JPH0317092B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 発明の背景 発明の分野 本発明は、可変コンデンサの容量（キヤパシタ
ンス）の変化を検知するための回路に関するもの
であり、更に具体的に云うと燃料タンク内に置か
れたプローブコンデンサ（Probe capacitor）の
キヤパシタンス変化を検知することによつて自動
車の燃料タンク内の過剰水分量を検知するための
センサ回路及びその検出方法に関する。

先行技術の説明 地球上の限られた化石燃料貯蔵量を保存するた
めに、多数の自動車メーカーはデイーゼル燃料の
供給された内燃機関によつて駆動される自動車を
益々多く製造するようになつている。デイーゼル
エンジンは、一般的に云つて同じ位の大きさの
（relatively sized）ガソリン作動エンジンに比べ
て燃料効率がすぐれている。もし水分がデイーゼ
ル燃料中に蓄積されたまゝになつていると、デイ
ーゼルエンジンにより多く関連した問題が起き
る。デイーゼルエンジンの性質からして、燃料中
水分はデイーゼルエンジンの燃料ポンプ、燃料系
および／又は燃料噴射器に損傷を与えたり、又は
破壊したりさえするおそれがある。

最近までデイーゼルエンジンは主として土木装
置（earth moving equipment），バスなどの商
業車および非常に高価な自動車にのみ用いられ
た。これらの車は高価であるために、水分がデイ
ーゼル燃料に入るのを妨げるために複雑で高価な
フイルタ装置を用いることができた。しかし、今
やデイーゼルエンジンが大量生産された消費者向
け自動車に用いられつつあるので、自動車メーカ
ーは、燃料中の過剰水分を検知できるので運転者
にこの状態を警告できる簡単で信頼性の高いセン
サ回路を必要としている。

一般的に云うと、燃料タンク内の水分について
運転者に警告するため計器盤上で点灯できる計器
盤灯を備えることが望ましい。その後運転者はで
きるだけ早く燃料タンクを空にして過剰の水分を
除去する。

水はその誘電率によつてデイーゼル燃料と区別
できることが一般に知られている。水は燃料とは
均質に混合しないで燃料タンクの底の方に沈むの
で、水がその辺で置換されると値が変化するコン
デンサを利用しその値と基準コンデンサと比較す
ることによつて水の存在を確かめることができ
る。事実或る１つの自動車メーカーは燃料中の水
分を検知するためそのような計画を用いている。
基本的には、先行技術の計画は両方のコンデンサ
を規則的に充電するため発振器を用いる一方で固
定値抵抗を介してコンデンサを放電させ、同時に
その両端に生じる電圧を比較する。水分は可変コ
ンデンサのコンデンササイズを増大させ、従つて
その両端に生じる電圧を増大させ、この電圧は最
後には比較器の出力を所定点において正にする。
この出力は次に整流されフイルタにかけられて、
警告灯をターンオンするのに用いられる。

この先行技術システムにはいくつかの問題があ
る。このシステムは別々に分離しているデバイス
と組み合わされて積み木（ビルデイングブロツ
ク）方式の集積回路を用いているので比較的高価
である。更に、このシステムは精度に欠けるとこ
ろがある。従つて、システム費用を減らす一方で
システム精度を高めるため集積回路の形に製造す
るのに適したようなシステムが必要である。

発明の要約 従つて本発明の目的は、コンデンサのキヤパシ
タンスの変化を検知するための改良された燃料中
水分のセンス回路を提供することである。

本発明のもう１つの目的は、燃料中の過剰水分
レベルを検知するための改良された燃料中水分の
検出方法を提供することである。

本発明の更にもう１つの目的は、コンデンサの
キヤパシタンスの変化を検知する燃料中水分のセ
ンサ回路を提供することである。

上述した目的およびその他の目的に従つて、可
変コンデンサのキヤパシタンスの変化を検知する
ための改良された燃料中水分のセンサ回路が提供
されており、この回路は本質的には可変コンデン
サと並列で結合されている基準コンデンサを含
む。第１および第２電圧レベル間で両方のコンデ
ンサを交互に充電し放電するために発振器が用い
られる。その結果基準コンデンサを通る電流の大
きさ（magnitude）は、可変コンデンサの大きさ
が変化するのにつれて変化する。この電流の絶対
量が検知され既知の電流と比較され、その場合そ
の間の差電流は可変コンデンサのコンデンササイ
ズの変化を示す。

本発明の１つの特徴は、センス回路が集積回路
の形に作られるのに適しており、その回路に可変
コンデンサと基準コンデンサが接続されることで
ある。このセンス回路は自動車の燃料中の過剰水
分の検知に利用される。水分量が増えるにつれ
て、可変コンデンサのキヤパシタンスが増大し、
それによつて整流された電流量を減少させる。整
流された電流量が既知の電流量以下に減少するに
つれて、センス回路は警告灯をターンオンするの
に用いられる有用な出力信号を発生させる。

好ましい実施例の詳細説明 さて第１図をみると、本発明のセンサ回路１０
が一般的なブロツク図形で示されている。センサ
回路１０はコンデンサ１２のキヤパシタンス値の
変化を検知するが、このコンデンサ１２は例えば
トランスジユーサ又はプローブ型コンデンサ素子
であつてもよい。従つて、コンデンサ１２はそれ
が置かれている環境の表示を与えるのに用いるこ
とができる。例えば、コンデンサ１２は燃料中水
分の存在を検知するため内燃機関の燃料タンク内
に置かれるプローブ型コンデンサであつてもよ
い。そのようなプローブは利用可能であり、過去
において自動車業界によつて用いられており、そ
こではプローブのキヤパシタンスは含水量が増減
するにつれて増減する。従つて第１図に示すよう
にコンデンサ１２がセンサ回路１０に結合されて
いると、車の計器盤についている警告灯が点灯
し、コンデンサ１２の値が所定値を超えると有害
な含水量が燃料中にあることを示す。それに応答
して車の運転者は、直ちに燃料タンクを空にして
燃料中の過剰の水分が例えばデイーゼル型燃料エ
ンジンの燃料ポンプおよび燃料噴射器が損傷する
のを防止するように警告される。

センサ回路１０がコンデンサ１２のキヤパシタ
ンス変化を検出する方法をこゝで簡単に説明す
る。既知の電流は、プローブコンデンサ１２と
基準コンデンサ１６の間で分配される。コンデン
サ１２は、大地基準電位に参照され（reference）
るが、コンデンサ１６は検知器回路２０を介して
実際の大地電位に参照されるので、ノード２２に
おいて共通して結合されているこれら２つのコン
デンサは互にほゞ並列した構成で配置されてい
る。制御スイツチ２４は電流源２６又は２８に接
続されているので、既知の電流はノード２２へ
電流を与えるか、又はノード２２から電流を与え
られる。コンデンサ１２およびコンデンサ１６に
対する電荷は電源電圧Vccによつて制限されるの
で、電流の極性はノード２２から導線３２を介
して帰還信号を受信するとともに発振器３０制御
スイツチ２４の動作によつて規則的に反転され
る。従つてコンデンサ１２および１６は第１およ
び第２電圧レベルの間で交互に充電および放電さ
れる。コンデンサ１２を流れる電流I_Tの値はこの
コンデンサ１２を流れる電流I_Tの値はこのコンデ
ンサのキヤパシタンス値の関数であり、既知の値
Ｉおよび固定した基準コンデンサ１６を流れる電
流I_Rから決定することができる。従つてI_Tは下記
に等しくなる： I_T＝Ｉ−I_R (1) また、 I_R／I_T＝C₁₆／C₁₂ (2) 故に、 I_R＝C₁₆／C₁₆＋C₁₂ (3) 上述したように、基準電流I_Rはコンデンサ１２
のキヤパシタンスC₁₂の変化に比例し、その場合
基準コンデンサ１６のキヤパシタンスC₁₆は固定
されている。

量検知器（magnitude detector）２０は、電
流I_Rを整流する全波整流器回路を含む。電流I_Rの
絶対量（absolute magnitude）に等しい整流さ
れた電流は、検知器回路２０内に含まれる比較器
回路へ供給される。次に整流された電流は、図示
されているように総電流Ｉに比例するであろう既
知の所定値の電流xIと比較器回路によつて比較さ
れる。比例係数の値ｘは一定しており、下記に等
しくされている： ｘ＝C₁₆／C₁₆＋C₁₂ (4) 従つて、電流I_Rの絶対量は、比較器回路の出力
が出力レベル状態をトリツプ（trip）又は変化さ
せるxIの値より小さくなると、燃料中の水分が多
すぎることが表示される。比較器の出力状態の変
化は次にはランプ１４をターンオンして運転者に
この状態を警告するのに用いられる。それに応答
して運転者は燃料を燃料タンクから排出させて車
の燃料系統の損傷を防止する。

具体的には示されていないが、一般的に応用さ
れている可変コンデンサ１２と基準コンデンサ１
６は変換することができ、その場合には可変コン
デンサを通る電流量は直接に検知され、既知の電
流と比較されることは明らかと考えられる。この
回路は上述したように機能する。

上述した本発明には不必要であるが、センサ回
路１０は遅延フイルタ３４、およびプレドライバ
増幅器３６と出力増幅器３８からなる増幅回路を
具えることができる。遅延フイルタ回路３４を介
する時間的遅延はセンサ回路１０の動作の１サイ
クルにほゞ等しくされ、それにより発振器３０に
より発生される電流Ｉの充電量と放電量の間の固
有差によつて発生される過渡信号によりシステム
のトリツピング（tripping）を抑止する。従つて
センサ回路は、検知器回路２０によつて連続的に
測定される電流Ｉのより大きな方の量をオフ
（off）動作させる。プレドライバ増幅器３６は遅
延フイルタ３４からの出力を増幅して増幅器３８
へ入力を与え、次いでこの増幅器３８は、電流が
そこを通つてバツテリ電源４０と大地基準との間
を流れるとランプ１４をターンオンするのに十分
な電流を与える。プレドライバ３６と検知器回路
２０の間に結合されたラツチ／ヒステリシス回路
４２も含まれる。

燃料中水分の量が過剰になる（1R＜xI）と、
検知器回路２０の比較器回路の出力は出力状態を
変化させ、遅延フイルタコンデンサ４４は大地基
準から充電できるようになる。コンデンサ４４は
その両端に生じた電圧がその後プレドライバ３６
を作動状態にする所定値を超えるまで充電しつづ
ける。プレドライバ３６が作動状態になり、比較
器回路が出力状態を変えるトリツプ点を増大させ
ることによつて回路内にヒステリシスを導入する
所定値だけ電流xIを増加するのに応答して、ラツ
チ回路は作動状態になる。従つて、センサ回路１
０はオンの状態にラツチされて、警告灯１４がタ
ーンオンした状態を維持する。

車の点火スイツチ４８が閉じられ、所定の間隔
だけランプ１４を点火し、それによりランプ１４
が機能していることを運転者が知ると動作状態に
なされるランプチエツク回路４６もまた備えられ
る。ランプチエツク回路４６は、コンデンサ５０
が所定の電圧レベルにまで充電され、回路を動作
してない状態になし次いでランプ１４をターンオ
フさせるまで作動状態にとゞまつている。

第２図Ａ，Ｂをみると、センサ回路１０が更に
詳しく示されている。第２図Ａ，Ｂの回路は、３
個の外部コンデンサ１２，１６および４４を除く
と集積回路の形で製造するのに適している。電源
導線６０は外部結合パツド６２において動作電位
源Vccに接続されており、この電位はセンサ回路
１０へ供給される。動作電位は第２図Ｂに示すよ
うにバツテリ電圧から得てもよい。主バイアス回
路６４は、電源導線６０と大地基準電位６６との
間に結合され、複数のPNP電源トランジスタ７
２，７４，７６，７８および８０にバイアスをか
けるため端子６８と７０の間に主バイアス電圧を
与える。主バイアス回路６４は、一般的に当業技
術者に周知の回路である。各電流源トランジスタ
は理解されるようにそのエミツタパスにそれぞれ
の縮退（degeneration）抵抗を結合させ、図示さ
れているように単一コレクタ出力デバイス又はマ
ルチコレクタ出力デバイスであつてもよい。

プローブ型コンデンサであつてもよいコンデン
サ１２は、発振器３０の出力（外部接続パツドに
おける）と大地基準電位６６との間に結合されて
いる。好ましい実施例においては、プローブコン
デンサ１２は車の燃料タンク内に置かれる。発振
器３０はほぼ等しい量の電流をパツド８２へ与え
るとともにパツド８２へその量の電流を引込み、
それは第１および第２電圧レベルの間でコンデン
サ１２およびコンデンサ１６を充電し放電する。
従つてコンデンサ１２両端に電荷がないとする
と、トランジスタ８４，８６および８８は非導通
状態にある。従つて、トランジスタ９０は導通状
態にあり、これは抵抗９２と９４の接続部におけ
るバイアス電位をノード９６におき、これにより
トランジスタ８４は確実にターンオフされる。同
様に、トランジスタ８８がオフになると、バイア
ス電位が直列接続している抵抗９８および１００
の相互接続部位に生じ、トランジスタ１０２を導
通状態に保つ。トランジスタ１０２のエミツタは
抵抗１０４を介してトランジスタ１０６のエミツ
タに接続され抵抗１０８を介して大地基準に戻さ
れるので、バイアス電位がトランジスタ１０６の
エミツタに発生し、これはこのトランジスタを非
導通状態に逆バイアスする。この動作状態におい
ては、電流量Ｉが、電流源トランジスタ７８から
直接にノード１１０へ、更にパツド８２へ供給さ
れ、このノードに接続されているコンデンサ１２
および１６を充電する。パツド８２における電圧
が、従つてトランジスタ８４のベースにおける電
圧かノード９６から供給されるこのトランジスタ
のエミツタにおいて維持される逆バイアス電圧を
克服するのに十分な電圧になるまで、コンデンサ
１２および１６は電流Ｉによつて充電される。こ
の状態が起きると、トランジスタ８４は導通状態
となり、その結果抵抗１１２を介してバイアス電
流が確立される。その後、ベース電流がトランジ
スタ８４を介して供給されるので、トランジスタ
８６は導通状態になる。この動作によりトランジ
スタ１０２は非導通状態になる。というのはトラ
ンジスタ１０２へのすべての利用できるベースド
ライブ電流は今やトランジスタ８８のコレクタ−
エミツタパスを介して与えられるからである。ト
ランジスタ１０２がターンオフすると、トランジ
スタ１０６のエミツタにおいて逆バイアス電圧が
取出される。

トランジスタ１１８，１２０および１０６は周
知の電流ミラー構成で接続されているので、電流
源トランジスタ８０からトランジスタ１１８のコ
レクタへ供給される電流量Ｉは、トランジスタ１
０６のコレクタにおいて反射（mirror）される。
図示されているように、トランジスタ１０６のエ
ミツタ領域はトランジスタ１１８のエミツタ領域
の大きさの２倍（2A）になつているので、トラ
ンジスタ１０６のコレクタ電流は2Iに等しくな
る。トランジスタ７８は電流量Ｉを供給できるだ
けであるので、トランジスタ１０６はコンデンサ
１２および１６が追加の電流Ｉを供給するため比
例した速度で放電できるようにする。従つて、上
述したように発振器３０は電流Ｉをバツド８２へ
供給することとパツド８２から供給することとを
交互に行う。ノード８２に現われる電圧レベル
が、トランジスタ８４を非導通状態にしてトラン
ジスタ１０２が導通できるようにしそれによつて
上述したサイクルを反復する第１レベルの電圧に
低下する時まで、トランジスタ１０６は導通状態
にとゞまつている。

基準コンデンサ１６はパツド８２と外部パツド
１２２の間にあつて量検知器回路２０の入力に接
続されている。検知器回路２０は、トランジスタ
１２４，１２６，１２８，１３０，１３２および
１３４からなる全波電流整流器回路を含む。大地
基準とトランジスタ７６のコレクタ−エミツタパ
スの間に結合されているダイオード接続トランジ
スタ１３６および１３８はトランジスタ１２８に
対して、従つて入力トランジスタ１２４および１
２６に対してバイアスをかける。全波整流器は技
術上周知であるので、その動作は下記にごく簡単
に説明するにとゞめておく。

電流IRは全波整流器の入力へ、またトランジ
スタ１２４およびダイオード接続トランジスタ１
２６のベースに与えられるので、トランジスタ１
２４のコレクタにおける電流はIRに等しくなり、
ダイオード接続トランジスタ１３０を介して供給
される。トランジスタ１３０，１３２および１３
６は典型的な電流ターンアラウンドミラー回路と
して接続されているので、量2IRの電流が導線１
３９を介してノード１３７へ与えられる。同様
に、電流IRは出力パツド１２２を介して全波整
流器から与えられるので、等量の電流がトランジ
スタ１２８のコレクタ−エミツタパスを通つて流
れ、これはまたノード１３７に対し2Rの電流を
発生させる。従つて（コンデンサ１６が充電およ
び放電されるにつれて）パツド１２２へ、および
パツド１２２から交互に与えられる電流IRに応
答して、量2IRの整流された電流が連続的にノー
ド１３７に与えられる。整流された電流の量はい
かなる値にしてもよく、IRに等しくてもよい。
本実施例においては、集積回路の形にしたこのト
ランジスタ１４０の構造上の性質によつてトラン
ジスタ１４０のコレクタに現われる寄生キヤパシ
タンスを克服するために、整流された電流の量は
基準コンデンサ１６を流れる電流の２倍にした。
トランジスタ１２４および１２６は大地基準６６
に接続されたエミツタを有するので、基準コンデ
ンサ１６は実質上の大地基準にほゞ置かれている
という点にも注目すべきである。従つて２個のコ
ンデンサ１２および１６は実質的に並列構成に置
かれている。

好ましい実施例では、プローブコンデンサ１２
は燃料タンク内に延びそれにより通常は燃料によ
つてとり囲まれているように作られている。しか
し、燃料タンク内で起きる燃料汚染又は濃縮によ
り水は燃料タンクの底の方に沈んでコンデンサ１
２をとり囲む。水の誘電率は燃料と異なるので、
コンデンサ１２の実効キヤパシタンスをその正常
値から増加させる。即ち、燃料中の水分の％が高
ければ高いほどプローブコンデンサの実効キヤパ
シタンスの量は大きくなる。燃料中の水分の％の
増大に伴う実効キヤパシタンスC₁₂の量のこの変
化は実験的に決めることができる。従つて、式４
から燃料中の過剰水分量を示す値でありそこで警
告灯がターンオンする値ｘは予め決めることがで
きる。

上述したことから、電流1Rの値はキヤパシタ
ンスC₁₂に比例する（式３参照）ので、ノード１
３７に供給される電流2IRの量は一定の基準電流
xIと比較することができ、電流2IRの値が電流
xI，即ち上述した比較器のトリツプ点より小さく
なるとランプ１４をターンオンさせる。この比較
が行われる方法は、ノード１３７からトランジス
タ１４０のコレクタ−エミツタパスを介して電流
xIを引込むことによつて行われる。十分なベース
電流ドライブがトランジスタ１４０のベースに供
給され、量xIのコレクタ電流をこのトランジスタ
のコレクタ−エミツタパスを介してノード１３７
と大地基準との間を通つて流れさせる。トランジ
スタ１４０へのベース電流ドライブは、それぞれ
のコレクタがダイオード接続トランジスタ１４
２，１４４および１４６に接続されている電流源
トランジスタ７４および７６を介して供給され
る。図示されているように、ダイオード接続トラ
ンジスタ１４２および１４４はともにトランジス
タ１４６のベース−コレクタ電極に接続され、ト
ランジスタ１４６のエミツタはトランジスタ１４
０のベースに接続されて電流ミラー回路を形成し
ている。

通常の動作では、燃料中に水分がなかつたり又
は問題とするに足らない量の水分しかない場合に
は、ノード１３７に供給される電流2IRの値は電
流xIの値を上廻る。そのコレクタが抵抗１５０を
介して電源導線６０に結合されているトランジス
タ１４８は比較器回路の出力として動作し、電流
をトランジスタ１５２のベースに供給し、トラン
ジスタ１５２のベースはトランジスタ１４８のエ
ミツタに結合されている。しかし、もし過剰の水
分が燃料中に現われると、ノード１３７における
電流2IRの値は電流xIの値より小さくなるのでト
ランジスタ１４０は引込みを必要とする。この状
態はトランジスタ１４８を非導通状態にさせるが
これはそこにはもはや利用できる十分なベース電
流ドライブが存在しないからである。従つて、そ
れ自体がプローブコンデンサ１２を流れる電流量
に比例しているコンデンサ１２を流れる電流に比
例した電流が既知の電流と比較され、車の燃料中
に過剰の水分量が現われると比較器トランジスタ
１４８の出力を切りかえる。

遅延フイルタ回路３４の入力は、トランジスタ
１５２のベースにおいて取得される。コンデンサ
１５４はトランジスタ１５２のベースとコレクタ
との間の結合されており、このトランジスタ１５
２は、トランジスタ１５２のβ（ベータ）増幅定
数にコンデンサ１５４の値を掛けたものに等しい
トランジスタ１４８のエミツタにおける実効キヤ
パシタンスを大地基準に対して発生させる。この
実効コンデンサは、スイツチング過渡信号をろ波
するが、このろ波が行われないとこの過渡信号
は、トランジスタ１４８が導通状態と非導通状態
の間で切り換えられる場合に発生する。トランジ
スタ１５２およびコンデンサ１５４は動作の１サ
イクルより長い遅延期間を有する能動フイルタと
して作用し、トリツプ点における擬似スイツチン
グを抑止するが、さもないとこの擬似スイツチン
グが起きる。何故かというと、コンデンサ１２お
よび１６を充電する電流Ｉの値がこれらの同じコ
ンデンサを放電させる電流Ｉとは等しくないから
である。ろ波を行うことによつて、トランジスタ
１４８の状態の変化はコンデンサ１６に対するコ
ンデンサ１２の相対的な大きさにだけ依存し、パ
ツド８２へ、又はパツド８２から供給される充電
および放電電流の量の差には依存しなくなる。

上述したように、燃料中に水分が殆んど、又は
全くないと、トランジスタ１４８および１５２は
導通状態になり、トランジスタ１５２へのコレク
タ電流は、各コレクタをトランジスタ１５２のコ
レクタに結合させた電流源トランジスタ７２によ
つて与えられる。従つてトランジスタ１５６への
ベース電流ドライブは、トランジスタ１５２がそ
のコレクタ−エミツタパスを介して接地されてい
るトランジスタ７２のコレクタからすべての電流
が引込むので抑止される。従つて、そのコレクタ
およびエミツタがトランジスタ１５８のコレクタ
およびエミツタに並列で接続されているトランジ
スタ１５６はターンオフされる。周知の電流ミラ
ー回路としてトランジスタ１６０，１６２および
抵抗１６４，１６６および１６８と一緒に接続さ
れているトランジスタ１５８はトランジスタ１５
６がターンオフされるとターンオフされてトラン
ジスタ１６０および１６２を導通状態にし、それ
によりマルチブルコレクタトランジスタ７２から
これらのトランジスタへの電流源のすべてが大地
基準に分路される。故にトランジスタ１６２はパ
ツド１７０において結合されているコンデンサ４
４の陽極をほゞ大地基準に保持して、トランジス
タ１７２を非導通状態に維持する。

トランジスタ１７４とともにプレドライバ回路
３６を形成し上述した電流ミラー回路と組み合わ
せて出力回路と考えられるトランジスタ１７２
は、そこへベース電流ドライブが供給されないの
でトランジスタ１７４の導通を抑止する。従つ
て、その入力がトランジスタ１７４のコレクタに
結合されている増幅器３８は非導通状態に維持さ
れる。従つて、水分が燃料中にないと、ランプ１
４はオフのまゝになつている。しかし、トランジ
スタ１４８は燃料中の過剰な水分によりターンオ
ンするので、トランジスタ１５６はターンオン
し、上述した電流ミラーのトランジスタ１５８を
ターンオンさせる。この結果、トランジスタ１６
２もまたターンオンする。このためコンデンサ４
４はVccに向つて充電し始める。コンデンサ４４
両端の電圧がトランジスタ１７２のターンオン電
圧を超えると、このトランジスタは導通状態にな
り、コレクタ−エミツタパスを介して電流をノー
ド１７８に与える。従つて、そのベースを抵抗１
８０を介してノード１７８に結合させているトラ
ンジスタ１７４がターンオンされ、次に増幅器３
８をターンオンさせる。これはランプ１４を点灯
させる。

ランプ１４がターンオンされる前に、トランジ
スタ１７２が導通するのに応答して、トランジス
タ１８２はトランジスタ１７２によつて導通状態
にさせられる。というのはこのトランジスタのベ
ースは抵抗１８４を介してノード１７８に結合さ
れているからである。抵抗１８６はバイアスをか
ける目的でトランジスタ１７２のエミツタと大地
基準との間に結合されている。従つて、ベース電
流ドライブは、それぞれのトランジスタ１８８お
よび１９０から取られ、これらのトランジスタの
各々は、ベースをそれぞれ抵抗１９２および１９
４を介してトランジスタ１８２のコレクタに結合
させている。従つて、抵抗１９６を介して電源導
線６０から供給されるすべての利用できる電流は
今やトランジスタ１８２のコレクタ−エミツタパ
スを通じて与えられるので、これら２つのトラン
ジスタはターンオフされる。トランジスタ１８８
および１９０は、非導通状態になるので、より多
くの電流がダイオード接続トランジスタ１４２お
よび１４４を介してトランジスタ１４６に供給さ
れるようになる。このことが今度はトランジスタ
１４０に供給されるベース電流を増加させてヒス
テリシス作用を与え、それによりトランジスタ１
４８が遮断されるトリツプ点がセンサ回路１０を
導通状態にラツチするのに十分な程高くなり、こ
の導通状態はひとたび燃料中の過剰水分が検知さ
れるとその水分が除去されるまでランプ１４をオ
ンの状態に保つようにする。事実、トリツプ点は
十分に高くなるので、たとえコンデンサC₁₂の実
効値が零に低下しても、ラツチ回路４２がパツド
１９８に供給されるラツチ使用禁止信号により使
用禁止にされるまではシステムはその通常の動作
モードに戻らない。

ラツチ使用禁止信号がパツド１９８に印加され
ると、トランジスタ２００のベースは抵抗２０２
および２０４を介してパツド１９８に結合されて
いるので、トランジスタ２００はターンオンす
る。トランジスタ２００が導通状態になるので、
十分なラツチ電流がトランジスタ１８８のコレク
タと大地基準との間に結合されたトランジスタ２
００のコレクタ−エミツタパスを介して大地に引
込まれて、トランジスタ１４０が修正されトリツ
プ点ベースドライブ電流によつて駆動されるよう
になる。この結果、水分レベル含有量が最低許容
％に減少するまで回路にヒステリシスが導入され
る。その後トランジスタ１９０は非導通状態にな
る。従つてトランジスタ１４０のコレクタ流は原
のトリツプ点の値（xI）にまで減少する。さて、
もはや燃料中に過剰の水分は存在しないので、電
流2IRの値はトランジスタ１４８をターンオン
し、その結果トランジスタ１７２をターンオンす
るのに十分な値となる。次にランプ１４がターン
オンされ、センサ回路の通常の動作が再開され
る。抵抗２０２および２０４の相互接続部と大地
基準との間に結合されたツエナーダイオード２０
６はトランジスタ２００に過剰電圧保護を与え
る。抵抗２０８はバイアス抵抗として備えられて
おり、トランジスタ２００のエミツタとベースの
間に結合されている。

第３図にみると、コンデンサ１２および１６の
両方を通る電流を検知しその間の差を直接に検知
することを可能にする検知器回路２０の変更され
た部分が示されている。この実施例においては、
基準コンデンサ１６は上述したように整流器部分
２１０に結合されている。更に、プローブ又は可
変コンデンサ１２は、追加の整流器部分２１２の
入力に接続された大地基準に対し前に接続された
電極を接続させている。整流器部分２１２は、整
流器２１０と同じであり、第２図Ａに図示される
如く、トランジスタ１２４，１２６，１２８，１
３６，１３８および電流源トランジスタ７６より
構成されている。トランジスタ１３０，１３２お
よび１３４からなる電流ターンアラウンドおよび
ミラー回路は同様な構造の電流ミラー回路２１４
によつて置きかえることができ、そこではコンデ
ンサ１６を流れる電流によりその入力（半円形に
て示される）から流れる電流は、トランジスタ１
４８のベースに結合されている出力に現われる。
整流器部分２１２の出力は電流ミラー回路２１４
の出力に接続されているので、この電流はコンデ
ンサ１２を流れる電流と直接に比較される。電流
器部分２１２の出力において与えられる電流はコ
ンデンサ１２を流れる電流に正比例する。従つ
て、コンデンサ１６の大きさに比例するコンデン
サ１２および１６を流れる各電流間の差電流は、
上述したように比較器トランジスタ１４８の動作
状態を切りかえるのに用いることができる。

従つて上述したのは、好ましい実施例において
はデイーゼル燃料で動作する内燃機関の燃料中の
過剰水分を感知するために利用できる新規なセン
サ回路である。このセンサ回路は、システム費用
を安くする一方でシステム精度を高めるため集積
回路の形に組み立てるのに適している。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の燃料中水分のセンサ回路を概
略的に示す部分ブロツク図である。第２Ａ図およ
び第２Ｂ図は、本発明の好ましい実施例の燃料中
水分のセンサ回路を示す詳細な概略図である。第
３図は、本発明の燃料中水分のセンサ回路の特定
の実施例を示す部分概略ブロツク図である。 １０……センサ回路、１２，５０，１５４……
コンデンサ、１４……ランプ（警告灯）、１６…
…基準コンデンサ、１８……接地（アース）、２
０……検知器回路（量検知器）、２２，９６，１
１０，１３７，１７８……ノード、２４……制御
スイツチ、２６，２８……電流源、３０……発振
器、３２，６８，１３９……導線、３４……遅延
フイルタ、３６……プレドライバ増幅器、３８…
…増幅器、４０……バツテリ電源、４２……ラツ
チ／ヒステリシス回路、４４……遅延フイルタコ
ンデンサ、４６……ランプチエツク回路、４８…
…車の点火スイツチ、６０……電源導線、６２…
…外部結合パツド、６４……主バイアス回路、２
０６……ツエナーダイオード、２１０，２１２…
…整流器部分、２１４……電流ミラー回路。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 実質的に一定の所定値を有し、第１回路ノー
   ドにおいて可変コンデンサと本質的に並列接続さ
   れている第１コンデンサと、 前記第１回路ノードに結合され、前記第１回路
   ノードへ実質的に一定の電流を与えまたそこから
   電流を得ることを交互に行う手段と、 前記第１コンデンサと効果的に結合され、前記
   第１コンデンサがそこを流れる第１回路ノードへ
   またそこから供給される前記電流の一部によつて
   充電と放電を交互に行う場合に前記第１コンデン
   サを流れる電流の絶対量を検知し、前記検知した
   電流を所定の実質的に一定の量の電流と比較し、 前記第１コンデンサを流れる前記電流の量は前
   記検出された電流と所定量の前記電流の差電流が
   可変コンデンサのキヤパシタンスの変化を示すよ
   うに、可変コンデンサのキヤパシタンスが変化す
   るにつれ変化する、検知器回路手段からなる、可
   変コンデンサのキヤパシタンスの変化を検知する
   燃料中水分のセンサ回路。 ２ 前記第１および可変コンデンサへ電流を与
   え、またそれらのコンデンサから電流を得ること
   を交互に行う前記手段は、前記第１コンデンサお
   よび可変コンデンサが第１および第２電圧レベル
   間で充電され放電されると実質的に等しい値の充
   電および放電電流を発生させる発振器を具える前
   記特許請求の範囲第１項記載の燃料中水分のセン
   サ回路。 ３ 前記検知器回路は、 入力を前記第１コンデンサと結合させ、前記第
   １および第２電圧レベル間で直線的に充電および
   放電される前記第１コンデンサに応答して出力に
   おいて整流電流を発生させる出力を有する全波整
   流器回路と、 所定の実質的には一定の量の前記電流を設定
   し、出力を前記全波整流器の前記出力と結合さ
   せ、それにより所定量の前記電流量に等しい量ま
   での前記整流電流の一部を引込む電流ミラー回路
   手段と、 入力を前記全波整流器および前記電流ミラー回
   路手段の出力に結合させた比較器手段とを具え、 前記比較器手段の出力は、前記整流電流の量が
   所定の実質的に一定の量の前記電流量を上廻る
   か、又は下廻ると第１および第２出力レベル状態
   の間で切りかえられることを特徴とする前記特許
   請求の範囲第１項記載の燃料中水分のセンサ回
   路。 ４ 本質的に可変コンデンサと並列に一定値のコ
   ンデンサを結合するステツプと、 第１及び第２電圧レベル間で、前記可変コンデ
   ンサと前記一定値コンデンサの両方の充電及び放
   電を直線的に交互に繰り返すステツプと、 前記一定値コンデンサを流れる電流の絶対量を
   検出するステツプと、 前記検出された電流を、その間の電流差が可変
   コンデンサのキヤパシタンスを示す既知量の電流
   と比較するステツプと、 からなる可変コンデンサのキヤパシタンス値の変
   化を検知する燃料中水分の検出方法。 ５ 固定値の第２コンデンサと、 第１回路ノードで、第１及び第２コンデンサに
   結合され第１及び第２電位レベル間で同様に充電
   と放電を直線的に行う手段と、 前記第２コンデンサと第１コンデンサをお互い
   が並列になるよう効果的に配置し、第１及び第２
   コンデンサに流れる電流の差を検出する検知器手
   段、 とから成る第１コンデンサのキヤパシタンスの変
   化を検知する燃料中水分のセンサ回路。 ６ 前記第２コンデンサに結合されている入力
   と、出力を有し、前記出力において、前記第２コ
   ンデンサを通り、前記入力へ、またそこから供給
   される電流と比例した整流電流信号を供給する第
   １全波整流器回路と、 前記第１コンデンサに結合されている前記入力
   と、出力を有し、前記出力において、前記第１コ
   ンデンサを通り、前記入力へ、またそこから供給
   される電流と比例した整流電流信号を供給する第
   ２全波整流器回路と、 前記第１全波整流器回路の前記出力に結合され
   ている前記入力と、前記第２全波整流器回路の前
   記出力に結合されている前記出力を有し、前記出
   力において、前記入力から供給される前記整流電
   流に比例した電流を供給する電流ミラー回路とを
   前記検知器手段は含むことを特徴とする前記特許
   請求の範囲第５項記載の燃料中水分のセンサ回
   路。