JPH0547778B2 - - Google Patents

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JPH0547778B2
JPH0547778B2 JP11655188A JP11655188A JPH0547778B2 JP H0547778 B2 JPH0547778 B2 JP H0547778B2 JP 11655188 A JP11655188 A JP 11655188A JP 11655188 A JP11655188 A JP 11655188A JP H0547778 B2 JPH0547778 B2 JP H0547778B2
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JP
Japan
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alcohol
alcohol concentration
voltage
concentration
sensor
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JP11655188A
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Japanese (ja)
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Inventor
Susumu Kurihara
Kazumitsu Kobayashi
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Hitachi Unisia Automotive Ltd
Original Assignee
Japan Electronic Control Systems Co Ltd
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、アルコールを混合した液体中のアル
コール濃度を測定する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 an alcohol concentration measuring device for measuring the alcohol concentration in a liquid containing alcohol.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

近時、諸外国ではガソリン中にアルコールを混
合したアルコール混合ガソリンがいわゆる「ガソ
ホール」として使用されている。純正ガソリンと
ガソホールとでは当然にオクタン価が異なるか
ら、純正ガソリンでは空燃比(空気と燃料の重量
比)A/Fが15:1であるのに対し、ガソホール
の空燃比は第6図に示す特性となり、アルコール
濃度が100%では空燃比は6:1となる。従つて、
ガソホールを使用する場合には、アルコール濃度
を検出して燃料噴射量、点火時期等を制御する必
要がある。
Recently, in various countries, alcohol-mixed gasoline, which is a mixture of alcohol and gasoline, has been used as so-called "gasohol." Since genuine gasoline and gasohol naturally have different octane ratings, the air-fuel ratio (weight ratio of air and fuel) A/F of genuine gasoline is 15:1, whereas the air-fuel ratio of gasohol has the characteristics shown in Figure 6. Therefore, if the alcohol concentration is 100%, the air-fuel ratio will be 6:1. Therefore,
When using gasohol, it is necessary to detect the alcohol concentration and control the fuel injection amount, ignition timing, etc.

このため、従来からガソリン中のアルコール濃
度を検出するアルコールセンサとして、ガソリン
抵抗値とアルコールの抵抗値の相違からアルコー
ル濃度を検出する抵抗式アルコールセンサが検討
されている。
For this reason, as an alcohol sensor for detecting the alcohol concentration in gasoline, a resistance-type alcohol sensor that detects the alcohol concentration from the difference between the gasoline resistance value and the alcohol resistance value has been studied.

この種の抵抗式アルコールセンサを第7図ない
し第10図に示す。
This type of resistive alcohol sensor is shown in FIGS. 7 to 10.

同図において、1は燃料パイプ、2はアルコー
ルセンサで、該アルコールセンサ2は燃料パイプ
1内に離間して配設した一対の電極棒、電極板等
からなる電極3,4と、該電極3,4と接続され
た検出回路5とからなり、該検出回路5は一側電
極3と接続された直流電源6と、該直流電源6と
他側電極4間に設けられた検出抵抗7とから構成
されている(第7図、第8図参照)。
In the figure, 1 is a fuel pipe, and 2 is an alcohol sensor. , 4, and the detection circuit 5 includes a DC power supply 6 connected to the electrode 3 on one side, and a detection resistor 7 provided between the DC power supply 6 and the electrode 4 on the other side. (See Figures 7 and 8).

そして、上記アルコールセンサ2は一対の電極
3,4間に介在するガソリン中のアルコール濃度
Cが高くなると、抵抗値が低下することに基づき
(第9図参照)、検出抵抗7の両端からの検出電圧
Eによりアルコール濃度Cを検出するものであ
る。
The alcohol sensor 2 is based on the fact that as the alcohol concentration C in the gasoline interposed between the pair of electrodes 3 and 4 increases, the resistance value decreases (see FIG. 9). The alcohol concentration C is detected using the voltage E.

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

ところで、抵抗式アルコールセンサによる電圧
特性はアルコール濃度Cが低濃度の領域、例えば
10%以下ではガソリンの抵抗によつて支配される
ため、第10図に示すようにアルコール濃度Cが
C1以下の領域では出力電圧Eが殆んど変化しな
くなり、当該低濃度の領域ではアルコール濃度C
を精度良く検出できないという問題がある。
By the way, the voltage characteristics of the resistive alcohol sensor are in the region where the alcohol concentration C is low, for example.
Below 10%, the alcohol concentration C is dominated by the resistance of gasoline, as shown in Figure 10.
In the region below C 1 , the output voltage E hardly changes, and in the region of low concentration, the alcohol concentration C
There is a problem in that it cannot be detected accurately.

一方、一般に電解装置にあつては電極にイオン
が蓄積する分極効果と、イオンの動きに抵抗力を
与える緩和効果が表われることが広く知られてい
るが、アルコール混合ガソリン中に一対の電極
3,4を浸漬して通電することにより該アルコー
ル混合ガソリン中のアルコール濃度Cを検出する
抵抗式アルコールセンサ2においても、アルコー
ル濃度が高くなると分極効果と緩和効果とによつ
て電極3,4の電気伝導度が失われ、小さくなる
現象が生じる。
On the other hand, it is generally known that electrolyzers exhibit a polarization effect in which ions accumulate on the electrodes and a relaxation effect in which resistance is exerted to the movement of ions. , 4 is immersed and energized to detect the alcohol concentration C in the alcohol-mixed gasoline.When the alcohol concentration increases, the electricity of the electrodes 3 and 4 decreases due to the polarization effect and relaxation effect. A phenomenon occurs in which conductivity is lost and reduced.

このため、アルコール濃度Cが高くなると検出
抵抗7間の出力電圧Eが高くなるべきところ、分
極効果、緩和効果のためにアルコール濃度Cが高
い領域で出力電圧Eが低下してしまう。
Therefore, when the alcohol concentration C increases, the output voltage E across the detection resistor 7 should increase, but due to the polarization effect and relaxation effect, the output voltage E decreases in the region where the alcohol concentration C is high.

かくして、検出抵抗7間の出力電圧Eが第10
図に示すように、アルコールの高濃度側で急激に
低下する現象が生じ、電圧特性全体としてある濃
度(EA)以上では同一アルコール濃度Cに対し
て2値(C2,C3)を持つことになり、アルコー
ル濃度Cを正確に検出できないという問題があ
る。
Thus, the output voltage E across the detection resistor 7 becomes the 10th
As shown in the figure, a phenomenon occurs where the alcohol decreases rapidly on the high concentration side, and the voltage characteristics as a whole have two values (C 2 , C 3 ) for the same alcohol concentration C above a certain concentration (E A ). Therefore, there is a problem that the alcohol concentration C cannot be detected accurately.

叙上の如く、従来技術による抵抗式アルコール
センサ2においては、アルコール濃度Cに比例し
た検出電圧Eを得ることができる領域はアルコー
ル濃度C1とC2との間だけであるため、測定結果
の利用範囲が狭いという欠点や、電圧特性全体の
精度も劣るという欠点がある。
As mentioned above, in the resistive alcohol sensor 2 according to the prior art, the region in which the detection voltage E proportional to the alcohol concentration C can be obtained is only between the alcohol concentrations C1 and C2 . The drawbacks are that the range of use is narrow and the accuracy of the overall voltage characteristics is also poor.

本発明は上述した従来技術の欠点に鑑みなされ
たもので、アルコール混合液体中のアルコール濃
度を分極効果や緩和効果の影響を受けることな
く、しかも広範囲にわたつて高精度に測定できる
ようにしたアルコール濃度測定装置を提供するも
のである。
The present invention has been made in view of the above-mentioned drawbacks of the prior art, and provides an alcohol solution that enables the alcohol concentration in an alcohol mixed liquid to be measured with high accuracy over a wide range without being influenced by polarization effects or relaxation effects. The present invention provides a concentration measuring device.

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

上述した課題を解決すべく、本発明が採用する
構成は、アルコール混合液体中に離間して対向配
設され、一定の電圧が印加されるようになつた一
対の通電用電極及び該一対の通電用電極間に位置
して所定間隔離間して対向配設された一対の検出
用電極を有し、該各検出用電圧間の電位差を用い
てアルコール濃度を検出する電位差式アルコール
センサと、該電位差式アルコールセンサの各通電
用電極間の抵抗値からアルコール濃度を検出する
抵抗式アルコールセンサと、該抵抗式アルコール
センサの検出電圧が前記電位差式アルコールセン
サにより検出すべき検出電圧の最大値に対応する
基準電圧値よりも大であるか小であるかを判定す
る判定手段とを備え、該判定手段により前記抵抗
式アルコールセンサの検出電圧が基準電圧値より
小であると判定したときには、前記電位差式アル
コールセンサの検出電圧に拘らず所定のアルコー
ル濃度として演算し、基準電圧値以上と判定した
ときには、前記電位差式アルコールセンサの検出
電圧でアルコール濃度を演算するように構成した
ことにある。
In order to solve the above-mentioned problems, the configuration adopted by the present invention includes a pair of current-carrying electrodes that are spaced apart and facing each other in an alcohol mixed liquid and to which a constant voltage is applied, and the pair of current-carrying electrodes. A potentiometric alcohol sensor has a pair of detection electrodes that are located between the detection electrodes and are arranged to face each other with a predetermined distance between them, and detects alcohol concentration using the potential difference between the respective detection voltages, and the potential difference A resistive alcohol sensor detects alcohol concentration from a resistance value between each energizing electrode of the resistive alcohol sensor, and the detection voltage of the resistive alcohol sensor corresponds to the maximum value of the detection voltage to be detected by the potentiometric alcohol sensor. determination means for determining whether the voltage is higher or lower than a reference voltage value, and when the determination means determines that the detected voltage of the resistive alcohol sensor is lower than the reference voltage value, the potential difference type The alcohol concentration is calculated as a predetermined alcohol concentration regardless of the detection voltage of the alcohol sensor, and when it is determined that the alcohol concentration is equal to or higher than the reference voltage value, the alcohol concentration is calculated using the detection voltage of the potentiometric alcohol sensor.

〔作 用〕[Effect]

電位差式アルコールセンサが検出した検出電圧
の最大値に対応するアルコール濃度を基準とする
基準電圧値を予め設定しておく。抵抗式アルコー
ルセンサの検出電圧が該基準電圧値以下のとき、
アルコール濃度を予め定めた所定のアルコール濃
度として演算することにより、電位差式アルコー
ルセンサの出力電圧はアルコール濃度の全域で1
値を持つことになり、直線性が良く、高精度で測
定範囲の広いアルコール濃度測定を行うことがで
きる。
A reference voltage value based on the alcohol concentration corresponding to the maximum value of the detection voltage detected by the potentiometric alcohol sensor is set in advance. When the detection voltage of the resistive alcohol sensor is below the reference voltage value,
By calculating the alcohol concentration as a predetermined alcohol concentration, the output voltage of the potentiometric alcohol sensor is 1 over the entire alcohol concentration range.
Therefore, it is possible to measure alcohol concentration with good linearity, high accuracy, and a wide measurement range.

〔実施例〕〔Example〕

以下、本発明の実施例として、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を例
に挙げ、第1図ないし第5図に基づき詳述する。
なお、前述した従来技術の構成要素と同一の構成
要素には同一符号を付し、その説明を省略する。
EMBODIMENT OF THE INVENTION Hereinafter, as an example of the present invention, a case where an alcohol concentration measuring device is applied to a fuel injection control device will be described in detail with reference to FIGS. 1 to 5.
Note that the same reference numerals are given to the same components as those of the prior art described above, and the explanation thereof will be omitted.

図において、11は電位差式アルコールセン
サ、12,13は該アルコールセンサ11を構成
し、燃料パイプ1内に離間して配設された一対の
電極板からなる通電用電極で、一側の通電用電極
12は直流電源14と接続され、他側の通電用電
極13は固定抵抗15を介して該直流電源14と
接続され、定電圧が印加されるようになつてい
る。
In the figure, 11 is a potentiometric alcohol sensor, and 12 and 13 constitute the alcohol sensor 11, and are current-carrying electrodes consisting of a pair of electrode plates spaced apart in the fuel pipe 1. The electrode 12 is connected to a DC power supply 14, and the other current-carrying electrode 13 is connected to the DC power supply 14 via a fixed resistor 15, so that a constant voltage is applied thereto.

16,17はこれらの間に介在するガソリンの
電位差を測定するため、前記一対の電極12,1
3間に設けられた他の一対の小形の電極板からな
る検出用電極で、該各検出用電極16,17は通
電用電極12,13から所定間隔離間し、かつ、
互に所定開隔離間した状態で対向配設されてい
る。18は前記一対の検出用電極16,17間の
電位差を検出するために、該検出用電極16,1
7間に接続された電圧検出装置である。ここで、
電位差式アルコールセンサ11の出力電圧Vは、
後に詳述するように、アルコール濃度Cの低濃度
の領域で立上つて最大値Vnaxとなつた後、アル
コール濃度Cに反比例的に小さくなる電圧特性を
有している。そして、電圧検出装置18には、上
述した特性の検出電圧Vを伝達可能な出力電圧に
変換する増幅器19が接続されている(第3図参
照)。
16 and 17 are the pair of electrodes 12 and 1 in order to measure the potential difference of the gasoline interposed between them.
A detection electrode consisting of another pair of small electrode plates provided between the electrodes 16 and 17, each of which is separated from the current-carrying electrodes 12 and 13 by a predetermined distance, and
They are arranged facing each other with a predetermined distance from each other. Reference numeral 18 indicates the detection electrodes 16 and 1 in order to detect the potential difference between the pair of detection electrodes 16 and 17.
This is a voltage detection device connected between 7 and 7. here,
The output voltage V of the potentiometric alcohol sensor 11 is
As will be described in detail later, the voltage has a voltage characteristic that rises in a region where the alcohol concentration C is low, reaches the maximum value V nax , and then decreases in inverse proportion to the alcohol concentration C. An amplifier 19 is connected to the voltage detection device 18 for converting the detected voltage V having the above-described characteristics into a transmittable output voltage (see FIG. 3).

一方、20は前記電位差式アルコールセンサ1
1と共に、燃料パイプ1内のガソリン中のアルコ
ール濃度Cを検出する抵抗式アルコールセンサを
示し、該抵抗式アルコールセンサ20は従来技術
で述べたアルコールセンサ2とほぼ同様に、一対
の通電用電極12,13に直列接続された固定抵
抗15の両端電圧を検出電圧Eとして導出するも
ので、通電用電極12,13間の抵抗値がアルコ
ール濃度に応じて変化することを利用して、アル
コール濃度を検出し、後述のアルコール濃度演算
装置21に検出電圧Eを出力するものである。
On the other hand, 20 is the potentiometric alcohol sensor 1
1, a resistive alcohol sensor 20 detects the alcohol concentration C in gasoline in the fuel pipe 1, and the resistive alcohol sensor 20 has a pair of current-carrying electrodes 12, substantially similar to the alcohol sensor 2 described in the prior art. , 13 is derived as the detection voltage E, and the alcohol concentration can be determined by utilizing the fact that the resistance value between the current-carrying electrodes 12 and 13 changes depending on the alcohol concentration. It detects and outputs a detection voltage E to an alcohol concentration calculation device 21, which will be described later.

次に、21はCPU等からなるアルコール濃度
演算装置で、該アルコール濃度演算装置21の入
力側は前記増幅器19と抵抗式アルコールセンサ
20がそれぞれ接続され、出力側は後述する噴射
量演算装置23と接続されている。22は前記ア
ルコール濃度演算装置21に接続されたROMま
たはRAM等からなる記憶装置で、該記憶装置2
2には第5図に示すプログラムの他に、抵抗式ア
ルコールセンサ20によつて検出される基準電圧
値V1及び第4図に特性線図として示される出力
電圧V−アルコール濃度Cのデータマツプが格納
されている。そして、アルコール濃度演算装置2
1は記憶装置22内に格納されたデータに基づい
て後述する濃度演算装置を行つた後、アルコール
濃度信号Cを噴射量演算装置23に出力するよう
になつている。
Next, reference numeral 21 denotes an alcohol concentration calculation device consisting of a CPU, etc. The input side of the alcohol concentration calculation device 21 is connected to the amplifier 19 and the resistive alcohol sensor 20, and the output side is connected to an injection amount calculation device 23, which will be described later. It is connected. Reference numeral 22 denotes a storage device such as ROM or RAM connected to the alcohol concentration calculating device 21;
2 contains, in addition to the program shown in FIG. 5, a reference voltage value V 1 detected by the resistive alcohol sensor 20 and a data map of the output voltage V-alcohol concentration C shown as a characteristic diagram in FIG. 4. Stored. And alcohol concentration calculation device 2
1 performs a concentration calculation device (described later) based on data stored in a storage device 22, and then outputs an alcohol concentration signal C to an injection amount calculation device 23.

ここで、前記基準電圧値V1についてであるが、
電位差式アルコールセンサ11の出力電圧Vはア
ルコール濃度Cの低濃度領域で最大値Vnaxをと
る。そこで、該最大値Vnaxに対応するアルコー
ル濃度C4を基準とし、抵抗式アルコールセンサ
20が該アルコール濃度C4を検出する時の電圧
値を電位差式アルコールセンサ11の出力電圧V
が最大値Vnaxとなつたときとみなし、その電圧
値を基準電圧値V1として予め設定されるもので
ある。
Here, regarding the reference voltage value V1 ,
The output voltage V of the potentiometric alcohol sensor 11 takes a maximum value V nax in the low alcohol concentration region. Therefore, using the alcohol concentration C 4 corresponding to the maximum value V nax as a reference, the voltage value when the resistance type alcohol sensor 20 detects the alcohol concentration C 4 is set as the output voltage V of the potentiometric alcohol sensor 11.
It is assumed that the voltage reaches the maximum value Vnax , and that voltage value is preset as the reference voltage value V1 .

次に、23は燃料の噴射量演算装置で、該噴射
量演算装置23はアルコール濃度信号C、クラン
ク角センサ24からのエンジン回転数N、エアフ
ロメータ25からの吸込空気量Q等から燃料の噴
射量を演算し、燃料噴射信号Cを噴射弁26に出
力するようになつている。また、図中27はアル
コール濃度計である。
Next, 23 is a fuel injection amount calculation device, and the injection amount calculation device 23 injects fuel based on the alcohol concentration signal C, the engine rotation speed N from the crank angle sensor 24, the intake air amount Q from the air flow meter 25, etc. The amount is calculated and a fuel injection signal C is output to the injection valve 26. Further, 27 in the figure is an alcohol concentration meter.

本実施例は上述の如く構成されるが、次にまず
電位差式及び抵抗式アルコールセンサ11,20
の作用について述べ、しかる後アルコール濃度の
演算処理について述べる。
The present embodiment is configured as described above, but first, the potentiometric and resistance alcohol sensors 11 and 20 are
We will discuss the effect of , and then explain the calculation process for alcohol concentration.

電位差式アルコールセンサ11の一対の通電用
電極12,13及びこれらの間に設けられた一対
の検出用電極16,17は燃料パイプ1内のアル
コール混合ガソリン中に浸漬されている。この状
態で、一対の通電用電極12,13間に直流電源
14から一定の電圧を印加する。この時、通電用
電極12,13間に介在するアルコール混合ガソ
リン中のアルコール濃度Cが高いと、抵抗値は小
さいから該電極12,13間の電位差は小さくな
り、逆にアルコール濃度Cが低いと、抵抗値は大
きいから電極12,13間の電位差は大きくな
る。
A pair of current-carrying electrodes 12 and 13 and a pair of detection electrodes 16 and 17 provided between them of the potentiometric alcohol sensor 11 are immersed in alcohol-mixed gasoline in the fuel pipe 1. In this state, a constant voltage is applied from the DC power supply 14 between the pair of current-carrying electrodes 12 and 13. At this time, when the alcohol concentration C in the alcohol-mixed gasoline interposed between the current-carrying electrodes 12 and 13 is high, the resistance value is small, so the potential difference between the electrodes 12 and 13 becomes small; conversely, when the alcohol concentration C is low, Since the resistance value is large, the potential difference between the electrodes 12 and 13 becomes large.

そこで、通電用電極12,13間に介装した一
対の検出用電極16,17により、該通電用電極
12,13間の電位差のうち当該検出用電極1
6,17が設けられた部分の電位差を電圧検出装
置18で検出する。
Therefore, by a pair of detection electrodes 16 and 17 interposed between the current-carrying electrodes 12 and 13, the detection electrode 1 out of the potential difference between the current-carrying electrodes 12 and 13
A voltage detection device 18 detects the potential difference between the portions 6 and 17 provided.

次に、電位差式アルコールセンサ11の出力電
圧Vが第4図に示す如く、アルコール濃度Cの低
濃度領域で最大値Vnaxをとる理由について詳述
する。
Next, the reason why the output voltage V of the potentiometric alcohol sensor 11 takes the maximum value V nax in the low alcohol concentration region as shown in FIG. 4 will be explained in detail.

まず、第4図中のアルコール濃度CがC2以上
の高濃度領域にある場合、各通電用電極12,1
3間の抵抗値はアルコール濃度Cに反比例して大
幅に低下し、その電位差が小さくなるため、該各
通電用電極12,13間に配設された各検出用電
極16,17間の電位差も小さくなり、第4図に
示す如く出力電圧Vは低下する。
First, if the alcohol concentration C in FIG .
The resistance value between the electrodes 3 significantly decreases in inverse proportion to the alcohol concentration C, and the potential difference therebetween decreases, so the potential difference between the detection electrodes 16 and 17 disposed between the energizing electrodes 12 and 13 also decreases. As a result, the output voltage V decreases as shown in FIG.

次に、第4図中のアルコール濃度CがC4〜C2
の範囲の中濃度領域にある場合も、前記高濃度領
域の場合と同様に、アルコール濃度Cに応じて各
通電用電極12,13間の電位差が小さくなるた
め、各検出用電極16,17間の電位差も小さく
なり、出力電圧Vは低下する。
Next, the alcohol concentration C in Figure 4 is C 4 ~ C 2
Even when the concentration is in the middle concentration range, the potential difference between the current-carrying electrodes 12 and 13 becomes smaller depending on the alcohol concentration C, as in the high-concentration range. The potential difference between them also becomes smaller, and the output voltage V decreases.

即ち、アルコール濃度C4以上の領域において
は、通電用電極12,13間の電位差はアルコー
ル濃度に反比例するから、検出用電極16,17
が該通電用電極12,13間において検出する一
部の電位差(出力電圧V)もアルコール濃度Cに
反比例する。
That is, in the region where the alcohol concentration is C4 or higher, the potential difference between the current-carrying electrodes 12 and 13 is inversely proportional to the alcohol concentration, so the detection electrodes 16 and 17
A part of the potential difference (output voltage V) detected between the current-carrying electrodes 12 and 13 is also inversely proportional to the alcohol concentration C.

従つて、アルコール濃度CがC4以下の低濃度
領域の場合も、理論的、理想的には、検出用電極
16,17間の出力電圧Vはアルコール濃度Cに
反比例し、電圧検出装置18で方向できなくなる
まで増大するはずである。
Therefore, even when the alcohol concentration C is in a low concentration region below C4 , theoretically and ideally, the output voltage V between the detection electrodes 16 and 17 is inversely proportional to the alcohol concentration C, and the voltage detection device 18 It should increase until it becomes impossible to turn.

しかし、実際には、各検出用電極16,17間
の出力電圧Vはアルコール濃度CがC4のときを
ピークに下降し、C4より小さい低濃度領域では
アルコール濃度Cに比例する。
However, in reality, the output voltage V between the detection electrodes 16 and 17 peaks when the alcohol concentration C is C4 , and then decreases, and is proportional to the alcohol concentration C in a low concentration region smaller than C4 .

即ち、アルコール濃度CがC4以下になると、
ガソリンの存在比が上昇し、このガソリンは実質
的に絶縁体と考えることができるから、各通電用
電極12,13間の抵抗値が著しく増大し、該各
通電用電極12,13には直流電源14の電源電
圧の大部分が印加される。
That is, when the alcohol concentration C becomes less than C4 ,
Since the abundance ratio of gasoline increases and this gasoline can be considered as a substantial insulator, the resistance value between each current-carrying electrode 12 and 13 increases significantly, and each current-carrying electrode 12 and 13 receives a direct current. Most of the power supply voltage of power supply 14 is applied.

ここで、前述した分極効果および緩和効果はア
ルコール濃度が高い状態で顕在化すると共に、ア
ルコール濃度が低い場合においても電極に印加さ
れる電圧が大きいと現われる。従つて、各通電用
電極12,13に加わる電圧が大きくなると、該
各通電用電極12,13間の電圧は直線的に変化
せず、各通電用電極12,13の電極表面付近で
電気伝導度が低下するため急速に変化し、この結
果、各通電用電極12,13間の中央付近での変
化が小さくなる。
Here, the polarization effect and relaxation effect described above become apparent when the alcohol concentration is high, and also appear when the voltage applied to the electrodes is large even when the alcohol concentration is low. Therefore, when the voltage applied to each current-carrying electrode 12, 13 increases, the voltage between each current-carrying electrode 12, 13 does not change linearly, and electrical conduction occurs near the electrode surface of each current-carrying electrode 12, 13. Since the degree decreases, it changes rapidly, and as a result, the change near the center between the current-carrying electrodes 12 and 13 becomes small.

そして、通電用電極12,13間に配設された
各検出用電極16,17には電圧が印加されてお
らず、分極効果等が生じないから、該検出用電極
16,17は通電用電極12,13間の中央付近
の緩やかな電圧変化を検出することとなり、出力
電圧Vが小さくなる。
Since no voltage is applied to each of the detection electrodes 16 and 17 disposed between the current-carrying electrodes 12 and 13 and no polarization effect occurs, the detection electrodes 16 and 17 are the current-carrying electrodes. A gradual voltage change near the center between 12 and 13 is detected, and the output voltage V becomes small.

かくして、第4図に示すようにアルコール濃度
Cの低濃度領域で最大値Vnaxとなり、アルコー
ル濃度Cが高くなると出力電圧Vが直線的に小さ
くなるような電圧特性を得ることができ、当該電
圧特性をもつてガソリン中のアルコール濃度Cを
測定できる。従つて、従来技術による抵抗式アル
コールセンサよりも出力電圧Vの直線性がよく、
測定結果の利用範囲が広く、しかも高精度の濃度
測定ができる。また、アルコール濃度Cの検出
時、検出用電極16,17には通電しないから、
該電極16,17は分極効果や緩和効果の影響を
受けることがない。従つて、通電用電極12,1
3に分極効果や緩和効果が表われても、検出用電
極16,17は通電用電極12,13間の電位差
を正確に検出できる。
In this way, as shown in FIG. 4, it is possible to obtain a voltage characteristic in which the maximum value V nax is reached in the low concentration region of alcohol concentration C, and as the alcohol concentration C increases, the output voltage V decreases linearly. The alcohol concentration C in gasoline can be measured using the characteristic. Therefore, the linearity of the output voltage V is better than that of the conventional resistance alcohol sensor.
Measurement results can be used in a wide range of applications, and concentration can be measured with high precision. Furthermore, when detecting the alcohol concentration C, no current is applied to the detection electrodes 16 and 17.
The electrodes 16, 17 are not affected by polarization effects or relaxation effects. Therefore, the current-carrying electrodes 12,1
Even if a polarization effect or a relaxation effect appears in 3, the detection electrodes 16 and 17 can accurately detect the potential difference between the current-carrying electrodes 12 and 13.

ところで、前述の如く電位差式アルコールセン
サ11による出力電圧Vは低濃度領域で一度立上
つて最大値Vnaxをとるため、アルコール濃度C
の全域において2値を持つことになり、アルコー
ル濃度Cを正確に検出できないという不具合があ
る。一方、従来技術による抵抗式アルコールセン
サの出力電圧Eはアルコール濃度Cの高濃度領域
では2値(C2,C3)を持つが、アルコール濃度
C2より低い濃度の領域ではアルコール濃度Cに
対して1値のみを持つ電圧特性になつている。
By the way, as mentioned above, since the output voltage V from the potentiometric alcohol sensor 11 rises once in the low concentration region and takes the maximum value Vnax , the alcohol concentration C
There is a problem that the alcohol concentration C cannot be detected accurately. On the other hand, the output voltage E of the resistive alcohol sensor according to the prior art has two values (C 2 , C 3 ) in the high concentration region of alcohol concentration C;
In the region of concentration lower than C 2 , the voltage characteristic has only one value for alcohol concentration C.

そこで、実施例では上述した抵抗式アルコール
センサの出力電圧Eの特性を利用することによつ
て、電位差式アルコールセンサ11の出力電圧V
がアルコール濃度Cの全域にわたつて1値になる
ように、電位差式アルコールセンサ11に抵抗式
アルコールセンサ20を併用し、両アルコールセ
ンサ11,20の検出電圧V,Eから次に述べる
アルコール濃度の演算処理を行う構成になつてい
る。
Therefore, in the embodiment, by utilizing the characteristics of the output voltage E of the resistive alcohol sensor described above, the output voltage V of the potentiometric alcohol sensor 11 is
A resistive alcohol sensor 20 is used in combination with the potentiometric alcohol sensor 11 so that the alcohol concentration C becomes one value over the entire alcohol concentration C, and the alcohol concentration described below is determined from the detection voltages V and E of both alcohol sensors 11 and 20. It is configured to perform arithmetic processing.

そこで、この演算処理について、第5図に示す
プログラムを参照しつつ述べる。まず、エンジン
を始動し、処理が開始されると、アルコール濃度
演算装置21は電位差式アルコールセンサ11及
び抵抗式アルコールセンサ20からアルコール濃
度検出信号を検出電圧値V,Eとしてそれぞれ読
込む(ステツプ1、ステップ2)。一方、アルコ
ール濃度演算装置21は次のステップ3で記憶装
置22から基準電圧値V1を読出す。
Therefore, this arithmetic processing will be described with reference to the program shown in FIG. First, when the engine is started and processing is started, the alcohol concentration calculation device 21 reads alcohol concentration detection signals from the potentiometric alcohol sensor 11 and the resistance alcohol sensor 20 as detection voltage values V and E, respectively (step 1). , step 2). On the other hand, the alcohol concentration calculation device 21 reads the reference voltage value V 1 from the storage device 22 in the next step 3.

次に、アルコール濃度演算装置21は抵抗式ア
ルコールセンサ20の検出電圧値Eと基準電圧値
V1とを比較し、その大小を判定する(ステツプ
4)。そして、ステツプ4によつてE≧V1と判定
したときには、次のステツプ5に移り、記憶装置
22内に格納した第4図に示す検出電圧V−アル
コール濃度Cマツプをアクセスし、検出電圧Vに
対応するアルコール濃度Cを求め、アルコール濃
度信号Cを噴射量演算装置23に出力する。一
方、ステツプ4によつてE<V1と判定したとき
には、電位差式アルコールセンサ11の検出電圧
Vは最大値Vnax以下であるから、ステツプ6に
移つて当該検出電圧Vをホールドし、例えばアル
コール濃度信号C=C1として噴射量演算装置2
3に出力する。
Next, the alcohol concentration calculating device 21 calculates the detection voltage value E of the resistance type alcohol sensor 20 and the reference voltage value.
It is compared with V1 and its size is determined (step 4). When it is determined in step 4 that E≧V 1 , the process moves to the next step 5, where the detected voltage V-alcohol concentration C map shown in FIG. 4 stored in the storage device 22 is accessed, and the detected voltage V The alcohol concentration C corresponding to the alcohol concentration C is determined, and the alcohol concentration signal C is output to the injection amount calculation device 23. On the other hand, when it is determined in step 4 that E<V 1 , the detected voltage V of the potentiometric alcohol sensor 11 is less than the maximum value V nax , so the process moves to step 6 and holds the detected voltage V, for example, Injection amount calculation device 2 as concentration signal C= C1
Output to 3.

かくして、出力電圧Vがアルコール濃度Cの全
域で2値をもつ電位差式アルコールセンサ11の
出力電圧Vは常に1値のみを持つことになるか
ら、出力電圧Vの直線性がよく、従つて高精度で
検出結果の利用範囲が広い電位差式アルコールセ
ンサ11を燃料噴射量の演算やエンジン制御等に
利用できる。
In this way, the output voltage V of the potentiometric alcohol sensor 11, which has two values over the entire range of the alcohol concentration C, always has only one value, so the output voltage V has good linearity and therefore high accuracy. The potentiometric alcohol sensor 11, whose detection results can be used over a wide range of applications, can be used for calculation of fuel injection amount, engine control, etc.

なお、実施例では電位差式アルコールセンサ1
1の出力電圧Vはアルコール濃度Cが約10%の位
置で最大値Vnaxになるものとして述べたが、電
位差式アルコールセンサ11の性能によつて異る
ことは勿論である。
In addition, in the example, the potentiometric alcohol sensor 1
Although it has been described that the output voltage V of No. 1 reaches the maximum value V nax at a position where the alcohol concentration C is about 10%, it goes without saying that it varies depending on the performance of the potentiometric alcohol sensor 11.

また、ステツプ4は本発明の判定手段の具体例
であり、ステツプ5、6は本発明の演算手段の具
体例であるが、本発明はこれらのステツプ処理に
限らないもので、ハード回路によつて構成しても
よい。更に、実施例ではアルコール混合液体とし
てアルコール混合ガソリンを例示したが、本発明
はこれ以外のアルコール混合液体に適用しうる。
Furthermore, step 4 is a specific example of the determination means of the present invention, and steps 5 and 6 are specific examples of the calculation means of the present invention, but the present invention is not limited to these step processes, and may be performed using a hardware circuit. It may be configured as follows. Furthermore, although alcohol-mixed gasoline was exemplified as the alcohol-mixed liquid in the examples, the present invention can be applied to other alcohol-mixed liquids.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

本発明は以上詳述した如くであつて、抵抗式ア
ルコールセンサの検出電圧値が所定の基準電圧値
以下になつたときは、電位差式アルコールセンサ
による検出電圧に拘らず、所定のアルコール濃度
を出力することにより、電位差式アルコールセン
サがアルコール濃度の全域で1値をとるように構
成したから、出力電圧の直線性が良く、高精度で
検出結果の利用範囲が広いアルコール濃度測定装
置にすることができる。
As described in detail above, the present invention outputs a predetermined alcohol concentration when the detected voltage value of the resistive alcohol sensor falls below a predetermined reference voltage value, regardless of the detected voltage by the potentiometric alcohol sensor. By doing this, the potentiometric alcohol sensor is configured to take a single value over the entire alcohol concentration range, making it possible to create an alcohol concentration measuring device with good output voltage linearity, high accuracy, and a wide range of use for detection results. can.

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

第1図ないし第5図は本発明の実施例に係り、
第1図は電位差式アルコールセンサの回路図、第
2図は電位差式アルコールセンサの構成説明図、
第3図は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システム構成図、第4図は
アルコール濃度と出力電圧との関係を示す特性線
図、第5図は濃度演算処理を示す流れ図、第6図
ないし第10図は従来技術に係り、第6図はアル
コール濃度に対する空燃比の関係を示す線図、第
7図は抵抗式アルコールセンサの構成説明図、第
8図は抵抗式アルコールセンサの回路図、第9図
はアルコール濃度と検出抵抗の関係を示す線図、
第10図はアルコール濃度と出力電圧との関係を
示す特性線図である。 11…電位差式アルコールセンサ、20…抵抗
式アルコールセンサ、21…アルコール濃度演算
装置、22…記憶装置、23…噴射量演算装置。
1 to 5 relate to embodiments of the present invention,
Figure 1 is a circuit diagram of a potentiometric alcohol sensor, Figure 2 is an explanatory diagram of the configuration of a potentiometric alcohol sensor,
Fig. 3 is a system configuration diagram when the alcohol concentration measuring device is applied to a fuel injection control device, Fig. 4 is a characteristic diagram showing the relationship between alcohol concentration and output voltage, and Fig. 5 is a flowchart showing concentration calculation processing. , Fig. 6 to Fig. 10 relate to the prior art, Fig. 6 is a diagram showing the relationship between the air-fuel ratio and the alcohol concentration, Fig. 7 is an explanatory diagram of the configuration of the resistance type alcohol sensor, and Fig. 8 is the resistance type alcohol sensor. The circuit diagram of the sensor, Figure 9 is a diagram showing the relationship between alcohol concentration and detection resistance,
FIG. 10 is a characteristic diagram showing the relationship between alcohol concentration and output voltage. DESCRIPTION OF SYMBOLS 11... Potential difference type alcohol sensor, 20... Resistance type alcohol sensor, 21... Alcohol concentration calculating device, 22... Memory device, 23... Injection amount calculating device.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 1 アルコール混合液体中に離間して対向配設さ
れ、一定の電圧が印加されるようになつた一対の
通電用電極及び該一対の通電用電極間に位置して
所定間隔離間して対向配設された一対の検出用電
極を有し、該各検出用電極間の電位差を用いてア
ルコール濃度を検出する電位差式アルコールセン
サと、該電位差式アルコールセンサの各通電用電
極間の抵抗値からアルコール濃度を検出する抵抗
式アルコールセンサと、該抵抗式アルコールセン
サの検出電圧が前記電位差式アルコールセンサに
より検出すべき検出電圧の最大値に対応する基準
電圧値よりも大であるか小であるかを判定する判
定手段とを備え、該判定手段により前記抵抗式ア
ルコールセンサの検出電圧が基準電圧値より小で
あると判定したときには、前記電位差式アルコー
ルセンサの検出電圧に拘らず所定のアルコール濃
度として演算し、基準電圧値以上と判定したとき
には、前記電位差式アルコールセンサの検出電圧
でアルコール濃度を演算するように構成してなる
アルコール濃度測定装置。
1. A pair of current-carrying electrodes that are spaced apart and facing each other in an alcohol mixed liquid and to which a constant voltage is applied; and a pair of current-carrying electrodes that are spaced apart and facing each other by a predetermined distance between the pair of current-carrying electrodes. A potentiometric alcohol sensor has a pair of detection electrodes, and detects alcohol concentration using the potential difference between the detection electrodes, and the alcohol concentration is determined from the resistance value between each energizing electrode of the potentiometric alcohol sensor. a resistive alcohol sensor that detects the resistive alcohol sensor, and determines whether the detected voltage of the resistive alcohol sensor is larger or smaller than a reference voltage value corresponding to the maximum value of the detected voltage to be detected by the potentiometric alcohol sensor. and a determining means for determining that the detected voltage of the resistive alcohol sensor is smaller than a reference voltage value, the alcohol concentration is calculated as a predetermined alcohol concentration regardless of the detected voltage of the potentiometric alcohol sensor. . An alcohol concentration measuring device configured to calculate alcohol concentration using the detected voltage of the potentiometric alcohol sensor when it is determined that the voltage is equal to or higher than a reference voltage value.
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