JP2005188301A - Device for discriminating kind of gasoline - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、自動車等の内燃エンジンの燃料として使用されるガソリンの種類を識別するガソリン種類識別装置に関するものである。 The present invention relates to a gasoline type identification device for identifying the type of gasoline used as fuel for an internal combustion engine such as an automobile.
自動車の内燃エンジンでは、燃料として化石燃料の一種であるガソリンが使用される。ガソリンは、多種の炭化水素その他の材料の混合体であり、その材料組成は原料となる原油の材料組成及び留出条件に応じて決まる。従って、ガソリンの燃焼に関する特性はその材料組成に応じて異なり、このため、或る材料組成(即ち或る種類)のガソリンの燃焼を前提として内燃エンジンの側の燃焼条件(単位時間あたりのガソリン噴射量など)を最適に設定したとしても、他の種類のガソリンに関しては最適条件とはならない場合がある。 In an internal combustion engine of an automobile, gasoline which is a kind of fossil fuel is used as fuel. Gasoline is a mixture of various hydrocarbons and other materials, and the material composition thereof is determined according to the material composition of the crude oil used as a raw material and the distillation conditions. Therefore, the characteristics relating to the combustion of gasoline vary depending on the material composition, and therefore, the combustion condition (gasoline injection per unit time) on the side of the internal combustion engine on the assumption of combustion of gasoline of a certain material composition (ie, a certain type). (E.g. volume) may not be optimal for other types of gasoline.
このようなガソリンの種類の特定は、例えば、当該ガソリンの特定割合の量が蒸発する温度により行うことができる。特定割合としては例えば50%を選択することができ、この場合、ガソリン種類はガソリンの50%が蒸発する温度としてのT50により特定される。T50は、低いものでは例えば85℃程度であり、高いものでは例えば125℃程度である。T50が低いガソリンは軽質即ち蒸発しやすいガソリンであり、T50が高いガソリンは重質即ち蒸発しにくいガソリンである。 Such specification of the type of gasoline can be performed by, for example, the temperature at which a specific ratio amount of the gasoline evaporates. For example, 50% can be selected as the specific ratio. In this case, the gasoline type is specified by T50 as a temperature at which 50% of the gasoline evaporates. T50 is, for example, about 85 ° C. at a low value and is, for example, about 125 ° C. at a high value. Gasoline having a low T50 is light, i.e., easy to evaporate, and gasoline having a high T50 is heavy, i.e., evaporative.
燃焼条件を最適に設定し空燃比を最適化することで、内燃エンジンの出力トルクを高めて燃費を向上させ、しかも排気ガス中の不完全燃焼生成物である炭化水素(HC)や一酸化炭素(CO)などの量を低減することができる。しかし、最適燃焼条件から外れる場合には、出力トルクが低下して燃費が劣化したり、不完全燃焼生成物の量が増大して公害及び環境汚染を引き起こしたりする。 By optimizing the combustion conditions and optimizing the air-fuel ratio, the output torque of the internal combustion engine is increased to improve fuel efficiency, and hydrocarbons (HC) and carbon monoxide, which are incomplete combustion products in the exhaust gas, are also achieved. The amount of (CO) or the like can be reduced. However, when the optimum combustion condition is not satisfied, the output torque is reduced and the fuel consumption is deteriorated, or the amount of incomplete combustion products is increased to cause pollution and environmental pollution.
そこで、内燃エンジンに実際に供給されるガソリンの種類を識別し、その識別結果に応じて内燃エンジンの燃焼条件を適宜設定することで、実際に燃焼に供されるガソリンの種類に応じた最適な燃焼状態(即ち、内燃エンジンの出力トルクを高め、排気ガス中の不完全燃焼生成物の量を低減する燃焼状態)を実現することが望ましい。 Therefore, by identifying the type of gasoline that is actually supplied to the internal combustion engine and appropriately setting the combustion conditions of the internal combustion engine according to the identification result, the optimum type according to the type of gasoline that is actually used for combustion is determined. It is desirable to achieve a combustion state (ie, a combustion state that increases the output torque of the internal combustion engine and reduces the amount of incomplete combustion products in the exhaust gas).
液体を含む流体の種類を識別する方法としては、例えば特開平11−153561号公報(特許文献1)に、通電により発熱体を発熱させ、この発熱により感温体を加熱し、発熱体から感温体への熱伝達に対し被識別流体により熱的影響を与え、感温体の電気抵抗に対応する電気的出力に基づき、被識別流体の種類を判別する流体識別方法であって、発熱体ヘの通電を周期的に行うもの、が開示されている。
しかしながら、この流体識別方法は、たとえば水と空気と油などの性状のかなり異なる流体について、代表値によって識別を行うことが可能であるが、上記の様なガソリンのうちの互いに異なる種類のものの識別に適用して正確で迅速な識別を行うには十分とはいえない。 However, in this fluid identification method, for example, fluids having considerably different properties such as water, air, and oil can be identified by representative values. However, different types of gasoline as described above can be identified. It is not enough to apply to the system for accurate and rapid identification.
また、この方法を自動車などの移動体に搭載されるガソリン種類識別に適用する場合には、更に別の技術的課題が生ずる。即ち、この場合、鉛直方向(重力の方向)に対する自動車の傾き角度(傾角)が必ずしも一定に維持されるとは限らず、例えば傾斜地に停車した場合等には平地に停車した場合に比べて傾角が大きくなり、これに従って識別装置が種々の角度に傾くことにより、発熱体から感温体への熱伝達に対して被識別流体たるガソリンにより与えられる熱的影響が変化して、識別の精度が低下することがある。更に、自動車の移動中に熱伝達部材の周囲のガソリンに外的要因に基づき強制流動が生ずることがあり、これにより発熱体から感温体への熱伝達に対して被識別流体により与えられる熱的影響が変化して、識別の精度が低下することがある。 Further, when this method is applied to gasoline type identification mounted on a moving body such as an automobile, another technical problem arises. That is, in this case, the inclination angle (inclination angle) of the vehicle with respect to the vertical direction (the direction of gravity) is not necessarily maintained constant. For example, when the vehicle is stopped on an inclined ground, the inclination angle is smaller than that when the vehicle is stopped on a flat ground. As the identification device tilts at various angles according to this, the thermal influence exerted by the gasoline as the fluid to be identified on the heat transfer from the heating element to the temperature sensing element changes, and the accuracy of the identification increases. May decrease. Furthermore, forced flow may occur in the gasoline around the heat transfer member during the movement of the vehicle due to external factors, and this causes the heat provided by the fluid to be identified for heat transfer from the heating element to the temperature sensing element. The accuracy of identification may be reduced due to a change in the influence of the image.
本発明は、以上のような現状に鑑みて、種々の角度に傾いた場合または移動中であっても、正確且つ迅速にガソリンの種類を識別することの可能なガソリン種類識別装置を提供することを目的とする。 In view of the present situation as described above, the present invention provides a gasoline type identification device capable of accurately and quickly identifying the type of gasoline even when tilted at various angles or while moving. With the goal.
本発明によれば、上記目的を達成するものとして、
ガソリン供給経路に配置され前記ガソリンの種類を識別するガソリン種類識別装置であって、
前記ガソリン供給経路の上流側部分に一端が接続される第1流通路と、前記ガソリン供給経路の下流側部分に一端が接続される第2流通路と、前記第1流通路の他端と前記第2流通路の他端とに両端が接続されるガソリン流通経路及び該ガソリン流通経路に臨んで配置された識別センサー部を有する測定部とを備えており、
前記識別センサー部は発熱体及び感温体を含んでなる傍熱型ガソリン種類検知部と前記ガソリンの温度を測定する液温検知部とを有しており、前記傍熱型ガソリン種類検知部及び液温検知部はそれぞれ前記ガソリンとの熱交換のためのガソリン種類検知部用熱伝達部材及び液温検知部用熱伝達部材を備えており、前記ガソリン種類検知部用熱伝達部材及び液温検知部用熱伝達部材を経由するように両端開放のガソリン導入路を形成するカバー部材が付設されており、
前記傍熱型ガソリン種類検知部の発熱体を発熱させ、前記傍熱型ガソリン種類検知部の感温体と前記液温検知部とを含んでなるガソリン種類検知回路の出力に基づき識別演算部において前記ガソリンの種類の識別を行うことを特徴とするガソリン種類識別装置、
が提供される。
According to the present invention, the above object is achieved as follows:
A gasoline type identification device that is arranged in a gasoline supply path and identifies the type of gasoline,
A first flow passage having one end connected to an upstream portion of the gasoline supply path; a second flow passage having one end connected to a downstream portion of the gasoline supply path; the other end of the first flow passage; A gasoline distribution path having both ends connected to the other end of the second flow path, and a measurement unit having an identification sensor unit arranged facing the gasoline distribution path,
The identification sensor unit includes an indirectly heated gasoline type detecting unit including a heating element and a temperature sensitive body, and a liquid temperature detecting unit for measuring the temperature of the gasoline, and the indirectly heated gasoline type detecting unit and Each of the liquid temperature detection parts includes a heat transfer member for a gasoline type detection part and a heat transfer member for a liquid temperature detection part for heat exchange with the gasoline, and the heat transfer member for the gasoline type detection part and a liquid temperature detection A cover member that forms a gasoline introduction path open at both ends so as to pass through the heat transfer member for the part is attached,
In the discrimination calculation unit based on the output of the gasoline type detection circuit that heats the heating element of the indirectly heated gasoline type detection unit and includes the temperature sensing body of the indirectly heated gasoline type detection unit and the liquid temperature detection unit A gasoline type identification device characterized by identifying the type of gasoline;
Is provided.
本発明の一態様においては、前記ガソリン供給経路はガソリンタンクからガソリン内燃エンジンへとガソリンを供給するものであり、前記上流側部分はガソリンタンク側部分であり、前記下流側部分はガソリン内燃エンジン側部分である。 In one aspect of the present invention, the gasoline supply path supplies gasoline from a gasoline tank to a gasoline internal combustion engine, the upstream portion is a gasoline tank side portion, and the downstream portion is a gasoline internal combustion engine side. Part.
本発明の一態様においては、前記傍熱型ガソリン種類検知部の発熱体に対して単一パルス電圧を印加して前記発熱体を発熱させる。本発明の一態様においては、前記識別演算部は、前記発熱体の発熱の際の前記感温体の初期温度とピーク温度との差に対応するガソリン種類対応電圧値により前記ガソリンの種類の識別を行う。本発明の一態様においては、前記感温体の初期温度に対応する電圧値として前記発熱体に対する前記単一パルス印加の開始前の初期電圧を所定回数サンプリングして平均することで得られた平均初期電圧値を用い、前記感温体のピーク温度に対応する電圧値として前記発熱体に対する前記単一パルス印加の終了前のピーク電圧を所定回数サンプリングして平均することで得られた平均ピーク電圧値を用い、前記ガソリン種類対応電圧値として前記平均ピーク電圧値と前記平均初期電圧値との差を用いる。本発明の一態様においては、前記識別演算部には前記液温検知部から前記ガソリンの液温に対応する液温対応出力値が入力され、前記識別演算部では、既知の複数の種類の参照ガソリンについて作成され液温に対するガソリン種類対応電圧値の関係を示す検量線を用いて、識別対象のガソリンについて得られた前記液温対応出力値と前記ガソリン種類対応電圧値とに基づき、前記ガソリン種類の識別を行う。 In one aspect of the present invention, a single pulse voltage is applied to the heating element of the indirectly heated gasoline type detection unit to cause the heating element to generate heat. In one aspect of the present invention, the identification calculation unit identifies the gasoline type based on a gasoline type corresponding voltage value corresponding to a difference between an initial temperature and a peak temperature of the temperature sensing element when the heating element generates heat. I do. In one aspect of the present invention, an average obtained by sampling and averaging the initial voltage before the start of the single pulse application to the heating element as a voltage value corresponding to the initial temperature of the temperature sensing element. Using the initial voltage value, the average peak voltage obtained by sampling and averaging the peak voltage before the end of the single pulse application to the heating element as a voltage value corresponding to the peak temperature of the temperature sensing element The difference between the average peak voltage value and the average initial voltage value is used as the gasoline type corresponding voltage value. In one aspect of the present invention, a liquid temperature corresponding output value corresponding to the liquid temperature of the gasoline is input from the liquid temperature detection unit to the identification calculation unit, and the identification calculation unit includes a plurality of known types of references. Based on the liquid temperature-corresponding output value and the gasoline type-corresponding voltage value obtained for the gasoline to be identified using a calibration curve created for gasoline and indicating the relationship of the gasoline-type-corresponding voltage value to the liquid temperature, the gasoline type Identify.
本発明の一態様においては、前記識別演算部はマイクロコンピュータを含んでなる。 In one aspect of the present invention, the identification calculation unit includes a microcomputer.
本発明の一態様においては、更に、前記第1流通路の前記一端の側の部分を除く部分及び前記第2流通路の前記一端の側の部分を除く部分並びに前記測定部とを収容するハウジングを備えている。本発明の一態様においては、前記第1流通路の少なくとも前記一端の側の部分及び前記第2流通路の前記一端の側の部分には断熱被覆が施されている。 In one aspect of the present invention, the housing further accommodates a portion excluding the portion on the one end side of the first flow passage, a portion excluding a portion on the one end side of the second flow passage, and the measurement portion. It has. In one aspect of the present invention, at least a portion on the one end side of the first flow passage and a portion on the one end side of the second flow passage are provided with a heat insulating coating.
本発明によれば、ガソリン種類検知部用熱伝達部材及び液温検知部用熱伝達部材を経由するように両端開放のガソリン導入路を形成するカバー部材を付設しているので、熱伝達部材の周囲のガソリンに外的要因に基づく強制流動が生じにくく、更に識別装置の傾きの如何によらず発熱体から感温体への熱伝達に対する被識別流体であるガソリンによる熱的影響の変化は少なく、従ってガソリン種類識別の精度を向上させることができる。 According to the present invention, since the cover member that forms the gasoline introduction path open at both ends is provided so as to pass through the heat transfer member for the gasoline type detection unit and the heat transfer member for the liquid temperature detection unit, Forced flow based on external factors is unlikely to occur in the surrounding gasoline, and there is little change in the thermal influence of the identified fluid, gasoline, on the heat transfer from the heating element to the temperature sensing element regardless of the inclination of the identification device. Therefore, the accuracy of gasoline type identification can be improved.
また、本発明によれば、傍熱型ガソリン種類検知部の発熱体に対して単一パルス電圧を印加して前記発熱体を発熱させてガソリン種類検知回路の出力に基づきガソリン種類演算部においてガソリンの種類の識別を行うようにした場合には、ガソリンの種類を正確にしかも迅速に識別することが可能である。特に、発熱体の発熱の際の感温体の初期温度とピーク温度との差に対応するガソリン種類対応電圧値によりガソリン種類の識別を行い、たとえばガソリン種類対応電圧値として平均ピーク電圧値と平均初期電圧値との差を用いることにより、安定して正確且つ迅速な識別が可能となる。 Further, according to the present invention, a single pulse voltage is applied to the heating element of the indirectly heated gasoline type detection unit to cause the heating element to generate heat, and the gasoline type calculation unit calculates the gasoline based on the output of the gasoline type detection circuit. In this case, it is possible to accurately and quickly identify the type of gasoline. In particular, the gasoline type is identified by the voltage value corresponding to the gasoline type corresponding to the difference between the initial temperature and the peak temperature of the temperature sensing element when the heating element generates heat. For example, the average peak voltage value and the average By using the difference from the initial voltage value, stable and accurate and quick identification is possible.
また、本発明によれば、第1流通路の少なくともガソリン供給経路上流側部分に接続される部分及び第2流通路のガソリン供給経路下流側部分に接続される部分に断熱被覆を施すことにより、測定部に対する外部温度の影響を低減することができ、識別精度を向上させることができる。 In addition, according to the present invention, by applying a heat insulation coating to at least the portion connected to the gasoline supply path upstream portion of the first flow passage and the portion connected to the gasoline supply route downstream portion of the second flow passage, The influence of the external temperature on the measurement unit can be reduced, and the identification accuracy can be improved.
以下、本発明の実施の形態を、図面を参照しながら説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
図1は本発明によるガソリン種類識別装置の一実施形態の使用状態を示す模式的構成図であり、図2〜4はその部分断面図である。本実施形態ではガソリン供給経路がガソリンタンクからガソリン内燃エンジンへとガソリンを供給するものであるが、本発明のガソリン供給経路は、これに限定されることはなく、例えばガソリンタンクからタンクローリーへとガソリンを供給する経路、或いは大型ガソリンタンクから小型タンクへとガソリンを供給する経路などであってもよい。 FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing a use state of an embodiment of a gasoline type identification device according to the present invention, and FIGS. 2 to 4 are partial sectional views thereof. In the present embodiment, the gasoline supply path supplies gasoline from the gasoline tank to the gasoline internal combustion engine. However, the gasoline supply path of the present invention is not limited to this, for example, gasoline from the gasoline tank to the tank truck. Or a route for supplying gasoline from a large gasoline tank to a small tank.
図1に示されているように、ガソリンタンクTからガソリン内燃エンジンEへとガソリンを供給する経路の途中にガソリンの種類を識別するガソリン種類識別装置1が配置されている。識別装置1は、測定部3と、ガソリン供給経路の上流側部分たるタンク側部分(配管)14Tに管継手8Tにより一端が接続される第1流通路4Tと、ガソリン供給経路の下流側部分たるガソリン内燃エンジン側部分(配管)14Eに管継手8Eにより一端が接続される第2流通路4Eとを備えている。測定部3は、ケース基板2a及びケースカバー2bにより形成されるガソリン流通経路20を有しており、該流通経路はその一端(図1〜3では下端)が上記第1流通路4Tの他端と接続されており且つ他端(図1〜3では上端)が上記第2流通路4Eの他端と接続されている。
As shown in FIG. 1, a gasoline
本実施形態の識別装置は、上記の測定部3、第1流通路4Tの一部(即ち、図1に示されているようにガソリン供給経路のタンク側部分14Tと接続される端部を除く部分)及び第2流通路4Eの一部(即ち、図1に示されているようにガソリン供給経路のエンジン側部分14Eと接続される端部を除く部分)を収容するハウジング6を備えている。更に、第1流通路4Tのハウジング6外の部分(即ち、ガソリン供給経路のタンク側部分14Tと接続される端部)は断熱被覆材4T1により覆われており、第2流通路4Eのハウジング6外の部分(即ち、ガソリン供給経路のエンジン側部分14Eと接続される端部)は断熱被覆材4E1により覆われている。
The identification device according to the present embodiment excludes the
ハウジング6内には、後述するガソリン種類検知回路を構成する回路基板12が配置されている。該回路基板12には、後述する識別演算部を構成するマイクロコンピュータ(マイコン)が搭載されている。また、回路基板12と外部との通信のための配線13が設けられている。
In the
ハウジング6の内部空間(測定部3、第1流通路4T、第2流通路4E及び回路基板12等を除く部分)には断熱材が充填されている。この断熱材及び上記断熱被覆材4T1,4E1としては、例えば、ゴムまたは発泡プラスチックなどからなるものを使用することができる。かくして、第1流通路4T及び第2流通路4Eが金属製であっても、断熱被覆材4T1,4T1、ハウジング6及びその内部の断熱材が存在することで、測定部3に対する外部温度の影響を低減することができ、識別精度を向上させることができる。ハウジング6を設けない場合には、第1流通路4T及び第2流通路4Eの全体に断熱被覆を施すことが好ましい。
A heat insulating material is filled in the internal space of the housing 6 (a portion excluding the
また、測定部3は、ガソリン流通経路20に臨んで配置された識別センサー部2を有する。識別センサー部2は、発熱体及び感温体を含んでなる傍熱型ガソリン種類検知部21とガソリン温度を測定する液温検知部22とを有する。傍熱型ガソリン種類検知部21と液温検知部22とは、上下方向に一定距離隔てて配置されている。図5に傍熱型ガソリン種類検知部21の断面図を示す。
Further, the
図示されているように、これら傍熱型ガソリン種類検知部21と液温検知部22とは、モールド樹脂23によって一体化されている。図5に示されているように、傍熱型ガソリン種類検知部21は、発熱体及び感温体を含んでなる薄膜チップ21a、該薄膜チップと接合材21bにより接合されたガソリン種類検知部用熱伝達部材としての金属製フィン21c、及び薄膜チップの発熱体の電極及び感温体の電極とそれぞれボンディングワイヤー21dにより電気的に接続されている外部電極端子21eを有する。液温検知部22も同様な構成を有しており、液温検知部用熱伝達部材としての金属製フィン22c及び外部電極端子22eを有する。
As shown in the figure, the indirectly heated gasoline
図6に傍熱型ガソリン種類検知部21の薄膜チップ21aの分解斜視図を示す。薄膜チップ21aは、たとえばAl2O3からなる基板21a1と、Ti/Ptからなる感温体21a2と、SiO2からなる層間絶縁膜21a3と、TaSiO2からなる発熱体21a4及びNiからなる発熱体電極21a5と、SiO2からなる保護膜21a6と、Ti/Auからなる電極パッド21a7とを、順に適宜積層したものからなる。感温体21a2は、図示はされていないが蛇行パターン状に形成されている。尚、液温検知部22の薄膜チップ22aも同様な構造であるが、発熱体を作用させずに感温体22a2のみを作用させる。
FIG. 6 shows an exploded perspective view of the
図3及び図4に示されているように、測定部3のケース基板2aに、傍熱型ガソリン種類検知部21及び液温検知部22のモールド樹脂23が取り付けられている。ケース基板2aには、ガソリン種類検知部用フィン21c及び液温検知部用フィン22cを経由するようにカバー部材2dが付設されている。このカバー部材により、ガソリン種類検知部用フィン21c及び液温検知部用フィン22cを順次通って図1〜3で上下方向に延びた上下両端開放のガソリン導入路24が形成される。尚、図4に示されているように、カバー部材2dをケース基板2aに取り付けることでモールド樹脂23のフランジ部がケース基板2aの方へと押圧され、これによりモールド樹脂23がケース基板2aに対して固定されている。
As shown in FIGS. 3 and 4, the
以上のケース基板2a、ケースカバー2b、カバー部材2d、第1流通路4T及び第2流通路4Eは、いずれも耐腐食性材料たとえばステンレススチールからなる。
The
図7に、本実施形態におけるガソリン種類識別ための回路の構成を示す。上記の傍熱型ガソリン種類検知部21の感温体21a2、液温検知部22の感温体22a2、及び2つの抵抗体64,66によりブリッジ回路68が形成されている。このブリッジ回路68の出力が差動増幅器70に入力され、該差動増幅器の出力(ガソリン種類検知回路出力またはセンサー出力ともいう)が不図示のA/D変換器を介して識別演算部を構成するマイコン(マイクロコンピュータ)72に入力される。また、マイコン72には液温検知部22の感温体22a2から液温検知増幅器71を経てガソリン液温に対応する液温対応出力値が入力される。一方、マイコン72からは傍熱型ガソリン種類検知部21の発熱体21a4への通電経路に位置するスイッチ74に対してその開閉を制御するヒーター制御信号が出力される。
FIG. 7 shows a configuration of a circuit for identifying the gasoline type in the present embodiment. A
以下、本実施形態におけるガソリン種類識別動作につき説明する。 Hereinafter, the gasoline type identifying operation in the present embodiment will be described.
ガソリン種類識別の際には、タンクTからエンジンEヘのガソリンの供給を停止する。即ち、ガソリン種類識別は、エンジン動作停止状態で行われる。タンクTからエンジンEヘのガソリンの供給経路には、識別装置1のガソリン流通経路20、第1流通路4T及び第2流通路4Eの内部を含めて、常にガソリンが充満している。従って、ガソリン種類識別の際には、ガソリン導入路24内を含めてガソリン流通経路20内のガソリンは、理想的には実質上強制流動せしめられることはない。
When the gasoline type is identified, the supply of gasoline from the tank T to the engine E is stopped. That is, the gasoline type identification is performed when the engine operation is stopped. The gasoline supply path from the tank T to the engine E is always filled with gasoline, including the interior of the
マイコン72からスイッチ74に対して出力されるヒーター制御信号により、該スイッチ74を所定時間(たとえば4秒間)閉じることで、発熱体21a4に対して所定高さ(たとえば10V)の単一パルス電圧Pを印加して該発熱体を発熱させる。この時の差動増幅器70の出力電圧(センサー出力)Qは、図8に示されるように、発熱体21a4への電圧印加中は次第に増加し、発熱体21a4への電圧印加終了後は次第に減少する。
By closing the
マイコン72では、図8に示されているように、発熱体21a4への電圧印加の開始前の所定時間(たとえば0.1秒間)センサー出力を所定回数(たとえば256回)サンプリングし、その平均値を得る演算を行って平均初期電圧値V1を得る。この平均初期電圧値V1は、感温体21a2の初期温度に対応する。また、図8に示されているように、発熱体21a4への電圧印加の停止前の所定時間(たとえば0.1秒間)センサー出力を所定回数(たとえば256回)サンプリングし、その平均値をとる演算を行って平均ピーク電圧値V2を得る。この平均ピーク電圧値V2は、感温体21a2のピーク温度に対応する。そして、平均初期電圧値V1と平均ピーク電圧値V2との差V0(=V2−V1)をガソリン種類対応電圧値として得る。
In the
一方、このような方法で、材料組成既知(即ちT50が既知)の幾つかのガソリン(参照ガソリン)について、温度とガソリン種類対応電圧値V0との関係を示す検量線を予め得ておき、この検量線をマイコン72の記憶手段に記憶しておく。検量線の例を図9に示す。この例では、T50が87℃及び125℃の参照ガソリンについて、検量線が作成されている。
On the other hand, with such a method, a calibration curve showing the relationship between temperature and gasoline type corresponding voltage value V0 is obtained in advance for several gasolines (reference gasolines) with known material composition (that is, T50 is known). The calibration curve is stored in the storage means of the
図9に示されているように、ガソリン種類対応電圧値V0は温度に依存するので、この検量線を用いて測定対象のガソリンの種類(本実施形態では、T50によりガソリンの種類を特定している)を測定する際には、液温検知部22の感温体22a2から液温検知増幅器71を介して入力される液温対応出力値Tをも用いる。液温対応出力値Tの一例を図10に示す。このような検量線をもマイコン72の記憶手段に記憶しておく。
As shown in FIG. 9, the gasoline type-corresponding voltage value V0 depends on the temperature. Therefore, using this calibration curve, the type of gasoline to be measured (in this embodiment, the type of gasoline is specified by T50). Is measured, the liquid temperature corresponding output value T input from the temperature sensing element 22a2 of the liquid
測定に際しては、先ず、測定対象のガソリンについて得た液温対応出力値Tから図10の検量線を用いて温度値を得る。得られた温度値をtとして、次に、図9の検量線において、温度値tに対応する各検量線のガソリン種類対応電圧値V0(T50=87℃;t),V0(T50=125℃;t)を得る。そして、測定対象のガソリンについて得たガソリン種類対応電圧値V0(T50=X℃;t)のX℃が何℃に該当するかを、各検量線のガソリン種類対応電圧値V0(T50=87℃;t),V0(T50=125℃;t)を用いた比例演算を行って、決定する。即ち、X℃は、V0(T50=X℃;t)、V0(T50=87℃;t)及びV0(T50=125℃;t)に基づき、以下の式
X℃=87℃+
38℃[V0(T50=X℃;t)−V0(T50=87℃;t)]
/[V0(T50=125℃;t)−V0(T50=87℃;t)]
から求める。以上のようにしてガソリン種類の識別を正確に且つ迅速に(瞬時に)行うことができる。尚、図9の検量線として温度の代わりに液温対応出力値Tを用いたものを採用することで、図10の検量線の記憶及びこれを用いた換算を省略することもできる。
In the measurement, first, the temperature value is obtained from the liquid temperature corresponding output value T obtained for the gasoline to be measured using the calibration curve of FIG. Assuming that the obtained temperature value is t, then, in the calibration curve of FIG. 9, the gasoline type corresponding voltage values V0 (T50 = 87 ° C .; t), V0 (T50 = 125 ° C.) of each calibration curve corresponding to the temperature value t. To obtain t). Then, the gasoline type-corresponding voltage value V0 (T50 = 87 ° C.) of each calibration curve indicates how many degrees C. of the gasoline type-corresponding voltage value V0 (T50 = X ° C .; t) obtained for the gasoline to be measured corresponds. T), V0 (T50 = 125 ° C .; t) is determined by performing a proportional operation. That is, X ° C. is based on V0 (T50 = X ° C .; t), V0 (T50 = 87 ° C .; t) and V0 (T50 = 125 ° C .; t).
38 ° C. [V0 (T50 = X ° C .; t) −V0 (T50 = 87 ° C .; t)]
/ [V0 (T50 = 125 ° C .; t) −V0 (T50 = 87 ° C .; t)]
Ask from. As described above, the gasoline type can be identified accurately and quickly (instantly). Note that, by adopting the calibration curve in FIG. 9 using the liquid temperature corresponding output value T instead of the temperature, storage of the calibration curve in FIG. 10 and conversion using this can be omitted.
このようにして得られたガソリン種類の値(T50)を示す信号が不図示のD/A変換器を介して、図7に示される出力バッファ回路76へと出力され、ここからアナログ出力として不図示の自動車のエンジンの燃焼制御などを行うメインコンピュータ(ECU)へと出力される。尚、このアナログ出力は、その受け手であるECU側に好適な形態となすことができ、例えば、T50=87℃に対応する出力値が0.5Vとなり且つT50=125℃に対応する出力値が3.5Vとなるようなスケールでの電圧出力とすることができる。即ち、T50=X℃の出力電圧SVは、以下の式
SV=0.5V+
3V[V0(T50=X℃;t)−V0(T50=87℃;t)]
/[V0(T50=125℃;t)−V0(T50=87℃;t)]
で表される。液温対応のアナログ出力電圧値もメインコンピュータ(ECU)へと出力される。一方、ガソリン種類値及び液温値を示す信号は、必要に応じてデジタル出力として取り出して、表示、警報その他の動作を行う機器へと入力することができる。
A signal indicating the gasoline type value (T50) obtained in this way is output to an
3V [V0 (T50 = X ° C; t) −V0 (T50 = 87 ° C; t)]
/ [V0 (T50 = 125 ° C .; t) −V0 (T50 = 87 ° C .; t)]
It is represented by An analog output voltage value corresponding to the liquid temperature is also output to the main computer (ECU). On the other hand, the signal indicating the gasoline type value and the liquid temperature value can be taken out as a digital output as necessary and input to a device that performs display, alarm, or other operations.
なお、以上のガソリン種類識別は、自然対流を利用してガソリンの動粘度とセンサー出力とが相関関係を有するという原理を利用している。このようなガソリン種類識別の精度を高めるためには、ガソリン種類検知部用フィン21c及び液温検知部用フィン22cの周囲のガソリンにできるだけ外的要因に基づく強制流動が生じにくくするのが好ましく、この点からカバー部材2dとくに上下方向のガソリン導入路を形成するようにしたものの使用は好ましい。尚、カバー部材2dは、異物の接触を防止する保護部材としても機能する。
The above gasoline type identification utilizes the principle that the kinematic viscosity of gasoline and the sensor output have a correlation using natural convection. In order to improve the accuracy of such gasoline type identification, it is preferable that forced flow based on external factors be made as difficult as possible in the gasoline around the gasoline type
カバー部材2dは、更に、測定部3特に識別センサー部2の鉛直方向に対する傾角が変化する場合において、カバー部材が存在しない場合に比べガソリン種類識別の精度を向上させるという機能をも発揮する。即ち、カバー部材が存在しない場合には、傾角の変化に対して、発熱体から発せられた熱が上記自然対流により感温体に伝達される形態の変化が大きく、従って、同一ガソリンのガソリン種類対応電圧値V0の変化が大きく、このため他種類のガソリンの場合の出力値との混同を生じない傾角範囲は比較的狭くなる。これに対して、カバー部材2dが存在する場合には、傾角の変化に対して、発熱体から発せられた熱が上記自然対流により感温体に伝達される形態の変化が小さく(即ち、自然対流は常に主としてカバー部材2d内のガソリン導入路に沿ってなされる)、従って、同一ガソリンのガソリン種類対応電圧値V0の変化が小さく、このため他種類のガソリンの場合の出力値との混同を生じない傾角範囲は比較的広い。
The
図11に上記本発明実施形態(カバー部材2dあり)のもので測定部の傾角を変化させた時に得られたガソリン種類対応電圧値V0の変化を示し、図12にカバー部材を除去したこと以外は上記本発明実施形態のものと同一のもの(比較形態)で測定部の傾角を変化させた時に得られたガソリン種類対応電圧値V0の変化を示す。ガソリンとしてはT50の異なる2種類のもの(試料1[T50=99℃]及び試料2[T50=87℃])を使用し、傾きの方向を図13(a)に示されるX方向及び図13(b)に示されるY方向の2種類とした。比較形態では、図12に示されるように、傾角θが±30°の範囲内では試料1と試料2とでガソリン種類対応電圧値V0が重複する場合があるが、本発明実施形態では、図11に示されるように、傾角θが±30°の範囲では試料1と試料2とでガソリン種類対応電圧値V0が重複する場合がない。これにより、カバー部材2dを付することで広い傾角範囲での高精度のガソリン種類識別が可能になることが分かる。
FIG. 11 shows the change in the gasoline type-corresponding voltage value V0 obtained when the inclination angle of the measurement part is changed in the embodiment of the present invention (with the
1 識別装置
2 識別センサー部
2a ケース基板
2b ケースカバー
2d カバー部材
21 傍熱型ガソリン種類検知部
22 液温検知部
23 モールド樹脂
24 ガソリン導入路
21a 薄膜チップ
21b 接合材
21c,22c 金属製フィン
21d ボンディングワイヤー
21e,22e 外部電極端子
21a1 基板
21a2,22a2 感温体
21a3 層間絶縁膜
21a4 発熱体
21a5 発熱体電極
21a6 保護膜
21a7 電極パッド
3 測定部
4T 第1流通路
4E 第2流通路
4T1,4E1 断熱被覆材
6 ハウジング
8T,8E 管継手
12 回路基板
13 配線
14T ガソリン供給経路のタンク側部分
14E ガソリン供給経路のガソリン内燃エンジン側部分
20 ガソリン流通経路
64,66 抵抗体
68 ブリッジ回路
70 差動増幅器
71 液温検知増幅器
72 マイコン(マイクロコンピュータ)
74 スイッチ
76 出力バッファ回路
T ガソリンタンク
E ガソリン内燃エンジン
DESCRIPTION OF
74
Claims (9)
前記ガソリン供給経路の上流側部分に一端が接続される第1流通路と、前記ガソリン供給経路の下流側部分に一端が接続される第2流通路と、前記第1流通路の他端と前記第2流通路の他端とに両端が接続されるガソリン流通経路及び該ガソリン流通経路に臨んで配置された識別センサー部を有する測定部とを備えており、
前記識別センサー部は発熱体及び感温体を含んでなる傍熱型ガソリン種類検知部と前記ガソリンの温度を測定する液温検知部とを有しており、前記傍熱型ガソリン種類検知部及び液温検知部はそれぞれ前記ガソリンとの熱交換のためのガソリン種類検知部用熱伝達部材及び液温検知部用熱伝達部材を備えており、前記ガソリン種類検知部用熱伝達部材及び液温検知部用熱伝達部材を経由するように両端開放のガソリン導入路を形成するカバー部材が付設されており、
前記傍熱型ガソリン種類検知部の発熱体を発熱させ、前記傍熱型ガソリン種類検知部の感温体と前記液温検知部とを含んでなるガソリン種類検知回路の出力に基づき識別演算部において前記ガソリンの種類の識別を行うことを特徴とするガソリン種類識別装置。 A gasoline type identification device that is arranged in a gasoline supply path and identifies the type of gasoline,
A first flow passage having one end connected to an upstream portion of the gasoline supply path; a second flow passage having one end connected to a downstream portion of the gasoline supply path; the other end of the first flow passage; A gasoline distribution path having both ends connected to the other end of the second flow path, and a measurement unit having an identification sensor unit arranged facing the gasoline distribution path,
The identification sensor unit includes an indirectly heated gasoline type detecting unit including a heating element and a temperature sensitive body, and a liquid temperature detecting unit for measuring the temperature of the gasoline, and the indirectly heated gasoline type detecting unit and Each of the liquid temperature detection parts includes a heat transfer member for a gasoline type detection part and a heat transfer member for a liquid temperature detection part for heat exchange with the gasoline, and the heat transfer member for the gasoline type detection part and a liquid temperature detection A cover member that forms a gasoline introduction path open at both ends so as to pass through the heat transfer member for the part is attached,
In the discrimination calculation unit based on the output of the gasoline type detection circuit that heats the heating element of the indirectly heated gasoline type detection unit and includes the temperature sensing body of the indirectly heated gasoline type detection unit and the liquid temperature detection unit A gasoline type identification device for identifying the type of gasoline.
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JP2003427182A JP2005188301A (en) | 2003-12-24 | 2003-12-24 | Device for discriminating kind of gasoline |
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JP2020143904A (en) * | 2019-03-04 | 2020-09-10 | アズビル株式会社 | Thermal flow meter and flow rate correction method |
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- 2003-12-24 JP JP2003427182A patent/JP2005188301A/en not_active Withdrawn
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