JPH079076Y2 - 燃料センサ - Google Patents
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- JPH079076Y2 JPH079076Y2 JP1988164211U JP16421188U JPH079076Y2 JP H079076 Y2 JPH079076 Y2 JP H079076Y2 JP 1988164211 U JP1988164211 U JP 1988164211U JP 16421188 U JP16421188 U JP 16421188U JP H079076 Y2 JPH079076 Y2 JP H079076Y2
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- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N27/00—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
- G01N27/02—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance
- G01N27/22—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance by investigating capacitance
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Description
【考案の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本考案は、アルコールを他の燃料、例えば、ガソリンと
混合させた燃料のアルコール混合割合を検出する燃料セ
ンサに関する。
混合させた燃料のアルコール混合割合を検出する燃料セ
ンサに関する。
（従来の技術） 自動車用内燃機関等にあっては、アルコールをガソリン
等と混合して使用することが従来から試みられている
が、種々の混合割合の燃料に内燃機関を対応させるため
には、使用燃料中のアルコール混合割合を実際に燃料セ
ンサによって検出し、それに応じて燃料噴射量や点火時
期等の補正が行えるように構成する必要がある（例え
ば、特開昭56−138432号公報参照）。
等と混合して使用することが従来から試みられている
が、種々の混合割合の燃料に内燃機関を対応させるため
には、使用燃料中のアルコール混合割合を実際に燃料セ
ンサによって検出し、それに応じて燃料噴射量や点火時
期等の補正が行えるように構成する必要がある（例え
ば、特開昭56−138432号公報参照）。
ここで、燃料センサとしては、一般に、上記公報記載の
ように、燃料中に対向配置された正負一対の電極から成
る静電容量タイプのものが用いられ、その静電容量変化
から燃料の誘電率を検出し、アルコール混合割合を導き
出すようになっている。
ように、燃料中に対向配置された正負一対の電極から成
る静電容量タイプのものが用いられ、その静電容量変化
から燃料の誘電率を検出し、アルコール混合割合を導き
出すようになっている。
（考案が解決しようとする課題） しかしながら、従来の燃料センサでは、以下に述べるよ
うな問題があった。
うな問題があった。
即ち、静電荷帯電のために直流電流を印加する必要があ
り、このため、アルコール含有燃料中では、電極自身が
腐食し易い。
り、このため、アルコール含有燃料中では、電極自身が
腐食し易い。
さらに、耐食性の良い、ステンレス鋼やニッケルメッ
キ、クロムメッキであっても、電解反応により電食が生
じると共に、この金属イオンが負極側の電極に付着する
ことで、静電容量の変化が生じ、検出されるデータに誤
差が生じ、精度の高い制御ができない。
キ、クロムメッキであっても、電解反応により電食が生
じると共に、この金属イオンが負極側の電極に付着する
ことで、静電容量の変化が生じ、検出されるデータに誤
差が生じ、精度の高い制御ができない。
また、このような腐食生成物により燃料系に目詰まりが
生じる恐れがある。
生じる恐れがある。
本考案は、上記問題に着目し、腐食が生じ難い電極を有
した燃料センサを提供することを目的としている。
した燃料センサを提供することを目的としている。
（課題を解決するための手段） 上述の目的を達成するために、本考案の燃料センサで
は、アルコールを任意の比率で他の燃料に混合してなる
アルコール混合燃料を燃料とする内燃機関を搭載した自
動車用のアルコール燃料センサであって、燃料中に対向
配置した一対の電極と、燃料の温度を検出する温度セン
サとを備え、前記電極間の静電容量と温度センサの検出
値から燃料中のアルコール混合割合を測定する燃料セン
サにおいて、前記燃料センサのハウジング内に燃料が直
線的に流通する燃料供給通路を形成し、この燃料供給通
路内に、前記一対の電極として、円柱状の中心電極とこ
れを包囲する側方電極とを設け、かつ、前記側方電極の
燃料流通方向の中心電極を挟んだ対称位置に一対の孔を
設けると共に、前記両電極の少なくとも正極側の電極を
絶縁性のある皮膜で覆ったことを特徴とする。
は、アルコールを任意の比率で他の燃料に混合してなる
アルコール混合燃料を燃料とする内燃機関を搭載した自
動車用のアルコール燃料センサであって、燃料中に対向
配置した一対の電極と、燃料の温度を検出する温度セン
サとを備え、前記電極間の静電容量と温度センサの検出
値から燃料中のアルコール混合割合を測定する燃料セン
サにおいて、前記燃料センサのハウジング内に燃料が直
線的に流通する燃料供給通路を形成し、この燃料供給通
路内に、前記一対の電極として、円柱状の中心電極とこ
れを包囲する側方電極とを設け、かつ、前記側方電極の
燃料流通方向の中心電極を挟んだ対称位置に一対の孔を
設けると共に、前記両電極の少なくとも正極側の電極を
絶縁性のある皮膜で覆ったことを特徴とする。
（作用） アルコールを任意の比率で他の燃料に混合してなるアル
コール混合燃料を燃料とする内燃機関を搭載した自動車
の燃料系に燃料センサを取り付け、燃料中に一対の電極
を対向配置する。併せて、燃料の温度を検出する温度セ
ンサを取り付ける。そして、両電極に直流電流を印加
し、電極間の静電容量を検出すると共に、温度センサに
より燃料温度を検出し、静電容量検出値と燃料温度検出
値とを用いて燃料中のアルコール混合割合を測定する。
コール混合燃料を燃料とする内燃機関を搭載した自動車
の燃料系に燃料センサを取り付け、燃料中に一対の電極
を対向配置する。併せて、燃料の温度を検出する温度セ
ンサを取り付ける。そして、両電極に直流電流を印加
し、電極間の静電容量を検出すると共に、温度センサに
より燃料温度を検出し、静電容量検出値と燃料温度検出
値とを用いて燃料中のアルコール混合割合を測定する。
この静電容量検出において、燃料センサのハウジング内
に燃料が直線的に流通する燃料供給通路を形成し、この
燃料供給通路内に、一対の電極として、円柱状の中心電
極とこれを包囲する側方電極とを設け、かつ、側方電極
の燃料流通方向の中心電極を挟んだ対称位置に一対の孔
を設けているため、燃料供給通路を一方から直線的に流
れてきた燃料は、一方の孔から流れ込み、円柱状の中心
電極とこれを包囲する側方電極の間の流路を経過し、他
方の孔から流れ出るというように、一対の孔による燃料
流通案内作用により両電極間を確実に燃料が流れ、両電
極に燃料を触れさせることができる。つまり、円柱状の
中心電極とこれを包囲する側方電極によるコンパクトな
電極構造でありながら、アルコール混合割合が時々刻々
と変化する場合においてもアルコール混合割合の変化を
静電容量の変化として応答良く検出する。
に燃料が直線的に流通する燃料供給通路を形成し、この
燃料供給通路内に、一対の電極として、円柱状の中心電
極とこれを包囲する側方電極とを設け、かつ、側方電極
の燃料流通方向の中心電極を挟んだ対称位置に一対の孔
を設けているため、燃料供給通路を一方から直線的に流
れてきた燃料は、一方の孔から流れ込み、円柱状の中心
電極とこれを包囲する側方電極の間の流路を経過し、他
方の孔から流れ出るというように、一対の孔による燃料
流通案内作用により両電極間を確実に燃料が流れ、両電
極に燃料を触れさせることができる。つまり、円柱状の
中心電極とこれを包囲する側方電極によるコンパクトな
電極構造でありながら、アルコール混合割合が時々刻々
と変化する場合においてもアルコール混合割合の変化を
静電容量の変化として応答良く検出する。
加えて、アルコール混合割合が同じであっても検出され
る静電容量が燃料温度により変化してしまうという特性
を持つが、燃料温度検出値を用いて静電容量検出値の温
度補正を行なうことで、燃料温度の高低にかかわらずア
ルコール混合割合が精度良く測定される。
る静電容量が燃料温度により変化してしまうという特性
を持つが、燃料温度検出値を用いて静電容量検出値の温
度補正を行なうことで、燃料温度の高低にかかわらずア
ルコール混合割合が精度良く測定される。
又、アルコール混合燃料はアルコール特有の導電性のた
め、電極をそのまま燃料中に触れさせるようにした場
合、正極側の電極で電解作用を生じる。これに対し、両
電極の少なくとも正極側の電極を絶縁性のある皮膜で覆
ったため、このような電解作用が生じるのが防止され
る。
め、電極をそのまま燃料中に触れさせるようにした場
合、正極側の電極で電解作用を生じる。これに対し、両
電極の少なくとも正極側の電極を絶縁性のある皮膜で覆
ったため、このような電解作用が生じるのが防止され
る。
よって、電解作用による正極側の電極溶出により電極間
隔が変わることでの静電容量変化が防止できるし、電解
作用による腐食生成物が負極側の電極に付着したり、燃
料系に目詰まりが生じることも防止できる。
隔が変わることでの静電容量変化が防止できるし、電解
作用による腐食生成物が負極側の電極に付着したり、燃
料系に目詰まりが生じることも防止できる。
（実施例） 以下、本考案の実施例を図面により詳述する。
尚、実施例を説明するにあたり、自動車のエンジンに適
用したものについて説明する。
用したものについて説明する。
まず、実施例の構成について説明する。
第１図は、本考案第１実施例の燃料センサを示す縦断面
図であって、図中１はケースを示す。
図であって、図中１はケースを示す。
このケース１は、ロワケース1aとアッパケース1bとカバ
ー1cとから形成され、ロワケース1aとアッパケースト1b
とが固定用ビス1dで、また、ロワケース1aとカバー1cと
が取付ビス1eで固定されて一体に形成されている。
ー1cとから形成され、ロワケース1aとアッパケースト1b
とが固定用ビス1dで、また、ロワケース1aとカバー1cと
が取付ビス1eで固定されて一体に形成されている。
前記ロワケース1aには、燃料供給通路1fが形成されてい
る。即ち、このケース１は、燃料供給パイプ２の途中に
設けられ、図外の燃料タンク内の燃料が、燃料供給パイ
プ２及びこの燃料供給通路1fを介して、図外の気化器あ
るいは燃料噴射弁等に供給されるようになっている。
る。即ち、このケース１は、燃料供給パイプ２の途中に
設けられ、図外の燃料タンク内の燃料が、燃料供給パイ
プ２及びこの燃料供給通路1fを介して、図外の気化器あ
るいは燃料噴射弁等に供給されるようになっている。
尚、この燃料としてガソリンとアルコールを混合したも
のを用いている。
のを用いている。
前記ケース１には、燃料供給通路1f内に配置されて側方
電極（負極側）３と中心電極（正極側）４が一対設けら
れている。即ち、前記側方電極３は、円筒形状の検出部
3aを有し、前記ロワケース1aにシール材3bを介して固定
されている。一方、前記中心電極４は、円柱形状の検出
部4aが、前記側方電極３の検出部3aと同心円上に配置さ
れ、これにより両検出部3a,4a間に検出用空間５を形成
し、また、前記側方向電極３との間に絶縁材4b及びシー
ル材4dを介在させて設けられている。
電極（負極側）３と中心電極（正極側）４が一対設けら
れている。即ち、前記側方電極３は、円筒形状の検出部
3aを有し、前記ロワケース1aにシール材3bを介して固定
されている。一方、前記中心電極４は、円柱形状の検出
部4aが、前記側方電極３の検出部3aと同心円上に配置さ
れ、これにより両検出部3a,4a間に検出用空間５を形成
し、また、前記側方向電極３との間に絶縁材4b及びシー
ル材4dを介在させて設けられている。
そして、両電極3,4は、それぞれ、アルミニウムやアル
ミニウム合金材料を用いて形成され、さらに、第２図の
拡大断面図に示すように、陽極酸化処理，クロム酸処
理，リン酸処理等の公知技術によって、表面に酸化アル
ミニウムによる無機質の皮膜3f,4fが形成され、この皮
膜3f,4fで表面全体が覆われている。
ミニウム合金材料を用いて形成され、さらに、第２図の
拡大断面図に示すように、陽極酸化処理，クロム酸処
理，リン酸処理等の公知技術によって、表面に酸化アル
ミニウムによる無機質の皮膜3f,4fが形成され、この皮
膜3f,4fで表面全体が覆われている。
尚、前記皮膜3f,4fとしては、このような酸化アルミニ
ウムに限らず、例えば、耐アルコール性を有したフッソ
樹脂系塗料，アクリル樹脂系塗料，エポキシ樹脂系塗料
等の有機皮膜材により形成してもよい。また、このよう
な有機被覆材で被覆する場合には、両電極3,4はアルミ
ニウムやアルミニウム合金に限らず、ステンレス鋼等他
の金属を用いることができる。
ウムに限らず、例えば、耐アルコール性を有したフッソ
樹脂系塗料，アクリル樹脂系塗料，エポキシ樹脂系塗料
等の有機皮膜材により形成してもよい。また、このよう
な有機被覆材で被覆する場合には、両電極3,4はアルミ
ニウムやアルミニウム合金に限らず、ステンレス鋼等他
の金属を用いることができる。
また、前記側方電極３は、前記固定用ビス1dによりアッ
パーケース1bと共締めされてロワケース1aに固定されて
おり、一方、中心電極４は、基板固定ビス６によりアッ
パケースト1bに対して固定されている。また、中心電極
４の上部とアッパケース1b間にも絶縁材4eが介在されて
いる。
パーケース1bと共締めされてロワケース1aに固定されて
おり、一方、中心電極４は、基板固定ビス６によりアッ
パケースト1bに対して固定されている。また、中心電極
４の上部とアッパケース1b間にも絶縁材4eが介在されて
いる。
さらに、両電極3,4を示す正面図である第３図及び両電
極3,4を示す底面図である第４図に示すように、前記側
方電極３の検出部3aには、燃料供給通路1fの流れの方向
に配置されて２つのスリット3c,3c（一対の孔に対応）
が形成され、前記検出空間1fを流れる燃料が検出用空間
５内に流れ込み易くなっている。
極3,4を示す底面図である第４図に示すように、前記側
方電極３の検出部3aには、燃料供給通路1fの流れの方向
に配置されて２つのスリット3c,3c（一対の孔に対応）
が形成され、前記検出空間1fを流れる燃料が検出用空間
５内に流れ込み易くなっている。
ところで、第１図に示すように、カバー1c内に収納され
て、アッパケース1bに電圧出力回路７が設けられた基板
８が、前記基板固定ビス６及び固定用ビス1dによりアッ
パ・ロワ両ケース1a,1bに固定されている。尚、基板８
とアッパケース1b間には絶縁性の部材により形成された
スペーサ8a,8bが設けられている。
て、アッパケース1bに電圧出力回路７が設けられた基板
８が、前記基板固定ビス６及び固定用ビス1dによりアッ
パ・ロワ両ケース1a,1bに固定されている。尚、基板８
とアッパケース1b間には絶縁性の部材により形成された
スペーサ8a,8bが設けられている。
この電圧出力回路７は、両電極3,4間の静電容量を検出
し、燃料のアルコール濃度に応じた電圧出力に変換させ
るべく、第５図に示すように、コンデンサC1,C2と、抵
抗R1,R2と、モノマルチ回路7aと、トリガ積分回路7b
と、アンプ7cを有している。そして、両電極3,4に対
し、プラス側を前記基板固定ビス６により接続され、ア
ース側を前記固定用ビス1dにより接続されている。即
ち、両ビス6,1dは導電性良好な材料で形成されていて、
両ビス6,1dを利用してリード線等の回路接続部材を用い
ることなく両電極3,4と電圧出力回路７との接続が成さ
れている。
し、燃料のアルコール濃度に応じた電圧出力に変換させ
るべく、第５図に示すように、コンデンサC1,C2と、抵
抗R1,R2と、モノマルチ回路7aと、トリガ積分回路7b
と、アンプ7cを有している。そして、両電極3,4に対
し、プラス側を前記基板固定ビス６により接続され、ア
ース側を前記固定用ビス1dにより接続されている。即
ち、両ビス6,1dは導電性良好な材料で形成されていて、
両ビス6,1dを利用してリード線等の回路接続部材を用い
ることなく両電極3,4と電圧出力回路７との接続が成さ
れている。
また、この電圧出力回路７は、リード線9aを介して、車
室内に設けられた制御装置９に接続されていて、この制
御装置９では、電圧出力回路７からのアルコール濃度を
示す電圧出力に応じ、エンジンへの燃料供給量や点火時
期の補正が行われるようになっている。
室内に設けられた制御装置９に接続されていて、この制
御装置９では、電圧出力回路７からのアルコール濃度を
示す電圧出力に応じ、エンジンへの燃料供給量や点火時
期の補正が行われるようになっている。
尚、前記電圧出力回路７には、温度に対応して抵抗を変
化させるサーミスタR3が接続されていて、このサーミス
タR3（温度センサに相当）は、例えば、前記検出空間５
内に配置されたりして前記燃料前記通路1f内に設けられ
ている。
化させるサーミスタR3が接続されていて、このサーミス
タR3（温度センサに相当）は、例えば、前記検出空間５
内に配置されたりして前記燃料前記通路1f内に設けられ
ている。
ここで、前記電圧出力回路７の作動について説明する。
両電極3,4は、第５図に示すように、センサ容量Ｃと抵
抗Ｒにより等価的に表すことができる。尚、前記抵抗Ｒ
はアルコール特有の導電性によるもので、アルコールの
不純物含有量、例えば金属イオンや水の量によって大き
く変化し、静電容量測定の誤差の原因となる。従って、
その影響を避けるために後述する充放電の周期は１μse
c以下に設定されている。
抗Ｒにより等価的に表すことができる。尚、前記抵抗Ｒ
はアルコール特有の導電性によるもので、アルコールの
不純物含有量、例えば金属イオンや水の量によって大き
く変化し、静電容量測定の誤差の原因となる。従って、
その影響を避けるために後述する充放電の周期は１μse
c以下に設定されている。
即ち、前記センサ容量Ｃと抵抗Ｒ、サーミスタR3及びモ
ノマルチ回路7aによって充放電回路が構成されている。
また、前記トリガ積分回路7bは、モノマルチ回路7aに対
し１MHz程度の短い周期でトリガ信号を発すると共に、
モノマルチ回路7aが出力する出力パルス信号ａを積分す
る。
ノマルチ回路7aによって充放電回路が構成されている。
また、前記トリガ積分回路7bは、モノマルチ回路7aに対
し１MHz程度の短い周期でトリガ信号を発すると共に、
モノマルチ回路7aが出力する出力パルス信号ａを積分す
る。
そこで、モノマルチ回路7aがトリガ信号を受けたときに
は、その一方の端子に接続されたＡ点の電位は０とな
り、センサ容量Ｃは、一旦放電され、その後、抵抗Ｒを
介してセンサ容量Ｃは、徐々に充電される。
は、その一方の端子に接続されたＡ点の電位は０とな
り、センサ容量Ｃは、一旦放電され、その後、抵抗Ｒを
介してセンサ容量Ｃは、徐々に充電される。
一方、上記トリガ信号によってモノマルチ回路7aの出力
信号は、ハイレベルとなる。
信号は、ハイレベルとなる。
そして、センサ容量Ｃの充電によりＡ点の電位が所定の
スレッショルド電圧に達すると、モノマルチ回路7aが安
定状態に戻り、出力信号はローレベルとなる。
スレッショルド電圧に達すると、モノマルチ回路7aが安
定状態に戻り、出力信号はローレベルとなる。
また、一定時間後に、トリガ信号が再び発せられ、同様
の作用が繰り返される。
の作用が繰り返される。
つまり、トリガ信号に同期してモノマルチ回路7aから出
力パルス信号ａが出力され、かつ、そのパルス幅は、セ
ンサ容量Ｃの充電時間に等しいものとなる。
力パルス信号ａが出力され、かつ、そのパルス幅は、セ
ンサ容量Ｃの充電時間に等しいものとなる。
そして、この出力パルス信号ａは、トリガ積分回路7bで
積分されるので、その充電時間に応じてアナログの電圧
出力が得られ、さらに、アンプ7cで増幅された電圧出力
Ｖが制御装置９に出力される。
積分されるので、その充電時間に応じてアナログの電圧
出力が得られ、さらに、アンプ7cで増幅された電圧出力
Ｖが制御装置９に出力される。
この電圧出力Ｖで示される両電極3,4間の燃料の静電容
量に基づき、制御装置９においてアルコール濃度が求め
られる。
量に基づき、制御装置９においてアルコール濃度が求め
られる。
次に、実施例の作用を説明する。
実施例の燃料センサでは、両電極3,4間の静電容量が検
出されるが、この静電容量により誘電率を求め、さら
に、この誘電率に基づきアルコールを含有した燃料のア
ルコール濃度を求めることができる。
出されるが、この静電容量により誘電率を求め、さら
に、この誘電率に基づきアルコールを含有した燃料のア
ルコール濃度を求めることができる。
即ち、誘電体（燃料）の誘電率をε、中心電極４（検出
部4a）の半径をａ、側方電極３（検出部3a）の内側半径
をｂとし、検出部3a,4aの長さｌとすれば、静電容量Cf
は、次式で表せる。
部4a）の半径をａ、側方電極３（検出部3a）の内側半径
をｂとし、検出部3a,4aの長さｌとすれば、静電容量Cf
は、次式で表せる。
Cf＝２π・ε・l/log（b/a）… 尚、πは円周率である。
また、誘電率εは、比誘電率εｒと定数Ｋとの積として
記すことができる。
記すことができる。
つまり、 ε＝Ｋ・εｒ… そして、誘電率εＡと誘電率εＢの液体の混合誘電率ε
ｎは、混合率をａとすると、 εｎ＝（１−ａ）εＡ＋ａεＢ… で表され、このときの静電容量Cfは、式に式を代入
することにより示されることとなり、燃料センサにより
両電極3,4間の静電容量Cfを知ることで、２種の液体の
混合率ａ、即ち、本実施例では、アルコールの濃度を検
出することができる。
ｎは、混合率をａとすると、 εｎ＝（１−ａ）εＡ＋ａεＢ… で表され、このときの静電容量Cfは、式に式を代入
することにより示されることとなり、燃料センサにより
両電極3,4間の静電容量Cfを知ることで、２種の液体の
混合率ａ、即ち、本実施例では、アルコールの濃度を検
出することができる。
ところで、先に比誘電率を用いて誘電率を表す式を示
したが、式におけるＫは、既知の寸法サイズを持つ平
行平板型の電極を用いて、比誘電率εｒが既知である
（メタノールでは32.6）液体での静電容量Cfを測定する
ことにより実験的に求めることが可能であり、実験結果
では、Ｋは9×10-12F程度の値となる。
したが、式におけるＫは、既知の寸法サイズを持つ平
行平板型の電極を用いて、比誘電率εｒが既知である
（メタノールでは32.6）液体での静電容量Cfを測定する
ことにより実験的に求めることが可能であり、実験結果
では、Ｋは9×10-12F程度の値となる。
つまり、実施例の燃料センサにあっては、燃料供給通路
1fが６〜10φ程度に形成されて、また、それよりも設置
スペース的に有利な燃料タンクやキャブレタフロート室
内等に設ける場合にも、実用上両電極の大きさには限り
がある。
1fが６〜10φ程度に形成されて、また、それよりも設置
スペース的に有利な燃料タンクやキャブレタフロート室
内等に設ける場合にも、実用上両電極の大きさには限り
がある。
例えば、中心電極の直径ａ＝0.0025m、側方電極の内径
ｂ＝0.005m、検知部の長さｌ＝0.01m程度にした場合の
静電容量は、式及び前記実験値より1.9×10-12程度値
となる。
ｂ＝0.005m、検知部の長さｌ＝0.01m程度にした場合の
静電容量は、式及び前記実験値より1.9×10-12程度値
となる。
そこで、本実施例の場合、この微少な静電容量Cfが伝達
されるのは、同一ケース１内の両電極3,4と基板８との
間である基板固定ビス６及び固定用ビス1dを介した僅か
な距離であるので、浮遊容量やノイズ等の影響を極めて
小さく抑えることができる。
されるのは、同一ケース１内の両電極3,4と基板８との
間である基板固定ビス６及び固定用ビス1dを介した僅か
な距離であるので、浮遊容量やノイズ等の影響を極めて
小さく抑えることができる。
そして、電圧出力回路７では、上述したようにこの静電
容量Cfに応じたアナログの電圧出力Ｖが、リード線9aを
介して制御装置９に出力されるが、この電圧出力Ｖは浮
遊容量やノイズ等の影響を受け難く、誤差が生じ難い。
容量Cfに応じたアナログの電圧出力Ｖが、リード線9aを
介して制御装置９に出力されるが、この電圧出力Ｖは浮
遊容量やノイズ等の影響を受け難く、誤差が生じ難い。
そして、制御装置９では、静電容量Cfに応じた電圧出力
Ｖに基づき、上述のように誘電率等の演算が成されてア
ルコール濃度が求められ、さらに、このアルコール濃度
に対応して燃料供給量や点火時期等の補正制御が成され
る。
Ｖに基づき、上述のように誘電率等の演算が成されてア
ルコール濃度が求められ、さらに、このアルコール濃度
に対応して燃料供給量や点火時期等の補正制御が成され
る。
尚、この電圧出力Ｖとメタノール濃度との関係を第６図
に示す。
に示す。
また、この場合、燃料の誘電率は、燃料温度に応じて変
化し、前記センサ容量Ｃの充電時間が相違するが、これ
を補正するために、Ａ点は抵抗を介してサーミスタR3に
接続され、従って、Ａ点の電位は、燃料温度に応じて抵
抗が変化することにより調節され、アルコールの濃度が
温度変化に関係なく求められるようになっている。
化し、前記センサ容量Ｃの充電時間が相違するが、これ
を補正するために、Ａ点は抵抗を介してサーミスタR3に
接続され、従って、Ａ点の電位は、燃料温度に応じて抵
抗が変化することにより調節され、アルコールの濃度が
温度変化に関係なく求められるようになっている。
以上のように、第１実施例の燃料センサでは、燃料中に
配置させた両電極3,4に直流電流を印加させ、両電極3,4
間の静電容量を検出することで、アルコール含有燃料の
アルコール濃度を検出するものであるが、このように両
電極3,4に直流電流を印加した場合、従来では、アルコ
ール特有の導電性のため、正極側の中心電極４で電解作
用が生じる。しかしながら、実施例では、両電極3,4を
絶縁性のある皮膜3f,4fで覆ったため、このような電解
作用が生じるのが防止される。
配置させた両電極3,4に直流電流を印加させ、両電極3,4
間の静電容量を検出することで、アルコール含有燃料の
アルコール濃度を検出するものであるが、このように両
電極3,4に直流電流を印加した場合、従来では、アルコ
ール特有の導電性のため、正極側の中心電極４で電解作
用が生じる。しかしながら、実施例では、両電極3,4を
絶縁性のある皮膜3f,4fで覆ったため、このような電解
作用が生じるのが防止される。
従って、電解作用による正極側の中心電極４の溶出を防
止し、さらに、この電極溶出による静電容量変化に基づ
くセンサ出力の劣化や、腐食生成物が負極側の側方電極
３に付着したり、燃料系に目詰まりが生じたりするのを
防止できる効果が得られ、これらの効果により、精度の
高いアルコール検出が可能となるという効果も得られ
る。
止し、さらに、この電極溶出による静電容量変化に基づ
くセンサ出力の劣化や、腐食生成物が負極側の側方電極
３に付着したり、燃料系に目詰まりが生じたりするのを
防止できる効果が得られ、これらの効果により、精度の
高いアルコール検出が可能となるという効果も得られ
る。
これに加え、第１実施例の燃料センサでは、１つのケー
ス１内に両電極3,4と電圧出力回路７とを設けるように
したため、浮遊容量やノイズ等の影響を最小にして、燃
料中のアルコール濃度を高い精度で検知することができ
るという効果が得られる。さらに、サーミスタR3により
温度補正を行うようにしたため、これによってもアルコ
ール濃度を高い精度で検知することができるという効果
が得られる。
ス１内に両電極3,4と電圧出力回路７とを設けるように
したため、浮遊容量やノイズ等の影響を最小にして、燃
料中のアルコール濃度を高い精度で検知することができ
るという効果が得られる。さらに、サーミスタR3により
温度補正を行うようにしたため、これによってもアルコ
ール濃度を高い精度で検知することができるという効果
が得られる。
また、両電極3,4と電圧出力回路７との接続は、電圧出
力回路７が設けられている基板８及びアッパケース1bを
固定するための基板固定ビス６及び固定用ビス1dにより
成されるため、両者を接続するための配線やその接続作
業を省略することができ、組付作業性の向上及びコスト
ダウンが図れるという効果が得られる。
力回路７が設けられている基板８及びアッパケース1bを
固定するための基板固定ビス６及び固定用ビス1dにより
成されるため、両者を接続するための配線やその接続作
業を省略することができ、組付作業性の向上及びコスト
ダウンが図れるという効果が得られる。
以上、考案の実施例を図面により説明したが、本考案の
具体的な構成は上記実施例に限定されるものではなく、
例えば、実施例では燃料センサを燃料供給パイプの途中
に設けたものを示したが、燃料タンクやキャブレタフロ
ート室内等他の箇所に設けてもよく、また、その適用範
囲も、自動車に限られず、他の車両やその他産業機器に
適用することができる。
具体的な構成は上記実施例に限定されるものではなく、
例えば、実施例では燃料センサを燃料供給パイプの途中
に設けたものを示したが、燃料タンクやキャブレタフロ
ート室内等他の箇所に設けてもよく、また、その適用範
囲も、自動車に限られず、他の車両やその他産業機器に
適用することができる。
（考案の効果） 以上説明してきたように、本考案にあっては、アルコー
ルを任意の比率で他の燃料に混合してなるアルコール混
合燃料を燃料とする内燃機関を搭載した自動車用のアル
コール燃料センサであって、燃料中に対向配置した一対
の電極と、燃料の温度を検出する温度センサとを備え、
前記電極間の静電容量と温度センサの検出値から燃料中
のアルコール混合割合を測定する燃料センサにおいて、
前記燃料センサのハウジング内に燃料が直線的に流通す
る燃料供給通路を形成し、この燃料供給通路内に、前記
一対の電極として、円柱状の中心電極とこれを包囲する
側方電極とを設け、かつ、前記側方電極の燃料流通方向
の中心電極を挟んだ対称位置に一対の孔を設けると共
に、前記両電極の少なくとも正極側の電極を絶縁性のあ
る皮膜で覆ったため、自動車用のアルコール燃料センサ
として、小型でありながら燃料温度あるいはアルコール
混合割合が時々刻々と変化する場合においてもアルコー
ル混合割合を精度良く測定することができるという効果
が得られると共に、電極溶出による静電容量変化影響の
排除及び電解作用による腐食生成物影響の排除により、
上記アルコール混合割合の高精度測定を長期にわたって
確保できるという効果が得られる。
ルを任意の比率で他の燃料に混合してなるアルコール混
合燃料を燃料とする内燃機関を搭載した自動車用のアル
コール燃料センサであって、燃料中に対向配置した一対
の電極と、燃料の温度を検出する温度センサとを備え、
前記電極間の静電容量と温度センサの検出値から燃料中
のアルコール混合割合を測定する燃料センサにおいて、
前記燃料センサのハウジング内に燃料が直線的に流通す
る燃料供給通路を形成し、この燃料供給通路内に、前記
一対の電極として、円柱状の中心電極とこれを包囲する
側方電極とを設け、かつ、前記側方電極の燃料流通方向
の中心電極を挟んだ対称位置に一対の孔を設けると共
に、前記両電極の少なくとも正極側の電極を絶縁性のあ
る皮膜で覆ったため、自動車用のアルコール燃料センサ
として、小型でありながら燃料温度あるいはアルコール
混合割合が時々刻々と変化する場合においてもアルコー
ル混合割合を精度良く測定することができるという効果
が得られると共に、電極溶出による静電容量変化影響の
排除及び電解作用による腐食生成物影響の排除により、
上記アルコール混合割合の高精度測定を長期にわたって
確保できるという効果が得られる。
第１図は本考案実施例の燃料センサを示す縦断面図、第
２図は実施例センサの皮膜を示す要部拡大断面図、第３
図は実施例センサの電極を示す正面図、第４図は実施例
センサの電極を示す底面図、第５図は実施例センサの電
圧出力回路を示す回路図、第６図は実施例センサにおけ
る電圧出力とメタノール濃度との関係を示すグラフであ
る。 ３…側方電極（負極側） ４…中心電極（正極側） 3f…皮膜 4f…皮膜
２図は実施例センサの皮膜を示す要部拡大断面図、第３
図は実施例センサの電極を示す正面図、第４図は実施例
センサの電極を示す底面図、第５図は実施例センサの電
圧出力回路を示す回路図、第６図は実施例センサにおけ
る電圧出力とメタノール濃度との関係を示すグラフであ
る。 ３…側方電極（負極側） ４…中心電極（正極側） 3f…皮膜 4f…皮膜
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)考案者 広田 寿男 神奈川県横浜市神奈川区宝町２番地 日産 自動車株式会社内 (56)参考文献 特開 昭55−42061（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−37908（ＪＰ，Ａ) 実開 昭53−48674（ＪＰ，Ｕ)
Claims (1)
- 【請求項１】アルコールを任意の比率で他の燃料に混合
してなるアルコール混合燃料を燃料とする内燃機関を搭
載した自動車用のアルコール燃料センサであって、 燃料中に対向配置した一対の電極と、燃料の温度を検出
する温度センサとを備え、前記電極間の静電容量と温度
センサの検出値から燃料中のアルコール混合割合を測定
する燃料センサにおいて、 前記燃料センサのハウジング内に燃料が直線的に流通す
る燃料供給通路を形成し、この燃料供給通路内に、前記
一対の電極として、円柱状の中心電極とこれを包囲する
側方電極とを設け、かつ、前記側方電極の燃料流通方向
の中心電極を挟んだ対称位置に一対の孔を設けると共
に、 前記両電極の少なくとも正極側の電極を絶縁性のある皮
膜で覆ったことを特徴とする燃料センサ。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1988164211U JPH079076Y2 (ja) | 1988-12-19 | 1988-12-19 | 燃料センサ |
| US07/450,302 US5196801A (en) | 1988-12-19 | 1989-12-15 | Capacitance-type fuel sensor for sensing methanol in methanol-mixed fuel |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1988164211U JPH079076Y2 (ja) | 1988-12-19 | 1988-12-19 | 燃料センサ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0285356U JPH0285356U (ja) | 1990-07-04 |
| JPH079076Y2 true JPH079076Y2 (ja) | 1995-03-06 |
Family
ID=15788779
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1988164211U Expired - Lifetime JPH079076Y2 (ja) | 1988-12-19 | 1988-12-19 | 燃料センサ |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5196801A (ja) |
| JP (1) | JPH079076Y2 (ja) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| JP3126872B2 (ja) * | 1994-05-12 | 2001-01-22 | 三菱電機株式会社 | 燃料の混合比率検知装置 |
| JPH11352089A (ja) * | 1998-06-04 | 1999-12-24 | Imura Japan Kk | 液体濃度センサ |
| US6566892B2 (en) | 2000-06-19 | 2003-05-20 | Siemens Vdo Automotive Corporation | Portable fuel analyzer for analyzing the alcohol content of a mixed fuel |
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-
1988
- 1988-12-19 JP JP1988164211U patent/JPH079076Y2/ja not_active Expired - Lifetime
-
1989
- 1989-12-15 US US07/450,302 patent/US5196801A/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0285356U (ja) | 1990-07-04 |
| US5196801A (en) | 1993-03-23 |
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