JPH0425752A - Electrical capacitance instrument for measuring alcohol concentration - Google Patents

Electrical capacitance instrument for measuring alcohol concentration

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JPH0425752A
JPH0425752A JP13203090A JP13203090A JPH0425752A JP H0425752 A JPH0425752 A JP H0425752A JP 13203090 A JP13203090 A JP 13203090A JP 13203090 A JP13203090 A JP 13203090A JP H0425752 A JPH0425752 A JP H0425752A
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JP
Japan
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voltage
alcohol concentration
battery
circuit
frequency
Prior art date
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Pending
Application number
JP13203090A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Masahiko Shimamura
島村 政彦
Kazumitsu Kobayashi
小林 一光
Hideki Kamioka
上岡 秀樹
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Unisia Automotive Ltd
Original Assignee
Japan Electronic Control Systems Co Ltd
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Publication date
Application filed by Japan Electronic Control Systems Co Ltd filed Critical Japan Electronic Control Systems Co Ltd
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Abstract

PURPOSE:To accurately detect alcohol concn. even at a time for voltage drop of a battery by providing the respective means for decision of voltage drop of the battery, calculation of correcting voltage at a time for voltage drop and addition thereof to the detection voltage. CONSTITUTION:A voltage detector 41 detects voltage VB of a battery and the detected value is inputted into a voltage correcting arithmetic device 43 provided with a voltage correcting map 43A and a memory circuit of built-in a voltage correcting program for the alcohol concn. The map 43A of built-in device 43 shows the fluctuating relation of both output voltage V0 correspondent to alcohol concn. and the voltage VB of the battery. When both voltage is known, the correcting voltage DELTAV0 is decided. The device 43 sets the correcting voltage DELTAV0 from the inputted both voltage and the map 43A. This is added to output voltage V0 and the device 43 outputs the detection voltage V0' to an injection amount arithmetic device 30. Thereby even when voltage V0 of the battery is lowered, the detection voltage V0' correspondent to the alcohol concn. is output and the alcohol concn. is accurately detected.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、例えばメタノール混合燃料を用いたエンジン
の燃料噴射制御装置等に適用される静電容量式アルコー
ル濃度測定装置に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to a capacitive alcohol concentration measuring device that is applied to, for example, a fuel injection control device for an engine using methanol mixed fuel.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

近時、自動車用エンジンの燃料として、純正ガソリンに
代えてメタノールを含んだアルコール混合ガソリンが使
用されるようになってきた。
Recently, alcohol-mixed gasoline containing methanol has come to be used as fuel for automobile engines instead of pure gasoline.

純正ガソリンとアルコール混合ガソリンとでは当然に理
論空燃比A/Fも変ってくるから、エンジンについての
燃料噴射量、点火時期等も異なってくることになる。
Naturally, the stoichiometric air-fuel ratio A/F differs between genuine gasoline and alcohol-mixed gasoline, so the fuel injection amount, ignition timing, etc. of the engine also differ.

ここで、アルコール濃度が0%の純正ガソリンを用いた
場合の燃料噴射量T、についてみると、T r = T
p X (X X α’ X Coat + Tm ”
・(1)ただし、TP :基本噴射量 α  :空燃比A/Fフィードバック補正係数 α′ :基本空燃比A/F学習補正係数Coat:各種
補正係数 T、  :バッテリ電圧補正係数 として演算する。この際、酸素センサからの酸素濃度信
号に基づき、空燃比A/Fフィードバック補正係数αを
補正すると共に、基本噴射量Tpとエンジン回転数Nと
から基本空燃比A/F学習補正係数α′を学習補正する
ことにより、理論空燃比A/Fが14.7となるように
制御している。
Here, looking at the fuel injection amount T when using genuine gasoline with an alcohol concentration of 0%, T r = T
p X (X X α' X Coat + Tm ”
(1) However, TP: Basic injection amount α: Air-fuel ratio A/F feedback correction coefficient α': Basic air-fuel ratio A/F learning correction coefficient Coat: Various correction coefficients T, : Calculated as battery voltage correction coefficient. At this time, the air-fuel ratio A/F feedback correction coefficient α is corrected based on the oxygen concentration signal from the oxygen sensor, and the basic air-fuel ratio A/F learning correction coefficient α' is calculated from the basic injection amount Tp and the engine speed N. By performing learning correction, the theoretical air-fuel ratio A/F is controlled to be 14.7.

このように、純正ガソリンの空燃比A/Fは14.7で
あるが、アルコール濃度が100%のメタノールを用い
た場合には空燃比A/Fが6.5となるように制御する
必要があり、アルコール濃度が0〜100%の範囲では
理論空燃比A/Fは約2倍異なることになる。
In this way, the air-fuel ratio A/F of genuine gasoline is 14.7, but when using methanol with an alcohol concentration of 100%, it is necessary to control the air-fuel ratio A/F to 6.5. Therefore, when the alcohol concentration is in the range of 0 to 100%, the stoichiometric air-fuel ratio A/F differs by about twice.

従って、アルコール混合ガソリンを使用する場合には、
(1)式から燃料噴射量Tl′をT I =MIl x
Tp ×(2X Q’ X Coat + Ts・・・
(2) ただし、MK :アルコール濃度によって定まる定数 として演算する必要がある。
Therefore, when using alcohol-mixed gasoline,
From equation (1), the fuel injection amount Tl' is calculated as T I = MIl x
Tp × (2X Q' X Coat + Ts...
(2) However, MK: It is necessary to calculate it as a constant determined by the alcohol concentration.

このため、アルコール混合ガソリンを使用するエンジン
にあっては、アルコールセンサと呼ばれるアルコール濃
度測定装置を備え、アルコール濃度に対応した出力電圧
を発生し、当該出力電圧値に基づいて(2)式の演算を
行なうようになっている。そして、この種のアルコール
濃度測定装置としては、ガソリンとアルコールが有する
導電率からアルコール濃度を検出する抵抗式アルコール
濃度測定装置、アルコール混合ガソリンの誘電率の変化
を利用した静電容量式アルコール濃度測定装置、屈折率
の変化を利用した光学式アルコール濃度測定装置等が知
られている。
For this reason, engines that use alcohol-mixed gasoline are equipped with an alcohol concentration measuring device called an alcohol sensor, which generates an output voltage corresponding to the alcohol concentration, and calculates equation (2) based on the output voltage value. It is now possible to do this. This type of alcohol concentration measurement device includes a resistance alcohol concentration measurement device that detects alcohol concentration from the electrical conductivity of gasoline and alcohol, and a capacitance alcohol concentration measurement device that uses changes in the dielectric constant of alcohol-mixed gasoline. An optical alcohol concentration measuring device that utilizes a change in refractive index is known.

ここで、前述した各アルコール濃度測定装置のうち、静
電容量式アルコール濃度測定装置を用いた燃料噴射制御
装置として、従来第5図ないし第11図に示すものが知
られている。
Among the above-mentioned alcohol concentration measuring devices, the ones shown in FIGS. 5 to 11 are conventionally known as fuel injection control devices using capacitive alcohol concentration measuring devices.

まず、第5図において、1は自動車のエンジンで、該エ
ンジン1には燃焼室にアルコール混合ガソリンを噴射す
る噴射弁2が設けられると共に外気を吸気するインティ
クマニホールド3が設けられ、吸気フィルタ4との間に
は吸入空気量を計測するエアフローメータ5が設けられ
ている。また、エンジン1には排気マニホールド6が設
けられ、該排気マニホールド6には酸素センサ(図示せ
ず)が設けられている。
First, in FIG. 5, reference numeral 1 denotes an automobile engine, and the engine 1 is provided with an injection valve 2 for injecting alcohol-mixed gasoline into a combustion chamber, an intake manifold 3 for taking in outside air, and an intake filter 4. An air flow meter 5 for measuring the amount of intake air is provided between the two. Further, the engine 1 is provided with an exhaust manifold 6, and the exhaust manifold 6 is provided with an oxygen sensor (not shown).

7はアルコール混合ガソリン8を貯える燃料タンクで、
該燃料タンク7内には当該アルコール混合ガソリン8を
吐出する燃料ポンプ9が設けられている。
7 is a fuel tank that stores alcohol-mixed gasoline 8;
A fuel pump 9 for discharging the alcohol-mixed gasoline 8 is provided within the fuel tank 7 .

10は燃料配管で、該燃料配管10の一端は燃料フィル
タ11を介して燃料ポンプ9の吐出側と接続され、その
他端は噴射弁2、圧力レギュレータ12の流入側と接続
され、該圧力レギュレータ12の流出側はリターン配管
13を介して燃料タンク7と接続されている。
10 is a fuel pipe; one end of the fuel pipe 10 is connected to the discharge side of the fuel pump 9 via a fuel filter 11, and the other end is connected to the inlet side of the injection valve 2 and the pressure regulator 12; The outflow side of the fuel tank 7 is connected to the fuel tank 7 via a return pipe 13.

14は例えば燃料配管10の途中に設けられた静電容量
式のアルコール濃度測定装置で、該アルコール濃度測定
装置14は燃料配管10内を流れるアルコール混合ガソ
リン8中のアルコール濃度を検出するものである。ここ
で、前記アルコール濃度測定装置14は第6図に示す如
く、燃料配管10内に設けられた一対の平行平板形また
は同軸同筒形の電極板からなり、平行平板形の電極の場
合には、静電容量C8を、 S    ・・・・・・(3) C・”8d ただし、C:誘電率 S:電極面積 d:電極間距離 として検出する静電容量検出器15と、該静電容量検出
器15による検出静電容量C3に基づいて、発振周波数
fを、 ただし、L :インダクタンス co二回路の容量 として発振するLC型の発振回路16と、該発振回路1
6からの発振周波数fを分周して周波数f′に変換しノ
イズを除去する分周回路17と、該分周回路17からの
周波数f′を検出電圧■として変換する周波数−電圧変
換回路18(以下、rf−V変換回路18」という)と
、該f−V変換回路18からの検出電圧■を反転増幅し
、出力電圧v0として出力する反転増幅回路19と、前
記各回路17,18.19に定電圧を供給する定電圧回
路20とから大略構成されている。
Reference numeral 14 denotes a capacitive alcohol concentration measuring device installed, for example, in the middle of the fuel pipe 10, and the alcohol concentration measuring device 14 detects the alcohol concentration in the alcohol-mixed gasoline 8 flowing inside the fuel pipe 10. . Here, as shown in FIG. 6, the alcohol concentration measuring device 14 consists of a pair of parallel plate-shaped or coaxial co-cylindrical electrode plates provided in the fuel pipe 10. In the case of parallel plate-shaped electrodes, , the capacitance C8 is S...(3) C・''8d, where C: dielectric constant S: electrode area d: distance between electrodes; Based on the capacitance C3 detected by the capacitance detector 15, the oscillation frequency f is determined.
a frequency divider circuit 17 that divides the oscillation frequency f from the frequency divider circuit 17 and converts it into a frequency f' to remove noise; and a frequency-voltage conversion circuit 18 that converts the frequency f' from the frequency divider circuit 17 as a detection voltage ■. (hereinafter referred to as "rf-V conversion circuit 18"), an inverting amplifier circuit 19 that inverts and amplifies the detected voltage (2) from the f-V conversion circuit 18 and outputs it as an output voltage v0, and each of the circuits 17, 18 . 19 and a constant voltage circuit 20 that supplies a constant voltage to the circuit 19.

ここで、定電圧回路20について第7図を参照しつつ説
明する。該定電圧回路20は自動車に搭載されたバッテ
リ21のからのバッテリ電圧■8を定電圧■A (例え
ば、定格電圧5V)に変換し、前記各回路16,17.
18に供給するもので、3端子レギユレータからなる定
電圧素子22、保護抵抗23、ツェナーダイオード24
および発振防止用のコンデンサ25.26等とから大略
構成されている。そして、前記保護抵抗23はバッテリ
21のプラス側と定電圧素子22の入力端子22A間に
直列に接続され、ツェナーダイオード24とコンデンサ
25は定電圧素子22の入力端子22Aとアース27と
の間に並列に接続されている。さらに、定電圧素子22
の出力端子22Bとアース27との間にはコンデンサ2
6が接続され、安定した定電圧VAを供給するようにな
っている。前記ツェナーダイオード24と保護抵抗23
により保護回路28を構成して、バッテリ21の誘導サ
ージ、逆接等による電子部品の破壊を防止するようにな
っている。また、保護抵抗23は高抵抗値を有するもの
で、この保護抵抗23によりバッテリ電圧■8を降下さ
せ、定電圧素子22の入力電圧を規制するものである。
Here, the constant voltage circuit 20 will be explained with reference to FIG. 7. The constant voltage circuit 20 converts the battery voltage ■8 from the battery 21 mounted on the automobile into a constant voltage ■A (for example, rated voltage 5V), and supplies each of the circuits 16, 17 .
18, which includes a constant voltage element 22 consisting of a three-terminal regulator, a protective resistor 23, and a Zener diode 24.
and capacitors 25 and 26 for preventing oscillation. The protective resistor 23 is connected in series between the positive side of the battery 21 and the input terminal 22A of the constant voltage element 22, and the Zener diode 24 and the capacitor 25 are connected between the input terminal 22A of the constant voltage element 22 and the ground 27. connected in parallel. Furthermore, constant voltage element 22
A capacitor 2 is connected between the output terminal 22B and the ground 27.
6 is connected to supply a stable constant voltage VA. The Zener diode 24 and the protective resistor 23
A protection circuit 28 is configured to prevent damage to electronic components due to inductive surge, reverse connection, etc. of the battery 21. Further, the protective resistor 23 has a high resistance value, and is used to lower the battery voltage 8 and regulate the input voltage of the constant voltage element 22.

即ち、このように構成されるアルコール濃度測定装置1
4においては、アルコール混合ガソリン8は、アルコー
ル濃度Mと誘電率εとの関係が第8図の特性にあるから
、静電容量検出器15による電極間静電容量C8とアル
コール濃度Mとは第9図の関係にあり、発振回路169
分周回路17を経てf−V変換回路18による検出電圧
Vは第10図のような特性となり、これを反転増幅回路
19で反転増幅することにより、第11図に示すような
出力電圧v0をもった特性となる。かくして、アルコー
ル濃度測定装置14からは、アルコール濃度Mに対して
第11図に示す特性の出力電圧■。を得ることができる
That is, the alcohol concentration measuring device 1 configured in this way
4, the alcohol mixed gasoline 8 has the relationship between the alcohol concentration M and the dielectric constant ε as shown in FIG. With the relationship shown in Figure 9, the oscillation circuit 169
The detected voltage V by the fV conversion circuit 18 after passing through the frequency dividing circuit 17 has the characteristics as shown in FIG. 10, and by inverting and amplifying this in the inverting amplifier circuit 19, the output voltage v0 as shown in FIG. It has a unique characteristic. Thus, the alcohol concentration measuring device 14 outputs an output voltage (■) with the characteristics shown in FIG. 11 for the alcohol concentration M. can be obtained.

さらに、29は例えばマイクロコンピュータ等によって
構成されるコントロールユニットを示し、該コントロー
ルユニット29は電子式噴射制御を行なわすためのもの
であり、噴射量演算装置30等を含んで構成され、該噴
射量演算装置3゜は、その入力側がクランク角センサ3
1.エアフローメータ5.酸素センサ、水温センサ(い
ずれも図示せず)等と接続され、出力側はエンジンに燃
料を噴射する噴射弁2と接続されている。ここで、前記
噴射量演算装置30はクランク角センサ31からのエン
ジン回転数Nとエアフローメータ5からの吸入空気量Q
とによって基本噴射量Tpを演算すると共に、アルコー
ル濃度測定装置14からの出力電圧V0または各種セン
サからの信号に基づき、(2)式によって燃料噴射量T
+’を演算し、この燃料噴射量Tl′に対応したパルス
デューティをもった噴射パルスを噴射弁2に出力するも
のである。
Further, 29 indicates a control unit constituted by, for example, a microcomputer, and the control unit 29 is for performing electronic injection control, and is constituted by including an injection amount calculation device 30, etc., and is configured to control the injection amount. The input side of the calculation device 3° is the crank angle sensor 3.
1. Air flow meter5. It is connected to an oxygen sensor, a water temperature sensor (none of which are shown), and the output side is connected to an injection valve 2 that injects fuel into the engine. Here, the injection amount calculation device 30 calculates the engine speed N from the crank angle sensor 31 and the intake air amount Q from the air flow meter 5.
Based on the output voltage V0 from the alcohol concentration measuring device 14 or signals from various sensors, the basic injection amount Tp is calculated by formula (2).
+' is calculated, and an injection pulse having a pulse duty corresponding to this fuel injection amount Tl' is output to the injection valve 2.

従来技術によるアルコール濃度測定装置14を燃料噴射
制御装置に適用した場合には以上の如(構成されるが、
静電容量検出器15ではアルコール濃度Mに対応して(
3)式による静電容量C,を検出し、発振回路16では
アルコール濃度Mに対応して(4)式による周波数fを
発振し、分周回路17を介してf−V変換回路18で周
波数f′に対応する検出電圧■を出力し、反転増幅回路
19では反転増幅後の出力電圧■。を出力する。
When the alcohol concentration measuring device 14 according to the prior art is applied to a fuel injection control device, it is configured as described above.
In the capacitance detector 15, (
3) is detected, the oscillation circuit 16 oscillates the frequency f according to the equation (4) in accordance with the alcohol concentration M, and the fV conversion circuit 18 converts the frequency via the frequency dividing circuit 17. The detection voltage ■ corresponding to f' is outputted, and the inverting amplifier circuit 19 outputs the output voltage ■ after being inverted and amplified. Output.

一方、コントロールユニット29側ではアルコール濃度
測定装置14からの出力電圧v0により、(2)式によ
る燃料噴射量T+’の演算を行なうことができ、高精度
な噴射制御が可能と、なる。
On the other hand, on the control unit 29 side, the fuel injection amount T+' can be calculated according to equation (2) using the output voltage v0 from the alcohol concentration measuring device 14, making it possible to perform highly accurate injection control.

〔発明が解決しようとする課題〕[Problem to be solved by the invention]

ところが、前述した従来技術では、エンジンの低温始動
時等においては、バッテリ21の能力低下によってバッ
テリ電圧Vaが降下して定電圧回路20に所定電圧(例
えば、8■)以上の入力ができず、前記各回路16.1
7,18.19に供給する定電圧VAが定格電圧よりも
低くなり、出力電圧v0も低下して正確なアルコール濃
度の検出が不可能になるという問題点がある。この問題
点を解決するために保護回路28の保護抵抗23での電
圧降下を小さくすることにより、定電圧■、を確保する
ことはできるが、この場合には保護抵抗23の抵抗値を
小さくする必要があるために、誘導サージやバッテリ2
1の逆接続等による保護の耐久性を低下させる結果とな
ってしまう。
However, in the above-mentioned conventional technology, when the engine is started at a low temperature, etc., the battery voltage Va drops due to a decrease in the capacity of the battery 21, making it impossible to input a predetermined voltage (for example, 8■) or more to the constant voltage circuit 20. Each of the circuits 16.1
There is a problem in that the constant voltage VA supplied to 7, 18, and 19 becomes lower than the rated voltage, and the output voltage v0 also decreases, making it impossible to accurately detect the alcohol concentration. To solve this problem, it is possible to ensure a constant voltage by reducing the voltage drop across the protective resistor 23 of the protective circuit 28, but in this case, the resistance value of the protective resistor 23 must be reduced. Inductive surge and battery 2
This results in a reduction in the durability of protection due to the reverse connection of 1 and the like.

本発明はこのような従来技術の問題点に鑑みなされたも
ので、バッテリの性能低下によりバッテリ電圧が低下し
た場合でも、正確なアルコール濃度の検出を行うことの
できるようにした静電容量式アルコール濃度測定装置を
提供することを目的とする。
The present invention has been made in view of the problems of the prior art, and is a capacitive alcohol method that enables accurate detection of alcohol concentration even when the battery voltage drops due to deterioration of battery performance. The purpose of the present invention is to provide a concentration measuring device.

〔課題を解決するための手段〕[Means to solve the problem]

上記問題点を解決するため、本発明による静電容量式ア
ルコール濃度測定装置は、第1図に示すように、アルコ
ールを混合した液体中のアルコール濃度を電極間の静電
容量として検出する静電容量検出器101と、該静電容
量検出器101によって検出した静電容量に基づいた周
波数を発振する発振回路102と、該発振回路102に
よる発振周波数をアルコール濃度に対応した検出電圧に
変換する周波数−電圧変換回路103と、バッテリ10
4からの電源電圧を前記発振回路102、周波数−電圧
変換回路103にそれぞれ定電圧として供給する定電圧
回路105とからなる静電容量式アルコール濃度測定装
置において、前記定電圧回路105に印加されるバッテ
リ104からの電圧が所定電圧より降下したか否かを判
定する電圧降下判定手段106と、該電圧降下判定手段
106で所定電圧よりも降下したと判定したときには、
前記周波数−電圧変換回路103からの検出電圧と降下
した電圧値とから補正電圧を演算する補正電圧演算手段
107と、該補正電圧演算手段107によって演算した
補正電圧を前記周波数−電圧変換回路103からの検出
電圧に加算する加算手段108とから構成したことにあ
る。
In order to solve the above problems, the capacitive alcohol concentration measuring device according to the present invention, as shown in FIG. A capacitance detector 101, an oscillation circuit 102 that oscillates a frequency based on the capacitance detected by the capacitance detector 101, and a frequency that converts the oscillation frequency by the oscillation circuit 102 into a detection voltage corresponding to the alcohol concentration. -Voltage conversion circuit 103 and battery 10
In the capacitive alcohol concentration measuring device, the capacitance type alcohol concentration measuring device includes a constant voltage circuit 105 that supplies the power supply voltage from 4 to the oscillation circuit 102 and the frequency-voltage conversion circuit 103 as a constant voltage, respectively. A voltage drop determining means 106 determines whether the voltage from the battery 104 has dropped below a predetermined voltage, and when the voltage drop determining means 106 determines that the voltage has dropped below the predetermined voltage,
A correction voltage calculation means 107 calculates a correction voltage from the detected voltage from the frequency-voltage conversion circuit 103 and the dropped voltage value, and a correction voltage calculation means 107 calculates the correction voltage from the frequency-voltage conversion circuit 103. The present invention is comprised of an adding means 108 for adding to the detected voltage.

〔作用〕[Effect]

上記構成により、定電圧回路に印加されるバッテリの電
圧が降下したときには、この電圧降下に順じた検出電圧
の補正値を加算することにより、アルコール濃度の検出
電圧を正確に検出することができる。
With the above configuration, when the battery voltage applied to the constant voltage circuit drops, the detection voltage of alcohol concentration can be accurately detected by adding a correction value to the detection voltage according to this voltage drop. .

〔実施例〕〔Example〕

以下、本発明の実施例を第2図ないし第4図に基づいて
説明する。なお、実施例では前述した従来技術と同一の
構成要素に同一の符号を付し、その説明を省略するもの
とする。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to FIGS. 2 to 4. In the embodiment, the same components as those in the prior art described above are given the same reference numerals, and their explanations will be omitted.

図中、41は前記バッテリ21と定電圧回路20との間
に接続された電圧検出器を示し、該電圧検出器41は、
検出抵抗等によりバッテリ電圧Vsを検出して後述の電
圧補正演算装置43に入力するようになっている。42
はマイクロコンピュータ等により構成されたコントロー
ルユニットを示し、該コントロールユニット42は、前
述の従来技術で説明した噴射量演算装置30と電圧補正
演算装置43等とから構成されている。該電圧補正演算
装置43内にROM、RAMで構成された記憶回路には
、第3図に示す実験により解析された電圧補正マツプ4
3Aおよび第4図に示すアルコール濃度の電圧補正プロ
グラムとが格納されている。
In the figure, 41 indicates a voltage detector connected between the battery 21 and the constant voltage circuit 20, and the voltage detector 41 is
The battery voltage Vs is detected by a detection resistor or the like and inputted to a voltage correction calculation device 43, which will be described later. 42
2 shows a control unit composed of a microcomputer or the like, and the control unit 42 is composed of the injection amount calculation device 30 and the voltage correction calculation device 43 described in the above-mentioned prior art. A storage circuit comprised of ROM and RAM in the voltage correction arithmetic unit 43 stores a voltage correction map 4 analyzed through experiments as shown in FIG.
3A and an alcohol concentration voltage correction program shown in FIG. 4 are stored.

ここで、第3図に示す電圧補正マツプ43Aの特性線図
について説明する。第3図の特性線図は、例えばアルコ
ール濃度Mが0.20,40゜60.80,100%(
以下、これをMO。
Here, the characteristic diagram of the voltage correction map 43A shown in FIG. 3 will be explained. The characteristic diagram in Figure 3 shows, for example, alcohol concentration M of 0.20, 40, 60.80, 100% (
Below, this is MO.

M20.・・・、Mlooという)のときのバッテリ2
1から印加されるバッテリ電圧■8に対する出力電圧V
oの変動を示したものである。この第3図に示す特性線
図は実験によって得られたもので、バッテリ電圧■6が
8v以下になると、出力電圧V。も低下するようになる
ことが分かった。
M20. ..., Mloo), battery 2
Output voltage V for battery voltage ■8 applied from 1
This shows the variation of o. The characteristic diagram shown in FIG. 3 was obtained through experiments; when the battery voltage 6 becomes 8V or less, the output voltage V. was also found to decrease.

逆にいえば、バッテリ電圧■、と出力電圧v0が分かれ
ば、補正電圧Δ■oが検出できるようになっている。例
えば、バッテリ電圧v3が7■であり、出力電圧■。が
2.3■であったとすれば、アルコール濃度はMloo
のときであって、補正電圧Δ■。は0.43Vとなる。
Conversely, if the battery voltage ■ and the output voltage v0 are known, the correction voltage Δ■o can be detected. For example, the battery voltage v3 is 7■, and the output voltage is ■. is 2.3■, the alcohol concentration is Mloo
When the correction voltage Δ■. becomes 0.43V.

次に、コントロールユニット42内の電圧補正演算装置
43によるアルコール濃度の電圧補正処理動作について
第4図を参照して説明する。
Next, the voltage correction processing operation of the alcohol concentration by the voltage correction calculation device 43 in the control unit 42 will be explained with reference to FIG.

まず、処理動作が開始されると、ステップ1で電圧検出
器41よりバッテリ電圧■8を読込み、ステップ2では
バッテリ電圧■8が所定電圧(例えば、8.3V)以上
か否かを判定し、rYES」の場合にはステップ5に移
り、rNOJの場合にはステップ3に移るようになって
いる。即ち、ステップ2でrNOJと判定したときには
、バッテリ電圧■8は8,3■よりも降下している状態
にあるから、ステップ3に移るものである。
First, when the processing operation is started, in step 1, the battery voltage ``8'' is read from the voltage detector 41, and in step 2, it is determined whether the battery voltage ``8'' is equal to or higher than a predetermined voltage (for example, 8.3V), rYES'', the process moves to step 5, and in the case of rNOJ, the process moves to step 3. That is, when it is determined in step 2 that the battery voltage is rNOJ, the battery voltage 8 is lower than 8,3 2, so the process moves to step 3.

さて、ステップ3では出力電圧V。を反転増幅回路19
から読込み、ステップ4では電圧補正演算装置43内に
格納された電圧補正マツプ43Aを参照して、バッテリ
電圧■6および出力電圧voから補正電圧Δ■。を読出
し、補正電圧△■。を設定する。
Now, in step 3, the output voltage V. Inverting amplifier circuit 19
In step 4, with reference to the voltage correction map 43A stored in the voltage correction calculation device 43, a correction voltage Δ■ is calculated from the battery voltage ■6 and the output voltage vo. Read out the correction voltage △■. Set.

一方、ステップ2でrYESJの場合には、バッテリ電
圧■8は正常状態にあるからステップ5に移り、ステッ
プ5では補正電圧Δ■oをOvに設定する。
On the other hand, in the case of rYESJ in step 2, since the battery voltage ■8 is in a normal state, the process moves to step 5, and in step 5, the correction voltage Δ■o is set to Ov.

さらに、ステップ6ではステップ4およびステップ5で
設定された補正電圧△■。を出力電圧voに加算して、
検出電圧■。′を得て、ステップ7で噴射量演算装置3
0に検出電圧V0′を出力し、ステップ8からリターン
する。
Furthermore, in step 6, the correction voltage △■ set in steps 4 and 5 is applied. is added to the output voltage vo,
Detection voltage■. ' is obtained, and in step 7, the injection amount calculation device 3
0, the detection voltage V0' is output, and the process returns from step 8.

ここで、ステップ2は本発明による電圧降下判定手段、
ステップ3〜5は補正電圧演算手段、ステップ6は加算
手段をそれぞれ構成している。
Here, step 2 is a voltage drop determination means according to the present invention,
Steps 3 to 5 constitute correction voltage calculation means, and step 6 constitutes addition means.

かくして、このように構成される本実施例のアルコール
濃度測定装置14においても、その作用は従来技術と殆
ど変わるところはない。
Thus, the operation of the alcohol concentration measuring device 14 of this embodiment configured as described above is almost the same as that of the prior art.

然るに、本実施例では、定電圧回路20に印加されるバ
ッテリ電圧■8が降下した場合でも、電圧補正演算装置
43により、出力電圧■。に補正電圧Δ■。を加算し、
アルコール濃度に対応した検出電圧■。′を出力するこ
とができ、アルコール濃度の正確な検出を可能にして、
アルコール濃度測定装置14の検出性能の向上を図るこ
とができる。また、保護回路28の保護抵抗23の抵抗
値を小さくする必要がなくなるために、誘導サージやバ
ッテリ21の逆接続等による各電子部品の損傷を防止す
ることができ、アルコール濃度測定装置14の寿命を延
ばすことができる。さらに、燃料噴射制御装置に本実施
例の静電容量式アルコール濃度測定装置を用いた場合に
は、(2)式による燃料噴射量T、′の演算を行なうこ
とができ、正確かつ高精度な噴射制御が可能となる。
However, in this embodiment, even if the battery voltage (■8) applied to the constant voltage circuit 20 drops, the output voltage (■) is maintained by the voltage correction calculation device 43. Correction voltage Δ■. Add and
Detection voltage corresponding to alcohol concentration■. ′ can be output, allowing accurate detection of alcohol concentration,
The detection performance of the alcohol concentration measuring device 14 can be improved. Furthermore, since it is no longer necessary to reduce the resistance value of the protective resistor 23 of the protective circuit 28, it is possible to prevent damage to various electronic components due to inductive surges, reverse connection of the battery 21, etc., and the life of the alcohol concentration measuring device 14 can be reduced. can be extended. Furthermore, when the capacitive alcohol concentration measuring device of this embodiment is used as a fuel injection control device, it is possible to calculate the fuel injection amount T,' according to equation (2), which is accurate and highly accurate. Injection control becomes possible.

なお、前記実施例では説明を省略したが、バッテリ電圧
■ゎが6v以下になった場合には、自動車自体の始動が
不可能と判断して、アルコール濃度の検出も不要と判断
し、検出電圧■。の補正を中止するようになっている。
Although the explanation was omitted in the above embodiment, when the battery voltage ゎ becomes 6V or less, it is determined that it is impossible to start the car itself, it is determined that there is no need to detect the alcohol concentration, and the detected voltage is ■. The correction is now canceled.

また、前記実施例のアルコール濃度の電圧補正処理にお
いて、バッテリ電圧■6が所定電圧よりも降下していな
い場合、即ち、バッテリ電圧VBが正常時にはステップ
5で補正電圧Δ■。をOvに設定するようにしたが、こ
の場合には、電圧補正処理を行なわず検出電圧V0をそ
のまま出力するようにしてもよい。
In addition, in the alcohol concentration voltage correction process of the embodiment, when the battery voltage 6 has not fallen below a predetermined voltage, that is, when the battery voltage VB is normal, the correction voltage Δ■ is set in step 5. is set to Ov, but in this case, the detected voltage V0 may be output as is without performing voltage correction processing.

さらに、前記実施例ではf−V変換回路18の次段に反
転増幅回路19を設けるものとして述べたが、この反転
増幅回路19は必ずしも設ける必要はなく、一方、非反
転増幅回路を用いてもよい。また、分周回路17は必要
に応じて設ければよい。
Further, in the above embodiment, the inverting amplifier circuit 19 is provided at the next stage of the f-V conversion circuit 18, but the inverting amplifier circuit 19 does not necessarily need to be provided.On the other hand, a non-inverting amplifier circuit may also be used. good. Further, the frequency dividing circuit 17 may be provided as necessary.

〔発明の効果] 以上詳述した通り、本発明によれば、定電圧回路に印加
されるバッテリからの電圧を検出して、バッテリ電圧が
所定電圧より降下したか否かを電圧降下判定手段で判定
し、該電圧降下判定手段で所定電圧よりも降下したと判
定したときには、検出電圧と降下した電圧値とに対応し
た補正電圧な補正電圧演算手段により演算して、該補正
電圧演算手段によって演算した補正電圧を前記周波数−
電圧変換回路からの検出電圧に加算する構成とすること
により、バッテリからの電圧が降下したときでも、正確
にアルコール濃度を検出することができ、高性能のアル
コール濃度の検出を行うことができる。さらに、定電圧
回路には保護回路を備えているから、誘導サージやバッ
テリの逆接続等による保護を従来同様、低コストで小型
に構成することができる。
[Effects of the Invention] As detailed above, according to the present invention, the voltage from the battery applied to the constant voltage circuit is detected, and the voltage drop determination means detects whether the battery voltage has dropped below a predetermined voltage. When the voltage drop determining means determines that the voltage has dropped below a predetermined voltage, the corrected voltage calculating means calculates a correction voltage corresponding to the detected voltage and the dropped voltage value. The corrected voltage is applied to the frequency -
By adding the detection voltage to the detected voltage from the voltage conversion circuit, the alcohol concentration can be accurately detected even when the voltage from the battery drops, and high-performance alcohol concentration detection can be performed. Furthermore, since the constant voltage circuit is equipped with a protection circuit, protection against inductive surges, reverse battery connections, etc. can be achieved at low cost and in a small size, as in the past.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は本発明による静電容量式アルコール濃度測定装
置の基本的構成を示す機能ブロック図、第2図ないし第
4図は本発明の実施例を示し、第2図は本実施例による
静電容量式アルコール濃度測定装置の回路構成図、第3
図は定電圧回路に印加されるバッテリ電圧とアルコール
濃度に対応した出力電圧との関係を示す線図、第4図は
電圧補正演算処理を示す流れ図、第5図ないし第11図
は従来技術を示し、第5図は従来技術による静電容量式
アルコール濃度測定装置を燃料噴射制御装置に適用した
場合の全体構成図、第6図は従来技術の回路構成を示す
ブロック図、第7図は定電圧回路の電気回路図、第8図
はアルコール濃度と誘電率の関係を示す線図、第9図は
アルコール濃度と検出された静電容量の関係を示す線図
、第10図はアルコール濃度とf−V変換回路からの検
出電圧の関係を示す線図、第11図はアルコール濃度と
反転増幅回路からの出力電圧の関係を示す線図である。 14・・・アルコール濃度測定装置、15・・・静電容
量検出器、16・・・発振回路、18・・・周波数−電
圧変換回路、20・・・定電圧回路、21・・・バッテ
リ、42・・・コントロールユニット、43・・・電圧
補正演算装置。 特許出願人  日本電子機器株式会社 代理人 弁理士   広 瀬 和 彦 第 図 第 図 バ1.7子り電圧Vs(V) 第 図 第10図 アルコール濃度M(’/、) 第 図 アルコール濃度M(’/、)
FIG. 1 is a functional block diagram showing the basic configuration of a capacitive alcohol concentration measuring device according to the present invention, FIGS. 2 to 4 show embodiments of the present invention, and FIG. Circuit configuration diagram of capacitive alcohol concentration measuring device, Part 3
The figure is a diagram showing the relationship between the battery voltage applied to the constant voltage circuit and the output voltage corresponding to the alcohol concentration, Figure 4 is a flowchart showing the voltage correction calculation process, and Figures 5 to 11 show the conventional technology. 5 is an overall configuration diagram when a capacitive alcohol concentration measuring device according to the prior art is applied to a fuel injection control device, FIG. 6 is a block diagram showing the circuit configuration of the prior art, and FIG. Electrical circuit diagram of the voltage circuit, Figure 8 is a diagram showing the relationship between alcohol concentration and dielectric constant, Figure 9 is a diagram showing the relationship between alcohol concentration and detected capacitance, and Figure 10 is a diagram showing the relationship between alcohol concentration and dielectric constant. A diagram showing the relationship between the detected voltage from the fV conversion circuit, and FIG. 11 is a diagram showing the relationship between the alcohol concentration and the output voltage from the inverting amplifier circuit. 14... Alcohol concentration measuring device, 15... Capacitance detector, 16... Oscillation circuit, 18... Frequency-voltage conversion circuit, 20... Constant voltage circuit, 21... Battery, 42... Control unit, 43... Voltage correction calculation device. Patent Applicant Japan Electronics Co., Ltd. Agent Patent Attorney Kazuhiko Hirose Figure 1.7 Voltage Vs (V) Figure 10 Alcohol Concentration M ('/,) Figure Alcohol Concentration M ( '/,)

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] アルコールを混合した液体中のアルコール濃度を電極間
の静電容量として検出する静電容量検出器と、該静電容
量検出器によって検出した静電容量に基づいた周波数を
発振する発振回路と、該発振回路による発振周波数をア
ルコール濃度に対応した検出電圧に変換する周波数−電
圧変換回路と、バッテリからの電源電圧を前記発振回路
、周波数−電圧変換回路にそれぞれ定電圧として供給す
る定電圧回路とから構成してなる静電容量式アルコール
濃度測定装置において、前記定電圧回路に印加されるバ
ッテリからの電圧が所定電圧より降下したか否かを判定
する電圧降下判定手段と、該電圧判定手段で所定電圧よ
りも降下したと判定したときには、前記周波数−電圧変
換回路からの検出電圧と降下した電圧値とから補正電圧
を演算する補正電圧演算手段と、該補正電圧演算手段に
よって演算した補正電圧を前記周波数−電圧変換回路か
らの検出電圧に加算する加算手段とから構成したことを
特徴とする静電容量式アルコール濃度測定装置。
a capacitance detector that detects the alcohol concentration in a liquid containing alcohol as a capacitance between electrodes; an oscillation circuit that oscillates a frequency based on the capacitance detected by the capacitance detector; A frequency-voltage conversion circuit that converts the oscillation frequency of the oscillation circuit into a detection voltage corresponding to the alcohol concentration, and a constant voltage circuit that supplies the power supply voltage from the battery as a constant voltage to the oscillation circuit and the frequency-voltage conversion circuit, respectively. A capacitive alcohol concentration measuring device comprising: a voltage drop determining means for determining whether a voltage from a battery applied to the constant voltage circuit has dropped below a predetermined voltage; When it is determined that the voltage has dropped below the voltage, a correction voltage calculation means for calculating a correction voltage from the detected voltage from the frequency-voltage conversion circuit and the dropped voltage value; 1. A capacitance-type alcohol concentration measuring device comprising: an addition means for adding to a detected voltage from a frequency-voltage conversion circuit.
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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6080712A (en) * 1983-10-12 1985-05-08 Hitachi Ltd Device for correcting voltage of pressure sensor
JPH0217652B2 (en) * 1980-03-11 1990-04-23 Shuuberuto Unto Zarutsuaa Mas Fab Ag

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