JPH0792129A

JPH0792129A - 燃料性状判別装置

Info

Publication number: JPH0792129A
Application number: JP26294893A
Authority: JP
Inventors: Masahiko Shimamura; 政彦島村; Katsuhiko Wakabayashi; 克彦若林; Hideki Kamioka; 秀樹上岡
Original assignee: Unisia Jecs Corp
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1993-09-27
Filing date: 1993-09-27
Publication date: 1995-04-07

Abstract

(57)【要約】【目的】燃料の性状，添加剤の濃度を算出して、燃料
の性状変化を正確に判定し、エンジンの制御を迅速に行
なう。【構成】未知のガソリンを静電容量式センサに流し、
異なる波高値を有する電圧を印加し、ガソリンの比誘電
率としての検出電圧Ｖ0A，Ｖ0Bを得る。そして、検出電
圧Ｖ0A，Ｖ0Bの電圧差ΔＶから２個の仮のＭＴＢＥ濃度
Ｍ1 ，Ｍ2 を得る。そして、各Ｍ1 ，Ｍ2 および検出電
圧Ｖ0A，Ｖ0Bから仮の蒸留温度ＴA1，ＴA2，ＴB1，ＴB2
を演算する。その後に、それぞれのＭ1 ，Ｍ2 毎に蒸留
温度差ΔＴ1 ，ΔＴ2 を演算し、差を小さい方を選択す
る。これにより、未知のガソリンに対する燃料の性状お
よびＭＴＢＥ濃度Ｍを確定する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、自動車用エンジン等に
使用される燃料（ガソリン）の重，軽質等の性状を判別
するのに用いて好適な燃料性状判別装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、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
等の炭化水素を主成分とする軽質ガソリンと、ベンゼン
等の炭化水素を主成分とする重質ガソリンとがあり、さ
らに細かく分ければ軽質ガソリン，中質ガソリン，重質
ガソリンの３種類に分かれる。

【０００３】そして、自動車用エンジンに用いられるエ
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。しかし、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。

【０００４】然るに、軽質ガソリンにマッチングさせ、
点火時期等を制御するように設定されたエンジンに、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
いう問題点がある。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発生する。

【０００５】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点がある。

【０００６】このような問題点を解決するために、本出
願人は先に特願平２−２７８７５９号（特開平４−１５
５２５２号）として軽質，中質，重質からなるガソリン
の性状に応じて出力電圧が変化する静電容量式のガソリ
ン性状検出センサと、前記ガソリンの温度を検出する感
温センサと、前記ガソリン性状検出センサからの出力電
圧と感温センサによる検出温度との関係から軽，中質か
仮性重質ガソリンかを判定する第１の判定手段と、該第
１の判定手段により仮性重質ガソリンであると判定され
た場合には、前記各センサからの出力信号に基づいて温
度勾配を演算し、この温度勾配により軽，中質ガソリン
か真性重質ガソリンかを判定する第２の判定手段とから
構成してなるガソリン性状判別装置を提案した（以下、
これを「従来技術」という）。

【０００７】そして、従来技術においては、ガソリンは
その性状の相違に応じて誘電率が異なることによって得
られる出力電圧と、燃温の特性の相違から、純正重質ガ
ソリンと中，軽質ガソリンを判定するに際して、ガソリ
ン中に添加剤等のアルコール分が含まれている場合に
も、当該アルコール分の影響を除去した状態で純正重質
ガソリンの判定を行う構成となっている。これにより、
極めて高精度なガソリン性状判別装置とすることがで
き、この結果、ガソリンの性状に応じた点火進角，遅角
を補正する。さらに、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。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】ところで、前述した従
来技術においては、ガソリンの温度勾配を利用して判別
しているから、正確に判定するためには、燃温に温度差
が必要となり応答性が悪くなるという問題がある。

【０００９】特に、始動時においては、ガソリンに温度
差がなく、ガソリンの性状を正確に判定することができ
ず、エンジン制御を適確に行うことができないという問
題がある。

【００１０】本発明は前述した従来技術による問題に鑑
みなされたもので、未知のガソリンの性状および添加剤
の濃度を迅速かつ高精度に検出し、適切なエンジン制御
を行ない得るようにした燃料性状判別装置を提供するこ
とを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明による燃料性状判別装置は、静電容量式セン
サと、該静電容量式センサに第１の電圧を印加した状態
で該静電容量式センサから燃料の比誘電率に応じた信号
を検出する第１の信号検出手段と、前記静電容量式セン
サに第２の電圧を印加した状態で該静電容量式センサか
ら燃料の比誘電率に応じた信号を検出する第２の信号検
出手段と、性状の異なる２種類の燃料に添加剤を所定濃
度で順次混合した既知の燃料について、前記第１の信号
検出手段で信号を検出し、この信号により各既知の燃料
毎の添加剤濃度に対する特性を異なる性状を示す２つの
特性として算出し、これを記憶した第１の記憶手段と、
性状の異なる２種類の燃料に添加剤を所定濃度で順次混
合した既知の燃料について、前記第２の信号検出手段で
信号を検出し、この信号により各既知の燃料毎の添加剤
濃度に対する特性を異なる性状を示す２つの特性として
算出し、これを記憶した第２の記憶手段と、前記第１，
第２の記憶手段についての各既知の燃料毎の添加剤濃度
に対する信号差特性を、異なる性状を示す２つの特性と
して記憶した第３の記憶手段と、前記第１の信号検出手
段を用いて未知の燃料について比誘電率に応じた信号を
検出すると共に前記第２の信号検出手段を用いて当該未
知の燃料について比誘電率に応じた信号を検出し、この
信号差を演算する信号差演算手段と、該信号差演算手段
からの信号差に基づいて前記第３の記憶手段に記憶され
た２つの特性から異なる性状に対する２個の仮の添加剤
濃度を算出する仮添加剤濃度算出手段と、該仮添加剤濃
度算出手段で算出された２個の仮の添加剤濃度および前
記第１の信号検出手段で検出された信号に基づいて、前
記第１の記憶手段に記憶された既知の各燃料の蒸留温度
から未知の燃料に対する２個の仮の蒸留温度を演算する
第１の仮蒸留温度演算手段と、前記仮添加剤濃度算出手
段で算出された２個の仮の添加剤濃度および前記第２の
信号検出手段で検出された信号に基づいて、前記第２の
記憶手段に記憶された既知の各燃料の蒸留温度から未知
の燃料に対する２個の仮の蒸留温度を演算する第２の仮
蒸留温度演算手段と、前記第１，第２の仮蒸留温度演算
手段による仮の蒸留温度に対し、仮の添加剤濃度に対す
る差をそれぞれ演算して２個の値を得る蒸留温度差演算
手段と、該蒸留温度差演算手段で得られた２個の値のう
ち小さい方の値を選択して未知の燃料の性状および添加
剤濃度を確定する性状判別手段とから構成したことにあ
る。

【００１２】また、前記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、該燃料流路途中に流通する
燃料を介して対向して設けられた一対の第１電極と、前
記燃料流路の途中に流通する燃料を介して対向し、かつ
該第１の電極と直交するように設けられた一対の第２電
極とから構成することが望ましい。

【００１３】

【作用】上記構成により、例えば軽質燃料と重質燃料か
らなる性状の異なる２種類の燃料に添加剤を所定濃度で
順次混合した既知の燃料について、第１の信号検出手段
による信号，第２の信号検出手段による信号および各信
号の信号差特性を、それぞれ異なる性状を示す２つの特
性として、第１，第２，第３の記憶手段によってそれぞ
れ予め記憶しておく。

【００１４】次に、第１，第２の信号検出手段を用いて
未知の燃料について比誘電率に応じた信号をそれぞれ検
出し、この信号差と第３の記憶手段に記憶された既知の
信号差特性から２つの仮の添加剤濃度を仮添加剤濃度算
出手段により算出する。そして、この仮添加剤濃度算出
手段により算出される仮の添加剤濃度と第１の信号検出
手段による信号に基づいて、第１の仮蒸留温度演算手段
により２個の仮の蒸留温度を演算する。一方、前記仮添
加剤濃度算出手段により算出される仮の添加剤濃度と第
２の信号検出手段による信号に基づいて、第２の仮蒸留
温度演算手段により２個の仮の蒸留温度を演算する。

【００１５】さらに、前記第１，第２の仮蒸留温度演算
手段でそれぞれ得られた２個の仮の蒸留温度に対し、仮
添加剤濃度算出手段によって演算された２個の仮の添加
剤濃度に対する蒸留温度差を蒸留温度差演算手段でそれ
ぞれ演算し、性状判別手段により、前記蒸留温度差演算
手段で演算された２個の演算値のうち蒸留温度差の小さ
い方を選択し、この小さい方の値をもって燃料の性状お
よび添加剤濃度として確定する。

【００１６】また、静電容量式センサを、それぞれ一対
の第１電極と第２電極とがそれぞれ燃料流路に対して直
交するように設け、一方の電極を印加される電圧を異な
らせる電極とし、他方の電極を燃料の比誘電率に応じた
信号を検出する電極とし、どちらか一方の電極から、２
つの異なった信号を検出することができる。

【００１７】

【実施例】以下、本発明の実施例を図１ないし図１４に
基づいて説明する。

【００１８】図中、１は例えば４気筒のエンジンを示し
（１気筒のみ図示）、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は後述のコントロールユニ
ット３６から点火信号が出力されたときに、シリンダ１
Ａ内の混合気を燃焼（爆発）させるようになっている。

【００１９】３は基端側が分岐管となってシリンダ１Ａ
のシリンダヘッド１Ｂの吸気側に設けられたインテイク
マニホールドを示し、該インテイクマニホールド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３６から
の噴射信号によってエンジン１内にガソリンＧを噴射す
るものである。

【００２０】９は内部にガソリンＧを貯えるガソリンタ
ンクで、該ガソリンタンク９内にはインタンク型ガソリ
ンポンプ１０が設けられている。１１はガソリン配管
で、該ガソリン配管１１の一端はガソリンフィルタ１２
を介してガソリンポンプ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を介してガソリンタンク９と接続されている。

【００２１】１５は例えばガソリン配管１１の途中に設
けられた静電容量式センサを示し、該静電容量式センサ
１５はガソリン配管１１内を流れるガソリンＧの性状状
態による比誘電率の変化を静電容量として検出するもの
で、該静電容量式センサ１５からの検出信号は後述する
検出処理回路２６を介して検出電圧としてコントロール
ユニット３６に出力されるようになっている。

【００２２】ここで、本実施例による静電容量式センサ
１５は、図２ないし図６に示す如く、外形は円柱状に形
成されている。即ち、１６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１６
は、その内周面が正方形状となり、各面が平面１６Ａ1
，１６Ａ1 ，…となって後述する絶縁ケース１７を収
容するケース収容部１６Ａと、両端側外周に形成され、
各蓋体２０のめねじ部２０Ａが螺合されるおねじ部１６
Ｂ，１６Ｂと、外周面の軸方向中央部付近に形成され、
前記各平面１６Ａ1 と平行になるように形成された４箇
所の面取り部１６Ｃ，１６Ｃ，…と、該各面取り部１６
Ｃに径方向に穿設され、環状段部１６Ｄ1 ，１６Ｄ1 ，
…を有する４個のコネクタ取付穴１６Ｄ，１６Ｄ，…と
から大略構成されている。

【００２３】１７は前記ハウジング１６のケース収容部
１６Ａ内に収容された絶縁ケースを示し、該絶縁ケース
１７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１７Ａと、該筒
部１７Ａの両端側を閉塞するように設けられた蓋部１７
Ｂ，１７Ｂとからなる。

【００２４】ここで、前記筒部１７Ａは図５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１７Ａ1 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１８Ａ，
１８Ｂ，１９Ａ，１９Ｂが貼着される電極取付部１７Ａ
2 ，１７Ａ2 ，…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リード線挿通穴１７Ａ
3 ，１７Ａ3 ，…が穿設されている。

【００２５】また、前記各蓋部１７Ｂは円板状に形成さ
れ、ハウジング１６の軸方向両端面と蓋体２０との間で
挟持される円板部１７Ｂ1 と、該円板部１７Ｂ1 の中央
部に位置し、前記穴部１７Ａ1 の両端側開口部に挿入さ
れるように正方形状に形成された突出部１７Ｂ2 とから
なり、該突出部１７Ｂ2 には軸方向に貫通する貫通穴１
７Ｂ3 が穿設されている。

【００２６】１８は本実施例による第１電極を示し、該
第１電極１８はステンレス材により形成された長方形状
の電極板１８Ａ，１８Ｂからなり、該電極板１８Ａ，１
８Ｂは上，下の電極取付部１７Ａ2 ，１７Ａ2 にそれぞ
れ対向するように貼着されている。

【００２７】１９は同じく本実施例による第２電極を示
し、該第２電極１９もステンレス材により形成された長
方形状の電極板１９Ａ，１９Ｂからなり、該電極板１９
Ａ，１９Ｂは左，右の電極取付部１７Ａ2 ，１７Ａ2 に
それぞれ対向するように貼着されている。

【００２８】そして、第１電極１８の電極板１８Ａ，１
８Ｂおよび第２電極１９の電極板１９Ａ，１９Ｂの表面
積をＳ、対向する電極板１８Ａ，１８Ｂおよび電極板１
９Ａ，１９Ｂ間の離間距離をｄとすると、第１電極１
８，第２の電極１９の電極定数ＫはＫ＝Ｓ／ｄとなり、
等しい電極定数Ｋを有する一対の平行平板型電極として
構成されている。

【００２９】２０，２０は前記ハウジング１６の各おね
じ部１６Ｂに螺着される有蓋筒状の蓋体を示し、該蓋体
２０は内周面に形成されためねじ部２０Ａ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２０Ｂ，２０Ｂと、該各接続部２０Ｂの軸方向に穿設
された流路穴部２０Ｃ，２０Ｃとからなる。

【００３０】２１，２１，…は前記ハウジング１６の各
面取り部１６Ｃにねじ２１Ａ，２１Ａ，…により固着さ
れたコネクタを示し、該各コネクタ２１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２
１Ｂは環状段部１６Ｄ1 に大径のＯリング２２を介し
て、また芯線２１Ｃはコネクタ取付穴１６Ｄに小径の筒
状シール部材２３を介して挿入され、該各芯線２１Ｃは
リード線２４を介して各電極板１８Ａ，１８Ｂ、１９
Ａ，１９Ｂに半田付け等の手段により接続されている。

【００３１】２５は燃料流路を示し、該燃料流路２５は
ハウジング１６内の絶縁ケース１７により形成された穴
部１７Ａ1 （前記第１電極１８の電極板１８Ａ，１８Ｂ
および第２電極１９の電極板１９Ａ，１９Ｂにより囲ま
れた部分）となり、当該静電容量式センサ１５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２０の流路穴部２０Ｃおよび絶縁ケース
１７の貫通穴１７Ｂ3を介して燃料流路２５内に流入さ
れ、該燃料流路２５内の燃料は他方の貫通穴１７Ｂ3 お
よび蓋体２０の流路穴部２０Ｃを介して流出される。

【００３２】このように構成される静電容量式センサ１
５においては、燃料流路２５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１６の各おねじ部１６
Ｂに各蓋体２０のめねじ部２０Ａを各蓋部１７Ｂの円板
部１７Ｂ1 を介して螺合する構成としているから、該各
円板部１７Ｂ1 がシール部材の役目をなし、ハウジング
１６と各蓋体２０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１７の筒部１
７Ａの合わせ部分から漏れた燃料は、ハウジング１６の
各平面１６Ａ1 と絶縁ケース１７の筒部１７Ａとの間に
至り、各リード線挿通穴１７Ａ3 および各コネクタ取付
穴１６Ｄを介して外部に漏れようとするが、リード線挿
通穴１７Ａ3 ，コネクタ取付穴１６Ｄとコネクタ２１の
位置決め段部２１Ｂ，芯線２１Ｃとの間にはＯリング２
２，筒状シール部材２３が挿嵌され、外部への燃料の漏
れを防止している。

【００３３】次に、図１および図７により、本実施例に
よる燃料性状判別装置について説明する。該燃料性状判
別装置は前述した静電容量式センサ１５の他に、検出処
理回路２６とコントロールユニット３６を含んで構成さ
れている。

【００３４】ここで、検出処理回路２６は、図７に示す
如く、前記静電容量式センサ１５の各電極１８，１９に
印加電圧ＶH またはＶL を印加する電圧印加装置２７
と、前記静電容量式センサ１５からの検出信号に対して
検出処理する処理回路２８とから構成されている。

【００３５】また、前記電圧印加装置２７は、周波数
ｆ，高波高値の高周波を発振する発振器２９と、該発振
器２９からの高周波に対してノイズを除去して印加電圧
ＶH を出力するフィルタ回路３０と、前記発振器２９か
らの高周波の波高値を高波高値と低波高値とに切換える
アッテネータ回路３１と、該アッテネータ回路３１から
の高周波に対してノイズを除去して高波高値となる印加
電圧ＶH または低波高値となる印加電圧ＶL を出力する
フィルタ回路３２とから構成されている。

【００３６】そして、電圧印加装置２７は、前記静電容
量式センサ１５の第１電極１８，第２電極１９に第１の
電圧として印加電圧（ＶH ，ＶH ）をそれぞれ印加す
る。一方、コントロールユニット３６によるアッテネー
タ回路３１の切換制御により、第１電極１８，第２電極
１９に第２の電圧として印加電圧（ＶH ，ＶL ）をそれ
ぞれ印加するようになっている。

【００３７】一方、前記処理回路２８は、前記静電容量
式センサ１５からの検出信号を微分する微分回路３３
と、該微分回路３３からの出力を演算する演算回路３４
（全波整流回路＋平滑回路）と、該演算回路３４からの
出力ノイズを除去するフィルタ回路３５とから構成さ
れ、該フィルタ回路３５から検出電圧Ｖ0A，Ｖ0Bとして
コントロールユニット３６に出力するようになってい
る。

【００３８】ここで、前記静電容量式センサ１５の第１
電極１８，第２電極１９に第１の電圧となる印加電圧Ｖ
H ，ＶH をそれぞれ印加し、燃料流路２５中の燃料に電
極１８，１９からベクトル的な電界を与え、燃料の比誘
電率に対応した検出電圧Ｖ0Aを検出する構成が本発明に
よる第１の信号検出手段の具体例である。また、第１電
極１８，第２電極１９に第２の電圧となる印加電圧ＶH
，ＶL を印加し、燃料流路２５中の燃料の比誘電率に
対応した検出電圧Ｖ0Bを検出する構成が本発明による第
２の信号検出手段の具体例である。

【００３９】３６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３６は例えばマイク
ロコンピュータ等によって構成され、該コントロールユ
ニット３６はＲＡＭ，ＲＯＭ等からなる記憶回路（図示
せず）を含んで構成され、図１１および図１２に示す性
状判別処理プログラムの他に、噴射量演算プログラム、
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３６Ａ内には後述する
特性線４１，４２の勾配，切片および後述する種々の演
算式等を記憶している。

【００４０】なお、図８は前記検出処理回路２６の電圧
印加装置２７および処理回路２８の具体的な回路構成を
示し、該電圧印加装置２７のアッテネータ回路３１は調
整抵抗３１Ａを備え、該調整抵抗３１Ａはコントロール
ユニット３６の出力側とリード線３６Ｂを介して接続さ
れ、コントロールユニット３６からの制御信号によっ
て、調整抵抗３１Ａの抵抗値を大，小に切換えることに
より、当該電圧印加装置２７から静電容量式センサ１５
の第２電極１９に印加される電圧を印加電圧ＶHまたは
ＶL に切換える。

【００４１】そして、コントロールユニット３６の入力
側には前記エアフロメータ５，スロットルバルブ７，エ
ンジン１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
ンサおよび静電容量式センサ１５等が接続され、出力側
には点火プラグ２，噴射弁８等が接続されている。ま
た、前記静電容量式センサ１５からの検出信号は、検出
処理回路２６により処理され、燃料の静電容量に対応し
た検出電圧Ｖ0A，Ｖ0Bとしてコントロールユニット３６
に出力される。

【００４２】ここで、重質ガソリンと軽質ガソリンから
なる２種類のガソリンについて、添加剤として例えばメ
チルターシャルブチルエーテルの濃度（以下、「ＭＴＢ
Ｅ濃度Ｍ」という）を、順次所定濃度ずつ混合させつつ
添加してなる既知の重質混合ガソリンをＡ、軽質混合ガ
ソリンをＢとする。また、この重質混合ガソリンＡの５
０％蒸留温度はＴ1 となり、軽質混合ガソリンＢの５０
％蒸留温度はＴ2 となっている。

【００４３】そして、図９に示す特性線図中で、特性線
３７，３８は、静電容量式センサ１５の第１電極１８，
第２電極１９に印加電圧ＶH ，ＶH をそれぞれ印加した
状態（第１の信号検出手段）で、燃料流路２５に上記既
知の重質混合ガソリンＡ，軽質混合ガソリンＢを流した
ときの検出電圧Ｖ0Aの結果を示したものである。また、
特性線３９，４０は、同じく静電容量式センサ１５の第
１電極１８，第２電極１９に印加電圧ＶH ，ＶL をそれ
ぞれ印加した状態（第２の信号検出手段）で、燃料流路
２５に上記既知の重質混合ガソリンＡ，軽質混合ガソリ
ンＢと流したときの検出電圧Ｖ0Bの結果を示したもので
ある。

【００４４】即ち、図９において、重質混合ガソリンＡ
（重質燃料）の特性線３７，３９は、勾配がａ1 ，ｃ1
、切片がｂ1 ，ｄ1 となり、軽質混合ガソリンＢ（軽
質燃料）の特性線３８，４０は、勾配がａ2 ，ｃ2 、切
片がｂ2 ，ｄ2 となる。また、第１の記憶手段により前
記特性線３７，３９の勾配ａ1 ，ｃ1 、切片ｂ1 ，ｄ1
は記憶エリア３６Ａに記憶され、第２の記憶手段により
前記特性線３８，４０の勾配ａ2 ，ｃ2 、切片ｂ2 ，ｄ
2 は記憶エリア３６Ａに記憶されている。

【００４５】さらに、重質混合ガソリンＡ（重質燃料）
の特性線３７，３９が蒸留温度Ｔ1の線となり、軽質混
合ガソリンＢ（軽質燃料）の特性線３８，４０が蒸留温
度Ｔ2 の線となっている。そして、後述の数４および数
５に示した仮の蒸留温度ＴA1，ＴB1，ＴA2，ＴB2の演算
式は補間法により演算している。

【００４６】また、図１０に示す特性線図中で、特性線
４１，４２は既知の重質混合ガソリンＡ（重質燃料）の
電圧差特性線，既知の軽質混合ガソリンＢ（軽質燃料）
の電圧差特性線をそれぞれ示し、この電圧差特性線４
１，４２は前述した第１の信号検出手段による検出電圧
Ｖ0Aと第２の信号検出手段による検出電圧Ｖ0Bの差（電
圧差ΔＶ）をＭＴＢＥ濃度Ｍ毎に示したもので、前述し
た特性線３７〜４０が線形な特性となっているから、該
電圧差特性線４１，４２も線形になる。

【００４７】また、電圧差特性線４１，４２は次の数１
のように、勾配α1 ，α2 および切片β1 ，β2 として
得られる。

【００４８】

【数１】

【００４９】そして、第３の記憶手段により前記電圧差
特性線４１，４２により求められた勾配α1 ，α2 およ
び切片β1 ，β2 は記憶エリア３６Ａに記憶されてい
る。

【００５０】次に、未知のガソリン（燃料）についての
ガソリンの性状判別処理を図１１および図１２のプログ
ラムに基づいて、図９，図１０の特性線図を参照しつつ
説明する。

【００５１】まず、ステップ１においては静電容量式セ
ンサ１５に第１の電圧を印加し、処理回路２８からの検
出電圧Ｖ0Aを読込むと共に、第２の電圧を印加し、処理
回路２８からの検出電圧Ｖ0Bを読込む。ステップ２では
ステップ１で読込まれた検出電圧Ｖ0A，Ｖ0Bから電圧差
ΔＶを（Ｖ0A−Ｖ0B）により演算する。

【００５２】ステップ３では、ステップ２で演算された
電圧差ΔＶが電圧差特性線４１の切片β1 よりも大きい
か否かを判定する。このステップ３で「ＮＯ」と判定し
た場合にはステップ４に移り、図１０により明らかなよ
うに、未知の燃料がＭＴＢＥ濃度Ｍが２７％以下の軽質
燃料（軽質混合ガソリンＢ）であると判別される。

【００５３】次の、ステップ５では、軽質燃料の電圧差
特性線４２を選択し、電圧差特性線４２の勾配α2 およ
び切片β2 に基づいてＭＴＢＥ濃度Ｍを次の数２のよう
に演算する。

【００５４】

【数２】

【００５５】そして、ステップ６では、燃料の軽質およ
びＭＴＢＥ濃度Ｍを記憶エリア３６Ａに記憶する。

【００５６】一方、ステップ３で「ＹＥＳ」と判定した
場合には、図１０により明らかなように、未知のガソリ
ンが重質燃料（重質混合ガソリンＡ）または軽質燃料
（軽質混合ガソリンＢ）でＭＴＢＥ濃度Ｍが２７％を越
えていると判定され、これを判別すべく、ステップ７以
降の処理を行う。

【００５７】そこで、ステップ７では、電圧差ΔＶ（図
１０中ではΔｖ）を次の数３に代入して仮のＭＴＢＥ濃
度Ｍ1 ，Ｍ2 を演算する（仮添加剤算出手段）。

【００５８】

【数３】

【００５９】次に、ステップ８では、ステップ１で読込
まれた検出電圧Ｖ0A（図９中ではｖ0A）とステップ７で
演算された仮のＭＴＢＥ濃度Ｍ1 ，Ｍ2 を数４に代入す
ることにより仮の蒸留温度ＴA1，ＴB1を演算する（第１
の仮蒸留温度演算手段）。

【００６０】

【数４】

【００６１】さらに、ステップ９では、ステップ１で読
込まれた検出電圧Ｖ0B（図９中ではｖ0B）とステップ７
で演算された仮のＭＴＢＥ濃度Ｍ1 ，Ｍ2 を次の数５に
代入することにより仮の蒸留温度ＴA2，ＴB2を演算する
（第２の仮蒸留温度演算手段）。

【００６２】

【数５】

【００６３】さらに、ステップ１０では、ステップ８，
９で演算された仮の蒸留温度ＴA1，ＴB1，ＴA2，ＴB2の
蒸留温度差ΔＴ1 ，ΔＴ2 を次の数６のように演算す
る。

【００６４】

【数６】

【００６５】そして、ステップ１１では、ステップ１０
で演算された蒸留温度差ΔＴ1 がΔＴ2 よりも小さいか
否かを判定する。このステップ１１で「ＹＥＳ」と判定
した場合には、ステップ１２に移り、重質燃料（重質混
合ガソリンＡ）と判定し、ＭＴＢＥ濃度Ｍをステップ７
で演算された仮のＭＴＢＥ濃度Ｍ1 とし、ステップ６に
リターンする。ステップ６では、燃料の重質およびＭＴ
ＢＥ濃度Ｍを記憶エリア３６Ａに記憶する。

【００６６】一方、ステップ１１で「ＮＯ」と判定した
場合には、ステップ１３に移り、軽質燃料（軽質混合ガ
ソリンＢ）と判定し、ＭＴＢＥ濃度Ｍをステップ７で演
算された仮のＭＴＢＥ濃度Ｍ2 とし、ステップ６にリタ
ーンする。そして、ステップ６では、燃料の軽質および
ＭＴＢＥ濃度Ｍを記憶エリア３６Ａに記憶する。なお、
本実施例の場合には、ステップ１３に移り軽質混合ガソ
リンＢおよび仮のＭＴＢＥ濃度Ｍ2 を選択する。

【００６７】このように、本実施例による燃料性状判別
装置においては、ガソリンの種類，添加剤の濃度を正確
に算出することができ、これによりガソリンＧの性状を
極めて高精度に判定することができる。

【００６８】この結果、ガソリンの性状に応じて点火進
角、遅角を補正し、またガソリン噴射量を補正し、オー
バーリーン，オーバリッチとなるのを防止し、適正なガ
ソリン条件を与えることができる。

【００６９】さらに、本実施例では、ガソリン温度にか
かわらずガソリンの性状を判定することができるから、
従来技術のようにガソリンに温度差が発生するのを待つ
必要がなく、早期にガソリンの性状を判別することがで
き、エンジン制御を迅速に行なうことができる。

【００７０】従って、エンジンの点火時期等を軽質ガソ
リンにマッチングさせたエンジンに、重質ガソリンを使
用したときでもエンジンの点火時期を重質ガソリンに対
応した点火時期に補正することができ、点火時期のずれ
による不完全燃焼等の問題を解消でき、排気ガス中の有
害成分を効果的に低減することができる。

【００７１】なお、前記各実施例では、図１２に示した
プログラム中のステップ７が仮添加剤濃度算出手段の具
体例であり、ステップ８，９が第１，第２の仮蒸留温度
演算手段の具体例であり、ステップ１０が蒸留温度差演
算手段の具体例であり、ステップ１１〜１３が性状判別
手段の具体例である。

【００７２】また、前記静電容量式センサ１５をそれぞ
れの第１電極１８と第２電極１９とが直交するように構
成し、電極１８，１９に印加する電圧を調整して、第１
の信号検出手段および第２の信号検出手段を構成するよ
うにしたが、本発明は静電容量式センサ１５に替えて、
静電容量式センサを一対の平行平板型の電極板により構
成し、該各電極板に異なる印加電圧ＶH ，ＶL を交互に
印加し、印加電圧ＶH，ＶL によって特性線（勾配およ
び切片）を算出して、ガソリンの性状判別を行なうよう
にしてもよい。

【００７３】さらに、前記実施例では、添加剤をＭＴＢ
Ｅの場合について述べたが、本発明はこれに限らず、添
加剤をメタノール，エタノール等のオクタン化向上剤を
用いてもよい。また、既知の燃料は重軽質燃料となる重
質混合ガソリンＡと軽質燃料となる軽質混合ガソリンＢ
に限るものではなく、中質燃料と重質燃料と、軽質燃料
と中質燃料を既知の燃料として性状を判別するようにし
てもよい。そして、上述の如く、添加剤および燃料を変
えた場合には、図９および図１０の特性が変化すること
は勿論である。

【００７４】さらに、前記実施例の静電容量式センサの
形状は図２ないし図６に示す静電容量式センサ１５の形
状に限らず、図１３および図１４に示す形状でもよく、
この形状においてはコネクタ２１を省略できる分だけ全
体の径方向寸法を小さくでき、小型化を図ることができ
る。なお、図面中の符号は実施例中の静電容量式センサ
１５の構成部品への対応を図るためにダッシュ（′）を
付している。そして、この静電容量式センサ１５′では
外部の処理回路２８との接続はリード線を直接電極板１
８Ａ′，１８Ｂ′，１９Ａ′，１９Ｂ′の端子１８Ａ1
′，１８Ｂ1 ′，１９Ａ1 ′，１９Ｂ1 ′に接続すれ
ばよい。

【００７５】

【発明の効果】以上詳述した如く、本発明による性状判
別装置おいては、静電容量式センサを用いて印加電圧を
異ならせることにより、第１，第２の信号検出手段で添
加剤濃度に対する２個の信号を収集し、信号差演算手段
で各信号から信号差を算出し、仮添加剤濃度算出手段で
この信号差から２個の仮の添加剤濃度を算出する。さら
に、この仮の添加剤濃度と個々の信号から第１，第２の
仮蒸留温度演算手段でそれぞれ２個ずつの仮の蒸留温度
を演算し、蒸留温度差演算手段で各仮の添加剤濃度毎に
蒸留温度の差を演算する。そして、性状判別手段でこの
蒸留温度差の小さい方を選択することにより燃料の性状
および添加剤濃度を確定する。これにより、未知の燃料
の性状および添加剤の濃度を早期に算出し、高精度のエ
ンジン制御を迅速に行なうことができる。そして、燃料
噴射量および点火時期を正確に制御することができ、車
両の運転性能を効果的に向上させることができる。

【００７６】一方、前記静電容量式センサを第１電極お
よび第２電極が燃料流路に対してそれぞれ直交するよう
に構成したから、燃料流路内にベクトル的な電界を与え
ることができ、印加する電圧によって、異なる信号を検
出することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明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】本実施例による静電容量式センサの斜視図であ
る。

【図３】図２に示す静電容量式センサの縦断面図であ
る。

【図４】図２に示す静電容量式センサの横断面図であ
る。

【図５】図３中のａ部を拡大して示す要部拡大図であ
る。

【図６】図４中のｂ部を拡大して示す要部拡大図であ
る。

【図７】本実施例による燃料性状判別装置のブロック図
である。

【図８】図７に示す燃料性状判別装置の具体的回路構成
図である。

【図９】既知の重軽質ガソリンによるＭＴＢＥの濃度に
対する検出電圧を示す特性線図である。

【図１０】既知の重軽質ガソリンによるＭＴＢＥの濃度
に対する電圧差を示す特性線図である。

【図１１】本実施例による燃料性状判別処理を示す流れ
図である。

【図１２】図１１に続く流れ図である。

【図１３】静電容量式センサの変形例を示す縦断面図で
ある。

【図１４】図１３中の矢示XIV −XIV 方向からみた横断
面図である。

【符号の説明】

１５，１５′ 静電容量式センサ１８，１８′ 第１電極１９，１９′ 第２電極２５，２５′ 燃料流路２６検出処理回路２７電圧印加装置２８処理回路２９発振器３０，３２，３５フィルタ回路３１アッテネータ回路３３微分回路３４演算回路（全波整流回路＋平滑回路）３６コントロールユニット３６Ａ記憶エリア４１（既知の重質混合ガソリンの）電圧差特性線（信
号差特性）４２（既知の軽質混合ガソリンの）電圧差特性線（信
号差特性）

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】静電容量式センサと、該静電容量式セン
サに第１の電圧を印加した状態で該静電容量式センサか
ら燃料の比誘電率に応じた信号を検出する第１の信号検
出手段と、前記静電容量式センサに第２の電圧を印加し
た状態で該静電容量式センサから燃料の比誘電率に応じ
た信号を検出する第２の信号検出手段と、性状の異なる
２種類の燃料に添加剤を所定濃度で順次混合した既知の
燃料について、前記第１の信号検出手段で信号を検出
し、この信号により各既知の燃料毎の添加剤濃度に対す
る特性を異なる性状を示す２つの特性として算出し、こ
れを記憶した第１の記憶手段と、性状の異なる２種類の
燃料に添加剤を所定濃度で順次混合した既知の燃料につ
いて、前記第２の信号検出手段で信号を検出し、この信
号により各既知の燃料毎の添加剤濃度に対する特性を異
なる性状を示す２つの特性として算出し、これを記憶し
た第２の記憶手段と、前記第１，第２の記憶手段につい
ての各既知の燃料毎の添加剤濃度に対する信号差特性
を、異なる性状を示す２つの特性として記憶した第３の
記憶手段と、前記第１の信号検出手段を用いて未知の燃
料について比誘電率に応じた信号を検出すると共に前記
第２の信号検出手段を用いて当該未知の燃料について比
誘電率に応じた信号を検出し、この信号差を演算する信
号差演算手段と、該信号差演算手段からの信号差に基づ
いて前記第３の記憶手段に記憶された２つの特性から異
なる性状に対する２個の仮の添加剤濃度を算出する仮添
加剤濃度算出手段と、該仮添加剤濃度算出手段で算出さ
れた２個の仮の添加剤濃度および前記第１の信号検出手
段で検出された信号に基づいて、前記第１の記憶手段に
記憶された既知の各燃料の蒸留温度から未知の燃料に対
する２個の仮の蒸留温度を演算する第１の仮蒸留温度演
算手段と、前記仮添加剤濃度算出手段で算出された２個
の仮の添加剤濃度および前記第２の信号検出手段で検出
された信号に基づいて、前記第２の記憶手段に記憶され
た既知の各燃料の蒸留温度から未知の燃料に対する２個
の仮の蒸留温度を演算する第２の仮蒸留温度演算手段
と、前記第１，第２の仮蒸留温度演算手段による仮の蒸
留温度に対し、仮の添加剤濃度に対する差をそれぞれ演
算して２個の値を得る蒸留温度差演算手段と、該蒸留温
度差演算手段で得られた２個の値のうち小さい方の値を
選択して未知の燃料の性状および添加剤濃度を確定する
性状判別手段とから構成してなる燃料性状判別装置。
【請求項２】前記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、該燃料流路途中に流通する燃料
を介して対向して設けられた一対の第１電極と、前記燃
料流路の途中に流通する燃料を介して対向し、かつ該第
１の電極と直交するように設けられた一対の第２電極と
から構成してなる請求項１記載の燃料性状判別装置。