JPH0735718A

JPH0735718A - アルコール濃度センサ

Info

Publication number: JPH0735718A
Application number: JP17970293A
Authority: JP
Inventors: Norio Mima; 紀雄三摩; Koji Imai; 幸司今井; Toshikazu Ina; 伊奈　　敏和; Ichiro Hosoya; 伊知郎細谷
Original assignee: Nippon Soken Inc; Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp; Soken Inc
Priority date: 1993-07-21
Filing date: 1993-07-21
Publication date: 1995-02-07

Abstract

(57)【要約】【目的】燃料温度の過渡期においても、アルコール濃
度を正確に検出することのできる濃度センサを提供する
ことを目的とする。【構成】パルス発振部２１により検出用コンデンサ１
１３に方形波を印加すると、検出用コンデンサ１１３は
瞬時に充電される。この後、放電抵抗を通して電流が流
れ、コンデンサ１１３の電荷が放電される。ところで、
コンデンサ１１３の容量は、アルコールの濃度に比例
し、放電中の電荷が所定のしきい値になるまでの時間を
検出することで濃度を検出する。抵抗検出用コンデンサ
１１６を設けることで、所定のしきい値を燃料温度低下
に伴い上昇させることができ、燃料温度が急激に変化し
ても、アルコール濃度を正確に検出することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はアルコール濃度センサに
係わり、特にガソリンとアルコールの混合燃料中のアル
コール濃度を測定するアルコール濃度センサに関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】近年、自動車用内燃機関の低公害化を図
り、ガソリン消費量を節約するためにメタノール車の開
発が活発化している。特にガソリンとアルコールとを任
意の割合で混合した混合燃料（以下、単に混合燃料と記
す。）を使用することの可能な自動車ＦＦＶ（Ｆｕｌｅ
ｘｉｂｌｅＦｕｅｌＶｅｈｉｃｌｅ）は燃料の自由
度が高いため、実用化のための開発が進んでいる。

【０００３】しかし混合燃料はアルコールの濃度によっ
て最適な空燃比が異なるため、混合燃料内のアルコール
濃度をアルコール濃度センサによって計測して燃料噴射
量および点火時期を制御することが必要となる。アルコ
ール濃度センサとしては光学式と静電容量式の２種類が
提案されているが、構造が簡単であることから静電容量
式が主流となっている。

【０００４】即ち静電容量式のアルコール濃度センサ
は、混合燃料のアルコール濃度に応じて混合燃料の誘電
率が相違することを利用し、電極板間に混合燃料を通過
させて、電極間の静電容量を測定することにより混合燃
料中のアルコール濃度を測定する。ところで、混合燃料
の誘電率は、温度依存性をもっているため、アルコール
濃度（混合比）のみならず、燃料温度によっても変化す
る。これは、メタノールの誘電率が温度依存性を有する
ことに起因する。従って、温度センサにより燃料の温度
を計測し、燃料温度に応じて補正を行うことで正確なア
ルコール濃度を求めている。補正はマップデータを基に
行い、マップはセンサ全体の温度と燃料温度が等しい定
常状態での電圧値を補完している。そのため、容量検出
の電極に加え、アルコール濃度センサ内に温度センサを
設け燃料温度を計測している。

【０００５】また、特開平３−２１５７３４号公報に
は、アルコール濃度を検出するセンサと検出用回路部の
温度差によるアルコール濃度検出誤差を防ぐために、検
出用回路部を燃料と熱交換してセンサと検出用回路部の
温度差をなくすアルコール濃度センサが開示されてい
る。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、高温再
始動時に代表されるような燃料温度が過渡的に変化する
場合には、正常な温度補正が行われず、センサの回路温
度特性がマップ補正に大きな影響を与える。何故なら
ば、センサの回路温度は燃料温度を発熱体として変化し
ており、回路温度が燃料温度と等しくなるには時間を要
するからである。従って、回路温度と燃料温度が等しい
定常状態に於ては問題は無いが、過渡状態に於いては回
路温度と燃料温度との間にずれが生じ補正マップから外
れる。言い換えれば、センサ定常値をマップ補完する場
合に於て回路温度特性は問題にならないが、センサの過
渡状態においては回路温度特性の影響が顕著に現れてく
る。

【０００７】また、特開平３−２１５７３４号公報のア
ルコール濃度センサにおいても、燃料との熱交換は瞬時
に行われるものではなく、高温再始動時のように燃料温
度が急激に低下する時には、センサと検出用回路の温度
差によるアルコール濃度の検出誤差が生じる恐れがあ
る。その結果、燃料噴射量および点火時期等のエンジン
制御が正常に行われないという問題があった。

【０００８】そこで、本発明は燃料温度の過渡期におい
ても、アルコール濃度を正確に検出することのできるア
ルコール濃度センサを提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明では、ガソリンとアルコールとを混合した混
合燃料中にに浸漬けされた一対の電極板で構成される検
出用コンデンサと、この検出用コンデンサに方形波パル
ス状の電力を供給するパルス電源と、このパルス電源に
よって前記一対の検出用コンデンサに蓄積された電荷を
放電する放電抵抗と、混合燃料のアルコール濃度に比例
する信号として、放電電圧が所定しきい値以上である時
間に比例した電圧を出力する出力部と、混合燃料の温度
を計測をする温度センサと、この温度センサにより検出
された混合燃料温度の低下に伴い前記所定しきい値を上
昇させるしきい値設定手段と、を備えるアルコール濃度
センサを採用するものである。

【００１０】

【作用】本発明に基づくアルコール濃度センサによれ
ば、パルス電源により検出コンデンサに蓄積された電荷
が、放電抵抗により放電される。この放電電圧が所定の
閾値以上である時間に比例した電圧を出力部で出力す
る。燃料温度低下時には、放電電圧が高電圧側にシフト
するが、閾値設定手段により所定の閾値が上昇せしめら
れるので、高温再始動時のように燃料温度が急激に低下
しても、アルコール濃度を正確に検出できる。

【００１１】

【実施例】以下、本発明のアルコール濃度センサについ
て図面に基づき説明する。図１は本発明のアルコール濃
度センサの構造を示したものである。筺体１１は中空で
あり、燃料ポンプ（図示せず）から吐出された燃料は供
給側燃料通路１１１を通って筺体１１内に入り排出側燃
料流路１１２介して燃料機関（図示せず）に供給され
る。

【００１２】筺体１１の上部にはホルダ１３が搭載され
ており、ホルダ１３の中には電子回路を形成する基板１
３１が収納されている。アルコール濃度を混合燃料の温
度変化により補償するための基板１３１に取付けられた
温度センサ１３２および温感素子１３３はケース１３４
に格納され、ホルダ１３および筺体１１を貫通して温度
検出知部分が混合燃料中に浸漬けするように設置されて
いる。

【００１３】アルコール濃度検出用の一対の電極板１１
３ａおよび１１３ｂとで構成される検出用コンデンサ１
１３は絶縁材料で作られたスタッド１１４上に同じく絶
縁材料で作られたスペーサ１１５を介して設置されてい
る。同様にして、燃料抵抗検出用の一対の電極板１１６
ａおよび１１６ｂとで構成される抵抗検出用コンデンサ
１１６も絶縁材料で作られたスタッド１１７上に同じく
絶縁材料で作られたスペーサ１１８を介して設置されて
いる。また抵抗検出用コンデンサ１１６は検出用コンデ
ンサの一対の電極１１３と同一構造、同一形状となって
いる。

【００１４】検出用コンデンサ１１３には一対のリード
線１１９および１２０が引き出されて、基板１３１に接
続されホルダ１３及び筺体１１を貫通する一対の端子１
３５および１３６に接続されている。即ち検出用コンデ
ンサ１１３は、電極板間に存在するアルコール濃度に依
存する誘電率を測定するために使用される。同様にし
て、抵抗検出用コンデンサ１１６には一対のリード線１
２１および１２２が引き出されて、基板１３１に接続さ
れホルダ１３及び筺体１１を貫通する一対の端子１３７
および１３８に接続されている。即ち抵抗検出用コンデ
ンサ１１６は、電極板間に存在するアルコール濃度に依
存する抵抗率を測定するために使用される。

【００１５】基板１３１上の電子回路出力は、電気信号
としてケーブル１２５によって外部に取り出される。図
２は基板１３１上に形成されるアルコール濃度センサの
回路図であって、パルス発生部２１、検出部２２および
出力部２３から構成されている。パルス発生部２１は、
インバータ２１１、２１２、２１３と抵抗２１４および
コンデンサ２１５で構成されたＣＲ発振回路で、周波数
５００ｋＨｚ以上の方形波パルスを検出部２２に印加す
る。

【００１６】検出部２２は検出用コンデンサ１１３、抵
抗検出用コンデンサ１１６、放電抵抗２２１、クランプ
ダイオード２２２、しきい値制御ダイオード２２３、２
２４、コンパレータ２２５、しきい値調整抵抗２２６、
２２７、２３０、コンデンサ１１３の寄生燃料抵抗２２
８およびコンデンサ１１６の寄生燃料抵抗２２９から構
成されており、前述検出用電極間に発生する容量を電気
（電圧）信号に変換する。

【００１７】アルコール濃度に比例した静電容量を持つ
検出用コンデンサ１１３と放電抵抗２２１で構成される
微分回路に、前記パルス発生部２１から発生される一定
周波数の方形波パルスを印加すると静電容量に応じた微
分波形が得られる。この波形は、検出用コンデンサ１１
３にチャージされた電荷を放電抵抗２２１によって放電
された場合の放電電流を電圧に変換したものである。そ
して、これが、コンパレータ２２５の所定電圧に到達す
る時間が静電容量に比例することにより、静電容量を電
気信号（パルス幅）に変換する。この時、検出容量の情
報を持った電気信号は矩形波パルスであり、パルス幅が
検出容量即ちアルコール濃度を表す。ただし、コンパレ
ータ２２５のしきい値は寄生燃料抵抗２２９の大きさに
よる可変となっており、電源電圧と接地ＧＮＤ間の電圧
を寄生燃料抵抗２２９ときい値制御ダイオード２２３、
２２４および調整抵抗２３０で分圧された電圧を基準電
圧として、さらに抵抗２２６および２２７で分圧した値
となる。

【００１８】こうして得られたパルス信号を、出力部２
３によりアナログ電圧に変換し出力する。変換回路は、
抵抗２３１と容量２３２で構成され、信号周波数に対し
て十分大きな時定数を持つ積分回路および、ＦＥＴ２３
３および抵抗２３４、２３５で構成されるインピーダン
ス変換回路で構成される。次に高温再始動時に代表され
る様な、燃料温度が過渡的に変化する時のアルコール濃
度出力について図３を用いて説明する。

【００１９】パルス発振部２１により検出用コンデンサ
１１３に電圧Ｖｃｃ、信号幅τの方形波を印加すると、
コンデンサ１１３は瞬時に充電されＡ点の電位はＶｃｃ
（Ｈレベル）となる。しかし、放電抵抗２２１を通して
電流が流れ、コンデンサの電荷が放電され、Ａ点の電位
は徐々に下降する。この電圧の下降割合は、検出用コン
デンサ１１３と放電抵抗２２１の積（ＣＲ時定数）で決
まり、放電抵抗は固定であるため、結果、容量に比例し
た微分波形となる。そして、時間τ後、電圧がＬレベル
となると、Ａ点の電位は反転した時点の電圧をＶ１とす
ると、Ｖ１−Ｖｃｃとなり、その後、このマイナスの電
圧（電荷）はクランプダイオード２２２により短時間に
（ほとんど瞬時に）放電され、ＧＮＤレベルに戻る。た
だし、クランプダイオード２２２によるクラップは厳密
にはＧＮＤレベルまで放電されず、次式１に示される様
に順方向電圧Ｖｆの大きさに落ち着く。

【００２０】

【数１】ただし、ｍ：定数、ｋ：ボルツマン定数、Ｔ：絶対温
度、ｑ０：電子の電荷、Ｉｓ：逆方向飽和電流、Ｉｄ：
順方向電流である。

【００２１】この順方向電圧Ｖｆは順方向電流Ｉｄの大
きさで決まり、この順方向電流Ｉｄは検出用コンデンサ
１１３の寄生燃料抵抗２２８の大きさに依存する。ま
た、寄生燃料抵抗２２８は図４に示す様に燃料温度に比
例した大きさを持つ。従って、燃料温度が急激にＴ１
（高温）→Ｔ２（低温）に変化すると、寄生燃料抵抗値
はＲ１→Ｒ２へと大きく変化するため、順方向電流が
（Ｖ１−Ｖｃｃ）／Ｒ１→（Ｖ１−Ｖｃｃ）／Ｒ２と変
わり、クランプダイオード２２２による順方向電圧がＶ
ｆ１→Ｖｆ２へとΔＶｆ分小さくなる。

【００２２】この結果、Ａ点に於ける微分波形はＶｆ１
−Ｖｆ２分だけ正方向にシフトされ、コンパレータ２２
５のしきい値Ｖｔｈ１を基準としてバルス幅を求めるΔ
ｔの出力誤差が生じる。従って、この出力誤差を補正す
るために、検出用コンデンサ１１３と同一構造、同一形
状の抵抗検出用コンデンサを筺体１１内に設け、このコ
ンデンサに寄生する燃料抵抗２２９を利用して、微分波
形がシフトした分しきい値をシフトさせる。

【００２３】図５に前述の抵抗検出用コンデンサ１１
６、寄生燃料抵抗２２９、しきい値制御ダイオード２２
３、２２４、調整抵抗２２６、２２７およびコンパレー
タ２２５で構成される可変しきい値回路を示す。コンバ
レータ２２５のしきい値は、Ｂ点とＧＮＤ間の電圧を調
整抵抗２２６および２２７による分圧値となり、Ｂ点の
電圧は、電源電圧ＶｃｃとＧＮＤ間の電圧を寄生燃料抵
抗２２９としきい値制御ダイオード２２３、２２４およ
び調整抵抗２３０による分圧値となる。

【００２４】抵抗検出用コンデンサ１１６は検出用コン
デンサ１１３と同一構造であり、筺体１１中の燃料内に
浸漬けされているので、寄生燃料抵抗２２９の大きさは
寄生燃料抵抗２２８と同一になるため順方向電流は等し
くなり（ｉｄ１＝ｉｄ２）、しきい値調整ダイオード２
２３、２２４にはクランプダイオード２２２と同一の順
方向電圧効果が生じる。これにより、Ｂ点の電位は２^*
ΔＶｆだけ大きくなるため、調整抵抗２２６および２２
７を同一にすることでコンバレータ２２５のしきい値を
ΔＶｆ分正方向にシフトできる。

【００２５】従って、本発明の可変しきい値コンパレー
タ２２５を用いることで、燃料温度（燃料抵抗）が急激
に変化しても、その燃料抵抗の大きさによりシフトした
微分波形を連動してしきい値を変化させることで補正で
きる。また、温度センサ１３２、クランプダイオード２
２２及びしきい値調整ダイオード２２３、２２４がケー
ス３４に格納され、温度検知部分が燃料中に浸漬けされ
ているため、温感素子への温度応答性は問題にならな
い。

【００２６】また、温感（測温）素子への温度応答性を
向上される方法として図６に示す様な構造としても良
い。図中の１０は、センサのケースであり、中を混合燃
料が通過する。円筒電極２０は、電極を固定及び絶縁す
るため絶縁樹脂で作られ電極ステイ３０に外側電極２１
と内側電極２２が装着され、構成される。この外側電極
及び２１には軸に直交して穴が設けてあり、これによっ
て、混合燃料を電極間に導く。そして、この円筒電極２
０は、ケース１０の通路に、絶縁樹脂３１を介して装着
される。一方、このケース１０の固定されたホルダ４０
により、容量変換機能及び容量温度依存性補正機能を有
するアルコール検出回路を配した回路基板５０が装着さ
れている。そして、回路基板５０を含めた構成部品を保
護するためのカバー６０がつけられる。（尚、カバー６
０とケース１０は静電シールドの機能を兼ねている。）
ここで、内側電極２２について熱的にみてみると、外側
電極２１或いはケース１０との、電気絶縁及び電極間の
電気絶縁のための絶縁樹脂３０、３１に囲まれている。
この樹脂材は、電気的な絶縁材であると共に、熱的にも
良好な絶縁であり、ケース１０即ちセンサ取付け環境、
或いは回路基板５０とは熱的に絶縁状態となる。する
と、内側電極２２の温度は、燃料温度とほぼ同じ温度に
できる。従って、測温素子７０を内側電極２２に取付け
て電極の温度を測定することで、燃料温度を容易に計測
することが出来る。よって、温感素子への温度応答性は
問題にならない。

【００２７】以上の構成により温感素子の燃料温度応答
性が向上し、高温再始動の様な燃料温度が急激に変化す
る場合に於ても、センサの回路温度時性が瞬時に燃料温
度に一致した特性になることで、センサ出力は耐えず定
常状態（燃料温度と回路温度が等しい）になり、マップ
による正確な燃料温度補正が可能になる。

【００２８】

【発明の効果】以上の説明で明らかな様に、本発明のア
ルコール濃度センサによれば、高温再始動時のように燃
料温度が急激変化してもアルコール濃度を正確検出する
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のアルコール濃度センサの実施例を示す
構造図である。

【図２】本発明のアルコール濃度センサの実施例を示す
回路図である。

【図３】本発明のアルコール濃度センサの実施例の回路
動作を示す信号波形図である。

【図４】本発明のアルコール濃度センサに於ける、燃料
温度−抵抗値特性を示す図ある。

【図５】本発明のアルコール濃度センサの実施例を示す
検出部回路図である。

【図６】本発明のアルコール濃度センサの他の実施例を
示す温感（測温）部の構造図である。

【符号の説明の説明】

１１筺体１１３検出用コンデンサ１１６抵抗検出用コンデンサ１３１基板１３２温度センサ２１パルス発振部（パルス電源）２２検出部２２１放電抵抗２２２クランプダイオード２２３、２２４しきい値制御ダイオード２２５コンパレータ（しきい値設定手段）２３出力部

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【手続補正書】

【提出日】平成５年８月６日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】全文

【補正方法】変更

【補正内容】

【書類名】明細書

【発明の名称】アルコール濃度センサ

【特許請求の範囲】

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【０００２】

【従来の技術】近年、自動車用内燃機関の低公害化を図
り、ガソリン消費量を節約するためにメタノール車の開
発が活発化している。特にガソリンとアルコールとを任
意の割合で混合した混合燃料（以下、単に混合燃料と記
す。）を使用することの可能なＦＦＶ（Ｆｌｅｘｉｂｌ
ｅＦｕｅｌＶｅｈｉｃｌｅ）は燃料の自由度が高い
ため、実用化のための開発が進んでいる。

【０００６】

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明では、ガソリンとアルコールとを混合した混
合燃料中に浸漬けされた一対の電極板で構成される検出
用コンデンサと、この検出用コンデンサに方形波パルス
状の電力を供給するパルス電源と、このパルス電源によ
って前記一対の検出用コンデンサに蓄積された電荷を放
電する放電抵抗と、混合燃料のアルコール濃度に比例す
る信号として、放電電圧が所定しきい値以上である時間
に比例した電圧を出力する出力部と、前記混合燃料の温
度の低下に伴い前記所定しきい値を上昇させるしきい値
設定手段と、を備えるアルコール濃度センサを採用する
ものである。

【００１０】

【作用】本発明に基づくアルコール濃度センサによれ
ば、パルス電源により検出コンデンサに蓄積された電荷
が、放電抵抗により放電される。この放電電圧が所定の
閾値以上である時間に比例した電圧を出力部で出力す
る。燃料温度の低下時には、放電電圧が高電圧側にシフ
トするが、閾値設定手段により所定の閾値が上昇せしめ
られる。

【００１１】

【実施例】以下、本発明のアルコール濃度センサの第１
実施例について図面に基づき説明する。図１は本発明の
アルコール濃度センサの構造を示したものである。筺体
１１は中空であり、燃料ポンプ（図示せず）から吐出さ
れた燃料は供給側燃料通路１１１を通って筺体１１内に
入り排出側燃料流路１１２を介して燃料機関（図示せ
ず）に供給される。

【００１５】基板１３１上の電子回路出力は、電気信号
としてケーブル１２５によって外部に取り出される。図
２は基板１３１上に形成されるアルコール濃度センサの
回路図であって、パルス発振部２１、検出部２２および
出力部２３から構成されている。パルス発振部２１は、
インバータ２１１、２１２、２１３と抵抗２１４および
コンデンサ２１５で構成されたＣＲ発振回路で、周波数
５００ｋＨｚ以上の方形波パルスを検出部２２に印加す
る。

【００１６】検出部２２は検出用コンデンサ１１３、抵
抗検出用コンデンサ１１６、放電抵抗２２１、クランプ
ダイオード２２２、しきい値制御ダイオード２２３、２
２４、コンパレータ２２５、しきい値調整抵抗２２６、
２２７、２３０、コンデンサ１１３の寄生燃料抵抗２２
８、コンデンサ１１６の寄生燃料抵抗２２９、及び電源
２３６から構成されており、前述検出用電極間に発生す
る容量を電気（電圧）信号に変換する。

【００１７】アルコール濃度に比例した静電容量を持つ
検出用コンデンサ１１３と放電抵抗２２１で構成される
微分回路に、前記パルス発振部２１から発生される一定
周波数の方形波パルスを印加すると静電容量に応じた微
分波形が得られる。この波形は、検出用コンデンサ１１
３にチャージされた電荷を放電抵抗２２１によって放電
された場合の放電電流を電圧に変換したものである。そ
して、これが、コンパレータ２２５の所定電圧に到達す
る時間が静電容量に比例することにより、静電容量を電
気信号（パルス幅）に変換する。この時、検出容量の情
報を持った電気信号は矩形波パルスであり、パルス幅が
検出容量即ちアルコール濃度を表す。ただし、コンパレ
ータ２２５のしきい値は寄生燃料抵抗２２９の大きさに
より可変となっており、電源電圧と接地ＧＮＤ間の電圧
を寄生燃料抵抗２２９としきい値制御ダイオード２２
３、２２４および調整抵抗２３０で分圧された電圧を基
準電圧として、さらに抵抗２２６および２２７で分圧し
た値となる。

【００１９】パルス発振部２１により検出用コンデンサ
１１３に電圧Ｖｃｃ、信号幅τの方形波を印加すると、
コンデンサ１１３は瞬時に充電されＡ点の電位はＶｃｃ
（Ｈレベル）となる。しかし、放電抵抗２２１を通して
電流が流れ、コンデンサの電荷が放電され、Ａ点の電位
は徐々に下降する。この電圧の下降割合は、検出用コン
デンサ１１３と放電抵抗２２１の積（ＣＲ時定数）で決
まり、放電抵抗は固定であるため、結果、容量に比例し
た微分波形となる。そして、時間τ後、電圧がＬレベル
となると、Ａ点の電位は反転した時点の電圧をＶ１とす
ると、Ｖ１−Ｖｃｃとなり、その後、このマイナスの電
圧（電荷）はクランプダイオード２２２により短時間に
（ほとんど瞬時に）放電され、ＧＮＤレベルに戻る。た
だし、クランプダイオード２２２によるクランプは厳密
にはＧＮＤレベルまで放電されず、次式に示される様に
順方向電圧Ｖｆの大きさに落ち着く。

【００２０】

【００２１】この順方向電圧Ｖｆは順方向電流Ｉｄの大
きさで決まり、この順方向電流Ｉｄは検出用コンデンサ
１１３の寄生燃料抵抗２２８の大きさに依存する。ま
た、寄生燃料抵抗２２８は図４に示す様に燃料温度に比
例した大きさを持つ。従って、燃料温度が急激にＴ１
（高温）→Ｔ２（低温）に変化すると、寄生燃料抵抗値
はＲ１→Ｒ２へと大きく変化するため、順方向電流が
（Ｖ１−Ｖｃｃ）／Ｒ１→（Ｖ１−Ｖｃｃ）／Ｒ２と変
わり、クランプダイオード２２２による順方向電圧がＶ
ｆ１→Ｖｆ２へとΔＶｆ分小さくなる。なお、図４中の
Ｍ０は混合燃料中のアルコール濃度が０％であることを
意味し、Ｍ１００はアルコール濃度が１００％であるこ
とを意味する。

【００２２】この結果、Ａ点に於ける微分波形はＶｆ１
−Ｖｆ２分だけ正方向にシフトされ、コンパレータ２２
５のしきい値Ｖｔｈ１を基準としてバルス幅を求めるΔ
ｔの出力誤差が生じる。従って、この出力誤差を補正す
るために、検出用コンデンサ１１３と同一構造、同一形
状の抵抗検出用コンデンサ１１６を筺体１１内に設け、
このコンデンサに寄生する燃料抵抗２２９を利用して、
微分波形がシフトした分しきい値をシフトさせる。

【００２３】図５に前述の抵抗検出用コンデンサ１１
６、寄生燃料抵抗２２９、しきい値制御ダイオード２２
３、２２４、調整抵抗２２６、２２７およびコンパレー
タ２２５で構成される可変しきい値回路を示す。コンバ
レータ２２５のしきい値は、Ｂ点とＧＮＤ間の電圧の調
整抵抗２２６および２２７による分圧値となり、Ｂ点の
電圧は、電源電圧ＶｃｃとＧＮＤ間の電圧の寄生燃料抵
抗２２９としきい値制御ダイオード２２３、２２４およ
び調整抵抗２３０による分圧値となる。

【００２４】抵抗検出用コンデンサ１１６は検出用コン
デンサ１１３と同一構造であり、筺体１１中の燃料内に
浸漬けされているので、寄生燃料抵抗２２９の大きさは
寄生燃料抵抗２２８と同一になるため順方向電流は等し
くなり（ｉｄ１＝ｉｄ２）、しきい値調整ダイオード２
２３、２２４にはクランプダイオード２２２と同一の順
方向電圧降下が生じる。これにより、Ｂ点の電位は２Δ
Ｖｆだけ大きくなるため、調整抵抗２２６および２２７
を同一にすることでコンバレータ２２５のしきい値をΔ
Ｖｆ分正方向にシフトできる。

【００２６】また、温感（測温）素子への温度応答性を
向上させる方法として図６に示す様な第２実施例の構造
としても良い。図中の１０は、センサのケースであり、
円筒電極２０が配された部分を混合燃料が通過する。円
筒電極２０は、電極を固定及び絶縁するため絶縁樹脂で
作られた電極ステイ３０に外側電極２１と内側電極２２
が装着され、構成される。この外側電極及び２１には軸
に直交して穴が設けてあり、これによって、混合燃料を
電極間に導く。そして、この円筒電極２０は、ケース１
０の通路に、絶縁樹脂３１を介して装着される。一方、
このケース１０の固定されたホルダ４０により、容量変
換機能及び容量温度依存性補正機能を有するアルコール
検出回路を配した回路基板５０が装着されている。そし
て、回路基板５０を含めた構成部品を保護するためのカ
バー６０がつけられる。（尚、カバー６０とケース１０
は静電シールドの機能を兼ねている。）ここで、内側電
極２２について熱的にみてみると、外側電極２１或いは
ケース１０との、電気絶縁及び電極間の電気絶縁のため
の絶縁樹脂３０、３１に囲まれている。この樹脂材は、
電気的な絶縁材であると共に、熱的にも良好な絶縁であ
り、ケース１０即ちセンサ取付け環境、或いは回路基板
５０とは熱的に絶縁状態となる。すると、内側電極２２
の温度は、燃料温度とほぼ同じ温度にできる。従って、
測温素子７０を内側電極２２に取付けて電極の温度を測
定することで、燃料温度を容易に計測することが出来
る。よって、温感素子への温度応答性は問題にならな
い。なお、この第２実施例においても、第１実施例と同
様に２つの検出用コンデンサを配することで、しきい値
を変化させ、急激な温度の変化があっても正確にアルコ
ール濃度を検出することができる。

【００２７】以上の構成により温感素子の燃料温度応答
性が向上し、高温再始動の様な燃料温度が急激に変化す
る場合に於ても、センサの回路温度特性が瞬時に燃料温
度に一致した特性になることで、センサ出力は耐えず定
常状態（燃料温度と回路温度が等しい）になり、マップ
による正確な燃料温度補正が可能になる。

【００２８】

【発明の効果】以上の説明で明らかな様に、本発明のア
ルコール濃度センサによれば、燃料温度が低下し、放電
電圧が高電圧側にシフトした時に、しきい値設定手段に
よりしきい値が上昇されるので、高温再始動時のように
燃料温度が急激に変化してもアルコール濃度を正確に検
出することができる。

【図面の簡単な説明】

【図４】本発明のアルコール濃度センサに於ける、燃料
温度−抵抗値特性を示す図である。

【符号の説明】１１筺体１１３検出用コンデンサ１１６抵抗検出用コンデンサ１３１基板１３２温度センサ２１パルス発振部（パルス電源）２２検出部２２１放電抵抗２２２クランプダイオード２２３、２２４しきい値制御ダイオード２２５コンパレータ（しきい値設定手段）２３出力部

【手続補正２】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図２

【補正方法】変更

【補正内容】

【図２】

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者伊奈敏和愛知県西尾市下羽角町岩谷14番地株式会社日本自動車部品総合研究所内 (72)発明者細谷伊知郎愛知県豊田市トヨタ町１番地トヨタ自動車株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ガソリンとアルコールとを混合した混合
燃料中にに浸漬けされた一対の電極板で構成される検出
用コンデンサと、この検出用コンデンサに方形波パルス状の電力を供給す
るパルス電源と、このパルス電源によって前記一対の検出用コンデンサに
蓄積された電荷を放電する放電抵抗と、混合燃料のアルコール濃度に比例する信号として、放電
電圧が所定しきい値以上である時間に比例した電圧を出
力する出力部と、混合燃料の温度を計測をする温度センサと、この温度センサにより検出された混合燃料温度の低下に
伴い前記所定しきい値を上昇させるしきい値設定手段
と、を備えるアルコール濃度センサ。