JPH0943207A

JPH0943207A - 燃料性状判別装置

Info

Publication number: JPH0943207A
Application number: JP7218192A
Authority: JP
Inventors: Susumu Sakagami; 進坂上; Manabu Iwasaki; 学岩崎
Original assignee: Unisia Jecs Corp
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1995-08-03
Filing date: 1995-08-03
Publication date: 1997-02-14

Abstract

(57)【要約】【課題】超音波センサから検出される検出信号中の第
１反射波以外のノイズの影響をなくして、送信波から第
１反射波までの検出時間を正確に測定し、この検出時間
から燃料の密度を算定して燃料の性状を適確に判別す
る。【解決手段】信号処理回路２１を、送信波発生回路２
２，時間領域選択回路２３および検出時間計測回路２４
から構成する。送信波発生回路２２は超音波発振器２
５，分周回路２６，タイミング信号発生回路２７および
送信波出力回路２８から構成する。また、時間領域選択
回路２３は分周回路２６からの分周信号で制御される４
個のスイッチング回路３０，３１，３２，３３とから構
成する。時間領域選択回路２３は搬送波と第１反射波を
存在する時間領域のみを検出時間計測回路２４に選択出
力し、検出時間を正確に検出して燃料性状を判別する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】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）が重質油であるか、軽
質油であるか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種類に分けられる。

【０００３】そして、自動車用エンジンに用いられるガ
ソリンは、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、ガソリンの重質油化が進んでいる。

【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、息つぎ現象等の運転性能の悪化を起す
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、前述したものとは逆に、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。

【０００６】上記の問題を解決するために、燃料性状を
判別する方法として、光の屈折率または反射率を利用す
る光学式の性状判別装置は一般に広く知られている。

【０００７】この光学式の性状判別装置は、予め記憶さ
れた固有の屈折率または反射率を基にして検出されたガ
ソリンの屈折率または反射率によって燃料性状を判別す
るものである。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述した従
来技術による光学式の性状判別装置は、光源，受信装置
または反射装置が必要となって、部品点数が多くなると
いう問題がある。

【０００９】また、これらの光源，受信装置または反射
装置等の表面が汚れると、光量，屈折率または反射率が
変化して誤差が生じ、正確な性状判別を行うことができ
ないという問題があった。

【００１０】本発明は上述した従来技術の問題に鑑みな
されたもので、本発明は超音波を用いた場合、燃料の性
状に応じて送受信号間に時間差が生じることを利用し、
その時間差を計測することにより、燃料性状を高精度に
判別できるようにした燃料性状判別装置を提供すること
を目的としている。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上述した課題を解決する
ために請求項１の発明による燃料性状判別装置は、燃料
供給配管１００の途中に設けられ、超音波信号の送信波
を発信すると共に、反射波を受信する超音波式測定部１
１０と、該超音波式測定部１１０に送る送信波を発生す
ると共に、該超音波式測定部１１０から検出された検出
信号により送信波の発信から反射波の受信までの検出時
間を計測する信号処理部１２０と、該信号処理部１２０
によって測定された検出時間に基づいて燃料性状を判別
処理する判別処理部１３０とを備え、前記信号処理部１
２０は、前記超音波式測定部に向けて所定のタイミング
信号毎に超音波の送信波を発生する送信波発生手段１２
１と、前記超音波式測定部１１０から検出される検出信
号のうち最初の反射波のみを出力するように時間領域を
選択する時間領域選択手段１２２と、該時間領域選択手
段１２２から出力される検出信号中の最初の反射波を用
いて検出時間を計測する検出時間計測手段１２３とから
構成し、前記判別処理部１３０は、予め記憶された検出
時間に対する密度の特性から前記検出時間計測手段１２
３により計測された検出時間に基づいて密度を算定する
密度算定手段１３２と、該密度算定手段１３２によって
算定された密度から燃料性状を判定する性状判定手段１
３３とから構成したことにある。

【００１２】請求項２の発明では、前記送信波発生手段
１２１は、超音波信号を発生する超音波発振器と、該超
音波発振器から出力される超音波信号を分周する分周回
路と、該分周回路からの分周信号に基づいてタイミング
信号を発生するタイミング信号発生回路と、該タイミン
グ信号発生回路からのタイミング信号に基づいて超音波
発振器からの超音波信号による送信波を超音波式測定部
１１０に向けて出力する送信波出力回路とから構成した
ことにある。

【００１３】請求項３の発明では、前記時間領域選択手
段１２２は、前記送信波の超音波を分周した分周信号に
より時間領域を適宜設定する複数のスイッチング回路か
ら構成したことにある。

【００１４】請求項４の発明では、前記性状判定手段１
３３は、前記密度算定手段１３２によって算定された密
度が高いときには重質油として判定し、密度が低いとき
には軽質油として判定したことにある。

【００１５】

【作用】請求項１の発明による燃料性状判別装置の信号
処理部１２０では、送信波発生手段１２１により超音波
式測定部１１０に向けて所定のタイミング信号毎に超音
波の送信波を発生し、時間領域選択手段１２２では超音
波式測定部１１０から検出される検出信号のうち最初の
反射波のみを出力するように時間領域を選択し、検出時
間計測手段１２３では送信波と時間領域選択手段１２２
から出力される検出信号中の最初の反射波が届くまでの
間を検出時間として計測する。

【００１６】また、判別処理部１３０では、密度算定手
段１３２によって前記検出時間計測手段１２３から出力
されるタイミング信号発信から最初の反射波受信までの
信号を用いて算出された検出時間に基づいて、予め記憶
させた検出時間−密度特性１３１から密度を算定し、こ
の算定した密度から性状判定手段１３３によって燃料性
状を判別することができる。

【００１７】請求項２の発明のように、送信波発生手段
１２１を超音波発振器，分周回路，タイミング信号発生
回路および送信波出力回路とから構成したから、分周回
路で超音波発振器からの超音波を分周し、この分周信号
に基づいてタイミング信号発生回路からタイミング信号
を発生し、送信波出力回路からは所定のタイミング信号
毎に超音波の送信波を超音波式測定部に向けて出力でき
る。

【００１８】請求項３の発明のように、前記時間領域選
択手段を、送信波の超音波を分周した分周信号により時
間領域を適宜設定する複数のスイッチング回路から構成
したから、予め超音波式測定部の伝播距離、燃料の伝播
速度を予想することによって分周する数を設定すること
ができ、検出信号中に含まれる最初の反射波の存在する
時間領域のみを検出時間計測手段１２３に向けて出力す
ることができる。

【００１９】請求項４の発明のように、燃料性状は密度
に対応し、重質油は密度が高く、軽質油は密度が低くな
っているから、性状判定手段では前記密度算定手段によ
って算定された密度が高いときには重質油として判定
し、密度が低いときには軽質油と判定することにより、
燃料性状を正確に判定できる。

【００２０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例を図２ない
し図１０に基づき説明する。

【００２１】まず、図２ないし図７に本発明による第１
の実施例を示す。

【００２２】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、
該シリンダ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３５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。

【００２３】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３５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。

【００２４】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は燃料供給配管と
してのガソリン配管で、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。

【００２５】１５は例えばガソリン配管１１の途中に設
けられた本実施例による燃料性状判別装置の超音波式測
定部を示し、該超音波式測定部１５は図３に示すよう
に、上側がフランジ部１６Ａとなった有底筒状の有底状
管体１６と、該有底状管体１６の上側に位置して径方向
に突設された燃料流入口１７と、前記有底状管体１６の
下側に位置して径方向に突設された燃料流出口１８と、
前記有底状管体１６のフランジ部１６Ａを施蓋する蓋部
１９と、該蓋部１９に固着され、前記有底状管体１６の
底部１６Ｂに向けて超音波信号を発信する超音波センサ
２０とから構成されている。

【００２６】ここで、前記燃料流出口１８の内周面と有
底状管体１６の底部１６Ｂとは段差がないように形成さ
れているから、燃料が開口部側の燃料流入口１７から底
部１６Ｂ側の燃料流出口１８に向けて矢示Ｆ方向に連続
的に流れるようになっている。そして、当該超音波式測
定部１５はガソリン配管１１の途中に設けられているか
ら、燃料は燃料流入口１７から有底状管体１６内に流入
し、有底状管体１６内の燃料は燃料流出口１８からガソ
リン配管１１に向け滑らかに流出する。

【００２７】一方、前記超音波センサ２０は、発信部と
受信部とを有する送受信一体型となり、発信部と受信部
は、圧電振動子，磁歪振動子または電磁誘導型振動子等
によって構成されている。そして、いずれの振動子にお
いても電気エネルギを弾性エネルギに変換することによ
り、超音波信号を底部１６Ｂに向けて発信し、底部１６
Ｂで反射した最初の反射波（以下、第１反射波という）
が超音波センサ２０で受信されることにより弾性エネル
ギを電気エネルギに変換して検出信号として出力する。
なお、実施例による超音波式測定部１５においては、超
音波センサ２０と底部１６Ｂとの間の距離は伝播距離Ｌ
となっている。

【００２８】２１は超音波式測定部１５とコントロール
ユニット３５との間に電気的に接続された信号処理部と
しての信号処理回路を示し、該信号処理回路２１は図４
に示す如く、後述の送信波発生回路２２，時間領域選択
回路２３および検出時間計測回路２４から構成されてい
る。

【００２９】２２は送信波発生手段としての送信波発生
回路を示し、該送信波発生回路２２は、例えば５１２ｋ
Ｈz の超音波信号を発生する超音波発振器２５と、該超
音波発振器２５から出力される超音波信号を分周する分
周回路２６と、該分周回路２６からの分周信号に基づい
てタイミング信号を発生するフリップフロップ回路から
なるタイミング信号発生回路２７と、該タイミング信号
発生回路２７からのタイミング信号に基づいて超音波発
振器２５からの超音波信号による送信波を超音波センサ
２０に向けて出力する送信波出力回路２８とから構成さ
れている。

【００３０】ここで、送信波発生回路２２は、超音波発
振器２５の出力は分周回路２６と送信波出力回路２８に
接続され、分周回路２６の出力はタイミング信号発生回
路２７に接続され、該タイミング信号発生回路２７の出
力は送信波出力回路２８に接続されている。

【００３１】さらに、超音波発振器２５から出力される
５１２ｋＨz の超音波信号は、分周回路２６で１／２⁸
に分周した２ｋＨz のタイミング信号をタイミング信号
発生回路２７に出力し、該タイミング信号発生回路２７
からは所定幅のパルスとなるタイミング信号を送信波出
力回路２８に向けて発生する。そして、該送信波出力回
路２８ではこのタイミング信号がＯＮ状態になっている
間だけ超音波信号を出力する送信波を超音波センサ２０
に向けて出力する。

【００３２】そして、超音波センサ２０では発信部に送
信波が供給され、該発信部では電気エネルギを弾性エネ
ルギに変換することにより、超音波信号を超音波式測定
部１５の底部１６Ｂに向けて発信し、底部１６Ｂで反射
した第１反射波が超音波センサ２０の受信部で受信さ
れ、弾性エネルギを電気エネルギに変換して検出信号と
して時間領域選択回路２３に出力する。

【００３３】２３は時間領域選択手段としての時間領域
選択回路を示し、該時間領域選択回路２３は増幅回路２
９を介して送信波発生回路２２の後段に接続され、スイ
ッチング素子からなる第１のスイッチング回路３０，第
２のスイッチング回路３１，第３のスイッチング回路３
２および第４のスイッチング回路３３とから構成され、
該第１のスイッチング回路３０は増幅回路２９と検出時
間計測回路２４との間に接続され、他のスイッチング回
路３１，３２，３３は増幅回路２９と検出時間計測回路
２４との間に直列接続されている。

【００３４】２４は時間領域選択回路２３の後段に接続
された検出時間計測手段としての検出時間計測回路を示
し、該検出時間計測回路２４は時間領域選択回路２３か
ら出力された信号に基づいて送信波発生から第１反射波
受信までの時間を検出信号ｔとして計測し、この検出時
間ｔをコントロールユニット３５に出力する。

【００３５】なお、３４は分周回路２６と第２のスイッ
チング回路３１との間に接続されたインバータ回路を示
し、該インバータ回路３４により分周回路２６から出力
される８ｋＨz の分周信号を反転させて出力するもので
ある。

【００３６】一方、第１のスイッチング回路３０は送信
波出力回路２８から出力される送信波が入力されたとき
にＯＮ状態となるから検出信号中の送信波のみを検出時
間計測回路２４に向けて出力する。また、第２のスイッ
チング回路３１は分周回路２６から出力される超音波信
号を１／２⁶ に分周した８ｋＨz の分周信号が入力され
るときにのみＯＮ状態となる。また、第３のスイッチン
グ回路３２は分周回路２６から出力される超音波信号を
１／２⁷ に分周した４ｋＨz の分周信号が入力されると
きにのみＯＮ状態となる。さらに、第４のスイッチング
回路３３は分周回路２６から出力される超音波信号を１
／２⁸ に分周した２ｋＨz の分周信号が入力されるとき
にのみＯＮ状態となるようになっている。

【００３７】従って、時間領域選択回路２３では、第２
のスイッチング回路３１〜第４のスイッチング回路３３
までの間を超音波センサ２０から出力された検出信号が
通過することにより、該検出信号中のノイズを除去して
第１反射波の存在する時間領域のみを出力するようにな
っている。

【００３８】ここで、図５に信号処理回路２１の各点に
おける波形を示してその動作を説明するに、ａ〜ｄは送
信波発生回路２２を構成する回路からの波形となり、ａ
の波形は超音波発振器２５からの出力、ｂの波形は分周
回路２６からの出力、ｃの波形はタイミング信号発生回
路２７から出力されるタイミング信号、ｄの波形は送信
波出力回路２８から超音波センサ２０への出力をそれぞ
れ示している。

【００３９】次に、ｅ〜ｌの波形は時間領域選択回路２
３を構成する回路からの波形となり、ｅの波形は送信波
発生回路２２からの送信波と超音波センサ２０からの検
出信号、ｆの波形は分周回路２６から出力される８ｋＨ
z の分周信号をインバータ回路３４により反転させた信
号、ｇの波形は第２のスイッチング回路３１からの出力
信号、ｈの波形は分周回路２６から出力される４ｋＨz
の分周信号、ｉの波形は第３のスイッチング回路３２か
らの出力信号、ｊの波形は分周回路２６から出力される
２ｋＨz の分周信号、ｋの波形は第３のスイッチング回
路３３からの出力信号、ｌの波形は時間領域選択回路２
３からの出力信号をそれぞれ示している。

【００４０】本実施例における信号処理回路２１では、
超音波センサ２０から出力される検出信号が送信波と第
１反射波だけでなく、ｅの波形の如く、第２反射波や他
のノイズが検出された場合であっても、時間領域選択回
路２３によって検出信号のうち送信波と第１反射波のみ
を検出時間計測回路２４に出力することができる。そし
て検出時間計測回路２４では、送信波受信から第１反射
波受信までの検出時間ｔを検出してコントロールユニッ
ト３５に出力する。

【００４１】この結果、信号処理回路２１によってタイ
ミング信号発生から超音波センサ２０で検出される検出
信号中の第１反射波が受信されるまでの時間を検出時間
ｔとして正確に検出することができる。

【００４２】一方、時間領域選択回路２３のスイッチン
グ回路３１，３２，３３を駆動させるための分周信号の
分周数は次のようにして設定される。

【００４３】例えば、密度を７００〜８００ｋｇ／ｍ³
の範囲にある２種類のガソリンａ，ｂについて、ガソリ
ンａの伝播速度ｖa をｖa ＝９７０ｍ／ｓ，ガソリンｂ
の伝播速度ｖb をｖb ＝１１１５ｍ／ｓとし、超音波式
測定部１５内の伝播距離をＬとしたときには、計算上で
は、ガソリンａの送信波発生から反射波受信までの検出
時間ｔa およびガソリンｂの送信波発生から反射波受信
までの検出時間ｔb は下記の数１のようになる。

【００４４】

【数１】

【００４５】そして、伝播速度ｖa ，ｖb と検出時間ｔ
a ，ｔb の関係は下記の数２のようになる。

【００４６】

【数２】ｖa ＜ｖb によりｔa ＞ｔb

【００４７】ここで、ｆを超音波信号となる５１２ｋＨ
z としたときの分周信号の周期ＴはＴ＝（１／ｆ）×Ｂ
（但し、Ｂ：２^X となる分周数）とすると、検出信号中
の第１反射波のみが出力されるための分周信号の条件
は、数３のようになる。

【００４８】

【数３】 ∴ ｔa ｆ＜Ｂ＜２ｔb ｆ

【００４９】従って、前記数３の式に伝播速度ｖa ，ｖ
b を代入すると、数４になる。

【００５０】

【数４】

【００５１】そして、この数２に例えばＬ＝０．１ｍを
代入すると、数５のようになる。

【００５２】

【数５】５２．７＜Ｂ＜９２

【００５３】このとき、前記範囲にあるＢは６４（＝２
⁸ ）となり、この１／２⁸ となる分周信号に基づいて第
２のスイッチング回路３１を動作するように分周回路２
６を設定することにより、図５に示すように、検出信号
中の第１反射波以外の時間領域を除去して、第１反射波
の存在する時間領域を選択出力することができる。

【００５４】３５は本実施例による燃料性状判別装置の
判別処理部をなすコントロールユニットを示し、該コン
トロールユニット３５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３５はＲＡ
Ｍ，ＲＯＭ等からなる記憶回路（図示せず）を含み、図
７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３５Ａ内
には図６に示すマップが記憶されている。

【００５５】ここで、図６に示す特性マップは、既知の
性状が確定したガソリンについて、横軸にガソリン中を
超音波信号が伝播距離Ｌを往復する検出時間ｔをとり、
縦軸は密度ｄ〔kg／ｍ³ 〕をとったもので、また検出時
間ｔは伝播距離Ｌの距離寸法によって適宜設定されるも
のである。

【００５６】本実施例による燃料性状判別装置は上述し
た如くに構成されるが、次に、図７に示すプログラムを
参照しつつ性状判別処理を説明する。

【００５７】まず、ステップ１で、信号処理回路２１か
ら送信波の発信から第１反射波の受信までの時間を検出
時間ｔとして検出し、ステップ２では図６のマップを参
照しつつ、検出された検出時間ｔに対応した密度ｄを算
定し、ステップ３では、算定された密度ｄに基づいて性
状判別を行う。即ち、密度ｄ≦ｄ0 ，密度ｄ＞ｄ0 の２
つの範囲での判定を行う（なお、密度ｄの単位はkg／ｍ
³である）。

【００５８】ステップ３において、密度ｄ≦ｄ0 となっ
た場合には、ステップ４に移り、測定された燃料は軽質
ガソリンと判定し、ステップ５で燃料が軽質ガソリンで
あることを記憶エリア３５Ａに記憶し、ステップ８でリ
ターンする。

【００５９】また、ステップ３において、密度ｄ＞ｄ0
となった場合には、ステップ６に移り、測定された燃料
は重質ガソリンと判定し、ステップ７で燃料が重質ガソ
リンであることを記憶エリア３５Ａに記憶し、ステップ
８でリターンする。

【００６０】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、超音波センサ２０からの検出時間ｔに
より燃料の密度ｄを算定し、この密度ｄから燃料性状を
軽質油か、重質油かを判別するようにしたから、燃料性
状を適確に判別することができる。そして、燃料噴射
量，点火時期制御等のエンジン制御を最適な状態で行う
ことができる。

【００６１】また、超音波式測定部１５の構成部品は少
なくてすみ、該超音波式測定部１５を簡単な構造とする
ことができる。

【００６２】さらに、超音波を利用して密度ｄを検出す
るようにしているから、従来技術のように、光学的手段
を用いたものに比較して経時劣化による不具合は発生せ
ず、高精度の性状判別を可能にする。

【００６３】一方、超音波式測定部１５の有底状管体１
６は、底部１６Ｂと燃料流出口１８との間に段差のない
ように形成したから、有底状管体１６内に淀み部が生じ
ることがなく、図４中の矢示Ｆとして示す方向に滑らか
に流れ、ベーパ等の発生を低減することができる。これ
により、超音波センサ２０からの超音波信号が、燃料と
淀み部との境界面によって拡散されるのを防止し、超音
波信号による検出信号を正確に出力できる。

【００６４】さらに、本実施例では、信号処理回路２１
中の時間領域選択回路２３によって、超音波センサ２０
から出力される検出信号のうち送信波と第１反射波の存
在する時間領域だけを検出時間計測回路２４に出力する
ようにしたから、該検出時間計測回路２４では送信波発
生から第１反射波受信までの検出時間ｔを正確に検出す
ることができる。

【００６５】この結果、コントロールユニット３５に正
確な検出時間ｔを出力することができ、該コントロール
ユニット３５内では上述した図７に示す性状判別処理プ
ログラムによって、燃料の性状を適確に判定することが
でき、燃料噴射量，点火時期制御等のエンジン制御を最
適な状態で行うことができる。

【００６６】なお、前記第１の実施例において、図７に
示すプログラム中のステップ３〜７が性状判定手段の具
体例である。

【００６７】次に、図８に本発明による第２の実施例を
示すに、本実施例の特徴は、前述した第１の実施例によ
るコントロールユニット３５内に内蔵された性状判別処
理プログラムを、軽質油，中質油，重質油の３種類の性
状判別を行うようにしたものである。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。本実施例においては図８に
示す性状判別処理プログラムに基づいて説明する。

【００６８】まず、ステップ１１で信号処理回路２１か
ら送信波の発信から第１反射波の受信までの時間を検出
時間ｔとして検出し、ステップ１２では図６のマップを
参照しつつ、検出された検出時間ｔに対応した密度ｄを
算定し、ステップ１３では、算定された密度ｄに基づい
て性状判別を行う。即ち、密度ｄ＜ｄ1 ，ｄ1 ≦密度ｄ
＜ｄ2 ，密度ｄ＞ｄ2 の３つの範囲での判定を行う（な
お、密度ｄの単位はkg／ｍ³ である）。

【００６９】ステップ１３で、密度ｄ＜ｄ1 と判定した
場合には、ステップ１４に移り、測定された燃料は軽質
ガソリンであると判定し、ステップ１５で燃料が軽質ガ
ソリンであることを記憶エリア３５Ａに記憶し、ステッ
プ２０でリターンする。

【００７０】また、ステップ１３で、ｄ1 ≦密度ｄ≦ｄ
2 と判定した場合には、ステップ１６に移り、測定され
た燃料は中質ガソリンであると判定し、ステップ１７で
燃料が中質ガソリンであることを記憶エリア３５Ａに記
憶し、ステップ２０でリターンする。

【００７１】さらに、ステップ１３で、密度ｄ＞ｄ2 と
判定した場合には、ステップ１８に移り、測定された燃
料は重質ガソリンであると判定し、ステップ１９で燃料
が重質ガソリンであることを記憶エリア３５Ａに記憶
し、ステップ２０でリターンする。

【００７２】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、算定された密度ｄから燃料性状を軽質
油か、中質油か、重質油かを判別するようにしたから、
第１の実施例に比べて燃料性状を細かく判別することが
できる。そして、燃料噴射量，点火時期制御等のエンジ
ン制御をより最適な状態で行うことができる。

【００７３】なお、前記第２の実施例において、図８に
示すプログラム中のステップ１３〜１９が性状判定手段
の具体例である。

【００７４】さらに、第３の実施例を図９に示すに、本
実施例の特徴は超音波式測定部４１をガソリン配管１１
の途中に接続される直管状管体４２と、該直管状管体４
２の径方向一側の側面に設けられた超音波センサ４３と
から構成したことにある。

【００７５】本実施例においては、超音波センサ４３の
超音波信号は他側の側面で反射して超音波センサ４３に
戻るようになり、超音波センサ４３と他側の側面との間
は伝播距離Ｌ2 となっている。

【００７６】このように構成される本実施例の超音波式
測定部４１を、第１の実施例による超音波式測定部１５
に代えて使用することもでき、この場合、第１の実施例
による超音波式測定部１５よりも簡単な構造で超音波式
測定部４１を形成することができる。さらに、直管状管
体４２はガソリンを連続的な流れとできる。

【００７７】また、第４の実施例を図１０に示すに、本
実施例の特徴は、超音波式測定部５１を、Ｌ字状に湾曲
された湾曲部５２Ａ，５２Ｂを有するアングル状管体５
２と、該アングル状管体５２の一方の湾曲部５２Ａに設
けられ、他方の湾曲部５２Ｂに向けて超音波信号を発信
する超音波センサ５３とから構成したことにある。

【００７８】本実施例においても、第３の実施例と同様
に、超音波センサ５３からの超音波信号は他方の湾曲部
５２Ｂで反射して超音波センサ５３に戻るようになり、
超音波センサ５３と他方の湾曲部５２Ｂとの間は伝播距
離Ｌ3 （Ｌ3 ＞Ｌ2 ）となっている。

【００７９】このように構成される本実施例の超音波式
測定部５１を、第１の実施例による超音波式測定部１５
に代えて使用することもでき、この場合、第１の実施例
による超音波式測定部１５よりも簡単に構成することが
できるばかりでなく、伝播距離Ｌ3 を長く設定できる。
そして、検出時間ｔの検出感度を向上することができ、
微妙な密度変化を検出することができる。しかも、ガソ
リンの流れは各湾曲部５２Ａ，５２Ｂを介して連続的な
流れとし得る。

【００８０】

【発明の効果】以上詳述した如く、請求項１の本発明に
よれば、信号処理部では、送信波発生手段により超音波
式測定部に向けて所定のタイミング信号毎に超音波の送
信波を発生し、時間領域選択手段では超音波式測定部か
ら検出される検出信号のうち最初の反射波が存在する時
間領域を選択して検出時間計測手段に出力することがで
き、該検出時間計測手段では送信波と最初の反射波が届
くまでの検出時間を正確に検出できる。

【００８１】また、判別処理部では、密度算定手段によ
って前記検出時間計測手段から出力されるタイミング信
号発信から最初の反射波受信までの信号を用いて正確に
算出された検出時間に基づき、予め記憶させた検出時間
−密度特性から密度を算定し、この算定した密度から性
状判定手段によって燃料性状を判別することができ、例
えば燃料噴射量，点火時期等のエンジン制御を正確に行
うことができる。

【００８２】請求項２の発明のように、送信波発生手段
を超音波発振器，分周回路，タイミング信号発生回路お
よび送信波出力回路とから構成したから、分周回路で超
音波発振器からの超音波を分周し、この分周信号に基づ
いてタイミング信号発生回路からタイミング信号を発生
し、送信波出力回路からは所定のタイミング信号毎に超
音波の送信波を超音波式測定部に向けて出力でき、該測
定部ではこの送信波を発生し反射波を受信することによ
り、検出時間を検出することができる。

【００８３】請求項３の発明のように、時間領域選択手
段を送信波の超音波を分周した分周信号により時間領域
を適宜設定する複数のスイッチング回路から構成したか
ら、予め超音波式測定部の伝播距離、燃料の伝播速度を
予想することによって分周する数を設定することがで
き、検出信号中に含まれる最初の反射波が存在する領域
のみを検出時間計測手段に向けて選択出力することがで
き、該検出時間計測手段では、検出信号中の最初の反射
波以外のノイズを除去して、送信波から最初の反射波ま
での検出時間を正確に計測することができ、燃料の性状
を適確に判定できる。

【００８４】請求項４の発明のように、燃料性状は密度
に対応し、重質油は密度が高く、軽質油は密度が低くな
っているから、性状判定手段では前記密度算定手段によ
って算定された密度が高いときには重質油として判定
し、この密度が低いときには、軽質油と判定することに
より、燃料性状を正確に判定でき、燃料噴射量，点火時
期等のエンジン制御を良好に行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による燃料性状判別装置を示す機能ブロ
ック図である。

【図２】本発明の第１の実施例による燃料噴射制御装置
を示す全体構成図である。

【図３】第１の実施例による燃料性状判別装置に用いら
れる超音波センサを示す縦断面図である。

【図４】第１の実施例による燃料性状判別装置を示すブ
ロック図である。

【図５】図４中の各点における波形を示す線図である。

【図６】既知のガソリンによる検出時間ｔに対する密度
ｄを示す特性線図である。

【図７】第１の実施例による燃料性状判別処理を示す流
れ図である。

【図８】本発明の第２の実施例による燃料性状判別処理
を示す流れ図である。

【図９】本発明の第３の実施例を示す超音波式測定部の
縦断面図である。

【図１０】本発明の第４の実施例を示す超音波式測定部
の縦断面図である。

【符号の説明】

１１ガソリン配管（燃料供給配管）１５，４１，５１超音波式測定部２０，４３，５３超音波センサ２１信号処理回路（信号処理部）２２送信波発生回路（送信波発生手段）２３時間領域選択回路（時間領域選択手段）２４検出時間計測回路（検出時間計測手段）２５超音波発振器２６分周回路２７タイミング信号発生回路２８送信波出力回路３０，３１，３２，３３スイッチング回路３５コントロールユニット（判別処理部）１００燃料供給配管１１０超音波式測定部１２０信号処理部１２１送信波発生手段１２２時間領域選択手段１２３検出時間計測手段１３０判別処理部１３１検出時間−密度特性１３２密度算定手段１３３性状判定手段ｔ検出時間

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】燃料供給配管の途中に設けられ、超音波
信号の送信波を発信すると共に、反射波を受信する超音
波式測定部と、該超音波式測定部に送る送信波を発生す
ると共に、該超音波式測定部から検出された検出信号に
より送信波の発信から反射波の受信までの検出時間を計
測する信号処理部と、該信号処理部によって測定された
検出時間に基づいて燃料性状を判別処理する判別処理部
とを備え、前記信号処理部は、前記超音波式測定部に向けて所定の
タイミング信号毎に超音波の送信波を発生する送信波発
生手段と、前記超音波式測定部から検出される検出信号
のうち最初の反射波のみを出力するように時間領域を選
択する時間領域選択手段と、該時間領域選択手段から出
力される検出信号中の最初の反射波を用いて検出時間を
計測する検出時間計測手段とから構成し、前記判別処理部は、予め記憶された検出時間に対する密
度の特性から前記検出時間計測手段により計測された検
出時間に基づいて密度を算定する密度算定手段と、該密
度算定手段によって算定された密度から燃料性状を判定
する性状判定手段とから構成してなる燃料性状判別装
置。
【請求項２】前記送信波発生手段は、超音波信号を発
生する超音波発振器と、該超音波発振器から出力される
超音波信号を分周する分周回路と、該分周回路からの分
周信号に基づいてタイミング信号を発生するタイミング
信号発生回路と、該タイミング信号発生回路からのタイ
ミング信号に基づいて超音波発振器からの超音波信号に
よる送信波を超音波式測定部に向けて出力する送信波出
力回路とから構成してなる請求項１記載の燃料性状判別
装置。
【請求項３】前記時間領域選択手段は、前記送信波の
超音波を分周した分周信号により時間領域を適宜設定す
る複数のスイッチング回路から構成してなる請求項１ま
たは２記載の燃料性状判別装置。
【請求項４】前記燃料判定手段は、前記密度算定手段
によって算定された密度が高いときには重質油として判
定し、密度が低いときには軽質油として判定してなる請
求項１，２または３記載の燃料性状判別装置。