JPH07306172A - 燃料の混合比率検知装置 - Google Patents
燃料の混合比率検知装置Info
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- JPH07306172A JPH07306172A JP6098650A JP9865094A JPH07306172A JP H07306172 A JPH07306172 A JP H07306172A JP 6098650 A JP6098650 A JP 6098650A JP 9865094 A JP9865094 A JP 9865094A JP H07306172 A JPH07306172 A JP H07306172A
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-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N33/00—Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
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-
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 アルコール混合燃料の電気伝導度の大小に関
わらず精度よく混合燃料中のアルコール混合率を検出す
る。 【構成】 燃料を充填した電極間の静電容量を検出する
静電容量検出部１、静電容量検出部１にコイル２を結合
したセンサ部（ＬＣ共振回路）Ａ、電圧制御により所定
周波数の高周波信号を発振する電圧制御発振器１０、セ
ンサ部Ａに印加された高周波信号の電圧と電流の位相差
を検出する位相比較器５、位相差の第１目標値を０°と
それ以外の第２目標値に交互に切り換え設定する目標値
切換手段８、位相比較器で検出された位相差と設定され
た目標値との差に応じて電圧制御発振器を電圧制御する
制御器９、位相差が第１目標値の時に高周波信号の周波
数により燃料の誘電率を算出すると共に、位相差が第１
目標値になった時の高周波信号の周波数より第２目標値
のなった時の周波数の偏移量より燃料の電気伝導度を算
出し、誘電率、電気伝導度より燃料混合比率を検知する
演算器１２を備える。
わらず精度よく混合燃料中のアルコール混合率を検出す
る。 【構成】 燃料を充填した電極間の静電容量を検出する
静電容量検出部１、静電容量検出部１にコイル２を結合
したセンサ部（ＬＣ共振回路）Ａ、電圧制御により所定
周波数の高周波信号を発振する電圧制御発振器１０、セ
ンサ部Ａに印加された高周波信号の電圧と電流の位相差
を検出する位相比較器５、位相差の第１目標値を０°と
それ以外の第２目標値に交互に切り換え設定する目標値
切換手段８、位相比較器で検出された位相差と設定され
た目標値との差に応じて電圧制御発振器を電圧制御する
制御器９、位相差が第１目標値の時に高周波信号の周波
数により燃料の誘電率を算出すると共に、位相差が第１
目標値になった時の高周波信号の周波数より第２目標値
のなった時の周波数の偏移量より燃料の電気伝導度を算
出し、誘電率、電気伝導度より燃料混合比率を検知する
演算器１２を備える。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、燃焼器等に供給され
る混合燃料中の混合物の比率を検知する装置に関し、特
に自動車用エンジン等に用いられるアルコール混合燃料
中のアルコール混合比率を測定する燃料の混合比率検知
装置に関するものである。
る混合燃料中の混合物の比率を検知する装置に関し、特
に自動車用エンジン等に用いられるアルコール混合燃料
中のアルコール混合比率を測定する燃料の混合比率検知
装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、米国や欧州等の各国では、石油の
消費量の低減と自動車排気ガスによる大気汚染の低減を
図るためにガソリン中にアルコールを混合した燃料が自
動車用混合燃料として導入されつつある。このようなア
ルコール混合燃料をガソリン燃料の空燃比にマッチング
されたエンジンにそのまま用いると、アルコールはガソ
リンに比べ理論空燃比が小さいため、空燃比がリーン化
して運転が困難となる。そこで、アルコール混合燃料の
アルコール混合比率を検出し、この検出値に応じて空燃
比及び点火時期等を調整している。
消費量の低減と自動車排気ガスによる大気汚染の低減を
図るためにガソリン中にアルコールを混合した燃料が自
動車用混合燃料として導入されつつある。このようなア
ルコール混合燃料をガソリン燃料の空燃比にマッチング
されたエンジンにそのまま用いると、アルコールはガソ
リンに比べ理論空燃比が小さいため、空燃比がリーン化
して運転が困難となる。そこで、アルコール混合燃料の
アルコール混合比率を検出し、この検出値に応じて空燃
比及び点火時期等を調整している。
【０００３】従来、このようなアルコール混合比率の検
出装置には例えば特開平2-190755号公報に示されたもの
がある。この装置はガソリンの誘電率εg＝２とアルコ
ール（ここではメタノールを例として示す。）の誘電率
εm＝３３の違いに着目し、アルコール混合燃料中に電
極を配置して電極間の静電容量を測定することにより燃
料の誘電率ε、即ちアルコール混合比率を検出するもの
である。
出装置には例えば特開平2-190755号公報に示されたもの
がある。この装置はガソリンの誘電率εg＝２とアルコ
ール（ここではメタノールを例として示す。）の誘電率
εm＝３３の違いに着目し、アルコール混合燃料中に電
極を配置して電極間の静電容量を測定することにより燃
料の誘電率ε、即ちアルコール混合比率を検出するもの
である。
【０００４】図１９は係る従来装置に用いる静電容量検
出部Ｃの構造断面図である。図において、３５はその両
端に燃料の出入口３３ａ、３３ｂを設けた金属製の筒状
ハウジング、３１は筒状ハウジング（以下、単にハウジ
ングと記載する）３５の内部にハウジング３５と同軸に
配置された金属製の内部電極、３２はハウジング３５と
内部電極３１の間に形成された燃料通路、３６は内部電
極３１に結合された電極リード、３４は電極リード３６
の燃料シールである。これらハウジング３５、内部電極
３１、電極リード３６、燃料シール３４には耐燃料性の
優れた材質が用いられる。内部電極３１とハウジング３
５でコンデンサが形成され、その静電容量Ｃfは内部電
極３１とハウジング３５間の燃料通路３２を通過する燃
料の誘電率εによって変化する。
出部Ｃの構造断面図である。図において、３５はその両
端に燃料の出入口３３ａ、３３ｂを設けた金属製の筒状
ハウジング、３１は筒状ハウジング（以下、単にハウジ
ングと記載する）３５の内部にハウジング３５と同軸に
配置された金属製の内部電極、３２はハウジング３５と
内部電極３１の間に形成された燃料通路、３６は内部電
極３１に結合された電極リード、３４は電極リード３６
の燃料シールである。これらハウジング３５、内部電極
３１、電極リード３６、燃料シール３４には耐燃料性の
優れた材質が用いられる。内部電極３１とハウジング３
５でコンデンサが形成され、その静電容量Ｃfは内部電
極３１とハウジング３５間の燃料通路３２を通過する燃
料の誘電率εによって変化する。
【０００５】従来装置では図２０に示す等価回路のごと
く、静電容量検出部Ｃに対して並列にコイルＬを接続し
て、燃料の静電容量ＣｆとコイルＬとでＬＣ並列共振回
路を形成する。図において、Ｃｆは内部電極３１とハウ
ジング３５間に充填される燃料によって形成される静電
容量、ＬはＣfに対して並列に接続されたコイルであ
り、静電容量ＣｆとコイルＬでＬＣ並列共振回路を形成
する。
く、静電容量検出部Ｃに対して並列にコイルＬを接続し
て、燃料の静電容量ＣｆとコイルＬとでＬＣ並列共振回
路を形成する。図において、Ｃｆは内部電極３１とハウ
ジング３５間に充填される燃料によって形成される静電
容量、ＬはＣfに対して並列に接続されたコイルであ
り、静電容量ＣｆとコイルＬでＬＣ並列共振回路を形成
する。
【０００６】係るＬＣ並列共振回路の共振周波数を検出
する事により燃料の誘電率εを検出することができる。
図２０のＬＣ並列共振回路の場合、共振周波数ｆ0は以
下の（１）式で与えられる。
する事により燃料の誘電率εを検出することができる。
図２０のＬＣ並列共振回路の場合、共振周波数ｆ0は以
下の（１）式で与えられる。
【０００７】 ｆ0＝１／√２π｛Ｌ（Ｃf＋Ｃp）｝ ・・・・（１） ここで、Ｌはコイルのリアクタンス、Ｃｆは内部電極３
１とハウジング３５間に形成された静電容量、Ｃpはコ
イルの浮遊容量およびＬＣ並列共振回路の調整用容量の
和に相当する。
１とハウジング３５間に形成された静電容量、Ｃpはコ
イルの浮遊容量およびＬＣ並列共振回路の調整用容量の
和に相当する。
【０００８】図２１はガソリンにメタノールを混合した
場合のメタノール混合率に対する静電容量検出部Ｃの共
振周波数特性を示すもので、曲線Ｃhに示すように共振
周波数ｆ0はメタノール混合率の増加に伴い単調に低下
する。メタノール混合率を検出する回路としては、通常
構成の単純さから反結合型、コルピッツ型、ハートレー
型等の発振回路を用いて並列共振させ、その時の共振周
波数ｆ0の信号を適当に分周して周波数出力するか、Ｆ
／Ｖ変換器を用いて電圧出力するかして出力信号よりメ
タノール混合率を検出していた。
場合のメタノール混合率に対する静電容量検出部Ｃの共
振周波数特性を示すもので、曲線Ｃhに示すように共振
周波数ｆ0はメタノール混合率の増加に伴い単調に低下
する。メタノール混合率を検出する回路としては、通常
構成の単純さから反結合型、コルピッツ型、ハートレー
型等の発振回路を用いて並列共振させ、その時の共振周
波数ｆ0の信号を適当に分周して周波数出力するか、Ｆ
／Ｖ変換器を用いて電圧出力するかして出力信号よりメ
タノール混合率を検出していた。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】従来のメタノール混合
比率検出装置は、静電容量検出部にコイルを並列接続し
てＬＣ並列共振回路を構成し、この共振回路の共振周波
数を求めることで燃料の誘電率、即ちメタノール混合比
率を検出していた。しかしながら、メタノールは水に親
和性があるため、メタノール混合燃料は水分が混入し易
い。そのため、メタノールに水分が混入すると、元々水
分中に混入していた各種の塩類、金属イオン等の存在に
よりメタノールの混合率の高い領域では電気伝導度が増
大する可能性がある。
比率検出装置は、静電容量検出部にコイルを並列接続し
てＬＣ並列共振回路を構成し、この共振回路の共振周波
数を求めることで燃料の誘電率、即ちメタノール混合比
率を検出していた。しかしながら、メタノールは水に親
和性があるため、メタノール混合燃料は水分が混入し易
い。そのため、メタノールに水分が混入すると、元々水
分中に混入していた各種の塩類、金属イオン等の存在に
よりメタノールの混合率の高い領域では電気伝導度が増
大する可能性がある。
【００１０】従って、メタノール混合率の高い領域にお
いて、燃料の電気伝導度の増加に伴い図２０の等価回路
に示した静電容量Ｃfと等価回路的に並列な燃料の抵抗
Ｒf成分が低下して電気伝導度が増大し、ＬＣ並列共振
回路のＱが低下して発振条件を満足させなくなり、発振
が停止して共振周波数の測定不能になるといった恐れが
あった。
いて、燃料の電気伝導度の増加に伴い図２０の等価回路
に示した静電容量Ｃfと等価回路的に並列な燃料の抵抗
Ｒf成分が低下して電気伝導度が増大し、ＬＣ並列共振
回路のＱが低下して発振条件を満足させなくなり、発振
が停止して共振周波数の測定不能になるといった恐れが
あった。
【００１１】また、発振が停止しないまでも発振が不安
定になったり、水の誘電率が大きい（ε＝８０）ため
に、図２１の曲線Ｃlのごとくメタノール混合率に対す
る共振周波数がずれてしまい、正確なメタノール混合率
の測定が出来ないといった問題点があった。
定になったり、水の誘電率が大きい（ε＝８０）ため
に、図２１の曲線Ｃlのごとくメタノール混合率に対す
る共振周波数がずれてしまい、正確なメタノール混合率
の測定が出来ないといった問題点があった。
【００１２】上記メタノール混合率測定誤差の補償方法
としては、特開平2-213760号公報に示す如く、容量検出
部に対して電極面積を小さくして抵抗Ｒfを大きくした
専用の検出用電極を別途設ける等して電気伝導度を測定
し、測定した誘電率と電気伝導度よりアルコール混合率
を算出する方法が提案されている。しかし、この方法は
ハウジング中に新たな電極を形成する必要があり、その
ためシールが複雑となる等、検出部の信頼性が低下した
り、検出部が大きくなる等の欠点があった。
としては、特開平2-213760号公報に示す如く、容量検出
部に対して電極面積を小さくして抵抗Ｒfを大きくした
専用の検出用電極を別途設ける等して電気伝導度を測定
し、測定した誘電率と電気伝導度よりアルコール混合率
を算出する方法が提案されている。しかし、この方法は
ハウジング中に新たな電極を形成する必要があり、その
ためシールが複雑となる等、検出部の信頼性が低下した
り、検出部が大きくなる等の欠点があった。
【００１３】この発明は上記のような問題点を解決する
ためになされたもので、混合燃料の電気伝導度の大小に
関わらず精度よく混合燃料中のアルコール混合率を検出
できる燃料の混合比率検知装置を提供することを目的と
する。
ためになされたもので、混合燃料の電気伝導度の大小に
関わらず精度よく混合燃料中のアルコール混合率を検出
できる燃料の混合比率検知装置を提供することを目的と
する。
【００１４】
【課題を解決するための手段】請求項１の発明に係る燃
料の混合比率検知装置は、燃料の静電容量を検出する静
電容量検出部とこの静電容量検出部に等価回路的に並列
結合されたコイルから構成されたＬＣ共振回路と、制御
電圧によって周波数の決まる高周波信号を発振して前記
ＬＣ共振回路に印加する電圧制御発振器、前記ＬＣ共振
回路に印加された高周波信号の電圧と電流の位相差を検
出する位相比較器、及び前記位相比較器で検出された位
相差と予め設定された位相差目標値との差に応じて前記
電圧制御発振器への制御電圧を制御する制御器から構成
される位相同期回路と、前記制御器に対して位相差目標
値を０°である第１目標値と０°以外である第２目標値
に交互に切り換え設定する目標値切換手段と、この目標
値切換手段による第１目標値切り換え後の前記位相同期
回路の制御出力に基づいて前記燃料の誘電率を算出する
誘電率算出手段と、前記位相同期回路より出力される前
記第１目標値切り換え後の制御出力と前記第２目標値切
り換え後の制御出力との偏移量に基づいて前記燃料の電
気伝導度を算出する電気伝導度算出手段と、前記算出し
た誘電率及び電気伝導度より前記燃料の混合比率を検知
する混合比率検知手段とを備えたものである。
料の混合比率検知装置は、燃料の静電容量を検出する静
電容量検出部とこの静電容量検出部に等価回路的に並列
結合されたコイルから構成されたＬＣ共振回路と、制御
電圧によって周波数の決まる高周波信号を発振して前記
ＬＣ共振回路に印加する電圧制御発振器、前記ＬＣ共振
回路に印加された高周波信号の電圧と電流の位相差を検
出する位相比較器、及び前記位相比較器で検出された位
相差と予め設定された位相差目標値との差に応じて前記
電圧制御発振器への制御電圧を制御する制御器から構成
される位相同期回路と、前記制御器に対して位相差目標
値を０°である第１目標値と０°以外である第２目標値
に交互に切り換え設定する目標値切換手段と、この目標
値切換手段による第１目標値切り換え後の前記位相同期
回路の制御出力に基づいて前記燃料の誘電率を算出する
誘電率算出手段と、前記位相同期回路より出力される前
記第１目標値切り換え後の制御出力と前記第２目標値切
り換え後の制御出力との偏移量に基づいて前記燃料の電
気伝導度を算出する電気伝導度算出手段と、前記算出し
た誘電率及び電気伝導度より前記燃料の混合比率を検知
する混合比率検知手段とを備えたものである。
【００１５】請求項２の発明に係る燃料の混合比率検知
装置は、燃料の静電容量を検出する静電容量検出部とこ
の静電容量検出部に等価回路的に並列結合されたコイル
から構成されたＬＣ共振回路と、制御電圧によって周波
数の決まる高周波信号を発振して前記ＬＣ共振回路に印
加する電圧制御発振器、前記ＬＣ共振回路に印加された
高周波信号の電圧と電流の位相差を検出する位相比較
器、及び前記位相比較器で検出された位相差と予め設定
された位相差目標値との差に応じて前記電圧制御発振器
への制御電圧を制御する制御器から構成される位相同期
回路と、前記制御器に対して位相差目標値を０°である
第１目標値と０°以外である第２目標値に交互に切り換
え設定する目標値切換手段と、この目標値切換手段によ
る第１目標値切り換え後に前記電圧制御発振器より発振
される高周波信号の周波数に基づいて前記燃料の誘電率
を算出する誘電率算出手段と、前記電圧制御発振器より
発振される前記第１目標値切り換え後の高周波信号周波
数と前記第２目標値切り換え後の高周波信号の周波数と
の偏移量に基づいて前記燃料の電気伝導度を算出する電
気伝導度算出手段と、前記算出した誘電率及び電気伝導
度より前記燃料の混合比率を検知する混合比率検知手段
とを備えたものである。
装置は、燃料の静電容量を検出する静電容量検出部とこ
の静電容量検出部に等価回路的に並列結合されたコイル
から構成されたＬＣ共振回路と、制御電圧によって周波
数の決まる高周波信号を発振して前記ＬＣ共振回路に印
加する電圧制御発振器、前記ＬＣ共振回路に印加された
高周波信号の電圧と電流の位相差を検出する位相比較
器、及び前記位相比較器で検出された位相差と予め設定
された位相差目標値との差に応じて前記電圧制御発振器
への制御電圧を制御する制御器から構成される位相同期
回路と、前記制御器に対して位相差目標値を０°である
第１目標値と０°以外である第２目標値に交互に切り換
え設定する目標値切換手段と、この目標値切換手段によ
る第１目標値切り換え後に前記電圧制御発振器より発振
される高周波信号の周波数に基づいて前記燃料の誘電率
を算出する誘電率算出手段と、前記電圧制御発振器より
発振される前記第１目標値切り換え後の高周波信号周波
数と前記第２目標値切り換え後の高周波信号の周波数と
の偏移量に基づいて前記燃料の電気伝導度を算出する電
気伝導度算出手段と、前記算出した誘電率及び電気伝導
度より前記燃料の混合比率を検知する混合比率検知手段
とを備えたものである。
【００１６】請求項３の発明に係る燃料の混合比率検知
装置は、燃料の静電容量を検出する静電容量検出部とこ
の静電容量検出部に等価回路的に並列結合されたコイル
から構成されたＬＣ共振回路と、制御電圧によって周波
数の決まる高周波信号を発振して前記ＬＣ共振回路に印
加する電圧制御発振器、前記ＬＣ共振回路に印加された
高周波信号の電圧と電流の位相差を検出する位相比較
器、及び前記位相比較器で検出された位相差と予め設定
された位相差目標値との差に応じて前記電圧制御発振器
への制御電圧を制御する制御器から構成される位相同期
回路と、前記制御器に対して位相差目標値を０°である
第１目標値と０°以外である第２目標値に交互に切り換
え設定する目標値切換手段と、この目標値切換手段によ
る第１目標値切り換え後に前記電圧制御発振器に前記制
御器より印加される制御電圧に基づいて前記燃料の誘電
率を算出する誘電率算出手段と、前記制御器より電圧制
御発振器に印加される前記第１目標値切り換え後の制御
電圧と前記第２目標値切り換え後の制御電圧との偏移量
に基づいて前記燃料の電気伝導度を算出する電気伝導度
算出手段と、前記算出した誘電率及び電気伝導度より前
記燃料の混合比率を検知する混合比率検知手段とを備え
たものである。
装置は、燃料の静電容量を検出する静電容量検出部とこ
の静電容量検出部に等価回路的に並列結合されたコイル
から構成されたＬＣ共振回路と、制御電圧によって周波
数の決まる高周波信号を発振して前記ＬＣ共振回路に印
加する電圧制御発振器、前記ＬＣ共振回路に印加された
高周波信号の電圧と電流の位相差を検出する位相比較
器、及び前記位相比較器で検出された位相差と予め設定
された位相差目標値との差に応じて前記電圧制御発振器
への制御電圧を制御する制御器から構成される位相同期
回路と、前記制御器に対して位相差目標値を０°である
第１目標値と０°以外である第２目標値に交互に切り換
え設定する目標値切換手段と、この目標値切換手段によ
る第１目標値切り換え後に前記電圧制御発振器に前記制
御器より印加される制御電圧に基づいて前記燃料の誘電
率を算出する誘電率算出手段と、前記制御器より電圧制
御発振器に印加される前記第１目標値切り換え後の制御
電圧と前記第２目標値切り換え後の制御電圧との偏移量
に基づいて前記燃料の電気伝導度を算出する電気伝導度
算出手段と、前記算出した誘電率及び電気伝導度より前
記燃料の混合比率を検知する混合比率検知手段とを備え
たものである。
【００１７】請求項４の発明に係る燃料の混合比率検知
装置は、燃料の静電容量を検出する静電容量検出部とこ
の静電容量検出部に等価回路的に並列結合されたコイル
から構成されたＬＣ共振回路と、制御電圧によって周波
数の決まる高周波信号を発振して前記ＬＣ共振回路に印
加する電圧制御発振器、前記ＬＣ共振回路に印加された
高周波信号の電圧と電流の位相差を検出する位相比較
器、及び前記位相比較器で検出された位相差と予め設定
された位相差目標値との差に応じて前記電圧制御発振器
への制御電圧を制御する制御器から構成される位相同期
回路と、位相差目標値が０°である第１目標値を設定す
る目標値設定手段と、前記第１目標値を中心にしてこの
第１目標値を所定幅で変調する目標値変調手段と、前記
第１目標値に対応する前記位相同期回路の制御出力に基
づいて前記燃料の誘電率を算出する誘電率算出手段と、
前記位相同期回路より出力される前記第１目標値に対応
する制御出力と変調幅に基づく制御出力の偏移量に基づ
いて前記燃料の電気伝導度を算出する電気伝導度算出手
段と、前記算出した誘電率及び電気伝導度より前記燃料
の混合比率を検知する混合比率検知手段とを備えたもの
である。
装置は、燃料の静電容量を検出する静電容量検出部とこ
の静電容量検出部に等価回路的に並列結合されたコイル
から構成されたＬＣ共振回路と、制御電圧によって周波
数の決まる高周波信号を発振して前記ＬＣ共振回路に印
加する電圧制御発振器、前記ＬＣ共振回路に印加された
高周波信号の電圧と電流の位相差を検出する位相比較
器、及び前記位相比較器で検出された位相差と予め設定
された位相差目標値との差に応じて前記電圧制御発振器
への制御電圧を制御する制御器から構成される位相同期
回路と、位相差目標値が０°である第１目標値を設定す
る目標値設定手段と、前記第１目標値を中心にしてこの
第１目標値を所定幅で変調する目標値変調手段と、前記
第１目標値に対応する前記位相同期回路の制御出力に基
づいて前記燃料の誘電率を算出する誘電率算出手段と、
前記位相同期回路より出力される前記第１目標値に対応
する制御出力と変調幅に基づく制御出力の偏移量に基づ
いて前記燃料の電気伝導度を算出する電気伝導度算出手
段と、前記算出した誘電率及び電気伝導度より前記燃料
の混合比率を検知する混合比率検知手段とを備えたもの
である。
【００１８】請求項５の発明に係る燃料の混合比率検知
装置は、燃料の静電容量を検出する静電容量検出部とこ
の静電容量検出部に等価回路的に並列結合されたコイル
から構成されたＬＣ共振回路と、制御電圧によって周波
数の決まる高周波信号を発振して前記ＬＣ共振回路に印
加する電圧制御発振器、前記ＬＣ共振回路に印加された
高周波信号の電圧と電流の位相差を検出する位相比較
器、及び前記位相比較器で検出された位相差と予め設定
された位相差目標値との差に応じて前記電圧制御発振器
への制御電圧を制御する制御器から構成される位相同期
回路と、位相差目標値が０°である第１目標値を設定す
る目標値設定手段と、前記第１目標値を中心にしてこの
第１目標値を所定幅で変調する目標値変調手段と、前記
第１目標値に対応して前記電圧制御発振器より発振され
る高周波信号周波数に基づいて前記燃料の誘電率を算出
する誘電率算出手段と、前記第１目標値に対応する高周
波信号の周波数と変調幅による前記高周波信号の周波数
の偏移量に基づいて前記燃料の電気伝導度を算出する電
気伝導度算出手段と、前記算出した誘電率及び電気伝導
度より前記燃料の混合比率を検知する混合比率検知手段
とを備えたものである。
装置は、燃料の静電容量を検出する静電容量検出部とこ
の静電容量検出部に等価回路的に並列結合されたコイル
から構成されたＬＣ共振回路と、制御電圧によって周波
数の決まる高周波信号を発振して前記ＬＣ共振回路に印
加する電圧制御発振器、前記ＬＣ共振回路に印加された
高周波信号の電圧と電流の位相差を検出する位相比較
器、及び前記位相比較器で検出された位相差と予め設定
された位相差目標値との差に応じて前記電圧制御発振器
への制御電圧を制御する制御器から構成される位相同期
回路と、位相差目標値が０°である第１目標値を設定す
る目標値設定手段と、前記第１目標値を中心にしてこの
第１目標値を所定幅で変調する目標値変調手段と、前記
第１目標値に対応して前記電圧制御発振器より発振され
る高周波信号周波数に基づいて前記燃料の誘電率を算出
する誘電率算出手段と、前記第１目標値に対応する高周
波信号の周波数と変調幅による前記高周波信号の周波数
の偏移量に基づいて前記燃料の電気伝導度を算出する電
気伝導度算出手段と、前記算出した誘電率及び電気伝導
度より前記燃料の混合比率を検知する混合比率検知手段
とを備えたものである。
【００１９】請求項６の発明に係る燃料の混合比率検知
装置は、燃料の静電容量を検出する静電容量検出部とこ
の静電容量検出部に等価回路的に並列結合されたコイル
から構成されたＬＣ共振回路と、制御電圧によって周波
数の決まる高周波信号を発振して前記ＬＣ共振回路に印
加する電圧制御発振器、前記ＬＣ共振回路に印加された
高周波信号の電圧と電流の位相差を検出する位相比較
器、及び前記位相比較器で検出された位相差と予め設定
された位相差目標値との差に応じて前記電圧制御発振器
への制御電圧を制御する制御器から構成される位相同期
回路と、位相差目標値が０°である第１目標値を設定す
る目標値設定手段と、前記第１目標値を中心にしてこの
第１目標値を所定幅で変調する目標値変調手段と、前記
第１目標値に対応して前記制御器より前記電圧制御発振
器に印加される制御電圧に基づいて前記燃料の誘電率を
算出する誘電率算出手段と、前記第１目標値に対応する
制御電圧と変調幅による前記制御電圧の偏移量に基づい
て前記燃料の電気伝導度を算出する電気伝導度算出手段
と、前記算出した誘電率及び電気伝導度より前記燃料の
混合比率を検知する混合比率検知手段とを備えたもので
ある。
装置は、燃料の静電容量を検出する静電容量検出部とこ
の静電容量検出部に等価回路的に並列結合されたコイル
から構成されたＬＣ共振回路と、制御電圧によって周波
数の決まる高周波信号を発振して前記ＬＣ共振回路に印
加する電圧制御発振器、前記ＬＣ共振回路に印加された
高周波信号の電圧と電流の位相差を検出する位相比較
器、及び前記位相比較器で検出された位相差と予め設定
された位相差目標値との差に応じて前記電圧制御発振器
への制御電圧を制御する制御器から構成される位相同期
回路と、位相差目標値が０°である第１目標値を設定す
る目標値設定手段と、前記第１目標値を中心にしてこの
第１目標値を所定幅で変調する目標値変調手段と、前記
第１目標値に対応して前記制御器より前記電圧制御発振
器に印加される制御電圧に基づいて前記燃料の誘電率を
算出する誘電率算出手段と、前記第１目標値に対応する
制御電圧と変調幅による前記制御電圧の偏移量に基づい
て前記燃料の電気伝導度を算出する電気伝導度算出手段
と、前記算出した誘電率及び電気伝導度より前記燃料の
混合比率を検知する混合比率検知手段とを備えたもので
ある。
【００２０】請求項７の発明に係る燃料の混合比率検知
装置は、請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の燃
料の混合比率検知装置において、誘電率算出手段で算出
された誘電率を偏移量により補正する誘電率補正手段を
備えたものである。
装置は、請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の燃
料の混合比率検知装置において、誘電率算出手段で算出
された誘電率を偏移量により補正する誘電率補正手段を
備えたものである。
【００２１】請求項８の発明に係る燃料の混合比率検知
装置は、燃料の静電容量を検出する静電容量検出部とこ
の静電容量検出部に等価回路的に並列結合されたコイル
から構成されたＬＣ共振回路と、制御電圧によって周波
数の決まる高周波信号を発振して前記ＬＣ共振回路に印
加する電圧制御発振器、前記ＬＣ共振回路に印加された
高周波信号の電圧と電流の位相差を検出する位相比較
器、及び前記位相比較器で検出された位相差と予め設定
された位相差目標値との差に応じて前記電圧制御発振器
への制御電圧を制御する制御器から構成される位相同期
回路と、前記制御器に対して位相差目標値を０°を設定
する目標値設定手段と、位相差目標値０゜に対応する電
圧制御発振器よりの高周波信号の周波数に基づいて前記
燃料の誘電率を算出する誘電率算出手段と、前記位相差
目標値をに０゜に設定した時の前記ＬＣ共振回路のイン
ピーダンスを検出するインピーダンス検出手段と、検出
されたインピーダンスより前記燃料の電気伝導度を算出
する電気伝導度算出手段と、前記算出した誘電率及び電
気伝導度により前記燃料の混合比率を検知する混合比率
検知手段とを備えたものである。
装置は、燃料の静電容量を検出する静電容量検出部とこ
の静電容量検出部に等価回路的に並列結合されたコイル
から構成されたＬＣ共振回路と、制御電圧によって周波
数の決まる高周波信号を発振して前記ＬＣ共振回路に印
加する電圧制御発振器、前記ＬＣ共振回路に印加された
高周波信号の電圧と電流の位相差を検出する位相比較
器、及び前記位相比較器で検出された位相差と予め設定
された位相差目標値との差に応じて前記電圧制御発振器
への制御電圧を制御する制御器から構成される位相同期
回路と、前記制御器に対して位相差目標値を０°を設定
する目標値設定手段と、位相差目標値０゜に対応する電
圧制御発振器よりの高周波信号の周波数に基づいて前記
燃料の誘電率を算出する誘電率算出手段と、前記位相差
目標値をに０゜に設定した時の前記ＬＣ共振回路のイン
ピーダンスを検出するインピーダンス検出手段と、検出
されたインピーダンスより前記燃料の電気伝導度を算出
する電気伝導度算出手段と、前記算出した誘電率及び電
気伝導度により前記燃料の混合比率を検知する混合比率
検知手段とを備えたものである。
【００２２】請求項９の発明に係る燃料の混合比率検知
装置は、請求項８に記載の燃料の混合比率検知装置にお
いて、インピーダンス検出装置で検出されたＬＣ共振回
路のインピーダンスより誘電率算出値を補正する誘電率
補正手段を備えたものである。
装置は、請求項８に記載の燃料の混合比率検知装置にお
いて、インピーダンス検出装置で検出されたＬＣ共振回
路のインピーダンスより誘電率算出値を補正する誘電率
補正手段を備えたものである。
【００２３】請求項１０の発明に係る燃料の混合比率検
知装置は、請求項８に記載の燃料の混合比率検知装置に
おいて、インピーダンス検出手段の出力によりＬＣ共振
回路に印加する高周波信号のレベルを可変する印加信号
制御手段を備えたものである。
知装置は、請求項８に記載の燃料の混合比率検知装置に
おいて、インピーダンス検出手段の出力によりＬＣ共振
回路に印加する高周波信号のレベルを可変する印加信号
制御手段を備えたものである。
【００２４】
【作用】請求項１の発明における燃料の混合比率検知装
置は、位相比較器によりＬＣ共振回路に印加される高周
波信号の電圧電流位相差を検出し、この位相差が所定の
目標値となるように電圧制御発振器からＬＣ共振回路に
印加される高周波信号周波数を制御するように位相同期
回路を構成し、位相差目標値を０°である第１目標値と
０°以外である第２目標値に前記切り換え手段で時系列
的に切り換え、目標値を０°に切り換えた後に位相同期
回路より出力される制御出力に基づいて燃料の誘電率を
算出し、第１目標値に対応する制御出力と位相差目標値
を第２目標値に切り換えた後に位相同期回路より出力さ
れる制御出力との偏移量に基づいて燃料の電気伝導度を
算出し、算出した誘電率及び電気伝導度により燃料の混
合比率を検知する。
置は、位相比較器によりＬＣ共振回路に印加される高周
波信号の電圧電流位相差を検出し、この位相差が所定の
目標値となるように電圧制御発振器からＬＣ共振回路に
印加される高周波信号周波数を制御するように位相同期
回路を構成し、位相差目標値を０°である第１目標値と
０°以外である第２目標値に前記切り換え手段で時系列
的に切り換え、目標値を０°に切り換えた後に位相同期
回路より出力される制御出力に基づいて燃料の誘電率を
算出し、第１目標値に対応する制御出力と位相差目標値
を第２目標値に切り換えた後に位相同期回路より出力さ
れる制御出力との偏移量に基づいて燃料の電気伝導度を
算出し、算出した誘電率及び電気伝導度により燃料の混
合比率を検知する。
【００２５】請求項２の発明における燃料の混合比率検
知装置は、位相比較器によりＬＣ共振回路に印加される
高周波信号の電圧電流位相差を検出し、この位相差が所
定の目標値となるように電圧制御発振器からＬＣ共振回
路に印加される高周波信号周波数を制御するように位相
同期回路を構成し、位相差目標値を０°である第１目標
値と０°以外である第２目標値に前記切り換え手段で時
系列的に切り換え、目標値を０°に切り換えた後に電圧
制御発振器より出力される高周波信号の周波数に基づい
て燃料の誘電率を算出し、第１目標値に対応する高周波
信号周波数と位相差目標値を第２目標値に切り換えた後
に電圧制御発振器より出力される高周波信号の周波数と
の偏移量に基づいて燃料の電気伝導度を算出し、算出し
た誘電率及び電気伝導度により燃料の混合比率を検知す
る。
知装置は、位相比較器によりＬＣ共振回路に印加される
高周波信号の電圧電流位相差を検出し、この位相差が所
定の目標値となるように電圧制御発振器からＬＣ共振回
路に印加される高周波信号周波数を制御するように位相
同期回路を構成し、位相差目標値を０°である第１目標
値と０°以外である第２目標値に前記切り換え手段で時
系列的に切り換え、目標値を０°に切り換えた後に電圧
制御発振器より出力される高周波信号の周波数に基づい
て燃料の誘電率を算出し、第１目標値に対応する高周波
信号周波数と位相差目標値を第２目標値に切り換えた後
に電圧制御発振器より出力される高周波信号の周波数と
の偏移量に基づいて燃料の電気伝導度を算出し、算出し
た誘電率及び電気伝導度により燃料の混合比率を検知す
る。
【００２６】請求項３の発明における燃料の混合比率検
知装置は、位相比較器によりＬＣ共振回路に印加される
高周波信号の電圧電流位相差を検出し、この位相差が所
定の目標値となるように電圧制御発振器からＬＣ共振回
路に印加される高周波信号周波数を制御するように位相
同期回路を構成し、位相差目標値を０°である第１目標
値と０°以外である第２目標値に前記切り換え手段で時
系列的に切り換え、目標値を０°に切り換えた後に電圧
制御発振器に印加される制御電圧に基づいて燃料の誘電
率を算出し、第１目標値に対応する制御電圧と位相差目
標値を第２目標値に切り換えた後に電圧制御発振器に印
加される制御電圧との偏移量に基づいて燃料の電気伝導
度を算出し、算出した誘電率及び電気伝導度により燃料
の混合比率を検知する。
知装置は、位相比較器によりＬＣ共振回路に印加される
高周波信号の電圧電流位相差を検出し、この位相差が所
定の目標値となるように電圧制御発振器からＬＣ共振回
路に印加される高周波信号周波数を制御するように位相
同期回路を構成し、位相差目標値を０°である第１目標
値と０°以外である第２目標値に前記切り換え手段で時
系列的に切り換え、目標値を０°に切り換えた後に電圧
制御発振器に印加される制御電圧に基づいて燃料の誘電
率を算出し、第１目標値に対応する制御電圧と位相差目
標値を第２目標値に切り換えた後に電圧制御発振器に印
加される制御電圧との偏移量に基づいて燃料の電気伝導
度を算出し、算出した誘電率及び電気伝導度により燃料
の混合比率を検知する。
【００２７】請求項４の発明における燃料の混合比率検
知装置は、位相比較器によりＬＣ共振回路に印加される
高周波信号の電圧電流位相差を検出し、この位相差が所
定の目標値となるように電圧制御発振器からＬＣ共振回
路に印加される高周波信号周波数を制御するように位相
同期回路を構成し、位相差目標値を目標値変調手段で０
°である第１目標値を中心として高周波信号の周波数に
比較して十分低い周波数で変調する。そして、ＬＣ共振
回路に印加される電圧制御発振器の出力信号の周波数を
共振周波数を中心として前記変調周波数で偏移させ、変
調後の第１目標値に対応する位相同期回路の制御出力よ
り変調前の第１目標値に対応する制御出力を分離し、こ
の制御出力より燃料の誘電率を算出し、第１目標値の変
調量に対応した制御出力の偏移量を変調された制御出力
より分離し、前記分離した変調前の第１目標値に対応す
る制御出力と偏移量により電気伝導度を算出し、算出結
果より燃料の混合比率を検知する。
知装置は、位相比較器によりＬＣ共振回路に印加される
高周波信号の電圧電流位相差を検出し、この位相差が所
定の目標値となるように電圧制御発振器からＬＣ共振回
路に印加される高周波信号周波数を制御するように位相
同期回路を構成し、位相差目標値を目標値変調手段で０
°である第１目標値を中心として高周波信号の周波数に
比較して十分低い周波数で変調する。そして、ＬＣ共振
回路に印加される電圧制御発振器の出力信号の周波数を
共振周波数を中心として前記変調周波数で偏移させ、変
調後の第１目標値に対応する位相同期回路の制御出力よ
り変調前の第１目標値に対応する制御出力を分離し、こ
の制御出力より燃料の誘電率を算出し、第１目標値の変
調量に対応した制御出力の偏移量を変調された制御出力
より分離し、前記分離した変調前の第１目標値に対応す
る制御出力と偏移量により電気伝導度を算出し、算出結
果より燃料の混合比率を検知する。
【００２８】請求項５の発明における燃料の混合比率検
知装置は、位相比較器によりＬＣ共振回路に印加される
高周波信号の電圧電流位相差を検出し、この位相差が所
定の目標値となるように電圧制御発振器からＬＣ共振回
路に印加される高周波信号周波数を制御するように位相
同期回路を構成し、目標値を目標値変調手段で０°であ
る第１目標値を中心として出力信号の周波数に比較して
十分低い周波数で変調する。そして、ＬＣ共振回路に印
加される電圧制御発振器の出力信号の周波数を共振周波
数を中心として前記変調周波数で偏移させ、第１目標値
に対応した共振周波数を変調された出力信号周波数より
分離して燃料の誘電率を算出し、第１目標値の変調量に
対応した周波数の偏移量を変調された出力信号周波数よ
り分離して、前記共振周波数の偏移量より燃料の電気伝
導度を算出し、算出結果より燃料の混合比率を検知す
る。
知装置は、位相比較器によりＬＣ共振回路に印加される
高周波信号の電圧電流位相差を検出し、この位相差が所
定の目標値となるように電圧制御発振器からＬＣ共振回
路に印加される高周波信号周波数を制御するように位相
同期回路を構成し、目標値を目標値変調手段で０°であ
る第１目標値を中心として出力信号の周波数に比較して
十分低い周波数で変調する。そして、ＬＣ共振回路に印
加される電圧制御発振器の出力信号の周波数を共振周波
数を中心として前記変調周波数で偏移させ、第１目標値
に対応した共振周波数を変調された出力信号周波数より
分離して燃料の誘電率を算出し、第１目標値の変調量に
対応した周波数の偏移量を変調された出力信号周波数よ
り分離して、前記共振周波数の偏移量より燃料の電気伝
導度を算出し、算出結果より燃料の混合比率を検知す
る。
【００２９】請求項６の発明における燃料の混合比率検
知装置は、位相比較器によりＬＣ共振回路に印加される
高周波信号の電圧電流位相差を検出し、この位相差が所
定の目標値となるように電圧制御発振器からＬＣ共振回
路に印加される高周波信号周波数を制御するように位相
同期回路を構成し、目標値を目標値変調手段で０°であ
る第１目標値を中心として出力信号の周波数に比較して
十分低い周波数で変調する。そして、ＬＣ共振回路に印
加される電圧制御発振器の出力信号の周波数を共振周波
数を中心として前記変調周波数で偏移させ、第１目標値
に対応した制御電圧を変調された制御電圧より分離して
燃料の誘電率を算出し、第１目標値の変調量に対応した
制御電圧の偏移量を変調された制御電圧より分離して、
前記第１目標値に対応した制御電圧と偏移量により燃料
の電気伝導度を算出し、算出結果より燃料の混合比率を
検知する。
知装置は、位相比較器によりＬＣ共振回路に印加される
高周波信号の電圧電流位相差を検出し、この位相差が所
定の目標値となるように電圧制御発振器からＬＣ共振回
路に印加される高周波信号周波数を制御するように位相
同期回路を構成し、目標値を目標値変調手段で０°であ
る第１目標値を中心として出力信号の周波数に比較して
十分低い周波数で変調する。そして、ＬＣ共振回路に印
加される電圧制御発振器の出力信号の周波数を共振周波
数を中心として前記変調周波数で偏移させ、第１目標値
に対応した制御電圧を変調された制御電圧より分離して
燃料の誘電率を算出し、第１目標値の変調量に対応した
制御電圧の偏移量を変調された制御電圧より分離して、
前記第１目標値に対応した制御電圧と偏移量により燃料
の電気伝導度を算出し、算出結果より燃料の混合比率を
検知する。
【００３０】請求項７の発明における燃料の混合比率検
知装置は、請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の
燃料の混合比率検知装置において、制御出力偏移量、周
波数偏移量、若しくは制御電圧偏移量より共振周波数の
補正係数を演算し、この補正係数により燃料の電気伝導
度の変化による共振周波数の変化分を演算した後、補正
後の共振周波数に対応した誘電率を算出し、誘電率算出
値と電気伝導度算出値より燃料の混合率を演算する。
知装置は、請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の
燃料の混合比率検知装置において、制御出力偏移量、周
波数偏移量、若しくは制御電圧偏移量より共振周波数の
補正係数を演算し、この補正係数により燃料の電気伝導
度の変化による共振周波数の変化分を演算した後、補正
後の共振周波数に対応した誘電率を算出し、誘電率算出
値と電気伝導度算出値より燃料の混合率を演算する。
【００３１】請求項８の発明における燃料の混合比率検
知装置は、位相比較器によりＬＣ共振回路に印加される
高周波信号の電圧電流位相差を検出し、この位相差が所
定の目標値となるように電圧制御発振器からＬＣ共振回
路に印加される高周波信号周波数を制御するように位相
同期回路を構成し、位相差目標値を０°に設定した時に
電圧制御発振器より出力される高周波信号周波数に基づ
いて燃料の誘電率を算出し、また、ＬＣ共振回路の共振
時にＬＣ共振回路に印加された電圧と流れた電流よりＬ
Ｃ共振回路のインピーダンスを検出し、この検出された
インピーダンスより電気伝導度を算出した後、誘電率算
出値及び電気伝導度算出値より燃料の混合比率を検知す
る。
知装置は、位相比較器によりＬＣ共振回路に印加される
高周波信号の電圧電流位相差を検出し、この位相差が所
定の目標値となるように電圧制御発振器からＬＣ共振回
路に印加される高周波信号周波数を制御するように位相
同期回路を構成し、位相差目標値を０°に設定した時に
電圧制御発振器より出力される高周波信号周波数に基づ
いて燃料の誘電率を算出し、また、ＬＣ共振回路の共振
時にＬＣ共振回路に印加された電圧と流れた電流よりＬ
Ｃ共振回路のインピーダンスを検出し、この検出された
インピーダンスより電気伝導度を算出した後、誘電率算
出値及び電気伝導度算出値より燃料の混合比率を検知す
る。
【００３２】請求項９の発明における燃料の混合比率検
知装置は、インピーダンス検出手段の出力で、電気伝導
度の変化によるＬＣ共振周回路の共振周波数の変化分を
補正する。
知装置は、インピーダンス検出手段の出力で、電気伝導
度の変化によるＬＣ共振周回路の共振周波数の変化分を
補正する。
【００３３】請求項１０の発明における燃料の混合比率
検知装置は、インピーダンス検出手段によって検出され
たＬＣ共振回路のインピーダンスの大きさに応じてＬＣ
共振回路に印加される高周波信号のレベルを可変してＬ
Ｃ共振回路間に発生する電圧とＬＣ共振回路に印加され
る高周波信号の電圧レベルとの差のインピーダンスによ
る変化を減らし。
検知装置は、インピーダンス検出手段によって検出され
たＬＣ共振回路のインピーダンスの大きさに応じてＬＣ
共振回路に印加される高周波信号のレベルを可変してＬ
Ｃ共振回路間に発生する電圧とＬＣ共振回路に印加され
る高周波信号の電圧レベルとの差のインピーダンスによ
る変化を減らし。
【００３４】
実施例１．以下、この発明の一実施例を図について説明
する。図１は本実施例に係る燃料の混合比率検知装置を
示す構成図である。図において、Ａはセンサ部であっ
て、このセンサ部Ａは燃料の誘電率εより決定される静
電容量Ｃfを有する従来と同等の静電容量検出部１、静
電容量検出部１における静電容量Ｃfと等価的に並列結
合された自己インダクタンスＬを持つコイル２より構成
されている。静電容量Ｃｆとコイル２の自己インダクタ
ンスＬの並列接続によりＬＣ並列共振回路が構成されて
いる。ＬＣ並列共振回路の一端には高周波信号が印加さ
れ、他端は接地されている。
する。図１は本実施例に係る燃料の混合比率検知装置を
示す構成図である。図において、Ａはセンサ部であっ
て、このセンサ部Ａは燃料の誘電率εより決定される静
電容量Ｃfを有する従来と同等の静電容量検出部１、静
電容量検出部１における静電容量Ｃfと等価的に並列結
合された自己インダクタンスＬを持つコイル２より構成
されている。静電容量Ｃｆとコイル２の自己インダクタ
ンスＬの並列接続によりＬＣ並列共振回路が構成されて
いる。ＬＣ並列共振回路の一端には高周波信号が印加さ
れ、他端は接地されている。
【００３５】コイルは芯入りコイル或いは空芯コイルの
いずれも使用できるが、温度特性の面からは空芯コイル
が、大きさの点では芯入りコイルの使用が有利である。
いずれにしても、図２０に示すコイルの持つ浮遊容量Ｃ
ｐの温度特性を考慮すると、コイル２の温度は燃料の温
度にできるだけ一致させた方が出力誤差を低減できる。
そのため、コイル２は静電容量検出部１に近接配置させ
るのがよい。
いずれも使用できるが、温度特性の面からは空芯コイル
が、大きさの点では芯入りコイルの使用が有利である。
いずれにしても、図２０に示すコイルの持つ浮遊容量Ｃ
ｐの温度特性を考慮すると、コイル２の温度は燃料の温
度にできるだけ一致させた方が出力誤差を低減できる。
そのため、コイル２は静電容量検出部１に近接配置させ
るのがよい。
【００３６】Ｂ１は混合比率検知部であり、この混合比
率検知部Ｂ１はＬＣ並列共振回路の一端に直列接続した
抵抗３、抵抗３の他端に出力端子が接続された増幅器
４、増幅器４より出力され抵抗３とＬＣ並列共振回路か
ら成る直列回路の全体にかかるＰ１点の電圧と抵抗３と
ＬＣ並列共振回路のインピーダンスに分圧されたＰ２点
の電圧との位相差を検出し、位相差に対応する位相差電
圧を出力する位相比較器５、位相比較器５より出力され
た位相差電圧を平均化してＤＣ電圧として出力する低域
通過フィルタ６、位相差目標値０゜に対応する電圧を第
１目標値０゜として設定する第１目標設定器７ａ、位相
差目標値０゜より異なる位相差目標値に対応する電圧を
第２目標値θ２として設定する第２目標設定器７ｂ、各
目標値を切り換え出力する目標値切換器８を備えてい
る。
率検知部Ｂ１はＬＣ並列共振回路の一端に直列接続した
抵抗３、抵抗３の他端に出力端子が接続された増幅器
４、増幅器４より出力され抵抗３とＬＣ並列共振回路か
ら成る直列回路の全体にかかるＰ１点の電圧と抵抗３と
ＬＣ並列共振回路のインピーダンスに分圧されたＰ２点
の電圧との位相差を検出し、位相差に対応する位相差電
圧を出力する位相比較器５、位相比較器５より出力され
た位相差電圧を平均化してＤＣ電圧として出力する低域
通過フィルタ６、位相差目標値０゜に対応する電圧を第
１目標値０゜として設定する第１目標設定器７ａ、位相
差目標値０゜より異なる位相差目標値に対応する電圧を
第２目標値θ２として設定する第２目標設定器７ｂ、各
目標値を切り換え出力する目標値切換器８を備えてい
る。
【００３７】尚、Ｐ１点とＰ２点との電圧信号の位相差
を比較するということはＬＣ並列共振回路に流れる電流
と印加される電圧との位相を比較することと等価であ
る。
を比較するということはＬＣ並列共振回路に流れる電流
と印加される電圧との位相を比較することと等価であ
る。
【００３８】目標値切換器８は第１目標値に切り換え時
にＨのタイミング信号Ｐoutを出力し、第２目標値切り
換え時にＬのタイミング信号Ｐoutを出力する。目標値
切換器８より出力された目標値は加算器６ａで低域通過
フィルタ６を出力した位相差電圧と比較されて偏差電圧
として出力される。
にＨのタイミング信号Ｐoutを出力し、第２目標値切り
換え時にＬのタイミング信号Ｐoutを出力する。目標値
切換器８より出力された目標値は加算器６ａで低域通過
フィルタ６を出力した位相差電圧と比較されて偏差電圧
として出力される。
【００３９】更に、混合比率検知部Ｂ１は、加算器６ａ
より出力された偏差電圧を積分してＤＣ電圧の制御電圧
を出力する制御器９、制御器９より出力された制御電圧
のレベルに応じた周波数の高周波信号を発振し、増幅器
４及び抵抗３を通してＬＣ並列共振回路に印加する電圧
制御発振器１０、タイミング信号Ｐoutのレベル切り換
えに同期して各目標値切り換え時の高周波信号を電圧制
御発振器１０より入力して分周する分周器１１、分周器
１１の分周出力ｆoutに基づいて共振周波数ｆ0、共振周
波数ｆ0に対する周波数偏移Δ、誘電率ε、電気伝導度
σ，メタノール混合比率等を演算する演算器１２より構
成されている。
より出力された偏差電圧を積分してＤＣ電圧の制御電圧
を出力する制御器９、制御器９より出力された制御電圧
のレベルに応じた周波数の高周波信号を発振し、増幅器
４及び抵抗３を通してＬＣ並列共振回路に印加する電圧
制御発振器１０、タイミング信号Ｐoutのレベル切り換
えに同期して各目標値切り換え時の高周波信号を電圧制
御発振器１０より入力して分周する分周器１１、分周器
１１の分周出力ｆoutに基づいて共振周波数ｆ0、共振周
波数ｆ0に対する周波数偏移Δ、誘電率ε、電気伝導度
σ，メタノール混合比率等を演算する演算器１２より構
成されている。
【００４０】ここで、増幅器４、位相比較器５、低域通
過フィルタ６、制御器９、電圧制御発振器１０より位相
同期（ＰＬＬ）回路が構成されている。また、演算器１
２は誘電率算出手段、電気伝導度算出手段、及び混合比
率検知手段を有している。更に、タイミング信号Ｐout
及び分周出力ｆoutは演算器１２において図示しないデ
ィジタルポートに接続されている。また、Ｒoutは演算
器１２からのメタノール混合比率出力を示している。抵
抗３、位相比較器５は入力容量の温度特性を考慮すると
やはり静電容量検出部Ｃに近接配置させるのがよい。
過フィルタ６、制御器９、電圧制御発振器１０より位相
同期（ＰＬＬ）回路が構成されている。また、演算器１
２は誘電率算出手段、電気伝導度算出手段、及び混合比
率検知手段を有している。更に、タイミング信号Ｐout
及び分周出力ｆoutは演算器１２において図示しないデ
ィジタルポートに接続されている。また、Ｒoutは演算
器１２からのメタノール混合比率出力を示している。抵
抗３、位相比較器５は入力容量の温度特性を考慮すると
やはり静電容量検出部Ｃに近接配置させるのがよい。
【００４１】図２は、図１における抵抗３と図２０に示
すＬＣ並列共振回路が直列接続された直列回路に印加す
る高周波信号の周波数を可変した場合、抵抗３の一端Ｐ
１に印加される電圧に対して他端Ｐ２に発生する電圧の
ゲイン特性と各電圧間の位相特性を示した特性図であ
る。図において、ゲインがＬＣ並列共振回路のインピー
ダンス特性に、位相がＬＣ並列共振回路の電圧電流位相
特性に相当する。
すＬＣ並列共振回路が直列接続された直列回路に印加す
る高周波信号の周波数を可変した場合、抵抗３の一端Ｐ
１に印加される電圧に対して他端Ｐ２に発生する電圧の
ゲイン特性と各電圧間の位相特性を示した特性図であ
る。図において、ゲインがＬＣ並列共振回路のインピー
ダンス特性に、位相がＬＣ並列共振回路の電圧電流位相
特性に相当する。
【００４２】各特性図中、グラフＣｌは燃料の電気伝導
度σが低い場合、Ｃｈは燃料の電気伝導度σが高い場合
を示している。印加する高周波信号の周波数を可変した
時、グラフはＬＣ並列共振回路の電圧電流位相差が０゜
となる並列共振周波数f0でゲインが最大となる並列共振
特性を示すが、電気伝導度σの高低によって最大となる
ゲインＧｈ、Ｇｌが異なる。また、周波数を共振周波数
ｆ0から偏移させて電圧電流位相差をθ２異ならせる場
合、周波数の共振周波数f0からの偏移量も電気伝導度σ
の高低により偏移量ｄｆｈ，ｄｆｌと異なってくる。こ
のグラフより、電気伝導度σが高いほど共振点よりの同
一位相偏移に対する周波数偏移量が大きくなることがわ
かる。ゲインＧ、位相θは各々以下の（２）式、（３）
式で与えられる。
度σが低い場合、Ｃｈは燃料の電気伝導度σが高い場合
を示している。印加する高周波信号の周波数を可変した
時、グラフはＬＣ並列共振回路の電圧電流位相差が０゜
となる並列共振周波数f0でゲインが最大となる並列共振
特性を示すが、電気伝導度σの高低によって最大となる
ゲインＧｈ、Ｇｌが異なる。また、周波数を共振周波数
ｆ0から偏移させて電圧電流位相差をθ２異ならせる場
合、周波数の共振周波数f0からの偏移量も電気伝導度σ
の高低により偏移量ｄｆｈ，ｄｆｌと異なってくる。こ
のグラフより、電気伝導度σが高いほど共振点よりの同
一位相偏移に対する周波数偏移量が大きくなることがわ
かる。ゲインＧ、位相θは各々以下の（２）式、（３）
式で与えられる。
【００４３】 Ｇ＝２πｆＬＲf／√｛Ｒ2Ｒｆ2（１−４π2ｆ2ＬＣ）2＋ ４π2ｆ2Ｌ2（Ｒ＋Ｒｆ）2｝・・・・（２）
【００４４】 ｔａｎθ＝ＲＲｆ／（Ｒ＋Ｒｆ）＊（１−４π2ｆ2ＬＣ）／（２πｆＬ） ・・・・（３）
【００４５】ここで、前述した如くＲfは燃料の抵抗を
示し、静電容量検出部Ａの形状で決まる定数をＫとする
と電気伝導度σは１／ＫＲfで与えられる。図の如く燃
料の抵抗Ｒf、即ち電気伝導度σのみが変化した場合に
は、共振周波数ｆOは電気伝導度σによらず前述の
（１）式で与えられる。
示し、静電容量検出部Ａの形状で決まる定数をＫとする
と電気伝導度σは１／ＫＲfで与えられる。図の如く燃
料の抵抗Ｒf、即ち電気伝導度σのみが変化した場合に
は、共振周波数ｆOは電気伝導度σによらず前述の
（１）式で与えられる。
【００４６】図３は共振周波数ｆ0に対する燃料の誘電
率εの関係を示す特性図であり、誘電率εは以下の
（４）式で示される。
率εの関係を示す特性図であり、誘電率εは以下の
（４）式で示される。
【００４７】ε＝１／√（ａ＋ｂｆ0）・・・・（４） ａ，ｂはセンサ部Ａの形状、コイルのインダクタンスＬ
及び浮遊容量Ｃｐによって決まる定数である。
及び浮遊容量Ｃｐによって決まる定数である。
【００４８】共振周波数ｆ0に対する誘電率εのデータ
は、予め演算器１２のＲＯＭ（図示せず。）内に（４）
式あるいはｆ0−εマップの形で記憶しておく。
は、予め演算器１２のＲＯＭ（図示せず。）内に（４）
式あるいはｆ0−εマップの形で記憶しておく。
【００４９】図４は、図２に示すようにＰＬＬの位相差
目標値が第１目標値０゜の場合の周波数、即ち共振周波
数ｆ0と第２目標値θ2に収束させた場合の周波数との差
である周波数偏差ｄｆを、共振周波数ｆ0で正規化した
周波数偏移Δ（＝ｄｆ／ｆ0）に対する燃料の電気伝導
度σの関係を示す特性図である。電気伝導度σは位相θ
の小なる領域で（３）式を周波数ｆで微分した以下の
（５）式で示される。
目標値が第１目標値０゜の場合の周波数、即ち共振周波
数ｆ0と第２目標値θ2に収束させた場合の周波数との差
である周波数偏差ｄｆを、共振周波数ｆ0で正規化した
周波数偏移Δ（＝ｄｆ／ｆ0）に対する燃料の電気伝導
度σの関係を示す特性図である。電気伝導度σは位相θ
の小なる領域で（３）式を周波数ｆで微分した以下の
（５）式で示される。
【００５０】 σ＝１／Ｋ＊（ＧΔ／θ２＋１／Ｒ）・・・・（５）
【００５１】ここで、Ｇは共振周波数ｆ0、コイルのイ
ンダクタンスＬで決まる値である。電気伝導度σは周波
数偏移Δの増加に対し単調に増加する（図４の特性図を
参照）。周波数偏移Δに対する電気伝導度σのデータ
は、予め演算器１２のＲＯＭ内に上記（５）式あるいは
Δ−Ｋσマップの形で記憶しておく。
ンダクタンスＬで決まる値である。電気伝導度σは周波
数偏移Δの増加に対し単調に増加する（図４の特性図を
参照）。周波数偏移Δに対する電気伝導度σのデータ
は、予め演算器１２のＲＯＭ内に上記（５）式あるいは
Δ−Ｋσマップの形で記憶しておく。
【００５２】図５は燃料としてガソリンーメタノ−ル混
合燃料を用いた場合の誘電率ε、電気伝導度σに対する
メタノール混合率Ｍ（％）を示したグラフである。メタ
ノールは単独の状態でもガソリンに比較し電気伝導度σ
が大きいが、水と親和性が高いため水を導電性物質とし
て含有し易くなる。
合燃料を用いた場合の誘電率ε、電気伝導度σに対する
メタノール混合率Ｍ（％）を示したグラフである。メタ
ノールは単独の状態でもガソリンに比較し電気伝導度σ
が大きいが、水と親和性が高いため水を導電性物質とし
て含有し易くなる。
【００５３】その結果、水混入時の混合燃料では、水中
に含まれる電解質イオン等により、さらに電気伝導度σ
が高くなると共に、水の誘電率が大きい（ε＝８０）た
め、同一メタノール混合率における燃料の誘電率εも大
となる。誘電率εと電気伝導度σに対するメタノール混
合率Ｍのデータは、予め演算器１２のＲＯＭ内に（ε、
σ）−Ｍマップの形で記憶しておく。
に含まれる電解質イオン等により、さらに電気伝導度σ
が高くなると共に、水の誘電率が大きい（ε＝８０）た
め、同一メタノール混合率における燃料の誘電率εも大
となる。誘電率εと電気伝導度σに対するメタノール混
合率Ｍのデータは、予め演算器１２のＲＯＭ内に（ε、
σ）−Ｍマップの形で記憶しておく。
【００５４】次に本実施例の動作を各図を参照して説明
する。電圧制御発振器１０で発振出力された高周波信号
は増幅器４で増幅され、燃料の誘電率εによる静電容量
Ｃfを回路要素として持つＬＣ並列共振回路と抵抗３の
直列回路に印加される。この時、抵抗３の両端Ｐ１、Ｐ
２の電圧の位相が位相比較回路５で比較され、比較結果
は位相差電圧として低域通過フィルタ６に出力され、そ
こでＬＣ並列共振回路の電圧電流位相差に応じたＤＣ電
圧を信号θとして出力する。
する。電圧制御発振器１０で発振出力された高周波信号
は増幅器４で増幅され、燃料の誘電率εによる静電容量
Ｃfを回路要素として持つＬＣ並列共振回路と抵抗３の
直列回路に印加される。この時、抵抗３の両端Ｐ１、Ｐ
２の電圧の位相が位相比較回路５で比較され、比較結果
は位相差電圧として低域通過フィルタ６に出力され、そ
こでＬＣ並列共振回路の電圧電流位相差に応じたＤＣ電
圧を信号θとして出力する。
【００５５】信号θは加算器６ａにおいて目標値切換器
８より出力された第１目標値０゜と比較され、偏差分は
制御器９で積分されて偏差に応じたＤＣ電圧レベルの制
御電圧として電圧制御発振器１０に出力される。電圧制
御発振器１０は制御電圧により発振周波数を制御する。
以上の動作は位相同期がなされるまで繰り返され、位相
差は第１目標値０゜に収束されて位相差θ＝０゜、即ち
ＬＣ並列共振回路を共振状態にする周波数の高周波信号
が電圧制御発振器１０より発振される。
８より出力された第１目標値０゜と比較され、偏差分は
制御器９で積分されて偏差に応じたＤＣ電圧レベルの制
御電圧として電圧制御発振器１０に出力される。電圧制
御発振器１０は制御電圧により発振周波数を制御する。
以上の動作は位相同期がなされるまで繰り返され、位相
差は第１目標値０゜に収束されて位相差θ＝０゜、即ち
ＬＣ並列共振回路を共振状態にする周波数の高周波信号
が電圧制御発振器１０より発振される。
【００５６】目標値切換器８は所定時間後に、位相差目
標値を第１目標値０゜より第２目標値θ2に切り換え
る。この結果、ＰＬＬ回路は抵抗３の両端であるＰ１点
とＰ２点における電圧信号の位相差がθ2となるような
周波数の高周波信号をＬＣ並列共振回路に出力する。こ
の時、第２目標値θ２に対応する周波数は図２に示すよ
うに（ｆ0−ｄｆ）に切り変わる。
標値を第１目標値０゜より第２目標値θ2に切り換え
る。この結果、ＰＬＬ回路は抵抗３の両端であるＰ１点
とＰ２点における電圧信号の位相差がθ2となるような
周波数の高周波信号をＬＣ並列共振回路に出力する。こ
の時、第２目標値θ２に対応する周波数は図２に示すよ
うに（ｆ0−ｄｆ）に切り変わる。
【００５７】目標値切換器８は位相差目標値切り換えに
同期したタイミング信号Ｐoutを分周器１１および演算
器１２に出力しており、位相差目標値が第１目標値０゜
の時はＨのタイミング信号Ｐoutが、第２目標値θ2の時
にはタイミング信号ＰoutはＨよりＬに変わって出力さ
れる。分周器１１は目標値切換器８からのＨのタイミン
グ信号Ｐoutが入力されると第１目標値０゜に対応する
共振周波数ｆ0を分周して低周波の周波数信号ｆoutとし
て演算器１２のディジタル入力ポートに出力する。
同期したタイミング信号Ｐoutを分周器１１および演算
器１２に出力しており、位相差目標値が第１目標値０゜
の時はＨのタイミング信号Ｐoutが、第２目標値θ2の時
にはタイミング信号ＰoutはＨよりＬに変わって出力さ
れる。分周器１１は目標値切換器８からのＨのタイミン
グ信号Ｐoutが入力されると第１目標値０゜に対応する
共振周波数ｆ0を分周して低周波の周波数信号ｆoutとし
て演算器１２のディジタル入力ポートに出力する。
【００５８】目標値切換器８が第２目標値θ２に切り換
えられた場合は、タイミング信号ＰoutをＬにして分周
器１１と演算器１２に出力する。この結果、分周器１１
は分周結果をリセットして第２目標値θ２に対応する周
波数（ｆ0ーｄｆ）を分周して低周波の周波数信号ｆout
として演算器１２のディジタル入力ポートへ出力する。
えられた場合は、タイミング信号ＰoutをＬにして分周
器１１と演算器１２に出力する。この結果、分周器１１
は分周結果をリセットして第２目標値θ２に対応する周
波数（ｆ0ーｄｆ）を分周して低周波の周波数信号ｆout
として演算器１２のディジタル入力ポートへ出力する。
【００５９】また、演算器１２内のＣＰＵはＨのタイミ
ング信号Ｐoutが入力されると、分周器１１より入力さ
れた周波数信号ｆoutより第１目標値０゜に対応する共
振周波数ｆ0／Ｎを計測し、タイミング信号ＰoutがＬに
切り替わると、その時、分周器１１より入力された周波
数信号ｆoutより第２目標値θ２に対応する周波数（ｆ0
ーｄｆ）／Ｎを計測すると共に、両周波数を基にして周
波数偏移Δ＝ｄｆ／ｆ0を演算する。ここで、Ｎは分周
器１１の分周率である。
ング信号Ｐoutが入力されると、分周器１１より入力さ
れた周波数信号ｆoutより第１目標値０゜に対応する共
振周波数ｆ0／Ｎを計測し、タイミング信号ＰoutがＬに
切り替わると、その時、分周器１１より入力された周波
数信号ｆoutより第２目標値θ２に対応する周波数（ｆ0
ーｄｆ）／Ｎを計測すると共に、両周波数を基にして周
波数偏移Δ＝ｄｆ／ｆ0を演算する。ここで、Ｎは分周
器１１の分周率である。
【００６０】今、メタノール混合率Ｍの未知な燃料がセ
ンサ部Ａに導入されると、演算器１２のＣＰＵは、ディ
ジタル入力ポートより周波数信号ｆoutとタイミング信
号Ｐoutを読み込んでこの未知の燃料に対応した共振周
波数ｆe（ｆ0）と周波数偏差ｄｆより周波数偏移Δｅ＝
ｄｆ／ｆeを算出する。 次に、ＲＯＭ内に記憶されたｆ0
−εマップ或いは(４)式を用いて図３の如く共振周波数
ｆeに対応した誘電率εeを算出する。
ンサ部Ａに導入されると、演算器１２のＣＰＵは、ディ
ジタル入力ポートより周波数信号ｆoutとタイミング信
号Ｐoutを読み込んでこの未知の燃料に対応した共振周
波数ｆe（ｆ0）と周波数偏差ｄｆより周波数偏移Δｅ＝
ｄｆ／ｆeを算出する。 次に、ＲＯＭ内に記憶されたｆ0
−εマップ或いは(４)式を用いて図３の如く共振周波数
ｆeに対応した誘電率εeを算出する。
【００６１】また、（５）式或いはＲＯＭ内に記憶され
たΔ−σマップを用いて図４の如く周波数偏移Δeに対
応した電気伝導度σeを算出する。最後に、同様にＲＯ
Ｍ内に図５の関係で記憶された（ε，σ）−Ｍマップを
用いて誘電率εe、電気伝導度σeよりＰ点でのメタノー
ル混合率Ｍを演算する。図５では、メタノール混合率Ｍ
を、Ｐ点を囲むメタノール混合率４０％の２点Ｐi,j、
Ｐi,j+1、混合率６０％の２点Ｐi+1,j、Ｐi+1,j+1の計
４点のε、σより補間演算して求めている。求められた
メタノール混合率Ｍは演算器１２の出力ポート（図示せ
ず。）より出力信号Ｒoutとして出力される。
たΔ−σマップを用いて図４の如く周波数偏移Δeに対
応した電気伝導度σeを算出する。最後に、同様にＲＯ
Ｍ内に図５の関係で記憶された（ε，σ）−Ｍマップを
用いて誘電率εe、電気伝導度σeよりＰ点でのメタノー
ル混合率Ｍを演算する。図５では、メタノール混合率Ｍ
を、Ｐ点を囲むメタノール混合率４０％の２点Ｐi,j、
Ｐi,j+1、混合率６０％の２点Ｐi+1,j、Ｐi+1,j+1の計
４点のε、σより補間演算して求めている。求められた
メタノール混合率Ｍは演算器１２の出力ポート（図示せ
ず。）より出力信号Ｒoutとして出力される。
【００６２】係る構成においては、発振回路にＰＬＬを
用いているため従来装置の如く燃料の電気伝導度σが低
下しても発振が不安定となる事がなく、また単にＰＬＬ
の位相差目標値を切り換えるのみで誘電率ε、電気伝導
度σの両方の検出が出来るため、電気伝導度検出用の専
用の電極を設けなくても、正確かつ簡単にメタノール混
合率を検知できるという利点がある。
用いているため従来装置の如く燃料の電気伝導度σが低
下しても発振が不安定となる事がなく、また単にＰＬＬ
の位相差目標値を切り換えるのみで誘電率ε、電気伝導
度σの両方の検出が出来るため、電気伝導度検出用の専
用の電極を設けなくても、正確かつ簡単にメタノール混
合率を検知できるという利点がある。
【００６３】実施例２．上記、実施例１ではＬＣ並列共
振回路の共振周波数ｆ0より誘電率εを算出し、この共
振周波数ｆ0に対応する周波数偏移量Δより燃料の電気
伝導度σを算出し、これら算出された誘電率ε及び電気
伝導度σよりメタノール混合率Ｍを検知した。
振回路の共振周波数ｆ0より誘電率εを算出し、この共
振周波数ｆ0に対応する周波数偏移量Δより燃料の電気
伝導度σを算出し、これら算出された誘電率ε及び電気
伝導度σよりメタノール混合率Ｍを検知した。
【００６４】しかし、周波数信号を用いずに、電圧制御
発振器１０がＬＣ並列共振回路に共振周波数ｆ0の高周
波信号を発振した時に、制御器９が電圧制御発振器１０
に印加した制御器出力電圧より誘電率εを算出し、この
制御器出力電圧と目標値変化量に対応する制御器出力電
圧の偏移量より電気伝導度σを算出し、これら算出され
た誘電率ε及び電気伝導度σよりメタノール混合率Ｍを
検知してもよい。
発振器１０がＬＣ並列共振回路に共振周波数ｆ0の高周
波信号を発振した時に、制御器９が電圧制御発振器１０
に印加した制御器出力電圧より誘電率εを算出し、この
制御器出力電圧と目標値変化量に対応する制御器出力電
圧の偏移量より電気伝導度σを算出し、これら算出され
た誘電率ε及び電気伝導度σよりメタノール混合率Ｍを
検知してもよい。
【００６５】図６は本実施例に係る燃料の混合比率検知
装置を示す構成図である。尚、図中、図１と同一符号は
同一又は相当部分を示す。図において、Ｂ２は本実施例
に係る混合比率検知部である。この混合比率検知部Ｂ２
における１３は目標値切換器８からのタイミング信号Ｐ
outが入力されると信号レベルを反転して出力するイン
バータ回路、１４は目標値切換器８よりＨのタイミング
信号Ｐoutが入力されると制御器９からの制御器出力電
圧（第１目標値０゜に対応する）をホールドするサンプ
ルホールド回路、１５はインバータ１３で反転されたＨ
レベルのタイミング信号Ｐoutが入力されると制御器出
力電圧（第２目標値θ２に対応する）をホールドするサ
ンプルホールド回路、１６はサンプルホールド回路１４
でホールドされた制御器出力電圧よりサンプルホールド
回路１５でホールドされた制御器出力電圧を減算して制
御電圧の偏差電圧ＤＶoutを算出する減算回路、１７は
内部にＣＰＵを持つ演算器であり、サンプルホールド回
路１４よりアナログ入力ポート（図示せず。）を介して
入力された制御器出力電圧Ｖoutを共振周波数ｆ0相応に
変換して誘電率εを演算すると共に、減算回路１６で算
出された制御電圧の偏差電圧ＤＶoutを周波数偏差ｄｆ
相応に変換し、更に、共振周波数ｆ0と周波数偏差ｄｆ
より周波数偏移Δｅを演算して電気伝導度σを演算し、
演算結果よりメタノール混合率Ｍを検知する。
装置を示す構成図である。尚、図中、図１と同一符号は
同一又は相当部分を示す。図において、Ｂ２は本実施例
に係る混合比率検知部である。この混合比率検知部Ｂ２
における１３は目標値切換器８からのタイミング信号Ｐ
outが入力されると信号レベルを反転して出力するイン
バータ回路、１４は目標値切換器８よりＨのタイミング
信号Ｐoutが入力されると制御器９からの制御器出力電
圧（第１目標値０゜に対応する）をホールドするサンプ
ルホールド回路、１５はインバータ１３で反転されたＨ
レベルのタイミング信号Ｐoutが入力されると制御器出
力電圧（第２目標値θ２に対応する）をホールドするサ
ンプルホールド回路、１６はサンプルホールド回路１４
でホールドされた制御器出力電圧よりサンプルホールド
回路１５でホールドされた制御器出力電圧を減算して制
御電圧の偏差電圧ＤＶoutを算出する減算回路、１７は
内部にＣＰＵを持つ演算器であり、サンプルホールド回
路１４よりアナログ入力ポート（図示せず。）を介して
入力された制御器出力電圧Ｖoutを共振周波数ｆ0相応に
変換して誘電率εを演算すると共に、減算回路１６で算
出された制御電圧の偏差電圧ＤＶoutを周波数偏差ｄｆ
相応に変換し、更に、共振周波数ｆ0と周波数偏差ｄｆ
より周波数偏移Δｅを演算して電気伝導度σを演算し、
演算結果よりメタノール混合率Ｍを検知する。
【００６６】次に、本実施例の動作について説明する。
ＰＬＬの位相差目標値である第１目標値０゜と第２目標
値θ２が所定のタイミングで交互に切り替わり、第１目
標値０゜に切り替わり時にはタイミグ信号ＰoutはＨレ
ベルに、第２目標値θ２に切り替わり時にはタイミグ信
号ＰoutはＬレベルに反転する。
ＰＬＬの位相差目標値である第１目標値０゜と第２目標
値θ２が所定のタイミングで交互に切り替わり、第１目
標値０゜に切り替わり時にはタイミグ信号ＰoutはＨレ
ベルに、第２目標値θ２に切り替わり時にはタイミグ信
号ＰoutはＬレベルに反転する。
【００６７】この結果、第１目標値０゜に切り換え時
に、サンプルホールド回路１４は制御器９から出力され
る共振周波数ｆ0に対応する制御器出力電圧Ｖ１をホー
ルドして制御器出力電圧Ｖoutとして演算器１７へ出力
する。一方、第２目標値θ２に切り換え時には、サンプ
ルホールド回路１５はインバータ１３によってＨレベル
に反転されたタイミング信号Ｐoutにより、第２目標値
θ２に対応した制御器出力電圧Ｖ２をホールドすると共
に減算器１６へ出力する。
に、サンプルホールド回路１４は制御器９から出力され
る共振周波数ｆ0に対応する制御器出力電圧Ｖ１をホー
ルドして制御器出力電圧Ｖoutとして演算器１７へ出力
する。一方、第２目標値θ２に切り換え時には、サンプ
ルホールド回路１５はインバータ１３によってＨレベル
に反転されたタイミング信号Ｐoutにより、第２目標値
θ２に対応した制御器出力電圧Ｖ２をホールドすると共
に減算器１６へ出力する。
【００６８】減算器１６はサンプルホールド回路１４か
ら入力された制御器出力電圧Ｖoutよりサンプルホール
ド回路１５から入力された制御器出力電圧Ｖoutを減算
して偏差電圧ＤＶoutを演算器１７へ出力する。
ら入力された制御器出力電圧Ｖoutよりサンプルホール
ド回路１５から入力された制御器出力電圧Ｖoutを減算
して偏差電圧ＤＶoutを演算器１７へ出力する。
【００６９】演算器１７のＣＰＵは制御器出力電圧Ｖou
tと偏差電圧ＤＶoutをアナログ入力ポートより読み込
み、制御器出力電圧Ｖoutを共振周波数ｆeに換算すると
ともに、偏差電圧ＤＶoutを周波数偏差ｄｆに換算して
周波数偏移Δe＝ｄｆ／ｆeを求める。
tと偏差電圧ＤＶoutをアナログ入力ポートより読み込
み、制御器出力電圧Ｖoutを共振周波数ｆeに換算すると
ともに、偏差電圧ＤＶoutを周波数偏差ｄｆに換算して
周波数偏移Δe＝ｄｆ／ｆeを求める。
【００７０】更に、実施例１と同様に共振周波数ｆeよ
り誘電率εを演算すると共に、共振周波数ｆeと周波数
偏差ｄｆより演算された周波数偏移Δｅから電気伝導度
σを演算して各演算結果よりメタノール混合率Ｍを検知
する。あるいは、制御器出力電圧Ｖout、偏差電圧ＤＶo
utを周波数に換算せず、予め記憶されたＶout−εマッ
プ、ＤＶout／Ｖout−σマップを用いて誘電率ε、電気
伝導度σを求めてメタノール混合率Ｍを算出しても良
い。
り誘電率εを演算すると共に、共振周波数ｆeと周波数
偏差ｄｆより演算された周波数偏移Δｅから電気伝導度
σを演算して各演算結果よりメタノール混合率Ｍを検知
する。あるいは、制御器出力電圧Ｖout、偏差電圧ＤＶo
utを周波数に換算せず、予め記憶されたＶout−εマッ
プ、ＤＶout／Ｖout−σマップを用いて誘電率ε、電気
伝導度σを求めてメタノール混合率Ｍを算出しても良
い。
【００７１】また、上記実施例ではサンプルホールド回
路１４、１５、減算器１６を用いて誘電率ε、電気伝導
度σに対応する電圧Ｖout、ＤＶoutの形で演算器１７に
入力して、演算器１７で誘電率ε、電気伝導度σを求め
る場合を示したが、制御器９の出力電圧と目標値切換器
８のタイミング出力Ｐoutを直接演算器１７に入力して
誘電率ε、電気伝導度σを求めてもよい。
路１４、１５、減算器１６を用いて誘電率ε、電気伝導
度σに対応する電圧Ｖout、ＤＶoutの形で演算器１７に
入力して、演算器１７で誘電率ε、電気伝導度σを求め
る場合を示したが、制御器９の出力電圧と目標値切換器
８のタイミング出力Ｐoutを直接演算器１７に入力して
誘電率ε、電気伝導度σを求めてもよい。
【００７２】即ち、図示しないが、制御器９の出力電圧
Ｖをアナログ入力ポートを介して演算器１７に入力する
とともに、タイミング出力Ｐoutをディジタル入力ポー
トを介して演算器１７に入力する。そして、タイミング
信号ＰoutがＨレベルに切り替わった後の制御器出力電
圧Ｖhを測定して、制御器出力電圧Ｖhを共振周波数ｆe
に換算するとともに、タイミング信号ＰoutがＬレベル
に切り替わった後の制御器出力電圧Ｖlを測定して、電圧
差ＶhーＶlを求めてこれを周波数偏差ｄｆに換算して周
波数偏移Δｅを求めて、かかる共振周波数ｆｅと周波数
偏移Δｅより上記実施例と同様に誘電率ε、電気伝導度
σを求める。かかる各実施例によれば、分周器１１より
の周波数を計測するかわりに、制御器出力電圧に基づき
メタノール混合率Ｍを算出するようにしたため、通常回
路規模が大きくなる分周器１１が省略でき、回路が簡単
かつ安価になるという利点がある。
Ｖをアナログ入力ポートを介して演算器１７に入力する
とともに、タイミング出力Ｐoutをディジタル入力ポー
トを介して演算器１７に入力する。そして、タイミング
信号ＰoutがＨレベルに切り替わった後の制御器出力電
圧Ｖhを測定して、制御器出力電圧Ｖhを共振周波数ｆe
に換算するとともに、タイミング信号ＰoutがＬレベル
に切り替わった後の制御器出力電圧Ｖlを測定して、電圧
差ＶhーＶlを求めてこれを周波数偏差ｄｆに換算して周
波数偏移Δｅを求めて、かかる共振周波数ｆｅと周波数
偏移Δｅより上記実施例と同様に誘電率ε、電気伝導度
σを求める。かかる各実施例によれば、分周器１１より
の周波数を計測するかわりに、制御器出力電圧に基づき
メタノール混合率Ｍを算出するようにしたため、通常回
路規模が大きくなる分周器１１が省略でき、回路が簡単
かつ安価になるという利点がある。
【００７３】実施例３．上記、実施例２では位相差目標
値を第１目標値０゜と第２目標値θ２に設定し、これら
目標値を目標値切換器８により交互に切り換えて共振周
波数と位相差変化に対する周波数偏移を得たが、第１目
標値０゜のみを設定し、この目標値を共振周波数より十
分低い周波数を有する交流信号で第１目標値のまわりに
変調させて共振周波数と位相差変化に対する周波数偏移
を得ても良い。
値を第１目標値０゜と第２目標値θ２に設定し、これら
目標値を目標値切換器８により交互に切り換えて共振周
波数と位相差変化に対する周波数偏移を得たが、第１目
標値０゜のみを設定し、この目標値を共振周波数より十
分低い周波数を有する交流信号で第１目標値のまわりに
変調させて共振周波数と位相差変化に対する周波数偏移
を得ても良い。
【００７４】以下、本実施例を図について説明する。図
７は本実施例に係る燃料の混合比率検知装置を示す構成
図である。尚、図中、図６と同一符号は同一又は相当部
分を示す。図において、Ｂ３は本実施例による混合比率
検知部である。混合比率検知部Ｂ３は、制御器９の制御
目標位相を、第１目標値０゜を中心として振幅Δθで系
（ＰＬＬ回路）の共振周波数ｆ0より十分低い周波数ｆv
で変化させる変調器１８、制御器９より出力される制御
器出力電圧から変調信号によるＡＣ成分を除去し、共振
周波数ｆ0に対応したＤＣ電圧を制御器出力電圧Ｖoutと
して演算器１７へ出力する低域通過フィルタ１９、制御
器９より出力される制御器出力電圧からＤＣ成分を除去
し、ＡＣ成分、即ち変調信号を出力する高域通過フィル
タ２０、高域通過フィルタ２０から出力されたＡＣ成分
を整流してその出力を周波数偏移Δｆに対応した偏差電
圧ＤＶoutとして演算器１７へ出力する整流器２１を有
する。
７は本実施例に係る燃料の混合比率検知装置を示す構成
図である。尚、図中、図６と同一符号は同一又は相当部
分を示す。図において、Ｂ３は本実施例による混合比率
検知部である。混合比率検知部Ｂ３は、制御器９の制御
目標位相を、第１目標値０゜を中心として振幅Δθで系
（ＰＬＬ回路）の共振周波数ｆ0より十分低い周波数ｆv
で変化させる変調器１８、制御器９より出力される制御
器出力電圧から変調信号によるＡＣ成分を除去し、共振
周波数ｆ0に対応したＤＣ電圧を制御器出力電圧Ｖoutと
して演算器１７へ出力する低域通過フィルタ１９、制御
器９より出力される制御器出力電圧からＤＣ成分を除去
し、ＡＣ成分、即ち変調信号を出力する高域通過フィル
タ２０、高域通過フィルタ２０から出力されたＡＣ成分
を整流してその出力を周波数偏移Δｆに対応した偏差電
圧ＤＶoutとして演算器１７へ出力する整流器２１を有
する。
【００７５】次に、本実施例の動作について説明する。
変調器１８は第１目標値０゜を中心として振幅Δθで系
の共振周波数ｆ0より十分低い周波数ｆvで位相差目標値
を変調させる。この時、電圧制御発振器１０の出力周波
数も変調周波数ｆvで位相差目標値を変化し、抵抗３の
両端の電圧信号の位相差も変化することから位相比較器
５の位相差電圧も周波数ｆvで変化する。
変調器１８は第１目標値０゜を中心として振幅Δθで系
の共振周波数ｆ0より十分低い周波数ｆvで位相差目標値
を変調させる。この時、電圧制御発振器１０の出力周波
数も変調周波数ｆvで位相差目標値を変化し、抵抗３の
両端の電圧信号の位相差も変化することから位相比較器
５の位相差電圧も周波数ｆvで変化する。
【００７６】しかし、位相比較器５の出力は低域通過フ
ィルタ６で平均化されるため、低域通過フィルタ６の出
力位相は０゜となり、結局、電圧制御発振器１０の出力
は図８の系の位相特性に示すように共振周波数ｆ0を中
心に変調周波数ｆvで、位相振幅Δθに対応した周波数
振幅Δｆで変化する。この時、制御器９の制御器出力電
圧は共振周波数ｆ0に対応したＤＣ電圧を中心に、周波
数ｆvで振幅Δｆに対応したＡＣ電圧が重畳したものと
なっている。
ィルタ６で平均化されるため、低域通過フィルタ６の出
力位相は０゜となり、結局、電圧制御発振器１０の出力
は図８の系の位相特性に示すように共振周波数ｆ0を中
心に変調周波数ｆvで、位相振幅Δθに対応した周波数
振幅Δｆで変化する。この時、制御器９の制御器出力電
圧は共振周波数ｆ0に対応したＤＣ電圧を中心に、周波
数ｆvで振幅Δｆに対応したＡＣ電圧が重畳したものと
なっている。
【００７７】制御器９の制御器出力電圧のＡＣ成分は低
域通過フィルタ１９により除去され、その出力Ｖoutは
共振周波数ｆ0に対応した出力電圧Ｖoutとなる。また、
制御器９の出力のＤＣ成分は高域通過フィルタ２０によ
り除去され、ＡＣ成分である変調信号が整流器２１で整
流されて出力される。この出力された信号は周波数振幅
Δｆに対応した偏差電圧ＤＶoutとなる。演算器１７の
ＣＰＵは制御器出力電圧Ｖout、偏差電圧ＤＶoutをアナ
ログ入力ポートより読み込み、制御器出力電圧Ｖoutを
共振周波数ｆeに換算して誘電率を演算するとともに、
偏差電圧ＤＶoutをΔｆeに換算して周波数偏移Δe＝Δ
ｆe／ｆeを求め電気伝導度σを演算する。そして、これ
ら演算結果より実施例１と同様の手順にて、メタノール
混合率Ｍを算出し出力ポートより出力信号Ｒoutとして
出力する。
域通過フィルタ１９により除去され、その出力Ｖoutは
共振周波数ｆ0に対応した出力電圧Ｖoutとなる。また、
制御器９の出力のＤＣ成分は高域通過フィルタ２０によ
り除去され、ＡＣ成分である変調信号が整流器２１で整
流されて出力される。この出力された信号は周波数振幅
Δｆに対応した偏差電圧ＤＶoutとなる。演算器１７の
ＣＰＵは制御器出力電圧Ｖout、偏差電圧ＤＶoutをアナ
ログ入力ポートより読み込み、制御器出力電圧Ｖoutを
共振周波数ｆeに換算して誘電率を演算するとともに、
偏差電圧ＤＶoutをΔｆeに換算して周波数偏移Δe＝Δ
ｆe／ｆeを求め電気伝導度σを演算する。そして、これ
ら演算結果より実施例１と同様の手順にて、メタノール
混合率Ｍを算出し出力ポートより出力信号Ｒoutとして
出力する。
【００７８】或いは、制御器出力電圧Ｖout、偏差電圧
ＤＶoutを周波数に換算せず、予め記憶されたＶout−ε
マップ、ＤＶout／Ｖout−σマップを用いて誘電率ε、
電気伝導度σを求めてメタノール混合率Ｍを算出しても
良い。
ＤＶoutを周波数に換算せず、予め記憶されたＶout−ε
マップ、ＤＶout／Ｖout−σマップを用いて誘電率ε、
電気伝導度σを求めてメタノール混合率Ｍを算出しても
良い。
【００７９】かかる実施例によれば、位相差目標値を時
系列的に切り換えること無く、単一の位相差目標値をも
とに同一タイミングで誘電率ε、電気伝導度σを算出し
てメタノール混合率Ｍを検出できるという利点がある。
系列的に切り換えること無く、単一の位相差目標値をも
とに同一タイミングで誘電率ε、電気伝導度σを算出し
てメタノール混合率Ｍを検出できるという利点がある。
【００８０】実施例４．上記実施例において制御器９の
制御電圧出力によりメタノール混合率Ｍを検出する場合
を示したが、電圧制御発振器１０の周波数出力によって
も、前記位相目標値を変調する方法でメタノール混合率
Ｍを検出することができる。
制御電圧出力によりメタノール混合率Ｍを検出する場合
を示したが、電圧制御発振器１０の周波数出力によって
も、前記位相目標値を変調する方法でメタノール混合率
Ｍを検出することができる。
【００８１】図示しないが、図７において演算器１７に
は電圧出力Ｖout、ＤＶoutに代えて、電圧制御発振器１
０の出力を分周器１１で分周した低周波信号ｆ/Ｎ（Ｎ
は分周率）がディジタル入力ポートより入力される。演
算器１７は所定期間で前記低周波信号の周期Ｔを計測
し、逆算して瞬時周波数ｆ（＝Ｎ／Ｔ）を求め、前記所
定期間の瞬時周波数ｆの平均値を算出してこれらを共振
周波数ｆeとし、前記所定期間での瞬時周波数ｆの最大
値ｆmaxと最小値ｆminとの差Δｆと共振周波数ｆeより
周波数偏移Δｅを求めて、かかる共振周波数ｆeと周波
数偏移Δｅより、実施例３と同様の方法により誘電率
ε、電気伝導度σを求めてメタノール混合率Ｍを検出す
る。
は電圧出力Ｖout、ＤＶoutに代えて、電圧制御発振器１
０の出力を分周器１１で分周した低周波信号ｆ/Ｎ（Ｎ
は分周率）がディジタル入力ポートより入力される。演
算器１７は所定期間で前記低周波信号の周期Ｔを計測
し、逆算して瞬時周波数ｆ（＝Ｎ／Ｔ）を求め、前記所
定期間の瞬時周波数ｆの平均値を算出してこれらを共振
周波数ｆeとし、前記所定期間での瞬時周波数ｆの最大
値ｆmaxと最小値ｆminとの差Δｆと共振周波数ｆeより
周波数偏移Δｅを求めて、かかる共振周波数ｆeと周波
数偏移Δｅより、実施例３と同様の方法により誘電率
ε、電気伝導度σを求めてメタノール混合率Ｍを検出す
る。
【００８２】かかる実施例によっても実施例３と同様の
効果を奏するとともに、ＬＣ並列共振回路の共振周波数
を直接検知するため、ＰＬＬ系の回路誤差を除去でき、
より精度よくメタノール混合率Ｍの検出が可能になると
いう利点がある。
効果を奏するとともに、ＬＣ並列共振回路の共振周波数
を直接検知するため、ＰＬＬ系の回路誤差を除去でき、
より精度よくメタノール混合率Ｍの検出が可能になると
いう利点がある。
【００８３】実施例５．図９〜図１２は実施例１〜３の
センサ部Ａに図１９とは異なる従来の他の構造を有する
静電容量検出部を有するセンサ部を用いた場合の実施例
を説明するもので、図９はセンサ部Ａの構造断面図、図
１０はその等価回路図、図１１はセンサ部Ａに抵抗Ｒを
直列接続した直並列回路の周波数特性図、図１２は周波
数偏移Δに対する共振周波数ｆ0の補正係数ｋを示すグ
ラフである。図９において、３０はその周壁に単層巻の
コイル２が配置された絶縁材製の円筒状ハウジング、３
１は円柱状内部電極であり、この円柱状内部電極３１は
円筒状ハウジング３０の内壁に対して所定の間隙（後述
する燃料通路）を介して円筒状ハウジング３０内に設置
されている。
センサ部Ａに図１９とは異なる従来の他の構造を有する
静電容量検出部を有するセンサ部を用いた場合の実施例
を説明するもので、図９はセンサ部Ａの構造断面図、図
１０はその等価回路図、図１１はセンサ部Ａに抵抗Ｒを
直列接続した直並列回路の周波数特性図、図１２は周波
数偏移Δに対する共振周波数ｆ0の補正係数ｋを示すグ
ラフである。図９において、３０はその周壁に単層巻の
コイル２が配置された絶縁材製の円筒状ハウジング、３
１は円柱状内部電極であり、この円柱状内部電極３１は
円筒状ハウジング３０の内壁に対して所定の間隙（後述
する燃料通路）を介して円筒状ハウジング３０内に設置
されている。
【００８４】３２は円筒状ハウジング３０と内部電極３
１の間に形成された燃料通路、３３は内部電極３１と電
気的に接続されるとともに燃料出入口３３ａ、３３ｂが
形成されたフランジ、３４は燃料シールであり、これら
の接液部は耐燃料性の優れた材質が用いられる。図にお
いてコイル２の一端は図１の抵抗３に直列接続され、コ
イル２の他端および内部電極３１は接地されている。
１の間に形成された燃料通路、３３は内部電極３１と電
気的に接続されるとともに燃料出入口３３ａ、３３ｂが
形成されたフランジ、３４は燃料シールであり、これら
の接液部は耐燃料性の優れた材質が用いられる。図にお
いてコイル２の一端は図１の抵抗３に直列接続され、コ
イル２の他端および内部電極３１は接地されている。
【００８５】図９に示すセンサ部Ａにおいては、コイル
２の内筒面が電極の役割を果たしている。そして、燃料
通路３２に充填された燃料の静電容量Ｃfの検出部は、
内部電極３１と円筒状ハウジング３０の内壁面とで挟ま
れた間隙で形成されている。かかる、センサ部Ａの等価
回路は実際にはＬＣＲの分布定数回路となるが、単純化
すると図１０の形で近似できる。
２の内筒面が電極の役割を果たしている。そして、燃料
通路３２に充填された燃料の静電容量Ｃfの検出部は、
内部電極３１と円筒状ハウジング３０の内壁面とで挟ま
れた間隙で形成されている。かかる、センサ部Ａの等価
回路は実際にはＬＣＲの分布定数回路となるが、単純化
すると図１０の形で近似できる。
【００８６】図１０においてＣsは円筒状ハウジング３
０の円筒壁の容量であり、図のごとく燃料の静電容量Ｃ
fはＣsと直列接続の形となり、これにコイル２のＬが並
列接続している。かかるセンサ部Ａでは、Ｃsの両端の
抵抗、即ちハウジング３０の円筒壁の抵抗が高いため、
燃料の電気伝導度σが増加して抵抗Ｒfが小となっても
共振のＱの低下が小さいという特徴がある。しかしなが
ら、センサ部Ａの共振周波数ｆ0は（１）式で示すごと
き単純な形とならず、図１１の周波数特性の如く電気伝
導度σが高いほど共振周波数ｆ0が低下する。
０の円筒壁の容量であり、図のごとく燃料の静電容量Ｃ
fはＣsと直列接続の形となり、これにコイル２のＬが並
列接続している。かかるセンサ部Ａでは、Ｃsの両端の
抵抗、即ちハウジング３０の円筒壁の抵抗が高いため、
燃料の電気伝導度σが増加して抵抗Ｒfが小となっても
共振のＱの低下が小さいという特徴がある。しかしなが
ら、センサ部Ａの共振周波数ｆ0は（１）式で示すごと
き単純な形とならず、図１１の周波数特性の如く電気伝
導度σが高いほど共振周波数ｆ0が低下する。
【００８７】そこで、演算器１２のＣＰＵは、測定した
周波数偏移ΔeよりΔ−σマップ（図４参照）を用いて
Δeに対応した電気伝導度σeを演算すると共に、予めＲ
ＯＭ内に記憶された図１２の補正係数ｋのグラフよりΔ
ｅに対応したｋｅを読み出す。 かかる補正係数ｋは、
誘電率εを不変とした時の電気伝導度σの変化による共
振周波数ｆ0の変化を解析的に求めてＲＯＭ内に予め記
憶しておく。ＣＰＵは、補正係数ｋｅにより共振周波数
ｆｅの電気伝導度σの変化による変化分を補正し、補正
後の共振周波数ｋeｆ0よりｆ0−εマップを用いて共振
周波数ｋeｆeに対応した誘電率εeを算出し、算出され
た誘電率εe、電気伝導度σeよりメタノール混合率Ｍを
演算する。
周波数偏移ΔeよりΔ−σマップ（図４参照）を用いて
Δeに対応した電気伝導度σeを演算すると共に、予めＲ
ＯＭ内に記憶された図１２の補正係数ｋのグラフよりΔ
ｅに対応したｋｅを読み出す。 かかる補正係数ｋは、
誘電率εを不変とした時の電気伝導度σの変化による共
振周波数ｆ0の変化を解析的に求めてＲＯＭ内に予め記
憶しておく。ＣＰＵは、補正係数ｋｅにより共振周波数
ｆｅの電気伝導度σの変化による変化分を補正し、補正
後の共振周波数ｋeｆ0よりｆ0−εマップを用いて共振
周波数ｋeｆeに対応した誘電率εeを算出し、算出され
た誘電率εe、電気伝導度σeよりメタノール混合率Ｍを
演算する。
【００８８】かかる実施例においては、電気伝導度σe
により共振周波数ｆ0が変化するようなセンサ部を用い
た場合においても、共振周波数ｆ0を電気伝導度σeの変
化に合わせて補正することで正確にメタノール混合率Ｍ
を算出できるという利点がある。本実施例は実施例１、
２、３の混合比率検知装置Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３を構成する
演算器１２、１７において入力或いは演算された共振周
波数ｆ0と演算された電気伝導度σとを基に実施するこ
とができる。
により共振周波数ｆ0が変化するようなセンサ部を用い
た場合においても、共振周波数ｆ0を電気伝導度σeの変
化に合わせて補正することで正確にメタノール混合率Ｍ
を算出できるという利点がある。本実施例は実施例１、
２、３の混合比率検知装置Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３を構成する
演算器１２、１７において入力或いは演算された共振周
波数ｆ0と演算された電気伝導度σとを基に実施するこ
とができる。
【００８９】実施例６．上記、各実施例では位相差の目
標値に偏差を与えて周波数偏移を生成して電気伝導度σ
を演算するようにしたが、位相差の目標値に偏差を与え
なくてもＬＣ並列共振回路の共振時のインピダースより
電気伝導度σを演算することできる。それは、ＬＣ並列
共振回路の共振時におけるインピーダンスは燃料中の電
気伝導度によって決まる抵抗成分Ｒｆと等しくなるた
め、共振時におけるＬＣ並列共振回路のインピーダンス
を検出することでインピーダンスの逆数である電気伝導
度σを求めることができる。
標値に偏差を与えて周波数偏移を生成して電気伝導度σ
を演算するようにしたが、位相差の目標値に偏差を与え
なくてもＬＣ並列共振回路の共振時のインピダースより
電気伝導度σを演算することできる。それは、ＬＣ並列
共振回路の共振時におけるインピーダンスは燃料中の電
気伝導度によって決まる抵抗成分Ｒｆと等しくなるた
め、共振時におけるＬＣ並列共振回路のインピーダンス
を検出することでインピーダンスの逆数である電気伝導
度σを求めることができる。
【００９０】以下、本実施例を図について説明する。図
１３は本実施例に係る燃料の混合比率検知装置を示す構
成図である。尚、図中、図１と同一符号は同一または相
当部分を示す。図において、Ｂ４は本実施例に係る混合
比率検知部であり、この混合比率検知部Ｂ４は、抵抗３
とセンサ部Ａの接続部よりＬＣ並列共振回路における出
力電圧Ｖ１を検出して整流出力する整流器２２、整流器
２２の出力を所定増幅率ｇ1で増幅する増幅器２３、電
圧制御発振器１０の発振出力を一定の電圧レベルに増幅
した定電圧出力Ｖ０を抵抗ＲとＬＣ並列共振回路の直列
回路に印加する定電圧増幅器２４、出力電圧Ｖ１、定電
圧出力Ｖ０、抵抗３の抵抗値Ｒ、増幅器２３の増幅率ｇ
1、センサ部Ａの形状できまる定数ｋより燃料の電気伝
導度σを演算し、分周器１１より出力された分周後の共
振周波数ｆoutより燃料の誘電率εを演算し、各演算結
果より燃料中のメタノール混合比率を演算して出力する
演算器２５を含んでいる。
１３は本実施例に係る燃料の混合比率検知装置を示す構
成図である。尚、図中、図１と同一符号は同一または相
当部分を示す。図において、Ｂ４は本実施例に係る混合
比率検知部であり、この混合比率検知部Ｂ４は、抵抗３
とセンサ部Ａの接続部よりＬＣ並列共振回路における出
力電圧Ｖ１を検出して整流出力する整流器２２、整流器
２２の出力を所定増幅率ｇ1で増幅する増幅器２３、電
圧制御発振器１０の発振出力を一定の電圧レベルに増幅
した定電圧出力Ｖ０を抵抗ＲとＬＣ並列共振回路の直列
回路に印加する定電圧増幅器２４、出力電圧Ｖ１、定電
圧出力Ｖ０、抵抗３の抵抗値Ｒ、増幅器２３の増幅率ｇ
1、センサ部Ａの形状できまる定数ｋより燃料の電気伝
導度σを演算し、分周器１１より出力された分周後の共
振周波数ｆoutより燃料の誘電率εを演算し、各演算結
果より燃料中のメタノール混合比率を演算して出力する
演算器２５を含んでいる。
【００９１】次に、本実施例の動作について説明する。
定電圧増幅器２４で増幅された高周波信号（定電圧出力
Ｖ０）が抵抗３とセンサ部Ａによる直列回路に印加され
る。この時、印加される高周波信号の周波数は抵抗３の
両端間の電圧位相差が設定された目標値０°となるよう
ＰＬＬを通して周波数制御されている。そのため、電圧
位相差が目標値０゜になる場合、高周波信号の周波数は
ＬＣ並列共振回路の共振周波数ｆ0に一致している。
定電圧増幅器２４で増幅された高周波信号（定電圧出力
Ｖ０）が抵抗３とセンサ部Ａによる直列回路に印加され
る。この時、印加される高周波信号の周波数は抵抗３の
両端間の電圧位相差が設定された目標値０°となるよう
ＰＬＬを通して周波数制御されている。そのため、電圧
位相差が目標値０゜になる場合、高周波信号の周波数は
ＬＣ並列共振回路の共振周波数ｆ0に一致している。
【００９２】共振周波数ｆ0の高周波信号は分周器１１
によりＮ分周されてｆout＝ｆ0／Ｎとして演算器２５の
ディジタル入力ポート（図示せず。）に入力される。一
方、センサ部Ａと抵抗３の接続部に現れた出力電圧Ｖ１
は整流器２２により整流されて増幅器２３に入力されて
増幅され、Ｖoutとして演算器２５のアナログポートに
入力される。この時、センサ部ＡのインピーダンスＺは
純抵抗Ｒｆ、即ち電気伝導度σに相当する。電気伝導度
σは出力電圧Ｖ１、定電圧出力Ｖ０、抵抗３の抵抗値
Ｒ、増幅器２３の増幅率ｇ1、センサ部Ａの形状できま
る定数ｋを用いて次式で与えられる。
によりＮ分周されてｆout＝ｆ0／Ｎとして演算器２５の
ディジタル入力ポート（図示せず。）に入力される。一
方、センサ部Ａと抵抗３の接続部に現れた出力電圧Ｖ１
は整流器２２により整流されて増幅器２３に入力されて
増幅され、Ｖoutとして演算器２５のアナログポートに
入力される。この時、センサ部ＡのインピーダンスＺは
純抵抗Ｒｆ、即ち電気伝導度σに相当する。電気伝導度
σは出力電圧Ｖ１、定電圧出力Ｖ０、抵抗３の抵抗値
Ｒ、増幅器２３の増幅率ｇ1、センサ部Ａの形状できま
る定数ｋを用いて次式で与えられる。
【００９３】 σ＝１／ｋＲ＊（ｇ1Ｖ０／Ｖout−１）・・・・・（６）
【００９４】次に、（６）式の導出方法を図１６（ａ）
の等価回路を用いて説明する。抵抗３、即ちＲ間に発生
する電圧は以下の（６ａ）式で表せる。
の等価回路を用いて説明する。抵抗３、即ちＲ間に発生
する電圧は以下の（６ａ）式で表せる。
【００９５】Ｖ０−Ｖ１＝Ｒｉ・・・（６ａ）
【００９６】また、ＬＣ並列共振回路の両端に発生する
電圧（出力電圧Ｖ１）は以下の（６ｂ）式で表せる。
電圧（出力電圧Ｖ１）は以下の（６ｂ）式で表せる。
【００９７】 Ｖ１＝Ｚｉ（Ｚ＝ＬＣ並列共振回路のインピーダンス）・・・（６ｂ）
【００９８】次に、ＬＣ並列共振回路の共振時における
（６ａ）式と（６ｂ）式よりアドミタンス１／Ｚを求め
るため以下（６ｃ）を導く。
（６ａ）式と（６ｂ）式よりアドミタンス１／Ｚを求め
るため以下（６ｃ）を導く。
【００９９】Ｒ／Ｚ＝Ｖ０／Ｖ１−１・・・（６ｃ）
【０１００】また、共振時におけるアドミタンスは１／
Ｚ＝１／Ｒｆ＝ｋσ・・・（６ｄ）で表され、また増幅
器２３の出力電圧Ｖoutより見たＬＣ並列共振回路間に
発生する電圧Ｖ１は、Ｖ１＝Ｖout／ｇ1・・・（６ｅ）
であるから、電気伝導度σは（６ｃ）式と（６ｄ）式よ
り以下の（６ｆ）式にて表せる。
Ｚ＝１／Ｒｆ＝ｋσ・・・（６ｄ）で表され、また増幅
器２３の出力電圧Ｖoutより見たＬＣ並列共振回路間に
発生する電圧Ｖ１は、Ｖ１＝Ｖout／ｇ1・・・（６ｅ）
であるから、電気伝導度σは（６ｃ）式と（６ｄ）式よ
り以下の（６ｆ）式にて表せる。
【０１０１】Ｒｋσ＝Ｖ０／Ｖ１−１・・・（６ｆ）
【０１０２】 ∴ 電気伝導度σ＝１／ｋＲ（Ｖ０／Ｖ１−１）・・・（６ｇ）
【０１０３】また、Ｖ１を式（６ｅ）にて表せば電気伝
導度σは結局（６）式で示す形となる。
導度σは結局（６）式で示す形となる。
【０１０４】演算器２５のＣＰＵはディジタル入力ポー
トより読み込んだｆoutより算出した共振周波数ｆeから
（４）式あるいはｆ0−εマップを用いて図３の如くｆe
に対応した誘電率εeを算出しする。この誘電率εｅと
演算器２５において（６）式より算出された電気伝導度
σよりメタノール混合率Ｍを演算する。
トより読み込んだｆoutより算出した共振周波数ｆeから
（４）式あるいはｆ0−εマップを用いて図３の如くｆe
に対応した誘電率εeを算出しする。この誘電率εｅと
演算器２５において（６）式より算出された電気伝導度
σよりメタノール混合率Ｍを演算する。
【０１０５】上記、説明から明らかなように、本実施例
は、ＬＣ並列共振回路のインピーダンスを検出して電気
伝導度σを算出するようにしているため、ＰＬＬの目標
位相差を変化させて電気伝導度を演算する場合に比較し
て混合比率検出回路を簡素化できるという利点がある。
は、ＬＣ並列共振回路のインピーダンスを検出して電気
伝導度σを算出するようにしているため、ＰＬＬの目標
位相差を変化させて電気伝導度を演算する場合に比較し
て混合比率検出回路を簡素化できるという利点がある。
【０１０６】実施例７．上記、実施例６では電圧制御発
振器１０から出力された高周波信号を定電圧増幅器２４
で定電圧増幅してＬＣ並列共振回路に出力したが、定電
圧増幅器２４に代えて通常の増幅器を用いても良い。以
下、本実施例を図について説明する。図１４は本実施例
に係る燃料の混合比率検知装置を示す構成図である。
尚、図中、図１４と同一符号は同一又は相当部分を示
す。図において、Ｂ５は本実施例に係る混合比率検知部
であり、この混合比率検知部Ｂ５は、電圧制御発振器１
０より出力された高周波信号を増幅した出力電圧Ｖ０を
抵抗３とＬＣ並列共振回路との直列回路に印加する増幅
器４、増幅器４の出力電圧Ｖ０を整流する整流器２２
ａ、ＬＣ並列共振回路間に発生した電圧Ｖ１を整流する
整流器２２ｂ、整流器２２ｂの出力を出力電圧Ｖoutと
して増幅出力する増幅器２３、整流器２２ａの出力と整
流器２２ｂの出力の偏差を増幅して偏差電圧ＤＶoutと
して演算器２５へ出力する差動増幅器２６を含む。
振器１０から出力された高周波信号を定電圧増幅器２４
で定電圧増幅してＬＣ並列共振回路に出力したが、定電
圧増幅器２４に代えて通常の増幅器を用いても良い。以
下、本実施例を図について説明する。図１４は本実施例
に係る燃料の混合比率検知装置を示す構成図である。
尚、図中、図１４と同一符号は同一又は相当部分を示
す。図において、Ｂ５は本実施例に係る混合比率検知部
であり、この混合比率検知部Ｂ５は、電圧制御発振器１
０より出力された高周波信号を増幅した出力電圧Ｖ０を
抵抗３とＬＣ並列共振回路との直列回路に印加する増幅
器４、増幅器４の出力電圧Ｖ０を整流する整流器２２
ａ、ＬＣ並列共振回路間に発生した電圧Ｖ１を整流する
整流器２２ｂ、整流器２２ｂの出力を出力電圧Ｖoutと
して増幅出力する増幅器２３、整流器２２ａの出力と整
流器２２ｂの出力の偏差を増幅して偏差電圧ＤＶoutと
して演算器２５へ出力する差動増幅器２６を含む。
【０１０７】次に、本実施例の動作を説明する。演算器
２５は分周器１１より共振周波数ｆｅの周波数信号をｆ
outとして入力すると共に、共振時にＬＣ並列共振回路
間に発生した電圧を出力電圧Ｖoutとして整流器２２ａ
及び増幅器２３を通して入力する。
２５は分周器１１より共振周波数ｆｅの周波数信号をｆ
outとして入力すると共に、共振時にＬＣ並列共振回路
間に発生した電圧を出力電圧Ｖoutとして整流器２２ａ
及び増幅器２３を通して入力する。
【０１０８】更に、演算器２５は整流器２２ｂの出力と
増幅器４の整流出力との偏差を偏差電圧ＤＶoutとして
入力する。偏差電圧ＤＶoutはＬＣ並列共振回路になが
れる電流に相当する。
増幅器４の整流出力との偏差を偏差電圧ＤＶoutとして
入力する。偏差電圧ＤＶoutはＬＣ並列共振回路になが
れる電流に相当する。
【０１０９】演算器２５は入力された出力電圧Ｖout、
偏差電圧ＤＶout、予め設定された増幅器２３の増幅率
ｇ2、差動増幅器２６の増幅率率ｇ3、抵抗３の抵抗値
Ｒ、センサ部Ａの形状できまる定数Ｋより、以下の
（７）式からセンサ部（ＬＣ並列共振回路）の共振時に
おけるインピーダンスに相当する電気伝導度σを求め
る。
偏差電圧ＤＶout、予め設定された増幅器２３の増幅率
ｇ2、差動増幅器２６の増幅率率ｇ3、抵抗３の抵抗値
Ｒ、センサ部Ａの形状できまる定数Ｋより、以下の
（７）式からセンサ部（ＬＣ並列共振回路）の共振時に
おけるインピーダンスに相当する電気伝導度σを求め
る。
【０１１０】 σ＝１／ｋＲ＊ｇ2ＤＶout／（ｇ3Ｖout）・・・・（７）
【０１１１】次に、（７）式の導出方法を図１６（ｂ）
の等価回路を用いて説明する。抵抗３、即ちＲ間に発生
する電圧は以下の（７ａ）式で表せる。
の等価回路を用いて説明する。抵抗３、即ちＲ間に発生
する電圧は以下の（７ａ）式で表せる。
【０１１２】Ｖ０−Ｖ１＝Ｒｉ・・・（７ａ）
【０１１３】また、ＬＣ並列共振回路の両端に発生する
電圧（出力電圧Ｖ１）は以下の（７ｂ）式で表せる。
電圧（出力電圧Ｖ１）は以下の（７ｂ）式で表せる。
【０１１４】 Ｖ１＝Ｚｉ（Ｚ＝ＬＣ並列共振回路のインピーダンス）・・・（７ｂ）
【０１１５】次に、ＬＣ並列共振回路の共振時における
（７ａ）式と（７ｂ）式よりアドミタンス１／Ｚを求め
るため以下の（７ｃ）式を導く。
（７ａ）式と（７ｂ）式よりアドミタンス１／Ｚを求め
るため以下の（７ｃ）式を導く。
【０１１６】 Ｒ／Ｚ＝（Ｖ０−Ｖ１）／Ｖ１・・・（７ｃ）
【０１１７】また、共振時におけるアドミタンスは１／
Ｚ＝１／Ｒｆ＝ｋσ・・・（７ｄ）で表され、また増幅
器２３の出力電圧Ｖoutより見たＬＣ並列共振回路間の
電圧Ｖ１は、Ｖ１＝Ｖout／ｇ2・・・（７ｅ）であり、
また差動増幅器２６の差動電圧ＤＶoutより見た抵抗３
（Ｒ）間の電圧Ｖ０−Ｖ１はＶ０−Ｖ１＝ＤＶout／ｇ3
・・・（７ｆ）であるから、電気伝導度σは（７ｃ）式
と（７ｄ）式より以下の（７ｇ）式にて表せる。
Ｚ＝１／Ｒｆ＝ｋσ・・・（７ｄ）で表され、また増幅
器２３の出力電圧Ｖoutより見たＬＣ並列共振回路間の
電圧Ｖ１は、Ｖ１＝Ｖout／ｇ2・・・（７ｅ）であり、
また差動増幅器２６の差動電圧ＤＶoutより見た抵抗３
（Ｒ）間の電圧Ｖ０−Ｖ１はＶ０−Ｖ１＝ＤＶout／ｇ3
・・・（７ｆ）であるから、電気伝導度σは（７ｃ）式
と（７ｄ）式より以下の（７ｇ）式にて表せる。
【０１１８】 Ｒｋσ＝（Ｖ０−Ｖ１）／Ｖ１・・・（７ｇ）
【０１１９】 ∴ 電気伝導度σ＝１／ｋＲ（Ｖ０−Ｖ１）／Ｖ１・・・（７ｈ）
【０１２０】また、Ｖ１を（７ｅ）式で、Ｖ０−Ｖ１を
（７ｆ）式で表せば電気伝導度σは結局（７）式に示す
形となる。
（７ｆ）式で表せば電気伝導度σは結局（７）式に示す
形となる。
【０１２１】演算器２５のＣＰＵはディジタル入力ポー
トより読み込んだｆoutより算出した共振周波数ｆeから
（４）式あるいはｆ0−εマップを用いて図３の如くｆe
に対応した誘電率εeを算出する。この誘電率εｅと演
算器２５において（７）式より算出された電気伝導度σ
よりメタノール混合率Ｍを演算する。
トより読み込んだｆoutより算出した共振周波数ｆeから
（４）式あるいはｆ0−εマップを用いて図３の如くｆe
に対応した誘電率εeを算出する。この誘電率εｅと演
算器２５において（７）式より算出された電気伝導度σ
よりメタノール混合率Ｍを演算する。
【０１２２】上記、説明から明らかなように、本実施例
は、ＬＣ並列共振回路のインピーダンスを検出して電気
伝導度σを算出するようにしているため、ＰＬＬの目標
位相差を変化させて電気伝導度を演算する場合に比較し
混合比率検出回路を簡素化できるという利点がある。
は、ＬＣ並列共振回路のインピーダンスを検出して電気
伝導度σを算出するようにしているため、ＰＬＬの目標
位相差を変化させて電気伝導度を演算する場合に比較し
混合比率検出回路を簡素化できるという利点がある。
【０１２３】実施例８．上記、実施例７ではＬＣ並列共
振回路のインピーダンスを基に電気伝導度σを演算する
のみであったが、センサ部Ａ、即ちＬＣ並列共振回路の
共振時のインピーダンス相当値である電気伝導度σに応
じて増幅器４の増幅率を可変しても良い。
振回路のインピーダンスを基に電気伝導度σを演算する
のみであったが、センサ部Ａ、即ちＬＣ並列共振回路の
共振時のインピーダンス相当値である電気伝導度σに応
じて増幅器４の増幅率を可変しても良い。
【０１２４】図１５は本実施例に係る燃料の混合比率検
知装置を示す構成図である。尚、図中、図１４と同一符
号は同一又は相当部分を示す。図において、Ｂ６は本実
施例における混合比率検知部、２５ａは本実施例におけ
る演算器であり、この演算器２５ａは実施例６における
演算器２５の機能に加え演算された電気伝導度σの大き
さに応じて電圧制御発振器１０より出力される高周波信
号の増幅率を可変する制御信号を出力する。２７は演算
器２５ａより出力された制御信号により増幅率が可変さ
れるゲイン可変増幅器である。
知装置を示す構成図である。尚、図中、図１４と同一符
号は同一又は相当部分を示す。図において、Ｂ６は本実
施例における混合比率検知部、２５ａは本実施例におけ
る演算器であり、この演算器２５ａは実施例６における
演算器２５の機能に加え演算された電気伝導度σの大き
さに応じて電圧制御発振器１０より出力される高周波信
号の増幅率を可変する制御信号を出力する。２７は演算
器２５ａより出力された制御信号により増幅率が可変さ
れるゲイン可変増幅器である。
【０１２５】次に、本実施例の動作について説明する。
ＬＣ並列共振回路の共振時に演算した電気伝導度σが小
さい、即ちＬＣ並列共振回路のインピーダンスが大きい
場合には、ＬＣ並列共振回路間に発生する電圧Ｖ１が大
きくなる。この結果、抵抗３の両端の電圧信号レベルの
差が小さくなり、差動増幅器２６からの差動電圧ＤＶou
tが小さくなり電気伝導度σの算出精度が低下する可能
性がある。逆にインピーダンスが小さい場合には、電圧
Ｖ１が小さくなり、位相比較器５の位相比較制度が悪化
する可能性がある。
ＬＣ並列共振回路の共振時に演算した電気伝導度σが小
さい、即ちＬＣ並列共振回路のインピーダンスが大きい
場合には、ＬＣ並列共振回路間に発生する電圧Ｖ１が大
きくなる。この結果、抵抗３の両端の電圧信号レベルの
差が小さくなり、差動増幅器２６からの差動電圧ＤＶou
tが小さくなり電気伝導度σの算出精度が低下する可能
性がある。逆にインピーダンスが小さい場合には、電圧
Ｖ１が小さくなり、位相比較器５の位相比較制度が悪化
する可能性がある。
【０１２６】そこで、演算器２５ａは、演算された電気
伝導度σ、即ちＬＣ並列共振回路のインピーダンスが所
定値以上の場合にはゲイン可変増幅器２７の増幅率を大
になるように調整して、抵抗３の両端の電圧信号レベル
の差を大として、差動増幅器２６が適当な差動電圧ＤＶ
outを確保できるようにする。ＬＣ並列共振回路のイン
ピーダンスが所定値以下の場合にも同様にゲイン可変増
幅器の増幅率を大になるように調整して、電圧Ｖ１を大
とし、電圧振幅が位相比較器５のスレッシュホールドレ
ベルのヒステリシス幅より十分大になるように位相比較
精度を確保する。
伝導度σ、即ちＬＣ並列共振回路のインピーダンスが所
定値以上の場合にはゲイン可変増幅器２７の増幅率を大
になるように調整して、抵抗３の両端の電圧信号レベル
の差を大として、差動増幅器２６が適当な差動電圧ＤＶ
outを確保できるようにする。ＬＣ並列共振回路のイン
ピーダンスが所定値以下の場合にも同様にゲイン可変増
幅器の増幅率を大になるように調整して、電圧Ｖ１を大
とし、電圧振幅が位相比較器５のスレッシュホールドレ
ベルのヒステリシス幅より十分大になるように位相比較
精度を確保する。
【０１２７】このように、ＬＣ並列共振回路のインピー
ダンスによりＬＣ並列共振回路にかかる高周波信号のレ
ベルを可変することで、電気伝導度σの変化に拘わらず
精度よくメタノール混合率Ｍを求めることができる。
ダンスによりＬＣ並列共振回路にかかる高周波信号のレ
ベルを可変することで、電気伝導度σの変化に拘わらず
精度よくメタノール混合率Ｍを求めることができる。
【０１２８】上記実施例６，７，８では共振周波数ｆ0
を分周器１１を用いて周波数で検出する例を示したが、
電圧制御発振器の電圧出力を用いてもよい。この場合、
演算器はアナログ入力ポートのみを持つ演算器１７でよ
い。
を分周器１１を用いて周波数で検出する例を示したが、
電圧制御発振器の電圧出力を用いてもよい。この場合、
演算器はアナログ入力ポートのみを持つ演算器１７でよ
い。
【０１２９】実施例９．上記、実施例６，７，８では電
気伝導度σが変化してもＬＣ並列共振回路のゲインのみ
が変化し、共振周波数は一定であるセンサ部Ａを用いた
場合で動作説明を行った。本実施例では、図９に示すセ
ンサ部のように電気伝導度σが変化すると共振周波数が
変化するセンサ部を図１３及び図１４に示す燃料の混合
比率検知装置に用いた場合に、分周器から入力された共
振周波数ｆout（ｆe）を補正する方法について説明す
る。
気伝導度σが変化してもＬＣ並列共振回路のゲインのみ
が変化し、共振周波数は一定であるセンサ部Ａを用いた
場合で動作説明を行った。本実施例では、図９に示すセ
ンサ部のように電気伝導度σが変化すると共振周波数が
変化するセンサ部を図１３及び図１４に示す燃料の混合
比率検知装置に用いた場合に、分周器から入力された共
振周波数ｆout（ｆe）を補正する方法について説明す
る。
【０１３０】図１７は図１３において増幅器２３より出
力された電圧出力Ｖoutと共振周波数の補正係数ｋの関
係を説明するグラフであり、演算器２５はこのグラフに
基づいて作成してＲＯＭに記憶したｋ−Ｖoutマップよ
り共振時における出力電圧Ｖeに対応する補正係数ｋeを
読み出す。そして、演算器２５は補正係数ｋeにより共
振周波数ｆeの電気伝導度σによる変化分を補正し、補
正後の周波数ｋeｆeよりｆ0−εマップを用いて周波数
ｋeｆeに対応した誘電率εeを算出し、算出された誘電
率εe、電気伝導度σeよりメタノール混合率Ｍを演算す
る。
力された電圧出力Ｖoutと共振周波数の補正係数ｋの関
係を説明するグラフであり、演算器２５はこのグラフに
基づいて作成してＲＯＭに記憶したｋ−Ｖoutマップよ
り共振時における出力電圧Ｖeに対応する補正係数ｋeを
読み出す。そして、演算器２５は補正係数ｋeにより共
振周波数ｆeの電気伝導度σによる変化分を補正し、補
正後の周波数ｋeｆeよりｆ0−εマップを用いて周波数
ｋeｆeに対応した誘電率εeを算出し、算出された誘電
率εe、電気伝導度σeよりメタノール混合率Ｍを演算す
る。
【０１３１】図１８は図１４において差動増幅器２６よ
り出力された偏差電圧ＤＶoutと共振周波数の補正係数
ｋの関係を説明するグラフであり、演算器２５はこのグ
ラフに基づいて作成してＲＯＭに記憶したｋ−ＤＶout
マップより共振時における偏差電圧ＤＶeに対応する補
正係数ｋeを読み出す。そして、演算器２５は補正係数
ｋeにより共振周波数ｆeの電気伝導度σによる変化分を
補正し、補正後の周波数ｋeｆeよりｆ0−εマップを用
いて周波数ｋeｆeに対応した誘電率εeを算出し、算出
された誘電率εe、電気伝導度σeよりメタノール混合率
Ｍを演算する。
り出力された偏差電圧ＤＶoutと共振周波数の補正係数
ｋの関係を説明するグラフであり、演算器２５はこのグ
ラフに基づいて作成してＲＯＭに記憶したｋ−ＤＶout
マップより共振時における偏差電圧ＤＶeに対応する補
正係数ｋeを読み出す。そして、演算器２５は補正係数
ｋeにより共振周波数ｆeの電気伝導度σによる変化分を
補正し、補正後の周波数ｋeｆeよりｆ0−εマップを用
いて周波数ｋeｆeに対応した誘電率εeを算出し、算出
された誘電率εe、電気伝導度σeよりメタノール混合率
Ｍを演算する。
【０１３２】係る実施例によれば、電気伝導度σeによ
り共振周波数ｆ0が変化するようなセンサ部を用いた場
合でも正確にメタノール混合率Ｍを算出できるという利
点がある。
り共振周波数ｆ0が変化するようなセンサ部を用いた場
合でも正確にメタノール混合率Ｍを算出できるという利
点がある。
【０１３３】上記各実施例においては演算器としてＣＰ
Ｕを内蔵したものを示したがＣＰＵを用いない回路で構
成してもよい、また本装置をメタノール混合燃料中のメ
タノール混合率の検出に用いた場合を示したが、混合に
より誘電率、電気伝導度が変化する他の混合液体の混合
比率検出用として広く適用が可能である。
Ｕを内蔵したものを示したがＣＰＵを用いない回路で構
成してもよい、また本装置をメタノール混合燃料中のメ
タノール混合率の検出に用いた場合を示したが、混合に
より誘電率、電気伝導度が変化する他の混合液体の混合
比率検出用として広く適用が可能である。
【０１３４】
【発明の効果】請求項１の発明によれば、燃料の静電容
量を検出する静電容量検出部とこの静電容量検出部に等
価回路的に並列結合されたコイルから構成されたＬＣ共
振回路と、制御電圧によって周波数の決まる高周波信号
を発振して前記ＬＣ共振回路に印加する電圧制御発振
器、前記ＬＣ共振回路に印加された高周波信号の電圧と
電流の位相差を検出する位相比較器、及び前記位相比較
器で検出された位相差と予め設定された位相差目標値と
の差に応じて前記電圧制御発振器への制御電圧を制御す
る制御器から構成される位相同期回路と、前記制御器に
対して位相差目標値を０°である第１目標値と０°以外
である第２目標値に交互に切り換え設定する目標値切換
手段と、この目標値切換手段による第１目標値切り換え
後の前記位相同期回路の制御出力に基づいて前記燃料の
誘電率を算出する誘電率算出手段と、前記位相同期回路
より出力される前記第１目標値切り換え後の制御出力と
前記第２目標値切り換え後の制御出力との偏移量に基づ
いて前記燃料の電気伝導度を算出する電気伝導度算出手
段と、前記算出した誘電率及び電気伝導度より前記燃料
の混合比率を検知する混合比率検知手段とを備えたの
で、燃料の電気伝導度が低下しても発振が不安定となる
事がなく、また電気伝導度検出用の専用の電極を設けな
くても、正確かつ簡単に燃料の混合率を検知できるとい
う効果がある。
量を検出する静電容量検出部とこの静電容量検出部に等
価回路的に並列結合されたコイルから構成されたＬＣ共
振回路と、制御電圧によって周波数の決まる高周波信号
を発振して前記ＬＣ共振回路に印加する電圧制御発振
器、前記ＬＣ共振回路に印加された高周波信号の電圧と
電流の位相差を検出する位相比較器、及び前記位相比較
器で検出された位相差と予め設定された位相差目標値と
の差に応じて前記電圧制御発振器への制御電圧を制御す
る制御器から構成される位相同期回路と、前記制御器に
対して位相差目標値を０°である第１目標値と０°以外
である第２目標値に交互に切り換え設定する目標値切換
手段と、この目標値切換手段による第１目標値切り換え
後の前記位相同期回路の制御出力に基づいて前記燃料の
誘電率を算出する誘電率算出手段と、前記位相同期回路
より出力される前記第１目標値切り換え後の制御出力と
前記第２目標値切り換え後の制御出力との偏移量に基づ
いて前記燃料の電気伝導度を算出する電気伝導度算出手
段と、前記算出した誘電率及び電気伝導度より前記燃料
の混合比率を検知する混合比率検知手段とを備えたの
で、燃料の電気伝導度が低下しても発振が不安定となる
事がなく、また電気伝導度検出用の専用の電極を設けな
くても、正確かつ簡単に燃料の混合率を検知できるとい
う効果がある。
【０１３５】請求項２の発明によれば、燃料の静電容量
を検出する静電容量検出部とこの静電容量検出部に等価
回路的に並列結合されたコイルから構成されたＬＣ共振
回路と、制御電圧によって周波数の決まる高周波信号を
発振して前記ＬＣ共振回路に印加する電圧制御発振器、
前記ＬＣ共振回路に印加された高周波信号の電圧と電流
の位相差を検出する位相比較器、及び前記位相比較器で
検出された位相差と予め設定された位相差目標値との差
に応じて前記電圧制御発振器への制御電圧を制御する制
御器から構成される位相同期回路と、前記制御器に対し
て位相差目標値を０°である第１目標値と０°以外であ
る第２目標値に交互に切り換え設定する目標値切換手段
と、この目標値切換手段による第１目標値切り換え後に
前記電圧制御発振器より発振される高周波信号の周波数
に基づいて前記燃料の誘電率を算出する誘電率算出手段
と、前記電圧制御発振器より発振される前記第１目標値
切り換え後の高周波信号の周波数と前記第２目標値切り
換え後の高周波信号の周波数との偏移量に基づいて前記
燃料の電気伝導度を算出する電気伝導度算出手段と、前
記算出した誘電率及び電気伝導度より前記燃料の混合比
率を検知する混合比率検知手段とを備えたので、請求項
１の効果に加えて、単に位相目標値を切り換えるのみで
誘電率及び電気伝導度の双方を演算するためＬＣ共振回
路に印加する高周波信号の周波数を直接計測して混合比
率検知精度を向上させることができる効果がある。
を検出する静電容量検出部とこの静電容量検出部に等価
回路的に並列結合されたコイルから構成されたＬＣ共振
回路と、制御電圧によって周波数の決まる高周波信号を
発振して前記ＬＣ共振回路に印加する電圧制御発振器、
前記ＬＣ共振回路に印加された高周波信号の電圧と電流
の位相差を検出する位相比較器、及び前記位相比較器で
検出された位相差と予め設定された位相差目標値との差
に応じて前記電圧制御発振器への制御電圧を制御する制
御器から構成される位相同期回路と、前記制御器に対し
て位相差目標値を０°である第１目標値と０°以外であ
る第２目標値に交互に切り換え設定する目標値切換手段
と、この目標値切換手段による第１目標値切り換え後に
前記電圧制御発振器より発振される高周波信号の周波数
に基づいて前記燃料の誘電率を算出する誘電率算出手段
と、前記電圧制御発振器より発振される前記第１目標値
切り換え後の高周波信号の周波数と前記第２目標値切り
換え後の高周波信号の周波数との偏移量に基づいて前記
燃料の電気伝導度を算出する電気伝導度算出手段と、前
記算出した誘電率及び電気伝導度より前記燃料の混合比
率を検知する混合比率検知手段とを備えたので、請求項
１の効果に加えて、単に位相目標値を切り換えるのみで
誘電率及び電気伝導度の双方を演算するためＬＣ共振回
路に印加する高周波信号の周波数を直接計測して混合比
率検知精度を向上させることができる効果がある。
【０１３６】請求項３の発明によれば、燃料の静電容量
を検出する静電容量検出部とこの静電容量検出部に等価
回路的に並列結合されたコイルから構成されたＬＣ共振
回路と、制御電圧によって周波数の決まる高周波信号を
発振して前記ＬＣ共振回路に印加する電圧制御発振器、
前記ＬＣ共振回路に印加された高周波信号の電圧と電流
の位相差を検出する位相比較器、及び前記位相比較器で
検出された位相差と予め設定された位相差目標値との差
に応じて前記電圧制御発振器への制御電圧を制御する制
御器から構成される位相同期回路と、前記制御器に対し
て位相差目標値を０°である第１目標値と０°以外であ
る第２目標値に交互に切り換え設定する目標値切換手段
と、この目標値切換手段による第１目標値切り換え後に
前記電圧制御発振器に印加される制御電圧に基づいて前
記燃料の誘電率を算出する誘電率算出手段と、前記制御
器より電圧制御発振器に印加される前記第１目標値切り
換え後の制御電圧と前記第２目標値切り換え後の制御電
圧との偏移量に基づいて前記燃料の電気伝導度を算出す
る電気伝導度算出手段と、前記算出した誘電率及び電気
伝導度より前記燃料の混合比率を検知する混合比率検知
手段とを備えたので、請求項１の効果に加えて制御器に
印加される制御電圧、および制御電圧の偏移量を直接用
いて誘電率、及び電気伝導度を演算するため検出回路が
簡単かつ安価になるという効果がある。
を検出する静電容量検出部とこの静電容量検出部に等価
回路的に並列結合されたコイルから構成されたＬＣ共振
回路と、制御電圧によって周波数の決まる高周波信号を
発振して前記ＬＣ共振回路に印加する電圧制御発振器、
前記ＬＣ共振回路に印加された高周波信号の電圧と電流
の位相差を検出する位相比較器、及び前記位相比較器で
検出された位相差と予め設定された位相差目標値との差
に応じて前記電圧制御発振器への制御電圧を制御する制
御器から構成される位相同期回路と、前記制御器に対し
て位相差目標値を０°である第１目標値と０°以外であ
る第２目標値に交互に切り換え設定する目標値切換手段
と、この目標値切換手段による第１目標値切り換え後に
前記電圧制御発振器に印加される制御電圧に基づいて前
記燃料の誘電率を算出する誘電率算出手段と、前記制御
器より電圧制御発振器に印加される前記第１目標値切り
換え後の制御電圧と前記第２目標値切り換え後の制御電
圧との偏移量に基づいて前記燃料の電気伝導度を算出す
る電気伝導度算出手段と、前記算出した誘電率及び電気
伝導度より前記燃料の混合比率を検知する混合比率検知
手段とを備えたので、請求項１の効果に加えて制御器に
印加される制御電圧、および制御電圧の偏移量を直接用
いて誘電率、及び電気伝導度を演算するため検出回路が
簡単かつ安価になるという効果がある。
【０１３７】請求項４の発明によれば、燃料の静電容量
を検出する静電容量検出部とこの静電容量検出部に等価
回路的に並列結合されたコイルから構成されたＬＣ共振
回路と、制御電圧によって周波数の決まる高周波信号を
発振して前記ＬＣ共振回路に印加する電圧制御発振器、
前記ＬＣ共振回路に印加された高周波信号の電圧と電流
の位相差を検出する位相比較器、及び前記位相比較器で
検出された位相差と予め設定された位相差目標値との差
に応じて前記電圧制御発振器への制御電圧を制御する制
御器から構成される位相同期回路と、位相差目標値が０
°である第１目標値を設定する目標値設定手段と、前記
第１目標値を中心としてこの第１目標値を所定幅で変調
する目標値変調手段と、前記第１目標値に対応する前記
位相同期回路の制御出力に基づいて前記燃料の誘電率を
算出する誘電率算出手段と、前記位相同期回路より出力
される前記第１目標値に対応する制御出力と変調幅に基
づく制御出力の偏移量に基づいて前記燃料の電気伝導度
を算出する電気伝導度算出手段と、前記算出した誘電率
及び電気伝導度より前記燃料の混合比率を検知する混合
比率検知手段とを備えたので、請求項１の効果に加え
て、位相目標値を切り換えることなく、同一タイミング
で誘電率及び電気伝導度を測定して燃料の混合比率を検
知することで混合比率検知処理が迅速になるという効果
がある。
を検出する静電容量検出部とこの静電容量検出部に等価
回路的に並列結合されたコイルから構成されたＬＣ共振
回路と、制御電圧によって周波数の決まる高周波信号を
発振して前記ＬＣ共振回路に印加する電圧制御発振器、
前記ＬＣ共振回路に印加された高周波信号の電圧と電流
の位相差を検出する位相比較器、及び前記位相比較器で
検出された位相差と予め設定された位相差目標値との差
に応じて前記電圧制御発振器への制御電圧を制御する制
御器から構成される位相同期回路と、位相差目標値が０
°である第１目標値を設定する目標値設定手段と、前記
第１目標値を中心としてこの第１目標値を所定幅で変調
する目標値変調手段と、前記第１目標値に対応する前記
位相同期回路の制御出力に基づいて前記燃料の誘電率を
算出する誘電率算出手段と、前記位相同期回路より出力
される前記第１目標値に対応する制御出力と変調幅に基
づく制御出力の偏移量に基づいて前記燃料の電気伝導度
を算出する電気伝導度算出手段と、前記算出した誘電率
及び電気伝導度より前記燃料の混合比率を検知する混合
比率検知手段とを備えたので、請求項１の効果に加え
て、位相目標値を切り換えることなく、同一タイミング
で誘電率及び電気伝導度を測定して燃料の混合比率を検
知することで混合比率検知処理が迅速になるという効果
がある。
【０１３８】請求項５の発明によれば、燃料の静電容量
を検出する静電容量検出部とこの静電容量検出部に等価
回路的に並列結合されたコイルから構成されたＬＣ共振
回路と、制御電圧によって周波数の決まる高周波信号を
発振して前記ＬＣ共振回路に印加する電圧制御発振器、
前記ＬＣ共振回路に印加された高周波信号の電圧と電流
の位相差を検出する位相比較器、及び前記位相比較器で
検出された位相差と予め設定された位相差目標値との差
に応じて前記電圧制御発振器への制御電圧を制御する制
御器から構成される位相同期回路と、位相差目標値が０
°である第１目標値を設定する目標値設定手段と、前記
第１目標値を中心にしてこの第１目標値を所定幅で変調
する目標値変調手段と、前記第１目標値に対応して前記
電圧制御発振器より発振される高周波信号周波数に基づ
いて前記燃料の誘電率を算出する誘電率算出手段と、前
記第１目標値に対応する高周波信号周波数と変調幅によ
る前記高周波信号周波数の偏移量に基づいて前記燃料の
電気伝導度を算出する電気伝導度算出手段と、前記算出
した誘電率及び電気伝導度より前記燃料の混合比率を検
知する混合比率検知手段とを備えたので、請求項４の効
果に加えて、同一タイミングで誘電率及び電気伝導度の
双方を演算するためＬＣ共振回路に印加する高周波信号
の周波数を直接計測して混合比率検知精度を向上させる
ことができる効果がある。
を検出する静電容量検出部とこの静電容量検出部に等価
回路的に並列結合されたコイルから構成されたＬＣ共振
回路と、制御電圧によって周波数の決まる高周波信号を
発振して前記ＬＣ共振回路に印加する電圧制御発振器、
前記ＬＣ共振回路に印加された高周波信号の電圧と電流
の位相差を検出する位相比較器、及び前記位相比較器で
検出された位相差と予め設定された位相差目標値との差
に応じて前記電圧制御発振器への制御電圧を制御する制
御器から構成される位相同期回路と、位相差目標値が０
°である第１目標値を設定する目標値設定手段と、前記
第１目標値を中心にしてこの第１目標値を所定幅で変調
する目標値変調手段と、前記第１目標値に対応して前記
電圧制御発振器より発振される高周波信号周波数に基づ
いて前記燃料の誘電率を算出する誘電率算出手段と、前
記第１目標値に対応する高周波信号周波数と変調幅によ
る前記高周波信号周波数の偏移量に基づいて前記燃料の
電気伝導度を算出する電気伝導度算出手段と、前記算出
した誘電率及び電気伝導度より前記燃料の混合比率を検
知する混合比率検知手段とを備えたので、請求項４の効
果に加えて、同一タイミングで誘電率及び電気伝導度の
双方を演算するためＬＣ共振回路に印加する高周波信号
の周波数を直接計測して混合比率検知精度を向上させる
ことができる効果がある。
【０１３９】請求項６の発明によれば、燃料の静電容量
を検出する静電容量検出部とこの静電容量検出部に等価
回路的に並列結合されたコイルから構成されたＬＣ共振
回路と、制御電圧によって周波数の決まる高周波信号を
発振して前記ＬＣ共振回路に印加する電圧制御発振器、
前記ＬＣ共振回路に印加された高周波信号の電圧と電流
の位相差を検出する位相比較器、及び前記位相比較器で
検出された位相差と予め設定された位相差目標値との差
に応じて前記電圧制御発振器への制御電圧を制御する制
御器から構成される位相同期回路と、位相差目標値が０
°である第１目標値を設定する目標値設定手段と、前記
第１目標値を中心にしてこの第１目標値を所定幅で変調
する目標値変調手段と、前記第１目標値に対応して前記
制御器より前記電圧制御発振器に印加される制御電圧に
基づいて前記燃料の誘電率を算出する誘電率算出手段
と、前記第１目標値に対応する制御電圧と変調幅による
前記制御電圧の偏移量に基づいて前記燃料の電気伝導度
を算出する電気伝導度算出手段と、前記算出した誘電率
及び電気伝導度より前記燃料の混合比率を検知する混合
比率検知手段とを備えたので、請求項４の効果に加え
て、制御器に印加される制御電圧、および制御電圧の偏
移量を用いて誘電率、及び電気伝導度を演算するため検
出回路が簡単かつ安価になるという効果がある。
を検出する静電容量検出部とこの静電容量検出部に等価
回路的に並列結合されたコイルから構成されたＬＣ共振
回路と、制御電圧によって周波数の決まる高周波信号を
発振して前記ＬＣ共振回路に印加する電圧制御発振器、
前記ＬＣ共振回路に印加された高周波信号の電圧と電流
の位相差を検出する位相比較器、及び前記位相比較器で
検出された位相差と予め設定された位相差目標値との差
に応じて前記電圧制御発振器への制御電圧を制御する制
御器から構成される位相同期回路と、位相差目標値が０
°である第１目標値を設定する目標値設定手段と、前記
第１目標値を中心にしてこの第１目標値を所定幅で変調
する目標値変調手段と、前記第１目標値に対応して前記
制御器より前記電圧制御発振器に印加される制御電圧に
基づいて前記燃料の誘電率を算出する誘電率算出手段
と、前記第１目標値に対応する制御電圧と変調幅による
前記制御電圧の偏移量に基づいて前記燃料の電気伝導度
を算出する電気伝導度算出手段と、前記算出した誘電率
及び電気伝導度より前記燃料の混合比率を検知する混合
比率検知手段とを備えたので、請求項４の効果に加え
て、制御器に印加される制御電圧、および制御電圧の偏
移量を用いて誘電率、及び電気伝導度を演算するため検
出回路が簡単かつ安価になるという効果がある。
【０１４０】請求項７の発明によれば、請求項１ないし
請求項４のいずれかに記載の燃料の混合比率検知装置に
誘電率算出手段で算出された誘電率を偏移量により補正
する誘電率補正手段を備えたので、請求項１ないし請求
項４のいずれかの発明の効果に加えて、周波数の偏移量
或いは制御電圧の偏移量より誘電率算出値を補正して電
気伝導度より燃料の混合比を検知することで混合比検知
精度が向上する効果がある。
請求項４のいずれかに記載の燃料の混合比率検知装置に
誘電率算出手段で算出された誘電率を偏移量により補正
する誘電率補正手段を備えたので、請求項１ないし請求
項４のいずれかの発明の効果に加えて、周波数の偏移量
或いは制御電圧の偏移量より誘電率算出値を補正して電
気伝導度より燃料の混合比を検知することで混合比検知
精度が向上する効果がある。
【０１４１】請求項８の発明によれば、燃料の静電容量
を検出する静電容量検出部とこの静電容量検出部に等価
回路的に並列結合されたコイルから構成されたＬＣ共振
回路と、制御電圧によって周波数の決まる高周波信号を
発振して前記ＬＣ共振回路に印加する電圧制御発振器、
前記ＬＣ共振回路に印加された高周波信号の電圧と電流
の位相差を検出する位相比較器、及び前記位相比較器で
検出された位相差と予め設定された位相差目標値との差
に応じて前記電圧制御発振器への制御電圧を制御する制
御器から構成される位相同期回路と、前記制御器に対し
て位相差目標値を０°を設定する目標値設定手段と、位
相差目標値０゜に対応する電圧制御発振器よりの高周波
信号周波数に基づいて前記燃料の誘電率を算出する誘電
率算出手段と、前記位相差目標値を０゜に設定した時の
前記ＬＣ共振回路のインピーダンスを検出するインピー
ダンス検出手段と、検出されたインピーダンスより前記
燃料の電気伝導度を算出する電気伝導度算出手段と、前
記算出した誘電率及び電気伝導度により前記燃料の混合
比率を検知する混合比率検知手段とを備えたので、ＬＣ
共振回路のインピーダンス変化に従うＬＣ共振回路の電
圧出力より電気伝導度を検出することにしたので目標位
相を変化させて電気伝導度を検出するのに比較して簡易
な回路構成で燃料の混合比を検知できる効果がある。
を検出する静電容量検出部とこの静電容量検出部に等価
回路的に並列結合されたコイルから構成されたＬＣ共振
回路と、制御電圧によって周波数の決まる高周波信号を
発振して前記ＬＣ共振回路に印加する電圧制御発振器、
前記ＬＣ共振回路に印加された高周波信号の電圧と電流
の位相差を検出する位相比較器、及び前記位相比較器で
検出された位相差と予め設定された位相差目標値との差
に応じて前記電圧制御発振器への制御電圧を制御する制
御器から構成される位相同期回路と、前記制御器に対し
て位相差目標値を０°を設定する目標値設定手段と、位
相差目標値０゜に対応する電圧制御発振器よりの高周波
信号周波数に基づいて前記燃料の誘電率を算出する誘電
率算出手段と、前記位相差目標値を０゜に設定した時の
前記ＬＣ共振回路のインピーダンスを検出するインピー
ダンス検出手段と、検出されたインピーダンスより前記
燃料の電気伝導度を算出する電気伝導度算出手段と、前
記算出した誘電率及び電気伝導度により前記燃料の混合
比率を検知する混合比率検知手段とを備えたので、ＬＣ
共振回路のインピーダンス変化に従うＬＣ共振回路の電
圧出力より電気伝導度を検出することにしたので目標位
相を変化させて電気伝導度を検出するのに比較して簡易
な回路構成で燃料の混合比を検知できる効果がある。
【０１４２】請求項９の発明によれば、請求項８に記載
の燃料の混合比率検知装置にインピーダンス検出手段で
検出されたＬＣ共振回路のインピーダンスより誘電率算
出値を補正する誘電率補正手段を備えたので、請求項８
の効果に加えて電気伝導度により変化する共振周波数に
より誘電率を求めても電気伝導度の逆数であるインピー
ダンスにより誘電率を補正することで電気伝導度の変化
に拘わらず精度よく燃料の混合比を求めることができる
という効果がある。
の燃料の混合比率検知装置にインピーダンス検出手段で
検出されたＬＣ共振回路のインピーダンスより誘電率算
出値を補正する誘電率補正手段を備えたので、請求項８
の効果に加えて電気伝導度により変化する共振周波数に
より誘電率を求めても電気伝導度の逆数であるインピー
ダンスにより誘電率を補正することで電気伝導度の変化
に拘わらず精度よく燃料の混合比を求めることができる
という効果がある。
【０１４３】請求項１０の発明によれば、請求項８に記
載の燃料の混合比率検知装置にインピーダンス検出手段
の出力によりＬＣ共振回路に印加する高周波信号のレベ
ルを可変する印加信号制御手段を備えたので、請求項８
の効果に加えてあるインピーダンスの逆数である電気伝
導度により共振周波数が変化するような場合においても
正確に燃料の混合率を検知できるという効果がある。
載の燃料の混合比率検知装置にインピーダンス検出手段
の出力によりＬＣ共振回路に印加する高周波信号のレベ
ルを可変する印加信号制御手段を備えたので、請求項８
の効果に加えてあるインピーダンスの逆数である電気伝
導度により共振周波数が変化するような場合においても
正確に燃料の混合率を検知できるという効果がある。
【図１】 この発明の実施例１による燃料の混合比率検
知装置を示す構成図である。
知装置を示す構成図である。
【図２】 この発明に用いられるＬＣＲ直並列回路の周
波数特性図である。
波数特性図である。
【図３】 共振周波数に対する燃料の誘電率の特性図で
ある。
ある。
【図４】 周波数偏移に対する燃料の電気伝導度係数の
特性図である。
特性図である。
【図５】 誘電率、電気伝導度に対するメタノール混合
率の特性図である。
率の特性図である。
【図６】 この発明の実施例２による燃料の混合比率検
知装置を示す構成図である。
知装置を示す構成図である。
【図７】 この発明の実施例３による燃料の混合比率検
知装置を示す構成図である。
知装置を示す構成図である。
【図８】 実施例３における周波数−位相特性図上での
動作説明図である。
動作説明図である。
【図９】 センサ部Ａの構造断面図である。
【図１０】 センサ部Ａの等価回路図である。
【図１１】 図１０におけるＬＣＲ直並列回路の周波数
特性図である。
特性図である。
【図１２】 周波数偏移Δに対する共振周波数ｆ0の補
正係数ｋを示すグラフである。
正係数ｋを示すグラフである。
【図１３】 この発明の実施例５による燃料の混合比率
検知装置を示す構成図である。
検知装置を示す構成図である。
【図１４】 この発明の実施例６による燃料の混合比率
検知装置を示す構成図である。
検知装置を示す構成図である。
【図１５】 この発明の実施例７による燃料の混合比率
検知装置を示す構成図である。
検知装置を示す構成図である。
【図１６】 実施例５，６の動作を説明するためのＬＣ
並列共振回路とその周囲の回路の等価回路である。
並列共振回路とその周囲の回路の等価回路である。
【図１７】 制御器出力電圧Ｖoutに対する共振周波数
ｆ0の補正係数ｋを示すグラフである。
ｆ0の補正係数ｋを示すグラフである。
【図１８】 電位差ＤＶoutに対する共振周波数ｆ0の補
正係数ｋを示すグラフである。
正係数ｋを示すグラフである。
【図１９】 従来装置の静電容量検出部Ｃの構造断面図
である。
である。
【図２０】 従来装置の静電容量検出部Ｃの等価回路図
である。
である。
【図２１】 メタノール混合率に対する共振周波数特性
図である。
図である。
Ａ センサ部、Ｂ１〜Ｂ６ 混合比検知部、１ 静電容
量検出部、 ２ コイル、 ３ 抵抗、４，２３ 増幅
器、５ 位相比較器、６，１９ 低域通過フィルタ、
７，７ａ，７ｂ 位相目標値、８ 目標値切換器、９
制御器、１０ 電圧制御発振器、１１ 分周器、１２，
１７，２５，２５ａ 演算器、１３ インバータ回路、
１４，１５ サンプルホールド回路、１６ 減算回路、
１８ 変調器、２０ 高域通過フィルタ、２２ａ，２２
ｂ 整流器、２４ 定電圧増幅器、２６ 差動増幅器、
２７ ゲイン可変増幅器。
量検出部、 ２ コイル、 ３ 抵抗、４，２３ 増幅
器、５ 位相比較器、６，１９ 低域通過フィルタ、
７，７ａ，７ｂ 位相目標値、８ 目標値切換器、９
制御器、１０ 電圧制御発振器、１１ 分周器、１２，
１７，２５，２５ａ 演算器、１３ インバータ回路、
１４，１５ サンプルホールド回路、１６ 減算回路、
１８ 変調器、２０ 高域通過フィルタ、２２ａ，２２
ｂ 整流器、２４ 定電圧増幅器、２６ 差動増幅器、
２７ ゲイン可変増幅器。
Claims (10)
- 【請求項１】 燃料の静電容量を検出する静電容量検出
部とこの静電容量検出部に等価回路的に並列結合された
コイルから構成されたＬＣ共振回路と、 制御電圧によって周波数の決まる高周波信号を発振して
前記ＬＣ共振回路に印加する電圧制御発振器、前記ＬＣ
共振回路に印加された高周波信号の電圧と電流の位相差
を検出する位相比較器、及び前記位相比較器で検出され
た位相差と予め設定された位相差目標値との差に応じて
前記電圧制御発振器への制御電圧を制御する制御器から
構成される位相同期回路と、 前記制御器に対して位相差目標値を０°である第１目標
値と０°以外である第２目標値に交互に切り換え設定す
る目標値切換手段と、 この目標値切換手段による第１目標値切り換え後の前記
位相同期回路の制御出力に基づいて前記燃料の誘電率を
算出する誘電率算出手段と、 前記位相同期回路より出力される前記第１目標値切り換
え後の制御出力と前記第２目標値切り換え後の制御出力
との偏移量に基づいて前記燃料の電気伝導度を算出する
電気伝導度算出手段と、 前記算出した誘電率及び電気伝導度より前記燃料の混合
比率を検知する混合比率検知手段とを備えたことを特徴
とする燃料の混合比率検知装置。 - 【請求項２】 燃料の静電容量を検出する静電容量検出
部とこの静電容量検出部に等価回路的に並列結合された
コイルから構成されたＬＣ共振回路と、 制御電圧によって周波数の決まる高周波信号を発振して
前記ＬＣ共振回路に印加する電圧制御発振器、前記ＬＣ
共振回路に印加された高周波信号の電圧と電流の位相差
を検出する位相比較器、及び前記位相比較器で検出され
た位相差と予め設定された位相差目標値との差に応じて
前記電圧制御発振器への制御電圧を制御する制御器から
構成される位相同期回路と、 前記制御器に対して位相差目標値を０°である第１目標
値と０°以外である第２目標値に交互に切り換え設定す
る目標値切換手段と、 この目標値切換手段による第１目標値切り換え後に前記
電圧制御発振器より発振される高周波信号の周波数に基
づいて前記燃料の誘電率を算出する誘電率算出手段と、 前記電圧制御発振器より発振される前記第１目標値切り
換え後の高周波信号の周波数と前記第２目標値切り換え
後の高周波信号の周波数との偏移量に基づいて前記燃料
の電気伝導度を算出する電気伝導度算出手段と、 前記算出した誘電率及び電気伝導度より前記燃料の混合
比率を検知する混合比率検知手段とを備えたことを特徴
とする燃料の混合比率検知装置。 - 【請求項３】 燃料の静電容量を検出する静電容量検出
部とこの静電容量検出部に等価回路的に並列結合された
コイルから構成されたＬＣ共振回路と、 制御電圧によって周波数の決まる高周波信号を発振して
前記ＬＣ共振回路に印加する電圧制御発振器、前記ＬＣ
共振回路に印加された高周波信号の電圧と電流の位相差
を検出する位相比較器、及び前記位相比較器で検出され
た位相差と予め設定された位相差目標値との差に応じて
前記電圧制御発振器への制御電圧を制御する制御器から
構成される位相同期回路と、 前記制御器に対して位相差目標値を０°である第１目標
値と０°以外である第２目標値に交互に切り換え設定す
る目標値切換手段と、 この目標値切換手段による第１目標値切り換え後に前記
制御器より前記電圧制御発振器に印加される制御電圧に
基づいて前記燃料の誘電率を算出する誘電率算出手段
と、 前記制御器より電圧制御発振器に印加される前記第１目
標値切り換え後の制御電圧と前記第２目標値切り換え後
の制御電圧との偏移量に基づいて前記燃料の電気伝導度
を算出する電気伝導度算出手段と、 前記算出した誘電率及び電気伝導度より前記燃料の混合
比率を検知する混合比率検知手段とを備えたことを特徴
とする燃料の混合比率検知装置。 - 【請求項４】 燃料の静電容量を検出する静電容量検出
部とこの静電容量検出部に等価回路的に並列結合された
コイルから構成されたＬＣ共振回路と、 制御電圧によって周波数の決まる高周波信号を発振して
前記ＬＣ共振回路に印加する電圧制御発振器、前記ＬＣ
共振回路に印加された高周波信号の電圧と電流の位相差
を検出する位相比較器、及び前記位相比較器で検出され
た位相差と予め設定された位相差目標値との差に応じて
前記電圧制御発振器への制御電圧を制御する制御器から
構成される位相同期回路と、 位相差目標値が０°である第１目標値を設定する目標値
設定手段と、 前記第１目標値を中心にしてこの第１目標値を所定幅で
変調する目標値変調手段と、 前記第１目標値に対応する前記位相同期回路の制御出力
に基づいて前記燃料の誘電率を算出する誘電率算出手段
と、 前記位相同期回路より出力される前記第１目標値に対応
する制御出力と変調幅に基づく制御出力の偏移量に基づ
いて前記燃料の電気伝導度を算出する電気伝導度算出手
段と、 前記算出した誘電率及び電気伝導度より前記燃料の混合
比率を検知する混合比率検知手段とを備えたことを特徴
とする燃料の混合比率検知装置。 - 【請求項５】 燃料の静電容量を検出する静電容量検出
部とこの静電容量検出部に等価回路的に並列結合された
コイルから構成されたＬＣ共振回路と、 制御電圧によって周波数の決まる高周波信号を発振して
前記ＬＣ共振回路に印加する電圧制御発振器、前記ＬＣ
共振回路に印加された高周波信号の電圧と電流の位相差
を検出する位相比較器、及び前記位相比較器で検出され
た位相差と予め設定された位相差目標値との差に応じて
前記電圧制御発振器への制御電圧を制御する制御器から
構成される位相同期回路と、 位相差目標値が０°である第１目標値を設定する目標値
設定手段と、 前記第１目標値を中心にしてこの第１目標値を所定幅で
変調する目標値変調手段と、 前記第１目標値に対応して前記電圧制御発振器より発振
される高周波信号周波数に基づいて前記燃料の誘電率を
算出する誘電率算出手段と、 前記第１目標値に対応する高周波信号の周波数と変調幅
による前記高周波信号周波数の偏移量に基づいて前記燃
料の電気伝導度を算出する電気伝導度算出手段と、 前記算出した誘電率及び電気伝導度より前記燃料の混合
比率を検知する混合比率検知手段とを備えたことを特徴
とする燃料の混合比率検知装置。 - 【請求項６】 燃料の静電容量を検出する静電容量検出
部とこの静電容量検出部に等価回路的に並列結合された
コイルから構成されたＬＣ共振回路と、 制御電圧によって周波数の決まる高周波信号を発振して
前記ＬＣ共振回路に印加する電圧制御発振器、前記ＬＣ
共振回路に印加された高周波信号の電圧と電流の位相差
を検出する位相比較器、及び前記位相比較器で検出され
た位相差と予め設定された位相差目標値との差に応じて
前記電圧制御発振器への制御電圧を制御する制御器から
構成される位相同期回路と、 位相差目標値が０°である第１目標値を設定する目標値
設定手段と、 前記第１目標値を中心にしてこの第１目標値を所定幅で
変調する目標値変調手段と、 前記第１目標値に対応して前記制御器より前記電圧制御
発振器に印加される制御電圧に基づいて前記燃料の誘電
率を算出する誘電率算出手段と、 前記第１目標値に対応する制御電圧と変調幅による前記
制御電圧の偏移量に基づいて前記燃料の電気伝導度を算
出する電気伝導度算出手段と、 前記算出した誘電率及び電気伝導度より前記燃料の混合
比率を検知する混合比率検知手段とを備えたことを特徴
とする燃料の混合比率検知装置。 - 【請求項７】 誘電率算出手段で算出された誘電率を偏
移量により補正する誘電率補正手段を備えたことを特徴
とする請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の燃料
の混合比率検知装置。 - 【請求項８】 燃料の静電容量を検出する静電容量検出
部とこの静電容量検出部に等価回路的に並列結合された
コイルから構成されたＬＣ共振回路と、 制御電圧によって周波数の決まる高周波信号を発振して
前記ＬＣ共振回路に印加する電圧制御発振器、前記ＬＣ
共振回路に印加された高周波信号の電圧と電流の位相差
を検出する位相比較器、及び前記位相比較器で検出され
た位相差と予め設定された位相差目標値との差に応じて
前記電圧制御発振器への制御電圧を制御する制御器から
構成される位相同期回路と、 前記制御器に対して位相差目標値を０°を設定する目標
値設定手段と、 位相差目標値０゜に対応する電圧制御発振器よりの高周
波信号周波数に基づいて前記燃料の誘電率を算出する誘
電率算出手段と、 前記位相差目標値を０゜に設定した時の前記ＬＣ共振回
路のインピーダンスを検出するインピーダンス検出手段
と、 検出されたインピーダンスより前記燃料の電気伝導度を
算出する電気伝導度算出手段と、 前記算出した誘電率及び電気伝導度により前記燃料の混
合比率を検知する混合比率検知手段とを備えたことを特
徴とする燃料の混合比率検知装置。 - 【請求項９】 検出されたＬＣ共振回路のインピーダン
スより誘電率算出値を補正する誘電率補正手段を備えた
ことを特徴とする請求項８に記載の燃料の混合比率検知
装置。 - 【請求項１０】 前記インピーダンス検出手段の出力に
より前記ＬＣ共振回路に印加する高周波信号のレベルを
可変する印加信号制御手段を備えたことを特徴とする請
求項８に記載の燃料の混合比率検知装置。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP06098650A JP3126872B2 (ja) | 1994-05-12 | 1994-05-12 | 燃料の混合比率検知装置 |
| US08/436,763 US5594163A (en) | 1994-05-12 | 1995-05-08 | Fuel mixing ratio detecting device |
| DE19517390A DE19517390C2 (de) | 1994-05-12 | 1995-05-11 | Kraftstoffgemisch-Verhältnis-Erfassungseinrichtung |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP06098650A JP3126872B2 (ja) | 1994-05-12 | 1994-05-12 | 燃料の混合比率検知装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07306172A true JPH07306172A (ja) | 1995-11-21 |
| JP3126872B2 JP3126872B2 (ja) | 2001-01-22 |
Family
ID=14225386
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP06098650A Expired - Fee Related JP3126872B2 (ja) | 1994-05-12 | 1994-05-12 | 燃料の混合比率検知装置 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5594163A (ja) |
| JP (1) | JP3126872B2 (ja) |
| DE (1) | DE19517390C2 (ja) |
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