JPH05288707A - 静電容量式センサおよびそのセンサを用いた燃料の性状判別装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 アルコール混合ガソリンのアルコール濃度ま
たはガソリンに混入された添加剤によるガソリン性状の
変化を正確に検出する。 【構成】 ガソリンの性状に応じて定まる比誘電率を利
用して、検出電圧Ｖが変化する静電容量センサ１５を、
燃料流路２１に対して直交方向にそれぞれ配設された一
対の第１電極２２，第２電極２３を有する構成とする。
そして、第１，第２電極２２，２３に異なる波高値Ｖ0
1，Ｖ02となる高周波電圧ＶH1，ＶH2をそれぞれ発振器
２４，２５から印加し、燃料流路２１内の電界をベクト
ル的な電界とする。これにより、該燃料流路２１内のア
ルコール混合ガソリンＧは、電界強度に対応した誘電分
極を発生し、各電極２２，２３からアルコール混合ガソ
リンＧの比誘電率に対応した検出電圧Ｖ1 ，Ｖ2 を検出
する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えばメタノール，エ
タノール混合燃料または添加剤を混入させた燃料の比誘
電率を測定する静電容量式センサ、およびこれらの燃料
を用いたエンジンの燃料噴射制御装置等に適用される燃
料の性状判別装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、環境保護や省エネルギ等の要請か
ら、自動車用燃料としてメタノール等のアルコールをガ
ソリンに混合したアルコール混合燃料が注目されてい
る。しかし、このアルコール混合燃料はアルコール濃度
によって理論空燃比が異なるため、燃料配管中にアルコ
ール濃度測定装置を設けて燃料中のアルコール濃度を測
定し、これにより燃料噴射量を調節する必要がある。

【０００３】そして、純正ガソリンの空燃比Ａ／Ｆは１
４．７であるが、アルコール濃度が１００％のメタノー
ルを用いた場合には空燃比Ａ／Ｆが６．５となるように
制御する必要があり、アルコール濃度が０〜１００％の
範囲では理論空燃比Ａ／Ｆは約２倍異なることになる。

【０００４】従って、アルコール混合燃料を使用する場
合には、アルコールセンサと呼ばれるアルコール濃度測
定装置を備え、アルコール濃度に対応した出力電圧を発
生し、当該出力電圧値に基づいて燃料噴射量の演算を行
なっている。

【０００５】そして、この種のアルコール濃度測定装置
としては、ガソリンとアルコールの有する誘電率からア
ルコール濃度を検出する静電容量式アルコール濃度測定
装置が知られている。

【０００６】しかし、前述した従来技術では、ガソリン
中に混入されるアルコールが単一のアルコールの場合に
は、優れた検出ができるものの、ガソリン中に混入され
るアルコールは、代表的にはエタノール，メタノールと
の２種類が考えられ、各々単独に混入される場合と、混
合して混入される場合とがある。このエタノールとメタ
ノールとは成分および比誘電率（エタノール３２，エタ
ノール２４，ガソリン２）が異なるため、混合して混入
された場合には、エタノール濃度，メタノール濃度を個
別に検出する必要がある。しかし、従来のアルコール濃
度測定装置ではアルコール混合ガソリン中のガソリン，
エタノール，メタノールの各混合割合が検出することが
できない。

【０００７】また、エタノールあるいはメタノールを単
独に混入する場合であっても、いつも同一のアルコール
を混入するとは限らず、エタノール，メタノールでは比
誘電率の相違から静電容量に与える影響が異なるため、
単一のアルコール濃度測定装置では対応することができ
ない。

【０００８】さらに、２種類のアルコールが混入された
可能性のある混合ガソリンを自動車等のエンジンに用い
た場合には、エンジンに適切な燃料噴射量制御や点火時
期制御を行なうことができないという問題があった。

【０００９】そこで、本出願人は、これらの問題を解決
するために、特願平3-290941号（以下、「第１の先行技
術」という）により、２種類のアルコールが混入される
可能性のあるアルコール混合燃料の各々のアルコール濃
度を個別に検出することができ、エンジンの適切な燃料
噴射量制御や点火時期制御を行なうことができるように
した燃料の性状判別装置を出願した。

【００１０】この第１の先行技術による燃料の性状判別
装置の構成は、一のアルコール，他のアルコールまたは
一のアルコールと他のアルコールの双方が混合されたア
ルコール混合燃料内に設けられた静電容量センサと、該
静電容量センサに第１の電圧を印加したときに該静電容
量センサからの検出信号によって静電容量または比誘電
率を演算する第１の容量演算手段と、前記静電容量セン
サに第２の電圧を印加したときに該静電容量センサから
の検出信号によって静電容量または比誘電率を演算する
第２の容量演算手段と、既知の一のアルコールと他のア
ルコールとの混合比率を可変としたときに、前記第１の
静電容量演算手段で演算された静電容量または比誘電率
の変化の割合を記憶した第１の記憶手段と、既知の一の
アルコールと他のアルコールとの混合比率を可変とした
ときに、前記第２の静電容量演算手段で演算された静電
容量または比誘電率の変化の割合を記憶した第２の記憶
手段と、未知のアルコール混合燃料について第１の容量
演算手段を用いて静電容量または比誘電率を算出し、前
記第１の記憶手段から一のアルコールと他のアルコール
の混合線を算出する第１の混合線算出手段と、未知のア
ルコール混合燃料について第２の容量演算手段を用いて
静電容量または比誘電率を算出し、前記第２の記憶手段
から一のアルコールと他のアルコールの混合線を算出す
る第２の混合線算出手段と、前記第１，第２の混合線算
出手段による混合線の交点を求め、この交点からアルコ
ール混合燃料中の一のアルコール濃度、他のアルコール
濃度または一のアルコールと他のアルコールの個別濃度
を算出する個別濃度算出手段とからなる。

【００１１】また、別の構成では、一のアルコール，他
のアルコールまたは一のアルコールと他のアルコールの
双方が混合されたアルコール混合燃料内に設けられ、電
極定数の異なる第１，第２の静電容量センサと、該第１
の静電容量センサに電圧を印加したときに該静電容量セ
ンサからの検出信号によって静電容量または比誘電率を
演算する第１の容量演算手段と、前記第２の静電容量セ
ンサに電圧を印加したときに該静電容量センサからの検
出信号によって静電容量または比誘電率を演算する第２
の容量演算手段と、既知の一のアルコールと他のアルコ
ールとの混合比率を可変としたときに、前記第１の静電
容量演算手段で演算された静電容量または比誘電率の変
化の割合を記憶した第１の記憶手段と、既知の一のアル
コールと他のアルコールとの混合比率を可変としたとき
に、前記第２の静電容量演算手段で演算された静電容量
または比誘電率の変化の割合を記憶した第２の記憶手段
と、未知のアルコール混合燃料について第１の容量演算
手段を用いて静電容量または比誘電率を算出し、前記第
１の記憶手段から一のアルコールと他のアルコールの混
合線を算出する第１の混合線算出手段と、未知のアルコ
ール混合燃料について第２の容量演算手段を用いて静電
容量または比誘電率を算出し、前記第２の記憶手段から
一のアルコールと他のアルコールの混合線を算出する第
２の混合線算出手段と、前記第１，第２の混合線算出手
段による混合線の交点を求め、この交点からアルコール
混合燃料中の一のアルコール濃度、他のアルコール濃度
または一のアルコールと他のアルコールの個別濃度を算
出する個別濃度算出手段とからなる。

【００１２】一方、自動車用エンジンの燃料として使用
されている純正ガソリンには、ヘプタン，ペンタン等の
炭火水素を主成分とする軽質ガソリンと、ベンゼン等の
炭火水素を主成分とする重質ガソリンと、該重質ガソリ
ンと軽質ガソリンとの中間に位置する中質ガソリンとが
ある。軽質ガソリンは気化しやすい性質を有しており、
重質ガソリンは気化しにくい性質を有している。

【００１３】そして、自動車用エンジンに用いられるガ
ソリンエンジンは、通常軽質ガソリンにマッチングして
点火時期等が設定されているが、最近では重質ガソリン
の使用が一般化してきていること、大気汚染法の施行等
の理由により、ガソリンの重質化が進んでいる。

【００１４】然るに、軽質ガソリンにマッチングさせて
エンジンの点火時期等を制御するように設定されたガソ
リンエンジンに、重質ガソリンを燃料として使用した場
合には、軽質ガソリンに比較して着火時期が遅れる結
果、全体としてリーン化傾向となり、低温時の始動性、
運転性の悪化を招くという問題がある。また、走行状態
においても、重質ガソリン使用時には、息づき現象等の
運転性能の悪化を起こすばかりでなく、不完全燃焼によ
って排気ガス中の有害成分が増大する等の問題がある。

【００１５】一方、前述とは逆に、重質ガソリンにマッ
チングさせて点火時期等を制御するように設定されたガ
ソリン車に、軽質ガソリンを使用した場合には、全体と
してオーバリッチ傾向となり、点火プラグに「くすぶ
り」が発生するという問題がある。

【００１６】また、市販されている純正ガソリンには、
添加剤としてメタノール、エタノール、ＭＴＢＥ（メチ
ルターシャルブチルエーテル）等のアルコール分が混入
されていることがある。このように、純正ガソリンにア
ルコール分が混入させると、当該アルコール分によって
誘電率が高くなるから、添加剤の混入割合に応じて出力
電圧が高くなる。

【００１７】然るに、通常のガソリン性状判別装置（例
えば、特願平2-49724 号）では、出力電圧を所定の比較
電圧値で比較するだけであるから、軽質，中質，重質の
正確な判定ができないという問題がある。

【００１８】そこで、本出願人は、これらの問題を解決
するために、特願平3-290943号（以下、「第２の先行技
術」という）により、未知のガソリンに未知の添加剤が
ある濃度で混入されている場合であっても、ガソリンの
種類、添加剤の種類、添加剤の濃度を正確に判定し、重
軽質を高精度に検出し、適切なエンジン制御を行ないう
るようにした燃料の性状判別装置を出願した。

【００１９】この第２の先行技術による燃料の性状判別
装置の構成は、ガソリン中に設けられた静電容量センサ
と、該静電容量センサに第１の電圧を印加したときに該
静電容量センサからの検出信号によって静電容量または
比誘電率を演算する第１の容量演算手段と、前記静電容
量センサに第２の電圧を印加したときに該静電容量セン
サからの検出信号によって静電容量または比誘電率を演
算する第２の容量演算手段と、既知のガソリンの種類，
添加剤の種類，その添加剤の濃度を可変としたときに、
添加剤の濃度に対しての前記第１の静電容量演算手段で
演算された各ガソリンの種類，添加剤の種類による静電
容量または比誘電率の変化の割合を複数本の特性線とし
て記憶した第１の記憶手段と、既知のガソリンの種類，
添加剤の種類，その添加剤の濃度を可変としたときに、
添加剤の濃度に対しての前記第２の静電容量演算手段で
演算された各ガソリンの種類，添加剤の種類による静電
容量または比誘電率の変化の割合を複数本の特性線とし
て記憶した第２の記憶手段と、未知のガソリンについて
前記第１の容量演算手段を用いて静電容量または比誘電
率を算出し、前記第１の記憶手段の各特性線から複数個
のガソリンの種類，添加剤の種類に対する添加剤の濃度
を算出する第１の濃度算出手段と、未知のガソリンにつ
いて前記第２の容量演算手段を用いて静電容量または比
誘電率を算出し、前記第２の記憶手段の各特性線から複
数個のガソリンの種類，添加剤の種類に対する添加剤の
濃度を算出する第２の濃度算出手段と、前記第１，第２
の濃度算出手段により算出された複数個のガソリンの種
類，添加剤の種類に対する添加剤の濃度のうち、一致す
るところを選択することによりガソリンの種類，添加剤
の種類，その添加剤の濃度を算出するガソリン選択手段
とからなる。

【００２０】

【発明が解決しようとする課題】ところが、前述した第
１，第２の先行技術においては、電極定数の異なった静
電容量センサを２個設けるか、１個の静電容量センサの
場合にはそれぞれ異なった電圧を印加する電圧印加手段
を２個設け、該各電圧印加手段の切換を行なう構成にし
なくてはならず、その構成が複雑になるという未解決な
問題がある。

【００２１】また、静電容量センサを２個設けるときに
は、燃料配管の途中に２個設けなくてはならず、つなぎ
部分が増え燃料の漏洩事故を起こし易くなるという未解
決な問題がある。

【００２２】本発明は上記先行技術の未解決な問題に鑑
みなされたみなされたもので、コンパクトに形成できる
静電容量センサを提供すると共に、燃料中の各アルコー
ルの濃度検出または燃料の性状を正確に判別できる燃料
の性状判別装置を提供することを目的としている。

【００２３】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明が採用する静電容量式センサは、燃料の流入
口と流出口とが形成され、燃料が流入口から流出口に向
けて流通する燃料流路と、該燃料流路の側面に離間して
設けられ、流通する燃料を介して対向した一対の第１電
極と、前記燃料流路の側面に離間し、該第１電極に直交
するように設けられ、流通する燃料を介して対向した一
対の第２電極とから構成したことにある。

【００２４】また、前記燃料流路は、流入口から流入さ
れた燃料が軸方向に流通して流出口から流出するように
直線状に形成され、前記第１，第２電極を、該燃料流路
に対してそれぞれ直交するように平行平板型電極として
配設してなる請求項１記載の静電容量式センサ。

【００２５】さらに、前記燃料流路は、流入口から流入
された燃料が分岐されてそれぞれ円弧状に流通して流出
口手前で合流されて流出するように環状に形成され、前
記第１，第２電極を、該燃料流路に対してそれぞれ直交
するように、一方の電極が環状の該燃料流路に沿った一
対の環状板で形成され、他方の電極が同軸円筒型電極と
して形成してなる請求項１記載の静電容量式センサ。

【００２６】一方、燃料の流入口と流出口とが形成さ
れ、燃料が流入口から流出口に向けて流通する燃料流路
と、該燃料流路の側面に離間して設けられ、流通する燃
料を介して対向した一対の第１電極と、前記燃料流路の
側面に離間し、該第１電極に直交するように設けられ、
流通する燃料を介して対向した一対の第２電極と、該第
１，第２電極にそれぞれ高周波電圧を印加する第１，第
２の電圧印加手段と、該各電圧印加手段で前記第１，第
２電極に高周波電圧を印加したときに、該第１，第２電
極のうち、少なくとも一方の電極間から燃料の性状に対
応した電気信号を検出する検出処理手段とから構成して
なる燃料の性状判別装置。

【００２７】また、前記第１，第２の電圧印加手段は第
１，第２電極にそれぞれ異なる高周波電圧を印加し、前
記検出処理手段は第１，第２電極間からそれぞれ燃料の
性状に対応した電気信号を検出してなる請求項４記載の
燃料の性状判別装置。

【００２８】さらに、前記第１，第２電極には第１また
は第２の電圧印加手段のいずれかから等しい高周波電圧
を印加する一方、この前，後で前記第１，第２電極に第
１，第２の電圧印加手段からそれぞれ異なる高周波電圧
を印加し、前記検出処理手段は第１，第２電極のいずれ
か一方の電極間から燃料の性状に応じた電気信号を検出
してなる請求項４記載の燃料の性状判別装置。

【００２９】さらにまた、前記第１，第２電極の電極定
数を異なるように形成し、該第１，第２電極には第１ま
たは第２の電圧印加手段のいずれかから等しい高周波電
圧を印加し、前記検出処理手段は第１，第２電極間から
それぞれ燃料の性状に対応した電気信号を検出してなる
請求項４記載の燃料の性状判別装置。

【００３０】

【作用】上記構成による静電容量式センサにおいては、
第１電極，第２の電極のそれぞれの各電極に高周波電圧
を印加することによって、燃料流路を流通する燃料に加
わる電界は大きさと方向を有するベクトル的な電界とな
り、このベクトル的な電界の大きさおよび方向により燃
料の誘電率に対する誘電分極を発生させる。

【００３１】一方、上記構成の燃料の性状判別装置にお
いては、静電容量式センサを構成する第１電極，第２の
電極に第１，第２の電圧印加手段により高周波電圧を印
加し、検出処理手段によって燃料の誘電率に対する２個
の誘電分極を電気信号として検出し、各電気信号に基づ
いて燃料の性状を判別する。

【００３２】

【実施例】以下、本発明の実施例を図１ないし図２７に
基づき説明する。

【００３３】まず、本発明の第１の実施例によるアルコ
ール濃度測定を例に挙げ、図１ないし図１１に基づいて
説明する。

【００３４】図中、１は例えば４気筒のエンジン（１気
筒のみ図示）を示し、該エンジン１はシリンダ１Ａと、
該シリンダ１Ａ上に搭載されたシリンダヘッド１Ｂと、
シリンダ１Ａ内を往復動するピストン１Ｃとから大略構
成されている。２は各シリンダ１Ａの上側に位置してシ
リンダヘッド１Ｂに設けられた点火プラグ（１個のみ図
示）を示し、該点火プラグ２は後述するコントロールユ
ニット２９から点火信号が出力されたときに、シリンダ
１Ａ内の混合気を燃焼（爆発）させるようになってい
る。

【００３５】３は基端側が分岐管となってエンジン１の
シリンダヘッド１Ｂの吸気側に設けられたインテークマ
ニホールドを示し、該インテークマニホールド３の先端
側には吸気フィルタ４が設けられ、途中には吸気空気量
を計測するエアフロメータ５、スロットルバルブスイッ
チ６が付設されたスロットルバルブ７等が設けられ、さ
らにシリンダヘッド１Ｂの近傍に位置して噴射弁８が設
けられ、該噴射弁８はコントロールユニット２９からの
噴射信号によってエンジン１内にアルコール混合ガソリ
ンＧを噴射するものである。

【００３６】９は内部にアルコール混合ガソリンＧを貯
える燃料タンクを示し、該燃料タンク９内にはインタン
ク型燃料ポンプ１０が設けられている。１１は燃料配管
を示し、該燃料配管１１の一端は燃料フィルタ１２を介
して燃料ポンプ１０の吐出側と接続され、その他端は噴
射弁８、圧力レギュレータ１３の流入側と接続され、該
圧力レギュレータ１３の流出側はリターン配管１４を介
して燃料タンク９と接続されている。

【００３７】１５は燃料配管１１の途中に設けられた本
実施例による静電容量式センサを示し、該静電容量式セ
ンサ１５は後述する検出処理回路１６を介してコントロ
ールユニット２９に接続され、前記燃料配管１１内を流
れるアルコール混合ガソリンＧの性状状態による比誘電
率の変化を検出するものである。

【００３８】ここで、本実施例による燃料の性状判別装
置としてのアルコール濃度測定装置は、図２に示す如
く、静電容量式センサ１５と、該静電容量式センサ１５
内に配設された後述する第１電極２２に高周波電圧ＶH1
を印加する第１の発振器２４と、第２電極２３に高周波
電圧ＶH2を印加する第２の発振器２５と、前記第１，第
２電極２２，２３に接続され、検出信号としての検出電
圧Ｖ1 ，Ｖ2 を微分する微分回路２６，２６とから構成
され、該各微分回路２６および第１，第２の発振器２
４，２５により検出処理回路１６を構成している。そし
て、前記各微分回路２６からの信号はコントロールユニ
ット２９に入力され、該コントロールユニット２９で
は、第１の先行技術で述べたような処理を行なうことに
より、アルコール混合ガソリンＧ中のガソリン，エタノ
ール，メタノールの各濃度を検出するようになってい
る。

【００３９】次に、図３ないし図５に基づいて、アルコ
ール濃度測定装置の静電容量式センサ１５の構成につい
て説明する。

【００４０】１７は金属材料により形成され、静電容量
式センサ１５の本体を構成するケーシングを示し、該ケ
ーシング１７は燃料の流出口１９Ａを有する流出管１９
が底部に突設された有底筒状のケーシング本体１７Ａ
と、燃料の流入口１８Ａを有する流入管１８が突設され
た蓋体１７Ｂとから構成され、前記流入管１８および流
出管１９をそれぞれ燃料配管１１に接続することによ
り、アルコール混合ガソリンＧを静電容量式センサ１５
内に流通させる。

【００４１】２０はケーシング１７内に設けられ、ポリ
テトラフルオロエチレン等の絶縁樹脂材料により形成さ
れた絶縁ケースを示し、該絶縁ケース２０は、ケーシン
グ本体１７Ａのそれぞれの内周面に５枚の樹脂板を貼着
することにより、開口部２０Ａが正方形を有するように
液密に形成されたケース本体２０Ｂと、蓋体１７Ｂに貼
着され、前記開口部２０Ａを液密に閉塞するケース蓋２
０Ｃとから構成され、該ケース蓋２０Ｃおよびケース本
体２０Ｂの底部には、前記流入管１８の流入口１８Ａお
よび流出管１９と流出口１９Ａと連通する流入穴２０Ｄ
および流出穴２０Ｅが穿設されている。

【００４２】２１は絶縁ケース２０内に軸方向に形成さ
れた燃料流路を示し、該燃料流路２１は流入管１８の流
入口１８Ａから流入されるアルコール混合ガソリンＧを
流入穴２０Ｄを介して絶縁ケース２０内に流入させ、流
出穴２０Ｅを介して流出管１９の流出口１９Ａから流出
させる。

【００４３】２２は本実施例による第１電極を示し（図
２参照）、２２Ａ，２２Ｂは前記ケース本体２０Ｂの内
周面のうち、一方の両側面に燃料流路２１を挟むように
貼着されて当該第１電極２２をなす電極板で、電極板２
２Ａは入力側電極板となり、リード線２２Ｃを介して第
１の発振器２４に接続され、電極板２２Ｂは出力側電極
となり、リード線２２Ｄを介して一方の微分回路２６に
接続されている。

【００４４】２３は本実施例による第２電極を示し（図
２参照）、２３Ａ，２３Ｂは前記ケース本体２０Ｂの内
周面のうち、他方の両側面に燃料流路２１を挟むように
し、前記第１電極２２と直交して貼着されて第２電極２
３をなす電極板で、電極板２３Ａは入力側電極となり、
リード線２３Ｃを介して第２の発振器２５に接続され、
電極板２３Ｂは出力側電極となり、リード線２３Ｄを介
して他方の微分回路２６に接続されている。

【００４５】なお、前記第１電極２２，第２電極２３の
それぞれの各電極板２２Ａおよび２２Ｂ，２３Ａおよび
２３Ｂの各離間距離ｄおよびその表面積Ｓは等しくして
形成され、図４に示すようにそれぞれ第１，第２電極２
２，２３は平行平板型電極として形成され、その電極定
数Ｋ（Ｋ＝Ｓ／ｄ）となる。また、燃料流路２１は正方
形となる。

【００４６】２４は第１の電圧印加手段としての第１の
発振器を示し、該第１の発振器２４は内蔵されたアッテ
ネータにより、高周波電圧ＶH1（波高値Ｖ01，周波数
ｆ）を第１電極２２に印加する。

【００４７】２５は第２の電圧印加手段としての第２の
発振器を示し、該第２の発振器２５は内蔵されたアッテ
ネータにより、高周波電圧ＶH2（波高値Ｖ02，周波数
ｆ）を第２電極２３に印加する。なお、前記各発振器２
４，２５の高周波電圧ＶH1，ＶH2の波高値の関係はＶ01
＞Ｖ02となるように各アッテネータにより調整されてい
る。

【００４８】ここで、前記静電容量式センサ１５では、
図２に示すように印加される各高周波電圧ＶH1，ＶH2の
波高値が異なるために、燃料流路２１に作用する各電極
２２，２３からの電界はベクトル的な電界となり、この
電界の方向に対して各電極２２，２３間の燃料流路２１
中の燃料分子の分極方向が揃い、かつ電界の強さに対し
ても分子が延びて、電界方向に誘電分極を引き起こす。
そして、この誘電分極の変化を各電極２２，２３からア
ルコール混合ガソリンＧの比誘電率に対応した２個の検
出電圧Ｖ1 ，Ｖ2 として検出する。

【００４９】２６，２６は前記第１電極２２，第２電極
２３の出力側電極に各リード線２２Ｄ，２３Ｄを介して
それぞれ接続された微分回路を示し、該各微分回路２６
はオペアンプ２７と、該オペアンプ２７の出力端子と反
転端子との間に接続された負帰還抵抗２８とから構成さ
れ、前記オペアンプ２７の非反転端子はアースに接続さ
れる。

【００５０】２９は本実施例によるコントロールユニッ
トを示し、該コントロールユニット２９は例えばＲＡ
Ｍ，ＲＯＭ等によりマイクロコンピュータとして構成さ
れ、該コントロールユニット２９は入出力制御回路３
０，処理回路３１および記憶回路３２とから大略構成さ
れ、該入出力制御回路３０の入力側には、前記静電容量
式センサ１５の第１電極２２，第２電極２３からの検出
電圧Ｖ1 ，Ｖ2 が各微分回路２６を介して入力されるよ
うに接続されている。また、記憶回路３２の記憶エリア
３２Ａ内には図８および図９に示すアルコール濃度検出
処理プログラムの他に、燃料噴射演算プログラム、点火
時期制御プログラム（いずれも図示せず）等が内蔵され
ている。さらに、記憶エリア３２Ａ内には、図６に示す
特性マップIと図７に示す特性マップIIとが格納されて
いる。

【００５１】なお、図１においては、コントロールユニ
ット２９の入出力制御回路３０の入力側には、前記エア
フロメータ５，スロットルバルブスイッチ６，エンジン
の回転数を検出するクランク角センサ，エンジンスイッ
チ等の他、水温センサ，酸素センサ等の各種センサが接
続され、出力側には、点火プラグ２および噴射弁８等が
接続され、該コントロールユニット２９では燃料噴射演
算プログラムおよび点火時期制御プログラム（いずれも
図示せず）による制御処理を行っている。

【００５２】ここで、特性マップI は、ガソリンとエタ
ノールの濃度（例えば０％，１５％，…）およびガソリ
ンとメタノールの濃度（例えば０％，１５％，…）が確
定した種々の既知のアルコール混合ガソリンを、本実施
例のアルコール濃度測定装置による静電容量式センサ１
５の第１電極２２からの検出電圧Ｖ1 により作成された
もので、横軸にエタノール濃度Ｅ、縦軸に検出電圧Ｖ1
を基準として、メタノール濃度Ｍの変化をグラフ化した
ものである。

【００５３】一方、特性マップIIは、ガソリンとエタノ
ールの濃度（例えば０％，１５％，…）およびガソリン
とメタノールの濃度（例えば０％，１５％，…）が確定
した種々の既知のアルコール混合ガソリンを、本実施例
のアルコール濃度測定装置による静電容量式センサ１５
の第２電極２３からの検出電圧Ｖ2 により作成されたも
ので、横軸にエタノール濃度Ｅ、縦軸に検出電圧Ｖ2 を
基準として、メタノール濃度Ｍの変化をグラフ化したも
のである。

【００５４】そして、記憶回路３２の記憶エリア３２Ａ
内への特性マップI の記憶が第１の先行技術による第１
の記憶手段となり、記憶回路３２の記憶エリア３２Ａ内
への特性マップIIの記憶が第１の先行技術による第２の
記憶手段となる。

【００５５】次に、未知のアルコール混合ガソリンＧ中
の未知のメタノール濃度ＭX ，エタノール濃度ＥX を検
出する検出処理について、図８および図９のプログラム
に基づいて説明する。

【００５６】なお、便宜上、未知のメタノール濃度，エ
タノール濃度をメタノール混合濃度Ｍ，エタノール混合
濃度Ｅとして、既知のメタノール濃度Ｍ，エタノール濃
度Ｅおよび未知のアルコール混合ガソリンＧ中のメタノ
ール濃度ＭX ，エタノール濃度ＥX と区別するようにす
る。

【００５７】まず、ステップ１で静電容量式センサ１５
内の燃料流路２１内に流入されたアルコール混合ガソリ
ンＧの比誘電率に対応した検出電圧Ｖ1Xを第１電極２２
から、また検出電圧Ｖ2Xを第２電極２３から読込む。

【００５８】ステップ２では、特性マップI から検出電
圧Ｖ1Xにおけるメタノール混合濃度Ｍ0 ，Ｍ1 ，…に対
応するエタノール混合濃度Ｅ10，Ｅ11，…を算出し（図
６の特性マップＩ参照）、このメタノール混合濃度Ｍ0
，Ｍ1 ，…とエタノール混合濃度Ｅ10，Ｅ11，…とを
記憶回路３２の記憶エリア３２Ａ内に記憶する。

【００５９】ステップ３では、特性マップIIから検出電
圧Ｖ2Xにおけるメタノール混合濃度Ｍ0 ，Ｍ1 ，…に対
応するエタノール混合濃度Ｅ20，Ｅ21，…を算出し（図
７の特性マップII参照）、このメタノール混合濃度Ｍ0
，Ｍ1 ，…とエタノール混合濃度Ｅ20，Ｅ21，…とを
記憶回路３２の記憶エリア３２Ａ内に記憶する。

【００６０】ステップ４では、記憶エリア３２Ａ内に記
憶された検出電圧Ｖ1Xに対応して検出されたメタノール
混合濃度Ｍ0 ，Ｍ1 ，…に対応するエタノール混合濃度
Ｅ10，Ｅ11，…によって、図１０のように横軸にメタノ
ール混合濃度Ｍ、縦軸にエタノール混合濃度Ｅを取った
グラフ上に混合線Ｌ1 を算出する（第１の先行技術によ
る第１の混合線算出手段）。また、検出電圧Ｖ2Xに対応
して検出されたメタノール混合濃度Ｍ0 ，Ｍ1 ，…に対
応するエタノール混合濃度Ｅ20，Ｅ21，…により図１０
上に混合線Ｌ2 を算出する（第１の先行技術による第２
の混合線算出手段）。そして、この算出された混合線Ｌ
1 ，Ｌ2 の交点を検出し、未知のエタノール濃度ＥX ，
メタノール濃度ＭX を算出する（第１の先行技術による
個別濃度算出手段）。

【００６１】そして、ステップ５でステップ４で検出さ
れた未知のアルコール混合ガソリンＧのエタノール濃度
ＥX ，メタノール濃度ＭX に基づいて燃料噴射量および
点火時期の制御を行ない、点火プラグ２および噴射弁８
に信号を出力する。

【００６２】上述した如く、本実施例によるアルコール
濃度測定装置においては、アルコール混合ガソリンＧの
比誘電率を検出する静電容量式センサ１５を、燃料流路
２１に対して直交方向にそれぞれ配設された第１電極２
２，第２電極２３を有する構成とし、該第１電極２２，
第２電極２３に異なる波高値Ｖ01，Ｖ02となる高周波電
圧ＶH1，ＶH2をそれぞれ発振器２４，２５から印加し、
燃料流路２１内の電界をその大きさと方向を有するベク
トル的な電界とすることにより、該燃料流路２１内のア
ルコール混合ガソリンＧは、電界大きさに対応した誘電
分極を発生し、第１電極２２，第２電極２３からアルコ
ール混合ガソリンＧの比誘電率に対応した検出電圧Ｖ1
，Ｖ2 をそれぞれ検出する。

【００６３】そして、この検出電圧Ｖ1 ，Ｖ2 によりア
ルコール混合ガソリンＧ内にエタノールとメタノールと
が混入された場合においても、エタノール濃度ＥX およ
びメタノール濃度ＭX を確実に検出できる。また、ガソ
リンにエタノールまたはメタノールを単独で混入した場
合でも、各々のエタノール濃度ＥX またはメタノール濃
度ＭX をこのアルコール濃度測定装置により正確に検出
することができる。

【００６４】従って、エタノールとメタノールのアルコ
ール混合ガソリンＧがいかなる混合濃度であっても正確
に検出し、適切な燃料噴射量および点火時期を適切に制
御することができ、車輛の運転性能を向上できる。

【００６５】さらに、第１の先行技術のように電極定数
の異なった静電容量センサを２個設ける必要がなく、第
１電極２２，第２電極２３を有する静電容量式センサ１
５のみを燃料配管１１の途中に設けるだけでよいから、
燃料配管１１とのつなぎ部分を減少させることができ、
燃料の漏洩事故等を確実に防止し、安全性を向上させる
ことができる。

【００６６】また、第１の先行技術では、静電容量セン
サを１個にした場合には、異なった電圧を印加する電圧
印加手段を２個設け、該各電圧印加手段の切換を行なう
構成にしたが、本実施例においては、切換を必要とせず
その構成を簡単にできると共に、切換時間の短縮を図る
ことができ迅速な検出を行なうことができる。

【００６７】なお、前記第１の実施例では、静電容量式
センサ１５の第１電極２２，第２電極２３からのアルコ
ール混合ガソリンＧの比誘電率に対応した検出信号を検
出電圧Ｖ1 ，Ｖ2 として検出したが、本発明はこれに限
らず、図１１に示すように、各発振器２４，２５からの
高周波電圧ＶH1，ＶH2をレファレンス信号としてレファ
レンス信号線３３，３４を介してコントロールユニット
２９に入力するようにし、このレファレンス信号（高周
波電圧ＶH1，ＶH2）と検出電圧Ｖ1 ，Ｖ2 により第１電
極２２，第２電極２３間の静電容量を検出するようにし
てもよい。

【００６８】次に、本発明の第２の実施例を図１２に基
づいて説明するに、本実施例の特徴は、静電容量式セン
サの各電極による電極定数を異なるようにし、該各電極
に共通の高周波電圧を印加し、前記各電極から検出電圧
を導出するように構成したことにある。なお、前述した
第１の実施例と同一の構成要素に同一の符号を付し、そ
の説明を省略するものとする。

【００６９】図１２において、３５は本実施例による静
電容量式センサを示し、該静電容量式センサ３５は燃料
配管１１の途中に設けられ、検出処理回路１６を介して
コントロールユニット２９に接続されている。

【００７０】３６は燃料配管１１内を流れるアルコール
混合ガソリンＧが流通する燃料流路、３７は本実施例に
よる第１電極を示し、３７Ａ，３７Ｂは燃料流路３６の
一方を挟むように貼着されて当該第１電極３７をなす電
極板を示し、電極板３７Ａは入力側電極板となり、リー
ド線３７Ｃを介して第１の発振器２４に接続され、電極
板３７Ｂは出力側電極板となり、リード線３７Ｄを介し
て一方の微分回路２６に接続されている。

【００７１】３８は本実施例による第２電極を示し、３
８Ａ，３８Ｂは燃料流路３６の一方を挟むようにし、前
記第１電極３７と直交して貼着されて第２電極３８をな
す電極板を示し、電極板３８Ａは入力側電極板となり、
リード線３８Ｃを介して第１の発振器２４に接続され、
電極板３８Ｂは出力側電極板となり、リード線３８Ｄを
介して一方の微分回路２６に接続されている。

【００７２】なお、本実施例による静電容量式センサ３
５においては、前記第１電極３７の各電極板３７Ａ，３
７Ｂが面積Ｓ1 ，各離間距離ｄ1 となって電極定数Ｋ1
（Ｋ1 ＝Ｓ1 ／ｄ1 ）となり、第２電極３８の各電極板
３８Ａ，３８Ｂが面積Ｓ2 （Ｓ2 ＞Ｓ1 ），各離間距離
ｄ2 （ｄ2 ＜ｄ1 ）となって電極定数Ｋ2 （Ｋ2 ＝Ｓ2
／ｄ2 ）となっている。これにより、静電容量式センサ
３５の第１電極３７，第２電極３８の電極定数Ｋ1 ，Ｋ
2 は異なる値を有する平行平板型電極として構成され
る。

【００７３】然るに、本実施例においては、第１電極３
７の電極板３７Ａ，３７Ｂ間，第２電極３８の電極板３
８Ａ，３８Ｂ間にそれぞれ高周波電圧ＶH1を印加するこ
とにより、燃料流路３６中には各電極定数Ｋ1 ，Ｋ2 の
比率により設定される方向を有するベクトル的な電界が
発生する。そして、この電界によりアルコール混合ガソ
リンＧは誘電分極を示し、各出力側電極板３７Ｂ，３８
Ｂからは異なった検出電圧Ｖ1 ，Ｖ2 が出力される。

【００７４】従って、前述した第１の実施例と同様の作
用効果を得ることができると共に、本実施例では、第
１，第２の電圧印加手段は１個の発振器（本実施例では
発振器２４）を用いるとう簡単な構成で、未知のアルコ
ール濃度を正確に検出することができる。

【００７５】次に、本発明の第３の実施例を図１３およ
び図１４に基づいて説明するに、本実施例の特徴は静電
容量式センサを構成する各電極間に等しい高周波電圧を
印加する一方、その前，後で異なる高周波電圧を印加
し、いずれか一方の電極間から検出電圧を導出する構成
としたことにある。なお、前述した第１の実施例と同一
の構成要素に同一の符号を付し、その説明を省略するも
のとする。

【００７６】図１３中、４１は切換スイッチを示し、該
切換スイッチ４１は静電容量式センサ１５の第１電極２
２のうち、入力側電極２２Ａと接続されたリード線２２
Ｃ、それぞれ異なる波高値を出力する第１の発振器２
４，第２の発振器２５の間に接続され、後述するコント
ロールユニット４２からの信号により第１の発振器２
４，第２の発振器２５のいずれかを選択するようになっ
ている。そして、切換スイッチ４１が（イ）側に切換わ
ったときには、発振器２５は第１，第２の電圧印加手段
となり、（ロ）側に切換わったときには、発振器２４は
第１の電圧印加手段となり、発振器２５は第２の電圧印
加手段となる。

【００７７】４２は本実施例によるコントロールユニッ
トを示し、該コントロールユニット４２は前記第１の実
施例によるコントロールユニット２９と同様に、入出力
制御回路４３，処理回路４４および記憶回路４５とから
大略構成され、該入出力制御回路４３の入力側には、前
記静電容量式センサ１５の第１電極２２のうち、出力電
極板２２Ｂからの検出電圧Ｖ1 ，Ｖ2 が微分回路２６を
介して入力されるように接続され、出力側には、前記切
換スイッチ４１に信号線４６を介して接続されている。
また、記憶回路４５の記憶エリア４５Ａ内には図８およ
び図９に示すアルコール濃度検出処理プログラムの他
に、燃料噴射演算プログラム、点火時期制御プログラム
（いずれも図示せず）等が内蔵されている。さらに、記
憶エリア４５Ａ内には、図６に示す特性マップI と図７
に示す特性マップIIとが格納されている。

【００７８】このように構成される本実施例のアルコー
ル濃度検出装置においては、切換スイッチ４１により静
電容量式センサ１５の第１電極２２に印加される高周波
電圧を切換えることにより、燃料流路２１内に発生する
電界の大きさ，方向を変化させ、アルコール混合ガソリ
ンＧの誘電分極を変化させることができる。そして、こ
の静電容量の変化を前記第１の実施例で述べた如く、図
６，図７に示すような特性マップI ，IIを作成し、コン
トロールユニット４２の記憶エリア４５Ａ内に格納され
た図８および図９に示すアルコール濃度検出処理プログ
ラムにより未知のエタノール濃度ＥX ，メタノール濃度
ＭX を検出することができる。

【００７９】従って、本実施例においても、前記第１の
実施例と同様の作用効果を得ることができる。

【００８０】なお、前記第３の実施例では、切換スイッ
チ４１により発振器２４，２５を選択するように構成し
たが、本発明はこれに限らず、発振器２４に内蔵された
アッテネータをコントロールユニット４２からの信号に
より調整するように構成してもよい。

【００８１】また、前記第３の実施例では、第１電極２
２から検出電圧Ｖ1 ，Ｖ2 を導出するようにしたが、本
発明はこれに限らず、第２電極２３から検出電圧Ｖ1 ，
Ｖ2を導出するようにしてもよい。

【００８２】さらに、前記第３の実施例では、静電容量
式センサ１５の第２電極２３には一定の高周波電圧ＶH2
を印加し、第１電極２２には切換スイッチ４１により異
なる高周波電圧ＶH1，ＶH2を選択して印加し、第１電極
２２から検出電圧Ｖ1 ，Ｖ2を導出する構成としたが、
本発明はこれに限らず、図１４に示すように、切換スイ
ッチ４１の静電容量式センサ１５の第２電極２３のう
ち、入力側電極板２３Ａと発振器２５との間に接続し、
該第２電極２３に印加される高周波電圧を切換るように
し、検出電圧Ｖ1 ，Ｖ2 は第１電極２２から検出するよ
うにしてもく、この場合には、印加される高周波電圧Ｖ
H1，ＶH2により燃料流路２１内の電界の方向を変化さ
せ、その変化に対応した誘電分極を検出するようにして
もよい。

【００８３】次に、第４の実施例を図１５ないし図１９
に基づいて説明するに、本実施例の特徴は前記第１の実
施例によるアルコール濃度測定装置を燃料の性状判別装
置に用いて、第２の先行技術による判定処理を行なった
ことにある。なお、前述した第１の実施例と同一の構成
要素に同一の符号を付し、その説明を省略するものとす
る。

【００８４】図１５中、５１は本実施例によるコントロ
ールユニットを示し、該コントロールユニット５１は入
出力制御回路５２，処理回路５３および記憶回路５４と
から大略構成され、該入出力制御回路５２の入力側に
は、前記静電容量式センサ１５の第１電極２２，第２電
極２３からの検出電圧Ｖ3 ，Ｖ4 が各微分回路２６を介
して入力されるように接続されている。また、記憶回路
５４の記憶エリア５４Ａ内には図１８および図１９に示
す性状判別処理プログラムの他に、燃料噴射演算プログ
ラム、点火時期制御プログラム（いずれも図示せず）等
が内蔵されている。さらに、記憶エリア５４Ａ内には、
図１６に示す特性マップIII と図１７に示す特性マップ
IVとが格納されている。

【００８５】ここで、特性マップIII は、３種類のガソ
リンＡ，Ｂ，Ｃと、２種類の添加剤ａ，ｂと、その添加
剤ａ，ｂの濃度Ｎが確定した種々の既知のガソリンを、
本実施例の性状判別装置による静電容量式センサ１５の
第１電極２２からの検出電圧Ｖ3 により作成されたもの
で、横軸に添加剤の濃度Ｎ、縦軸に検出電圧Ｖ3 を基準
として、３種類のガソリンＡ，Ｂ，Ｃ、２種類の添加剤
ａ，ｂの組合せによる６種類のガソリンの検出電圧Ｖ3
の変化をグラフ化したものである。そして、添加剤ａの
混入されたガソリンＡ，Ｂ，Ｃが特性線５５，５６，５
７となり、添加剤ｂの混入されたガソリンＡ，Ｂ，Ｃが
特性線５８，５９，６０となる。

【００８６】一方、特性マップIVは、３種類のガソリン
Ａ，Ｂ，Ｃと、２種類の添加剤ａ，ｂと、その添加剤
ａ，ｂの濃度Ｎが確定した種々の既知のガソリンを、本
実施例の性状判別装置による静電容量式センサ１５の第
２電極２３からの検出電圧Ｖ4により作成されたもの
で、横軸に添加剤の濃度Ｎ、縦軸に検出電圧Ｖ4 を基準
として、３種類のガソリンＡ，Ｂ，Ｃ、２種類の添加剤
ａ，ｂの組合せによる６種類のガソリンの検出電圧Ｖ4
の変化をグラフ化したものである。そして、添加剤ａの
混入されたガソリンＡ，Ｂ，Ｃが特性線６１，６２，６
３となり、添加剤ｂの混入されたガソリンＡ，Ｂ，Ｃが
特性線６４，６５，６６となる。

【００８７】そして、記憶回路５４の記憶エリア５４Ａ
内への特性マップIII の記憶が第２の先行技術による第
１の記憶手段となり、記憶回路５４の記憶エリア５４Ａ
内への特性マップIVの記憶が第２の先行技術による第２
の記憶手段となる。

【００８８】次に、未知のガソリンＧについてのガソリ
ンの性状判別を、図１８および図１９のプログラムに基
づいて説明する。

【００８９】まず、ステップ１１では、静電容量式セン
サ１５内の燃料流路２１内に流入されたガソリンＧの比
誘電率に対応した検出電圧Ｖ3Xを第１電極２２から、検
出電圧Ｖ4Xを第２電極２３から読込む。

【００９０】ステップ１２では、特性マップIII から各
特性線５５〜６０の検出電圧Ｖ3Xにおける添加剤ａ，ｂ
の濃度Ｎを算出し（第２の先行技術による第１の濃度算
出手段）、この添加剤の濃度Ｎ11，Ｎ12，…，Ｎ16（図
１６参照）を記憶回路５４の記憶エリア５４Ａ内に記憶
する。

【００９１】ステップ１３では、特性マップIVから各特
性線６１〜６６の検出電圧Ｖ4Xにおける添加剤ａ，ｂの
濃度Ｎを算出し（第２の先行技術による第２の濃度算出
手段）、この添加剤の濃度Ｎ21，Ｎ22，…，Ｎ26（図１
７参照）を記憶回路５４の記憶エリア５４Ａ内に記憶す
る。

【００９２】ステップ１４では、記憶エリア５４Ａ内に
記憶された添加剤の濃度Ｎ11，Ｎ12，…，Ｎ16のグルー
プと、添加剤の濃度Ｎ21，Ｎ22，…，Ｎ26のグループの
うち、唯一存在する同一の濃度値を選択し、その選択濃
度からガソリンの種類，添加剤の種類を選択する。例え
ば、図１６および図１７に示す特性線の場合において
は、濃度Ｎ12（＝Ｎ22）を選択することになる。

【００９３】ステップ１５では、ステップ１４で選択さ
れたガソリンＧの性状状態（ガソリンの種類，添加剤の
種類，その添加剤の濃度）に基づいて燃料噴射量および
点火時期の制御を行ない、点火プラグ２および噴射弁８
に信号を出力する。

【００９４】然るに、本実施例による燃料の性状判別装
置においては、ガソリンＧの比誘電率を検出する静電容
量式センサ１５を、燃料流路２１に対して直交方向にそ
れぞれ配設された第１電極２２，第２電極２３を有する
構成とし、該第１電極２２，第２電極２３に異なる波高
値Ｖ01，Ｖ02となる高周波電圧ＶH1，ＶH2をそれぞれ発
振器２４，２５から印加し、燃料流路２１内の電界をベ
クトル的な電界とすることにより、該燃料流路２１内の
ガソリンＧは、電界の大きさに対応した誘電分極を発生
し、第１電極２２，第２電極２３からガソリンＧの比誘
電率に対応した検出信号としての検出電圧Ｖ3 ，Ｖ4 を
検出する。

【００９５】そして、本実施例によれば第２の先行技術
に示す検出方法により、ガソリンＧの種類，添加剤の種
類，その添加剤の濃度を正確に選択することができ、こ
れにより極めて高精度の判定を行なう燃料の性状判別装
置を構成できる。

【００９６】この結果、ガソリンＧの性状に応じて点火
進角，遅角を補正し、また燃料噴射量を補正し、オーバ
リーン，オーバリッチとなるのを防止し、適正な燃料条
件を与えることができる。

【００９７】なお、前記第４の実施例においては、検出
信号を検出電圧Ｖ3 ，Ｖ4 として用いたが、本発明はこ
れに限らず、図１１に示すように、各発振器２４，２５
からの高周波電圧ＶH1，ＶH2をレファレンス信号として
レファレンス信号線３３，３４を介してコントロールユ
ニット４２に入力するようにし、この各レファレンス信
号と検出電圧Ｖ3 ，Ｖ4 により第１電極２２，第２電極
２３間の静電容量を検出するようにしてもよい。

【００９８】また、前記第４の実施例においても、第２
の実施例と同様の構成とし、静電容量式センサの第１電
極，第２電極の電極定数を異なるように形成し、各電極
に共通の発振器から同一の高周波電圧を印加し、各電極
から検出電圧を導出するようにしてもよい。

【００９９】さらに、前記第４の実施例においても、第
３の実施例と同様の構成とし、第１電極２２，第２電極
２３に印加する高周波電圧の印加方式を変えることによ
り、一方の各電極間からの検出のみでガソリンの性状を
判別することもできる。

【０１００】またさらに、前記各実施例においては、発
振器２４，２５の高周波電圧ＶH1，ＶH2の波高値Ｖ01，
波高値Ｖ02を異なるようにしたが、本発明はこれに限ら
ず、周波数を異なるようにしても、周波数および波高値
を異なるようにしてもよく、この場合、静電容量式セン
サ１５の第１電極２２，第２電極２３間に発生する電界
の大きさを調整することができ、これにより、燃料中の
該第１電極２２，第２電極２３間に発生する誘電分極の
大きさを異ならせ、異なる２個の検出電圧Ｖ1およびＶ2
，Ｖ3 およびＶ4 を得ることができる。

【０１０１】次に、図２０ないし図２４に第５の実施例
として静電容量式センサの具体的構成について説明す
る。なお、前述した第１の実施例と同一の構成要素に同
一の符号を付し、その説明を省略するものとする。

【０１０２】図中、６１は本実施例による静電容量式セ
ンサを示し、該静電容量式センサ６１の外形は円柱状に
形成されている。

【０１０３】６２はアルミニウム材料により筒状に形成
されたハウジングを示し、該ハウジング６２は、その内
周面が正方形状となり、各面が平面６２Ａ1 ，６２Ａ1
，…となって後述する絶縁ケース６３を収容するケー
ス収容部６２Ａと、両端側外周に形成され、各蓋体６６
のめねじ部６６Ａが螺合されるおねじ部６２Ｂ，６２Ｂ
と、外周面の軸方向中央部付近に形成され、前記各平面
６２Ａ1 と平行になるように形成された４箇所の面取り
部６２Ｃ，６２Ｃ，…と、該各面取り部６２Ｃに径方向
に穿設され、環状段部６２Ｄ1 ，６２Ｄ1 ，…を有する
４個のコネクタ取付穴６２Ｄ，６２Ｄ，…とから大略構
成されている。

【０１０４】６３は前記ハウジング６２のケース収容部
６２Ａ内に収容された絶縁ケースを示し、該絶縁ケース
６３はポリテトラフルオロエチレン等の絶縁樹脂材料に
より形成され、正方形の筒状をなす筒部６３Ａと、該筒
部６３Ａの両端側を閉塞するように設けられた蓋部６３
Ｂ，６３Ｂとからなる。

【０１０５】ここで、前記筒部６３Ａは図２２に示すよ
うに、略「Ｌ」字状に形成された棒状部材を各端面を合
わせて、内側に正方形の穴部６３Ａ1 が形成できるよう
にして組立てられ、各内周面には後述する電極板６４
Ａ，６４Ｂ，６５Ａ，６５Ｂが貼着される電極取付部６
３Ａ2 ，６３Ａ2 ，…が軸方向に伸長して凹設され、そ
れぞれの中央部には径方向に貫通する貫通孔６３Ａ3 ，
６３Ａ3 ，…が穿設されている。

【０１０６】また、前記各蓋部６３Ｂは円板状に形成さ
れ、ハウジング６２の軸方向両端面と蓋体６５との間で
挟持される円板部６３Ｂ1 と、該円板部６３Ｂ1 の中央
部には、前記穴部６３Ａ1 の両端側開口部に挿入される
正方形状の突出部６３Ｂ2 が形成され、該突出部６３Ｂ
2 には軸方向に貫通する貫通穴６３Ｂ3 が穿設されてい
る。

【０１０７】６４は本実施例による第１電極を示し、該
第１電極６４はステンレス材により形成された長方形状
の電極板６４Ａ，６４Ｂを上，下の電極取付部６３Ａ2
にそれぞれ対向するように貼着することによって構成さ
れている。

【０１０８】６５は同じく本実施例による第２電極を示
し、該第２電極６５もステンレス材により形成された長
方形状の電極板６５Ａ，６５Ｂを左，右の電極取付部６
３Ａ2 にそれぞれ対向するように貼着することによって
構成されている。

【０１０９】そして、第１電極６４の電極板６４Ａ，６
４Ｂおよび第２電極６５の電極板６５Ａ，６５Ｂの面積
をＳ、対向する電極板６４Ａ，６４Ｂおよび電極板６５
Ａ，６５Ｂ間の離間距離をｄとすると、第１電極６４，
第２の電極６５の電極定数ＫはＫ＝Ｓ／ｄとなり、等し
い電極定数Ｋを有する平行平板型電極となる。

【０１１０】６６，６６は前記ハウジング６２の各おね
じ部６２Ｂに螺着される有蓋筒状の蓋体を示し、該蓋体
６６は内周面に形成されためねじ部６６Ａと、中央部に
外側に向けて突設された流入口または流出口となる接続
部６６Ｂと、該各接続部６６Ｂの軸方向に穿設された流
路穴部６６Ｃ，６６Ｃとからなる。

【０１１１】６７，６７，…は前記ハウジング６２の各
面取り部６２Ｃにねじ６７Ａ，６７Ａ，…により固着さ
れたコネクタを示し、該各コネクタ６７はＢＮＣコネク
タにより形成され、基端側に形成された位置決め段部６
７Ｂは環状段部６２Ｄ1 に大径のＯリング６８を介し
て、また芯線６７Ｃはコネクタ取付穴６２Ｄに小径の筒
状シール部材６９を介して挿入され、該各芯線６７Ｃは
リード線７０を介して各電極板６４Ａ，６４Ｂ，６５
Ａ，６５Ｂに半田付け等の手段により接続されている。

【０１１２】７１は燃料流路を示し、該燃料流路７１は
ハウジング６２内の絶縁ケース６３により形成された穴
部６３Ａ1 （前記第１電極６４の電極板６４Ａ，６４Ｂ
および第２電極６５の電極板６５Ａ，６５Ｂにより囲ま
れた部分）となり、当該静電容量式センサ６１内を軸方
向の直線状に伸びるように形成されている。そして、燃
料は一方の蓋体６６の流路穴部６６Ｃおよび絶縁ケース
６３の貫通穴部６３Ｂ3 を介して燃料流路７１内に流入
され、該燃料流路７１内の燃料は他方の貫通穴部６３Ｂ
3 および蓋体６６の流路穴部６６Ｃを介して流出され
る。

【０１１３】このように構成される静電容量式センサ６
１においては、燃料流路７１内に流入された燃料の軸方
向の漏れに関しては、ハウジング６２の各おねじ部６２
Ｂに各蓋体６６のめねじ部６６Ａを各蓋部６３Ｂの円板
部６３Ｂ1 を介して螺合する構成としているから、該各
円板部６３Ｂ1 がシール部材の役目をなし、ハウジング
６２と各蓋体６６の間からの燃料漏れを防止する。一
方、径方向の漏れに関しては、絶縁ケース６３の筒部６
３Ａの合わせ部分から漏れた燃料は、ハウジング６２の
各平面６２Ａ1 と絶縁ケース６３の筒部６３Ａとの間に
至り、各貫通孔６３Ａ3 および各コネクタ取付穴６２Ｄ
を介して外部に漏れようとするが、貫通孔６３Ａ3 ，コ
ネクタ取付穴６２Ｄとコネクタ６７の位置決め段部６７
Ｂ，芯線６７Ｃとの間にはＯリング６８，筒状シール部
材６９が挿嵌され、外部への燃料の漏れを防止してい
る。これにより、本実施例によれば、コンパクトに形成
できるばかりでなく、燃料漏れも確実に防止することが
できる静電容量式センサ６１を形成することができる。

【０１１４】また、本実施例による静電容量式センサ６
１を前述した第１の実施例に示した図１のように、本実
施例による静電容量式センサ６１を燃料配管１１の途中
に各蓋体６６の接続部６６Ｂを接続し、図２のように、
各コネクタ６７にはＢＮＣリード線を介して第１の発振
器２４，第２の発振器２５および各微分回路２６にそれ
ぞれ接続することにより、対向する第１電極６４の電極
板６４Ａ，６４Ｂおよび第２電極６５の電極板６５Ａ，
６５Ｂには波高値の異なる高周波電圧ＶH1，ＶH2を印加
することができる。そして、この静電容量式センサ６１
においては、第１電極６４および第２電極６５は電極定
数Ｋが等しく構成されているから、燃料流路７１内には
ベクトル的な電界を発生し、この電界により燃料は誘電
分極を生じ、第１電極６４，第２電極６５からは検出電
圧Ｖ1 ，Ｖ2 をコントロールユニット２９に出力する。
これにより、前述したアルコール混合ガソリンおよびガ
ソリンの性状を判別することができる。

【０１１５】なお、前記第５の実施例による静電容量式
センサ６１は前述した第１の実施例に適用できるばかり
でなく、第２〜第４の実施例に適用することもできる。
また、第２の実施例に用いる場合には、第１電極６４を
構成する電極板６４Ａ，６４Ｂ、第２電極６５を構成す
る電極板６５Ａ，６５Ｂのそれぞれの面積Ｓまたは離間
距離ｄを変えて、電極定数Ｋを異なるようにして用いれ
ばよい。

【０１１６】次に、図２５ないし図２７に第６の実施例
としての静電容量式センサの具体的構成について説明す
る。

【０１１７】本実施例による静電容量式センサは、燃料
流路を、流入口から流入された燃料を分岐し、それぞれ
円弧状に流通して流出口手前で合流されて流出するよう
に環状に形成し、一方の電極は該燃料流路内の燃料に対
してそれぞれ直交するように一方が環状の燃料流路に沿
った一対の環状板により形成された平行平板型電極とし
て構成し、他方の電極は同軸円筒型電極として構成した
ことにある。なお、前述した第１の実施例および第２の
実施例と同一の構成要素に同一の符号を付し、その説明
を省略するものとする。

【０１１８】図２５中、８１は本実施例による静電容量
式センサを示し、該静電容量式センサ８１の外形は短尺
円筒状に形成されている。

【０１１９】８２は本実施例による第１電極または第２
電極の一方の電極を構成する同軸円筒型電極を示し、該
同軸円筒型電極８２は後述する円筒状電極板８３と、該
円筒状電極板８３の軸心に位置した円柱状電極軸８５と
から大略構成されている。

【０１２０】ここで、８３は前記同軸円筒型電極８２の
一方の電極板を構成する円筒状電極板を示し、該円筒状
電極板８３はステンレス材により短尺筒状に形成された
筒部８３Ａと、該筒部８３Ａの径方向外側に対向するよ
うに突設された流入口または流出口となると共に電気的
なコネクタの役目もする接続部８３Ｂ，８３Ｂと、該各
接続部８３Ｂの軸方向に穿設された流路穴部８３Ｃ，８
３Ｃと、前記各筒部８３Ａの上，下両端に形成された環
状のフランジ部８３Ｄ，８３Ｄとから構成されている。

【０１２１】８４，８４は環状絶縁部材を示し、該各環
状絶縁部材８４は前記円筒状電極板８３の各フランジ部
８３Ｄに設けられ、ポリテトラフルオロエチレンにより
略「Ｌ」字状に形成されている。

【０１２２】８５は同軸円筒型電極の他方の電極板を構
成する円柱状電極軸を示し、該円柱状電極軸８５はステ
ンレス材により短尺円柱状に形成され、下側にはコネク
タ部８５Ａが突出形成されている。

【０１２３】８６は本実施例による第１電極または第２
電極の他方の電極を構成する平行平板型電極を示し、該
平行平板型電極８６は後述する一対の環状電極板８７，
８７とから大略構成されている。

【０１２４】ここで、８７，８７は平行平板型電極を構
成する環状電極板を示し、該各環状電極板８７の対向す
る面の外周側には環状段部８７Ａ，８７Ａが形成され、
該各環状段部８７Ａは前記円筒状電極板８３の上，下に
形成された各フランジ部８３Ｄに各環状絶縁部材８４を
介して配設されている。

【０１２５】８８，８８はポリテトラフルオロエチレン
により形成された円板状絶縁部材を示し、該各円板状絶
縁部材８８は前記環状電極板８７内周側にそれぞれ設け
られ、その間で前記円柱状電極軸８５を保持するように
なっている。また、下側に位置する円板状絶縁部材８８
には円柱状電極軸８５のコネクタ部８５Ａが挿通して突
出される挿入穴８８Ａが穿設されている。

【０１２６】８９は燃料流路を示し、該燃料流路８９は
前記同軸円筒型電極８２を形成する円筒状電極板８３，
円柱状電極軸８５および平行平板型電極８６を形成する
各環状電極板８７により囲まれた部分となり、図２６に
矢示で示すように、一方の接続部８３Ｂから流入された
燃料は２方向に分岐され、円弧に沿って流れ、他方の接
続部８３Ｂの手前で合流して流出される。

【０１２７】なお、円筒状電極板８３の内径をａ，円柱
状電極軸８５の外径をｂ，各環状電極板８７の燃料流路
８９となる部分の面積をＳ′（Ｓ′＝π（ａ² −ｂ² ）
／４），電極板距離ｄ0 とする。

【０１２８】ここで、本実施例による静電容量式センサ
８１の同軸円筒型電極８２の電極定数Ｋ1 ′，平行平板
型電極８６の電極定数Ｋ2 ′は次の数１の如くになる。

【０１２９】

【数１】

【０１３０】本実施例による静電容量式センサ８１はこ
のように構成されるが、前述した第５の実施例による静
電容量式センサ６１に比べ、よりコンパクトに形成する
ことができる。

【０１３１】そして、本実施例による静電容量式センサ
８１においては、第１の実施例に示した図１のように、
燃料配管１１の途中に接続部８３Ｂを接続し、第２の実
施例に示した図１２のように、一方の接続部８３Ｂ，コ
ネクタ部８５Ａおよび各環状電極板８７にリード線を介
して発振器２４および各微分回路２６と接続することに
より、同軸円筒型電極８２をなす円筒状電極板８３，円
柱状電極軸８５および平行平板型電極８６をなす各環状
電極板８７に高周波電圧ＶH1を印加することができる。
そして、この静電容量式センサ８１においては、異なる
電極定数Ｋ1 ′，Ｋ2 ′を有する２種類の電極により構
成されているから、燃料流路８９内にはベクトル的な電
界が発生し、この電界により燃料流路８９内の燃料は誘
電分極を生じ、それぞれの電極からは検出電圧Ｖ1 ，Ｖ
2 をコントロールユニット２９に出力する。これによ
り、前述したアルコール混合ガソリンおよびガソリンの
性状を判別することができる。

【０１３２】なお、前記第６の実施例による静電容量式
センサ８１は前述した第２の実施例に適用できるばかり
でなく、平行平板型電極８６および同軸円筒状電極８２
の電極定数Ｋ1 ′，Ｋ2 ′を同じ値になるように形成す
れば、第１，第３，第４の実施例に用いることができる
ことは勿論である。

【０１３３】

【発明の効果】以上詳述した如く、本発明による静電容
量式センサによれば、流入口と流出口とが形成され、燃
料が流入口から流出口に向けて流通する燃料流路と、該
燃料流路の側面に離間して設けられ、流通する燃料を介
して対向した一対の第１電極と、前記燃料流路の側面に
離間し、該第１電極に直交するように設けられ、流通す
る燃料を介して対向した一対の第２電極からなり、該各
電極は、それぞれ平行平板型電極または一方が同軸円筒
状電極，他方が平行平板型電極として構成したから、第
１電極，第２電極を燃料流路に対してコンパクトに配置
することができると共に、単一の静電容量式センサを用
いて燃料の比誘電率に対する２種類の電気信号を導出す
ることができる。

【０１３４】また、本発明による燃料の性状判別装置に
よれば、前述した静電容量式センサの第１，第２電極に
それぞれ高周波電圧を印加する第１，第２の電圧印加手
段と、該各電圧印加手段で前記第１，第２電極に高周波
電圧を印加したときに、該第１，第２電極のうち、少な
くとも一方の電極間から燃料の性状に対応した電気信号
を検出する検出処理手段とを備え、前記第１，第２の電
圧印加手段から第１，第２電極に高周波電圧を印加する
ことによって、燃料流路を流通する燃料に対してベクト
ル的な電界を加えることができ、この電界の大きさおよ
びその方向により燃料中の誘電分極の大きさを変化さ
せ、前記静電容量式センサからは異なった電気信号を検
出することができる。

【０１３５】このように、２種類の電気信号を用い、検
出処理手段によって信号処理をすることにより、燃料が
例えばメタノール，エタノール，ガソリンの混合のよう
に３種類のアルコール混合ガソリンの場合でも、それぞ
れの濃度を正確に検出することができる。また、ガソリ
ンの種類，添加剤の種類，添加剤の濃度が未知の場合で
もその濃度等を正確に検出することができる。従って、
燃料の性状判別を正確に判別することができ、正確な燃
料噴射量および点火時期を制御することができる。そし
て、車輛の運転性能を確実に向上することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例による燃料噴射量制御装
置の全体構成図である。

【図２】第１の実施例によるアルコール濃度測定装置の
回路構成を示す全体構成図である。

【図３】第１の実施例によるアルコール濃度測定装置の
静電容量式センサを示す拡大分解斜視図である。

【図４】図３中の矢示IV−IV方向からみた断面図であ
る。

【図５】図３中の矢示V −V 方向からみた断面図であ
る。

【図６】既知のアルコール混合ガソリンの測定結果によ
る特性マップI を示す特性線図である。

【図７】既知のアルコール混合ガソリンの測定結果によ
る特性マップIIを示す特性線図である。

【図８】未知のアルコール混合ガソリンの混合濃度の測
定処理を示す流れ図である。

【図９】図８に続く流れ図である。

【図１０】特性マップI ，IIから算出される混合線Ｌ1
，Ｌ2 および混合濃度の算出方法を示す説明図であ
る。

【図１１】本発明の第１の実施例の変形例によるアルコ
ール濃度測定装置の回路構成を示す全体構成図である。

【図１２】本発明の第２の実施例によるアルコール濃度
測定装置の回路構成を示す全体構成図である。

【図１３】本発明の第３の実施例によるアルコール濃度
測定装置の回路構成を示す全体構成図である。

【図１４】本発明の第３の実施例の変形例によるアルコ
ール濃度測定装置の回路構成を示す全体構成図である。

【図１５】本発明の第４の実施例による燃料性状判別装
置の回路構成を示す全体構成図である。

【図１６】既知の添加剤を含んだガソリンの測定結果に
よる特性マップIII を示す特性線図である。

【図１７】既知の添加剤を含んだガソリンの測定結果に
よる特性マップIVを示す特性線図である。

【図１８】未知の添加剤を含んだガソリンの性状の判定
処理を示す流れ図である。

【図１９】図１８に続く流れ図である。

【図２０】本発明の第５の実施例による静電容量式セン
サの斜視図である。

【図２１】図２０に示す静電容量式センサの縦断面図で
ある。

【図２２】図２０に示す静電容量式センサの横断面図で
ある。

【図２３】図２２中のｂ部を拡大して示す要部拡大図で
ある。

【図２４】図２１中のａ部を拡大して示す要部拡大図で
ある。

【図２５】本発明の第６の実施例による静電容量式セン
サの斜視図である。

【図２６】図２５に示す静電容量式センサの横断面図で
ある。

【図２７】図２５に示す静電容量式センサの縦断面図で
ある。

【符号の説明】

１５，３５ 静電容量式センサ １７ ケーシング １８ 流入管（流入口） １９ 流出管（流出口） ２１，３６ 燃料流路 ２２，３７ 第１電極 ２３，３８ 第２電極 ２４ 発振器（第１の電圧印加手段） ２５ 発振器（第２の電圧印加手段） ２９，４２，５１ コントロールユニット（検出処理手
段） ４１ 切換スイッチ ６１ 静電容量式センサ ６２ ハウジング ６４ 第１電極（平行平板型電極） ６５ 第２電極（平行平板型電極） ６６ 蓋体 ６６Ｂ 接続部（流入口，流出口） ６６Ｃ 流路穴部 ７１ 燃料流路 ８１ 静電容量式センサ ８２ 同軸円筒型電極 ８３ 円筒状電極板 ８３Ｂ 接続部（流入口，流出口） ８５ 円柱状電極軸 ８６ 平行平板型電極 ８７ 環状電極板 ８９ 燃料流路 Ｋ，Ｋ1 ，Ｋ2 電極定数

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 燃料の流入口と流出口とが形成され、燃
   料が流入口から流出口に向けて流通する燃料流路と、該
   燃料流路の側面に離間して設けられ、流通する燃料を介
   して対向した一対の第１電極と、前記燃料流路の側面に
   離間し、該第１電極に直交するように設けられ、流通す
   る燃料を介して対向した一対の第２電極とから構成して
   なる静電容量式センサ。
2. 【請求項２】 前記燃料流路は、流入口から流入された
   燃料が軸方向に流通して流出口から流出するように直線
   状に形成され、前記第１，第２電極は、該燃料流路に対
   してそれぞれ直交するように平行平板型電極として配設
   してなる請求項１記載の静電容量式センサ。
3. 【請求項３】 前記燃料流路は、流入口から流入された
   燃料が分岐されてそれぞれ円弧状に流通して流出口手前
   で合流されて流出するように環状に形成され、前記第
   １，第２電極は、該燃料流路に対してそれぞれ直交する
   ように、一方の電極が環状の該燃料流路に沿った一対の
   環状板で形成され、他方の電極が同軸円筒型電極として
   形成してなる請求項１記載の静電容量式センサ。
4. 【請求項４】 燃料の流入口と流出口とが形成され、燃
   料が流入口から流出口に向けて流通する燃料流路と、該
   燃料流路の側面に離間して設けられ、流通する燃料を介
   して対向した一対の第１電極と、前記燃料流路の側面に
   離間し、該第１電極に直交するように設けられ、流通す
   る燃料を介して対向した一対の第２電極と、該第１，第
   ２電極にそれぞれ高周波電圧を印加する第１，第２の電
   圧印加手段と、該各電圧印加手段で前記第１，第２電極
   に高周波電圧を印加したときに、該第１，第２電極のう
   ち、少なくとも一方の電極間から燃料の性状に対応した
   電気信号を検出する検出処理手段とから構成してなる燃
   料の性状判別装置。
5. 【請求項５】 前記第１，第２の電圧印加手段は第１，
   第２電極にそれぞれ異なる高周波電圧を印加し、前記検
   出処理手段は第１，第２電極間からそれぞれ燃料の性状
   に対応した電気信号を検出してなる請求項４記載の燃料
   の性状判別装置。
6. 【請求項６】 前記第１，第２電極には第１または第２
   の電圧印加手段のいずれかから等しい高周波電圧を印加
   する一方、この前，後で前記第１，第２電極に第１，第
   ２の電圧印加手段からそれぞれ異なる高周波電圧を印加
   し、前記検出処理手段は第１，第２電極のいずれか一方
   の電極間から燃料の性状に応じた電気信号を検出してな
   る請求項４記載の燃料の性状判別装置。
7. 【請求項７】 前記第１，第２電極の電極定数を異なる
   ように形成し、該第１，第２電極には第１または第２の
   電圧印加手段のいずれかから等しい高周波電圧を印加
   し、前記検出処理手段は第１，第２電極間からそれぞれ
   燃料の性状に対応した電気信号を検出してなる請求項４
   記載の燃料の性状判別装置。