JPH0346551A - 燃料のアルコール含有量およびまたは発熱量を測定する方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、アルコール含有量または発熱量の特性量とし
ての、測定セル内に含まれる混合物の誘電率を測定する
ために、燃料を含む測定セル内で電気的に測定可能な量
を測定することにより、燃料のアルコール含有量および
または発熱量を測定する方法に関する。

〔従来の技術〕

化石エネルギー、特に原油から得られる燃料の蓄えが長
い間制限されてきたことを考慮して、および環境保護の
要求が増してきたことを考慮して、この燃料にメチルア
ルコールまたはエチルアルコールを益々混合するように
なってきている。その際、純燃料と混合燃料のタンクは
任意である。アルコール成分が多い場合には、内燃機関
の最適な作動を達成するため、および特に運転状態に正
確に適合する燃料配分を可能にするために、混合比を知
ることが必要である。

その際、燃料の任意のタンクによってあらゆる混合が達
成可能であるエンジンの場合に、運転中に内燃機関に供
給される燃料のアルコール含有量を絶え間なく測定する
ことは特別な問題を含んでいる。

この目的のためには、公知の光学的な方法は全く適して
いない。なぜなら、この方法のほとんどが、屈折率を測
定するために境界面効果を利用し、そしてアルコール成
分を推論しているからである。車両エンジンの場合に評
価が困難であるということは別にして、この方法は、測
定観察すべき混合物が高い均質度を有していなければな
らず、この均質度が特に境界面にも存在しなければなら
ないという欠点がある。この方法では、特に芳香族炭化
水素含有量が異なることによる主要燃料の屈折率のバラ
ツキによって、必要な精度は得られなかった。

従って、誘電性測定によって燃料中のアルコール成分を
確かめることが提案された。このような方法は、境界面
効果の測定の問題点が除去されるという利点があった。

なぜなら、測定が容量的に行われるからである。他方で
は、容量的な誘電性測定には、混合物のコンダクタンス
が強く関与する（横方向感度）。しかし、コンダクタン
スが不純物または水成分に非常に左右されるので、この
ような測定方法も使用不可能− である。

ブラジルのサンパウロ州の文献“Ｐｒｏｃｅｅｄ　ｉｎ
ｇｓｏｆ　　ｔｈｅ　　Ｆｏｕｒｔｈ　　Ｉｎｔｅｒｎ
ａｔｉｏｎａｌ　　Ｓｙｍｐｏｓｉｕｍｏｎ　　Ａｌｃ
ｈｏｌ　　Ｆｕｅｌｓ　　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　”　
（１９８０年１０月５日）には、誘電性測定による燃料
のアルコール含有量の検出例が記載されている。しかし
、温度とコンダクタンスの影響（水成分または燃料中の
他の汚染物質によって生しる）に基づいて、この方法は
受入れられなかった。なぜなら、内燃機関にとって適切
で確実な測定を行うことができなかったからである。

〔発明の概要〕

本発明の根底をなす課題は、特に車両用エンジンへの適
用において、燃料のアルコール含有量の正確で確実な測
定を可能にする、冒頭に述べた種類の方法を提供するこ
とである。

この課題は本発明に従って、測定が振動性回路で行われ
、容量測定に悪影響を与える、測定結果に対する量の影
響が少なくなるように、測定周波数が調節されるかまた
は合わせられることによって解決される。この場合特に
、測定のために使用される燃料量のコンダクタンスの、
測定結果に対する影響が、小さくなるように保たれるこ
とが望ましい。

その際、測定周波数が、容量測定を妨害する量の影響に
鈍感な範囲に保たれるように、少なくとも２段で切り換
えられると、特に合目的である。更に、測定周波数が制
御によって測定に適した値に調節され、続いて燃料混合
の全範囲にわたって一定に保持され、制御の際に使用さ
れる操作量または制御回路内で測定可能な他の量が、ア
ルコール含有量または発熱量の尺度として評価されるよ
うにすることができる。

他の有利な特徴によれば、容量が知られているコンデン
サが測定すべき容量に投入または遮断される。更に、測
定電極と異なる容量値との間の切り換えを行うことによ
り、測定周波数を調節または合わせることができる。

付加的に温度を測定し、この温度を測定された容量値の
補正のために使用することによって、非常に正確な結果
が得られる。更に、測定された容量値が、回路技術的な
補正およびまたはコンピュータによる補正と組み合わせ
て補正されることが好ましい。

燃料噴射式内燃機関の制御または調整に使用する場合に
は、他の好ましい実施形に従って、供給される燃料のア
ルコール含有量または発熱量の測定が、噴射量を予備制
御する働きをし、空気過剰率の微調整が公知のラムダ制
御によって行われる。

〔実施例〕

本発明の実施例を図に基づいて詳しく説明する。

第１図は、本発明による方法を実施するための測定セル
の好ましい実施形を示している。こ測定セルには、流入
部１４から燃料が流入し、そして流出部１５から出る。

燃料流は第１図の平面的な図示において、流路１６，１
７に分割される。この流路は中央シリンダ１８によって
形成される。中央シリンダと外周壁１９の全体または一
部が導電性であるので、測定セルのこの壁または壁部分
は、測定回路または評価回路の周波数を決定するコンデ
ンサの電極となり得る。第１の電極を構成する、測定セ
ルの少なくとも部分的に導電性である測定セルの壁内に
おいて、少なくとも部分的に導電性である、流れ体とし
ての中央シリンダ１８が第２の電極を構成している。

中央シリンダ１８の導電性壁は、適当な絶縁体３０によ
って大きな部分３１と小さな部分３２に分割されている
。部分３１．３２のタップ３３．３４は絶縁されて測定
セルから外へ案内されている。

中央シリンダ１８の部分３１．３２は、外周壁１９と共
に、測定容積を取り囲む２本の測定コンデンサを形成す
る。タップ３３を介して外周壁１９の接続部３５に対す
る第１の値が測定可能であり、これに対応してタップ３
４を介して接続部３５に対する他の値が測定可能である
。

容量の値とコンダクタンスの値の両方を、同じタップ３
３または３４を介して接続部３５に対して測定可能であ
る。この値は更に処理するために、適当な回路に人力さ
れる。

両部材３１．３２を異なるように採寸することによって
、二つの基礎容量を形成することができる。この基礎容
量は例えば振動性回路の周波数決定要素として使用可能
である。

測定周波数が調節によって一定に保持されるときに、特
別な利点が得られる。第２図に示すように、測定セル２
１の後に測定回路２２が接続されている。測定セル２１
内にある燃料のアルコール含有量に依存して測定回路２
２によって生じた、導体２３の周波数は、回路２４によ
って、予め定めた目標値２５と比較される。この比較に
よって個所２６で調節量（操作量）が生し、この調節量
は測定回路２２に対して次のように作用する。すなわち
、差が発生したときに、測定周波数を目標値に合わせる
ように作用する。その際、例えば調節量はアルコール含
有量の程度（尺度）として端子２７から出力する０ ことができる。

測定セルに収容された燃料量の容量が回路で測定され、
評価されるときに、回路が振動性であると合目的である
。この回路の出力周波数は容量の程度として評価される
。この場合、燃料の量またはその一部は、回路の容量性
部分の誘電体を形成することができる。

インピーダンスに対する容量の影響が周波数に比例して
増大し、コンダクタンスの影響が周波数とは無関係であ
るので、先ず、できるだけ高い周波数で測定を行うこと
が有利であると思われる。これはしかし、寄生的容量の
影響によって問題を生じる。妨害因子を少なくするため
に、周波数が例えばコンダクタンスによって切り換え可
能な範囲に保持可能であるときには、特別な利点が得ら
れる。この切り換えは例えば、測定周波数に対する影響
が知られている既知の大きさのコンデンサの投入または
遮断によって行うことができる。測定周波数の適合が測
定電極の切り換えによって行われると、他の利点が４゜ 生じる。この測定電極は例えば機械的な寸法が異なるこ
とによっであるいはその間隔が異なることによって、互
いに異なる基礎容量を形成する。

その際、切り換えはその都度、第３図に示すように、限
界範囲内での頻繁なモードシフトを避けるために、ヒス
テリシスによって行うことができる。例えばアルコール
成分Ｍ２を上回り、その結果測定周波数がＦ２の値が以
下に低下すると、高い測定周波数Ｆ２’に切り換えられ
る。

この測定範囲は、アルコール成分が再び値Ｍ２以下に低
下することにも得られる。低いアルコール成分Ｍ１を下
回り、それによってＦｌ’を上回って初めて、再び低い
測定周波数Ｆ１に切り換えられる。それによって、Ｍｌ
またはＭ２の限界範囲内の測定周波数は常時切り換えら
れない。

【図面の簡単な説明】

第１図は方法を実施するための測定セルの実施形を示す
図、第２図は方法を実施するための２ 回路の実施形を示す図、第３図は方法を実施する場合の
周波数適合または周波数切り換えの実施例を示すグラフ
である。 １４・・・測定セルの流入部、　　１５・・・測定セル
の流出部、　１６．１７・・・流路、１８・・・中央シ
リンダ、　　１９・・・外周壁、２１・・・測定セル、
　２２・・・測定回路、２３・・・導体、　２４・・・
回路、　２５・・・目標値、　２６・・・個所、　２７
・・・端子、　３０・・・絶縁体、　３１．３２・・・
中央シリンダの壁部分、　３３．３４・・タップ、　３
５・・・接続部

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、アルコール含有量または発熱量の特性量としての、
   測定セル内に含まれる混合物の誘電率を測定するために
   、燃料を含む測定セル内で電気的に測定可能な量を測定
   することにより、燃料のアルコール含有量およびまたは
   発熱量を測定する方法において、 測定が振動性回路で行われ、 容量測定に悪影響を与える、測定結果に対する量の影響
   が少なくなるように、測定周波数が調節されるかまたは
   合わせられることを特徴とする燃料のアルコール含有量
   およびまたは発熱量を測定する方法。 ２、測定のために使用される燃料量のコンダクタンスの
   、測定結果に対する影響が、小さくなるように保たれる
   ことを特徴とする、請求項１記載の方法。 ３、測定周波数が、容量測定を妨害する量の影響に鈍感
   な範囲に保たれるように、少なくとも２段で切り換えら
   れることを特徴とする、請求項１または請求項２記載の
   方法。 ４、測定周波数が制御によって測定に適した値に調節さ
   れ、続いて燃料混合の全範囲にわたって一定に保持され
   、制御の際に使用される操作量または制御回路内で測定
   可能な他の量が、アルコール含有量または発熱量の尺度
   として評価されることを特徴とする、請求項１または請
   求項２記載の方法。 ５、容量が知られているコンデンサが測定すべき容量に
   投入または遮断されることを特徴とする、請求項１から
   請求項４までのいずれか一つに記載の方法。 ６、測定電極と異なる容量値との間の切り換えを行うこ
   とにより、測定周波数が調節されるかまたは合わせられ
   ることを特徴とする、請求項１から請求項３までのいず
   れか一つに記載の方法。 ７、付加的に温度が測定され、この温度が測定された容
   量値の補正のために使用されることを特徴とする、請求
   項１から請求項６までのいずれか一つに記載の方法。 ８、測定された容量値が、回路技術的な補正およびまた
   はコンピュータによる補正と組み合わせて補正されるこ
   とを特徴とする、請求項１から請求項７までのいずれか
   一つに記載の方法。 ９、燃料噴射式内燃機関の制御または調整に使用する場
   合に、供給される燃料のアルコール含有量または発熱量
   の測定が、噴射量を予備制御する働きをし、空気過剰率
   の微調整が公知のラムダ制御によって行われることを特
   徴とする、請求項１から請求項８までのいずれか一つに
   記載の方法。