JPH0573568U - アルコール濃度検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 アルコール混合燃料の温度が急激に変化した
場合に、温度センサの検出温度が十分に落ち着くまで待
たずに適切な温度補正を行えるようにする。 【構成】 アルコール濃度センサは、電極管と中心電極
との間を通流する燃料の比誘電率によって静電容量が変
化することを利用して、アルコール濃度を検出する。静
電容量は燃料温度によっても影響されるので、温度セン
サの検出温度に基づいて温度補正がなされる。検出温度
の変化が急激なときには、温度センサの既知の熱時定数
と検出温度とから実際の燃料温度を予測し、温度補正が
なされる。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

この考案は、内燃機関用のアルコール混合燃料などにおけるアルコール濃度を 、静電容量変化を利用して検出するアルコール濃度検出装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】

例えば内燃機関の燃料としてアルコール混合燃料を用いる場合、特に種々のア ルコール混合割合の燃料に対応させようとする場合には、アルコール濃度に応じ た燃料供給量等の補正が必要であるので、燃料中のアルコール濃度を逐次検出す る必要がある。

【０００３】 このようなアルコール濃度の検出には、一般に静電容量型のアルコール濃度セ ンサが用いられており、電極間を通過する燃料の比誘電率がアルコール濃度に応 じて変化することを利用して、アルコール濃度の検出を行っている。

【０００４】 また、このような静電容量型のアルコール濃度センサにおいては、燃料温度が 高くなると電極間の静電容量が大きくなってしまうので、温度センサにて燃料温 度を検出し、所定の温度補正を与えるようになっている。

【０００５】

【考案が解決しようとする課題】

例えば自動車用内燃機関にアルコール混合燃料を使用したとすると、燃料補給 時にアルコール濃度や燃料温度が大幅に変化することが考えられる。しかし、こ のように燃料温度が急変した場合に、温度センサの検出温度はステップ状には変 化し得ず、所定の熱時定数に従って徐々に変化するので、検出温度が実際の燃料 温度に合致するまでの間は適切な温度補正がなし得ない。つまり、アルコール濃 度の検出精度が一時的に低下し、機関の運転性悪化等を招く虞れがある。特に、 上記温度センサは、シールの困難さ等の問題から一般に燃料配管中には配設され ておらず、燃料配管を介して温度を測定する構成となっているので、熱時定数が 大きく、温度急変時の誤差発生期間が無視できないものとなる。

【０００６】

【課題を解決するための手段】

そこで、この考案は、図１に示すように、アルコールを含む液体を介した電極 間の静電容量を検出し、この静電容量からアルコール濃度を検出するアルコール 濃度検出装置において、上記液体の温度を検出する温度センサ１と、この温度セ ンサ１による検出温度の変化が緩慢であるか急激であるかを判別する判別手段２ と、温度変化が緩慢なときにその検出温度に基づいて温度補正を行う第１の補正 手段３と、温度変化が急激なときに温度センサ１の熱時定数に基づいて検出温度 から液体温度を予測し、その予測温度に基づいて温度補正を行う第２の補正手段 ４とを備えたことを特徴としている。

【０００７】

【作用】

温度センサ１による検出温度の変化が緩慢である場合には、第１の補正手段３ が選択される。すなわち、実際の液体温度と検出温度との誤差が小さいものと考 えられるので、その検出温度に基づいてアルコール濃度検出の温度補正を行う。

【０００８】 また温度センサ１による検出温度が急激である場合には、第２の補正手段４が 選択される。すなわち、実際の液体温度の変化を検出温度が正しく反映していな いと考えられるので、温度センサ１の既知の熱時定数に基づいて、検出温度から 最終的に漸近するであろう液体温度を予測する。そして、この予測温度に基づい てアルコール濃度検出の温度補正を行う。従って、検出温度が僅かに変化した初 期の段階で適切な温度補正がなされる。

【０００９】

【実施例】

図２は、この考案に係るアルコール濃度検出装置に用いられる静電容量型アル コール濃度センサ１１を示している。このアルコール濃度センサ１１は、外側電 極となる金属製の電極管１２に出口管１３を接続して略Ｌ字形の燃料流路２１を 形成するようにしたものであって、電極管１２および出口管１３の端部のコネク タ部１２ａ，１３ａにそれぞれ燃料チューブ（図示せず）が接続され、矢印で示 すようにアルコール混合燃料が通流するようになっている。また電極管１２の他 方の端部は、絶縁材１４，１５およびシール部材１６によって封止されており、 これらによって中心電極１７の端部が支持されている。上記中心電極１７は、電 極管１２の中心に沿って配設され、端子板１８に導通している。また電極管１２ は端子板１９に導通している。このアルコール濃度センサ１１つまり電極管１２ と中心電極１７との間における静電容量の変化は、例えば、図示せぬ発振回路を 介してその発振周波数変化として検出され、これによって燃料中のアルコール濃 度が求められる。

【００１０】 そして、燃料が通流する電極管１２の外周には、白金等の測温抵抗体を用いた 温度センサ２０が設けられている。

【００１１】 図３は、上記温度センサ２０を用いた温度補正の具体的な処理の流れを示した もので、先ずステップ１で、そのときにアルコール濃度センサ１１に加えられて いる電圧Ｓを読み込む。次いで、ステップ２で、温度センサ２０の抵抗値Ｒ_sを 検出する（この検出の時点をＴ_sとする）。更に、適宜な微小時間Δｔ後のＴ_tに おいて、温度センサ２０の抵抗値Ｒ_tを検出する（ステップ３）。そして、上記 の抵抗値Ｒ_s，Ｒ_tを用いて抵抗値変化率Ｒを、Ｒ＝（Ｒ_t−Ｒ_s）／（Ｔ_t−Ｔ_s） として求め（ステップ４）、かつこのＲの絶対値を基準値Ｒ₀と大小比較する（ ステップ５）。つまり、これによって温度変化が緩慢であるか急激であるかが判 別される。

【００１２】 ここで基準値Ｒ₀より小さいとき、つまり温度変化が緩慢なときは、補正１の ルーチンを選択する（ステップ６）。この補正１においては、検出された抵抗値 Ｒ_tもしくはＲ_sから求められる温度を、実際の燃料温度とみなし、アルコール濃 度検出に対し温度補正を与える。この温度補正の具体的な手法としては、算出さ れたアルコール濃度値を補正する方法、検出された静電容量の値を補正する方法 など、種々の方法があるが、本実施例では、アルコール濃度センサ１１に加える 電圧Ｓを補正することで、温度の影響を相殺している。

【００１３】 また基準値Ｒ₀以上のとき、つまり温度変化が急激なときは、補正２のルーチ ンを選択する（ステップ７）。この補正２においては、検出された抵抗値Ｒ_s， Ｒ_tと既知の熱時定数とを用いて、最終的に温度センサ２０の検出温度が漸近す るであろう温度つまり実際の燃料温度を予測し、この予測した燃料温度に基づい て補正１と同様に電圧Ｓを補正する。

【００１４】 図４は、実際の燃料温度をステップ的に変化させた場合の温度センサ２０の抵 抗値変化の特性を示したもので、この変化は所定の熱時定数によって定まるので 、Ｔ_s，Ｔ_tが判れば、最終的な抵抗値Ｒ_maxを推定できる。この最終的な抵抗値 Ｒ_maxは、アルコール濃度センサ１１内を流れている実際の燃料温度に対応する ので、温度センサ２０の抵抗値が僅かに変化しただけの早期に燃料温度を知るこ とができ、適切な温度補正によって高精度なアルコール濃度検出を行うことが可 能となる。

【００１５】

【考案の効果】

以上の説明で明らかなように、この考案に係るアルコール濃度検出装置におい ては、アルコールを含む液体の温度が急激に変化した場合に、温度センサの検出 値が完全に落ち着くまで待たずに実際の液体温度を予測して適切な温度補正を行 うことができる。従って、アルコール混合燃料の補給時など温度変化を伴う場合 に、アルコール濃度検出精度が一時的に低下してしまうようなことがない。

【図面の簡単な説明】

【図１】この考案の構成を示すクレーム対応図。

【図２】アルコール濃度センサの一実施例を示す断面
図。

【図３】温度補正の処理の流れを示すフローチャート。

【図４】温度センサの熱時定数の特性を示す特性図。

【符号の説明】

１…温度センサ ２…判別手段 ３…第１の補正手段 ４…第２の補正手段

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 アルコールを含む液体を介した電極間の
   静電容量を検出し、この静電容量からアルコール濃度を
   検出するアルコール濃度検出装置において、上記液体の
   温度を検出する温度センサと、この温度センサによる検
   出温度の変化が緩慢であるか急激であるかを判別する判
   別手段と、温度変化が緩慢なときにその検出温度に基づ
   いて温度補正を行う第１の補正手段と、温度変化が急激
   なときに温度センサの熱時定数に基づいて検出温度から
   液体温度を予測し、その予測温度に基づいて温度補正を
   行う第２の補正手段とを備えたことを特徴とするアルコ
   ール濃度検出装置。