JP2005030888A - Flow and liquid type detecting apparatus and method - Google Patents

Flow and liquid type detecting apparatus and method Download PDF

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a compact flow and liquid type detecting apparatus which simultaneously detects the quantity of flow of a fluid, and the liquid type and concentration of the fluid, and also accurately and speedily detects the quantity of flow, liquid type, and concentration of the fluid. <P>SOLUTION: The flow and liquid type detecting apparatus provided with: a main channel for circulating the fluid to be detected; a subchannel branched from the main channel; and a flow and liquid type detecting sensor device provided for the subchannel, is used for detecting the liquid type and/or concentration of the fluid. At this time, a subchannel opening and closing valve is closed to temporarily accumulate the fluid in the flow and liquid type detecting sensor device to detect its liquid type and/or concentration. At the detection of the quantity of flow of the fluid, the subchannel opening closing valve is opened to circulate the fluid through the flow and liquid type detecting sensor device to detect its quantity of flow. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば、自動車における燃料であるガソリン、軽油、プラントなどの有機溶液などの流体の種類、濃度、ならびに流量を検知する流量・液種検知装置および流量・液種検知方法に関する。
【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ではガソリン中の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１７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、ガソリンタンク１０８内のガソリンをガソリンポンプ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ガソリンには、図１８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）様々なガソリンが存在する。
【０００７】
すなわち、図１８は、ガソリン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、各種のガソリンがその５０％が蒸発する温度は何℃かを示している。
【０００８】
この図１８に示したように、例えば、標準ガソリンＮｏ．３に対して、Ａ２のガソリンは、最も重質な（蒸発しにくい）ガソリンを示し、Ｎｏ．７のガソリンは、最も軽質な（蒸発し易い）ガソリンを示している。
【０００９】
従って、下記の表１に示したように、例えば、標準ガソリンＮｏ．３で理論空燃比となるように調整した自動車において、より重質なガソリンＡ２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、より軽質なガソリンＮｏ．７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】

Figure 2005030888
【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検知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、被検知流体の種類を判別する流体検知方法であって、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、この流体検知方法では、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、検知に時間を要することになり、瞬時に流体を検知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検知を行うことが可能であるが、性状のかなり近似した、上記のようなガソリン同士の正確で迅速な検知を行うことは困難である。
【００１４】
一方、最近では、排ガス中のＮＯｘが環境に与える影響を考慮して、例えば、ガソリン、軽油などの自動車燃料からの排気ガス中のＮＯｘを低減するために、尿素溶液を触媒装置１１６に供給することによって、ＮＯｘを還元してＮ２ガスとして無害化する方法が提案されている。
【００１５】
すなわち、図１９に示したように、自動車システム１００において、尿素溶液を貯留する尿素溶液タンク１３２と、尿素ポンプ１３４と、尿素ポンプ１３４から送給された尿素溶液を触媒装置１１６の上流側に噴霧する尿素噴霧装置１３６とから構成される尿素溶液供給機構１３０を介して、触媒装置１１６の上流側に尿素溶液を供給するように構成されている。
【００１６】
ところで、このような自動車システムにおいて、尿素溶液が固化せずに、触媒装置１１６の上流側で還元反応が効率良く発生するためには、例えば、尿素３２．５％、Ｈ２０が６７．５％とするのが好適である。
【００１７】
このため、従来では、触媒装置１１６の上流側に噴霧される尿素の濃度が一定であるかどうかを判断するために、触媒装置１１６の上流側と下流側にそれぞれ、ＮＯｘセンサー１４０、１４２を配設して、ＮＯｘの濃度を測定することによって行われている。
【００１８】
しかしながら、このＮＯｘセンサー１４０、１４２は、ＮＯｘの低減率の結果によって、尿素濃度を測定するので、事前に尿素溶液タンク１３２内ないし噴霧される尿素の濃度を検知するのは不可能である。また、このＮＯｘセンサー１４０、１４２は、感度があまり良好ではなかった。
【００１９】
さらに、上記のガソリン、尿素溶液を用いた自動車システムのいずれにおいても、ガソリンの流量、液種、尿素溶液の流量、濃度を把握して、エンジン、触媒装置を制御して、ＨＣやＮＯｘを低減するためには重要である。
【００２０】
ところで、このような流体の流量を検知する装置として、特許文献２において、薄膜素子を用いた傍熱型流量センサーを用い、流体の流量に対応する電気的出力を得るためにブリッジ回路を含む電気回路を使用し、発熱体に印加される電圧により被検知流体の流量を検知する熱式流量センサーが提案されている。
【００２１】
しかしながら、特許文献２の流量センサーでは、流体の流量を検知することができるが、同時に、流体の液種、濃度を検知することは不可能である。
【００２２】
従って、上記のようにガソリンの流量、液種、尿素溶液の流量、濃度を把握するためには、上記のようなガソリンの種類を検知する検知装置と、尿素溶液の濃度を測定する装置以外に、別途、特許文献２のような流速測定装置を設ける必要があるため、システムが大型化してしまうおそれがある。
【００２３】
なお、このような流体として、このような自動車システムだけでなく、灯油を利用したシステム、プラントなどにおいて有機溶媒中に物質を溶解させた溶液を用いる場合にも、同様に、流量、濃度を検知する必要があり、同じような問題がある。
【００２４】
【特許文献１】
特開平１１−１５３５６１号公報（特に、段落［００４２］〜段落［００４９］参照）
【特許文献２】
特開平１１−１１８５６６号公報
【００２５】
本発明は、このような現状に鑑み、流体の流量を検知すると同時に、流体の液種、濃度も検知することが可能なコンパクトで、かつ正確にしかも迅速に流体の流量、液種、濃度を検知することの可能な流量・液種検知装置および流量・液種検知方法を提供することを目的とする。
【００２６】
また、本発明は、このような流量・液種検知装置および流量・液種検知方法を用いた自動車の流量・液種検知装置および自動車の流量・液種検知方法を提供することを目的とする。
【００２７】
さらに、本発明は、このような流量・液種検知装置および流量・液種検知方法を用いた、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方法を提供することを目的とする。
【００２８】
【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、本発明の流量・液種検知装置は、流体の流量を検知するとともに、流体の液種検知、濃度検知のいずれか、またはその両方を検知するための流量・液種検知装置であって、
被検知流体が流通する主流路と、
前記主流路から分岐した副流路と、
前記副流路に設けられた流量・液種検知センサー装置と、
前記副流路に設けられ、前記流量・液種検知センサー装置への被検知流体の流通を制御する副流路開閉弁と、
前記流量・液種検知センサーと副流路開閉弁を制御する制御装置を備え、
前記制御装置が、
前記被検知流体の液種検知、濃度検知のいずれか、またはその両方を行う際には、前記副流路開閉弁を弁閉して、被検知流体を流量・液種検知センサー装置内に一時滞留させて、液種検知、濃度検知のいずれか、またはその両方を行うとともに、
前記被検知流体の流量を検知する際には、前記副流路開閉弁を弁開して、被検知流体を流量・液種検知センサー装置内に流通させて、流量を検知するように制御するように構成されていることを特徴とする。
【００２９】
また、本発明の流量・液種検知方法は、流体の流量を検知するとともに、流体の液種検知、濃度検知のいずれか、またはその両方を検知するための流量・液種検知方法であって、
被検知流体が流通する主流路と、
前記主流路から分岐した副流路と、
前記副流路に設けられた流量・液種検知センサー装置とを備えた流量・液種検知装置を用いて、
前記被検知流体の液種検知、濃度検知のいずれか、またはその両方を行う際には、前記副流路開閉弁を弁閉して、被検知流体を流量・液種検知センサー装置内に一時滞留させて、液種検知、濃度検知のいずれか、またはその両方を行うとともに、
前記被検知流体の流量を検知する際には、前記副流路開閉弁を弁開して、被検知流体を流量・液種検知センサー装置内に流通させて、流量を検知することを特徴とする。
【００３０】
このように構成することによって、被検知流体の液種検知、濃度検知のいずれか、またはその両方を行う際には、副流路開閉弁を弁閉して、被検知流体を流量・液種検知センサー装置内に一時滞留させて、液種検知、濃度検知のいずれか、またはその両方を、正確かつ迅速に行うことができる。
【００３１】
一方、被検知流体の流量を検知する際には、副流路開閉弁を弁開して、被検知流体を流量・液種検知センサー装置内に流通させて、流量を検知することができる。
【００３２】
従って、流体の流量を検知すると同時に、流体の液種、濃度も検知することが、正確にしかも迅速に可能であり、しかも、１つの流量・液種検知装置で、流体の流量を検知すると同時に、流体の液種、濃度も検知することが可能であるので、コンパクトであり、例えば、自動車システムに適用すれば、システム全体をコンパクトにすることが可能である。
【００３３】
また、本発明は、前記副流路の流量・液種検知センサー装置の下流側に逆支弁が配設されていることを特徴とする。
【００３４】
このように副流路の流量・液種検知センサー装置の下流側に逆支弁を配設することによって、例えば、流体を流通させる送液装置であるポンプの種類、駆動系の種類によって、脈流が発生して逆流が生じる場合に、この逆流を抑えることができる。
【００３５】
従って、流量・液種検知センサー装置内での流体の逆流が防止できるので、液種検知、濃度検知、および流量の検知の際に、流体の逆流によって影響されることなく、これらの検知を正確かつ迅速に行うことができる。
【００３６】
また、本発明は、前記主流路に設けられ、該主流路への被検知流体の流通を制御する主流路開閉弁を備えることを特徴とする。
【００３７】
また、本発明の流量・液種検知装置は、前記制御装置が、
前記被検知流体の流量が小さい場合に、主流路開閉弁を弁閉し、
前記被検知流体の流量が大きい場合に、主流路開閉弁を弁開するように制御するように構成されていることを特徴とする。
【００３８】
また、本発明の流量・液種検知方法は、前記被検知流体の流量が小さい場合に、主流路開閉弁を弁閉し、
前記被検知流体の流量が大きい場合に、主流路開閉弁を弁開するように制御することを特徴とする。
【００３９】
このように被検知流体の流量が小さい場合に、主流路開閉弁を弁閉することによって、副流路に被検知流体を流して、流量・液種検知センサー装置における検知に必要な流体の流量を確保すことができる。
【００４０】
逆に、被検知流体の流量が大きい場合に、主流路開閉弁を弁開することによって、主流路に流体を流すことによって、副流路を流れる流体の流量を低下させて、流量・液種検知センサー装置における検知に必要なだけの流体の流量を確保すことができる。
【００４１】
従って、流量のダイナミックレンジが広い場合にも対応することが可能であり、感度範囲の広い流量・液種検知装置および流量・液種検知方法を提供することが可能である。
【００４２】
また、本発明は、前記主流路にオリフィスが配設されていることを特徴とする。
【００４３】
このように主流路にオリフィスが配設されているので、主流路内の圧力損失が小さく、副流路内を流体が流れにくい場合において、オリフィスによって主流路の圧力損失を上昇することができ、これによって、副流路内に検知に必要な一定の流量の流体を流すことができ、確実に上記のような検知を行うことが可能である。
【００４４】
また、本発明の流量・液種検知装置は、前記流量・液種検知センサー装置が、
流量・液種検知センサー装置本体内に導入された被検知流体を一時滞留させる流量・液種検知室と、
前記流量・液種検知室内に配設された流量・液種検知センサーヒーターと、
前記流量・液種検知センサーヒーターから一定間隔離間して、前記流量・液種検知室内に配設された液温センサーとを備え、
前記流量・液種検知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流量・液種検知用液温センサーとを備え、
前記被検知流体の液種検知、濃度検知のいずれか、またはその両方を行う際には、前記流量・液種検知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、前記流量・液種検知室内に一時滞留した被検知流体を加熱し、前記流量・液種検知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、液種検知、濃度検知のいずれか、またはその両方を行うように構成するとともに、
前記被検知流体の流量を検知する際には、前記流量・液種検知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、前記流量・液種検知室内を流通する被検知流体を加熱し、前記流量・液種検知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、流量を検知するように構成されていることを特徴とする。
【００４５】
また、本発明の流量・液種検知方法は、前記流量・液種検知センサー装置が、
流量・液種検知センサー装置本体内に導入された被検知流体を一時滞留させる流量・液種検知室と、
前記流量・液種検知室内に配設された流量・液種検知センサーヒーターと、
前記流量・液種検知センサーヒーターから一定間隔離間して、前記流量・液種検知室内に配設された液温センサーとを備え、
前記流量・液種検知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流量・液種検知用液温センサーとを備え、
前記被検知流体の液種検知、濃度検知のいずれか、またはその両方を行う際には、前記流量・液種検知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、前記流量・液種検知室内に一時滞留した被検知流体を加熱し、前記流量・液種検知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、液種検知、濃度検知のいずれか、またはその両方を検知するとともに、
前記被検知流体の流量を検知する際には、前記流量・液種検知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、前記流量・液種検知室内を流通する被検知流体を加熱し、前記流量・液種検知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、流量を検知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、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、例えば、ガソリンなどの流体を引火する温度に加熱することなく、正確かつ迅速に流体の種類、濃度、および流体の流量を検知することが可能である。
【００４７】
すなわち、流体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、正確かつ迅速に流体の種類、濃度、および流体の流量を検知することが可能である。
【００４８】
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。
【００４９】
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、正確かつ迅速に流体の種類、濃度、および流体の流量を検知することが可能である。
【００５０】
また、本発明の流量・液種検知装置は、前記制御装置が、予め制御装置に記憶された所定の参照流体についての、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、
前記被検知流体について得られた前記電圧出力差Ｖ０によって、前記被検知流体の液種検知、濃度検知のいずれか、またはその両方を検知するように構成されていることを特徴とする。
【００５１】
また、本発明のガソリンの流量・液種検知方法は、予め記憶された所定の参照流体についての、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、
前記被検知流体について得られた前記電圧出力差Ｖ０によって、前記被検知流体の液種検知、濃度検知のいずれか、またはその両方を検知することを特徴とする。
【００５２】
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流体についての、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、被検知流体について得られた電圧出力差Ｖ０によって、流体の種類、濃度を検知するので、より正確で迅速に流体の種類、濃度を検知することが可能である。
【００５３】
また、本発明の流量・液種検知装置は、前記制御装置が、前記被検知流体の測定温度における電圧出力差Ｖ０についての電圧出力Ｖｏｕｔを、
所定の閾値参照流体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。
【００５４】
また、本発明の流量・液種検知方法は、前記被検知流体の測定温度における電圧出力差Ｖ０についての電圧出力Ｖｏｕｔを、
所定の閾値参照流体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。
【００５５】
このように構成することによって、被検知流体の測定温度における電圧出力差Ｖ０についての電圧出力Ｖｏｕｔを、所定の閾値参照流体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、電圧出力Ｖｏｕｔをガソリン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、流体の種類、濃度、および流体の流量を検知することが可能である。
【００５６】
また、本発明の流量・液種検知装置は、前記制御装置が、予め制御装置に記憶された所定の参照流体についての、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、
前記被検知流体について得られた前記電圧出力差Ｖ０によって、前記被検知流体の流量を検知するように構成されていることを特徴とする。
【００５７】
また、本発明の流量・液種検知方法は、予め記憶された所定の参照流体についての、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、
前記被検知流体について得られた前記電圧出力差Ｖ０によって、前記被検知流体の流量を検知することを特徴とする。
【００５８】
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流体についての、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、被検知流体について得られた電圧出力差Ｖ０によって、流体の流量を検知するので、より正確で迅速に流体の流量を検知することが可能である。
【００５９】
また、本発明は、前記流量・液種検知センサーヒーターが、ヒーターと、流量・液種検知用液温センサーとが絶縁層を介して積層された積層状流量・液種検知センサーヒーターであることを特徴とする。
【００６０】
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、経時劣化や流体中の異物などにより動作不良をひきおこすことがなく、正確にかつ迅速に流体の種類、濃度、および流体の流量を検知することができる。
【００６１】
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流体の種類、濃度、および流体の流量を検知することができる。
【００６２】
また、本発明は、前記流量・液種検知センサーヒーターのヒーターと流量・液種検知用液温センサーとが、それぞれ金属フィンを介して、被検知流体と接触するように構成されていることを特徴とする。
【００６３】
このように構成することによって、流量・液種検知センサーヒーターのヒーターと流量・液種検知用液温センサーとが、直接被検知流体と接触しないので、経時劣化や流体中の異物などにより動作不良をひきおこすことがなく、正確にかつ迅速に流体の種類、濃度、および流体の流量を検知することができる。
【００６４】
また、本発明は、前記液温センサーが、金属フィンを介して、被検知流体と接触するように構成されていることを特徴とする。
【００６５】
このように構成することによって、液温センサーが、直接被検知流体と接触しないので、経時劣化や流体中の異物などにより動作不良をひきおこすことがなく、正確にかつ迅速に流体の種類、濃度、および流体の流量を検知することができる。
【００６６】
また、本発明の自動車の流量・液種検知装置は、ガソリン若しくは軽油の流量、種類を検知する自動車の流量・液種検知装置であって、
ガソリン若しくは軽油タンク内、またはガソリン若しくは軽油ポンプの上流側または下流側に、上記のいずれかの流量・液種検知装置を配設したことを特徴とする。
【００６７】
また、本発明の自動車の流量・液種検知方法は、ガソリン若しくは軽油の流量、種類を検知する自動車の流量・液種検知方法であって、
ガソリン若しくは軽油タンク内、またはガソリン若しくは軽油ポンプの上流側または下流側のガソリンを、上記のいずれかの流量・液種検知方法を用いて、ガソリン若しくは軽油の流量、種類を検知することを特徴とする。
【００６８】
このように構成することによって、自動車において、正確かつ迅速にガソリン若しくは軽油の種類を検知することが可能である。
【００６９】
また、本発明の自動車の排気ガスの低減装置は、自動車の排気ガスの低減装置であって、
ガソリン若しくは軽油タンク内、またはガソリン若しくは軽油ポンプの上流側または下流側に、上記のいずれかの流量・液種検知装置を配設するとともに、
前記流量・液種検知装置で検知されたガソリン若しくは軽油の流量、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。
【００７０】
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、
ガソリン若しくは軽油タンク内、またはガソリン若しくは軽油ポンプの上流側または下流側のガソリン若しくは軽油を、上記のいずれかの流量・液種検知方法を用いて、ガソリン若しくは軽油の流量、種類を検知するとともに、
前記流量・液種検知装置で検知されたガソリン若しくは軽油の流量、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。
【００７１】
このように構成することによって、ガソリン若しくは軽油の流量、種類の検知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、ガソリン若しくは軽油の流量、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。
【００７２】
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、ＮＯｘの量も低減でき、しかも燃費の向上も図ることができる。
【００７３】
また、本発明の自動車の排気ガスの低減装置は、自動車の排気ガスの低減装置であって、
ガソリン若しくは軽油タンク内、またはガソリン若しくは軽油ポンプの上流側または下流側に、上記のいずれかの流量・液種検知装置を配設するとともに、
前記流量・液種検知装置で検知されたガソリン若しくは軽油の流量、種類に基づいて、ガソリン若しくは軽油の圧縮率を調整するガソリン若しくは軽油圧縮制御装置を備えることを特徴とする。
【００７４】
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、
ガソリン若しくは軽油タンク内、またはガソリン若しくは軽油ポンプの上流側または下流側のガソリンを、上記のいずれかの流量・液種検知方法を用いて、ガソリン若しくは軽油の流量、種類を検知するとともに、
前記流量・液種検知装置で検知されたガソリン若しくは軽油の流量、種類に基づいて、ガソリンの圧縮率を調整することを特徴とする。
【００７５】
このように構成することによって、ガソリン若しくは軽油の流量、種類の検知結果に基づいてガソリン若しくは軽油の圧縮率を調整することができるので、ガソリンの種類に応じて、適切なガソリン若しくは軽油の圧縮率を得ることができる。
【００７６】
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、ＮＯｘの量も低減でき、しかも燃費の向上も図ることができる。
【００７７】
また、本発明の自動車の排気ガスの低減装置は、自動車の排気ガスの低減装置であって、
触媒装置の上流側に尿素溶液を供給する尿素溶液供給機構を備え、
前記尿素溶液供給機構が、尿素溶液を貯留する尿素溶液タンクと、尿素ポンプと、尿素ポンプから送給された尿素溶液を触媒装置の上流側に噴霧する尿素噴霧装置とから構成されるとともに、
前記尿素タンク内または尿素ポンプの上流側または下流側に、上記のいずれかの流量・液種検知装置を配設したことを特徴とする。
【００７８】
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、
尿素溶液を貯留する尿素溶液タンクと、尿素ポンプと、尿素ポンプから送給された尿素溶液を触媒装置の上流側に噴霧する尿素噴霧装置とから構成される尿素溶液供給機構を介して、触媒装置の上流側に尿素溶液を供給するとともに、
上記のいずれかの流量・液種検知方法を用いて、前記尿素タンク内または尿素ポンプの上流側または下流側の尿素溶液の流量、尿素濃度を検知することを特徴とする。
【００７９】
このように構成することによって、尿素溶液が固化せずに、触媒装置の上流側で還元反応が効率良く発生するためには、例えば、尿素３２．５％、Ｈ２０が６７．５％であるか否かを正確に迅速に判断できる。
【００８０】
従って、尿素タンク中の尿素溶液の尿素濃度を所定の濃度に保つことができるので、排気ガス中のＮＯｘを還元して極めて低減することができる。
【００８１】
【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。
【００８２】
図１は、本発明の流量・液種検知装置の実施例の概略図、図２は、本発明の流量・液種検知装置の流量・液種検知センサー装置の実施例の概略上面図、図３は、図２のＡ−Ａ線での断面図、図４は、図３の流量・液種検知センサーの装着状態を示す部分拡大断面図、図５は、流量・液種検知センサーの断面図、図６は、流量・液種検知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７は、本発明の流量・液種検知装置の流量・液種検知センサー装置の実施例の概略回路構成図、図８は、本発明の流量・液種検知装置を用いた液種検知方法を示す時間−電圧の関係を示すグラフ、図９は、本発明の流量・液種検知装置を用いた液種検知方法を示す検量線を示すグラフ、図１０は、本発明の流量・液種検知装置を用いた液種検知方法の出力補正方法を示すグラフ、図１１は、本発明の流量・液種検知装置を用いた流量検知方法を示す検量線を示すグラフである。
【００８３】
図１において、１は、全体で本発明の流量・液種検知装置を示している。流量・液種検知装置１は、例えば、ガソリン、軽油、尿素溶液などの被検知流体が流通する主流路２を備えている。また、この主流路２から分岐して、副流路３が設けられている。
【００８４】
副流路３には、流量・液種検知センサー装置１０が設けられるとともに、その上流側には、流量・液種検知センサー装置１０への被検知流体の流通を制御する副流路開閉弁５が設けられている。さらに、この副流路３には、流量・液種検知センサー装置１０の下流側には、逆支弁６が配設されている。
【００８５】
一方、主流路２には、主流路への被検知流体の流通を制御する主流路開閉弁７が設けられるとともに、その下流側にオリフィス８が配設されている。
【００８６】
さらに、これらの流量・液種検知センサー装置１０、副流路開閉弁５、主流路開閉弁７を制御するための通信装置を含んだセンサー制御装置９が設けられている。なお、自動車に適用する場合には、このセンサー制御装置９に、ＥＣＵ（ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ ｃｉｒｃｕｉｔ ｕｎｉｔ）４が接続されている。
【００８７】
なお、この場合、これらの副流路開閉弁５、主流路開閉弁７としては、特に限定されるものではないが、例えば、電磁弁などを採用することができる。
【００８８】
また、オリフィス８としても、特に限定されるものではなく、例えば、フランジタップオリフィス、可変オリフィス、複数の細管を備えたオリフィスなどが採用することができる。
【００８９】
このように構成される流量・液種検知装置１は、下記のように作動される。
【００９０】
被検知流体の液種検知、濃度検知のいずれか、またはその両方を行う際には、センサー制御装置９（またはＥＣＵ４）の制御によって、副流路開閉弁５を弁開した後、副流路開閉弁５を弁閉して、被検知流体を流量・液種検知センサー装置１０内に一時滞留させて、液種検知、濃度検知のいずれか、またはその両方を行うように制御されるようになっている。
【００９１】
一方、被検知流体の流量を検知する際には、センサー制御装置９（またはＥＣＵ４）の制御によって、副流路開閉弁５を弁開して、被検知流体を流量・液種検知センサー装置１０内に流通させて、この状態で流量を検知するように制御されるようになっている。
【００９２】
この場合、センサー制御装置９（またはＥＣＵ４）は、被検知流体の流量が小さい場合に、主流路開閉弁７を弁閉し、逆に、被検知流体の流量が大きい場合に、主流路開閉弁７を弁開するように制御するように構成されている。
【００９３】
すなわち、このように被検知流体の流量が小さい場合に、主流路開閉弁７を弁閉することによって、副流路３に被検知流体を流して、流量・液種検知センサー装置１０における検知に必要な流体の流量を確保すことができる。
【００９４】
逆に、被検知流体の流量が大きい場合に、主流路開閉弁７を弁開することによって、主流路２に流体を流すことによって、副流路３を流れる流体の流量を低下させて、流量・液種検知センサー装置１０における検知に必要なだけの流体の流量を確保すことができる。
【００９５】
従って、流量のダイナミックレンジが広い場合にも対応することが可能であり、感度範囲が広くなる。
【００９６】
なお、副流路３の流量・液種検知センサー装置１０の下流側に逆支弁６を配設することによって、例えば、流体を流通させる送液装置であるポンプの種類、駆動系の種類によって、脈流が発生して逆流が生じる場合に、この逆流を抑えることができる。
【００９７】
従って、流量・液種検知センサー装置１０内での流体の逆流が防止できるので、液種検知、濃度検知、および流量の検知の際に、流体の逆流によって影響されることなく、これらの検知を正確かつ迅速に行うことができる。
【００９８】
さらに、主流路２にオリフィス８が配設されているので、主流路２内の圧力損失が小さく、副流路３内を流体が流れにくい場合において、オリフィス８によって主流路２の圧力損失を上昇することができ、これによって、副流路３内に検知に必要な一定の流量の流体を流すことができ、確実に検知を行うことが可能である。
【００９９】
以下に、本発明の流量・液種検知装置１において用いられる流量・液種検知センサー装置１０について説明する。
【０１００】
図２および図３に示したように、本発明の流量・液種検知センサー装置１０は、流量・液種検知センサー装置本体１２と、流量・液種検知センサー装置本体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。
【０１０１】
図２の矢印で示したように、流体流入口１８から第１の流路１４を経て、流量・液種検知室２０に一時滞留するように構成されている。この流量・液種検知室２０には、その上部の略トラック形状の流量・液種検知センサー用開口部２２が形成されている。
【０１０２】
この流量・液種検知センサー用開口部２２には、図３に示したように、流量・液種検知センサー２４が装着されている。
【０１０３】
図４に示したように、流量・液種検知センサー２４は、流量・液種検知センサーヒーター２５と、この流量・液種検知センサーヒーター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、これらの流量・液種検知センサーヒーター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。
【０１０４】
また、図５に示したように、この流量・液種検知センサーヒーター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、流量・液種検知センサーヒーター２５には、モールド樹脂３０から流量・液種検知センサー用開口部２２を介して、流量・液種検知室２０内に突設して、被検知流体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。
【０１０５】
一方、液温センサー２８も、流量・液種検知センサーヒーター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。
【０１０６】
図６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。
【０１０７】
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。
【０１０８】
そして、この流量・液種検知センサー２４で、被検知流体の液種、濃度、ならびに流量が検知された後、被検知流体は、流量・液種検知室２０から、第２の流路１６から流体排出口５４を介して外部に排出されるようになっている。
【０１０９】
また、図２および図３では、流量・液種検知センサー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。
【０１１０】
本発明の軽油の流量・液種検知センサー装置１０では、図７に示したような回路構成となっている。
【０１１１】
図７において、流量・液種検知センサー２４の流量・液種検知センサーヒーター２５の流量・液種検知用液温センサー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、検知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。
【０１１２】
また、流量・液種検知センサーヒーター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。
【０１１３】
このように構成される流量・液種検知センサー装置１０では、以下のようにして、例えば、ガソリンの液種検知が行われる。
【０１１４】
先ず、センサー制御装置９（またはＥＣＵ４）の制御によって、副流路開閉弁５を弁開した後、副流路開閉弁５を弁閉して、流量・液種検知センサー装置１０の第１の流路１４の流体流入口１８から被検知流体を流入させて、流量・液種検知室２０に一時滞留させた状態とする。
【０１１５】
そして、図７および図８に示したように、コンピュータ７２の制御によって、流量・液種検知センサーヒーター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、４秒間印加し、センシング部、すなわち、図７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。
【０１１６】
すなわち、図８に示したように、流量・液種検知センサーヒーター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、流量・液種検知用液温センサー２６の初期温度に対応する。
【０１１７】
そして、図８に示したように、流量・液種検知センサーヒーター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４秒間印加する。次に、所定時間後、この実施例では、３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、流量・液種検知用液温センサー２６のピーク温度に対応する。
【０１１８】
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。
【０１１９】
そして、このような方法で、図９に示したように、予め所定の参照流体について、この実施例では、最も重質な（蒸発しにくい）ガソリンＡ２と、最も軽質な（蒸発し易い）ガソリンＮｏ．７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、制御装置を構成するコンピュータ７２に記憶させておく。
【０１２０】
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、被検知流体について得られた電圧出力差Ｖ０によって、ガソリンの種別を検知するように構成されている。
【０１２１】
具体的には、図１０に示したように、被検知流体の測定温度Ｔにおける電圧出力差Ｖ０についての電圧出力Ｖｏｕｔを、所定の閾値参照流体（この実施例では、ガソリンＡ２とガソリンＮｏ．７）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。
【０１２２】
すなわち、図１０（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、ガソリンＡ２の電圧出力差Ｖ０−Ａ２、ガソリンＮｏ．７の電圧出力差Ｖ０−７、被検知流体の電圧出力差Ｖ０−Ｓが得られる。
【０１２３】
そして、図１０（Ｂ）に示したように、この際の閾値参照流体の液種出力を、所定の電圧となるように、すなわち、この実施例では、ガソリンＡ２の液種出力を３．５Ｖ、ガソリンＮｏ．７の液種出力を０．５Ｖとして、被検知流体の電圧出力Ｖｏｕｔを得ることによって、ガソリン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。
【０１２４】
この被検知流体の電圧出力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、ガソリンの液種検知を正確にかつ迅速に（瞬時に）行うことが可能となる。
【０１２５】
なお、以上の場合、パルス幅（パルス印加時間）としては、液種検知、濃度検知の場合には、被検知流体が滞留しているので、余り流体を過熱しないようにするために、好ましくは、５秒未満とするのが望ましい。これに対して、流量検知の場合には、パルス幅（パルス印加時間）としては、被検知流体が滞留していないので、１秒以上であれば、流量の検知が可能である。
【０１２６】
なお、以上のガソリンの液種検知方法は、自然対流を利用して、ガソリン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。
【０１２７】
また、このようなガソリンの流量・液種検知方法においては、図１８に示したガソリン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。
【０１２８】
一方、流量・液種検知センサー装置１０では、以下のようにして、例えば、ガソリンの流量検知が行われる。
被検知流体の流量を検知する際には、センサー制御装置９（またはＥＣＵ４）の制御によって、副流路開閉弁５を弁開して、流量・液種検知センサー装置１０の第１の流路１４の流体流入口１８から被検知流体を流入させて、流量・液種検知室２０から、第２の流路１６を経て、流体排出口５４を介して外部に排出して、被検知流体を流量・液種検知センサー装置１０内に流通させた状態とする。
【０１２９】
この状態で、上記の液種検知と同様にして、被検知流体の電圧出力Ｖｏｕｔを得て、図１１に示したような予め測定しておいた流量に関する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、ガソリンの流量検知を正確にかつ迅速に（瞬時に）行うことが可能となる。
【０１３０】
なお、図１１に示した検量線データーは、図１２に示したような測定装置を用いて、市販ハイオクガソリンについて、市販の流量計を用いて、測定した結果の一例を示したものである。
【０１３１】
この場合、流量を０〜１８０リットル／時で流し、流量・液種検知センサー装置１０への条件としては、パルス時間が３〜５秒、好ましくは、４秒、パルス電圧を、１０Ｖ（２５０ｍＶ相当）で、５〜１２秒、温度を０〜８０℃とするのが望ましい。
【０１３２】
また、被検知流体の濃度を測定する場合、例えば、識別尿素溶液の場合も、上記の液種検知と同様にして、電圧出力Ｖｏｕｔを得ることによって、尿素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。
【０１３３】
この被識別尿素溶液の電圧出力Ｖｏｕｔを、図１３に示したように、予め測定しておいた尿素溶液の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、尿素溶液の尿素濃度識別を正確にかつ迅速に（瞬時に）行うことが可能となる。
【０１３４】
図１４は、このように構成される流量・液種検知装置１を、自動車システムに適用した実施例を示す、図１７と同様な概略図である。
【０１３５】
なお、図１７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。
【０１３６】
この自動車システム１００では、ガソリンタンク１０８内またはガソリンポンプ１１０の上流側に、流量・液種検知装置１を配設している。
【０１３７】
この流量・液種検知装置１によって、ガソリンタンク１０８内またはガソリンポンプ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）のガソリンの液種、流量の検知を行ってガソリンの種類に応じて、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。
【０１３８】
すなわち、例えば、軽質な（蒸発し易い）ガソリンＮｏ．７が検知された場合には、着火タイミングを早め、逆に、重質な（蒸発しにくい）ガソリンＡ２が検知された場合には、着火タイミングを遅めるように制御される。
【０１３９】
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。
【０１４０】
図１５は、このように構成される流量・液種検知装置１を、自動車システムに適用した実施例を示す、図１７と同様な概略図である。
【０１４１】
なお、図１７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。
【０１４２】
この自動車システム１００では、ガソリンタンク１０８内またはガソリンポンプ１１０の上流側に、流量・液種検知装置１を配設している。
【０１４３】
この流量・液種検知装置１によって、ガソリンタンク１０８内またはガソリンポンプ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）のガソリンの液種、流量検知を行ってガソリンの種類に応じて、制御装置１２０の制御によって、ガソリン圧縮制御装置１２４によって、ガソリンの圧縮率を調整するように構成されている。
【０１４４】
すなわち、例えば、軽質な（蒸発し易い）ガソリンＮｏ．７が検知された場合には、圧縮率を低くし、逆に、重質な（蒸発しにくい）ガソリンＡ２が検知された場合には、圧縮率を高めるように制御される。
【０１４５】
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。
【０１４６】
図１６は、このように構成される流量・液種検知装置１を、尿素溶液を用いた自動車システムに適用した実施例を示す、図１９と同様な概略図である。
【０１４７】
なお、図１９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。
【０１４８】
この自動車システム１００では、尿素溶液タンク１３２内または尿素ポンプ１３４の上流側に、流量・液種検知装置１を配設している。
【０１４９】
この流量・液種検知装置１によって、尿素溶液タンク１３２内または尿素ポンプ１３４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）の尿素溶液の尿素濃度識別を行って， 触媒装置１１６の上流側に噴霧される尿素の濃度を、尿素溶液が固化せずに、触媒装置１１６の上流側で還元反応が効率良く発生するために、例えば、尿素３２．５％、Ｈ２０が６７．５％と一定の状態とするようになっている。
【０１５０】
従って、尿素タンク中の尿素溶液の尿素濃度を所定の濃度に保つことができるので、排気ガス中のＮＯｘを還元して極めて低減することができる。
【０１５１】
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。
【０１５２】
また、上記実施例では、自動車システムのガソリン、尿素溶液について説明したが、軽油、灯油を用いる自動車システムにも、また、これら以外の流体を用いる場合、例えば、プラントなどにおいて、有機溶媒に物質を溶かした有機溶液を流す装置などにおいても、流体の種類、濃度、流量を検知する場合にも適用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。
【０１５３】
【発明の効果】
本発明によれば、被検知流体の液種検知、濃度検知のいずれか、またはその両方を行う際には、副流路開閉弁を弁閉して、被検知流体を流量・液種検知センサー装置内に一時滞留させて、液種検知、濃度検知のいずれか、またはその両方を、正確かつ迅速に行うことができる。
【０１５４】
一方、被検知流体の流量を検知する際には、副流路開閉弁を弁開して、被検知流体を流量・液種検知センサー装置内に流通させて、流量を検知することができる。
【０１５５】
従って、流体の流量を検知すると同時に、流体の液種、濃度も検知することが、正確にしかも迅速に可能であり、しかも、１つの流量・液種検知装置で、流体の流量を検知すると同時に、流体の液種、濃度も検知することが可能であるので、コンパクトであり、例えば、自動車システムに適用すれば、システム全体をコンパクトにすることが可能である。
【０１５６】
また、本発明によれば、副流路の流量・液種検知センサー装置の下流側に逆支弁を配設することによって、例えば、流体を流通させる送液装置であるポンプの種類、駆動系の種類によって、脈流が発生して逆流が生じる場合に、この逆流を抑えることができる。
【０１５７】
従って、流量・液種検知センサー装置内での流体の逆流が防止できるので、液種検知、濃度検知、および流量の検知の際に、流体の逆流によって影響されることなく、これらの検知を正確かつ迅速に行うことができる。
【０１５８】
また、本発明によれば、被検知流体の流量が小さい場合に、主流路開閉弁を弁閉することによって、副流路に被検知流体を流して、流量・液種検知センサー装置における検知に必要な流体の流量を確保すことができる。
【０１５９】
逆に、被検知流体の流量が大きい場合に、主流路開閉弁を弁開することによって、主流路に流体を流すことによって、副流路を流れる流体の流量を低下させて、流量・液種検知センサー装置における検知に必要なだけの流体の流量を確保すことができる。
【０１６０】
従って、流量のダイナミックレンジが広い場合にも対応することが可能であり、感度範囲の広い流量・液種検知装置および流量・液種検知方法を提供することが可能である。
【０１６１】
また、本発明によれば、主流路にオリフィスが配設されているので、主流路内の圧力損失が小さく、副流路内を流体が流れにくい場合において、オリフィスによって主流路の圧力損失を上昇することができ、これによって、副流路内に検知に必要な一定の流量の流体を流すことができ、確実に上記のような検知を行うことが可能である。
【０１６２】
また、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、例えば、ガソリンなどの流体を引火する温度に加熱することなく、正確かつ迅速に流体の種類、濃度、および流体の流量を検知することが可能である。
【０１６３】
すなわち、流体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、正確かつ迅速に流体の種類、濃度、および流体の流量を検知することが可能である。
【０１６４】
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、正確かつ迅速に流体の種類、濃度、および流体の流量を検知することが可能である。
【０１６５】
また、本発明によれば、予め記憶された所定の参照流体についての、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、被検知流体について得られた電圧出力差Ｖ０によって、流体の種類、濃度、および流量を検知するので、より正確で迅速に流体の種類、濃度、流量を検知することが可能である。
【０１６６】
また、本発明によれば、被検知流体の測定温度における電圧出力差Ｖ０についての電圧出力Ｖｏｕｔを、所定の閾値参照流体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、電圧出力Ｖｏｕｔをガソリン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、流体の種類、濃度、および流体の流量を検知することが可能である。
【０１６７】
また、本発明によれば、流量・液種検知センサーヒーターが、ヒーターと、流量・液種検知用液温センサーとが絶縁層を介して積層された積層状流量・液種検知センサーヒーターであるので、機械的動作を行う機構部分が存在しないので、経時劣化や流体中の異物などにより動作不良をひきおこすことがなく、正確にかつ迅速に流体の種類、濃度、および流体の流量を検知することができる。
【０１６８】
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流体の種類、濃度、および流体の流量を検知することができる。
【０１６９】
また、本発明によれば、流量・液種検知センサーヒーターのヒーターと流量・液種検知用液温センサーとが、直接被検知流体と接触しないので、経時劣化や流体中の異物などにより動作不良をひきおこすことがなく、正確にかつ迅速に流体の種類、濃度、および流体の流量を検知することができる。
【０１７０】
さらに、本発明によれば、液温センサーが、直接被検知流体と接触しないので、経時劣化や流体中の異物などにより動作不良をひきおこすことがなく、正確にかつ迅速に流体の種類、濃度、および流体の流量を検知することができる。
【０１７１】
また、本発明によれば、自動車において、正確かつ迅速にガソリン若しくは軽油の流量、種類を検知することが可能であるとともに、ガソリン若しくは軽油の流量、種類の検知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、ガソリン若しくは軽油の流量、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。
【０１７２】
また、本発明によれば、自動車において、正確かつ迅速にガソリン若しくは軽油の流量、種類を検知することが可能であるとともに、ガソリン若しくは軽油の流量、種類の検知結果に基づいてガソリンの圧縮率を調整することができるので、ガソリン若しくは軽油の流量、種類の種類に応じて、適切なガソリン若しくは軽油の圧縮率を得ることができる。
【０１７３】
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。
【０１７４】
さらに、本発明によれば、尿素溶液が固化せずに、触媒装置の上流側で還元反応が効率良く発生するためには、例えば、尿素３２．５％、Ｈ２０が６７．５％であるか否かを正確に迅速に判断できる。
【０１７５】
従って、尿素タンク中の尿素溶液の尿素濃度を所定の濃度に保つことができるので、排気ガス中のＮＯｘを還元して極めて低減す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、本発明の流量・液種検知装置の実施例の概略図である。
【図２】図２は、本発明の流量・液種検知装置の流量・液種検知センサー装置の実施例の概略上面図である。
【図３】図３は、図２のＡ−Ａ線での断面図である。
【図４】図４は、図３の流量・液種検知センサーの装着状態を示す部分拡大断面図である。
【図５】図５は、流量・液種検知センサーの断面図である。
【図６】図６は、流量・液種検知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７】図７は、本発明の流量・液種検知装置の流量・液種検知センサー装置の実施例の概略回路構成図である。
【図８】図８は、本発明の流量・液種検知装置を用いた液種検知方法を示す時間−電圧の関係を示すグラフである。
【図９】図９は、本発明の流量・液種検知装置を用いた液種検知方法を示す検量線を示すグラフである。
【図１０】図１０は、本発明の流量・液種検知装置を用いた液種検知方法の出力補正方法を示すグラフである。
【図１１】図１１は、本発明の流量・液種検知装置を用いた流量検知方法を示す検量線を示すグラフである。
【図１２】図１２は、図１１に示した検量線データーを得た測定装置全体の概略図である。
【図１３】図１３は、本発明の流量・液種検知装置を用いた濃度検知方法を示す検量線を示すグラフである。
【図１４】図１４は、本発明の流量・液種検知装置１を、自動車システムに適用した実施例を示す、図１７と同様な概略図である。
【図１５】図１５は、本発明の流量・液種検知装置１を、自動車システムに適用した実施例を示す、図１７と同様な概略図である。
【図１６】図１６は、本発明の流量・液種検知装置１を、尿素溶液を用いた自動車システムに適用した実施例を示す、図１９と同様な概略図である。
【図１７】図１７は、従来の自動車システムの概略図である。
【図１８】図１８は、ガソリンの蒸留性状を示すグラフである。
【図１９】図１９は、従来の尿素溶液を用いた自動車システムの概略図である。
【符号の説明】
１ 流量・液種検知装置
２ 主流路
３ 副流路
５ 副流路開閉弁
６ 逆支弁
７ 主流路開閉弁
８ オリフィス
９ センサー制御装置
１０ 流量・液種検知センサー装置
１２ 流量・液種検知センサー装置本体
１４ 第１の流路
１６ 第２の流路
１８ 流体流入口
２０ 流量・液種検知室
２２ 流量・液種検知センサー用開口部
２４ 流量・液種検知センサー
２５ 流量・液種検知センサーヒーター
２６ 流量・液種検知用液温センサー
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 流体排出口
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 ガソリンタンク
１１０ ガソリンポンプ
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 ガソリン圧縮制御装置
１３０ 尿素溶液供給機構
１３２ 尿素溶液タンク
１３４ 尿素ポンプ
１３６ 尿素噴霧装置
１４０，１４２ ＮＯｘセンサーセンサー[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a flow rate / liquid type detection device and a flow rate / liquid type detection method for detecting the type, concentration, and flow rate of a fluid such as gasoline, light oil, or an organic solution such as a plant fuel.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, automobile exhaust gas contains pollutants such as unburned hydrocarbon (HC), NOx gas, SOx gas, etc. In order to reduce this, for example, SOx contains S in gasoline. Reduction is carried out by removing unburned HC with a catalyst.
[0003]
In other words, as shown in FIG. 17, the automobile system 100 takes in air by an automac element (filter) 102 and sends it to the engine 106 via the air flow sensor 104. Further, the gasoline in the gasoline tank 108 is sent to the engine 106 via the gasoline pump 110.
[0004]
Based on the detection result of the A / F sensor 112, the fuel injection control unit 114 controls the fuel injection in the engine 106 so that the predetermined theoretical air-fuel ratio is obtained.
[0005]
The exhaust gas from the engine 106 is discharged as exhaust gas through the oxygen concentration sensor 118 after the hydrocarbon (HC) in the exhaust gas is burned by the catalyst device 116.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, in such an automobile system, as shown in FIG. 18, various gasolines having different distillation properties (differing easiness of evaporation) exist in the gasoline sold all over the world.
[0007]
That is, FIG. 18 shows the distillation properties of gasoline, and the relationship between percent and temperature, for example, where the horizontal axis is 50% (T50), what is the temperature at which 50% of various gasolines evaporate? It shows.
[0008]
As shown in FIG. 18, for example, standard gasoline No. On the other hand, A2 gasoline is the heaviest (hard to evaporate) gasoline. The gasoline No. 7 indicates the lightest (evaporated) gasoline.
[0009]
Therefore, as shown in Table 1 below, for example, standard gasoline No. When the heavier gasoline A2 is used in the vehicle adjusted to the stoichiometric air-fuel ratio in 3, the amount of HC in the exhaust gas is small, but the engine and the catalyst device are not particularly warm when starting the engine. In this case, the torque becomes insufficient.
[0010]
Conversely, lighter gasoline No. 7 is sufficient, the torque is higher than the stoichiometric air-fuel ratio, and the amount of HC in the exhaust gas increases especially when the engine is not warmed, especially when the engine and catalyst device are not warmed. Unfavorable impact on the environment.
[0011]
[Table 1]
Figure 2005030888
[0012]
By the way, the inventors of the present invention have already disclosed in Patent Document 1 that the heating element is heated by energization, the temperature sensing element is heated by this heating, and heat is transferred from the heating element to the temperature sensing element by the detected fluid. A fluid detection method that discriminates the type of fluid to be detected based on the electrical output corresponding to the electrical resistance of the temperature sensor, and proposes a method of periodically energizing the heating element Yes.
[0013]
However, in this fluid detection method, since it is necessary to periodically energize the heating element (multiple pulses), it takes time for detection, and it is difficult to detect fluid instantaneously. In addition, this method can perform fluid detection by using representative values for substances having considerably different properties such as water, air, and oil. It is difficult to perform accurate and rapid detection.
[0014]
On the other hand, recently, considering the influence of NOx in exhaust gas on the environment, for example, a urea solution is supplied to the catalyst device 116 in order to reduce NOx in exhaust gas from automobile fuel such as gasoline and light oil. NOx is reduced to N 2 A method for detoxifying the gas has been proposed.
[0015]
That is, as shown in FIG. 19, in the automobile system 100, the urea solution tank 132 storing the urea solution, the urea pump 134, and the urea solution supplied from the urea pump 134 are sprayed to the upstream side of the catalyst device 116. A urea solution is supplied to the upstream side of the catalyst device 116 via a urea solution supply mechanism 130 configured with a urea spray device 136 that performs the above operation.
[0016]
By the way, in such an automobile system, the urea solution does not solidify, and in order for the reduction reaction to efficiently occur on the upstream side of the catalyst device 116, for example, urea 32.5%, H 2 It is preferable that 0 is 67.5%.
[0017]
For this reason, conventionally, in order to determine whether or not the concentration of urea sprayed upstream of the catalyst device 116 is constant, NOx sensors 140 and 142 are arranged on the upstream side and downstream side of the catalyst device 116, respectively. This is done by measuring the concentration of NOx.
[0018]
However, since the NOx sensors 140 and 142 measure the urea concentration based on the result of the NOx reduction rate, it is impossible to detect the concentration of urea in the urea solution tank 132 or sprayed in advance. Further, the sensitivity of the NOx sensors 140 and 142 was not so good.
[0019]
Furthermore, in any of the above-described gasoline and automobile systems using urea solution, the flow rate and concentration of gasoline, the flow rate and concentration of urea solution are grasped, and the engine and catalyst device are controlled to reduce HC and NOx. It is important to do.
[0020]
By the way, as an apparatus for detecting such a fluid flow rate, in Patent Document 2, an indirectly heated flow sensor using a thin film element is used, and an electric power including a bridge circuit is obtained in order to obtain an electrical output corresponding to the fluid flow rate. There has been proposed a thermal flow sensor that uses a circuit to detect the flow rate of a fluid to be detected by a voltage applied to a heating element.
[0021]
However, with the flow sensor of Patent Document 2, it is possible to detect the flow rate of the fluid, but at the same time, it is impossible to detect the liquid type and concentration of the fluid.
[0022]
Therefore, in order to grasp the gasoline flow rate, liquid type, urea solution flow rate, and concentration as described above, in addition to the above-described detection device that detects the type of gasoline and the device that measures the concentration of the urea solution. In addition, since it is necessary to separately provide a flow velocity measuring device as in Patent Document 2, the system may be increased in size.
[0023]
In addition, not only in such an automobile system, but also in the case of using a solution in which a substance is dissolved in an organic solvent in a system using kerosene, a plant, etc., such a fluid is similarly detected. There is a similar problem that needs to be done.
[0024]
[Patent Document 1]
Japanese Patent Laid-Open No. 11-153561 (in particular, see paragraphs [0042] to [0049])
[Patent Document 2]
JP-A-11-118566
[0025]
In view of the current situation, the present invention is compact, capable of detecting the fluid type and concentration of the fluid at the same time as detecting the flow rate of the fluid, and accurately and promptly determining the flow rate, liquid type and concentration of the fluid. An object of the present invention is to provide a flow rate / liquid type detection device and a flow rate / liquid type detection method capable of detection.
[0026]
Another object of the present invention is to provide an automobile flow rate / liquid type detection device and an automobile flow rate / liquid type detection method using such a flow rate / liquid type detection device and a flow rate / liquid type detection method. .
[0027]
Furthermore, the present invention is an automobile exhaust gas reduction device capable of efficiently reducing exhaust gas and improving fuel efficiency, using such a flow rate / liquid type detection device and a flow rate / liquid type detection method. And it aims at providing the reduction method of the exhaust gas of a motor vehicle.
[0028]
[Means for Solving the Problems]
The present invention has been made in order to achieve the above-described problems and objects in the prior art, and the flow rate / liquid type detection device of the present invention detects the flow rate of a fluid and the liquid type of the fluid. A flow rate / liquid type detection device for detecting either or both of detection and concentration detection,
A main flow path through which the fluid to be detected flows;
A sub-channel branched from the main channel;
A flow rate and liquid type detection sensor device provided in the sub-flow path;
A sub-channel opening / closing valve that is provided in the sub-channel and controls the flow of the fluid to be detected to the flow rate / liquid type detection sensor device;
A control device for controlling the flow rate / liquid type detection sensor and the auxiliary flow path opening / closing valve,
The control device is
When performing either or both of the liquid type detection and the concentration detection of the detected fluid, the sub-flow-path on-off valve is closed to temporarily detect the detected fluid in the flow rate / liquid type detection sensor device. Let it stay for liquid type detection, concentration detection, or both,
When detecting the flow rate of the fluid to be detected, the sub-channel opening / closing valve is opened to control the flow of the fluid to be detected to flow in the flow rate / liquid type detection sensor device to detect the flow rate. It is comprised as follows.
[0029]
The flow rate / liquid type detection method of the present invention is a flow rate / liquid type detection method for detecting a fluid flow rate and detecting either or both of a fluid liquid type detection and a concentration detection. ,
A main flow path through which the fluid to be detected flows;
A sub-channel branched from the main channel;
Using a flow rate / liquid type detection device provided with a flow rate / liquid type detection sensor device provided in the sub-flow path,
When performing either or both of the liquid type detection and the concentration detection of the detected fluid, the sub-flow-path on-off valve is closed to temporarily detect the detected fluid in the flow rate / liquid type detection sensor device. Let it stay for liquid type detection, concentration detection, or both,
When detecting the flow rate of the fluid to be detected, the flow rate is detected by opening the sub-channel opening / closing valve and causing the fluid to be detected to flow in the flow rate / liquid type detection sensor device. To do.
[0030]
With this configuration, when performing either or both of the liquid type detection and the concentration detection of the detected fluid, the sub-flow-path opening / closing valve is closed to allow the detected fluid to flow / liquid type. By temporarily retaining in the detection sensor device, either or both of the liquid type detection and the concentration detection can be performed accurately and quickly.
[0031]
On the other hand, when the flow rate of the fluid to be detected is detected, the flow rate can be detected by opening the sub-channel opening / closing valve and allowing the fluid to be detected to flow in the flow rate / liquid type detection sensor device.
[0032]
Accordingly, it is possible to accurately and quickly detect the fluid type and concentration at the same time as detecting the flow rate of the fluid, and at the same time as detecting the fluid flow rate with a single flow rate / liquid type detection device. Since it is possible to detect the liquid type and concentration of the fluid, it is compact. For example, when applied to an automobile system, the entire system can be made compact.
[0033]
Further, the present invention is characterized in that a reverse valve is disposed on the downstream side of the flow rate / liquid type detection sensor device of the sub-flow path.
[0034]
In this way, by arranging the back valve on the downstream side of the flow rate / liquid type detection sensor device of the sub flow path, for example, depending on the type of the pump that is the liquid feeding device for circulating the fluid, the type of the drive system, the pulsating flow When this occurs and backflow occurs, this backflow can be suppressed.
[0035]
Therefore, since the back flow of the fluid in the flow rate / liquid type detection sensor device can be prevented, the detection of the fluid type, the concentration detection, and the flow rate can be accurately performed without being affected by the back flow of the fluid. And can be done quickly.
[0036]
In addition, the present invention is characterized in that a main channel opening / closing valve is provided in the main channel and controls the flow of the fluid to be detected to the main channel.
[0037]
In the flow rate / liquid type detection device of the present invention, the control device includes:
When the flow rate of the fluid to be detected is small, the main flow path opening / closing valve is closed,
When the flow rate of the fluid to be detected is large, the main flow path opening / closing valve is controlled to open.
[0038]
In the flow rate / liquid type detection method of the present invention, when the flow rate of the fluid to be detected is small, the main flow path opening / closing valve is closed,
When the flow rate of the fluid to be detected is large, control is performed so that the main flow path opening / closing valve is opened.
[0039]
When the flow rate of the fluid to be detected is small as described above, the flow rate of the fluid required for detection in the flow rate / liquid type detection sensor device is caused to flow through the sub flow channel by closing the main flow path opening / closing valve. Can be ensured.
[0040]
On the other hand, when the flow rate of the fluid to be detected is large, the flow rate of the fluid is reduced by opening the main flow path opening / closing valve and reducing the flow rate of the fluid flowing in the sub flow path by flowing the fluid through the main flow path. It is possible to secure a flow rate of the fluid necessary for detection in the detection sensor device.
[0041]
Therefore, it is possible to cope with a wide dynamic range of the flow rate, and it is possible to provide a flow rate / liquid type detection device and a flow rate / liquid type detection method with a wide sensitivity range.
[0042]
Further, the present invention is characterized in that an orifice is disposed in the main flow path.
[0043]
Since the orifice is arranged in the main channel in this way, the pressure loss in the main channel can be increased by the orifice when the pressure loss in the main channel is small and the fluid is difficult to flow in the sub-channel, As a result, a fluid having a constant flow rate required for detection can be caused to flow in the sub-flow channel, and the above-described detection can be reliably performed.
[0044]
Further, the flow rate / liquid type detection device of the present invention, the flow rate / liquid type detection sensor device,
A flow rate / liquid type detection chamber for temporarily retaining a fluid to be detected introduced in the flow rate / liquid type detection sensor device main body,
A flow rate / liquid type detection sensor heater disposed in the flow rate / liquid type detection chamber;
A liquid temperature sensor disposed in the flow rate / liquid type detection chamber at a predetermined interval from the flow rate / liquid type detection sensor heater,
The flow rate / liquid type detection sensor heater includes a heater, and a flow rate / liquid type detection liquid temperature sensor disposed in the vicinity of the heater,
When performing either or both of liquid type detection and concentration detection of the fluid to be detected, a pulse voltage is applied to the flow rate / liquid type detection sensor heater for a predetermined time, and the flow rate / flow rate is detected by the heater. The fluid to be detected temporarily retained in the liquid type detection chamber is heated, and the liquid type detection is performed by the voltage output difference V0 corresponding to the temperature difference between the initial temperature and the peak temperature of the flow rate / liquid type detection liquid temperature sensor. Configure to do either or both of density detection,
When detecting the flow rate of the detected fluid, a pulse voltage is applied to the flow rate / liquid type detection sensor heater for a predetermined time, and the detected fluid flowing through the flow rate / liquid type detection chamber is moved by the heater. Heating is performed, and the flow rate is detected by a voltage output difference V0 corresponding to a temperature difference between the initial temperature and the peak temperature of the flow rate / liquid type detection liquid temperature sensor.
[0045]
In the flow rate / liquid type detection method of the present invention, the flow rate / liquid type detection sensor device includes:
A flow rate / liquid type detection chamber for temporarily retaining a fluid to be detected introduced in the flow rate / liquid type detection sensor device main body,
A flow rate / liquid type detection sensor heater disposed in the flow rate / liquid type detection chamber;
A liquid temperature sensor disposed in the flow rate / liquid type detection chamber at a predetermined interval from the flow rate / liquid type detection sensor heater,
The flow rate / liquid type detection sensor heater includes a heater, and a flow rate / liquid type detection liquid temperature sensor disposed in the vicinity of the heater,
When performing either or both of liquid type detection and concentration detection of the fluid to be detected, a pulse voltage is applied to the flow rate / liquid type detection sensor heater for a predetermined time, and the flow rate / flow rate is detected by the heater. The fluid to be detected temporarily retained in the liquid type detection chamber is heated, and the liquid type detection is performed by the voltage output difference V0 corresponding to the temperature difference between the initial temperature and the peak temperature of the flow rate / liquid type detection liquid temperature sensor. Detect one or both of density detection,
When detecting the flow rate of the detected fluid, a pulse voltage is applied to the flow rate / liquid type detection sensor heater for a predetermined time, and the detected fluid flowing through the flow rate / liquid type detection chamber is moved by the heater. Heating is performed, and the flow rate is detected by the voltage output difference V0 corresponding to the temperature difference between the initial temperature and the peak temperature of the flow rate / liquid type detection liquid temperature sensor.
[0046]
With this configuration, since it is only necessary to apply a pulse voltage for a predetermined time, the fluid can be accurately and quickly heated with a short time and without heating to a temperature at which a fluid such as gasoline is ignited. The type, concentration, and fluid flow rate can be detected.
[0047]
That is, the correlation between the fluid kinematic viscosity and the sensor output is used, natural convection is used, and since the applied voltage of one pulse is used, the fluid type, concentration, and It is possible to detect the flow rate of the fluid.
[0048]
In the present invention, the voltage output difference V0 is an average obtained by sampling an initial voltage before applying the pulse voltage a predetermined number of times and an average initial voltage V1 obtained by sampling the peak voltage after applying the pulse voltage a predetermined number of times. The voltage difference from the peak voltage V2, ie,
V0 = V2-V1
It is characterized by being.
[0049]
With this configuration, the voltage output difference V0 can be accurately obtained based on an average value of a predetermined number of samplings with respect to an applied voltage of one pulse. , And fluid flow rate can be detected.
[0050]
Further, in the flow rate / liquid type detection device of the present invention, the control device is based on calibration curve data that is a correlation of a voltage output difference with respect to temperature for a predetermined reference fluid stored in the control device in advance.
The voltage output difference V0 obtained for the detected fluid is configured to detect either or both of the liquid type detection and the concentration detection of the detected fluid.
[0051]
Further, the gasoline flow rate / liquid type detection method of the present invention is based on calibration curve data which is a correlation of a voltage output difference with respect to temperature for a predetermined reference fluid stored in advance.
One or both of liquid type detection and concentration detection of the detected fluid are detected by the voltage output difference V0 obtained for the detected fluid.
[0052]
By configuring in this way, the voltage output difference V0 obtained for the detected fluid based on the calibration curve data which is the correlation of the voltage output difference with respect to the temperature for the predetermined reference fluid stored in advance, the fluid Therefore, the type and concentration of the fluid can be detected more accurately and quickly.
[0053]
Further, in the flow rate / liquid type detection device according to the present invention, the control device calculates the voltage output Vout for the voltage output difference V0 at the measured temperature of the detected fluid.
The correction is performed in correlation with the output voltage of the voltage output difference at the measured temperature for the predetermined threshold reference fluid.
[0054]
In the flow rate / liquid type detection method of the present invention, the voltage output Vout for the voltage output difference V0 at the measurement temperature of the fluid to be detected
The correction is performed in correlation with the output voltage of the voltage output difference at the measured temperature for the predetermined threshold reference fluid.
[0055]
With this configuration, the voltage output Vout for the voltage output difference V0 at the measured temperature of the fluid to be detected is corrected in correlation with the output voltage for the voltage output difference at the measured temperature for the predetermined threshold reference fluid. By eliminating the influence of the voltage output difference V0 due to temperature, the voltage output Vout can be correlated more accurately with the properties of gasoline, and more accurately and quickly the fluid type, concentration, and fluid flow rate It is possible to detect.
[0056]
Further, in the flow rate / liquid type detection device of the present invention, the control device is based on calibration curve data that is a correlation of a voltage output difference with respect to temperature for a predetermined reference fluid stored in the control device in advance.
The flow rate of the fluid to be detected is detected based on the voltage output difference V0 obtained for the fluid to be detected.
[0057]
Further, the flow rate / liquid type detection method of the present invention is based on calibration curve data which is a correlation of a voltage output difference with respect to temperature for a predetermined reference fluid stored in advance.
The flow rate of the fluid to be detected is detected based on the voltage output difference V0 obtained for the fluid to be detected.
[0058]
By configuring in this way, the voltage output difference V0 obtained for the detected fluid based on the calibration curve data which is the correlation of the voltage output difference with respect to the temperature for the predetermined reference fluid stored in advance, the fluid Therefore, the fluid flow rate can be detected more accurately and quickly.
[0059]
The flow rate / liquid type detection sensor heater according to the present invention is a laminated flow rate / liquid type detection sensor heater in which a heater and a liquid temperature sensor for flow rate / liquid type detection are stacked via an insulating layer. It is characterized by.
[0060]
With this configuration, there are no mechanical parts that perform mechanical operations, so there is no malfunction due to deterioration over time or foreign matter in the fluid, and the type, concentration, and fluid of the fluid can be accurately and quickly detected. Can be detected.
[0061]
In addition, since the sensor unit can be configured to be extremely small, it is possible to detect the exact fluid type, concentration, and fluid flow rate with extremely good thermal response.
[0062]
Further, the present invention is configured such that the heater of the flow rate / liquid type detection sensor heater and the liquid temperature sensor for flow rate / liquid type detection are configured to come into contact with the fluid to be detected through metal fins, respectively. Features.
[0063]
By configuring in this way, the heater of the flow rate / liquid type detection sensor heater and the liquid temperature sensor for flow rate / liquid type detection do not directly contact the fluid to be detected, so malfunctions due to deterioration over time, foreign matter in the fluid, etc. Therefore, the fluid type, concentration, and fluid flow rate can be detected accurately and quickly.
[0064]
Further, the present invention is characterized in that the liquid temperature sensor is configured to come into contact with a fluid to be detected through a metal fin.
[0065]
By configuring in this way, the liquid temperature sensor does not directly contact the fluid to be detected, so it does not cause malfunction due to deterioration over time or foreign matter in the fluid, and the type, concentration, And the flow rate of the fluid can be detected.
[0066]
Further, the flow rate / liquid type detection device for automobiles of the present invention is a flow rate / liquid type detection device for automobiles that detects the flow rate and type of gasoline or light oil,
One of the above-described flow rate / liquid type detection devices is disposed in the gasoline or light oil tank, or upstream or downstream of the gasoline or light oil pump.
[0067]
Further, the flow rate / liquid type detection method for automobiles of the present invention is a flow rate / liquid type detection method for automobiles that detects the flow rate and type of gasoline or light oil,
It is characterized by detecting the flow rate and type of gasoline or light oil in the gasoline or light oil tank or in the upstream or downstream side of the gasoline or light oil pump using any of the above flow rate / liquid type detection methods. To do.
[0068]
With this configuration, it is possible to accurately and quickly detect the type of gasoline or light oil in an automobile.
[0069]
The automobile exhaust gas reduction device of the present invention is an automobile exhaust gas reduction device,
In the gasoline or light oil tank, or on the upstream or downstream side of the gasoline or light oil pump, any one of the above flow rate / liquid type detection devices is disposed,
An ignition timing control device that adjusts the ignition timing based on the flow rate and type of gasoline or light oil detected by the flow rate / liquid type detection device is provided.
[0070]
Further, the method for reducing exhaust gas of an automobile of the present invention is a method for reducing exhaust gas of an automobile,
While detecting the flow rate and type of gasoline or light oil in the gasoline or light oil tank, or gasoline or light oil upstream or downstream of the gasoline or light oil pump using any of the above flow rate / liquid type detection methods,
The ignition timing is adjusted based on the flow rate and type of gasoline or light oil detected by the flow rate / liquid type detection device.
[0071]
By configuring in this way, the ignition timing can be adjusted based on the detection result of the flow rate and type of gasoline or light oil, so that an appropriate ignition timing can be obtained according to the flow rate and type of gasoline or light oil. it can.
[0072]
Therefore, even when the engine is not warmed, particularly when the engine is not warmed, the torque is not reduced, the amount of HC and NOx in the exhaust gas can be reduced, and fuel consumption can be improved.
[0073]
The automobile exhaust gas reduction device of the present invention is an automobile exhaust gas reduction device,
In the gasoline or light oil tank, or on the upstream or downstream side of the gasoline or light oil pump, any one of the above flow rate / liquid type detection devices is disposed,
A gasoline or light oil compression control device is provided that adjusts the compression rate of gasoline or light oil based on the flow rate or type of gasoline or light oil detected by the flow rate / liquid type detection device.
[0074]
Further, the method for reducing exhaust gas of an automobile of the present invention is a method for reducing exhaust gas of an automobile,
While detecting the flow rate and type of gasoline or light oil in the gasoline or light oil tank, or the upstream or downstream gasoline of the gasoline or light oil pump, using any of the above flow rate / liquid type detection methods,
The compression rate of gasoline is adjusted based on the flow rate and type of gasoline or light oil detected by the flow rate / liquid type detection device.
[0075]
By configuring in this way, the compression rate of gasoline or light oil can be adjusted based on the detection result of the flow rate or type of gasoline or light oil, so the appropriate compression rate of gasoline or light oil depends on the type of gasoline. Can be obtained.
[0076]
Therefore, even when the engine is not warmed, particularly when the engine is not warmed, the torque is not reduced, the amount of HC and NOx in the exhaust gas can be reduced, and fuel consumption can be improved.
[0077]
The automobile exhaust gas reduction device of the present invention is an automobile exhaust gas reduction device,
Equipped with a urea solution supply mechanism for supplying a urea solution upstream of the catalyst device;
The urea solution supply mechanism includes a urea solution tank that stores the urea solution, a urea pump, and a urea spray device that sprays the urea solution fed from the urea pump to the upstream side of the catalyst device,
Any one of the above-described flow rate / liquid type detection devices is disposed in the urea tank or upstream or downstream of the urea pump.
[0078]
Further, the method for reducing exhaust gas of an automobile of the present invention is a method for reducing exhaust gas of an automobile,
The catalyst device via a urea solution supply mechanism comprising a urea solution tank that stores the urea solution, a urea pump, and a urea spray device that sprays the urea solution fed from the urea pump to the upstream side of the catalyst device While supplying urea solution upstream of the
The flow rate and urea concentration of the urea solution in the urea tank or upstream or downstream of the urea pump are detected using any one of the above-described flow rate / liquid type detection methods.
[0079]
In order to efficiently generate a reduction reaction on the upstream side of the catalyst device without solidifying the urea solution by such a configuration, for example, urea 32.5%, H 2 Whether or not 0 is 67.5% can be determined quickly and accurately.
[0080]
Therefore, since the urea concentration of the urea solution in the urea tank can be maintained at a predetermined concentration, NOx in the exhaust gas can be reduced and extremely reduced.
[0081]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments (examples) of the present invention will be described in more detail with reference to the drawings.
[0082]
FIG. 1 is a schematic view of an embodiment of the flow rate / liquid type detection device of the present invention. FIG. 2 is a schematic top view of an embodiment of the flow rate / liquid type detection sensor device of the flow rate / liquid type detection device of the present invention. 3 is a cross-sectional view taken along the line AA in FIG. 2, FIG. 4 is a partially enlarged cross-sectional view showing a mounting state of the flow rate / liquid type detection sensor in FIG. 3, and FIG. 5 is a cross section of the flow rate / liquid type detection sensor. FIG. 6 is a partially enlarged exploded perspective view showing a stacked state of the thin film chip portion of the flow rate / liquid type detection sensor, and FIG. 7 is an implementation of the flow rate / liquid type detection sensor device of the flow rate / liquid type detection device of the present invention. FIG. 8 is a schematic circuit configuration diagram of an example, FIG. 8 is a graph showing a time-voltage relationship showing a liquid type detection method using the flow rate / liquid type detection device of the present invention, and FIG. 9 is a flow rate / liquid type detection of the present invention. FIG. 10 is a graph showing a calibration curve showing a liquid type detection method using the apparatus. FIG. 10 shows a liquid type detection using the flow rate / liquid type detection apparatus of the present invention. Graph, Figure 11 showing an output correction method methods is a graph showing a calibration curve showing a flow detection method using the flow rate and fluid type detection device of the present invention.
[0083]
In FIG. 1, reference numeral 1 denotes the flow rate / liquid type detection device of the present invention as a whole. The flow rate / liquid type detection device 1 includes a main flow path 2 through which a fluid to be detected such as gasoline, light oil, and urea solution flows. Further, a sub-channel 3 is provided branching from the main channel 2.
[0084]
The sub flow path 3 is provided with a flow rate / liquid type detection sensor device 10, and on the upstream side thereof, a sub flow path opening / closing valve 5 that controls the flow of the fluid to be detected to the flow rate / liquid type detection sensor device 10. Is provided. Further, a reverse branch valve 6 is disposed in the sub-flow path 3 on the downstream side of the flow rate / liquid type detection sensor device 10.
[0085]
On the other hand, the main flow path 2 is provided with a main flow path opening / closing valve 7 for controlling the flow of the fluid to be detected to flow into the main flow path, and an orifice 8 is disposed downstream thereof.
[0086]
Further, a sensor control device 9 including a communication device for controlling the flow rate / liquid type detection sensor device 10, the auxiliary flow path opening / closing valve 5, and the main flow path opening / closing valve 7 is provided. When applied to an automobile, an ECU (electronic circuit unit) 4 is connected to the sensor control device 9.
[0087]
In this case, the auxiliary flow path opening / closing valve 5 and the main flow path opening / closing valve 7 are not particularly limited. For example, an electromagnetic valve or the like can be employed.
[0088]
The orifice 8 is not particularly limited, and for example, a flange tap orifice, a variable orifice, an orifice having a plurality of thin tubes, and the like can be employed.
[0089]
The flow rate / liquid type detection device 1 configured as described above is operated as follows.
[0090]
When performing either or both of liquid type detection and concentration detection of the fluid to be detected, the sub flow path opening / closing valve 5 is opened under the control of the sensor control device 9 (or ECU 4), and then the sub flow path The on-off valve 5 is closed so that the fluid to be detected is temporarily retained in the flow rate / liquid type detection sensor device 10 so as to perform either liquid type detection or concentration detection, or both. It has become.
[0091]
On the other hand, when detecting the flow rate of the fluid to be detected, the sub-channel opening / closing valve 5 is opened under the control of the sensor control device 9 (or ECU 4), and the flow rate / liquid type detection sensor device 10 is detected. The flow is controlled so that the flow rate is detected in this state.
[0092]
In this case, the sensor control device 9 (or ECU 4) closes the main flow path opening / closing valve 7 when the flow rate of the detected fluid is small, and conversely, when the flow rate of the detected fluid is large, the main flow path opening / closing valve. 7 is configured to control to open the valve.
[0093]
That is, when the flow rate of the fluid to be detected is small as described above, the fluid to be detected is caused to flow through the sub-flow channel 3 by closing the main flow path opening / closing valve 7 for detection in the flow rate / liquid type detection sensor device 10. The required fluid flow rate can be ensured.
[0094]
Conversely, when the flow rate of the fluid to be detected is large, the flow rate of the fluid flowing through the sub-flow channel 3 is decreased by opening the main flow path opening / closing valve 7 to flow the fluid through the main flow path 2. -The fluid flow rate necessary for detection in the liquid type detection sensor device 10 can be secured.
[0095]
Therefore, it is possible to cope with a case where the dynamic range of the flow rate is wide, and the sensitivity range is widened.
[0096]
In addition, by disposing the reverse branch valve 6 on the downstream side of the flow rate / liquid type detection sensor device 10 in the sub-flow path 3, for example, depending on the type of pump that is a liquid feeding device that circulates fluid, the type of drive system, When a pulsating flow is generated and a backflow is generated, this backflow can be suppressed.
[0097]
Therefore, since the back flow of the fluid in the flow rate / liquid type detection sensor device 10 can be prevented, these detections are not affected by the back flow of the fluid when detecting the liquid type, detecting the concentration, and detecting the flow rate. It can be done accurately and quickly.
[0098]
Further, since the orifice 8 is disposed in the main flow path 2, the pressure loss in the main flow path 2 is increased by the orifice 8 when the pressure loss in the main flow path 2 is small and the fluid does not flow easily in the sub flow path 3. As a result, a fluid having a constant flow rate required for detection can be caused to flow in the sub-flow channel 3, and detection can be performed reliably.
[0099]
The flow rate / liquid type detection sensor device 10 used in the flow rate / liquid type detection device 1 of the present invention will be described below.
[0100]
As shown in FIGS. 2 and 3, the flow rate / liquid type detection sensor device 10 of the present invention is formed inside the flow rate / liquid type detection sensor device body 12 and the flow rate / liquid type detection sensor device body 12. A first flow path 14 and a second flow path 16 are provided.
[0101]
As shown by the arrows in FIG. 2, the fluid flow inlet 18 is configured to temporarily stay in the flow rate / liquid type detection chamber 20 through the first flow path 14. The flow rate / liquid type detection chamber 20 is formed with a substantially track-shaped flow rate / liquid type detection sensor opening 22 at the top thereof.
[0102]
As shown in FIG. 3, a flow rate / liquid type detection sensor 24 is attached to the flow rate / liquid type detection sensor opening 22.
[0103]
As shown in FIG. 4, the flow rate / liquid type detection sensor 24 includes a flow rate / liquid type detection sensor heater 25, and a liquid temperature sensor 28 arranged at a predetermined interval from the flow rate / liquid type detection sensor heater 25. It has. The flow rate / liquid type detection sensor heater 25 and the liquid temperature sensor 28 are integrally formed of the mold resin 30.
[0104]
Further, as shown in FIG. 5, the flow rate / liquid type detection sensor heater 25 includes a lead electrode 32 and a thin film chip portion 34. Further, the flow rate / liquid type detection sensor heater 25 protrudes from the mold resin 30 through the flow rate / liquid type detection sensor opening 22 into the flow rate / liquid type detection chamber 20 and directly with the fluid to be detected. The metal fin 36 which contacts is provided. The lead electrode 32, the thin film chip portion 34, and the fin 36 are electrically connected to each other by a bonding wire 38.
[0105]
On the other hand, the liquid temperature sensor 28 has the same configuration as the flow rate / liquid type detection sensor heater 25, and includes a lead electrode 32, a thin film chip portion 34, a fin 36, and a bonding wire 38, respectively. Yes.
[0106]
As shown in FIG. 6, the thin film chip portion 34 is made of, for example, Al. 2 O 3 A substrate 40 made of PT, a temperature sensor 42 (PTD) made of PT, and SiO. 2 An interlayer insulating film 44 made of TaSiO 2 Heater (heating element) 46 made of, heating element electrode 48 made of Ni, and SiO 2 And a thin film chip in which an electrode pad 52 made of Ti / Au is sequentially laminated.
[0107]
The thin film chip portion 34 of the liquid temperature sensor 28 has the same structure, but is configured such that only the temperature sensor (temperature sensing body) 42 is actuated without the heater (heating element) 46 acting.
[0108]
Then, after the flow type / concentration detection sensor 24 detects the liquid type, concentration, and flow rate of the fluid to be detected, the fluid to be detected is supplied from the flow rate / liquid type detection chamber 20 and from the second flow path 16. It is discharged to the outside through the fluid discharge port 54.
[0109]
2 and 3, the circuit board member connected to the flow rate / liquid type detection sensor 24 and the lid member covering the circuit board member are omitted.
[0110]
The light oil flow rate / liquid type detection sensor device 10 of the present invention has a circuit configuration as shown in FIG.
[0111]
In FIG. 7, the flow rate / liquid type detection sensor 24, the liquid type detection sensor heater 25, the flow rate / liquid type detection liquid temperature sensor 26, and the liquid temperature sensor 28 are connected via two resistors 64 and 66. Thus, the bridge circuit 68 is configured. The output of the bridge circuit 68 is connected to the input of the amplifier 70, and the output of the amplifier 70 is connected to the input of the computer 72 constituting the detection control unit.
[0112]
The applied voltage of the heater 74 of the flow rate / liquid type detection sensor heater 25 is controlled by the control of the computer 72.
[0113]
In the flow rate / liquid type detection sensor device 10 configured as described above, for example, liquid type detection of gasoline is performed as follows.
[0114]
First, under the control of the sensor control device 9 (or the ECU 4), the sub-channel opening / closing valve 5 is opened, then the sub-channel opening / closing valve 5 is closed, and the first flow rate / liquid type detection sensor device 10 is first closed. The fluid to be detected is introduced from the fluid inlet 18 of the flow path 14 and is temporarily retained in the flow rate / liquid type detection chamber 20.
[0115]
7 and 8, under the control of the computer 72, the pulse voltage P is applied to the heater 74 of the flow rate / liquid type detection sensor heater 25 for a predetermined time, in this example, 4 seconds. Then, as shown in FIG. 7, the temperature change of the analog output of the sensor bridge circuit 68 is measured.
[0116]
That is, as shown in FIG. 8, the voltage difference of the sensor bridge circuit 68 before applying the pulse voltage P to the heater 74 of the flow rate / liquid type detection sensor heater 25 is determined a predetermined number of times per second. Are sampled 256 times, and the average value is set as the average initial voltage V1. The value of the average initial voltage V1 corresponds to the initial temperature of the liquid temperature sensor 26 for detecting the flow rate and liquid type.
[0117]
Then, as shown in FIG. 8, a predetermined pulse voltage P, in this embodiment, a voltage of 10 V is applied to the heater 74 of the flow rate / liquid type detection sensor heater 25 for 4 seconds. Next, after a predetermined time, in this embodiment, a value obtained by sampling the peak voltage a predetermined number of times per second after 3 seconds, and in this embodiment, 256 times is set as the average peak voltage V2. This average peak voltage V2 corresponds to the peak temperature of the liquid temperature sensor 26 for detecting the flow rate / liquid type.
[0118]
And the voltage difference between the electric average initial voltage V1 and the average peak voltage V2, ie,
V0 = V2-V1
To obtain a voltage output difference V0.
[0119]
In this way, as shown in FIG. 9, with respect to a predetermined reference fluid, in this embodiment, the heaviest (hard to evaporate) gasoline A2 and the lightest (easy to evaporate) gasoline in this embodiment. No. For 7, calibration curve data, which is a correlation of the voltage output difference with respect to temperature, is obtained and stored in the computer 72 constituting the control device.
[0120]
Based on the calibration curve data, proportional calculation is performed in the computer 72, and the type of gasoline is detected based on the voltage output difference V0 obtained for the fluid to be detected.
[0121]
Specifically, as shown in FIG. 10, the voltage output Vout for the voltage output difference V0 at the measured temperature T of the fluid to be detected is expressed as a predetermined threshold reference fluid (in this embodiment, gasoline A2 and gasoline No. 7). ) Is corrected in correlation with the output voltage of the voltage output difference at the measured temperature.
[0122]
That is, as shown in FIG. 10 (A), based on the calibration curve data, the voltage output difference V0-A2 of gasoline A2, gasoline No. 7 and a voltage output difference V0-S of the fluid to be detected.
[0123]
Then, as shown in FIG. 10B, the liquid type output of the threshold reference fluid at this time is set to a predetermined voltage, that is, in this embodiment, the liquid type output of gasoline A2 is set to 3.5V. Gasoline No. By setting the liquid type output of 7 to 0.5 V and obtaining the voltage output Vout of the fluid to be detected, it is possible to correlate with the properties of gasoline.
[0124]
By comparing the voltage output Vout of the fluid to be detected with the data stored in the computer 72 based on the calibration curve data in advance, it is possible to accurately and quickly (instantly) detect the liquid type of gasoline. It becomes.
[0125]
In the above case, the pulse width (pulse application time) is preferably set so that the fluid to be detected stays in the case of liquid type detection and concentration detection, so that the fluid does not overheat. It is desirable to make it less than 5 seconds. On the other hand, in the case of flow rate detection, as the pulse width (pulse application time), since the fluid to be detected does not stay, the flow rate can be detected if it is 1 second or longer.
[0126]
The above gasoline type detection method uses the principle that the kinematic viscosity of gasoline and the sensor output have a correlation using natural convection.
[0127]
Further, in such a gasoline flow rate / liquid type detection method, it is known that there is a more correlation between the distillation properties of gasoline shown in FIG. 18 and the distillation properties T30 to T70, which is desirable. .
[0128]
On the other hand, the flow rate / liquid type detection sensor device 10 detects the flow rate of gasoline, for example, as follows.
When detecting the flow rate of the fluid to be detected, the sub flow path on-off valve 5 is opened by the control of the sensor control device 9 (or ECU 4), and the first flow path of the flow rate / liquid type detection sensor device 10 is opened. The fluid to be detected is introduced from the fluid inlet 18 of the fluid 14 and discharged from the flow rate / liquid type detection chamber 20 to the outside via the fluid discharge port 54 via the second flow path 16. The flow rate / liquid type detection sensor device 10 is in a state of being circulated.
[0129]
In this state, the voltage output Vout of the fluid to be detected is obtained in the same manner as the above-described liquid type detection, and the computer 72 receives the calibration curve data relating to the flow rate measured in advance as shown in FIG. By comparing with the stored data, it is possible to accurately and quickly (instantly) detect the flow rate of gasoline.
[0130]
The calibration curve data shown in FIG. 11 shows an example of the result of measurement using a commercially available flow meter for commercially available high-octane gasoline using a measuring apparatus as shown in FIG.
[0131]
In this case, the flow rate is 0 to 180 liters / hour, and the conditions for the flow rate / liquid type detection sensor device 10 include a pulse time of 3 to 5 seconds, preferably 4 seconds, and a pulse voltage of 10 V (corresponding to 250 mV). ) And the temperature is preferably 0 to 80 ° C. for 5 to 12 seconds.
[0132]
Further, when measuring the concentration of the fluid to be detected, for example, in the case of an identification urea solution, it is possible to correlate with the properties of urea by obtaining the voltage output Vout in the same manner as the liquid type detection described above. It is like that.
[0133]
By comparing the voltage output Vout of the identified urea solution with the data stored in the computer 72 based on the calibration curve data of the urea solution measured in advance as shown in FIG. The urea concentration can be identified accurately and quickly (instantly).
[0134]
FIG. 14 is a schematic view similar to FIG. 17 showing an embodiment in which the flow rate / liquid type detection device 1 configured as described above is applied to an automobile system.
[0135]
In addition, the same reference number is attached | subjected to the same structural member as FIG. 17, and the detailed description is abbreviate | omitted.
[0136]
In the automobile system 100, the flow rate / liquid type detection device 1 is disposed in the gasoline tank 108 or upstream of the gasoline pump 110.
[0137]
With this flow rate / liquid type detection device 1, the liquid type of gasoline in the gasoline tank 108 or upstream or downstream of the gasoline pump 110 (in this embodiment, the upstream side is shown for convenience of explanation), It is configured to detect the flow rate and adjust the ignition timing by the ignition timing control device 122 under the control of the control device 120 according to the type of gasoline.
[0138]
That is, for example, a light (evaporated) gasoline No. When 7 is detected, the ignition timing is advanced, and conversely, when heavy (evaporation difficult) gasoline A2 is detected, the ignition timing is delayed.
[0139]
This makes it possible to reduce the amount of HC in the exhaust gas and to improve fuel efficiency, even when the engine is not warmed, particularly when the engine is not warmed.
[0140]
FIG. 15 is a schematic view similar to FIG. 17 showing an embodiment in which the flow rate / liquid type detection device 1 configured as described above is applied to an automobile system.
[0141]
In addition, the same reference number is attached | subjected to the same structural member as FIG. 17, and the detailed description is abbreviate | omitted.
[0142]
In the automobile system 100, the flow rate / liquid type detection device 1 is disposed in the gasoline tank 108 or upstream of the gasoline pump 110.
[0143]
With this flow rate / liquid type detection device 1, the liquid type of gasoline in the gasoline tank 108 or upstream or downstream of the gasoline pump 110 (in this embodiment, the upstream side is shown for convenience of explanation), The flow rate is detected, and the gasoline compression rate is adjusted by the gasoline compression control device 124 under the control of the control device 120 according to the type of gasoline.
[0144]
That is, for example, a light (evaporated) gasoline No. When 7 is detected, the compression rate is lowered, and conversely, when heavy gasoline A2 is detected, the compression rate is controlled to be increased.
[0145]
This makes it possible to reduce the amount of HC in the exhaust gas and to improve fuel efficiency, even when the engine is not warmed, particularly when the engine is not warmed.
[0146]
FIG. 16 is a schematic view similar to FIG. 19 showing an embodiment in which the flow rate / liquid type detection device 1 configured as described above is applied to an automobile system using a urea solution.
[0147]
In addition, the same reference number is attached | subjected to the same structural member as FIG. 19, and the detailed description is abbreviate | omitted.
[0148]
In the automobile system 100, the flow rate / liquid type detection device 1 is disposed in the urea solution tank 132 or upstream of the urea pump 134.
[0149]
By this flow rate / liquid type detection device 1, urea of urea solution in the urea solution tank 132 or upstream or downstream of the urea pump 134 (in this embodiment, the upstream side is shown for convenience of explanation). The concentration of the urea sprayed on the upstream side of the catalyst device 116 is determined so that the urea solution does not solidify and the reduction reaction efficiently occurs on the upstream side of the catalyst device 116. For example, urea 32 .5%, H 2 0 is a constant state of 67.5%.
[0150]
Therefore, since the urea concentration of the urea solution in the urea tank can be maintained at a predetermined concentration, NOx in the exhaust gas can be reduced and extremely reduced.
[0151]
The preferred embodiment of the present invention has been described above, but the present invention is not limited to this. For example, the pulse voltage P, the number of samplings, and the like can be appropriately changed.
[0152]
In the above embodiment, the gasoline and urea solutions of the automobile system have been described. However, in the automobile system using light oil and kerosene, and when other fluids are used, for example, in a plant, a substance is added to the organic solvent. Various modifications can be made without departing from the object of the present invention, such as an apparatus for flowing a dissolved organic solution, which can be applied to detection of the type, concentration, and flow rate of a fluid.
[0153]
【The invention's effect】
According to the present invention, when performing either or both of the liquid type detection and concentration detection of the fluid to be detected, the sub-channel opening / closing valve is closed, and the fluid to be detected is detected as a flow rate / liquid type detection sensor. By temporarily retaining in the apparatus, liquid type detection, concentration detection, or both can be performed accurately and rapidly.
[0154]
On the other hand, when the flow rate of the fluid to be detected is detected, the flow rate can be detected by opening the sub-channel opening / closing valve and allowing the fluid to be detected to flow in the flow rate / liquid type detection sensor device.
[0155]
Accordingly, it is possible to accurately and quickly detect the fluid type and concentration at the same time as detecting the flow rate of the fluid, and at the same time as detecting the fluid flow rate with a single flow rate / liquid type detection device. Since it is possible to detect the liquid type and concentration of the fluid, it is compact. For example, when applied to an automobile system, the entire system can be made compact.
[0156]
In addition, according to the present invention, for example, the type of the pump that is a liquid feeding device that circulates the fluid, the drive system of the drive system, etc., by disposing the back valve on the downstream side of the flow rate / liquid type detection sensor device of the sub-flow path Depending on the type, when a pulsating flow occurs and a back flow occurs, this back flow can be suppressed.
[0157]
Therefore, since the back flow of the fluid in the flow rate / liquid type detection sensor device can be prevented, the detection of the fluid type, the concentration detection, and the flow rate can be accurately performed without being affected by the back flow of the fluid. And can be done quickly.
[0158]
In addition, according to the present invention, when the flow rate of the fluid to be detected is small, the fluid to be detected is caused to flow in the sub-flow channel by closing the main flow path opening / closing valve, so that the flow rate / liquid type detection sensor device can detect the flow rate. The necessary fluid flow rate can be secured.
[0159]
On the other hand, when the flow rate of the fluid to be detected is large, the flow rate of the fluid is reduced by opening the main flow path opening / closing valve and reducing the flow rate of the fluid flowing in the sub flow path by flowing the fluid through the main flow path. It is possible to secure a flow rate of the fluid necessary for detection in the detection sensor device.
[0160]
Therefore, it is possible to cope with a wide dynamic range of the flow rate, and it is possible to provide a flow rate / liquid type detection device and a flow rate / liquid type detection method with a wide sensitivity range.
[0161]
Further, according to the present invention, since the orifice is arranged in the main channel, the pressure loss in the main channel is increased by the orifice when the pressure loss in the main channel is small and the fluid is difficult to flow in the sub-channel. As a result, a fluid having a constant flow rate required for detection can be caused to flow in the sub-flow channel, and the detection as described above can be performed reliably.
[0162]
In addition, according to the present invention, since it is only necessary to apply a pulse voltage for a predetermined time, the fluid can be accurately and quickly heated with a short time and without heating to a temperature at which a fluid such as gasoline is ignited. The type, concentration, and fluid flow rate can be detected.
[0163]
That is, the correlation between the fluid kinematic viscosity and the sensor output is used, natural convection is used, and since the applied voltage of one pulse is used, the fluid type, concentration, and It is possible to detect the flow rate of the fluid.
[0164]
In addition, according to the present invention, the voltage output difference V0 can be accurately obtained based on an average value of a predetermined number of samplings with respect to an applied voltage of one pulse, so that the type and concentration of fluid can be accurately and quickly. And the flow rate of the fluid can be detected.
[0165]
Further, according to the present invention, based on the calibration curve data which is the correlation of the voltage output difference with respect to the temperature for the predetermined reference fluid stored in advance, the fluid is obtained by the voltage output difference V0 obtained for the detected fluid. Therefore, it is possible to detect the type, concentration, and flow rate of the fluid more accurately and quickly.
[0166]
Further, according to the present invention, the voltage output Vout for the voltage output difference V0 at the measured temperature of the fluid to be detected is corrected in correlation with the output voltage for the voltage output difference at the measured temperature for the predetermined threshold reference fluid. By eliminating the influence of the voltage output difference V0 due to temperature, the voltage output Vout can be more accurately correlated with the properties of gasoline, and the fluid type, concentration, and fluid flow rate can be more accurately and quickly. It is possible to detect.
[0167]
According to the present invention, the flow rate / liquid type detection sensor heater is a laminated flow rate / liquid type detection sensor heater in which a heater and a liquid temperature sensor for flow rate / liquid type detection are stacked via an insulating layer. Because there is no mechanical part that performs mechanical operation, it is possible to accurately and quickly detect the fluid type, concentration, and fluid flow rate without causing malfunction due to deterioration over time or foreign matter in the fluid. Can do.
[0168]
In addition, since the sensor unit can be configured to be extremely small, it is possible to detect the exact fluid type, concentration, and fluid flow rate with extremely good thermal response.
[0169]
Further, according to the present invention, the heater of the flow rate / liquid type detection sensor heater and the liquid temperature sensor for flow rate / liquid type detection do not directly contact the fluid to be detected. Therefore, the fluid type, concentration, and fluid flow rate can be detected accurately and quickly.
[0170]
Furthermore, according to the present invention, since the liquid temperature sensor does not directly contact the fluid to be detected, it does not cause malfunction due to deterioration with time or foreign matter in the fluid, and the type, concentration, And the flow rate of the fluid can be detected.
[0171]
In addition, according to the present invention, it is possible to accurately and quickly detect the flow rate and type of gasoline or light oil and adjust the ignition timing based on the detection result of the flow rate and type of gasoline or light oil. Therefore, appropriate ignition timing can be obtained according to the flow rate and type of gasoline or light oil.
[0172]
In addition, according to the present invention, it is possible to accurately and quickly detect the flow rate and type of gasoline or light oil in an automobile, and the compression rate of gasoline can be determined based on the detection result of the flow rate and type of gasoline or light oil. Since it can be adjusted, an appropriate compression ratio of gasoline or light oil can be obtained according to the flow rate or type of gasoline or light oil.
[0173]
Accordingly, even when the engine is not warmed, particularly when the engine and the catalyst device are not warmed, the torque is not reduced, the amount of HC in the exhaust gas can be reduced, and the fuel consumption can be improved.
[0174]
Furthermore, according to the present invention, in order for the reduction reaction to occur efficiently on the upstream side of the catalyst device without solidifying the urea solution, for example, urea 32.5%, H 2 Whether or not 0 is 67.5% can be determined quickly and accurately.
[0175]
Therefore, since the urea concentration of the urea solution in the urea tank can be maintained at a predetermined concentration, there are many remarkable and unique effects such as reduction of NOx in the exhaust gas and extremely reduction. It is an excellent invention.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic view of an embodiment of a flow rate / liquid type detection device of the present invention.
FIG. 2 is a schematic top view of an embodiment of a flow rate / liquid type detection sensor device of the flow rate / liquid type detection device of the present invention.
FIG. 3 is a cross-sectional view taken along the line AA of FIG.
4 is a partial enlarged cross-sectional view showing a mounting state of the flow rate / liquid type detection sensor of FIG. 3;
FIG. 5 is a cross-sectional view of a flow rate / liquid type detection sensor.
FIG. 6 is a partially enlarged exploded perspective view showing a stacked state of thin film chip portions of a flow rate / liquid type detection sensor.
FIG. 7 is a schematic circuit configuration diagram of an embodiment of a flow rate / liquid type detection sensor device of the flow rate / liquid type detection device of the present invention.
FIG. 8 is a graph showing a time-voltage relationship showing a liquid type detection method using the flow rate / liquid type detection device of the present invention.
FIG. 9 is a graph showing a calibration curve showing a liquid type detection method using the flow rate / liquid type detection apparatus of the present invention.
FIG. 10 is a graph showing an output correction method of a liquid type detection method using the flow rate / liquid type detection device of the present invention.
FIG. 11 is a graph showing a calibration curve showing a flow rate detection method using the flow rate / liquid type detection device of the present invention.
FIG. 12 is a schematic view of the whole measuring apparatus that has obtained the calibration curve data shown in FIG. 11;
FIG. 13 is a graph showing a calibration curve showing a concentration detection method using the flow rate / liquid type detection device of the present invention.
FIG. 14 is a schematic view similar to FIG. 17, showing an embodiment in which the flow rate / liquid type detection device 1 of the present invention is applied to an automobile system.
FIG. 15 is a schematic view similar to FIG. 17, showing an embodiment in which the flow rate / liquid type detection device 1 of the present invention is applied to an automobile system.
FIG. 16 is a schematic view similar to FIG. 19, showing an embodiment in which the flow rate / liquid type detection device 1 of the present invention is applied to an automobile system using a urea solution.
FIG. 17 is a schematic diagram of a conventional automobile system.
FIG. 18 is a graph showing the distillation properties of gasoline.
FIG. 19 is a schematic diagram of an automobile system using a conventional urea solution.
[Explanation of symbols]
1 Flow rate and liquid type detection device
2 Main flow path
3 Subchannel
5 Sub-channel opening / closing valve
6 Reverse valve
7 Main channel on / off valve
8 Orifice
9 Sensor control device
10 Flow rate / liquid type detection sensor device
12 Flow rate and liquid type detection sensor device body
14 First flow path
16 Second channel
18 Fluid inlet
20 Flow rate and liquid type detection room
22 Opening for flow rate and liquid type detection sensor
24 Flow rate / liquid type detection sensor
25 Flow rate / liquid type detection sensor heater
26 Liquid temperature sensor for detecting flow rate and liquid type
28 Liquid temperature sensor
30 Mold resin
32 Lead electrode
34 Thin film chip part
36 fins
38 Bonding wire
40 substrates
44 Interlayer insulation film
48 Heating element electrode
50 Protective film
52 electrode pads
54 Fluid outlet
64 resistance
68 Sensor bridge circuit
70 amplifier
72 computers
74 Heater
100 Automotive system
104 Air flow sensor
106 engine
108 Gasoline tank
110 Gasoline pump
112 sensors
114 Fuel Injection Control Device
116 Catalyst device
118 Oxygen concentration sensor
120 controller
122 Ignition Timing Control Device
124 Gasoline compression controller
130 Urea solution supply mechanism
132 Urea solution tank
134 Urea pump
136 Urea spraying device
140,142 NOx sensor sensor

Claims (34)

流体の流量を検知するとともに、流体の液種検知、濃度検知のいずれか、またはその両方を検知するための流量・液種検知装置であって、
被検知流体が流通する主流路と、
前記主流路から分岐した副流路と、
前記副流路に設けられた流量・液種検知センサー装置と、
前記副流路に設けられ、前記流量・液種検知センサー装置への被検知流体の流通を制御する副流路開閉弁と、
前記流量・液種検知センサーと副流路開閉弁を制御する制御装置を備え、
前記制御装置が、
前記被検知流体の液種検知、濃度検知のいずれか、またはその両方を行う際には、前記副流路開閉弁を弁閉して、被検知流体を流量・液種検知センサー装置内に一時滞留させて、液種検知、濃度検知のいずれか、またはその両方を行うとともに、
前記被検知流体の流量を検知する際には、前記副流路開閉弁を弁開して、被検知流体を流量・液種検知センサー装置内に流通させて、流量を検知するように制御するように構成されていることを特徴とする流量・液種検知装置。A flow rate / liquid type detection device for detecting the flow rate of a fluid and detecting either or both of the liquid type detection and the concentration detection of the fluid,
A main flow path through which the fluid to be detected flows;
A sub-channel branched from the main channel;
A flow rate and liquid type detection sensor device provided in the sub-flow path;
A sub-channel opening / closing valve that is provided in the sub-channel and controls the flow of the fluid to be detected to the flow rate / liquid type detection sensor device;
A control device for controlling the flow rate / liquid type detection sensor and the auxiliary flow path opening / closing valve,
The control device is
When performing either or both of the liquid type detection and the concentration detection of the detected fluid, the sub-flow-path on-off valve is closed to temporarily detect the detected fluid in the flow rate / liquid type detection sensor device. Let it stay for liquid type detection, concentration detection, or both,
When detecting the flow rate of the fluid to be detected, the sub-channel opening / closing valve is opened to control the flow of the fluid to be detected to flow in the flow rate / liquid type detection sensor device to detect the flow rate. A flow rate / liquid type detection device characterized by being configured as described above. 前記副流路の流量・液種検知センサー装置の下流側に逆支弁が配設されていることを特徴とする請求項１に記載の流量・液種検知装置。2. The flow rate / liquid type detection device according to claim 1, wherein a reverse support valve is disposed on the downstream side of the flow rate / liquid type detection sensor device of the sub flow path. 前記主流路に設けられ、該主流路への被検知流体の流通を制御する主流路開閉弁を備え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流量・液種検知装置。The flow rate / liquid type detection device according to claim 1, further comprising a main flow path opening / closing valve that is provided in the main flow path and controls the flow of the fluid to be detected to the main flow path. 前記制御装置が、
前記被検知流体の流量が小さい場合に、主流路開閉弁を弁閉し、
前記被検知流体の流量が大きい場合に、主流路開閉弁を弁開するように制御するように構成されていることを特徴とする請求項３に記載の流量・液種検知装置。The control device is
When the flow rate of the fluid to be detected is small, the main flow path opening / closing valve is closed,
4. The flow rate / liquid type detection device according to claim 3, wherein the flow rate / liquid type detection device is configured to open the main flow path opening / closing valve when the flow rate of the fluid to be detected is large. 5. 前記主流路にオリフィスが配設されていることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の流量・液種検知装置。The flow rate / liquid type detection device according to claim 1, wherein an orifice is disposed in the main flow path. 前記流量・液種検知センサー装置が、
流量・液種検知センサー装置本体内に導入された被検知流体を一時滞留させる流量・液種検知室と、
前記流量・液種検知室内に配設された流量・液種検知センサーヒーターと、
前記流量・液種検知センサーヒーターから一定間隔離間して、前記流量・液種検知室内に配設された液温センサーとを備え、
前記流量・液種検知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流量・液種検知用液温センサーとを備え、
前記被検知流体の液種検知、濃度検知のいずれか、またはその両方を行う際には、前記流量・液種検知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、前記流量・液種検知室内に一時滞留した被検知流体を加熱し、前記流量・液種検知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、液種検知、濃度検知のいずれか、またはその両方を行うように構成するとともに、
前記被検知流体の流量を検知する際には、前記流量・液種検知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、前記流量・液種検知室内を流通する被検知流体を加熱し、前記流量・液種検知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、流量を検知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流量・液種検知装置。The flow rate / liquid type detection sensor device is
A flow rate / liquid type detection chamber for temporarily retaining a fluid to be detected introduced in the flow rate / liquid type detection sensor device main body,
A flow rate / liquid type detection sensor heater disposed in the flow rate / liquid type detection chamber;
A liquid temperature sensor disposed in the flow rate / liquid type detection chamber at a predetermined interval from the flow rate / liquid type detection sensor heater,
The flow rate / liquid type detection sensor heater includes a heater, and a flow rate / liquid type detection liquid temperature sensor disposed in the vicinity of the heater,
When performing either or both of liquid type detection and concentration detection of the fluid to be detected, a pulse voltage is applied to the flow rate / liquid type detection sensor heater for a predetermined time, and the flow rate / flow rate is detected by the heater. The fluid to be detected temporarily retained in the liquid type detection chamber is heated, and the liquid type detection is performed by the voltage output difference V0 corresponding to the temperature difference between the initial temperature and the peak temperature of the flow rate / liquid type detection liquid temperature sensor. Configure to do either or both of density detection,
When detecting the flow rate of the detected fluid, a pulse voltage is applied to the flow rate / liquid type detection sensor heater for a predetermined time, and the detected fluid flowing through the flow rate / liquid type detection chamber is moved by the heater. The flow rate is detected by a voltage output difference V0 corresponding to a temperature difference between an initial temperature and a peak temperature of the liquid temperature sensor for detecting the flow rate and the liquid type. Item 6. The flow rate / liquid type detection device according to any one of Items 1 to 5. 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６に記載の流量・液種検知装置。The voltage output difference V0 is between an average initial voltage V1 obtained by sampling the initial voltage before applying the pulse voltage a predetermined number of times and an average peak voltage V2 obtained by sampling the peak voltage after applying the pulse voltage a predetermined number of times. Voltage difference, i.e.
V0 = V2-V1
The flow rate / liquid type detection device according to claim 6. 前記制御装置が、予め制御装置に記憶された所定の参照流体についての、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、
前記被検知流体について得られた前記電圧出力差Ｖ０によって、前記被検知流体の液種検知、濃度検知のいずれか、またはその両方を検知するように構成されていることを特徴とする請求項６から７のいずれかに記載の流量・液種検知装置。The control device is based on calibration curve data which is a correlation of a voltage output difference with respect to temperature for a predetermined reference fluid stored in the control device in advance.
7. The system according to claim 6, wherein either one or both of liquid type detection and concentration detection of the detected fluid is detected based on the voltage output difference V0 obtained for the detected fluid. To 7. The flow rate / liquid type detection device according to any one of items 1 to 7. 前記制御装置が、前記被検知流体の測定温度における電圧出力差Ｖ０についての電圧出力Ｖｏｕｔを、
所定の閾値参照流体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６から８のいずれかに記載の流量・液種検知装置。The control device determines a voltage output Vout for the voltage output difference V0 at the measured temperature of the fluid to be detected.
The flow rate / liquid type detection according to claim 6, wherein the flow rate / liquid type detection is configured to correlate with an output voltage of a voltage output difference at a measured temperature for a predetermined threshold reference fluid. apparatus. 前記制御装置が、予め制御装置に記憶された所定の参照流体についての、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、
前記被検知流体について得られた前記電圧出力差Ｖ０によって、前記被検知流体の流量を検知するように構成されていることを特徴とする請求項６から９のいずれかに記載の流量・液種検知装置。The control device is based on calibration curve data which is a correlation of a voltage output difference with respect to temperature for a predetermined reference fluid stored in the control device in advance.
The flow rate / liquid type according to any one of claims 6 to 9, wherein the flow rate of the detected fluid is detected based on the voltage output difference V0 obtained for the detected fluid. Detection device. 前記流量・液種検知センサーヒーターが、ヒーターと、流量・液種検知用液温センサーとが絶縁層を介して積層された積層状流量・液種検知センサーヒーターであることを特徴とする請求項６から１０のいずれかに記載の流量・液種検知装置。The flow rate / liquid type detection sensor heater is a laminated flow rate / liquid type detection sensor heater in which a heater and a liquid temperature sensor for detecting a flow rate / liquid type are stacked via an insulating layer. The flow rate / liquid type detection device according to any one of 6 to 10. 前記流量・液種検知センサーヒーターのヒーターと流量・液種検知用液温センサーとが、それぞれ金属フィンを介して、被検知流体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６から１１のいずれかに記載の流量・液種検知装置。The heater of the flow rate / liquid type detection sensor heater and the liquid temperature sensor for flow rate / liquid type detection are configured to contact the fluid to be detected through metal fins, respectively. To 11. The flow rate / liquid type detection device according to any one of 11 to 11. 前記液温センサーが、金属フィンを介して、被検知流体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６から１２のいずれかに記載の流量・液種検知装置。The flow rate / liquid type detection device according to claim 6, wherein the liquid temperature sensor is configured to come into contact with a fluid to be detected through a metal fin. 流体の流量を検知するとともに、流体の液種検知、濃度検知のいずれか、またはその両方を検知するための流量・液種検知方法であって、
被検知流体が流通する主流路と、
前記主流路から分岐した副流路と、
前記副流路に設けられた流量・液種検知センサー装置とを備えた流量・液種検知装置を用いて、
前記被検知流体の液種検知、濃度検知のいずれか、またはその両方を行う際には、前記副流路開閉弁を弁閉して、被検知流体を流量・液種検知センサー装置内に一時滞留させて、液種検知、濃度検知のいずれか、またはその両方を行うとともに、
前記被検知流体の流量を検知する際には、前記副流路開閉弁を弁開して、被検知流体を流量・液種検知センサー装置内に流通させて、流量を検知することを特徴とする流量・液種検知方法。A flow rate / liquid type detection method for detecting a flow rate of a fluid and detecting either or both of a liquid type detection and a concentration detection of a fluid,
A main flow path through which the fluid to be detected flows;
A sub-channel branched from the main channel;
Using a flow rate / liquid type detection device provided with a flow rate / liquid type detection sensor device provided in the sub-flow path,
When performing either or both of the liquid type detection and the concentration detection of the detected fluid, the sub-flow-path on-off valve is closed to temporarily detect the detected fluid in the flow rate / liquid type detection sensor device. Let it stay for liquid type detection, concentration detection, or both,
When detecting the flow rate of the fluid to be detected, the flow rate is detected by opening the sub-channel opening / closing valve and causing the fluid to be detected to flow in the flow rate / liquid type detection sensor device. Flow rate and liquid type detection method. 前記副流路の流量・液種検知センサー装置の下流側に逆支弁が配設されていることを特徴とする請求項１４に記載の流量・液種検知方法。The flow rate / liquid type detection method according to claim 14, wherein a reverse support valve is disposed on the downstream side of the flow rate / liquid type detection sensor device of the sub-flow path. 前記主流路に設けられ、該主流路への被検知流体の流通を制御する主流路開閉弁を備えることを特徴とする請求項１４から１５のいずれかに記載の流量・液種検知方法。The flow rate / liquid type detection method according to any one of claims 14 to 15, further comprising a main flow path opening / closing valve that is provided in the main flow path and controls flow of a fluid to be detected to the main flow path. 前記被検知流体の流量が小さい場合に、主流路開閉弁を弁閉し、
前記被検知流体の流量が大きい場合に、主流路開閉弁を弁開するように制御することを特徴とする請求項１６に記載の流量・液種検知方法。When the flow rate of the fluid to be detected is small, the main flow path opening / closing valve is closed,
The flow rate / liquid type detection method according to claim 16, wherein when the flow rate of the fluid to be detected is large, control is performed so that the main flow path opening / closing valve is opened. 前記主流路にオリフィスが配設されていることを特徴とする請求項１４から１７のいずれかに記載の流量・液種検知方法。The flow rate / liquid type detection method according to claim 14, wherein an orifice is disposed in the main flow path. 前記流量・液種検知センサー装置が、
流量・液種検知センサー装置本体内に導入された被検知流体を一時滞留させる流量・液種検知室と、
前記流量・液種検知室内に配設された流量・液種検知センサーヒーターと、
前記流量・液種検知センサーヒーターから一定間隔離間して、前記流量・液種検知室内に配設された液温センサーとを備え、
前記流量・液種検知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流量・液種検知用液温センサーとを備え、
前記被検知流体の液種検知、濃度検知のいずれか、またはその両方を行う際には、前記流量・液種検知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、前記流量・液種検知室内に一時滞留した被検知流体を加熱し、前記流量・液種検知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、液種検知、濃度検知のいずれか、またはその両方を検知するとともに、
前記被検知流体の流量を検知する際には、前記流量・液種検知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、前記流量・液種検知室内を流通する被検知流体を加熱し、前記流量・液種検知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、流量を検知することを特徴とする請求項１４から１８のいずれかに記載の流量・液種検知方法。The flow rate / liquid type detection sensor device is
A flow rate / liquid type detection chamber for temporarily retaining a fluid to be detected introduced in the flow rate / liquid type detection sensor device main body,
A flow rate / liquid type detection sensor heater disposed in the flow rate / liquid type detection chamber;
A liquid temperature sensor disposed in the flow rate / liquid type detection chamber at a predetermined interval from the flow rate / liquid type detection sensor heater,
The flow rate / liquid type detection sensor heater includes a heater, and a flow rate / liquid type detection liquid temperature sensor disposed in the vicinity of the heater,
When performing either or both of liquid type detection and concentration detection of the fluid to be detected, a pulse voltage is applied to the flow rate / liquid type detection sensor heater for a predetermined time, and the flow rate / flow rate is detected by the heater. The fluid to be detected temporarily retained in the liquid type detection chamber is heated, and the liquid type detection is performed by the voltage output difference V0 corresponding to the temperature difference between the initial temperature and the peak temperature of the flow rate / liquid type detection liquid temperature sensor. Detect one or both of density detection,
When detecting the flow rate of the detected fluid, a pulse voltage is applied to the flow rate / liquid type detection sensor heater for a predetermined time, and the detected fluid flowing through the flow rate / liquid type detection chamber is moved by the heater. 19. The flow rate is detected by a voltage output difference V0 corresponding to a temperature difference between an initial temperature and a peak temperature of the flow rate / liquid type detection liquid temperature sensor. The flow rate / liquid type detection method described in Crab. 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１９に記載の流量・液種検知方法。The voltage output difference V0 is between an average initial voltage V1 obtained by sampling the initial voltage before applying the pulse voltage a predetermined number of times and an average peak voltage V2 obtained by sampling the peak voltage after applying the pulse voltage a predetermined number of times. Voltage difference, i.e.
V0 = V2-V1
The flow rate / liquid type detection method according to claim 19, wherein: 予め記憶された所定の参照流体についての、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、
前記被検知流体について得られた前記電圧出力差Ｖ０によって、前記被検知流体の液種検知、濃度検知のいずれか、またはその両方を検知することを特徴とする請求項１９から２０のいずれかに記載の流量・液種検知方法。Based on calibration curve data that is the correlation of the voltage output difference with temperature for a predetermined reference fluid stored in advance,
21. Either of the liquid type detection and the concentration detection of the detected fluid, or both are detected based on the voltage output difference V0 obtained for the detected fluid. The flow rate / liquid type detection method described. 前記被検知流体の測定温度における電圧出力差Ｖ０についての電圧出力Ｖｏｕｔを、
所定の閾値参照流体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１９から２１のいずれかに記載の流量・液種検知方法。The voltage output Vout for the voltage output difference V0 at the measured temperature of the fluid to be detected is
The flow rate / liquid type detection according to any one of claims 19 to 21, wherein the flow rate / liquid type detection is configured so as to be correlated with an output voltage of a voltage output difference at a measured temperature for a predetermined threshold reference fluid. Method. 予め記憶された所定の参照流体についての、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、
前記被検知流体について得られた前記電圧出力差Ｖ０によって、前記被検知流体の流量を検知することを特徴とする請求項１９から２２のいずれかに記載の流量・液種検知方法。Based on calibration curve data that is the correlation of the voltage output difference with temperature for a predetermined reference fluid stored in advance,
The flow rate / liquid type detection method according to any one of claims 19 to 22, wherein the flow rate of the detected fluid is detected based on the voltage output difference V0 obtained for the detected fluid. 前記流量・液種検知センサーヒーターが、ヒーターと、流量・液種検知用液温センサーとが絶縁層を介して積層された積層状流量・液種検知センサーヒーターであることを特徴とする請求項１９から２３のいずれかに記載の流量・液種検知方法。The flow rate / liquid type detection sensor heater is a laminated flow rate / liquid type detection sensor heater in which a heater and a liquid temperature sensor for detecting a flow rate / liquid type are stacked via an insulating layer. The flow rate / liquid type detection method according to any one of 19 to 23. 前記流量・液種検知センサーヒーターのヒーターと流量・液種検知用液温センサーとが、それぞれ金属フィンを介して、被検知流体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１９から２４のいずれかに記載の流量・液種検知方法。The heater of the flow rate / liquid type detection sensor heater and the liquid temperature sensor for flow rate / liquid type detection are configured to contact with the fluid to be detected through metal fins, respectively. 25. The flow rate / liquid type detection method according to any one of items 1 to 24. 前記液温センサーが、金属フィンを介して、被検知流体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１９から２５のいずれかに記載の流量・液種検知方法。26. The flow rate / liquid type detection method according to claim 19, wherein the liquid temperature sensor is configured to contact a fluid to be detected through a metal fin. ガソリン若しくは軽油の流量、種類を検知する自動車の流量・液種検知装置であって、
ガソリン若しくは軽油タンク内、またはガソリン若しくは軽油ポンプの上流側または下流側に、請求項１から１３のいずれかの流量・液種検知装置を配設したことを特徴とする自動車の流量・液種検知装置。A vehicle flow / liquid type detection device that detects the flow rate and type of gasoline or light oil,
Flow rate / liquid type detection of an automobile, characterized in that the flow rate / liquid type detection device according to any one of claims 1 to 13 is disposed in a gasoline or light oil tank or upstream or downstream of a gasoline or light oil pump. apparatus. ガソリン若しくは軽油の流量、種類を検知する自動車の流量・液種検知方法であって、
ガソリン若しくは軽油タンク内、またはガソリン若しくは軽油ポンプの上流側または下流側のガソリンを、請求項１４から２６のいずれかの流量・液種検知方法を用いて、ガソリン若しくは軽油の流量、種類を検知することを特徴とする自動車の流量・液種検知方法。A method for detecting the flow rate and liquid type of an automobile that detects the flow rate and type of gasoline or light oil,
The flow rate or type of gasoline or light oil is detected in the gasoline or light oil tank or in the upstream or downstream side of the gasoline or light oil pump using the flow rate / liquid type detection method according to any one of claims 14 to 26. A method for detecting the flow rate and liquid type of an automobile. 自動車の排気ガスの低減装置であって、
ガソリン若しくは軽油タンク内、またはガソリン若しくは軽油ポンプの上流側または下流側に、請求項１から１３のいずれかの流量・液種検知装置を配設するとともに、
前記流量・液種検知装置で検知されたガソリン若しくは軽油の流量、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。A device for reducing exhaust gas from automobiles,
The flow rate / liquid type detection device according to any one of claims 1 to 13 is disposed in the gasoline or light oil tank, or upstream or downstream of the gasoline or light oil pump,
An automobile exhaust gas reduction device comprising an ignition timing control device that adjusts ignition timing based on the flow rate and type of gasoline or light oil detected by the flow rate / liquid type detection device. 自動車の排気ガスの低減方法であって、
ガソリン若しくは軽油タンク内、またはガソリン若しくは軽油ポンプの上流側または下流側のガソリン若しくは軽油を、請求項１４から２６のいずれかの流量・液種検知方法を用いて、ガソリン若しくは軽油の流量、種類を検知するとともに、
前記流量・液種検知装置で検知されたガソリン若しくは軽油の流量、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。A method for reducing automobile exhaust gas,
Use the flow rate / liquid type detection method according to any one of claims 14 to 26 to determine the flow rate and type of gasoline or light oil in the gasoline or light oil tank, or upstream or downstream of the gasoline or light oil pump. Detect and
A method for reducing exhaust gas of an automobile, comprising adjusting ignition timing based on a flow rate and type of gasoline or light oil detected by the flow rate / liquid type detection device. 自動車の排気ガスの低減装置であって、
ガソリン若しくは軽油タンク内、またはガソリン若しくは軽油ポンプの上流側または下流側に、請求項１から１３のいずれかの流量・液種検知装置を配設するとともに、
前記流量・液種検知装置で検知されたガソリン若しくは軽油の流量、種類に基づいて、ガソリン若しくは軽油の圧縮率を調整するガソリン若しくは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。A device for reducing exhaust gas from automobiles,
The flow rate / liquid type detection device according to any one of claims 1 to 13 is disposed in the gasoline or light oil tank, or upstream or downstream of the gasoline or light oil pump,
Reduction of automobile exhaust gas, comprising a gasoline or light oil compression control device that adjusts the compression rate of gasoline or light oil based on the flow rate and type of gasoline or light oil detected by the flow rate / liquid type detection device apparatus. 自動車の排気ガスの低減方法であって、
ガソリン若しくは軽油タンク内、またはガソリン若しくは軽油ポンプの上流側または下流側のガソリンを、請求項１４から２６のいずれかの流量・液種検知方法を用いて、ガソリン若しくは軽油の流量、種類を検知するとともに、
前記流量・液種検知装置で検知されたガソリン若しくは軽油の流量、種類に基づいて、ガソリン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。A method for reducing automobile exhaust gas,
The flow rate or type of gasoline or light oil is detected in the gasoline or light oil tank or in the upstream or downstream side of the gasoline or light oil pump using the flow rate / liquid type detection method according to any one of claims 14 to 26. With
A method for reducing exhaust gas of an automobile, comprising adjusting a compression rate of gasoline based on a flow rate and type of gasoline or light oil detected by the flow rate / liquid type detection device. 自動車の排気ガスの低減装置であって、
触媒装置の上流側に尿素溶液を供給する尿素溶液供給機構を備え、
前記尿素溶液供給機構が、尿素溶液を貯留する尿素溶液タンクと、尿素ポンプと、尿素ポンプから送給された尿素溶液を触媒装置の上流側に噴霧する尿素噴霧装置とから構成されるとともに、
前記尿素タンク内または尿素ポンプの上流側または下流側に、請求項１から１３のいずれかの流量・液種検知装置を配設したことを特徴とする自動車の排気ガスの低減装置。A device for reducing exhaust gas from automobiles,
Equipped with a urea solution supply mechanism for supplying a urea solution upstream of the catalyst device;
The urea solution supply mechanism includes a urea solution tank that stores the urea solution, a urea pump, and a urea spray device that sprays the urea solution fed from the urea pump to the upstream side of the catalyst device,
An apparatus for reducing exhaust gas of an automobile, wherein the flow rate / liquid type detection device according to any one of claims 1 to 13 is disposed in the urea tank or upstream or downstream of the urea pump. 自動車の排気ガスの低減方法であって、
尿素溶液を貯留する尿素溶液タンクと、尿素ポンプと、尿素ポンプから送給された尿素溶液を触媒装置の上流側に噴霧する尿素噴霧装置とから構成される尿素溶液供給機構を介して、触媒装置の上流側に尿素溶液を供給するとともに、
請求項１４から２６のいずれかの流量・液種検知方法を用いて、前記尿素タンク内または尿素ポンプの上流側または下流側の尿素溶液の流量、尿素濃度を検知することを特徴とする自動車の排気ガスの低減方法。A method for reducing automobile exhaust gas,
The catalyst device via a urea solution supply mechanism comprising a urea solution tank that stores the urea solution, a urea pump, and a urea spray device that sprays the urea solution fed from the urea pump to the upstream side of the catalyst device While supplying urea solution upstream of the
A flow rate and a liquid type detection method according to any one of claims 14 to 26, wherein the flow rate and urea concentration of a urea solution in the urea tank or upstream or downstream of a urea pump are detected. Exhaust gas reduction method.
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Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2006046367A1 (en) * 2004-10-29 2006-05-04 Nissan Diesel Motor Co., Ltd. Liquid reducing agent judging apparatus
WO2006132364A1 (en) 2005-06-10 2006-12-14 Nissan Diesel Motor Co., Ltd. Engine exhaust purification apparatus
US7467512B2 (en) 2003-10-28 2008-12-23 Nissan Diesel Motor Co., Ltd. Exhaust gas purifying apparatus and exhaust gas purifying method of an engine
US7499814B2 (en) 2003-10-31 2009-03-03 Nissan Diesel Motor Co., Ltd. Apparatus for detecting concentration and remaining amount of liquid reducing agent
US7658093B2 (en) 2003-10-27 2010-02-09 Nissan Diesel Motor Co., Ltd. Liquid discriminating apparatus and liquid discriminating method
US7743603B2 (en) 2004-11-05 2010-06-29 Nissan Diesel Motor Co., Ltd. Exhaust gas purification apparatus
US7805930B2 (en) 2004-10-29 2010-10-05 Nissan Diesel Motor Co., Ltd. Exhaust emission purifying apparatus for engine
CN103591990A (en) * 2013-11-25 2014-02-19 中国航空工业集团公司沈阳发动机设计研究所 Gas turbine fuel oil metering method based on electric pump
CN113465225A (en) * 2020-03-31 2021-10-01 Lg电子株式会社 Heat pump and operation method thereof

Cited By (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7658093B2 (en) 2003-10-27 2010-02-09 Nissan Diesel Motor Co., Ltd. Liquid discriminating apparatus and liquid discriminating method
US7467512B2 (en) 2003-10-28 2008-12-23 Nissan Diesel Motor Co., Ltd. Exhaust gas purifying apparatus and exhaust gas purifying method of an engine
US7499814B2 (en) 2003-10-31 2009-03-03 Nissan Diesel Motor Co., Ltd. Apparatus for detecting concentration and remaining amount of liquid reducing agent
WO2006046367A1 (en) * 2004-10-29 2006-05-04 Nissan Diesel Motor Co., Ltd. Liquid reducing agent judging apparatus
US7805930B2 (en) 2004-10-29 2010-10-05 Nissan Diesel Motor Co., Ltd. Exhaust emission purifying apparatus for engine
US7743603B2 (en) 2004-11-05 2010-06-29 Nissan Diesel Motor Co., Ltd. Exhaust gas purification apparatus
WO2006132364A1 (en) 2005-06-10 2006-12-14 Nissan Diesel Motor Co., Ltd. Engine exhaust purification apparatus
US8033096B2 (en) 2005-06-10 2011-10-11 Nissan Diesel Motor Co., Ltd. Exhaust gas purifying apparatus for engine
CN103591990A (en) * 2013-11-25 2014-02-19 中国航空工业集团公司沈阳发动机设计研究所 Gas turbine fuel oil metering method based on electric pump
CN113465225A (en) * 2020-03-31 2021-10-01 Lg电子株式会社 Heat pump and operation method thereof
CN113465225B (en) * 2020-03-31 2023-06-20 Lg电子株式会社 Heat pump and operation method thereof
US12117857B2 (en) 2020-03-31 2024-10-15 Lg Electronics Inc. Heat pump and method for operating heat pump

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