JPS62220849A

JPS62220849A - アルコ−ル濃度測定方法及びその装置

Info

Publication number: JPS62220849A
Application number: JP6509186A
Authority: JP
Inventors: Norinao Aoki; 紀尚青木
Original assignee: Suzuki Motor Corp
Current assignee: Suzuki Motor Corp
Priority date: 1986-03-24
Filing date: 1986-03-24
Publication date: 1987-09-29

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】ａ、　産業上の利用分野本発明は、アルコール混合液中のアルコール濃度を測定
する方法及びその装置に関し、特に、自動車等のエンジ
ンに用いられるアルコール混合燃料（ガソホール）中の
アルコール濃度を測定するのに用いて好適な方法及び装
置に関する。

ｂ、　従来の技術近年、米国、欧州等の各国で石油の消費量の低減化を図
るために、ガソリン中にアルコールを混合した燃料（い
わゆる、ガソホール）が自動車用燃料として普及しつつ
ある。

Ｃ０発明が解決しようとする問題点しかしながら、上述のようなアルコール混合燃料を従来
のガソリン燃料にマツチングされたエンジンにそのまま
用いると、空燃比がリーン化して自動車の走行に支障を
来たすおそれがある。

このような問題は、アルコール混合燃料中のアルコール
濃度に適合させて燃料供給量や点火時期等を調整するこ
とによって解決することが可能であるが、そのためには
アルコール混合燃料中のアルコール濃度を測定して、そ
の測定結果に基いた調整を行なう必要がある。

本発明は上述の如き実状に鑑みてなされたものであって
、その目的は、アルコール濃度を簡単かつ正確に測定し
得るような方法及び装置を提供することにある。

ｄ、　問題点を解決するための手段上述の目的を達成するために、本発明に係るアルコール
１度測定方法においては、アルコール混合液中に配置さ
れる一対の電極間の電圧と基準電圧との比を対数変換し
、この対数変換値に基いて前記アルコール混合液中のア
ルコール濃度を検知するようにしている。

また、この方法の実施に直接使用する本発明に係るアル
コール濃度測定装置においては、（八）互いに対向して
配置された一対の電極から成り、かつ前記一対の電極間
にアルコール混合液が充填されるように構成された電極
部と、（Ｂ）前記電極部に直列接続された固定抵抗と、
（Ｃ）前記電極部と固定抵抗との直列回路に電源を供給
する電源部と、（Ｄ）前記直列回路の両端間電圧を検出する回路と、（［り前記電極部の両端間電圧を検出する回路と、（Ｆ
）前記直列回路の両端間電圧と前記電極部の両端間電圧
との比を対数変換する演算器と、をそれぞれ具備せしめ
るようにしている。

以下、本発明に係るアルコール濃度測定方法及びその装
置の一実施例に付き図面を参照して説明する。

第１図は本発明に係るアルコール濃度測定装置を示すも
のである。第１図において、１は電源回路２及び比較的
高い周波数ｆ　（１００ＫＨｚ　≦ｆ　≦３００ＫＨｚ
）の方形波を発生する発振回路３から成る電源部、４は
アルコール濃度のセンサーとして機能する電極部、Ｒは
この電極部４に直列接続された固定抵抗であって、電極
部４と固定抵抗Ｒとがら成る直列回路５に発振回路３か
らの発復出力が供給されるようになっている。

上述の電極部４は、第２図（＾）、（Ｂ）に示すように
、保持金具６によって互いに平行状に等間隔をもって保
持された４枚の電極ｖｉ７と、保持金具８によって互い
に平行状に等間隔をもって保持された３枚の電極板９と
から成り、電極板７間に電極板９が平行状に挿入配置さ
れている。しかして、これらの電極板７．８によって第
３図（Ａ）に示す如き１つのコンデンサ１０が構成され
、一方の電極板７が発振回路３に接続され、他方の電極
板８が固定抵抗Ｒに接続されている。なお、コンデンサ
１０の等価回路は第３図（Ｂ）に示す如く容量Ｃ９とコ
ンダクタンスＧ、の並列回路で表わされるので、第１図
では、電極部４は上記並列回路として表ゎされている。

また、上述の電極部４は図外のハウジング内に配置され
ており、エンジンに供給されるアルコール混合燃料がこ
のハウジング内を流れ、電極部４を構成する一対の電極
板７．８間に第３図（Ａ）に示すようにアルコール混合
燃料１１が充填されるようになっている。

ところで、真空の誘電率をε。、誘電材料であるアルコ
ール混合燃料１１の比誘電率をε８、電極板７．９の面
積をＳ、電極ｔｔＦｉ、７．９の間隔をｔとすると等価
並列容量Ｃ，は、となる。従って、アルコール混合燃料１１の濃度変化に
応じて比誘電率ε、が変化すれば、等価並列容量Ｃ，も
それに応じて変化することがわかる。

−４、第１図の回路の全体のインピーダンス　１２１は
、１２１　　＝　Ｒ＋　ｌ／ＩＹＩ但し　　ＩＹＩ　　＝１５７Ｊとなる。また、前記直列回路５の両端間電圧をｖｌとし
、電極部４の出力電圧（電極部４の両端間電圧）をｖ２
とすれば、となる。

アルコール混合燃料１１の濃度変化に伴って比誘電率ε
、が変化すれば等価並列容ｉｔ　ｃ　ｐが変化して、ア
ルコール混合燃料１１のアドミタンス　ＩＹＩ　が変化
するが、このアドミタンス　ＩＹＩ　の変化は電極部４
の出力電圧Ｖ、の変化量として検知することができる。

従って、この出力電圧ｖ８と所定の基準電圧とを比較す
ることにより、その比較値にてアルコール混合燃料１１
の比誘電率ｔ、ひいてはアルコール混合燃料１１中のア
ルコール濃度を検知することができる。

そこで、本装置ｌに゛おいては、前記直列回路５の両端
間電圧（電圧降下分）を基準電圧として直流電圧ｖ１に
変換する絶対値回路１２と、電極部４の出力電圧すなわ
ち電極部４の両端間電圧を検出してアナログ電圧ｖ２に
変換する絶対値回路１３と、これら回路１２．１３にて
検出された電圧Ｖｌｌ　Ｖ！゛の比Ｖｔ／ν１を演算し
ζさらにこの比を対数変換して２０１ｏｇ＋。Ｖ２／Ｌ
の対数変換値を出力する演算器１４とがそれぞれ設けら
れている。そして、この演算器１４から出力される対数
変換信号が図外のエンジンのアクチュエータに供給され
、この対数変換信号に基いてアクチュエータが制御され
るように構成されている。

このように構成されたアルコール濃度測定装置によれば
、非常に簡単な回路構成にてアルコール混合燃料中のア
ルコール濃度を検出でき、その検出信号に基いてエンジ
ンのアクチュエータを制御することによって、アルコー
ル濃度に応じた理想的な空燃比でアルコール混合燃料を
良好に燃焼させることが可能となる。また、直列回路５
の電圧降下分に対応して直流電圧ｖ１を基準電圧として
用いているため、発振回路３の出力レベルの変動に影響
されることなくアルコール濃度を検知することができる
。しかも、演算器１４を用いて対数変換を行なってその
対数変換出力をアルコール濃度検知信号としているので
、電源部１からの供給電圧が変動しても測定値に誤差を
生じることがな（、第４図に示す如くなめらかに連続し
た二次曲線として出力利得（ｄＢ）を得ることができる
。

ところで、本実施例の場合には、発振回路３の出力の周
波数ｒは、１００　Ｋ　Ｉｔ　ｚ≦ｆ≦３００ＫＨ２の範囲内に設
定されるが、その理由は次の通りである。

すなわち、アルコール混合燃料ｌｌ中に水が混入してい
る場合には、水が全く混入されていない場合に比べて演
算器１４の利得が減衰され、このような水による減衰効
果は測定周波数ｆが低くなるほど顕著になる（第５図参
照）。ところが、測定周波数ｒを高くすると絶対値回路
１２．１３からの出力電圧Ｖ＋、Ｖｔの減衰が大きくな
る　（第６図参照）。

このため、本実施例では、測定周波数ｒはこれら両方の
事情を考慮した結果、１００ＫＨ２以上であって３００
に８２以下に設定するようにしている。これによって、
水が混入している場合であっても、水による影響を受け
ることなく正確にアルコール濃度を検知することができ
ることとなる。

以上、本発明の一実施に付き述べたが、本発明は既述の
実施例に限定されるものではなく、本発明の技術的思想
に基いて各種の変形及び変更が可能である。

例えば、電極部４としては、第２図（Ａ）、　（Ｂ）に
示されるような電極板７．９に限らず、絶縁基板上に形
成された櫛歯状の電極板などのように、電極間にアルコ
ール混合燃料が充填されたときに電極間のインピーダン
スが計測し得るものであればどのような構成のものであ
ってもよい、また、本発明はアルコール混合燃料（ガソ
ホール）に限らず、各種のアルコール混合液の測定にも
適用し得ることは言う迄もない。

ｅ、　発明の効果以上の如く、本発明によれば、アルコール混合液中に配
置される一対の電極間の電圧と、これら一対の電極及び
固定抵抗から成る直列回路の電圧降下分（基準電圧）と
の比を対数変換し、この対数変換値に基いてアルコール
濃度を検知するようにしているので、基準電圧の変動の
影響を受けることなく常に正確なアルコール濃度の測定
（検知）を行なうことができる。従って、本発明に係る
方法及び装置をアルコール混合燃料を使用する自動車に
適用することにより、アルコール濃度に応じてこの燃料
をエンジン内で良好に燃焼せしめることができる。また
、測定周波数ｒを１００にＨｚ≦ｆ≦３００ＫＨｚの範
囲内に設定することにより、アルコール混合液中へ水が
混入しても、その影響を受けることなくアルコール濃度
の測定を正確に行なうことができる。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の一実施例を説明するためのものであって
、第１図はアルコール濃度測定装置の構成図、第２図（
Ａ）は電極部の斜視図、第２図（Ｂ）は電極部の概略側
面図゛、第３図（＾）は一対の電極板間にアルコール混
合燃料が充填されたコンデンサの側面図、第３図（［Ｉ
）は前記コンデンサの等価回路図、第４図はアルコール
含有率と演算器の利得との関係を示すグラフ、第５図は
水が混入していないアルコール混合燃料及び水が混入し
ているアルコール混合燃料の特性を示すグラフ、第６図
はアルコール濃度に応じた特性を示すグラフである。ｌ・・・電源部、２・・・電源回路、　　　　３・・・発振回路、４・・
・電極部、　　　　　５・・・直列回路、７．９・・・
電極板、　　　１０・・・コンデンサ、１１・・・アル
コール混合燃料、１２、１３・・・絶対値回路、　１４・・・演算器、Ｒ
・・・固定抵抗。第３図冨　　７　ＪＬ、：Ｉ−ＪＬ＝＊　＊４　［：％］第５
図１）　　　　“＞ｘ＋５ｒｕａ［ＫＨｚ］第６図測定周波数［ＫＨｚｌアルコール濃度６０％

Claims

【特許請求の範囲】１、アルコール混合液中に配置される一対の電極間の電
圧と基準電圧との比を対数変換し、この対数変換値に基
いて前記アルコール混合液中のアルコール濃度を検知す
るようにしたことを特徴とするアルコール濃度測定方法
。２、（Ａ）互いに対向して配置された一対の電極から成
り、かつ前記一対の電極間にアルコール混合液が充填さ
れるように構成された電極部と、（Ｂ）前記電極部に直
列接続された固定抵抗と、（Ｃ）前記電極部と固定抵抗
との直列回路に電源を供給する電源部と、（Ｄ）前記直列回路の両端間電圧を検出する回路と、（Ｅ）前記電極部の両端間電圧を検出する回路と、（Ｆ）前記直列回路の両端間電圧と前記電極部の両端間
電圧との比を対数変換する演算器と、をそれぞれ具備す
ることを特徴とするアルコール濃度測定装置。３、前記電源部から前記直列回路に供給される電源が交
流電源であり、その周波数ｆが１００ＫＨｚ≦ｆ≦３０
０ＫＨｚであることを特徴とする特許請求の範囲第２項
に記載のアルコール濃度測定装置。