヒーター
２６ 識別用液温センサー
２８ 液温センサー
３０ モールド樹脂
３２ リード電極
３４ 薄膜チップ部
３６ フィン
３８ ボンディングワイヤー
４０ 基板
４４ 層間絶縁膜
４８ 発熱体電極
５０ 保護膜
５２ 電極パッド
５４ 軽油排出口
５６ アルコール分検出室
５８ アルコール検出センサー
６４ 抵抗
６８ センサーブリッジ回路
７０ 増幅器
７２ コンピュータ
７４ ヒーター
１００ 自動車システム
１０４ 空気流量センサー
１０６ エンジン
１０８ 軽油タンク
１１０ 軽油ポンプ
１１２ センサー
１１４ 燃料噴射制御装置
１１６ 触媒装置
１１８ 酸素濃度センサー
１２０ 制御装置
１２２ 着火タイミング制御装置
１２４ 軽油圧縮制御装置
Ｐ パルス電圧
Ｔ 測定温度
Ｖ０ 電圧出力差
Ｖ１ 電平均初期電圧
Ｖ１ 平均初期電圧
Ｖ２ 平均ピーク電圧
Ｖｏｕｔ 液種電圧出力
【発明の属する技術分野】
本発明は、軽油の種類、蒸留性状を識別する軽油の液種識別装置および軽油の液種識別方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、自動車の排気ガスには、未燃焼のハイドロカーボン（ＨＣ）、ＮＯｘガス、ＳＯｘガスなどの汚染物質が含まれているため、これを低減するために、例えば、ＳＯｘでは軽油中のＳを除去したり、触媒によって未燃焼のＨＣを燃焼することによって低減することが行われている。
【０００３】
すなわち、図１６に示したように、自動車システム１００は、空気をオートマックエレメント（フィルター）１０２で取り入れて、空気流量センサー１０４を介してエンジン１０６に送り込んでいる。また、軽油タンク１０８内の軽油を軽油ポンプ１１０を介して、エンジン１０６に送り込んでいる。
【０００４】
そして、Ａ／Ｆセンサー１１２の検出結果に基づいて、所定の理論空燃比となるように燃料噴射制御装置１１４でエンジン１０６での燃料の噴射が制御されるようになっている。
【０００５】
そして、エンジン１０６からの排気ガスは、排気ガス中のハイドロカーボン（ＨＣ）が触媒装置１１６で燃焼された後、酸素濃度センサー１１８を介して、排気ガスとして排出されるようになっている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、このような自動車システムにおいて、世界中で販売されている軽油には、図１７に示したように、蒸留性状の相違する（蒸発のし易さの相違する）様々な軽油が存在する。
【０００７】
すなわち、図１７は、軽油の蒸留性状を示すものであり、パーセントと温度との関係、例えば、横軸５０％（Ｔ５０）のところは、各種の軽油がその５０％が蒸発する温度は何℃かを示している。
【０００８】
この図１７に示したように、例えば、米国の標準軽油に対して、本州の軽油Ａは、最も重質な（蒸発しにくい）軽油を示し、スウェーデンの標準軽油Ｄは、最も軽質な（蒸発し易い）軽油を示している。
【０００９】
従って、下記の表１に示したように、例えば、米国の標準軽油で理論空燃比となるように調整した自動車において、より重質な本州の軽油Ａを用いた場合には、排気ガス中のＨＣの量は少ないが、特にエンジン、触媒装置が暖まっていないエンジン始動時において、トルクが不足しまうことになる。
【００１０】
逆に、より軽質なスウェーデンの標準軽油Ｄを用いた場合には、トルクは十分であるが、理論空燃比を上回ってしまい、特にエンジン、触媒装置が暖まっていないエンジン始動時において、排気ガス中のＨＣの量が多くなってしまい、環境に与える影響が大きく好ましくない。
【００１１】
【表１】
ところで、本発明者等は、特許文献１において、既に、通電により発熱体を発熱させ、この発熱により感温体を加熱し、発熱体から感温体への熱伝達に対し被識別流体により熱的影響を与え、感温体の電気抵抗に対応する電気的出力に基づき、被識別流体の種類を判別する流体識別方法であって、発熱体への通電を周期的に行う方法を提案している。
【００１３】
しかしながら、この流体識別方法では、発熱体への通電を周期的に行う（多パルスで行う）必要があるので、識別に時間を要することになり、瞬時に流体を識別することは困難である。また、この方法は、例えば、水と空気と油などの性状のかなり異なる物質に対して、代表値によって流体識別を行うことが可能であるが、性状のかなり近似した、上記のような軽油同士の正確で迅速な識別を行うことは困難である。
【００１４】
【特許文献１】
特開平１１−１５３５６１号公報（特に、段落［００４２］〜段落［００４９］参照）
【００１５】
本発明は、このような現状に鑑み、蒸留性状の相違する様々な組成の軽油について、正確にしかも迅速に軽油の種類、蒸留性状を識別することの可能な軽油の液種識別装置および軽油の液種識別方法を提供することを目的とする。
【００１６】
また、本発明は、このような軽油の液種識別装置および軽油の液種識別方法を用いた自動車の軽油の液種識別装置および自動車の軽油の液種識別方法を提供することを目的とする。
【００１７】
さらに、本発明は、このような軽油の液種識別装置および軽油の液種識別方法を用いた、排気ガスを効率的に低減できるとともに、燃費を向上すること可能な自動車の排気ガスの低減装置および自動車の排気ガスの低減装置を提供することを目的とする。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、前述したような従来技術における課題及び目的を達成するために発明なされたものであって、本発明の軽油の液種識別装置は、軽油の種類、蒸留性状を識別する軽油の液種識別装置であって、
液種識別装置本体内に導入された被識別軽油を一時滞留させる軽油液種識別室と、
前記軽油液種識別室内に配設された液種識別センサーヒーターと、
前記液種識別センサーヒーターから一定間隔離間して、前記軽油液種識別室内に配設された液温センサーとを備え、
前記液種識別センサーヒーターが、ヒーターと、該ヒーターの近傍に配設された識別用液温センサーとを備え、
前記液種識別センサーヒーターに、パルス電圧を所定時間印加して、前記ヒーターによって、前記軽油液種識別室内に一時滞留した被識別軽油を加熱し、前記識別用液温センサーの初期温度とピーク温度との間の温度差に対応する電圧出力差Ｖ０によって、液種を識別するように構成した識別制御部を備えることを特徴とする。
【００１９】
また、本発明の軽油の液種識別方法は、軽油の種類、蒸留性状を識別する軽油の液種識別方法であって、
ヒーターと、該ヒーターの近傍に配設された識別用液温センサーとを備えた液種識別センサーヒーターに、パルス電圧を所定時間印加して、前記ヒーターによって、被識別軽油を加熱し、前記識別用液温センサーの初期温度とピーク温度との間の温度差に対応する電圧出力差Ｖ０によって、液種を識別することを特徴とする。
【００２０】
このように構成することによって、パルス電圧を所定時間印加するだけで良いので、短時間の加熱で、しかも、軽油を引火する温度に加熱することなく、正確かつ迅速に軽油の種類、蒸留性状を識別することが可能である。
【００２１】
すなわち、軽油の動粘度とセンサー出力との相関関係を利用し、自然対流を利用しており、しかも、１パルスの印加電圧を利用しているので、正確かつ迅速に軽油の種類、蒸留性状を識別することが可能である。
【００２２】
また、本発明は、前記電圧出力差Ｖ０が、前記パルス電圧を印加する前の初期電圧を所定回数サンプリングした平均初期電圧Ｖ１と、前記パルス電圧を印加した後のピーク電圧を所定回数サンプリングした平均ピーク電圧Ｖ２との間の電圧差、すなわち、
Ｖ０＝Ｖ２−Ｖ１
であることを特徴とする。
【００２３】
このように構成することによって、１パルスの印加電圧に対して、所定回数のサンプリングの平均値に基づいて、電圧出力差Ｖ０を正確に得ることができるので、正確かつ迅速に軽油の種類、蒸留性状を識別することが可能である。
【００２４】
また、本発明の軽油の液種識別装置は、前記識別制御部が、予め識別制御部に記憶された所定の参照軽油についての、温度に対する電圧出力差の相関関係である検量線データーに基づいて、
前記被識別軽油について得られた前記電圧出力差Ｖ０によって、軽油の種別を識別するように構成されていることを特徴とする。
【００２５】
また、本発明の軽油の液種識別方法は、予め記憶された所定の参照軽油についての、温度に対する電圧出力差の相関関係である検量線データーに基づいて、
前記被識別軽油について得られた前記電圧出力差Ｖ０によって、軽油の種別を識別することを特徴とする。
【００２６】
このように構成することによって、予め記憶された所定の参照軽油についての、温度に対する電圧出力差の相関関係である検量線データーに基づいて、被識別軽油について得られた電圧出力差Ｖ０によって、軽油の種別を識別するので、より正確で迅速に軽油の種別を識別することが可能である。
【００２７】
また、本発明の軽油の液種識別装置は、前記識別制御部が、前記被識別軽油の測定温度における電圧出力差Ｖ０についての液種電圧出力Ｖｏｕｔを、
所定の閾値参照軽油についての測定温度における電圧出力差についての出力電圧と相関させて補正するように構成されていることを特徴とする。
【００２８】
また、本発明の軽油の液種識別方法は、前記被識別軽油の測定温度における電圧出力差Ｖ０についての液種電圧出力Ｖｏｕｔを、
所定の閾値参照軽油についての測定温度における電圧出力差についての出力電圧と相関させて補正することを特徴とする。
【００２９】
このように構成することによって、被識別軽油の測定温度における電圧出力差Ｖ０についての液種電圧出力Ｖｏｕｔを、所定の閾値参照軽油についての測定温度における電圧出力差についての出力電圧と相関させて補正するので、温度による電圧出力差Ｖ０の影響をなくして、液種電圧出力Ｖｏｕｔを軽油の性状とより正確に相関関係を付与することができ、さらに正確で迅速に軽油の種別を識別することが可能である。
【００３０】
また、本発明は、前記液種識別センサーヒーターが、ヒーターと、識別用液温センサーとが絶縁層を介して積層された積層状液種識別センサーヒーターであることを特徴とする。
【００３１】
このように構成することによって、機械的動作を行う機構部分が存在しないので、経時劣化や軽油中の異物などにより動作不良をひきおこすことがなく、正確にかつ迅速に軽油の液種体識別を行うことができる。
【００３２】
しかも、センサー部を極めて小型に構成できるので、熱応答性が極めて良好で正確な軽油の液種識別を行うことができる。
【００３３】
また、本発明は、前記液種識別センサーヒーターのヒーターと識別用液温センサーとが、それぞれ金属フィンを介して、被識別軽油と接触するように構成されていることを特徴とする。
【００３４】
このように構成することによって、液種識別センサーヒーターのヒーターと識別用液温センサーとが、直接被識別軽油と接触しないので、経時劣化や軽油中の異物などにより動作不良をひきおこすことがなく、正確にかつ迅速に軽油の液種体識別を行うことができる。
【００３５】
また、本発明は、前記液温センサーが、金属フィンを介して、被識別軽油と接触するように構成されていることを特徴とする。
【００３６】
このように構成することによって、液温センサーが、直接被識別軽油と接触しないので、経時劣化や軽油中の異物などにより動作不良をひきおこすことがなく、正確にかつ迅速に軽油の液種体識別を行うことができる。
【００３７】
また、本発明の自動車の軽油の液種識別装置は、軽油の種類、蒸留性状を識別する自動車の軽油の液種識別装置であって、
軽油タンク内または軽油ポンプの上流側または下流側に、前述のいずれかの軽油の液種識別装置を配設したことを特徴とする。
【００３８】
また、本発明の自動車の軽油の液種識別方法は、軽油の種類、蒸留性状を識別する自動車の軽油の液種識別方法であって、
軽油タンク内または軽油ポンプの上流側または下流側の軽油を、前述のいずれかの軽油の液種識別方法を用いて、軽油の種類、蒸留性状を識別することを特徴とする。
【００３９】
このように構成することによって、自動車において、正確かつ迅速に軽油の種類、蒸留性状を識別することが可能である。
【００４０】
また、本発明の自動車の排気ガスの低減装置は、軽油タンク内または軽油ポンプの上流側または下流側に、前述のいずれかの軽油の液種識別装置を配設するとともに、
前記軽油の液種識別装置で識別された軽油の種類に基づいて、着火タイミングを調整する着火タイミング制御装置を備えることを特徴とする。
【００４１】
また、本発明の自動車の排気ガスの低減方法は、自動車の排気ガスの低減方法であって、
軽油タンク内または軽油ポンプの上流側または下流側の軽油を、前述のいずれかの軽油の液種識別方法を用いて、軽油の種類、蒸留性状を識別するとともに、前記軽油の液種識別装置で識別された軽油の種類に基づいて、着火タイミングを調整することを特徴とする。
【００４２】
このように構成することによって、軽油の種類の識別結果に基づいて着火タイミングを調整することができるので、軽油の種類に応じて、適切な着火タイミングを得ることができる。
【００４３】
従って、特にエンジン、触媒装置が暖まっていないエンジン始動時においても、トルクが減少することなく、排気ガス中のＨＣの量も低減でき、しかも燃費の向上も図ることができる。
【００４４】
また、本発明の自動車の排気ガスの低減装置は、軽油タンク内または軽油ポンプの上流側または下流側に、前述のいずれかの軽油の液種識別装置を配設するとともに、
前記軽油の液種識別装置で識別された軽油の種類に基づいて、軽油の圧縮率を調整する軽油圧縮制御装置を備えることを特徴とする。
【００４５】
また、本発明の自動車の排気ガスの低減方法は、自動車の排気ガスの低減方法であって、
軽油タンク内または軽油ポンプの上流側または下流側の軽油を、前述のいずれかの軽油の液種識別方法を用いて、軽油の種類、蒸留性状を識別するとともに、前記軽油の液種識別装置で識別された軽油の種類に基づいて、軽油の圧縮率を調整することを特徴とする。
【００４６】
このように構成することによって、軽油の種類の識別結果に基づいて軽油の圧縮率を調整することができるので、軽油の種類に応じて、適切な軽油の圧縮率を得ることができる。
【００４７】
従って、特にエンジン、触媒装置が暖まっていないエンジン始動時においても、トルクが減少することなく、排気ガス中のＨＣの量も低減でき、しかも燃費の向上も図ることができる。
【００４８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態（実施例）を図面に基づいてより詳細に説明する。
【００４９】
図１は、本発明の軽油の液種識別装置の実施例の概略上面図、図２は、図１のＡ−Ａ線での断面図、図３は、図２の液種識別センサー装着状態を示す部分拡大断面図、図４は、液種識別センサーの断面図、図５は、液種識別センサーの薄膜チップ部の積層状態を示す部分拡大分解斜視図、図６は、本発明の軽油の液種識別装置の実施例の概略回路構成図、図７は、本発明の軽油の液種識別装置を用いた液種識別方法を示す時間−電圧の関係を示すグラフ、図８は、図７のＩ部分を拡大したグラフ、図９は、動粘度とセンサー出力の関係を示すグラフ、図１０は、動粘度と留出温度の関係を示すグラフ、図１１は、センサー出力と留出温度の関係を示すグラフ、図１２は、本発明の軽油の液種識別装置を用いた液種識別方法を示す検量線を示すグラフ、図１３は、本発明の軽油の液種識別装置を用いた液種識別方法の出力補正方法を示すグラフである。
【００５０】
図１および図２に示したように、本発明の軽油の液種識別装置１０は、液種識別装置本体１２と、液種識別装置本体１２の内部に形成された第１の流路１４と、第２の流路１６とを備えている。
【００５１】
図１の矢印で示したように、軽油流入口１８から第１の流路１４を経て、軽油液種識別室２０に一時滞留するように構成されている。この軽油液種識別室２０には、その上部の略トラック形状の液種識別センサー用開口部２２が形成されている。
【００５２】
この液種識別センサー用開口部２２には、図２に示したように、液種識別センサー２４が装着されている。
【００５３】
図３に示したように、液種識別センサー２４は、液種識別センサーヒーター２５と、この液種識別センサーヒーター２５から一定間隔離間して配置された液温センサー２８とを備えている。そして、これらの液種識別センサーヒーター２５と、液温センサー２８とが、モールド樹脂３０によって一体的に形成されている。
【００５４】
また、図４に示したように、この液種識別センサーヒーター２５には、リード電極３２と、薄膜チップ部３４とを備えている。また、液種識別センサーヒーター２５には、モールド樹脂３０から液種識別センサー用開口部２２を介して、軽油液種識別室２０内に突設して、被識別軽油と直接接触する金属製のフィン３６を備えている。そして、これらのリード電極３２と、薄膜チップ部３４と、フィン３６とは、ボンディングワイヤー３８にて相互に電気的に接続されている。
【００５５】
一方、液温センサー２８も、液種識別センサーヒーター２５と同様な構成となっており、ぞれぞれ、リード電極３２と、薄膜チップ部３４と、フィン３６、ボンディングワイヤー３８を備えている。
【００５６】
図５に示したように、薄膜チップ部３４は、例えば、Ａｌ２Ｏ３からなる基板４０と、ＰＴからなる温度センサー（感温体）４２と、ＳｉＯ２からなる層間絶縁膜４４と、ＴａＳｉＯ２からなるヒーター（発熱体）４６と、Ｎｉからなる発熱体電極４８と、ＳｉＯ２からなる保護膜５０と、Ｔｉ／Ａｕからなる電極パッド５２とを順に積層した薄膜状のチップから構成されている。
【００５７】
なお、液温センサー２８の薄膜チップ部３４も同様な構造であるが、ヒーター（発熱体）４６を作用させずに、温度センサー（感温体）４２のみを作用させるように構成している。
【００５８】
そして、この液種識別センサー２４で、被識別軽油の液種、蒸留性状が識別された後、被識別軽油は、軽油液種識別室２０から、第２の流路１６から軽油排出口５４を介して外部に排出されるようになっている。
【００５９】
また、図１および図２では、液種識別センサー２４に接続される回路基板部材、これを被う蓋部材を省略している。
【００６０】
本発明の軽油の液種識別装置１０では、図６に示したような回路構成となっている。
【００６１】
図６において、液種識別センサー２４の液種識別センサーヒーター２５の識別用液温センサー２６と、液温センサー２８とが、二つの抵抗６４、６６を介して接続されて、ブリッジ回路６８を構成している。そして、このブリッジ回路６８の出力が、増幅器７０の入力に接続されて、この増幅器７０の出力が、識別制御部を構成するコンピュータ７２の入力に接続されている。
【００６２】
また、液種識別センサーヒーター２５のヒーター７４が、コンピュータ７２の制御によって印加電圧が制御されるようになっている。
【００６３】
このように構成される軽油の液種識別装置１０では、以下のようにして、軽油の液種識別が行われる。
【００６４】
先ず、軽油の液種識別装置１０の第１の流路１４の軽油流入口１８から被識別軽油を流入させて、軽油液種識別室２０に一時滞留させた状態とする。
【００６５】
そして、図６および図７に示したように、コンピュータ７２の制御によって、液種識別センサーヒーター２５のヒーター７４に、パルス電圧Ｐを所定時間、この実施例の場合には、１０秒間印加し、センシング部、すなわち、図６に示したように、センサーブリッジ回路６８のアナログ出力の温度変化を測定する。
【００６６】
すなわち、図７に示したように、液種識別センサーヒーター２５のヒーター７４にパルス電圧Ｐを印加する前のセンサーブリッジ回路６８の電圧差を、１秒間に所定回数、この実施例の場合には、２５６回サンプリングし、その平均値を平均初期電圧Ｖ１とする。この平均初期電圧Ｖ１の値は、識別用液温センサー２６の初期温度に対応する。
【００６７】
そして、図７に示したように、液種識別センサーヒーター２５のヒーター７４に、所定のパルス電圧Ｐ、この実施例では、１０Ｖの電圧を１０秒間印加する。次に、所定時間後、この実施例では、９秒後からの１秒間に所定回数、この実施例では、２５６回ピーク電圧をサンプリングした値を平均ピーク電圧Ｖ２とする。この平均ピーク電圧Ｖ２は、識別用液温センサー２６のピーク温度に対応する。
【００６８】
そして、電平均初期電圧Ｖ１と平均ピーク電圧Ｖ２との間の電圧差、すなわち、
Ｖ０＝Ｖ２−Ｖ１
から電圧出力差Ｖ０を得る。
【００６９】
なお、好適な実施例としては、液種識別センサーヒーター２５のヒーター７４に５０〜４００ｍＷ、好ましくは、２５０ｍＷで発熱させて、１〜５０秒後、好ましくは、１０秒後の識別用液温センサー２６の温度変化を、電圧出力差Ｖ０で計測することによって、軽油の性状の違いを識別することができる。
【００７０】
すなわち、図８は、図７のＩ部分を拡大したグラフであるが、このグラフで明らかなように、１０秒後の電圧出力差Ｖ０は、
本州の軽油Ａ…１．２０Ｖ
ヨーロッパの標準軽油Ｂ…１．２１Ｖ
米国の標準軽油Ｃ…１．２０Ｖ
スウェーデンの標準軽油Ｄ…１．１８Ｖ
それぞれ上記のように相違している。
【００７１】
従って、予め、識別制御部を構成するコンピュータ７２に記憶させたデータに基づいて、軽油の液種識別および蒸留性状を認識することが可能である。
【００７２】
なお、以上の軽油の液種識別方法は、自然対流を利用して、軽油の動粘度とセンサー出力が相関関係を有している原理を利用しているものである。
【００７３】
すなわち、図９に示したように、動粘度とセンサー出力との間には、相関関係があり、図１０に示したように、動粘度と留出温度との間も相関関係がある。その結果、図１１に示したように、センサー出力と留出温度に相関関係があることになる。本発明の液種識別装置では、このような関係を利用して、上記のように、軽油の液種識別および軽油の蒸留性状を認識することができるようになっている。
【００７４】
さらに、このような軽油の液種識別および軽油の蒸留性状を、より正確にかつ迅速に行うには、下記のような方法に基づけばよい。
【００７５】
すなわち、図１２に示したように、予め所定の参照軽油について、例えば、この実施例では、最も重質な（蒸発しにくい）本州の軽油Ａと、最も軽質な（蒸発し易い）スウェーデンの標準軽油Ｄについて、温度に対する電圧出力差の相関関係である検量線データーを得ておき、これを、識別制御部を構成するコンピュータ７２に記憶させておく。
【００７６】
そして、この検量線データーに基づいて、コンピュータ７２において比例計算を行い、被識別軽油について得られた電圧出力差Ｖ０によって、軽油の種別を識別するように構成されている。
【００７７】
具体的には、図１３に示したように、被識別軽油の測定温度Ｔにおける電圧出力差Ｖ０についての液種電圧出力Ｖｏｕｔを、所定の閾値参照軽油（この実施例では、本州の軽油Ａとスウェーデンの標準軽油Ｄ）についての測定温度における電圧出力差についての出力電圧と相関させて補正するようになっている。
【００７８】
すなわち、図１３（Ａ）に示したように、検量線データーに基づいて、温度Ｔにおいて、本州の軽油Ａの電圧出力差Ｖ０−Ａ、スウェーデンの標準軽油Ｄの電圧出力差Ｖ０−Ｄ、被識別軽油の電圧出力差Ｖ０−Ｓが得られる。
【００７９】
そして、図１３（Ｂ）に示したように、この際の閾値参照軽油の液種出力を、所定の電圧となるように、すなわち、この実施例では、本州の軽油Ａの液種出力を３．５Ｖ、スウェーデンの標準軽油Ｄの液種出力を０．５Ｖとして、被識別軽油の液種電圧出力Ｖｏｕｔを得ることによって、軽油の性状と相関を持たせることができるようになっている。
【００８０】
この被識別軽油の液種電圧出力Ｖｏｕｔを、予め検量線データーに基づいて、コンピュータ７２に記憶されたデーターと比較することによって、軽油の液種識別を正確にかつ迅速に（瞬時に）行うことが可能となる。
【００８１】
また、このような軽油の液種識別方法においては、図１７に示した軽油の蒸留性状において、蒸留性状Ｔ３０〜Ｔ７０で行うとより相関関係があることがわかっており、望ましいものである。
【００８２】
図１４は、このように構成される軽油の液種識別装置１０を、自動車システムに適用した実施例を示す、図１６と同様な概略図である。
【００８３】
なお、図１６と同じ構成部材には、同じ参照番号を付してその詳細な説明を省略する。
【００８４】
この自動車システム１００では、軽油タンク１０８内または軽油ポンプ１１０の上流側に、軽油の液種識別装置１０を配設している。
【００８５】
この軽油の液種識別装置１０によって、軽油タンク１０８内または軽油ポンプ１１０の上流側または下流側（なお、この実施例では、説明の便宜上、上流側の場合を示した）の軽油の液種識別を行って軽油の種類に応じて、制御装置１２０の制御によって、着火タイミング制御装置１２２によって、着火タイミングを調整するように構成されている。
【００８６】
すなわち、例えば、軽質な（蒸発し易い）スウェーデンの標準軽油Ｄが識別された場合には、着火タイミングを早め、逆に、重質な（蒸発しにくい）本州の軽油Ａが識別された場合には、着火タイミングを遅めるように制御される。
【００８７】
これによって、特にエンジン、触媒装置が暖まっていないエンジン始動時においても、トルクが減少することなく、排気ガス中のＨＣの量も低減でき、しかも燃費の向上も図ることができる。
【００８８】
図１５は、このように構成される軽油の液種識別装置１０を、自動車システムに適用した実施例を示す、図１６と同様な概略図である。
【００８９】
なお、図１６と同じ構成部材には、同じ参照番号を付してその詳細な説明を省略する。
【００９０】
この自動車システム１００では、軽油タンク１０８内または軽油ポンプ１１０の上流側に、軽油の液種識別装置１０を配設している。
【００９１】
この軽油の液種識別装置１０によって、軽油タンク１０８内または軽油ポンプ１１０の上流側または下流側（なお、この実施例では、説明の便宜上、上流側の場合を示した）の軽油の液種識別を行って軽油の種類に応じて、制御装置１２０の制御によって、軽油圧縮制御装置１２４によって、軽油の圧縮率を調整するように構成されている。
【００９２】
すなわち、例えば、軽質な（蒸発し易い）スウェーデンの標準軽油Ｄが識別された場合には、圧縮率を低くし、逆に、重質な（蒸発しにくい）本州の軽油Ａが識別された場合には、圧縮率を高めるように制御される。
【００９３】
これによって、特にエンジン、触媒装置が暖まっていないエンジン始動時においても、トルクが減少することなく、排気ガス中のＨＣの量も低減でき、しかも燃費の向上も図ることができる。
【００９４】
以上、本発明の好ましい実施例を説明したが、本発明はこれに限定されることはなく、例えば、パルス電圧Ｐ、サンプリング回数などは適宜変更することができるなど本発明の目的を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。
【００９５】
【発明の効果】
本発明によれば、パルス電圧を所定時間印加するだけで良いので、短時間の加熱で、しかも、軽油を引火する温度に加熱することなく、正確かつ迅速に軽油の種類、蒸留性状を識別することが可能である。
【００９６】
すなわち、軽油の動粘度とセンサー出力との相関関係を利用し、自然対流を利用しており、しかも、１パルスの印加電圧を利用しているので、正確かつ迅速に軽油の種類、蒸留性状を識別することが可能である。
【００９７】
また、本発明によれば、１パルスの印加電圧に対して、所定回数のサンプリングの平均値に基づいて、電圧出力差Ｖ０を正確に得ることができるので、正確かつ迅速に軽油の種類、蒸留性状を識別することが可能である。
【００９８】
また、本発明によれば、予め記憶された所定の参照軽油についての、温度に対する電圧出力差の相関関係である検量線データーに基づいて、被識別軽油について得られた電圧出力差Ｖ０によって、軽油の種別を識別するので、より正確で迅速に軽油の種別を識別することが可能である。
【００９９】
また、本発明によれば、被識別軽油の測定温度における電圧出力差Ｖ０についての液種電圧出力Ｖｏｕｔを、所定の閾値参照軽油についての測定温度における電圧出力差についての出力電圧と相関させて補正するので、温度による電圧出力差Ｖ０の影響をなくして、液種電圧出力Ｖｏｕｔを軽油の性状とより正確に相関関係を付与することができ、さらに正確で迅速に軽油の種別を識別することが可能である。
【０１００】
また、本発明によれば、機械的動作を行う機構部分が存在しないので、経時劣化や軽油中の異物などにより動作不良をひきおこすことがなく、正確にかつ迅速に軽油の液種体識別を行うことができる。
【０１０１】
しかも、センサー部を極めて小型に構成できるので、熱応答性が極めて良好で正確な軽油の液種識別を行うことができる。
【０１０２】
また、本発明によれば、液種識別センサーヒーターのヒーターと、識別用液温センサーと、液温センサーとが、直接被識別軽油と接触しないので、経時劣化や軽油中の異物などにより動作不良をひきおこすことがなく、正確にかつ迅速に軽油の液種体識別を行うことができる。
【０１０３】
また、本発明によれば、自動車において、正確かつ迅速に軽油の種類、蒸留性状を識別することが可能であるとともに、軽油の種類の識別結果に基づいて着火タイミングを調整することができるので、軽油の種類に応じて、適切な着火タイミングを得ることができる。
【０１０４】
また、本発明によれば、自動車において、正確かつ迅速に軽油の種類、蒸留性状を識別することが可能であるとともに、軽油の種類の識別結果に基づいて軽油の圧縮率を調整することができるので、軽油の種類に応じて、適切な軽油の圧縮率を得ることができる。
【０１０５】
従って、特にエンジン、触媒装置が暖まっていないエンジン始動時においても、トルクが減少することなく、排気ガス中のＨＣの量も低減でき、しかも燃費の向上も図ることができるなどの幾多の顕著で特有な作用効果を奏する極めて優れた発明である。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明の軽油の液種識別装置の実施例の概略上面図である。
【図２】図２は、図１のＡ−Ａ線での断面図である。
【図３】図３は、図２の液種識別センサー装着状態を示す部分拡大断面図である。
【図４】図４は、液種識別センサーの断面図である。
【図５】図５は、液種識別センサーの薄膜チップ部の積層状態を示す部分拡大分解斜視図である。
【図６】図６は、本発明の軽油の液種識別装置の実施例の概略回路構成図である。
【図７】図７は、本発明の軽油の液種識別装置を用いた液種識別方法を示す時間−電圧の関係を示すグラフである。
【図８】図８は、図７のＩ部分を拡大したグラフである。
【図９】図９は、動粘度とセンサー出力の関係を示すグラフである。
【図１０】図１０は、動粘度と留出温度の関係を示すグラフである。
【図１１】図１１は、センサー出力と留出温度の関係を示すグラフである。
【図１２】図１２は、本発明の軽油の液種識別装置を用いた液種識別方法を示す検量線を示すグラフである。
【図１３】図１３は、本発明の軽油の液種識別装置を用いた液種識別方法の出力補正方法を示すグラフである。
【図１４】図１４は、本発明の軽油の液種識別装置１０を、自動車システムに適用した実施例を示す、図１６と同様な概略図である。
【図１５】図１５は、本発明の軽油の液種識別装置１０を、自動車システムに適用した実施例を示す、図１６と同様な概略図である。
【図１６】図１６は、従来の自動車システムの概略図である。
【図１７】図１７は、軽油の蒸留性状を示すグラフである。
【符号の説明】
１０ 液種識別装置
１２ 液種識別装置本体
１４ 第１の流路
１６ 第２の流路
１８ 軽油流入口
２０ 軽油液種識別室
２２ 液種識別センサー用開口部
２４ 液種識別センサー
２５ 液種識別センサーヒーター
２６ 識別用液温センサー
２８ 液温センサー
３０ モールド樹脂
３２ リード電極
３４ 薄膜チップ部
３６ フィン
３８ ボンディングワイヤー
４０ 基板
４４ 層間絶縁膜
４８ 発熱体電極
５０ 保護膜
５２ 電極パッド
５４ 軽油排出口
５６ アルコール分検出室
５８ アルコール検出センサー
６４ 抵抗
６８ センサーブリッジ回路
７０ 増幅器
７２ コンピュータ
７４ ヒーター
１００ 自動車システム
１０４ 空気流量センサー
１０６ エンジン
１０８ 軽油タンク
１１０ 軽油ポンプ
１１２ センサー
１１４ 燃料噴射制御装置
１１６ 触媒装置
１１８ 酸素濃度センサー
１２０ 制御装置
１２２ 着火タイミング制御装置
１２４ 軽油圧縮制御装置
Ｐ パルス電圧
Ｔ 測定温度
Ｖ０ 電圧出力差
Ｖ１ 電平均初期電圧
Ｖ１ 平均初期電圧
Ｖ２ 平均ピーク電圧
Ｖｏｕｔ 液種電圧出力
Claims (20)
- 軽油の種類、蒸留性状を識別する軽油の液種識別装置であって、
液種識別装置本体内に導入された被識別軽油を一時滞留させる軽油液種識別室と、
前記軽油液種識別室内に配設された液種識別センサーヒーターと、
前記液種識別センサーヒーターから一定間隔離間して、前記軽油液種識別室内に配設された液温センサーとを備え、
前記液種識別センサーヒーターが、ヒーターと、該ヒーターの近傍に配設された識別用液温センサーとを備え、
前記液種識別センサーヒーターに、パルス電圧を所定時間印加して、前記ヒーターによって、前記軽油液種識別室内に一時滞留した被識別軽油を加熱し、前記識別用液温センサーの初期温度とピーク温度との間の温度差に対応する電圧出力差Ｖ０によって、液種を識別するように構成した識別制御部を備えることを特徴とする軽油の液種識別装置。 - 前記電圧出力差Ｖ０が、前記パルス電圧を印加する前の初期電圧を所定回数サンプリングした平均初期電圧Ｖ１と、前記パルス電圧を印加した後のピーク電圧を所定回数サンプリングした平均ピーク電圧Ｖ２との間の電圧差、すなわち、
Ｖ０＝Ｖ２−Ｖ１
であることを特徴とする請求項１に記載の軽油の液種識別装置。 - 前記識別制御部が、予め識別制御部に記憶された所定の参照軽油についての、温度に対する電圧出力差の相関関係である検量線データーに基づいて、
前記被識別軽油について得られた前記電圧出力差Ｖ０によって、軽油の種別を識別するように構成されていることを特徴とする請求項１から２のいずれかに記載の軽油の液種識別装置。 - 前記識別制御部が、前記被識別軽油の測定温度における電圧出力差Ｖ０についての液種電圧出力Ｖｏｕｔを、
所定の閾値参照軽油についての測定温度における電圧出力差についての出力電圧と相関させて補正するように構成されていることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の軽油の液種識別装置。 - 前記液種識別センサーヒーターが、ヒーターと、識別用液温センサーとが絶縁層を介して積層された積層状液種識別センサーヒーターであることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の軽油の液種識別装置。
- 前記液種識別センサーヒーターのヒーターと識別用液温センサーとが、それぞれ金属フィンを介して、被識別軽油と接触するように構成されていることを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載の軽油の液種識別装置。
- 前記液温センサーが、金属フィンを介して、被識別軽油と接触するように構成されていることを特徴とする請求項１から６のいずれかに記載の軽油の液種識別装置。
- 軽油の種類、蒸留性状を識別する軽油の液種識別方法であって、
ヒーターと、該ヒーターの近傍に配設された識別用液温センサーとを備えた液種識別センサーヒーターに、パルス電圧を所定時間印加して、前記ヒーターによって、被識別軽油を加熱し、前記識別用液温センサーの初期温度とピーク温度との間の温度差に対応する電圧出力差Ｖ０によって、液種を識別することを特徴とする軽油の液種識別方法。 - 前記電圧出力差Ｖ０が、前記パルス電圧を印加する前の初期電圧を所定回数サンプリングした平均初期電圧Ｖ１と、前記パルス電圧を印加した後のピーク電圧を所定回数サンプリングした平均ピーク電圧Ｖ２との間の電圧差、すなわち、
Ｖ０＝Ｖ２−Ｖ１
であることを特徴とする請求項８に記載の軽油の液種識別方法。 - 予め記憶された所定の参照軽油についての、温度に対する電圧出力差の相関関係である検量線データーに基づいて、
前記被識別軽油について得られた前記電圧出力差Ｖ０によって、軽油の種別を識別することを特徴とする請求項８から９のいずれかに記載の軽油の液種識別方法。 - 前記被識別軽油の測定温度における電圧出力差Ｖ０についての液種電圧出力Ｖｏｕｔを、
所定の閾値参照軽油についての測定温度における電圧出力差についての出力電圧と相関させて補正することを特徴とする請求項８から１０のいずれかに記載の軽油の液種識別方法。 - 前記液種識別センサーヒーターが、ヒーターと、識別用液温センサーとが絶縁層を介して積層された積層状液種識別センサーヒーターであることを特徴とする請求項８から１１のいずれかに記載の軽油の液種識別方法。
- 前記液種識別センサーヒーターのヒーターと識別用液温センサーとが、それぞれ金属フィンを介して、被識別軽油と接触するように構成されていることを特徴とする請求項８から１２のいずれかに記載の軽油の液種識別方法。
- 前記液温センサーが、金属フィンを介して、被識別軽油と接触するように構成されていることを特徴とする請求項８から１３のいずれかに記載の軽油の液種識別方法。
- 軽油の種類、蒸留性状を識別する自動車の軽油の液種識別装置であって、
軽油タンク内または軽油ポンプの上流側または下流側に、請求項１から７のいずれかの軽油の液種識別装置を配設したことを特徴とする自動車の軽油の液種識別装置。 - 軽油の種類、蒸留性状を識別する自動車の軽油の液種識別方法であって、
軽油タンク内または軽油ポンプの上流側または下流側の軽油を、請求項８から１４のいずれかの軽油の液種識別方法を用いて、軽油の種類、蒸留性状を識別することを特徴とする自動車の軽油の液種識別方法。 - 自動車の排気ガスの低減装置であって、
軽油タンク内または軽油ポンプの上流側または下流側に、請求項１から７のいずれかの軽油の液種識別装置を配設するとともに、
前記軽油の液種識別装置で識別された軽油の種類に基づいて、着火タイミングを調整する着火タイミング制御装置を備えることを特徴とする自動車の排気ガスの低減装置。 - 自動車の排気ガスの低減方法であって、
軽油タンク内または軽油ポンプの上流側または下流側の軽油を、請求項８から１４のいずれかの軽油の液種識別方法を用いて、軽油の種類、蒸留性状を識別するとともに、
前記軽油の液種識別装置で識別された軽油の種類に基づいて、着火タイミングを調整することを特徴とする自動車の排気ガスの低減方法。 - 自動車の排気ガスの低減装置であって、
軽油タンク内または軽油ポンプの上流側または下流側に、請求項１から７のいずれかの軽油の液種識別装置を配設するとともに、
前記軽油の液種識別装置で識別された軽油の種類に基づいて、軽油の圧縮率を調整する軽油圧縮制御装置を備えることを特徴とする自動車の排気ガスの低減装置。 - 自動車の排気ガスの低減方法であって、
軽油タンク内または軽油ポンプの上流側または下流側の軽油を、請求項８から１４のいずれかの軽油の液種識別方法を用いて、軽油の種類、蒸留性状を識別するとともに、
前記軽油の液種識別装置で識別された軽油の種類に基づいて、軽油の圧縮率を調整することを特徴とする自動車の排気ガスの低減方法。
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