JPH07209259A - 車載用ガス密度センサの取り付け構造 - Google Patents

車載用ガス密度センサの取り付け構造

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JPH07209259A
JPH07209259A JP6002655A JP265594A JPH07209259A JP H07209259 A JPH07209259 A JP H07209259A JP 6002655 A JP6002655 A JP 6002655A JP 265594 A JP265594 A JP 265594A JP H07209259 A JPH07209259 A JP H07209259A
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JP
Japan
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gas
sound
measuring chamber
reflection wall
sound waves
Prior art date
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Pending
Application number
JP6002655A
Other languages
English (en)
Inventor
Masayuki Habaguchi
正幸 幅口
Takefumi Nakamura
武文 中村
Toshiaki Ariyoshi
敏明 有吉
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.)
Honda Motor Co Ltd
Original Assignee
Honda Motor Co Ltd
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Publication date
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  • Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)
  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 燃料蒸気や水蒸気が車載用ガス密度センサの
内部で液化しても、正確かつ効率良くガス密度を検出す
ることができる車載用ガス密度センサの取り付け構造を
提供することを目的とする。 【構成】 超音波を反射する反射壁2と、反射壁2に向
けて超音波を送信するとともに、反射した超音波を受信
する超音波送受信子1と、超音波送受信子1及び反射壁
2の間の空間である音速測定室3と、音速測定室3に被
測定ガスを導入し排出するガス孔5、6とを備え、超音
波の送受信の時間から測定される音速に基づいてガスの
密度を測定する車載用のガス密度センサの取り付け構造
であって、車体やエンジンに取り付けられた状態で、ガ
ス孔5、6が音速測定室の最も低い部分に配置されるも
のである。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、音波の送受信の時間か
ら測定される音速に基づいて前記ガスの密度を測定する
車載用ガス密度センサの取り付け構造に関するものであ
る。
【0002】
【従来の技術】例えば、特公昭60−21335号公報
や特開平3−223669号公報には、送信子、受信子
間の超音波の伝達時間からガス中における音速を測定す
るセンサが記載されている。
【0003】一方、自動車の燃料タンクから発生した燃
料蒸気(ベーパー)を含むガスを内燃機関に吸入する場
合に、内燃機関の空気燃料混合比を正確にコントロール
するためには、ガス中の燃料蒸気の含有率を知る必要が
ある。このような要求を満たすために上記のセンサを応
用することができる。すなわち、ガス中の音速を測定す
ることにより、ガスの密度を知ることができ、ガス密度
から燃料蒸気の含有率を算出することができるのであ
る。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな音速測定センサの応用においては、燃料蒸気や水蒸
気がセンサの内部で液化することがあり、燃料蒸気や水
蒸気がセンサの外部で液化して液体になり、この液体が
音速測定センサに侵入することもある。このようなこと
が起こり、センサ内部に液体が溜まると、例えば図10
や図11に示すような状態になる。
【0005】図10は、超音波を送信し受信する超音波
送受信子1と反射壁2との間の空間である音速測定室3
が縦方向に配置されており、その下部に燃料蒸気や水蒸
気が液化した停留液体4が溜まっている状態を示すもの
である。なお、超音波送受信子1にはケーブル1aが取
り付けられている。このようになると、超音波送受信子
1から送信された超音波は、反射壁2ではなく停留液体
4の表面で反射してしまうため、超音波伝達距離が真の
距離L1から短縮されて距離L2になってしまう。この
状態では音速が増加したような出力となるため、ガス密
度が真の値よりも小さく算出されるという問題が生じ
る。
【0006】また、図11は、音速測定室3にガスを導
入するガス導入孔5とガスを排出するガス排出孔6とが
上方に向けられて配置されたセンサを示すものである。
音速測定室3はほぼ水平に配置され、その下部に停留液
体4が溜まっており、停留液体4は超音波送受信子1に
接触している。このため、超音波送受信子1の出力低
下、受信感度低下や送受信効率低下という問題が生じ
る。
【0007】そこで、本発明の目的は、燃料蒸気や水蒸
気が車載用ガス密度センサの内部で液化したり、液化し
た燃料蒸気や水蒸気が車載用ガス密度センサに侵入して
も、正確かつ効率良くガス密度を検出することができる
車載用ガス密度センサの取り付け構造を提供することに
ある。
【0008】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、この出願に係る発明は、音波を反射する反射壁と、
反射壁に向けて音波を送信するとともに、反射した音波
を受信する音波送受信子と、音波送受信子及び反射壁の
間の空間である音速測定室と、音速測定室に被測定ガス
を導入し排出するガス孔とを備え、音波の送受信の時間
から測定される音速に基づいてガスの密度を測定する車
載用のガス密度センサの取り付け構造であって、車体や
エンジンに取り付けられた状態で、ガス孔が音速測定室
の最も低い部分に配置されるものである。
【0009】また、この出願に係る別の発明は、音波を
反射する反射壁と、反射壁に向けて音波を送信するとと
もに、反射した音波を受信する音波送受信子と、音波送
受信子及び反射壁の間の空間である音速測定室と、音速
測定室に被測定ガスを導入し排出するガス孔とを備え、
音波の送受信の時間から測定される音速に基づいてガス
の密度を測定する車載用のガス密度センサの取り付け構
造であって、車体やエンジンに取り付けられた状態で音
波の伝達方向がほぼ水平になり、音速測定室の最も低い
部分に凹部が形成されているものである。
【0010】この出願に係るさらに別の発明は、音波を
反射する反射壁と、反射壁に向けて音波を送信するとと
もに反射した音波を受信する送受信面を有する音波送受
信子と、音波送受信子及び反射壁の間の空間である音速
測定室と、音速測定室に被測定ガスを導入し排出するガ
ス孔とを備え、音波の送受信の時間から測定される音速
に基づいてガスの密度を測定する車載用のガス密度セン
サの取り付け構造であって、車体やエンジンに取り付け
られた状態で、反射壁の最も高い部分が送受信面の最も
低い部分よりも高くなるとともに、送受信面の最も低い
部分が反射壁の最も低い部分よりも高くなるものであ
る。
【0011】
【作用】本発明においては、燃料蒸気や水蒸気の液化し
た停留液体が反射壁を覆うようになることがなく、また
停留液体が音波送受信子に接触することもない。従っ
て、音波伝達距離が変動することによる出力誤差や、音
波送受信子の出力低下、受信感度低下等を防止すること
ができる。
【0012】
【実施例】以下、添付図面に沿って本発明の実施例につ
いて説明する。なお、図面において同一又は相当部分に
は同一符号を用いるものとする。
【0013】図1は、車載用ガス密度センサの一例を示
す図であり、( a) は側断面図、(b) は左半分が( a)
の左から見たところ、右半分が( a) の右から見たと
ころを示す断面図である。このセンサ内には、超音波を
反射壁2に向けて送信するとともに反射した超音波を受
信する超音波送受信子1が配置されており、超音波送受
信子1は音速測定室3を挟んで反射壁2と対向してい
る。音速測定室3には、その内部に被測定ガスを導入す
るガス導入孔5及び内部の被測定ガスを排出するガス排
出孔6が設けられている。また、音速測定室3の内周側
面には音速測定室3内の被測定ガスの温度を測定する温
度センサ7が取り付けられ、超音波送受信子1の信号の
処理回路を搭載する電子回路基板8も設けられている。
【0014】電子回路基板8上の処理回路を図2に示
す。音速測定部16はPLL(PhaseLocked Loop )に
よる回路構成となっており、音速測定部16からの送信
タイミングによって発振部18からの250KHZの周
波数の信号がドライバー19に送られる。また、音速測
定部16の出力によって送受信切替回路20が超音波送
受信子1の入出力信号を切り換え、ドライバー19出力
の超音波送受信子1への接続と、超音波送受信子1によ
る反射超音波受信信号の受信アンプ14への接続とが切
り換えられる。受信アンプ14の出力は波形整形回路1
7による波形整形後、音速測定部16に送られる。そし
て、音速測定部16の出力がF/V変換回路21によっ
て電圧に変換されてOutputとして出力される。
【0015】次に、本発明による車載用ガス密度センサ
の取り付け構造の例を示す。図3〜図5は種々の形状を
有する車載用ガス密度センサを、この発明の取り付け構
造によって車体やエンジン(図示せず)に取り付けた状
態を示すものであり、重力の方向が矢印gによって示さ
れている。図3〜図5において、それぞれガス導入孔
5、ガス排出孔6、ガス排出孔6が、センサの鉛直下方
に配置されているため、燃料蒸気や水蒸気が液化した液
体は、重力によってこれらのガス孔からセンサ外に出て
行ってしまい、センサ内に停留するおそれがない。な
お、図5においては、金型の抜きテーパーにより音速測
定室3の内周側面にテーパーが付けられているため、ガ
ス排出孔6が厳密には音速測定室3の最も低い部分に配
置されることにはならないが、このような場合は特許請
求の範囲に含まれるものである。
【0016】図6、図7はガス密度センサが車体やエン
ジンに取り付けられた状態で音速測定室3がほぼ水平に
配置されて超音波の伝達方向がほぼ水平になり、音速測
定室3の最も低い部分に凹部30が設けられているもの
を示す図である。図7の( a) はセンサの側断面図、(
b) は( a) を左から見た断面図である。図6、図7に
おいて、重力の方向が矢印gによって示されている。図
6のセンサでは、凹部30は音速測定室3の中央部のみ
に形成されている。また、図7のセンサでは、凹部30
は溝状となっており、音速測定室3の全長に渡って形成
されている。燃料蒸気や水蒸気が液化した液体の量が少
ない場合には、この液体は重力によって音速測定に関与
しない凹部30に溜まってしまうため、センサ内に停留
するおそれがない。従って、超音波伝達距離が変化した
り、その液体が超音波送受信子1に接触して、出力低
下、受信感度低下等の問題が生じたりすることはない。
【0017】図8、図9は、車体やエンジンに取り付け
られたガス密度センサを示しており、重力の方向が矢印
gによって示されている。これらの図において、反射壁
2の最も高い部分Pは、超音波送受信子1が超音波を送
受信する面である送受信面の最も低い部分Qよりも高く
なっており、この部分Qは反射壁2の最も低い部分Rよ
りも高くなっている。QがRよりも高くなっているた
め、図8のように停留液体4が音速測定室3内に溜まっ
たとしても、停留液体4が超音波送受信子1の送受信面
に接触するおそれはなくなる。従って、出力低下、受信
感度低下等の問題が生じることはない。また、PがQよ
りも高くなっているため、停留液体4は音速測定室3の
内周側面に沿って溜まり、反射壁2に沿って溜まるので
はないことから、停留液体4の影響による超音波伝達距
離の変動は最小限に押さえられる。
【0018】なお、送信され受信される音波は超音波で
あるとしたが、超音波以外の音波であってもよい。
【0019】
【発明の効果】以上のように、本発明によれば、ガス孔
が音速測定室の最も低い部分に配置され、音波の伝達方
向がほぼ水平になって音速測定室の最も低い部分に凹部
が形成され、または、反射壁の最も高い部分が送受信面
の最も低い部分よりも高くなるとともに送受信面の最も
低い部分が反射壁の最も低い部分よりも高くなるので、
音波伝達距離の変動による誤差を伴うことなく、かつ、
音波送受信子の出力低下、受信感度低下や送受信効率低
下という問題を生じることなくガス密度を検出すること
ができる車載用ガス密度センサの取り付け構造を得るこ
とができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明で用いられる車載用ガス密度センサの
一例を示す図である。
【図2】この発明で用いられる車載用ガス密度センサに
おいて、超音波送受信子1の信号処理回路を示すブロッ
ク図である。
【図3】車体やエンジンに取り付けられた状態で、ガス
孔5が音速測定室3の最も低い部分に配置された車載用
ガス密度センサの取り付け構造の一実施例を示す図であ
る。
【図4】車体やエンジンに取り付けられた状態で、ガス
孔6が音速測定室3の最も低い部分に配置された車載用
ガス密度センサの取り付け構造の一実施例を示す図であ
る。
【図5】車体やエンジンに取り付けられた状態で、ガス
孔6が音速測定室3の最も低い部分に配置された車載用
ガス密度センサの取り付け構造の一実施例を示す図であ
る。
【図6】車体やエンジンに取り付けられた状態で、音波
の伝達方向がほぼ水平になり、音速測定室3の最も低い
部分に凹部30が設けられている車載用ガス密度センサ
の取り付け構造の一実施例を示す図である。
【図7】車体やエンジンに取り付けられた状態で、音波
の伝達方向がほぼ水平になり、音速測定室3の最も低い
部分に凹部30が設けられている車載用ガス密度センサ
の取り付け構造の一実施例を示す図である。
【図8】車体やエンジンに取り付けられた状態で、反射
壁2の最も高い部分Pが送受信面の最も低い部分Qより
も高くなるとともに、この部分Qが反射壁2の最も低い
部分Rよりも高くなる車載用ガス密度センサの取り付け
構造の一実施例を示す図である。
【図9】車体やエンジンに取り付けられた状態で、反射
壁2の最も高い部分Pが送受信面の最も低い部分Qより
も高くなるとともに、この部分Qが反射壁2の最も低い
部分Rよりも高くなる車載用ガス密度センサの取り付け
構造の一実施例を示す図である。
【図10】従来技術に関するものであり、音速測定室3
の下部に停留液体4が溜まっている状態を示す図であ
る。
【図11】従来技術に関するものであり、ガス導入孔5
とガス排出孔6とが上方に向けられて配置されたセンサ
を示す図である。
【符号の説明】
1…超音波送受信子、2…反射壁、3…音速測定室、5
…ガス導入孔、6…ガス排出孔、30…凹部、P…反射
壁の最も高い部分、Q…送受信面の最も低い部分、R…
反射面の最も低い部分。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 音波を反射する反射壁と、前記反射壁に
    向けて音波を送信するとともに、反射した音波を受信す
    る音波送受信子と、前記音波送受信子及び前記反射壁の
    間の空間である音速測定室と、前記音速測定室に被測定
    ガスを導入し排出するガス孔とを備え、音波の送受信の
    時間から測定される音速に基づいて前記ガスの密度を測
    定する車載用のガス密度センサの取り付け構造であっ
    て、 車体やエンジンに取り付けられた状態で、前記ガス孔が
    前記音速測定室の最も低い部分に配置される車載用ガス
    密度センサの取り付け構造。
  2. 【請求項2】 音波を反射する反射壁と、前記反射壁に
    向けて音波を送信するとともに、反射した音波を受信す
    る音波送受信子と、前記音波送受信子及び前記反射壁の
    間の空間である音速測定室と、前記音速測定室に被測定
    ガスを導入し排出するガス孔とを備え、音波の送受信の
    時間から測定される音速に基づいて前記ガスの密度を測
    定する車載用のガス密度センサの取り付け構造であっ
    て、 車体やエンジンに取り付けられた状態で音波の伝達方向
    がほぼ水平になり、前記音速測定室の最も低い部分に凹
    部が形成されている車載用ガス密度センサの取り付け構
    造。
  3. 【請求項3】 音波を反射する反射壁と、前記反射壁に
    向けて音波を送信するとともに反射した音波を受信する
    送受信面を有する音波送受信子と、前記音波送受信子及
    び前記反射壁の間の空間である音速測定室と、前記音速
    測定室に被測定ガスを導入し排出するガス孔とを備え、
    音波の送受信の時間から測定される音速に基づいて前記
    ガスの密度を測定する車載用のガス密度センサの取り付
    け構造であって、 車体やエンジンに取り付けられた状態で、前記反射壁の
    最も高い部分が前記送受信面の最も低い部分よりも高く
    なるとともに、前記送受信面の最も低い部分が前記反射
    壁の最も低い部分よりも高くなる車載用ガス密度センサ
    の取り付け構造。
JP6002655A 1994-01-14 1994-01-14 車載用ガス密度センサの取り付け構造 Pending JPH07209259A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1030176A2 (en) * 1999-02-15 2000-08-23 NGK Spark Plug Company Limited Gas concentration sensor
JP2004325297A (ja) * 2003-04-25 2004-11-18 Nissan Motor Co Ltd ガス濃度計測装置及び方法
JP2019090409A (ja) * 2017-11-14 2019-06-13 エーブイエル・テスト・システムズ・インコーポレイテッド 車両蒸発エミッションシステムのキャニスタ内の燃料蒸気濃度を決定するための及び燃料蒸気濃度に基づいてキャニスタを評価するためのシステム及び方法

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