JPH03249552A - 内燃機関用燃料監視センサ - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この発明は、自動車、船舶を始めとする内燃機関を効率
良く働かせることを目的とした内燃機関用燃料監視セン
サに関するものである。

〔従来の技術〕

自動車および船舶用の燃料は、中・長期的な石油代替燃
料としてメタノールなどの異種燃料を混入させたものが
、低公害性の面からも検討され、一部使用されてきた。

特に自動車については、効率の高い内燃機関動作を行わ
せるためには、その燃料の質の測定が最も重要な部分と
言える。

現在、メタノール・ガソリンの混合状態を計測するセン
サとして囚光学系を利用したセンサ、（Ｂ誘電率の変化
を測定するセンサ、が研究され、部実用化されているが
解決すべき課題が多い。

囚は光の屈折が、メタノール・ガソリンの混合比によっ
て変化することを利用したもので、極めて精密な光学系
を具備したものである。

（印はガソリンの誘電率が、メタノールよりはるかに小
さく、従って、誘電率の大きなメタノールが混入すれば
その量に比例して大幅に誘電率が変化することを利用し
たもので、よくみがかれた２電極間に生じる電気容量を
求めるものである。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記囚の光学系を利用するセンサは、燃料に直接光を送
光し、その屈折光・反射光を受光する部分から構成され
ている。

従って、送光面、受光面は絶えず清浄化された面である
ことが必要とされるが、実際には長期使用に際し、電気
的ノイズには強いという利点をもつものの、窓面が汚れ
やすく、燃料濃度測定において再現性に欠ける点が課題
とされる。

上記（８１の誘電率測定センサについては、燃料が直接
２枚の電極に触れるため、上記の光学系を用いたセンサ
と同様に、電極面の汚れが生じやすく、又電蝕によるト
ラブルが多い。

特に、燃料に添加物を微量入れ、質の向上を計る場合も
多く、電解質系の添加物に対して電極反応からくると思
われる誤動作が課題とされている。

この発明は上記のような課題を解決するためになされた
もので、燃料の性状を非接触型に再現性良（連続的に監
視することのできる内燃機関用燃料監視センサを得るこ
とを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

この発明の内燃機関用燃料監視センサは、内燃機関の燃
料通路に管を設置し、管外壁に励起用電極と検出用コイ
ルを離隔して設けるか、もしくは管内に設置された絶縁
板の一対の面に励起用電極、スパイラル状の検出用コイ
ルを各々設けて絶縁物で被覆した装置で、管内に燃料を
流した状態で、励起用電極に１！１磁波を与えた時、検
出用コイルに生じる電圧、又は共振周波数によって燃料
の性状を監視する。

〔作　用〕

この発明における内燃機関用燃料監視センサは、励起用
電極や検出用コイルを燃料と非接触にし、励起用電極か
ら電磁波を送信し、検出用コイルにより燃料を介して電
磁波を検出して燃料の性状を連続的に監視する。

〔実施例〕

以下、この発明の実施例を図について説明する。

第１図はこの発明の一実施例による内燃機関用燃料監視
センサの構成を示し、第１図において、１は内燃機関用
の燃料が通過する絶縁管、２は絶縁管１が燃料の通路に
連結するためのフランジ、３は絶縁管１の外壁の所定の
位置に巻回されたリング状の励起用電極、４は励起用電
極３から所定間隔離れた絶縁管１の位置に単層に巻回さ
れた検出用コイル、５．６は検出用コイル４のそれぞれ
の終端で、その一方の端子６は発振器８の接地点を共通
とし、もう一方の端子５は電圧計又は共振周波数測定器
のような測定器に接続されている。７は、励起用電極３
や検出用コイル４の外周囲を覆うように設けられ、電磁
波をシールドするためのシールドケース、８は励起用電
極３に接続された発振器である。

次に第１図を参照して動作について説明する。

絶縁管１には内燃機関用の燃料が流通している。

この状態で、発振器８から励起用電極３に高周波電圧Ｅ
、ｅｊω１を印加すると、電磁方程式は次のようになる
。

、　　　ａＤ　　　　　　　　　　　　・・・１ｌｌｒ
ｏｔＨ＝　１＋　　９ｔ ここで、Ｈは磁場、Ｄは電束密崖、ｉは真電流である。

燃料の１を導度をσとすると、次の関係が成立する。

１＝ｔＥ、ｅ’ωＬ　　　　　　　　　　　　　　　　
・（２１また、燃料の誘電率をε−ε’＋３／（但し、
ε′は複素誘電率の実数部、どは複素誘電率の虚数部で
ある。）とすると、 Ｄ　＝　ｅ　Ｅｏｅ”’　　　　　　　　　　　−（３
）であるから１、次式が成立する。

ｒｏｔＨ＝（σ−どω＋ｊωｇ’　）　Ｅ　０６　”　
ｔ・・・（４） となり、検出コイル３には（σ−どω）２＋（ωε′）
２に比例する電圧が得られる。

また、検出用コイル４はインダクタンス及びストレイキ
ャパシタンスを有しており、ある周波数に共振点をもっ
ているが、誘電率εの変化によりストレイキャパシタン
スが変化すると共振周波数が変化する。

この実施例では第２図に示すように、ガソリン（曲線Ｇ
）のみでは１５．０ＭＨｚに共振点があったのが、メタ
ノール（曲ＩＭ）のみでは１１．１ＭＨｚが共振点にな
った。ガソリンとメタノールを混合すると、その共振点
はメタノールの濃度に応じて、その共振点が１５．０Ｍ
ｔｌｚと１１．１ＭＨｚの間で変化することがわかった
。この事はメタノール・ガソリン燃料の共振点を測定す
ればその燃料の性状がわかることを意味する。

また、発振器８の周波数をＦｏの一定値に固定しておき
、検出用コイル４に誘起する電圧を測定すると、第３図
に示すように、メタノールの濃度に応じてその電圧が変
化することがわかった。この事は検出用コイル４に誘起
される電圧を測定すればそのメタノール・ガソリン燃料
の性状がわかることを意味する。この時の発振器８とし
ては第４図に示すようなコルビッツ型の発振回路を使用
することができる。第４図において、ＣＩ＋　　Ｃｓ〜
Ｃｈはコンデンサ、Ｃ２は可変容量コンデンサ、Ｒ１−
Ｒ３は抵抗、Ｃ１ｖは水晶振動子、Ｔ１はトランジスタ
である。この発振器の更に詳細な構成及び動作について
は周知なのでその説明を省略する。

第５図はこの発明の他の一実施例に係る内燃機関用燃料
監視センサの構成を示し、第５図において、１０は、内
燃機関用の燃料が通過し、電磁波をシールドするシール
ド管、１１はシールド管１０が燃料の通路に連結するた
めのフランジ、１２は高周波の発振器、１３は絶縁板で
、一方の面に励起用電極１４が、他方の面に電磁波検出
用の検出用コイルとしてのスパイラルコイル１５が絶縁
板１３を挾むように設けられている。励起用電極１４と
スパイラルコイル１５は燃料と接触しないように絶縁物
で被覆されている。上記励起用電極１４やスパイラルコ
イル１５を設けた絶縁板１３はシールド管１０内に配置
されている。１６゜１７はスパイラルコイル１５の終端
で、端子１６は発振器１２の接地点を共通とし、もう一
方の端子１７は測定器に接続されている。又、励起用電
極１４は発振器１２に接続されている。スパイラルコイ
ル１５が検出コイルとして機能する以外の動作は上記第
１の実施例と同じなのでその説明を省略する。

〔発明の効果〕

以上のように、この発明によれば燃料通路を通過する内
燃機関用の燃料の性状を非接触型で検知して連続的に監
視するように構成したので、燃料からくる汚れの付着も
なく、再現性のあるデータが得られ、信軽度の高いデー
タにより内燃機関を効率よく働かせるコントロールシス
テムの実現が可能となる効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例に係る内燃機関用燃料監視
センサの構成図、第２図は周波数（横軸）と検出用コイ
ルに生じる電圧（縦軸）との共振ピークを示す図、第３
図は周波数をＦｏに固定した場合のメタノール濃度によ
る電圧変化を示す図、第４図は一実施例による発振器等
の更に詳細な構成を示す図、第５図はこの発明の他の一
実施例に係る内燃機関用燃料監視センサの構成図である
。 図中、１・・・絶縁管、３・・・励起用電極、４・・・
検出用コイル、８・・・発振器、１０・・・シールド管
、１２・・・発振器、１３・・・絶縁板、１４・・・励
起用電極、１５・・・スパイラルコイル。 なお、 図中、 同一符号は同一、 又は相当部分を 示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 内燃機関の燃料通路に管を設置し、該管外壁に励起用電
   極を設けると共にこの励起用電極から所定間隔離れた前
   記管の位置に検出用コイルを設けるか、もしくは前記管
   内に設置された絶縁板の一方の面に励起用電極を絶縁物
   で被覆して設けると共に他方の面にスパイラル状の検出
   用コイルを絶縁物で被覆して設けた装置で、前記管内に
   燃料を流した状態で、前記励起用電極に電磁波を与えた
   時、前記検出用コイルに生じる電圧、又は共振周波数に
   よって燃料の性状を連続的に監視することを特徴とする
   内燃機関用燃料監視センサ。