JPH07111396B2 - アルコール―ガソリン混合物の組成を測定する方法 - Google Patents

アルコール―ガソリン混合物の組成を測定する方法

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JPH07111396B2 JP59040272A JP4027284A JPH07111396B2 JP H07111396 B2 JPH07111396 B2 JP H07111396B2 JP 59040272 A JP59040272 A JP 59040272A JP 4027284 A JP4027284 A JP 4027284A JP H07111396 B2 JPH07111396 B2 JP H07111396B2
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、種々のアルコール含量を有する燃料混合物を
供給したエンジンの自動制御に適したアルコール−ガソ
リン混合物の組成を測定する方法に関する。
将来市販される種々の燃料を用いるために、多成分燃料
を用いる融通性のあるまた多目的なエンジンは、異なつ
た燃料、又は異なつた燃料処方の混合物に適合し、そし
て他方では燃料／空気比及び燃焼を自動的に調節する統
合した系を有すべきである。
本発明の本質的な目的は、これらの種々の要求を満たす
ことである。
かくして提示された問題を解決するために、本発明は、
アルコール−ガソリン混合物の組成を測定する方法に於
いて、光線を混合物を通して放射しそしてこの光線が混
合物によつて吸収される度合を近赤外に相当する波長範
囲で選ばれた少なくとも一つの波長で測定し、この吸収
度を混合物のアルコール含量に関連させる方法を提供す
る。
近赤外という用語は、0.7〜1.7ミクロン（700〜1700ナ
ノメートル）間の波長に相当する光スペクトル帯域と理
解すべきである。
仏国特許第2,487,010号及び“Polytechnisch Tijdschri
ft Werktuigbouw"の第36巻第３号の117〜122頁表題“Pr
obleemloze toepassing van alcoholbenzine−mengsels
in auto's"（1981年３月発行）には、燃料中のアルコ
ール含有百分率を測定する装置が記載されている。この
装置はガラスカラム中の光伝導を用いるが、しかし近赤
外での燃料による吸収光を規定しない。更に一般には、
この混合物の組成を測定するためにアルコール−ガソリ
ン混合物による近赤外での光吸収を用いることは、従来
技術では知られていない。
この従来技術は、米国特許第4,369,736号、第3,996,785
号、第4,031,864号、第4,321,465号、および英国特許第
1,554,309号で示される。
更に特に、本発明を用いてアルコール−ガソリン混合物
を供給した燃焼エンジンの操作パラメーターを自動的に
調節する方法において、光線をエンジンに供給される混
合物を通して放射し、この光線が混合物によつて吸収さ
れる程度は近赤外に相当する波長範囲で選ばれた波長帯
域で測定し、そしてエンジンの操作パラメーターの調節
はかくして測定される吸収度の関数として制御する方法
を提供することができる。
本発明の第一の態様においては、吸収度は900〜1,000ナ
ノメーター（１ナノメーター＝10-9メートル）の間の波
長で測定される。
本発明の第二の態様においては、吸収度は1,450〜1,600
ナノメーターの間の波長で測定される。
更に本発明の範囲内で、該第一の光線の混合物による吸
収度は第一の光線と同じ光源を有する第二の光線の対照
流体例えば純粋アルコール、又は既知組成のアルコール
−ガソリン混合物による吸収度と比較される。
また、本発明を利用して、アルコール−ガソリン混合物
を供給されるエンジンの如き燃焼ユニットの少なくとも
一つの操作パラメーター、例えば、供給物の空気／燃料
比、点火進角（ignition advance）、未燃焼気体の再循
環割合、を自動的に調節するのに使用可能な装置を提供
することができ、この装置はエンジンに供給される混合
物が流れるセルを通過する光線を放射する光源と、セル
中を流れる混合物によってこの光線が吸収される程度
を、近赤外に相当する波長範囲で選ばれる少なくとも一
つの波長について測定する手段とを有するセンサーを含
んでおり、この測定手段が測定された吸収度の関数とし
ての信号を伝える。
本発明は、更に特に、該測定手段が、該測定手段によつ
て伝えられる該信号の関数としてエンジンの少なくとも
一つの操作パラメーターを調節する手段に連結されてい
る、上記の如き装置に利用される。
一つの態様においては、この装置は、該センサーが燃料
貯臓器をエンジンに連結する供給配管中の燃料ポンプと
直列に配置され、貯臓器が貯臓器中の燃料の容量増加を
翻訳する信号を発生させるために適合された燃料ゲージ
を備え、そして貯臓器への戻り配管へ向うバイパス導管
が供給配管中に配置されそしてバイパスを制御する手段
に連結され、これらの制御手段は所定時間中ゲージから
送られそして貯臓器中の燃料の容量増加に関連する制御
信号を受けるのに活性化されるのに適していることを特
徴としている。
本発明を添付した図で説明する。
第１図は、内燃エンジンの操作を自動的に調節するのに
適した本発明に従う装置の単純化した一般図であり、 第２図は、燃料混合物の組成を測定するためのセンサー
の一態様を示し、 第３図は、センサーと連動された電気回路を図式的に示
し、 第４図は、本発明を利用した装置に用いられる光放射光
ダイオードの放射曲線を示し、 第５図は、波長の関数としての、燃料混合物の種々の成
分についての光伝導の％を示し、そして 第６図は、第３図に示したものの如き測定手段の補正曲
線の一例を示す。
添付図は、本発明の一態様を示すものである。
本発明の一態様を図式的に示す第１図に於いて、参照符
Ｍは、ガソリンポンプＰ及び燃料のアルコール含量を測
定する装置３を配置した配管２を通して貯臓器１から燃
料が供給されるエンジンを示す。貯臓器１中の燃料レベ
ルは、ゲージ４によつて測定される。空気供給は、この
供給量を調節するための電磁弁８を配置したヒーター７
を通過する配管６によつて空気フイルター５を通して行
われる。この供給は、センサー９によつて測定される。
エンジンによつて回転されるはずみ車12と連動する他の
センサー10及び11は、各々エンジンの回転速度及び各エ
ンジン サイクルについての各シリンダー中の頂部死点
を通るピストンの通過を測定する。
燃焼センサー13は、ピンキング又はノツキング現象が現
われたときの異常燃焼サイクルを測定する。
排出気体に配置された探査子14は、これらの気体が化学
量論量の燃料−空気混合物の燃焼に起因するかどうかを
測定する。
上記のそして図中文字Ｃとして示される種々のセンサー
からの指示は、エンジンの燃焼回路16を制御するための
手段15及び電磁弁８へ調整信号を伝送するマイクロ−プ
ロセツサー型の自動データ処理手段（計算器）に送られ
る。
この自動データ処理手段（計算器）は、例えば米国特許
第4,120,272号に記載されている方法に従つて、特にセ
ンサー10、11及び13から受ける信号の関数として、ピン
キング現象を回避しながら最適値までの燃焼を自動的に
調節するのに適している。
燃料中のアルコールの％を測定するセンサー３は、その
測定信号を導線18を通してプロセツサー（計算器）に送
る。
この測定は、連続的に又は断続的に行われる。
この後者の場合、最後の測定結果をプロセツサーに貯臓
し、貯臓器１の各再補充後新たな測定を行なう。
このためには、ゲージ４は、貯臓器１中の燃料レベルの
各増量ごとにプロセツサーに連動する制御手段に信号を
伝えるように適合される。
プロセツサーは、次に導線19を通して、ポンプＰの出口
で供給配管２に配置された三方電磁弁20を作動し、この
電磁弁は貯臓器１へ連結されたバイパス21を開き、プロ
セツサーで規定された所定時間（例えば１〜２分間）、
配管２及び貯臓器への戻り配管21を通して閉鎖回路中を
燃料を流れさせる。
この操作は、得られるべき貯臓器１及び配管中の燃料組
成物を均質化し、そして所定時間の終りに、プロセツサ
ーは電磁弁20に信号を送り、貯臓器への戻りバイパス配
管21を閉じ、エンジンに燃料を供給する。
センサー３によつて遂行されそして導管18を通して送ら
れたアルコール含量の測定は、次にプロセツサーに記憶
され、そこで燃料での貯臓器１の予備的再補充後に、前
に貯臓された値と置換される。
同様にセンサー３を配管21に配置することもできる。
燃料混合物の組成を測定するためのセンサー３の一つの
態様を示す第２図に於いて、参照符22は軽質合金ブロツ
クから形成されるこのセンサーの本体を示す。このブロ
ツクは、穴23があけられており、その中に赤外（平均波
長940ナノメーター）の光線25を放射するゼネラル イ
ンストルメント社のLEDMEタイプ7124の光放射ダイオー
ドにより形成される光源24が収容されている。この光線
は、ブロツク22中の他の二つの穴28及び29の交差位置に
支持体27で担持された平行面の半反射分離板26によつ
て、二つに分割される。これら二つの穴の軸は直角であ
り、穴28の軸は穴23のそれと一致している。
光線25の一部は反射されて、測定セル31を通して光トラ
ンジスター30の如き第一の光学計の方へ向かう。放射さ
れた光線を僅か弱く吸収する材料からつくられている窓
32を有するこの測定セル31は、エンジンに供給されるア
ルコール−ガソリン混合物を通過させるためにエンジン
の燃料供給回路の配管２に連結された入口及び出口配
管、各々33及び34を備えている。フイルター37は、セン
サーの入口配管中に配置される（第３図）。
光線25の他の部分は、反射せずに分離板26を通して通過
して、そして窓38を有してそして好ましくは測定セルと
同じものであるが、しかし既知の組成の対照液体、例え
ば純粋なメタノールCH3OHを含有するセル36を通して光
トランジスター35の如き第二の光学計に達する。
更に本発明の範囲内で、好ましくは、組成が判つている
アルコールとガソリンの混合物で充満されたとき測定セ
ルが有するもと実質的に同じ既知の吸収特性を有する簡
単なフイルターで、この対照セルを置き換えてもよい。
測定セル31を通して流れる液体による、そして対照セル
36中に含まれる液体による放射線の各々の吸収度の組成
物が、二つの入口が光トランジスター30及び35（第３
図）に各々連結される応差増幅器39によつて提供され
る。
この応差増幅器39によつて送られる測定信号Ｓは、導線
18を通してプロセツサーに伝送される。
参照符＋Ｖが電圧源（例えば10ボルト）を示す第３図
は、更に放射光ダイオード24によつて生成する光流の自
動的制御が如何にして達成されるかを図式的に示すもの
である。この目的のために、フオローアー型A1の増幅器
は対照光トランジスター35の放射器に連結される。応差
増幅器39の二つの入口の一つに適用されるこのフオロー
アーの出口信号は、第二の入口末端が対照電圧VRに運ば
れる操作増幅器Ａを備えるサーボシステムの第一の入口
に伝送される。操作増幅器Ａの出口末端は、フオローア
ーA2を介して、放射器が放射ダイオード24に連結されて
いるトランジスターの底部に連結されている。
この制御システムは、以下の如く操作する。即ち、対照
セル36と連動している光トランジスター35によつて送ら
れる電圧が低下する（ダイオード24の老化の故に又は対
照セル36の窓の汚れの故に）と、このダイオードによつ
て放射される光流を所望の水準に再確立するために、操
作増幅器Ａはこの電圧と対照電圧VRとの間の差に依つ
て、放射ダイオード24の供給電圧の増大を制御する。
第４図は、センサー３の放射ダイオード24用に用いられ
る光ダイオード（フオト−ダイオードI.R.ME7124）の特
徴的放射曲線を示す。この図に於いて、波長λ（ナノメ
ーター）は横軸に示し、相対放射ERは縦軸としてプロツ
トされる。
第５図は、波長λ（ナノメーター）の関数として種々の
燃料混合物成分についての光伝達の％を示す。
応差増幅器39によつて送られる測定信号Ｓは、入力信号
の差に比例する。二つのセル31及び36両方が対照液体
（CH3OH）を含有するときこの増幅器のゼロを調整し、
そして測定セル31が純粋なガソリンを含有し、対照セル
36が純粋なメタノールを含有するときフルスケールでの
この増幅器39の増進調整が行われる。
第６図は、第３図に示したものの如きセンサーについて
の補正曲線を示す。
この曲線は、メタノール％CH3OHの関数としてのプロセ
ツサー（計算器）へ送られる測定信号の値を与える。
例として、メタノール−ガソリン混合物から形成される
燃料について、もしV1が給油所で行なわれる補給前の貯
臓器中に含有される密度D1の混合物１の容量を示すとき
は、そしてもしV2がポンプで送られる混合物２の容量を
示すときは、（A/F）１及び（A/F）２はそれぞれ混合物
１及び２の特性的化学量論比であり、貯臓器中で得られ
る生成混合物の値V3、D3及び（A/F）３は、容量測定の
相関関係： V1D1（A/F）１＋V2D2（A/F）２＝V3D3（A/F）３ （１） 加えて、V1＋V2V3（0.4％以内） （２） そして による前述のものに関連する。
この自動データ処理手段（計算器）は、各補給後、初期
値（A/F）１、V1及びD1からそして行われる補給を特徴
づける値（A/F）２、V2及びD2から、三つの上記関係
（１）、（２）及び（３）を基礎として、得られる混合
物３の値（A/F）３、V3及びD3を測定するのに適合され
る。
更に本発明の範囲内で、分離板以外の光線分離手段も用
いられ、この手段は入射光線を少なくとも二つの他の光
線に分離するように適合される。かかる手段は、例えば
Ｙ型の光フアイバーであるか、又は例えば振動鏡又は同
じ種類の他の装置を用いて入射光線を周期的に偏向させ
ることである。
本発明は、アルコール−ガソリン混合物以外の混合物
に、特に少なくとも一種の酸素化生成物及びガソリンを
含有する混合物にも適用することができる。
【図面の簡単な説明】
第１図は、本発明を利用した装置の一般図であり、第２
図は燃料組成測定のためのセンサーの一態様を示し、第
３図は電気回路を図式的に示し、第４図は光ダイオード
の放射曲線を示し、第５図は燃料成分の光伝導％を示
し、そして第６図は測定手段の補正曲線の一例である。 エンジン……Ｍ ガソリンポンプ……Ｐ 貯臓器……１ 配管……2,6,21,33,34 アルコール含量測定装置……３ 燃料レベルゲージ……４ 空気フイルター……５ ヒーター……７ 電磁弁……８ センサー……9,10,11 はずみ車……12 燃焼センサー……13 探査子……14 燃焼回路制御手段……15 燃焼回路……16 導線……18,19 三方電磁弁……20 センサー本体……22 穴……23,28,29 光線……25 分離板……26 支持体……27 光トランジスター……30,35 セル……31,36 窓……32,38 応差増幅器……39 光ダイオード……24
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ジエラ−ル・バネ フランス国リユエユ−マルメゾン・ブ−ル バ−ル・ナシヨナル29 (56)参考文献 特開 昭57−187638（ＪＰ，Ａ)

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】アルコール−ガソリン混合物の組成を測定
    する方法であって、単一光源からの光線を混合物に通し
    て放射し、この光線が混合物によって吸収される程度を
    少なくとも一つの波長で測定し、該波長が700〜1700ナ
    ノメーターの近赤外に相当する波長範囲で選ばれ、そし
    て吸収度が混合物のアルコール含量に関連している、前
    記測定方法。
  2. 【請求項２】吸収度を900〜1000ナノメーターの間の波
    長で測定する、特許請求の範囲第１項記載の方法。
  3. 【請求項３】吸収度を1450〜1600ナノメーターの間の波
    長で測定する、特許請求の範囲第１項記載の方法。
  4. 【請求項４】単一光源からの第二の光線を純粋なアルコ
    ールの如き対照液体又は他のいずれかの対照流体に通し
    て放射する、特許請求の範囲第１項記載の方法。
JP59040272A 1983-03-03 1984-03-02 アルコール―ガソリン混合物の組成を測定する方法 Expired - Lifetime JPH07111396B2 (ja)

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