JPH03249553A - 燃料性状センサ - Google Patents
燃料性状センサInfo
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- JPH03249553A JPH03249553A JP4817490A JP4817490A JPH03249553A JP H03249553 A JPH03249553 A JP H03249553A JP 4817490 A JP4817490 A JP 4817490A JP 4817490 A JP4817490 A JP 4817490A JP H03249553 A JPH03249553 A JP H03249553A
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- fuel
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- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Electric 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】
〔産業上の利用分野〕
この発明は内燃機関を効率良く稼働させるために内燃機
関に供給される燃料の性状を検知する燃料性状センサに
関するものである。
関に供給される燃料の性状を検知する燃料性状センサに
関するものである。
最近、石油代替燃料としてガソリン中にアルコールなど
の異種燃料を混入させたものが検討されており、中でも
メタノールを混入させたメタノール燃料は特にその低公
害性、供給安定性から最も有力な候補である。そして、
ガソリンとメタノールをどんな割合で混入したメタノー
ル燃料を使用しても走行するＦＦＶの開発が進展してい
る。
の異種燃料を混入させたものが検討されており、中でも
メタノールを混入させたメタノール燃料は特にその低公
害性、供給安定性から最も有力な候補である。そして、
ガソリンとメタノールをどんな割合で混入したメタノー
ル燃料を使用しても走行するＦＦＶの開発が進展してい
る。
ＦＦＶにおいてはアルコール含有率に応じて空燃比１点
火時期等を制御する必要があるため、効率の高いエンジ
ン動作を行なわせるためには、その燃料の性状の正確な
測定が重要である。
火時期等を制御する必要があるため、効率の高いエンジ
ン動作を行なわせるためには、その燃料の性状の正確な
測定が重要である。
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、人光学系を利用したセンサ、（８誘電率の変
化を測定するセンサ、が提案されているが問題点は多い
。
サとして、人光学系を利用したセンサ、（８誘電率の変
化を測定するセンサ、が提案されているが問題点は多い
。
上記囚は光の屈折が、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。
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。
上記（８１は例えば特開昭５７−１０１７５３号公報に
開示されたもので、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
とに着目して、電極を燃料通路内に直接浸漬させ、２１
ｉ極間に生しる電気容量を求めて燃料の性状を検出する
ものである。
開示されたもので、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
とに着目して、電極を燃料通路内に直接浸漬させ、２１
ｉ極間に生しる電気容量を求めて燃料の性状を検出する
ものである。
従来の燃料性状センサは以上のようなので、囚の光学系
を利用するセンサは、送光、受光の窓面が長期使用に際
し汚れ易く、燃料濃度測定において再現性に欠け、（Ｂ
ｌの誘電率測定のセンサについては、燃料が直接２枚の
電極に触れるため、電極と燃料との化学反応、水酸化物
の生成による二次汚染などの電極面の汚れが生じ易く、
又電蝕によるトラブルが多いなどの課題があった。
を利用するセンサは、送光、受光の窓面が長期使用に際
し汚れ易く、燃料濃度測定において再現性に欠け、（Ｂ
ｌの誘電率測定のセンサについては、燃料が直接２枚の
電極に触れるため、電極と燃料との化学反応、水酸化物
の生成による二次汚染などの電極面の汚れが生じ易く、
又電蝕によるトラブルが多いなどの課題があった。
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、燃料に接触することなく、燃料の性状を独立に
検出することができる燃料性状センサを得ることを目的
とする。
もので、燃料に接触することなく、燃料の性状を独立に
検出することができる燃料性状センサを得ることを目的
とする。
この発明の燃料性状センサは、リング状励起電極及び検
出コイルを有する検知部と、周波数を掃引して高周波信
号をリング状励起電極に印加する高周波掃引発振手段と
、検出コイルに住しる掃引周波数成分の誘起電圧の最大
時にその掃引周波数を検出する共振時用波数測定手段を
設けたものである。
出コイルを有する検知部と、周波数を掃引して高周波信
号をリング状励起電極に印加する高周波掃引発振手段と
、検出コイルに住しる掃引周波数成分の誘起電圧の最大
時にその掃引周波数を検出する共振時用波数測定手段を
設けたものである。
この発明における燃料性状センサは、リング状励起電極
に高周波掃引発振手段から時間的に異なる周波数の高周
波信号を印加し、この時リング状励起電極から発信する
電磁波により検出コイルに住じる掃引周波数成分の誘起
電圧の最大値検出時における共振周波数を共振時用波数
測定手段により検出して、この共振周波数により燃料の
性状を検知する。
に高周波掃引発振手段から時間的に異なる周波数の高周
波信号を印加し、この時リング状励起電極から発信する
電磁波により検出コイルに住じる掃引周波数成分の誘起
電圧の最大値検出時における共振周波数を共振時用波数
測定手段により検出して、この共振周波数により燃料の
性状を検知する。
以下、この発明の一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燃料性状センサの構成を
示し、′第１図において、１は、第２図にその詳細な構
成を示し、燃料の誘電率を検出する検知部、２は検知部
ｌに高周波信号を供給する高周波発振手段、３は高周波
発振手段２０周波数を掃引する周波数掃引手段である。
図はこの発明の一実施例による燃料性状センサの構成を
示し、′第１図において、１は、第２図にその詳細な構
成を示し、燃料の誘電率を検出する検知部、２は検知部
ｌに高周波信号を供給する高周波発振手段、３は高周波
発振手段２０周波数を掃引する周波数掃引手段である。
４は検知部１で誘起した電圧を測定する誘起電圧測定手
段、５は、周波数掃引手段３の出力により制御され、誘
起電圧測定手段４の出力の掃引周波数成分のみを検波す
るトラッキングフィルタ、６はトラッキングフィルタ５
の検波出力の最大値を検出する最大値検出手段、７は周
波数測定手段であり、周波数掃引手段３の周波数出力が
入力されて、最大値検出手段６により検出される誘起電
圧が最大値をとる時の周波数を測定する。
段、５は、周波数掃引手段３の出力により制御され、誘
起電圧測定手段４の出力の掃引周波数成分のみを検波す
るトラッキングフィルタ、６はトラッキングフィルタ５
の検波出力の最大値を検出する最大値検出手段、７は周
波数測定手段であり、周波数掃引手段３の周波数出力が
入力されて、最大値検出手段６により検出される誘起電
圧が最大値をとる時の周波数を測定する。
次に、第２図を参照して上記検知部１の一構成例につい
て説明する。第２図において、８は燃料が通過する絶縁
管、９は絶縁管８に連結するためのフランジ、１０は、
高周波発振手段２に接続され、絶縁管８に巻回されたリ
ング状励起電極、１１はリング状励起電極１０より所定
間隔離れた位置で絶縁管８に巻回した単層検出コイル、
１２゜１３はそれぞれ単層検出コイル１１の終端の端子
であり、端子１２は誘起電圧測定手段４に接続され、も
う一方の端子１３は高周波発振手段２の接地点と共通に
接続されている。１４はｔＭ！Ｌ波をシールドするため
のケースであり、リング状励起電極１０と単層検出コイ
ル１１を絶縁管８の外周囲から覆っている。
て説明する。第２図において、８は燃料が通過する絶縁
管、９は絶縁管８に連結するためのフランジ、１０は、
高周波発振手段２に接続され、絶縁管８に巻回されたリ
ング状励起電極、１１はリング状励起電極１０より所定
間隔離れた位置で絶縁管８に巻回した単層検出コイル、
１２゜１３はそれぞれ単層検出コイル１１の終端の端子
であり、端子１２は誘起電圧測定手段４に接続され、も
う一方の端子１３は高周波発振手段２の接地点と共通に
接続されている。１４はｔＭ！Ｌ波をシールドするため
のケースであり、リング状励起電極１０と単層検出コイ
ル１１を絶縁管８の外周囲から覆っている。
なお、高周波発振手段２と周波数掃引手段３とから高周
波掃引発振手段が構成されている。この高周波掃引発振
手段はリング状励起電極１０から電磁波を発信させるた
めに周波数を掃引して高周波信号をリング状励起電極１
０に印加する。また、誘起電圧測定手段４とトラッキン
グフィルタ５と最大値検出手段６と周波数測定手段７と
から共振時用波数測定手段が構成されている。この共振
時周波“数測定手段は単層検出コイル１１に生じる掃引
周波数成分の誘起電圧が最大になったことを検出した時
にその掃引周波数を検出するものである。
波掃引発振手段が構成されている。この高周波掃引発振
手段はリング状励起電極１０から電磁波を発信させるた
めに周波数を掃引して高周波信号をリング状励起電極１
０に印加する。また、誘起電圧測定手段４とトラッキン
グフィルタ５と最大値検出手段６と周波数測定手段７と
から共振時用波数測定手段が構成されている。この共振
時周波“数測定手段は単層検出コイル１１に生じる掃引
周波数成分の誘起電圧が最大になったことを検出した時
にその掃引周波数を検出するものである。
次に、第１図及び第２図を参照してこの一実施例の動作
について説明する。内燃機関用の燃料は絶縁管８内を流
通している。この状態で、周波数掃引手段３により高周
波発振手段２の周波数を掃引させ、高周波発振手段２か
らリング状励起電極１０に高周波電圧Ｅ。ｅ・ω′を印
加すると、ｉ１磁方程式は次式で示される。
について説明する。内燃機関用の燃料は絶縁管８内を流
通している。この状態で、周波数掃引手段３により高周
波発振手段２の周波数を掃引させ、高周波発振手段２か
らリング状励起電極１０に高周波電圧Ｅ。ｅ・ω′を印
加すると、ｉ１磁方程式は次式で示される。
、 ａＤ ・・・（１）ｒ
ｏｔＨ＝ｌ＋、 ｔ ここで、Ｈは磁場、Ｄは電束密度、ｉは真を流である。
ｏｔＨ＝ｌ＋、 ｔ ここで、Ｈは磁場、Ｄは電束密度、ｉは真を流である。
燃料の１ｉ導度をσとすると、
ｌ＝σＥ、ｅ−ω１°°°（２）
また、その誘電率をε＝ε’＋ｊ／（但し、ε′は複素
誘電率の実数部、ｌは複素誘電率の虚数部である。）と
すると電束密度りは、 Ｄ＝εＥ ｏ ｅ ’ ” ’
−＋３）となり、（１）式は、 ｒｏｔＨ＝ （σ−（ω＋ ｊ ｊＬｌ ｇ’） Ｅ、
６ｊωｔ・・・（４） となる、従って、単層検出コイル１１には（σ−ｌω）
２＋（ωε′）！ に比例した誘起電圧が得られ、そ
の誘起電圧を誘起電圧測定手段４により測定する。
誘電率の実数部、ｌは複素誘電率の虚数部である。）と
すると電束密度りは、 Ｄ＝εＥ ｏ ｅ ’ ” ’
−＋３）となり、（１）式は、 ｒｏｔＨ＝ （σ−（ω＋ ｊ ｊＬｌ ｇ’） Ｅ、
６ｊωｔ・・・（４） となる、従って、単層検出コイル１１には（σ−ｌω）
２＋（ωε′）！ に比例した誘起電圧が得られ、そ
の誘起電圧を誘起電圧測定手段４により測定する。
誘起電圧測定手段４の出力は周波数掃引手段３の出力に
より制御されるトラッキングフィルタ５に入力され、そ
の掃引周波数成分のみが検波される。次に、トラッキン
グフィルタ５の検波出力は、最大値検出手段６に入力さ
れ、周波数掃引時の検波出力の最大値が検出される。周
波数測定手段７には同様に周波数掃引手段３の周波数出
力が入力されて、最大値検出手段６により誘起電圧の最
大値が検出された時の周波数が測定される。
より制御されるトラッキングフィルタ５に入力され、そ
の掃引周波数成分のみが検波される。次に、トラッキン
グフィルタ５の検波出力は、最大値検出手段６に入力さ
れ、周波数掃引時の検波出力の最大値が検出される。周
波数測定手段７には同様に周波数掃引手段３の周波数出
力が入力されて、最大値検出手段６により誘起電圧の最
大値が検出された時の周波数が測定される。
単層検出コイル１１は図示のように一層に巻回されるこ
とによりコイルの各ターン間のストレイキャパシタンス
は大きなものとなる。この単層検出コイル１１は共振回
路を構成する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、
測定燃料の誘電率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、即ち誘起電圧が最大となる周
波数が変化する。従って、燃料の誘電率は誘起電圧が最
大となる周波数から求められる。
とによりコイルの各ターン間のストレイキャパシタンス
は大きなものとなる。この単層検出コイル１１は共振回
路を構成する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、
測定燃料の誘電率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、即ち誘起電圧が最大となる周
波数が変化する。従って、燃料の誘電率は誘起電圧が最
大となる周波数から求められる。
第３図はメタノール及びガソリンの周波数に対する誘起
電圧の変化を示したもので、メタノール（曲線Ｍ）は５
．０４ＭＨｚ 、ガソリン（曲線Ｇ）は５．６７ＭＨｚ
で誘起電圧が最大値をとる。
電圧の変化を示したもので、メタノール（曲線Ｍ）は５
．０４ＭＨｚ 、ガソリン（曲線Ｇ）は５．６７ＭＨｚ
で誘起電圧が最大値をとる。
第４図はかかる実施例の出力特性を示すもので、ガソリ
ンとメタノールを混合すると、誘起電圧が最大となる共
振周波数はメタノールの濃度１００（％）〜０（％）に
応じて５．０４ＭＨｚと５．６７ＭＨｚの間で図示のよ
うに単調に変化する。従って、共振周波数を求めれば燃
料の性状を検知することができる。
ンとメタノールを混合すると、誘起電圧が最大となる共
振周波数はメタノールの濃度１００（％）〜０（％）に
応じて５．０４ＭＨｚと５．６７ＭＨｚの間で図示のよ
うに単調に変化する。従って、共振周波数を求めれば燃
料の性状を検知することができる。
以上のように、この発明によればリング状励起電極に掃
引した高周波信号を印加してリング状励起電極から電磁
波を送信し、所定間隔離れた位置で検出コイルによりｉ
ｔ電磁波検出し、掃引周波数成分の検出出力が最大とな
るときの周波数を測定することにより燃料の性状を検出
するように構成したので、燃料が直接検知部と接触する
ことがないため、電極と燃料との化学反応等による二次
汚染による電極面の汚れが生じることがなく、又、電蝕
によるトラブルの発生がない等、長期間使用しても特性
の劣化がなく、常に精度良く燃料の性状を検出すること
が可能な効果を奏する。
引した高周波信号を印加してリング状励起電極から電磁
波を送信し、所定間隔離れた位置で検出コイルによりｉ
ｔ電磁波検出し、掃引周波数成分の検出出力が最大とな
るときの周波数を測定することにより燃料の性状を検出
するように構成したので、燃料が直接検知部と接触する
ことがないため、電極と燃料との化学反応等による二次
汚染による電極面の汚れが生じることがなく、又、電蝕
によるトラブルの発生がない等、長期間使用しても特性
の劣化がなく、常に精度良く燃料の性状を検出すること
が可能な効果を奏する。
第１図はこの発明の一実施例による燃料性状センサの構
成を示すブロック図、第２図は第１図中の検知部等の一
構成例を示す構成図、第３図はメタノールやガソリンの
周波数に対する誘起電圧の大きさを示す特性図、第４図
はメタノール混合率と共振周波数の関係を示す特性図で
ある。 図中、１・・・検知部、２・・・高周波発振手段、３・
・・周波数掃引手段、４・・・誘起電圧測定手段、５・
・・トラッキングフィルタ、６・・・最大値検出手段、
７・・・周波数測定手段、８・・・絶縁管、１０・・・
リング状励起電極、１１・・・単層検出コイル、（２，
３）・・・高周波掃引発振手段、（４〜７）・・・共振
時周波数測定手段。 なお、図中、同一符号は同一、又は相当部分を示す。
成を示すブロック図、第２図は第１図中の検知部等の一
構成例を示す構成図、第３図はメタノールやガソリンの
周波数に対する誘起電圧の大きさを示す特性図、第４図
はメタノール混合率と共振周波数の関係を示す特性図で
ある。 図中、１・・・検知部、２・・・高周波発振手段、３・
・・周波数掃引手段、４・・・誘起電圧測定手段、５・
・・トラッキングフィルタ、６・・・最大値検出手段、
７・・・周波数測定手段、８・・・絶縁管、１０・・・
リング状励起電極、１１・・・単層検出コイル、（２，
３）・・・高周波掃引発振手段、（４〜７）・・・共振
時周波数測定手段。 なお、図中、同一符号は同一、又は相当部分を示す。
Claims (1)
- 燃料通路の外周壁に巻回したリング状励起電極及びこの
リング状励起電極より所定間隔離れた位置の前記外周壁
に巻回した検出コイルを有する検知部と、電磁波を発信
させるために前記リング状励起電極に周波数を掃引して
高周波信号を印加する高周波掃引発振手段と、前記電磁
波により前記検出コイルに生じる前記掃引周波数成分の
誘起電圧が最大となるときの前記掃引周波数を検出する
共振時周波数測定手段とを備えた燃料性状センサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4817490A JPH03249553A (ja) | 1990-02-28 | 1990-02-28 | 燃料性状センサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4817490A JPH03249553A (ja) | 1990-02-28 | 1990-02-28 | 燃料性状センサ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03249553A true JPH03249553A (ja) | 1991-11-07 |
Family
ID=12796027
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4817490A Pending JPH03249553A (ja) | 1990-02-28 | 1990-02-28 | 燃料性状センサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH03249553A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2011129007A1 (ja) * | 2010-04-15 | 2011-10-20 | トヨタ自動車株式会社 | 燃料性状検出装置の異常検出装置 |
| JP2013539864A (ja) * | 2010-10-12 | 2013-10-28 | ハマーテック エーエス | 水分測定装置 |
| US10281423B1 (en) | 2017-11-14 | 2019-05-07 | United Arab Emirates University | Fuel quality sensor |
-
1990
- 1990-02-28 JP JP4817490A patent/JPH03249553A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2011129007A1 (ja) * | 2010-04-15 | 2011-10-20 | トヨタ自動車株式会社 | 燃料性状検出装置の異常検出装置 |
| CN102859175A (zh) * | 2010-04-15 | 2013-01-02 | 丰田自动车株式会社 | 燃料性状检测装置的异常检测装置 |
| JP5278601B2 (ja) * | 2010-04-15 | 2013-09-04 | トヨタ自動車株式会社 | 燃料性状検出装置の異常検出装置 |
| JP2013539864A (ja) * | 2010-10-12 | 2013-10-28 | ハマーテック エーエス | 水分測定装置 |
| US10281423B1 (en) | 2017-11-14 | 2019-05-07 | United Arab Emirates University | Fuel quality sensor |
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