JPH01138442A - 内燃機関用アルコールセンサ - Google Patents
内燃機関用アルコールセンサInfo
- Publication number
- JPH01138442A JPH01138442A JP29814187A JP29814187A JPH01138442A JP H01138442 A JPH01138442 A JP H01138442A JP 29814187 A JP29814187 A JP 29814187A JP 29814187 A JP29814187 A JP 29814187A JP H01138442 A JPH01138442 A JP H01138442A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- alcohol
- light
- fuel
- gasoline
- end surface
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 45
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 title claims description 14
- 239000000446 fuel Substances 0.000 claims abstract description 23
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims description 7
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 5
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 2
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 7
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 3
- 239000012780 transparent material Substances 0.000 description 3
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 2
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- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
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- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
（産業上の利用分１？）
本発明は内燃機関用アルコールセンサに関し、更に詳細
には内燃機関用燃料のアルコール混合割合を検出するア
ルコールセンサに関する。
には内燃機関用燃料のアルコール混合割合を検出するア
ルコールセンサに関する。
（従来の技術）
近年、石油消費量を減らす目的でガソリンにアルコール
を混入することが試みられており、すでに一部外側では
実用段階に入っている。
を混入することが試みられており、すでに一部外側では
実用段階に入っている。
周知の通り、内燃機関はその燃料の組成によって出力、
排気有害物の発生が左右されるため、アルコール混合燃
料を使用する場合にはその含有率を検知し、エンジンの
空燃比１点火時期等をフントロールし、最適燃焼条件に
することが重要となる。
排気有害物の発生が左右されるため、アルコール混合燃
料を使用する場合にはその含有率を検知し、エンジンの
空燃比１点火時期等をフントロールし、最適燃焼条件に
することが重要となる。
このエンジン制御の基本となる情報はガソリンとアルコ
ールの混合割合であり、従ってこれを簡単且つ正確に検
知するアルコールセンサの開発が要望されていた。
ールの混合割合であり、従ってこれを簡単且つ正確に検
知するアルコールセンサの開発が要望されていた。
（発明が解決しようとする問題点）
これまで提案された例では音速検出法、誘電率検出法、
比重検出法などがあるが、自動車に搭載するには大きさ
など種々な問題が残されていた。
比重検出法などがあるが、自動車に搭載するには大きさ
など種々な問題が残されていた。
本発明の目的は光学式により自動車搭載に適した高精度
の内燃機関用アルコールセンサを提供することにある。
の内燃機関用アルコールセンサを提供することにある。
（問題点を解決するための手段）
本発明の内燃機関用アルコールセンサは、光源と、該光
源からの光を一端面から入射させるべくその光軸上に配
置され且つ該光軸に対して傾斜した他端面をアルコール
を含む燃料中に浸漬し、屈折率がガソリンより大きい透
光体と、燃料との境界面である前記透光体の前記他端面
で反射する全反射光と該他端面を透過する透過光とをそ
れぞれ受光する２つの受光素子と、２つの該受光素子の
出力を差動的に増幅する演算増幅器とを含んで構成され
ている。
源からの光を一端面から入射させるべくその光軸上に配
置され且つ該光軸に対して傾斜した他端面をアルコール
を含む燃料中に浸漬し、屈折率がガソリンより大きい透
光体と、燃料との境界面である前記透光体の前記他端面
で反射する全反射光と該他端面を透過する透過光とをそ
れぞれ受光する２つの受光素子と、２つの該受光素子の
出力を差動的に増幅する演算増幅器とを含んで構成され
ている。
（作 用）
本発明の内燃機関用アルコールセンサによると、光源か
らの光線は燃料との境界面である斜面部で全反射する全
反射光と透過する透過光の割合がガソリンとアルコール
の混合比率によって差が生じ、これを２つの受光素子に
よって受光する。その各受光素子の出力の差を演算増幅
器で差動増幅し、含有されているアルコールの量が定量
的に検出される。
らの光線は燃料との境界面である斜面部で全反射する全
反射光と透過する透過光の割合がガソリンとアルコール
の混合比率によって差が生じ、これを２つの受光素子に
よって受光する。その各受光素子の出力の差を演算増幅
器で差動増幅し、含有されているアルコールの量が定量
的に検出される。
（実施例）
以下、本発明の内燃機関用アルコールセンサを添付図面
に示された好適な実施例について更に詳細に説明する。
に示された好適な実施例について更に詳細に説明する。
図には本発明の一実施例に係る内燃機関用アルコールセ
ンサ（以下単にアルコールセンサと称する）１０が示さ
れている。この実施例のアルコールセンサ１０は、容器
に入れられたアルコール含有ガソリン即ち燃料１１中に
一端を浸漬させて配置された透明ガラスからなるプリズ
ム１２を含む。
ンサ（以下単にアルコールセンサと称する）１０が示さ
れている。この実施例のアルコールセンサ１０は、容器
に入れられたアルコール含有ガソリン即ち燃料１１中に
一端を浸漬させて配置された透明ガラスからなるプリズ
ム１２を含む。
このプリズム１２はその一端面１２ａが長手方向軸線に
対して傾斜した斜面とされ且つ他端面１２ｂはその長手
方向軸線に対して直交する面とされている。長手方向中
心軸線上の他端面１２ｂ側には発光ダイオードを使用し
た光１１ｉ１３がその光軸１３ａを長手方向中心軸線に
一致させて配置されている。
対して傾斜した斜面とされ且つ他端面１２ｂはその長手
方向軸線に対して直交する面とされている。長手方向中
心軸線上の他端面１２ｂ側には発光ダイオードを使用し
た光１１ｉ１３がその光軸１３ａを長手方向中心軸線に
一致させて配置されている。
光源１３とプリズム１２の他端面１２ｂとの間には平行
光を得るための凸レンズ１４およびスリット１５が配置
されている。他方、プリズム１２の他端面１２ｂ側には
フォトダイオードよりなる２つの受光素子１６．１７が
配置され、一方の受光素子１６は光源１３からの光がプ
リズム１２の他端面１２ｂである燃料１１との境界面の
斜面部で反射する全反射光を受光し得る位置に、また他
方の受光素子１７は斜面部を透過する透過光を受光する
位置に設けられている。２つの受光素子１６゜１７の間
には斜光板１８が配置され、受光素子間のクロストーク
を防止している。これら受光素子１６．１７はその各出
力を差動増幅するためにそれぞれ演算増幅器１９に電気
的に接続されている。
光を得るための凸レンズ１４およびスリット１５が配置
されている。他方、プリズム１２の他端面１２ｂ側には
フォトダイオードよりなる２つの受光素子１６．１７が
配置され、一方の受光素子１６は光源１３からの光がプ
リズム１２の他端面１２ｂである燃料１１との境界面の
斜面部で反射する全反射光を受光し得る位置に、また他
方の受光素子１７は斜面部を透過する透過光を受光する
位置に設けられている。２つの受光素子１６゜１７の間
には斜光板１８が配置され、受光素子間のクロストーク
を防止している。これら受光素子１６．１７はその各出
力を差動増幅するためにそれぞれ演算増幅器１９に電気
的に接続されている。
次に、本実施例のアルコールセンサ１０における動作を
説明する。
説明する。
本実施例において、プリズム１２はガラスで作られてい
るため、その屈折率は１．５である。また、ガソリンお
よびアルコールの屈折率は実測の結果それぞれ１．４２
および１．３３であり、その混合液はその混合比によっ
て１．３３から１．４２の間の成る値の屈折率を有する
。従って、図に示される如く、プリズム１２の一端をガ
ソリンとアルコールの混合液である燃料１１に浸漬して
プリズム１２の他端面１２ｂから燃料１１に向って光源
１３から光線を入射させた場合、光学的に密な物質から
光学的に疎なる物質に入射させたことになるので入射角
が成る値を越えると全反射を生じる。この全反射を生じ
る入射角度即ち臨界角をガラスとガソリンの組合わせお
よびガラスとアルコールの組合わせについて求めろと次
の通りとなる。
るため、その屈折率は１．５である。また、ガソリンお
よびアルコールの屈折率は実測の結果それぞれ１．４２
および１．３３であり、その混合液はその混合比によっ
て１．３３から１．４２の間の成る値の屈折率を有する
。従って、図に示される如く、プリズム１２の一端をガ
ソリンとアルコールの混合液である燃料１１に浸漬して
プリズム１２の他端面１２ｂから燃料１１に向って光源
１３から光線を入射させた場合、光学的に密な物質から
光学的に疎なる物質に入射させたことになるので入射角
が成る値を越えると全反射を生じる。この全反射を生じ
る入射角度即ち臨界角をガラスとガソリンの組合わせお
よびガラスとアルコールの組合わせについて求めろと次
の通りとなる。
（１） ガラスからガソリンに入射させた時の臨界角
θは、 θ＝幽−′し酪＝７１゜ １．５ （２） ガラスからアルコールに入射させた時の臨界
角θ、は、 −＋１．３３ θ、＝＝＝幽 、 ＝ ６２．５°である。
θは、 θ＝幽−′し酪＝７１゜ １．５ （２） ガラスからアルコールに入射させた時の臨界
角θ、は、 −＋１．３３ θ、＝＝＝幽 、 ＝ ６２．５°である。
なお、１．５はガラスの屈折率、１．４２および１．３
３はそれぞれ、ガソリンおよびアルコールの屈折率であ
る。今、図において、プリズム１２の斜面部１２ａの法
線と入射光のなす角度θを上記（１１、＋２）で求めた
θ、とθ、の間、即ち６２．５°くθ＜７１゜の条件を
満たす値、例えば６７°に設定すれば燃料１１が１００
％ガソリンの場合、ガソリンの臨界角θ＝７１°より小
さいので全反射は生ぜず入射光はプリズム１２を透過し
て受光素子１７に入射する。
３はそれぞれ、ガソリンおよびアルコールの屈折率であ
る。今、図において、プリズム１２の斜面部１２ａの法
線と入射光のなす角度θを上記（１１、＋２）で求めた
θ、とθ、の間、即ち６２．５°くθ＜７１゜の条件を
満たす値、例えば６７°に設定すれば燃料１１が１００
％ガソリンの場合、ガソリンの臨界角θ＝７１°より小
さいので全反射は生ぜず入射光はプリズム１２を透過し
て受光素子１７に入射する。
次に、燃料１１が１００％アルコールの場合、アルコー
ルの臨界角θ、＝６２．５°より大きいため全反射を生
じ、入射光はすべて受光素子１６に入射する。従って、
燃料１１をガソリンとアルコールの混合物とすればその
混合比率によって受光素子１６．１７の出力が変化する
ので、これら２つの受光素子１６．１７の出力を演算増
幅Ｎ１９で差動増幅すれば含有されているアルコールの
量を定量的に検出できる。また、本実施例では上述の通
り、２つの受光素子の出力を差動処理しているため、光
源１３の経時劣化による光量減少の影響を受けない利点
もある。
ルの臨界角θ、＝６２．５°より大きいため全反射を生
じ、入射光はすべて受光素子１６に入射する。従って、
燃料１１をガソリンとアルコールの混合物とすればその
混合比率によって受光素子１６．１７の出力が変化する
ので、これら２つの受光素子１６．１７の出力を演算増
幅Ｎ１９で差動増幅すれば含有されているアルコールの
量を定量的に検出できる。また、本実施例では上述の通
り、２つの受光素子の出力を差動処理しているため、光
源１３の経時劣化による光量減少の影響を受けない利点
もある。
（発明の効果）
以上説明したように、本発明の内燃機関用アルコールセ
ンサによれば、アルコールを混合した燃料のアルコール
含有率を、ガソリンとアルコールの臨界角の差により光
学的に検出するように構成したので、装置が安価にでき
、又、精度の高いものが得られる効果がある。
ンサによれば、アルコールを混合した燃料のアルコール
含有率を、ガソリンとアルコールの臨界角の差により光
学的に検出するように構成したので、装置が安価にでき
、又、精度の高いものが得られる効果がある。
図は本発明の一実施例による内燃機関用アルコールセン
サを示す構成説明図である。 １０・・・アルコールセンサ、１１・・・燃料、１２・
・・プリズム、１２ａ・・・斜面部、１３・・・光源、
１６゜１７・・・受光素子、１９・・・演算増幅器。
サを示す構成説明図である。 １０・・・アルコールセンサ、１１・・・燃料、１２・
・・プリズム、１２ａ・・・斜面部、１３・・・光源、
１６゜１７・・・受光素子、１９・・・演算増幅器。
Claims (2)
- （１）光源と、該光源からの光を一端面から入射させる
べくその光軸上に配置され且つ該光軸に対して傾斜した
他端面をアルコールを含む燃料中に浸漬し、屈折率がガ
ソリンより大きい透光体と、燃料との境界面である前記
透光体の前記他端面で反射する全反射光と該他端面を透
過する透過光とをそれぞれ受光する２つの受光素子と、
２つの該受光素子の出力を差動的に増幅する演算増幅器
とを含む内燃機関用アルコールセンサ。 - （２）前記透光体、ガソリン及びアルコールの屈折率を
それぞれｎ＿ｐ，ｎ＿ｇ，ｎ＿ａとすると、前記透光体
と、前記混合液の境界面の法線に対する入射角θを、ｐ
ｌｎ＾−＾１（ｎ＿ａ）／（ｎ＿ｐ）＜θ＜ｐｌｎ＾−
＾１（ｎ＿ｇ）／（ｎ＿ｐ）の不等式で得られる範囲に
設定したことを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載
の内燃機関用アルコールセンサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29814187A JPH01138442A (ja) | 1987-11-25 | 1987-11-25 | 内燃機関用アルコールセンサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29814187A JPH01138442A (ja) | 1987-11-25 | 1987-11-25 | 内燃機関用アルコールセンサ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01138442A true JPH01138442A (ja) | 1989-05-31 |
Family
ID=17855722
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP29814187A Pending JPH01138442A (ja) | 1987-11-25 | 1987-11-25 | 内燃機関用アルコールセンサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01138442A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5588070A (en) * | 1978-11-28 | 1980-07-03 | Mita Ind Co Ltd | Developer for electrostatic image |
-
1987
- 1987-11-25 JP JP29814187A patent/JPH01138442A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5588070A (en) * | 1978-11-28 | 1980-07-03 | Mita Ind Co Ltd | Developer for electrostatic image |
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