JPS61243352A - 燃料のアンチノツク性検知装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、ガソリン、軽油等の燃料のアンチノック性す
なわちオクタン価もしくはセタン価を検出する燃料のア
ンチノック性検知装置に関するものである。

（従来技術） 一般に、市販されているガソリンは２種類のオクタン価
のものがあり、これらは併用可能であるが、この燃料の
アンチノック性の変化によりそれぞれ最適な点火時期、
圧縮比等のエンジン制御もしくは排気ガス浄化システム
の設定が異なり、燃料のアンチノック性を知ることはエ
ンジンの最適制御を行うために重要な事項である。

そこで、例えば、特開昭５８−１３１３６０号に見られ
るように、燃料タンクに燃料を供給する注入ガンに燃料
の種類に応じた突起等の識別信号を設け、この信号に基
づく注入燃料のオクタン価に対応して点火時期を制御す
るようにした技術が公知である。

しかるに上記のように注入燃料のオクタン価の検出によ
って制御するものでは、オクタン価の異なる燃料が混合
された場合には後から注入された燃料のアンチノック性
に応じて制御することになり、実際にエンジンに供給さ
れる混合状態の燃料の正確なアンチノック性を検出する
ことはできないものであり、これに基づく制御も不正確
となる。

また、すべての注入ガンに上記のような識別信号を設置
することは実施面で問題がある。

（発明の目的） 本発明は上記事情に鑑み、ガソリン、軽油等の燃料のオ
クタン価もしくはセタン価等のアンチノック性は、この
燃料中の芳香族炭化水素の含有量に応じて決まるもので
あり、しかもこの芳香族炭化水素の含有量に応じて誘電
率が変化する特性があることから、これを利用してエン
ジンに供給される燃料のアンチノック性を正確に検知で
きるようにした燃料のアンチノック性検知装置を提供す
ることを目的とするものである。

（発明の構成） 本発明の検知装置は、高周波電流を出力する高周波発信
手段と、基準電圧値を出力する基準出力手段と、燃料通
路内の燃料に対応させて配設された対向する一対の電極
からなるコンデンサと、上記コンデンサに高周波電流を
印加する印加手段とを備え、コンデンサに高周波電流を
印加した時の検出電圧値と基準電圧値との比率により燃
料中の芳香族炭化水素の含有量を測定することを特徴と
するものである。

（発明の効果） 本発明によれば、燃料のアンチノック性と相関関係のあ
る芳香族炭化水素の含有量を、芳香族炭化水素の含有量
と誘電率の大きさとが比例する特性を利用して検知する
ようにしたことにより、混合状態にある燃料のアンチノ
ック性についてもその検知を行うことができ、使用され
る燃料に最適のエンジン機構、排気ガス浄化システムの
調整を行って、高性能、低燃費、無公害化が図れるもの
である。また、注入ガンに識別信号を配設する必要もな
く、しかも将来発売される燃料についてもそのアンチノ
ック性を検知することができ、実施面でも優れた利点を
有するものである。

（実施例） 以下、図面により本発明の詳細な説明する。

第１図は全体構成を示し、アンチノック性検知装置１は
、燃料キャップ２ａを備えたフィラーバイブ２ｂにて燃
料が注入される燃料タンク２から燃料ポンプ３に至る燃
料通路４の途中のバイパス燃料通路５に対して配設され
る。

上記アンチノック性検知装置１は、第２図に一例の具体
構造を示し、高周波電流を出力する高周波電源７と電流
計８と抵抗９を備えた高周波発信手段１０により出力さ
れた高周波電流は、直列に接続された抵抗１１とコイル
１２を介して、印加手段１３によって選択的に基準側も
しくは試料側コンデンサ１４．１５に印加される。該コ
ンデンサは対向する一対の電極からなり、試料側コンデ
ンサ１５はこの電極間に前記バイパス燃料通路５の燃料
を例えばテフロン管によって導いて流通し、基準側コン
デンサ１４は同様の電極間が真空もしくはエアで満たさ
れて基準電圧値を出力するための基準出力手段１６を構
成し、切換スイッチによる印加手段１３はその切換作動
により選択的に前記高周波発信手段１０からの高周波電
流をコンデンサ１４．１５に印加させるものである。上
記コンデンサ１４．１５と並列に接続された電圧計１７
によって電圧値が検出され、電極間が燃料で満たされた
試料側コンデンサ１５に高周波電流を印加した際の電圧
値と、基準側コンデンサ１４に高周波電流を印加した際
の基準電圧値との比率により誘電率を求めて、燃料中の
芳香族炭化水素の含有量を測定し、アンチノック性を検
知するものである。上記検出電圧値と基準電圧値とは、
例えば、図示しない制御回路（コンピューターユニット
）に入力され、この制御回路で両信号を比較して燃料中
のアンチノック性を求め、この信号に応じた制御信号を
点火装置等の各制御部（図示せず）に出力するものであ
る。

すなわち、第２図の回路において、高周波発信手段１０
の抵抗９の調整によって高周波電流が−定となるように
して、電圧Ｖ〈発信周波数ω）を抵抗Ｒ＋、インダクタ
ンスＬのコイル１２と、直列抵抗Ｒ５、直列容！ｃｏの
コンデンサ１４との直列回路に加えるとき、 Ｒ１＜＜ωＬ、　　　Ｒｓ＜＜１／（ωＣｏ　）の条件
が満たされる限り、共振時においてはコイル１２の両端
間の電圧Ｖ２とコンデンサ１４両端間の電圧ＶＯは殆ど
等しく、 Ｖｏ　＝Ｖ２＝　（ωＬＶ）／　（Ｒ１＋Ｒ８）＝Ｖ／
　［（Ｒ１＋ＲＳ　）ωＣｏ　］で表わされ、コンデン
サ１４の電気容Ｉ　Ｃｏは、Ｃｏ　＝Ｖ／　［（Ｒ１十
Ｒ８）ωＶｏ　］となり、コンデンサ両端間の電圧Ｖｏ
に反比例し、この電圧Ｖｏの測定により容ｆｆｉ　Ｃｏ
が求まるものである。一方、誘電率がεの誘電体（燃料
）で電極が満たされている試料側コンデンサ１５の電気
容量　Ｃ１も、同様に測定した電圧ｖ１により求まる。

そして、両コンデンサ１４．１５の容量と誘電率は、Ｃ
＋−εＣｏという関係となるものであり、上記Ｃ１およ
びＣ０を求めることにより、物質の誘電率εを検知する
ことができる。上記関係により、コンデンサの電極間が
燃料で満たされた時の電圧と基準時の電圧との比率によ
り燃料の誘電率εが測定される。

なお、燃料に含有されている芳香族炭化水素はその伯の
炭化水素に比べて誘電率が高いものである。すなわち、
ガソリン中の主な成分とその誘電率を示すと次のように
なる。

芳香族炭化水素　　　　　誘電率 ベンゼン　　　　　　　　２，２８４ トルエン　　　　　　　３．２８９ ｍ−キシレン　　　　　　２．３７４ ０−キシレン　　　　　　２．５６８ その他 ペンタン　　　　　　　　１．８４４ ヘキサン　　　　　　　　１，８９０ ヘプタン　　　　　　　　１．９２０ 上記アンチノツク性の測定は、例えば、燃料タンク２に
燃料を注入した後、注入が終ってフィラーパイプ２ｂの
燃料キャップ２ａを閉じると、高周波電流の印加による
電圧値を検出可能とし、そして、エンジンスタートに対
応して新しい燃料が試料側コンデンサ１５の電極間を通
過するようになってから、測定を開始するものである。

そして、測定した基準側と燃料側との検出電圧をコンピ
ューターユニットに入力し、前記式のような演算を行う
ことによって、オクタン価もしくはセタン価のアンチノ
ック性に換算して、特性切換機構に信号を送るものであ
り、上記測定終了後には高周波電源を消すものである。

第３図は他の例の検出回路を示し、高周波発信手段１０
′による発信周波数を変えて、前記と同様の抵抗１１、
コイル１２を介して、基準側および試料側コンデンサ１
４．１５に印加手段１３で選択的に高周波電流を印加し
、共振時の最高電圧Ｖｏ、Ｖｔをそれぞれ電圧計１７で
検出するものである。電極間に燃料が満たされていない
基準側コンデンサ１４（容ｆｆ１ｃｏ）に高周波電流を
印加した際のコンデンサ両端の電圧がＶｏのとき、高周
波電圧をＶ、共振角周波数をω、抵抗をＲ１とすると、 ＶＯ＝Ｖ／（ωＣａＲｓ）　　　　となり、Ｃ０−ｖ／
（ｖ０ωＲ１）　　　である。

一方、電極間に燃料が満たされた試料側コンデンサ１５
に高周波電流を印加した際の、コンデンサ両端の電圧が
Ｖｌのときの容量　Ｃ１は、共振角周波数をω′とする
と、 Ｃ１＝Ｖ／（Ｖｔω′Ｒ１）　　である。

従って、検出燃料の誘電率εは、 ε−ＣＩ／ＣＯ＝ωＶｏ／ω’　Ｖｔ となり、共振角周波数と検出電圧の比率によって求めら
れる。

なお、上記実施例では高周波電流を一定に調整するかも
しくは周波数を変更するようにして電圧を測定するよう
にしているが、両方を固定して測定する場合には計算式
が複雑となるが、前記と同様に誘電率を求めることがで
きるものである。

なお、ガソリン燃料におけるアンチノック性すなわちオ
クタン価は、芳香族炭化水素の含有量と比例する特性を
有し、一方、軽油燃料におけるアンチノック性すなわち
セタン価は、芳香族炭化水素の含有傷と反比例する特性
を有するものであって、この特性に対応して上記測定に
基づいてアンチノック性が検知できるものである。

また、上記実施例においては、基準用と試料用のコンデ
ンサを印加手段によって切換えて高周波電流を印加して
それぞれの電圧値を検出するようにしているが、一方の
コンデンサの接続に対して他方のコンデンサを並列に付
加接続するようにして、それぞれの状態で高周波電流を
印加して電圧検出するようにしてもよい。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例におけるアンチノック性検知
装置の配設位置を示す全体構成図、第２図は検知装置の
具体構造を示す基本回路図、第３図は他の検知手段の具
体構造を示す基本回路図である。 ７・・・・・・アンチノック性検知装置２・・・・・・
燃料タンク　　　　４・・・・・・燃料通路５・・・・
・・バイパス燃料通路 ７・・・・・・高周波電源　　　　８・・・・・・電流
計１０．１０’　・・・・・・高周波発信手段１１・・
・・・・抵抗　　　　　　１２・・・・・・コイル１３
・・・・・・印加手段 １４・・・・・・基準側コンデンサ １５・・・・・・試料側コンデンサ １６・・・・・・基準出力手段　　１７・・・・・・電
圧計（Ｎ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）燃料のアンチノック性と相関関係のある芳香族炭
   化水素の含有量を検知する装置であって、高周波電流を
   出力する高周波発信手段と、基準電圧値を出力する基準
   出力手段と、燃料通路内の燃料に対応させて配設された
   対向する一対の電極からなるコンデンサと、上記コンデ
   ンサに高周波電流を印加する印加手段とを備え、コンデ
   ンサに高周波電流を印加した時の検出電圧値と基準電圧
   値との比率により燃料中の芳香族炭化水素の含有量を測
   定することを特徴とする燃料のアンチノック性検知装置
   。