JP2005043126A - Liquid type detector and liquid kind detecting method - Google Patents

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a compact liquid type detector capable of detecting the type and concentration of a fluid accurately and rapidly. <P>SOLUTION: This liquid type detector is equipped with a liquid type detecting chamber for temporarily retaining a specimen fluid introduced into the liquid type detector body, the liquid type detecting sensor arranged in the liquid type detecting chamber and the flow control plate arranged in the liquid type detecting chamber to surround the liquid type detecting sensor. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

【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Ｎ_２
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％、Ｈ_２０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、ガソリンの液種、尿素溶液の濃度を把握して、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、流体の液種、濃度を検知することは不可能である。
【００２２】
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、液種、濃度を検知する必要があり、同じような問題がある。
【００２３】
【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
本発明は、このような現状に鑑み、コンパクトで、かつ正確にしかも迅速に流体の液種、濃度を検知することの可能な液種検知装置および液種検知方法を提供することを目的とする。
【００２４】
また、本発明は、このような液種検知装置および液種検知方法を用いた自動車の液種検知装置および自動車の液種検知方法を提供することを目的とする。
【００２５】
さらに、本発明は、このような液種検知装置および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。
【００２６】
【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、本発明の液種検知装置は、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液種検知装置であって、
液種検知装置本体内に導入された被検知流体を一時滞留させる液種検知室と、
前記液種検知室内に配設された液種検知センサーと、
前記液種検知室内に配設され、前記液種検知センサーを囲繞する流れ制御板とを備えることを特徴とする。
【００２７】
また、本発明の液種検知方法は、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液種検知方法であって、
液種検知装置本体内に導入された被検知流体を一時滞留させる液種検知室と、
前記液種検知室内に配設された液種検知センサーと、
前記液種検知室内に配設され、前記液種検知センサーを囲繞する流れ制御板とを備えた液種検知装置を用いて、
前記液種検知装置本体内への被検知流体の導入を停止して、液種検知室内で被検知流体を一時滞留させて、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ことを特徴とする。
【００２８】
このように構成することによって、液種検知装置本体内への被検知流体の導入を停止して、液種検知室内で被検知流体を一時滞留させた際に、液種検知室内での被検知流体の流れが、流れ制御板によって抑制されて、この流れ制御板に囲繞された流れ制御板内部に位置する液種検知センサーの周囲の被検知流体の流れが、瞬時に停止することになる。
【００２９】
従って、液種検知センサーによる液種、濃度の検知の際に、被検知流体の流れが生じず、また、振動による被検知流体の乱れが生じることがないので、被検知流体の液種、濃度の検知への影響を防止することができ、正確な被検知流体の液種、濃度の測定を行うことが可能である。
【００３０】
しかも、液種検知室を設けているので、被検知流体が滞留する量が多くなるので、被検知流体の液種、濃度の検知の際に、外部の温度などの周囲影響に影響されることなく、正確な検知を実施することができる。
【００３１】
従って、例えば、自動車のガソリン、軽油などの流体に適用した場合に、信号待ちなどで自動車を停止させた際に、ガソリンなどのポンプを停止して、瞬時に被検知流体の液種、濃度を検知することができ、検知終了後に、ポンプを始動して自動車を再び始動できるので、自動車の走行に支障をきたすことがない。
【００３２】
また、本発明は、前記流れ制御板が、前記液種検知室の流体導入口と対峙する流体流入口と、前記液種検知室の流体排出口と対峙する流体流出口が形成されていることを特徴とする。
【００３３】
このように構成することによって、液種検知室の流体導入口から、流れ制御板の流体流入口を介して、流れ制御板に囲繞された流れ制御板内部に、被検知流体が、流れ制御板内部に位置する液種検知センサーの周囲に確実に浸入して、液種検知センサーによって、被検知流体の液種、濃度の検知を行うことができる。
【００３４】
そして、液種検知センサーによって、被検知流体の液種、濃度の検知を行なった後、流れ制御板の流体流出口を介して、液種検知室の流体排出口から検知後の被検知流体を確実に排出することができるので、順次正確な被検知流体の検知を実施することができる。
【００３５】
また、この検知の際に、被検知流体に混入した空気が、流れ制御板の流体流出口を介して、液種検知室の流体排出口から、この空気を確実に排出することができるので、液種検知センサーの周囲に空気が滞留することがないので、検知への影響を防止することができ、正確な検知を行うことができる。
【００３６】
また、本発明は、前記液種検知室の流体導入口と、前記流れ制御板の流体流入口とが、所定距離離間するとともに、
前記液種検知室の流体排出口と、前記流れ制御板の流体流出口とが、所定距離離間していることを特徴とする。
【００３７】
このように液種検知室の流体導入口と、流れ制御板の流体流入口とが、所定距離離間するので、これらの隙間から、被検知流体に混入した空気が、流れ制御板の外側に移動して、液種検知室の流体排出口から外部に排出されることになる。
【００３８】
従って、流れ制御板内部に空気が浸入することがないので、液種検知センサーの周囲に空気が滞留することがないので、検知への影響を防止することができ、正確な検知を行うことができる。
【００３９】
しかも、万一、流れ制御板内部に空気が浸入したとしても、流れ制御板の流体流出口を介して、液種検知室の流体排出口から、この空気を確実に排出することができるので、液種検知センサーの周囲に空気が滞留することがないので、検知への影響を防止することができ、正確な検知を行うことができる。
【００４０】
また、本発明は、前記液種検知室の流体排出口近傍の側壁が、略円弧状に形成されていることを特徴とする。
【００４１】
このように液種検知室の流体排出口近傍の側壁が、略円弧状に形成されているので、この略円弧状の液種検知室の側壁に沿って、被検知流体に混入した空気が、液種検知室の流体排出口へと導かれて排出されることになる。
【００４２】
従って、液種検知室の流体排出口近傍に空気が溜まることがなく、液種検知センサーの周囲に空気が滞留することがないので、検知への影響を防止することができ、正確な検知を行うことができる。
【００４３】
また、本発明は、前記液種検知室が、略円管形状の側壁を備え、前記側壁に対峙するように液種検知室の流体導入口と流体排出口が形成されていることを特徴とする。
【００４４】
このように液種検知室が、略円管形状の側壁を備え、側壁に対峙するように液種検知室の流体導入口と流体排出口が形成されているので、液種検知室の流体導入口から浸入した空気が、液種検知室の流体導入口の近傍では、略円弧状の側壁に沿って、外側に導かれることになるので、流れ制御板の流体流入口を介して、空気が流れ制御板の内部に浸入することがない。
【００４５】
しかも、この被検知流体に混入した空気が、液種検知室の流体排出口近傍では、略円弧状の側壁に沿って、内側に流体排出口に向かって導かれることになるので、液種検知室の流体排出口へと導かれて排出されることになる。
【００４６】
従って、液種検知室の流体排出口近傍に空気が溜まることがなく、液種検知センサーの周囲に空気が滞留することがないので、検知への影響を防止することができ、正確な検知を行うことができる。
【００４７】
また、本発明は、前記液種検知装置本体と液種検知室との間には、断熱部材が介装されていることを特徴とする。
【００４８】
このように液種検知装置本体と液種検知室との間には、断熱部材が介装されているので、外気温度の影響、および外部の振動による影響、外部の電磁波などの外部ノイズによる影響が、液種検知室の内部の被検知流体およびに液種検知センサーに影響することがないので、常に、正確な被検知流体の液種、濃度の検知を行うことができる。
【００４９】
例えば、本発明を、自動車のガソリン、軽油の検知に適用した場合に、冬と夏の気温差、直射日光や雪などによる温度差、電磁波などの外部ノイズによる影響、ならびに走行中の振動、石はねなどに衝撃から、この断熱部材によって、検知センサーに影響するのを防止することができ、常に、正確な被検知流体の液種、濃度の検知を行うことができる。
【００５０】
また、本発明は、前記液種検知センサーが、
前記液種検知室内に配設された液種検知センサーヒーターと、
前記液種検知センサーヒーターから一定間隔離間して、前記液種検知室内に配設された液温センサーとを備え、
前記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、前記液種検知室内に一時滞留した被検知流体を加熱し、前記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したことを特徴とする。
【００５１】
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、濃度を検知することが可能である。
【００５２】
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、濃度を検知することが可能である。
【００５３】
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。
【００５４】
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、濃度を検知することが可能である。
【００５５】
また、本発明は、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ように構成されていることを特徴とする。
【００５６】
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。
【００５７】
また、本発明は、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。
【００５８】
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、濃度を検知することができる。
【００５９】
また、本発明は、前記液種検知センサーヒーターが、ヒーターと、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、濃度を検知することができる。
【００６２】
また、本発明は、前記液種検知センサーヒーターのヒーターと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、液種検知センサーヒーターのヒーターと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、濃度を検知することができる。
【００６６】
また、本発明の自動車の液種検知装置は、ガソリン若しくは軽油の種類を検知する自動車の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１２のいずれかの液種検知装置を配設したことを特徴とする。
【００６７】
また、本発明の自動車の液種検知方法は、ガソリン若しくは軽油の種類を検知する自動車の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、上記のいずれかの液種検知方法を用いて、ガソリン若しくは軽油の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、上記のいずれかの液種検知装置を配設するとともに、
前記液種検知装置で検知されたガソリン若しくは軽油の種類に基づいて、着火タイミングを調整する着火タイミング制御装置を備えることを特徴とする。
【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、上記のいずれかの液種検知方法を用いて、ガソリン若しくは軽油の種類を検知するとともに、
前記液種検知装置で検知されたガソリン若しくは軽油の種類に基づいて、着火タイミングを調整することを特徴とする。
【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、上記のいずれかの液種検知装置を配設するとともに、
前記液種検知装置で検知されたガソリン若しくは軽油の種類に基づいて、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、上記のいずれかの液種検知方法を用いて、ガソリン若しくは軽油の種類を検知するとともに、
前記液種検知装置で検知されたガソリン若しくは軽油の種類に基づいて、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％、Ｈ_２０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、本発明の液種検知装置の全体の分解斜視図、図２は、本発明の液種検知装置の液種検知室の分解斜視図、図３は、図２の液種検知室のの断面図、図４は、図３の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、液種検知センサーの断面図、図６は、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、本発明の液種検知装置の液種検知センサーの実施例の概略回路構成図、図８は、本発明の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、本発明の液種検知装置の液種検知室の検知状態を説明する概略図である。
【００８３】
図１において、１０は、全体で本発明の液種検知装置を示している。液種検知装置１０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略箱体形状の液種検知装置本体１２を備えている。
【００８４】
図１に示したように、この液種検知装置本体１２には、その内部に、略円管形状の液種検知室２０が設けられている。また、液種検知装置本体１２には、第１の流路１４と、第２の流路１６とを備えている。
【００８５】
この第１の流路１４は、液種検知室２０に設けられた流体導入口１８に接続されている。また、第２の流路１６は、液種検知室２０に設けられた流体排出口１１に接続されている。
【００８６】
そして、図２の矢印で示したように、液種検知装置本体１２に導入された被検知流体は、第１の流路１４から流体導入口１８を経て、液種検知室２０に一時滞留するように構成されている。
【００８７】
この液種検知室２０には、その上部の液種検知室用蓋部材２１が装着されており、この液種検知室用蓋部材２１に、略トラック形状の液種検知センサー用開口部２２が形成されている。
【００８８】
この液種検知センサー用開口部２２には、図３に示したように、液種検知センサー２４が装着されている。
【００８９】
図４に示したように、液種検知センサー２４は、液種検知センサーヒーター２５と、この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。
【００９０】
また、図５に示したように、この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、液種検知センサーヒーター２５には、モールド樹脂３０から液種検知センサー用開口部２２を介して、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。
【００９１】
一方、液温センサー２８も、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。
【００９２】
図６に示したように、薄膜チップ部３４は、例えば、Ａｌ_２Ｏ_３からなる基板４０と、ＰＴからなる温度センサー（感温体）４２と、ＳｉＯ_２からなる層間絶縁膜４４と、ＴａＳｉＯ_２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、ＳｉＯ_２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。
【００９３】
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。
【００９４】
そして、この液種検知センサー２４で、被検知流体の液種、濃度が検知された後、被検知流体は、液種検知室２０から、液種検知室２０の流体排出口１１から第２の流路１６かを介して外部に排出されるようになっている。
【００９５】
また、図１に示したように、液種検知センサー２４には、回路基板部材２３と、これを被う外蓋部材２７が備えられている。なお、図２および図３においては、説明の便宜上、これらの回路基板部材２３、外蓋部材２７を省略して示している。
【００９６】
なお、図１中、１２ａ、１２ｂは、液種検知装置本体１２に設けられた、液種検知装置１０を、例えば、自動車などの取り付けるための取り付けフランジである。
【００９７】
一方、液種検知室２０には、図２に示したように、液種検知室２０内に突設する液種検知センサー２４を囲繞するように、流れ制御板１が、液種検知室用蓋部材２１の内側に形成されている。
【００９８】
この流れ制御板１は、断面略コ字形状の板部材２から構成されており、この板部材２は、液種検知センサー２４を両側から囲み、液種検知室２０の流体導入口１８から流体排出口１１に向かって延設された一対の側板部材３、４と、これらの側板部材３、４に接続された被覆板部材５とを備えている。
【００９９】
そして、この流れ制御板１には、液種検知室２０の流体導入口１８と対峙する流体流入口６と、液種検知室２０の流体排出口１１と対峙する流体流出口７が形成されている。
【０１００】
この液種検知室２０の流体導入口１８と、流れ制御板１の流体流入口６とは、、所定距離Ｌ１、離間するとともに、液種検知室２０の流体排出口１１と、流れ制御板１の流体流出口７とが、所定距離Ｌ２、離間している。
【０１０１】
このように構成することによって、液種検知装置本体１２内への被検知流体の導入を停止して、液種検知室２０内で被検知流体を一時滞留させた際に、液種検知室２０内での被検知流体の流れが、流れ制御板１によって抑制されて、この流れ制御板１に囲繞された流れ制御板１の内部に位置する液種検知センサー２４の周囲の被検知流体の流れが、瞬時に停止することになる。
【０１０２】
すなわち、液種検知室２０の流体導入口１８から、流れ制御板１の流体流入口６を介して、流れ制御板１に囲繞された流れ制御板１の内部に、被検知流体が、流れ制御板１の内部に位置する液種検知センサー２４の周囲に確実に浸入して、液種検知センサー２４によって、被検知流体の液種、濃度の検知を行うことができる。
【０１０３】
そして、液種検知センサー２４によって、被検知流体の液種、濃度の検知を行なった後、流れ制御板１の流体流出口７を介して、液種検知室２０の流体排出口１１から検知後の被検知流体を確実に排出することができるので、順次正確な被検知流体の検知を実施することができる。
【０１０４】
従って、液種検知センサー２４による液種、濃度の検知の際に、被検知流体の流れが生じず、また、振動による被検知流体の乱れが生じることがないので、被検知流体の液種、濃度の検知への影響を防止することができ、正確な被検知流体の液種、濃度の測定を行うことが可能である。
【０１０５】
しかも、液種検知室２０を設けているので、被検知流体が滞留する量が多くなるので、被検知流体の液種、濃度の検知の際に、外部の温度などの周囲影響に影響されることなく、正確な検知を実施することができる。
【０１０６】
従って、例えば、自動車のガソリン、軽油などの流体に適用した場合に、信号待ちなどで自動車を停止させた際に、ガソリンなどのポンプを停止して、瞬時に被検知流体の液種、濃度を検知することができ、検知終了後に、ポンプを始動して自動車を再び始動できるので、自動車の走行に支障をきたすことがない。
【０１０７】
さらに、図１１の矢印Ｂで示したように、この検知の際に、被検知流体に混入した空気が、流れ制御板１の流体流出口７を介して、液種検知室２０の流体排出口１１から、この空気を確実に排出することができるので、液種検知センサー２４の周囲に空気が滞留することがないので、検知への影響を防止することができ、正確な検知を行うことができる。
【０１０８】
さらに、このように液種検知室２０の流体導入口１８と、流れ制御板１の流体流入口６とが、所定距離Ｌ１、離間するので、図１１の矢印Ａで示したように、これらの隙間から、被検知流体に混入した空気が、流れ制御板１の外側に移動して、液種検知室２０の流体排出口１１から外部に排出されることになる。
【０１０９】
従って、流れ制御板１の内部に空気が浸入することがないので、液種検知センサー２４の周囲に空気が滞留することがないので、検知への影響を防止することができ、正確な検知を行うことができる。
【０１１０】
しかも、万一、流れ制御板１の内部に空気が浸入したとしても、図１１の矢印Ｃで示したように、流れ制御板１の流体流出口７を介して、液種検知室２０の流体排出口１１から、この空気を確実に排出することができるので、液種検知センサー２４の周囲に空気が滞留することがないので、検知への影響を防止することができ、正確な検知を行うことができる。
【０１１１】
さらに、図１１の矢印Ｂに示したように、液種検知室２０の流体排出口１１の近傍の側壁が略円管形状であり、略円弧状に形成されているので、この略円弧状の液種検知室２０の側壁２０ａに沿って、被検知流体に混入した空気が、液種検知室２０の流体排出口１１へと内側に導かれて排出されることになる。
【０１１２】
従って、液種検知室２０の流体排出口１１の近傍に空気が溜まることがなく、液種検知センサー２４の周囲に空気が滞留することがないので、検知への影響を防止することができ、正確な検知を行うことができる。
【０１１３】
なお、このような作用効果を奏するためには、図１１に示したように、上記の所定距離Ｌ１、Ｌ２としては、１．５ｍｍ〜５ｍｍ、好ましくは、２ｍｍ〜３．５ｍｍとするのが望ましい。また、流れ制御板１の一対の側板部材３、４と液種検知センサー２４との距離Ｌ３としては、５ｍｍ〜１０ｍｍ、好ましくは、６ｍｍ〜８ｍｍとするのが望ましい。
【０１１４】
また、液種検知室２０の大きさとしては、特に限定されるものではない。
【０１１５】
さらに、液種検知室２０を構成する材料としては、特に限定されるものではないが、ＳＵＳ３０４などのステンレスなどの金属、ポリアセタール（ＰＯＭ）などの合成樹脂、ＦＲＰなどの繊維強化樹脂などが使用可能である。
【０１１６】
また、流れ制御板１を構成する材料としても、特に限定されるものではないが、ＳＵＳ３０４などのステンレスなどの金属、ポリアセタール（ＰＯＭ）などの合成樹脂、ＦＲＰなどの繊維強化樹脂、セラミックなどが使用可能である。
【０１１７】
さらに、本発明の液種検知装置１０では、図７に示したような回路構成となっている。
【０１１８】
図７において、液種検知センサー２４の液種検知センサーヒーター２５の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。
【０１１９】
また、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。
【０１２０】
このように構成される液種検知装置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。
【０１２１】
先ず、図示しない制御装置の制御によって、被検知流体を液種検知装置本体１２に導入することによって、第１の流路１４から流体導入口１８を経て、液種検知室２０に被検知流体を流入させた後、この被検知流体の流入を停止することによって、液種検知室２０に一時滞留させた状態とする。
【０１２２】
この状態では、液種検知装置本体１２内への被検知流体の導入を停止して、液種検知室２０内で被検知流体を一時滞留させた際に、液種検知室２０内での被検知流体の流れが、流れ制御板１によって抑制されて、この流れ制御板１に囲繞された流れ制御板１の内部に位置する液種検知センサー２４の周囲の被検知流体の流れが、瞬時に停止することになる。
【０１２３】
そして、この状態で、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、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。
【０１２４】
すなわち、図８に示したように、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、液種検知用液温センサー２６の初期温度に対応する。
【０１２５】
そして、図８に示したように、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、液種検知用液温センサー２６のピーク温度に対応する。
【０１２６】
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。
【０１２７】
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。
【０１２８】
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。
【０１２９】
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。
【０１３０】
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。
【０１３１】
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。
【０１３２】
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。
【０１３３】
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。
【０１３４】
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。
【０１３５】
また、このようなガソリンの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。
【０１３６】
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。
【０１３７】
この被識別尿素溶液の電圧出力Ｖｏｕｔを、図１２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。
【０１３８】
図１３は、本発明の液種検知装置の別の実施例を示す斜視図である。
【０１３９】
この実施例の液種検知装置１０は、図１に示した実施例の液種検知装置１０と基本的は、同様な構成であり、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。
【０１４０】
この実施例の液種検知装置１０では、液種検知装置本体１２と液種検知室２０との間に、断熱部材８が介装されている。
【０１４１】
このように液種検知装置本体１２と液種検知室２０との間に、断熱部材が介装されているので、外気温度の影響、および外部の振動による影響、外部の電磁波などの外部ノイズによる影響が、液種検知室２０の内部の被検知流体およびに液種検知センサー２４に影響することがないので、常に、正確な被検知流体の液種、濃度の検知を行うことができる。
【０１４２】
例えば、本発明を、自動車のガソリン、軽油の検知に適用した場合に、冬と夏の気温差、直射日光や雪などによる温度差、電磁波などの外部ノイズによる影響、ならびに走行中の振動、石はねなどに衝撃から、この断熱部材によって、検知センサーに影響するのを防止することができ、常に、正確な被検知流体の液種、濃度の検知を行うことができる。
【０１４３】
なお、このような断熱部材８としては、特に限定されるのではないが、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、ウレタンなどの発泡合成樹脂、グラスウールなどが使用可能である。
【０１４４】
図１４は、このように構成される液種検知装置１０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。
【０１４５】
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。
【０１４６】
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、液種検知装置１０を配設している。
【０１４７】
この液種検知装置１０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。
【０１４８】
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。
【０１４９】
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。
【０１５０】
図１５は、このように構成される液種検知装置１０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。
【０１５１】
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。
【０１５２】
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、液種検知装置１０を配設している。
【０１５３】
この液種検知装置１０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。
【０１５４】
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。
【０１５５】
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。
【０１５６】
図１６は、このように構成される液種検知装置１０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。
【０１５７】
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。
【０１５８】
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、液種検知装置１０を配設している。
【０１５９】
この液種検知装置１０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％、Ｈ_２０が６７．５％と一定の状態とするようになっている。
【０１６０】
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。
【０１６１】
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。
【０１６２】
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。
【０１６３】
【発明の効果】
本発明によれば、液種検知装置本体内への被検知流体の導入を停止して、液種検知室内で被検知流体を一時滞留させた際に、液種検知室内での被検知流体の流れが、流れ制御板によって抑制されて、この流れ制御板に囲繞された流れ制御板内部に位置する液種検知センサーの周囲の被検知流体の流れが、瞬時に停止することになる。
【０１６４】
従って、液種検知センサーによる液種、濃度の検知の際に、被検知流体の流れが生じず、また、振動による被検知流体の乱れが生じることがないので、被検知流体の液種、濃度の検知への影響を防止することができ、正確な被検知流体の液種、濃度の測定を行うことが可能である。
【０１６５】
しかも、液種検知室を設けているので、被検知流体が滞留する量が多くなるので、被検知流体の液種、濃度の検知の際に、外部の温度などの周囲影響に影響されることなく、正確な検知を実施することができる。
【０１６６】
従って、例えば、自動車のガソリン、軽油などの流体に適用した場合に、信号待ちなどで自動車を停止させた際に、ガソリンなどのポンプを停止して、瞬時に被検知流体の液種、濃度を検知することができ、検知終了後に、ポンプを始動して自動車を再び始動できるので、自動車の走行に支障をきたすことがない。
【０１６７】
また、本発明によれば、液種検知室の流体導入口から、流れ制御板の流体流入口を介して、流れ制御板に囲繞された流れ制御板内部に、被検知流体が、流れ制御板内部に位置する液種検知センサーの周囲に確実に浸入して、液種検知センサーによって、被検知流体の液種、濃度の検知を行うことができる。
【０１６８】
そして、液種検知センサーによって、被検知流体の液種、濃度の検知を行なった後、流れ制御板の流体流出口を介して、液種検知室の流体排出口から検知後の被検知流体を確実に排出することができるので、順次正確な被検知流体の検知を実施することができる。
【０１６９】
また、この検知の際に、被検知流体に混入した空気が、流れ制御板の流体流出口を介して、液種検知室の流体排出口から、この空気を確実に排出することができるので、液種検知センサーの周囲に空気が滞留することがないので、検知への影響を防止することができ、正確な検知を行うことができる。
【０１７０】
また、本発明によれば、液種検知室の流体導入口と、流れ制御板の流体流入口とが、所定距離離間するので、これらの隙間から、被検知流体に混入した空気が、流れ制御板の外側に移動して、液種検知室の流体排出口から外部に排出されることになる。
【０１７１】
従って、流れ制御板内部に空気が浸入することがないので、液種検知センサーの周囲に空気が滞留することがないので、検知への影響を防止することができ、正確な検知を行うことができる。
【０１７２】
しかも、万一、流れ制御板内部に空気が浸入したとしても、流れ制御板の流体流出口を介して、液種検知室の流体排出口から、この空気を確実に排出することができるので、液種検知センサーの周囲に空気が滞留することがないので、検知への影響を防止することができ、正確な検知を行うことができる。
【０１７３】
また、本発明によれば、液種検知室の流体排出口近傍の側壁が、略円弧状に形成されているので、この略円弧状の液種検知室の側壁に沿って、被検知流体に混入した空気が、液種検知室の流体排出口へと導かれて排出されることになる。
【０１７４】
従って、液種検知室の流体排出口近傍に空気が溜まることがなく、液種検知センサーの周囲に空気が滞留することがないので、検知への影響を防止することができ、正確な検知を行うことができる。
【０１７５】
また、本発明によれば、液種検知室が、略円管形状の側壁を備え、側壁に対峙するように液種検知室の流体導入口と流体排出口が形成されているので、液種検知室の流体導入口から浸入した空気が、液種検知室の流体導入口の近傍では、略円弧状の側壁に沿って、外側に導かれることになるので、流れ制御板の流体流入口を介して、空気が流れ制御板の内部に浸入することがない。
【０１７６】
しかも、この被検知流体に混入した空気が、液種検知室の流体排出口近傍では、略円弧状の側壁に沿って、内側に流体排出口に向かって導かれることになるので、液種検知室の流体排出口へと導かれて排出されることになる。
【０１７７】
従って、液種検知室の流体排出口近傍に空気が溜まることがなく、液種検知センサーの周囲に空気が滞留することがないので、検知への影響を防止することができ、正確な検知を行うことができる。
【０１７８】
また、本発明によれば、液種検知装置本体と液種検知室との間には、断熱部材が介装されているので、外気温度の影響、および外部の振動による影響、外部の電磁波などの外部ノイズによる影響が、液種検知室の内部の被検知流体およびに液種検知センサーに影響することがないので、常に、正確な被検知流体の液種、濃度の検知を行うことができる。
【０１７９】
例えば、本発明を、自動車のガソリン、軽油の検知に適用した場合に、冬と夏の気温差、直射日光や雪などによる温度差、電磁波などの外部ノイズによる影響、ならびに走行中の振動、石はねなどに衝撃から、この断熱部材によって、検知センサーに影響するのを防止することができ、常に、正確な被検知流体の液種、濃度の検知を行うことができる。
【０１８０】
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、濃度を検知することが可能である。
【０１８１】
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、濃度を検知することが可能である。
【０１８２】
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、濃度を検知することが可能である。
【０１８３】
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。
【０１８４】
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、濃度を検知することができる。
【０１８５】
また、本発明によれば、液種検知センサーヒーターが、ヒーターと、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、濃度を検知することができる。
【０１８６】
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、濃度を検知することができる。
【０１８７】
また、本発明によれば、液種検知センサーヒーターのヒーターと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ので、液種検知センサーヒーターのヒーターと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、濃度を検知することができる。
【０１８８】
また、本発明によれば、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ので、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、濃度を検知することができる。
【０１８９】
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。
【０１９０】
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。
【０１９１】
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。
【０１９２】
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％、Ｈ_２０が６７．５％であるか否かを正確に迅速に判断できる。
【０１９３】
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、本発明の液種検知装置の全体の分解斜視図である。
【図２】図２は、本発明の液種検知装置の液種検知室の分解斜視図である。
【図３】図３は、図２の液種検知室のの断面図である。
【図４】図４は、図３の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、液種検知センサーの断面図である。
【図６】図６は、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、本発明の液種検知装置の液種検知センサーの実施例の概略回路構成図である。
【図８】図８は、本発明の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、本発明の液種検知装置の液種検知室の検知状態を説明する概略図である。
【図１２】図１２は、本発明の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１３】図１３は、本発明の液種検知装置の別の実施例を示す斜視図である。
【図１４】図１４は、本発明の液種検知装置１０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、本発明の液種検知装置１０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、本発明の液種検知装置１０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 制御板
２ 板部材
３、４ 側板部材
５ 被覆板部材
６ 流体流入口
７ 流体流出口
８ 断熱部材
１０ 液種検知装置
１１ 流体排出口
１２ 液種検知装置本体
１４ 第１の流路
１６ 第２の流路
１８ 流体導入口
２０ａ 側壁
２０ 液種検知室
２１ 液種検知室用蓋部材
２２ 液種検知センサー用開口部
２３ 回路基板部材
２４ 液種検知センサー
２５ 液種検知センサーヒーター
２６ 液種検知用液温センサー
２７ 外蓋部材
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
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 センサー[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a liquid type detection device and a liquid type detection method for detecting the type and concentration of a fluid such as an organic solution such as gasoline, light oil, and a plant as fuel in an automobile.
[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]

[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 N₂
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%, H₂It 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-mentioned automobile systems using gasoline and urea solution, in order to reduce the HC and NOx by grasping the gasoline type and urea solution concentration, and controlling the engine and catalyst device is important.
[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 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, the flow sensor of Patent Document 2 can detect the flow rate of the fluid, but cannot detect the liquid type and concentration of the fluid.
[0022]
In addition, when using such a solution in which a substance is dissolved in an organic solvent in a system using kerosene, a plant, or the like as well as such an automobile system, the liquid type and concentration are similarly set. There is a similar problem that needs to be detected.
[0023]
[Patent Document 1] Japanese Patent Laid-Open No. 11-153561 (in particular, see paragraphs [0042] to [0049])
[Patent Document 2] JP-A-11-118566
In view of such a current situation, the present invention aims to provide a liquid type detection device and a liquid type detection method capable of detecting the liquid type and concentration of a fluid in a compact, accurate and rapid manner. .
[0024]
Another object of the present invention is to provide an automobile liquid type detection apparatus and an automobile liquid type detection method using such a liquid type detection apparatus and liquid type detection method.
[0025]
Furthermore, the present invention provides a vehicle exhaust gas reduction device and vehicle exhaust that can efficiently reduce exhaust gas and improve fuel efficiency using such a liquid type detection device and liquid type detection method. An object is to provide a gas reduction method.
[0026]
[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 liquid type detection device of the present invention is either a liquid type detection or a concentration detection of a fluid, or its A liquid type detection device for detecting both,
A liquid type detection chamber for temporarily retaining a fluid to be detected introduced into the liquid type detection device body; and
A liquid type detection sensor disposed in the liquid type detection chamber;
And a flow control plate disposed in the liquid type detection chamber and surrounding the liquid type detection sensor.
[0027]
Further, the liquid type detection method of the present invention is a liquid type detection method for detecting either the liquid type detection of the fluid, the concentration detection, or both,
A liquid type detection chamber for temporarily retaining a fluid to be detected introduced into the liquid type detection device body; and
A liquid type detection sensor disposed in the liquid type detection chamber;
Using a liquid type detection device provided in the liquid type detection chamber and provided with a flow control plate surrounding the liquid type detection sensor,
Stop the introduction of the fluid to be detected into the main body of the liquid type detection device, temporarily hold the fluid to be detected in the liquid type detection chamber, and either or both of the liquid type detection and the concentration detection of the liquid to be detected It is characterized by performing.
[0028]
With this configuration, when the introduction of the fluid to be detected into the liquid type detection device main body is stopped and the fluid to be detected is temporarily retained in the liquid type detection chamber, the detection in the liquid type detection chamber is performed. The flow of the fluid is suppressed by the flow control plate, and the flow of the detected fluid around the liquid type detection sensor located inside the flow control plate surrounded by the flow control plate is instantaneously stopped.
[0029]
Therefore, when the liquid type and concentration are detected by the liquid type detection sensor, the flow of the detected fluid does not occur, and the disturbance of the detected fluid due to vibration does not occur. Can be prevented, and the liquid type and concentration of the fluid to be detected can be accurately measured.
[0030]
In addition, since the liquid type detection chamber is provided, the amount of fluid to be detected increases, so that the detection of the liquid type and concentration of the liquid to be detected is affected by ambient effects such as external temperature. And accurate detection can be performed.
[0031]
Therefore, for example, when applied to a fluid such as gasoline or light oil in an automobile, when the automobile is stopped due to a signal or the like, the pump of gasoline or the like is stopped and the liquid type and concentration of the fluid to be detected are instantly changed. It can be detected, and after the detection is completed, the pump can be started and the automobile can be started again, so that the running of the automobile is not hindered.
[0032]
In the present invention, the flow control plate is formed with a fluid inlet facing the fluid inlet of the liquid type detection chamber and a fluid outlet facing the fluid outlet of the liquid type detection chamber. It is characterized by.
[0033]
With this configuration, the fluid to be detected flows from the fluid introduction port of the liquid type detection chamber to the inside of the flow control plate surrounded by the flow control plate via the fluid inlet of the flow control plate. It is possible to detect the liquid type and concentration of the fluid to be detected by reliably entering the periphery of the liquid type detection sensor located inside, and using the liquid type detection sensor.
[0034]
Then, after detecting the liquid type and concentration of the fluid to be detected by the liquid type detection sensor, the detected fluid is detected from the fluid outlet of the liquid type detection chamber via the fluid outlet of the flow control plate. Since it can discharge reliably, the detection of the to-be-detected fluid can be implemented sequentially.
[0035]
In addition, since air mixed in the fluid to be detected can be reliably discharged from the fluid discharge port of the liquid type detection chamber through the fluid outlet of the flow control plate during this detection, Since air does not stay around the liquid type detection sensor, the influence on detection can be prevented and accurate detection can be performed.
[0036]
In the present invention, the fluid introduction port of the liquid type detection chamber and the fluid inlet of the flow control plate are separated by a predetermined distance,
The fluid discharge port of the liquid type detection chamber and the fluid outlet of the flow control plate are separated from each other by a predetermined distance.
[0037]
Since the fluid introduction port of the liquid type detection chamber and the fluid inlet of the flow control plate are thus separated by a predetermined distance, the air mixed in the fluid to be detected moves to the outside of the flow control plate through these gaps. Thus, the liquid is discharged from the fluid discharge port of the liquid type detection chamber.
[0038]
Therefore, since air does not enter the flow control plate, air does not stay around the liquid type detection sensor, so that the influence on the detection can be prevented and accurate detection can be performed. it can.
[0039]
Moreover, even if air enters the flow control plate, this air can be reliably discharged from the fluid discharge port of the liquid type detection chamber via the fluid outlet of the flow control plate. Since air does not stay around the liquid type detection sensor, the influence on detection can be prevented and accurate detection can be performed.
[0040]
Further, the present invention is characterized in that the side wall in the vicinity of the fluid discharge port of the liquid type detection chamber is formed in a substantially arc shape.
[0041]
Since the side wall in the vicinity of the fluid discharge port of the liquid type detection chamber is thus formed in a substantially arc shape, the air mixed into the fluid to be detected along the side wall of the substantially arc-shaped liquid type detection chamber is It is guided to the fluid discharge port of the liquid type detection chamber and discharged.
[0042]
Therefore, air does not collect in the vicinity of the fluid discharge port of the liquid type detection chamber, and air does not stay around the liquid type detection sensor. It can be carried out.
[0043]
Further, the present invention is characterized in that the liquid type detection chamber has a substantially circular tube-shaped side wall, and a fluid introduction port and a fluid discharge port of the liquid type detection chamber are formed so as to face the side wall. To do.
[0044]
In this way, the liquid type detection chamber has a substantially circular tube-shaped side wall, and the fluid introduction port and the fluid discharge port of the liquid type detection chamber are formed so as to face the side wall. In the vicinity of the fluid introduction port of the liquid type detection chamber, the air that has entered from the mouth is guided to the outside along the substantially arc-shaped side wall, so that the air flows through the fluid inlet of the flow control plate. There is no penetration into the flow control plate.
[0045]
In addition, the air mixed in the fluid to be detected is guided inwardly toward the fluid discharge port along the substantially arc-shaped side wall in the vicinity of the fluid discharge port of the liquid type detection chamber. It is led to the fluid outlet of the chamber and discharged.
[0046]
Therefore, air does not collect in the vicinity of the fluid discharge port of the liquid type detection chamber, and air does not stay around the liquid type detection sensor. It can be carried out.
[0047]
Moreover, the present invention is characterized in that a heat insulating member is interposed between the liquid type detection device main body and the liquid type detection chamber.
[0048]
As described above, since the heat insulation member is interposed between the liquid type detection device main body and the liquid type detection chamber, the influence of the outside air temperature, the influence of external vibration, the influence of external noise such as external electromagnetic waves, etc. However, since the liquid to be detected in the liquid type detection chamber and the liquid type detection sensor are not affected, the liquid type and concentration of the liquid to be detected can always be accurately detected.
[0049]
For example, when the present invention is applied to the detection of gasoline and light oil in automobiles, the temperature difference between winter and summer, the temperature difference due to direct sunlight and snow, the influence of external noise such as electromagnetic waves, and the vibration during driving, stone It is possible to prevent the detection sensor from being affected by impacts from splashes and the like, and to always detect the liquid type and concentration of the fluid to be detected accurately.
[0050]
Further, the present invention provides the liquid type detection sensor,
A liquid type detection sensor heater disposed in the liquid type detection chamber;
A liquid temperature sensor disposed in the liquid type detection chamber at a predetermined interval from the liquid type detection sensor heater,
The liquid type detection sensor heater includes a heater and a liquid temperature sensor for liquid type detection disposed in the vicinity of the heater,
When performing either or both of liquid type detection and concentration detection of the detected fluid, a pulse voltage is applied to the liquid type detection sensor heater for a predetermined time, and the heater detects the liquid type detection chamber. The liquid to be detected temporarily retained in the liquid is heated, and either the liquid type detection or the concentration detection is performed by the voltage output difference V0 corresponding to the temperature difference between the initial temperature and the peak temperature of the liquid temperature sensor for liquid type detection. Alternatively, both are configured to perform both.
[0051]
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. It is possible to detect the type and density.
[0052]
In other words, using the correlation between the kinematic viscosity of the fluid and the sensor output, using natural convection, and using the applied voltage of one pulse, the type and concentration of the fluid are detected accurately and quickly. Is possible.
[0053]
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.
[0054]
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. Can be detected.
[0055]
Further, the present invention is based on calibration curve data that is a correlation of voltage output difference with respect to temperature for a predetermined reference fluid stored 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.
[0056]
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.
[0057]
In the present invention, the voltage output Vout for the voltage output difference V0 at the measured temperature of the fluid to be detected is
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.
[0058]
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 the type and concentration of the fluid can be detected more accurately and quickly. .
[0059]
Further, the invention is characterized in that the liquid type detection sensor heater is a laminated liquid type detection sensor heater in which a heater and a liquid type detection liquid temperature sensor are stacked via an insulating layer.
[0060]
By configuring in this way, there is no mechanism part that performs mechanical operation. Therefore, it does not cause malfunction due to deterioration with time or foreign matter in the fluid, and accurately and quickly detects the type and concentration of fluid. be able to.
[0061]
In addition, since the sensor unit can be configured to be extremely small, it is possible to detect the exact fluid type and concentration with extremely good thermal response.
[0062]
Further, the present invention is characterized in that the heater of the liquid type detection sensor heater and the liquid temperature sensor for liquid type detection are configured to come into contact with the fluid to be detected through metal fins, respectively.
[0063]
By configuring in this way, the heater of the liquid type detection sensor heater and the liquid temperature sensor for liquid type detection do not directly contact the fluid to be detected, which may cause malfunction due to deterioration over time or foreign matter in the fluid. The type and concentration of fluid 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]
With this configuration, since the liquid temperature sensor does not directly contact the fluid to be detected, the fluid type and concentration can be accurately and quickly determined without causing malfunction due to deterioration over time or foreign matter in the fluid. Can be detected.
[0066]
Further, the liquid type detection device for an automobile of the present invention is an automobile liquid type detection device for detecting the type of gasoline or light oil,
The liquid type detection device according to any one of claims 1 to 12 is arranged in a gasoline or light oil tank or upstream or downstream of a gasoline or light oil pump.
[0067]
The vehicle liquid type detection method of the present invention is a vehicle liquid type detection method for detecting the type of gasoline or light oil,
The 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 by using any one of the liquid type detection methods described above.
[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,
While disposing any of the above liquid type detection devices in the gasoline or light oil tank, or upstream or downstream of the gasoline or light oil pump,
An ignition timing control device that adjusts the ignition timing based on the type of gasoline or light oil detected by the 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 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 liquid type detection methods,
The ignition timing is adjusted based on the type of gasoline or light oil detected by the liquid type detection device.
[0071]
By comprising in this way, since an ignition timing can be adjusted based on the detection result of the flow volume and kind of gasoline or light oil, an appropriate ignition timing can be obtained according to the kind of gasoline or light oil.
[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,
While disposing any of the above liquid type detection devices in the gasoline or light oil tank, or upstream or downstream of the gasoline or light oil pump,
A gasoline or light oil compression control device that adjusts the compression rate of gasoline or light oil based on the type of gasoline or light oil detected by the liquid type detection device is provided.
[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 type of gasoline or light oil in the gasoline or light oil tank, or gasoline upstream or downstream of the gasoline or light oil pump, using any of the liquid type detection methods described above,
The compression rate of gasoline is adjusted based on the type of gasoline or light oil detected by the liquid type detection device.
[0075]
By comprising in this way, since the compression rate of gasoline or light oil can be adjusted based on the detection result of the kind of gasoline or light oil, the appropriate compression rate of gasoline or light oil is obtained according to the kind of gasoline be able to.
[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 a urea solution, a urea pump, and a urea spray device that sprays the urea solution supplied from the urea pump to the upstream side of the catalyst device,
Any one of the above-described 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 supply 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 urea concentration of the urea solution in the urea tank or upstream or downstream of the urea pump is detected using any one of the above-described 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%, H₂Whether 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]
1 is an exploded perspective view of an entire liquid type detection device of the present invention, FIG. 2 is an exploded perspective view of a liquid type detection chamber of the liquid type detection device of the present invention, and FIG. 3 is a liquid type detection chamber of FIG. FIG. 4 is a partially enlarged sectional view showing a mounting state of the liquid type detection sensor of FIG. 3, FIG. 5 is a sectional view of the liquid type detection sensor, and FIG. 6 is a thin film chip portion of the liquid type detection sensor. FIG. 7 is a schematic circuit configuration diagram of an embodiment of the liquid type detection sensor of the liquid type detection device of the present invention, and FIG. 8 uses the 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 liquid type detection device of the present invention, and FIG. 10 is a liquid type of the present invention. FIG. 11 is a graph showing the output correction method of the liquid type detection method using the detection device. FIG. 11 shows the detection state of the liquid type detection chamber of the liquid type detection device of the present invention Is a schematic view illustrating the.
[0083]
In FIG. 1, reference numeral 10 denotes a liquid type detection device of the present invention as a whole. The liquid type detecting device 10 includes a substantially box-shaped liquid type detecting device main body 12 through which a fluid to be detected such as gasoline, light oil, or urea solution flows.
[0084]
As shown in FIG. 1, the liquid type detection device main body 12 is provided with a substantially circular liquid type detection chamber 20 inside thereof. The liquid type detection device main body 12 includes a first flow path 14 and a second flow path 16.
[0085]
The first flow path 14 is connected to a fluid inlet 18 provided in the liquid type detection chamber 20. The second flow path 16 is connected to the fluid discharge port 11 provided in the liquid type detection chamber 20.
[0086]
As shown by the arrows in FIG. 2, the fluid to be detected introduced into the liquid type detection device main body 12 temporarily stays in the liquid type detection chamber 20 through the fluid introduction port 18 from the first flow path 14. It is configured as follows.
[0087]
The liquid type detection chamber 20 is provided with an upper liquid type detection chamber lid member 21, and the liquid type detection chamber lid member 21 has a substantially track-shaped liquid type detection sensor opening 22. Is formed.
[0088]
As shown in FIG. 3, a liquid type detection sensor 24 is attached to the liquid type detection sensor opening 22.
[0089]
As shown in FIG. 4, the liquid type detection sensor 24 includes a liquid type detection sensor heater 25 and a liquid temperature sensor 28 that is disposed at a predetermined interval from the liquid type detection sensor heater 25. The liquid type detection sensor heater 25 and the liquid temperature sensor 28 are integrally formed of the mold resin 30.
[0090]
As shown in FIG. 5, the liquid type detection sensor heater 25 includes a lead electrode 32 and a thin film chip portion 34. The liquid type detection sensor heater 25 protrudes from the mold resin 30 through the liquid type detection sensor opening 22 into the liquid type detection chamber 20 and is made of metal fins that are in direct contact with the fluid to be detected. 36. 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.
[0091]
On the other hand, the liquid temperature sensor 28 has the same configuration as that of the 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.
[0092]
As shown in FIG. 6, the thin film chip portion 34 is made of, for example, Al.₂O₃A substrate 40 made of PT, a temperature sensor 42 (PTD) made of PT, and SiO.₂An interlayer insulating film 44 made of TaSiO₂Heater (heating element) 46 made of, heating element electrode 48 made of Ni, and SiO₂And a thin film chip in which an electrode pad 52 made of Ti / Au is sequentially laminated.
[0093]
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.
[0094]
Then, after the liquid type and concentration of the fluid to be detected are detected by the liquid type detection sensor 24, the fluid to be detected is supplied from the liquid type detection chamber 20 and from the fluid discharge port 11 of the liquid type detection chamber 20 to the second. It is discharged to the outside through the channel 16.
[0095]
As shown in FIG. 1, the liquid type detection sensor 24 includes a circuit board member 23 and an outer lid member 27 that covers the circuit board member 23. 2 and 3, the circuit board member 23 and the outer lid member 27 are omitted for convenience of explanation.
[0096]
In FIG. 1, reference numerals 12 a and 12 b denote attachment flanges for attaching the liquid type detection device 10 provided in the liquid type detection device main body 12 to, for example, an automobile.
[0097]
On the other hand, in the liquid type detection chamber 20, as shown in FIG. 2, the flow control plate 1 is provided for the liquid type detection chamber so as to surround the liquid type detection sensor 24 protruding in the liquid type detection chamber 20. It is formed inside the lid member 21.
[0098]
The flow control plate 1 is composed of a plate member 2 having a substantially U-shaped cross section. The plate member 2 surrounds the liquid type detection sensor 24 from both sides, and fluid flows from the fluid inlet 18 of the liquid type detection chamber 20. A pair of side plate members 3 and 4 extending toward the discharge port 11 and a covering plate member 5 connected to the side plate members 3 and 4 are provided.
[0099]
The flow control plate 1 is formed with a fluid inlet 6 facing the fluid inlet 18 of the liquid type detection chamber 20 and a fluid outlet 7 facing the fluid outlet 11 of the liquid type detection chamber 20. Yes.
[0100]
The fluid inlet 18 of the liquid type detection chamber 20 and the fluid inlet 6 of the flow control plate 1 are separated by a predetermined distance L1, and the fluid discharge port 11 of the liquid type detection chamber 20 and the flow control plate 1 are separated from each other. Are separated from each other by a predetermined distance L2.
[0101]
With this configuration, when the introduction of the fluid to be detected into the liquid type detection device main body 12 is stopped and the fluid to be detected is temporarily retained in the liquid type detection chamber 20, the liquid type detection chamber 20 The flow of the fluid to be detected around the liquid type detection sensor 24 positioned inside the flow control plate 1 surrounded by the flow control plate 1 is suppressed by the flow control plate 1. However, it will stop instantly.
[0102]
That is, the fluid to be detected is flow-controlled from the fluid inlet 18 of the liquid type detection chamber 20 through the fluid inlet 6 of the flow control plate 1 into the flow control plate 1 surrounded by the flow control plate 1. The liquid type detection sensor 24 can reliably enter the periphery of the liquid type detection sensor 24 located inside the plate 1 and detect the liquid type and concentration of the fluid to be detected.
[0103]
Then, after detecting the liquid type and concentration of the fluid to be detected by the liquid type detection sensor 24, after detection from the fluid outlet 11 of the liquid type detection chamber 20 via the fluid outlet 7 of the flow control plate 1. Since the detected fluid can be reliably discharged, the detected fluid can be accurately detected sequentially.
[0104]
Accordingly, when the liquid type and concentration are detected by the liquid type detection sensor 24, the flow of the detected fluid does not occur, and the disturbance of the detected fluid due to vibration does not occur. The influence on the detection of the concentration can be prevented, and the liquid type and concentration of the fluid to be detected can be accurately measured.
[0105]
In addition, since the liquid type detection chamber 20 is provided, the amount of the fluid to be detected is increased, so that the detection of the liquid type and concentration of the liquid to be detected is affected by ambient influences such as external temperature. Therefore, accurate detection can be performed.
[0106]
Therefore, for example, when applied to a fluid such as gasoline or light oil in an automobile, when the automobile is stopped due to a signal or the like, the pump of gasoline or the like is stopped and the liquid type and concentration of the fluid to be detected are instantly changed. It can be detected, and after the detection is completed, the pump can be started and the automobile can be started again, so that the running of the automobile is not hindered.
[0107]
Further, as indicated by an arrow B in FIG. 11, the air mixed in the fluid to be detected at the time of this detection passes through the fluid outlet 7 of the flow control plate 1 and the fluid discharge port of the liquid type detection chamber 20. 11, since this air can be reliably discharged, the air does not stay around the liquid type detection sensor 24. Therefore, the influence on the detection can be prevented and accurate detection can be performed. it can.
[0108]
Furthermore, since the fluid inlet 18 of the liquid type detection chamber 20 and the fluid inlet 6 of the flow control plate 1 are separated from each other by a predetermined distance L1, as shown by an arrow A in FIG. From the gap, the air mixed in the fluid to be detected moves to the outside of the flow control plate 1 and is discharged to the outside from the fluid discharge port 11 of the liquid type detection chamber 20.
[0109]
Therefore, since air does not enter the flow control plate 1, air does not stay around the liquid type detection sensor 24, so that the influence on detection can be prevented and accurate detection can be performed. It can be carried out.
[0110]
In addition, even if air enters the flow control plate 1, the fluid in the liquid type detection chamber 20 passes through the fluid outlet 7 of the flow control plate 1 as shown by the arrow C in FIG. 11. Since this air can be reliably discharged from the discharge port 11, air does not stay around the liquid type detection sensor 24, so that the influence on the detection can be prevented and accurate detection is performed. be able to.
[0111]
Furthermore, as shown by an arrow B in FIG. 11, the side wall of the liquid type detection chamber 20 in the vicinity of the fluid discharge port 11 has a substantially circular tube shape and is formed in a substantially arc shape. Along the side wall 20a of the liquid type detection chamber 20, the air mixed in the fluid to be detected is guided to the fluid discharge port 11 of the liquid type detection chamber 20 and discharged.
[0112]
Therefore, air does not collect in the vicinity of the fluid discharge port 11 of the liquid type detection chamber 20, and air does not stay around the liquid type detection sensor 24. Therefore, the influence on detection can be prevented, Accurate detection can be performed.
[0113]
In order to achieve such effects, as shown in FIG. 11, the predetermined distances L1 and L2 are preferably 1.5 mm to 5 mm, and preferably 2 mm to 3.5 mm. . The distance L3 between the pair of side plate members 3 and 4 of the flow control plate 1 and the liquid type detection sensor 24 is 5 mm to 10 mm, preferably 6 mm to 8 mm.
[0114]
Further, the size of the liquid type detection chamber 20 is not particularly limited.
[0115]
Furthermore, the material constituting the liquid type detection chamber 20 is not particularly limited, but metals such as stainless steel such as SUS304, synthetic resins such as polyacetal (POM), and fiber reinforced resins such as FRP can be used. It is.
[0116]
Further, the material constituting the flow control plate 1 is not particularly limited, but a metal such as stainless steel such as SUS304, a synthetic resin such as polyacetal (POM), a fiber reinforced resin such as FRP, or a ceramic is used. Is possible.
[0117]
Furthermore, the liquid type detection device 10 of the present invention has a circuit configuration as shown in FIG.
[0118]
In FIG. 7, a liquid type detection liquid temperature sensor 26 of the liquid type detection sensor heater 25 of the liquid type detection sensor 24 and a liquid temperature sensor 28 are connected via two resistors 64 and 66, and a 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.
[0119]
The applied voltage of the heater 74 of the liquid type detection sensor heater 25 is controlled by the computer 72.
[0120]
In the liquid type detection device 10 configured as described above, for example, liquid type detection of gasoline is performed as follows.
[0121]
First, the fluid to be detected is introduced from the first flow path 14 through the fluid inlet 18 into the liquid type detection chamber 20 by introducing the fluid to be detected into the liquid type detection device main body 12 under the control of a control device (not shown). After the inflow, the inflow of the fluid to be detected is stopped, and the liquid type detection chamber 20 is temporarily retained.
[0122]
In this state, when the introduction of the fluid to be detected into the liquid type detection device main body 12 is stopped and the fluid to be detected is temporarily retained in the liquid type detection chamber 20, The flow of the detection fluid is suppressed by the flow control plate 1, and the flow of the detected fluid around the liquid type detection sensor 24 located inside the flow control plate 1 surrounded by the flow control plate 1 is instantaneously changed. Will stop.
[0123]
In this state, as shown in FIG. 7 and FIG. 8, the pulse voltage P is applied to the heater 74 of the liquid type detection sensor heater 25 for a predetermined time under the control of the computer 72. Then, the temperature change of the analog output of the sensor bridge circuit 68 is measured as shown in FIG.
[0124]
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 liquid type detection sensor heater 25 is determined a predetermined number of times per second. Sampling is performed 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 liquid type.
[0125]
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 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 liquid type.
[0126]
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.
[0127]
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.
[0128]
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.
[0129]
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.
[0130]
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.
[0131]
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.
[0132]
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.
[0133]
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.
[0134]
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.
[0135]
In addition, in such a gasoline 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.
[0136]
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.
[0137]
The voltage output Vout of the identified urea solution is compared 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).
[0138]
FIG. 13 is a perspective view showing another embodiment of the liquid type detection device of the present invention.
[0139]
The liquid type detection device 10 of this embodiment has basically the same configuration as the liquid type detection device 10 of the embodiment shown in FIG. 1, and the same reference numerals are given to the same components and the details thereof are described. The detailed explanation is omitted.
[0140]
In the liquid type detection device 10 of this embodiment, the heat insulating member 8 is interposed between the liquid type detection device main body 12 and the liquid type detection chamber 20.
[0141]
As described above, since the heat insulating member is interposed between the liquid type detection device main body 12 and the liquid type detection chamber 20, the influence of the outside air temperature, the influence of external vibrations, external noise such as external electromagnetic waves, etc. Since the influence does not affect the fluid to be detected in the liquid type detection chamber 20 and the liquid type detection sensor 24, the liquid type and concentration of the fluid to be detected can always be accurately detected.
[0142]
For example, when the present invention is applied to the detection of gasoline and light oil in automobiles, the temperature difference between winter and summer, the temperature difference due to direct sunlight and snow, the influence of external noise such as electromagnetic waves, and the vibration during driving, stone It is possible to prevent the detection sensor from being affected by impacts from splashes and the like, and to always detect the liquid type and concentration of the fluid to be detected accurately.
[0143]
In addition, although it does not specifically limit as such a heat insulation member 8, For example, foaming synthetic resins, such as polyethylene, a polypropylene, and urethane, glass wool etc. can be used.
[0144]
FIG. 14 is a schematic view similar to FIG. 17 showing an embodiment in which the liquid type detection device 10 configured as described above is applied to an automobile system.
[0145]
In addition, the same reference number is attached | subjected to the same structural member as FIG. 17, and the detailed description is abbreviate | omitted.
[0146]
In the automobile system 100, the liquid type detection device 10 is arranged in the gasoline tank 108 or upstream of the gasoline pump 110.
[0147]
The liquid type detection device 10 detects 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 ignition timing control device 122 is configured to adjust the ignition timing under the control of the control device 120 according to the type of gasoline.
[0148]
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.
[0149]
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.
[0150]
FIG. 15 is a schematic view similar to FIG. 17 showing an embodiment in which the liquid type detection device 10 configured as described above is applied to an automobile system.
[0151]
In addition, the same reference number is attached | subjected to the same structural member as FIG. 17, and the detailed description is abbreviate | omitted.
[0152]
In the automobile system 100, the liquid type detection device 10 is arranged in the gasoline tank 108 or upstream of the gasoline pump 110.
[0153]
This liquid type detection device 10 detects 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). According to the type of gasoline, the gasoline compression control device 124 adjusts the gasoline compression rate under the control of the control device 120.
[0154]
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.
[0155]
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.
[0156]
FIG. 16 is a schematic view similar to FIG. 19 showing an embodiment in which the liquid type detection device 10 configured as described above is applied to an automobile system using a urea solution.
[0157]
In addition, the same reference number is attached | subjected to the same structural member as FIG. 19, and the detailed description is abbreviate | omitted.
[0158]
In this automobile system 100, the liquid type detection device 10 is disposed in the urea solution tank 132 or upstream of the urea pump 134.
[0159]
The liquid type detection device 10 identifies the urea concentration of the 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). To reduce the concentration of urea sprayed upstream of the catalyst device 116 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 %, H₂0 is a constant state of 67.5%.
[0160]
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.
[0161]
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.
[0162]
In the above-described embodiments, 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 the case of detecting the type and concentration of fluid.
[0163]
【The invention's effect】
According to the present invention, the introduction of the fluid to be detected into the liquid type detection device main body is stopped and the fluid to be detected in the liquid type detection chamber is temporarily retained when the fluid to be detected is temporarily retained in the liquid type detection chamber. The flow is suppressed by the flow control plate, and the flow of the fluid to be detected around the liquid type detection sensor located inside the flow control plate surrounded by the flow control plate is instantaneously stopped.
[0164]
Therefore, when the liquid type and concentration are detected by the liquid type detection sensor, the flow of the detected fluid does not occur, and the disturbance of the detected fluid due to vibration does not occur. Can be prevented, and the liquid type and concentration of the fluid to be detected can be accurately measured.
[0165]
In addition, since the liquid type detection chamber is provided, the amount of fluid to be detected increases, so that the detection of the liquid type and concentration of the liquid to be detected is affected by ambient effects such as external temperature. And accurate detection can be performed.
[0166]
Therefore, for example, when applied to a fluid such as gasoline or light oil in an automobile, when the automobile is stopped due to a signal or the like, the pump of gasoline or the like is stopped and the liquid type and concentration of the fluid to be detected are instantly changed. It can be detected, and after the detection is completed, the pump can be started and the automobile can be started again, so that the running of the automobile is not hindered.
[0167]
Further, according to the present invention, the fluid to be detected flows from the fluid introduction port of the liquid type detection chamber to the inside of the flow control plate surrounded by the flow control plate via the fluid inlet of the flow control plate. It is possible to detect the liquid type and concentration of the fluid to be detected by reliably entering the periphery of the liquid type detection sensor located inside, and using the liquid type detection sensor.
[0168]
Then, after detecting the liquid type and concentration of the fluid to be detected by the liquid type detection sensor, the detected fluid is detected from the fluid outlet of the liquid type detection chamber via the fluid outlet of the flow control plate. Since it can discharge reliably, the detection of the to-be-detected fluid can be implemented sequentially.
[0169]
In addition, since air mixed in the fluid to be detected can be reliably discharged from the fluid discharge port of the liquid type detection chamber through the fluid outlet of the flow control plate during this detection, Since air does not stay around the liquid type detection sensor, the influence on detection can be prevented and accurate detection can be performed.
[0170]
Further, according to the present invention, the fluid introduction port of the liquid type detection chamber and the fluid inlet port of the flow control plate are separated by a predetermined distance, so that air mixed into the detected fluid is flow-controlled through these gaps. It moves to the outside of the plate and is discharged to the outside from the fluid discharge port of the liquid type detection chamber.
[0171]
Therefore, since air does not enter the flow control plate, air does not stay around the liquid type detection sensor, so that the influence on the detection can be prevented and accurate detection can be performed. it can.
[0172]
Moreover, even if air enters the flow control plate, this air can be reliably discharged from the fluid discharge port of the liquid type detection chamber via the fluid outlet of the flow control plate. Since air does not stay around the liquid type detection sensor, the influence on detection can be prevented and accurate detection can be performed.
[0173]
Further, according to the present invention, the side wall in the vicinity of the fluid discharge port of the liquid type detection chamber is formed in a substantially arc shape, so that the fluid to be detected along the side wall of the substantially arc-shaped liquid type detection chamber. The mixed air is guided to the fluid discharge port of the liquid type detection chamber and discharged.
[0174]
Therefore, air does not collect in the vicinity of the fluid discharge port of the liquid type detection chamber, and air does not stay around the liquid type detection sensor. It can be carried out.
[0175]
Further, according to the present invention, the liquid type detection chamber includes a substantially circular tube-shaped side wall, and the fluid introduction port and the fluid discharge port of the liquid type detection chamber are formed so as to face the side wall. The air that has entered from the fluid introduction port of the detection chamber is led to the outside along the substantially arc-shaped side wall in the vicinity of the fluid introduction port of the liquid type detection chamber. Thus, air does not enter the flow control plate.
[0176]
In addition, the air mixed in the fluid to be detected is guided inwardly toward the fluid discharge port along the substantially arc-shaped side wall in the vicinity of the fluid discharge port of the liquid type detection chamber. It is led to the fluid outlet of the chamber and discharged.
[0177]
Therefore, air does not collect in the vicinity of the fluid discharge port of the liquid type detection chamber, and air does not stay around the liquid type detection sensor. It can be carried out.
[0178]
Further, according to the present invention, since a heat insulating member is interposed between the liquid type detection device main body and the liquid type detection chamber, the influence of the outside air temperature, the influence of external vibration, the external electromagnetic wave, etc. Since the influence of external noise on the fluid type detection chamber does not affect the fluid type detection sensor and the liquid type detection sensor, the liquid type and concentration of the fluid to be detected can always be accurately detected. .
[0179]
For example, when the present invention is applied to the detection of gasoline and light oil in automobiles, the temperature difference between winter and summer, the temperature difference due to direct sunlight and snow, the influence of external noise such as electromagnetic waves, and the vibration during driving, stone It is possible to prevent the detection sensor from being affected by impacts from splashes and the like, and to always detect the liquid type and concentration of the fluid to be detected accurately.
[0180]
Further, 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. It is possible to detect the type and density.
[0181]
In other words, using the correlation between the kinematic viscosity of the fluid and the sensor output, using natural convection, and using the applied voltage of one pulse, the type and concentration of the fluid are detected accurately and quickly. Is possible.
[0182]
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. Can be detected.
[0183]
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, the type and concentration of the fluid can be detected more accurately and quickly.
[0184]
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 correlated more accurately with the properties of gasoline, and the type and concentration of the fluid can be detected more accurately and quickly. .
[0185]
Further, according to the present invention, the liquid type detection sensor heater is a laminated liquid type detection sensor heater in which a heater and a liquid type detection liquid temperature sensor are stacked via an insulating layer. Since there is no mechanism portion to perform, the type and concentration of the fluid can be detected accurately and quickly without causing malfunction due to deterioration with time or foreign matter in the fluid.
[0186]
In addition, since the sensor unit can be configured to be extremely small, it is possible to detect the exact fluid type and concentration with extremely good thermal response.
[0187]
Further, according to the present invention, since the heater of the liquid type detection sensor heater and the liquid temperature sensor for liquid type detection are configured to come into contact with the fluid to be detected through the metal fins, respectively, the liquid type detection Since the heater of the sensor heater and the liquid temperature sensor for detecting the liquid type do not directly contact the fluid to be detected, it does not cause malfunction due to aging or foreign matter in the fluid, and the type of fluid can be accurately and quickly The density can be detected.
[0188]
Further, according to the present invention, since the liquid temperature sensor is configured to contact the fluid to be detected via the metal fin, the liquid temperature sensor does not directly contact the fluid to be detected. It is possible to detect the type and concentration of fluid accurately and quickly without causing malfunction due to foreign matters in the fluid.
[0189]
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.
[0190]
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.
[0191]
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.
[0192]
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%, H₂Whether or not 0 is 67.5% can be determined quickly and accurately.
[0193]
Therefore, since the urea concentration of the urea solution in the urea tank can be maintained at a predetermined concentration, the NOx in the exhaust gas can be reduced and extremely reduced, and many remarkable and unique effects can be obtained. It is an excellent invention.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an exploded perspective view of an entire liquid type detection device of the present invention.
FIG. 2 is an exploded perspective view of a liquid type detection chamber of the liquid type detection apparatus of the present invention.
FIG. 3 is a cross-sectional view of the liquid type detection chamber of FIG. 2;
4 is a partially enlarged cross-sectional view showing a mounting state of the liquid type detection sensor of FIG. 3. FIG.
FIG. 5 is a cross-sectional view of a liquid type detection sensor.
FIG. 6 is a partially enlarged exploded perspective view showing a stacked state of a thin film chip portion of a liquid type detection sensor.
FIG. 7 is a schematic circuit configuration diagram of an embodiment of a liquid type detection sensor of the liquid type detection apparatus of the present invention.
FIG. 8 is a graph showing a time-voltage relationship showing a liquid type detection method using the liquid type detection apparatus of the present invention.
FIG. 9 is a graph showing a calibration curve showing a liquid type detection method using the 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 liquid type detection apparatus of the present invention.
FIG. 11 is a schematic diagram illustrating a detection state of a liquid type detection chamber of the liquid type detection apparatus of the present invention.
FIG. 12 is a graph showing a calibration curve showing a concentration detection method using the liquid type detection device of the present invention.
FIG. 13 is a perspective view showing another embodiment of the liquid type detection device of the present invention.
FIG. 14 is a schematic view similar to FIG. 17, showing an embodiment in which the liquid type detection device 10 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 liquid type detection device 10 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 liquid type detection device 10 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 Control board
2 Plate members
3, 4 Side plate member
5 Cover plate member
6 Fluid inlet
7 Fluid outlet
8 Insulation member
10 Liquid type detector
11 Fluid outlet
12 Liquid type detector
14 First flow path
16 Second channel
18 Fluid inlet
20a side wall
20 Liquid type detection room
21 Lid type detection chamber lid
22 Liquid type detection sensor opening
23 Circuit board members
24 Liquid type detection sensor
25 Liquid type detection sensor heater
26 Liquid temperature sensor for liquid type detection
27 Outer cover member
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
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 sensors

Claims (34)

A liquid type detection device for detecting one or both of liquid type detection and concentration detection of a fluid,
A liquid type detection chamber for temporarily retaining a fluid to be detected introduced into the liquid type detection device body; and
A liquid type detection sensor disposed in the liquid type detection chamber;
A liquid type detection apparatus comprising: a flow control plate disposed in the liquid type detection chamber and surrounding the liquid type detection sensor. The fluid control plate is formed with a fluid inlet facing the fluid introduction port of the liquid type detection chamber and a fluid outlet facing the fluid discharge port of the liquid type detection chamber. The liquid type detection apparatus according to 1. The fluid introduction port of the liquid type detection chamber and the fluid inlet of the flow control plate are separated by a predetermined distance,
3. The liquid type detection device according to claim 1, wherein a fluid discharge port of the liquid type detection chamber and a fluid outlet of the flow control plate are separated from each other by a predetermined distance. 4. The liquid type detection device according to claim 1, wherein a side wall in the vicinity of the fluid discharge port of the liquid type detection chamber is formed in a substantially arc shape. 5. 5. The liquid type detection chamber includes a substantially circular tube-shaped side wall, and a fluid introduction port and a fluid discharge port of the liquid type detection chamber are formed so as to face the side wall. The liquid type detection device according to any one of the above. The liquid type detection device according to any one of claims 1 to 5, wherein a heat insulating member is interposed between the liquid type detection device main body and the liquid type detection chamber. The liquid type detection sensor is
A liquid type detection sensor heater disposed in the liquid type detection chamber;
A liquid temperature sensor disposed in the liquid type detection chamber at a predetermined interval from the liquid type detection sensor heater,
The liquid type detection sensor heater includes a heater and a liquid temperature sensor for liquid type detection disposed in the vicinity of the heater,
When performing either or both of liquid type detection and concentration detection of the detected fluid, a pulse voltage is applied to the liquid type detection sensor heater for a predetermined time, and the heater detects the liquid type detection chamber. The liquid to be detected temporarily retained in the liquid is heated, and either the liquid type detection or the concentration detection is performed by the voltage output difference V0 corresponding to the temperature difference between the initial temperature and the peak temperature of the liquid temperature sensor for liquid type detection. The liquid type detection device according to claim 1, wherein the liquid type detection device is configured to perform both of them. 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 liquid type detection device according to claim 7, wherein: Based on calibration curve data that is the correlation of the voltage output difference with temperature for a predetermined reference fluid stored in advance,
8. The system according to claim 7, 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 8. The liquid type detection device according to any one of 8 to 8. The voltage output Vout for the voltage output difference V0 at the measured temperature of the fluid to be detected is
The liquid type detection device according to any one of claims 7 to 9, wherein the liquid type detection device is configured to perform correction in correlation with an output voltage of a voltage output difference at a measured temperature for a predetermined threshold reference fluid. 11. The liquid type detection sensor heater according to claim 7, wherein the liquid type detection sensor heater is a laminated liquid type detection sensor heater in which a heater and a liquid type detection liquid temperature sensor are stacked via an insulating layer. The liquid type detection device according to 1. The heater of the liquid type detection sensor heater and the liquid temperature sensor for liquid type detection are configured to contact with the fluid to be detected through metal fins, respectively. A liquid type detection device according to claim 1. The liquid type detection device according to claim 7, wherein the liquid temperature sensor is configured to come into contact with a fluid to be detected through a metal fin. A liquid type detection method for detecting one or both of liquid type detection and concentration detection of a fluid,
A liquid type detection chamber for temporarily retaining a fluid to be detected introduced into the liquid type detection device body; and
A liquid type detection sensor disposed in the liquid type detection chamber;
Using a liquid type detection device provided in the liquid type detection chamber and provided with a flow control plate surrounding the liquid type detection sensor,
Stop the introduction of the fluid to be detected into the main body of the liquid type detection device, temporarily hold the fluid to be detected in the liquid type detection chamber, and either or both of the liquid type detection and the concentration detection of the liquid to be detected Liquid type detection method characterized by performing. The fluid control plate is formed with a fluid inlet facing the fluid introduction port of the liquid type detection chamber and a fluid outlet facing the fluid discharge port of the liquid type detection chamber. 14. The liquid type detection method according to 14. The fluid introduction port of the liquid type detection chamber and the fluid inlet of the flow control plate are separated by a predetermined distance,
The liquid type detection method according to claim 14, wherein a fluid discharge port of the liquid type detection chamber and a fluid outlet of the flow control plate are separated from each other by a predetermined distance. The liquid type detection method according to claim 14, wherein a side wall in the vicinity of the fluid discharge port of the liquid type detection chamber is formed in a substantially arc shape. The liquid type detection chamber includes a substantially circular tube-shaped side wall, and a fluid introduction port and a fluid discharge port of the liquid type detection chamber are formed so as to face the side wall. The liquid type detection method according to any one of the above. The liquid type detection method according to claim 14, wherein a heat insulating member is interposed between the liquid type detection device main body and the liquid type detection chamber. The liquid type detection sensor is
A liquid type detection sensor heater disposed in the liquid type detection chamber;
A liquid temperature sensor disposed in the liquid type detection chamber at a predetermined interval from the liquid type detection sensor heater,
The liquid type detection sensor heater includes a heater and a liquid temperature sensor for liquid type detection disposed in the vicinity of the heater,
When performing either or both of liquid type detection and concentration detection of the detected fluid, a pulse voltage is applied to the liquid type detection sensor heater for a predetermined time, and the heater detects the liquid type detection chamber. The liquid to be detected temporarily retained in the liquid is heated, and either the liquid type detection or the concentration detection is performed by the voltage output difference V0 corresponding to the temperature difference between the initial temperature and the peak temperature of the liquid temperature sensor for liquid type detection. The liquid type detection method according to claim 14, wherein the liquid type detection method is configured to perform both of them. 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 liquid type detection method according to claim 20, wherein: Based on calibration curve data that is the correlation of the voltage output difference with temperature for a predetermined reference fluid stored in advance,
22. The detection device according to claim 20, wherein either one or both of liquid type detection and concentration detection of the detected fluid is detected based on the voltage output difference V 0 obtained for the detected fluid. The liquid kind detection method of description. The voltage output Vout for the voltage output difference V0 at the measured temperature of the fluid to be detected is
The liquid type detection method according to any one of claims 20 to 22, wherein the liquid type detection method 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. 24. The liquid type detection sensor heater according to any one of claims 20 to 23, wherein the liquid type detection sensor heater is a laminated liquid type detection sensor heater in which a heater and a liquid type detection liquid temperature sensor are stacked via an insulating layer. Liquid type detection method as described in 4. The heater of the liquid type detection sensor heater and the liquid temperature sensor for liquid type detection are configured so as to come into contact with the fluid to be detected through metal fins, respectively. The liquid type detection method of crab. The liquid type detection method according to any one of claims 20 to 25, wherein the liquid temperature sensor is configured to contact a fluid to be detected through a metal fin. An automobile liquid type detection device that detects the type of gasoline or light oil,
14. A liquid type detection device for an automobile, wherein the liquid type detection device according to claim 1 is disposed in a gasoline or light oil tank or upstream or downstream of a gasoline or light oil pump. An automobile liquid type detection method for detecting the type of gasoline or light oil,
The 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 liquid type detection method according to any one of claims 14 to 26. Automobile liquid type detection method. A device for reducing exhaust gas from automobiles,
While disposing the liquid type detection device according to any one of claims 1 to 13 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 an ignition timing based on a type of gasoline or light oil detected by the liquid type detection device. A method for reducing automobile exhaust gas,
While detecting the kind of gasoline or light oil in the gasoline or light oil tank, or the gasoline or light oil upstream or downstream of the gasoline or light oil pump using the liquid type detection method according to any one of claims 14 to 26,
An automobile exhaust gas reduction method comprising adjusting ignition timing based on a type of gasoline or light oil detected by the liquid type detection device. A device for reducing exhaust gas from automobiles,
While disposing the liquid type detection device according to any one of claims 1 to 13 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 a gasoline or light oil compression control device that adjusts the compression rate of gasoline or light oil based on the type of gasoline or light oil detected by the liquid type detection device. A method for reducing automobile exhaust gas,
While detecting the kind of gasoline or light oil in the gasoline or light oil tank, or the gasoline upstream or downstream of the gasoline or light oil pump using the liquid type detection method according to any one of claims 14 to 26,
A method for reducing automobile exhaust gas, comprising adjusting a compression rate of gasoline based on a type of gasoline or light oil detected by the liquid type detection device. 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 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. 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
27. Reduction of exhaust gas of an automobile, wherein the urea concentration of the urea solution in the urea tank or upstream or downstream of the urea pump is detected using the liquid type detection method according to claim 14. Method.

Images