(57)【要約】【課題】炭化水素リザーバから内燃機関へのパージ管路におけるガス流中の炭化水素含有量を正確に測定することができるセンサを提供すること。【解決手段】炭化水素リザーバから内燃機関へのパージ管路におけるガス流中の炭化水素含有量を測定するためのセンサであって、炭化水素リザーバが、活性炭素が充填されたリザーバとして形成されており、センサが少なくとも１つの超音波源と少なくとも１つの超音波受信機とを有しており、超音波源からガス流を通って超音波受信機へと送られる超音波パルスの伝搬時間を、ガス流中の炭化水素含有量のための尺度として評価することを特徴とする、パージ管路におけるガス流中の炭化水素含有量を測定するためのセンサ。【選択図】図１
2014132271.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
炭化水素リザーバ（１２）から内燃機関（１）へのパージ管路（１７）におけるガス流（３１）中の炭化水素含有量（Ｂ）を測定するためのセンサ（１６）であって、
炭化水素リザーバ（１２）が、活性炭素が充填されたリザーバとして形成されており、
センサ（１６）が少なくとも１つの超音波源（３３，３４）と少なくとも１つの超音波受信機（３３，３４）とを有しており、
超音波源（３３，３４）からガス流（３１）を通って超音波受信機（３３，３４）へと送られる超音波パルスの伝搬時間（ｔａｕ１，ｔａｕ２）を、ガス流（３１）中の炭化水素含有量（Ｂ）のための尺度として評価することを特徴とする、パージ管路（１７）におけるガス流（３１）中の炭化水素含有量（Ｂ）を測定するためのセンサ。
【請求項２】
超音波源（３３，３４）が同時に超音波受信機（３３，３４）として形成されている、請求項１記載の炭化水素含有量（Ｂ）を測定するためのセンサ。
【請求項３】
第１の超音波送信機（３３）から第２の超音波受信機（３４）への伝搬時間（ｔａｕ１）と、第２の超音波送信機（３４）から第１の超音波受信機（３３）への伝搬時間（ｔａｕ２）との間の伝搬時間の差（ＤｔａｕＰ）を算出する、請求項２記載の炭化水素含有量（Ｂ）を測定するためのセンサ。
【請求項４】
第１の超音波送信機（３３）から第２の超音波受信機（３４）への伝搬時間（ｔａｕ１）と、第２の超音波送信機（３４）から第１の超音波受信機（３３）への伝搬時間（ｔａｕ２）との和（ＳｔａｕＰ）を算出する、請求項２又は３記載の炭化水素含有量（Ｂ）を測定するためのセンサ。
【請求項５】
伝搬時間（ｔａｕ１，ｔａｕ２）の差（ＤｔａｕＰ）と和（ＳｔａｕＰ）から、特性マップを利用して、パージ管路（１７）におけるガス流（３１）の炭化水素含有量（Ｂ）を算出する、請求項３を引用する請求項４記載の炭化水素含有量（Ｂ）を測定するためのセンサ。
【請求項６】
伝搬時間（ｔａｕ１，ｔａｕ２）の差（ＤｔａｕＰ）と和（ＳｔａｕＰ）から、パージ管路（１７）における炭化水素の質量流を算出する、請求項３を引用する請求項４記載の炭化水素含有量（Ｂ）を測定するためのセンサ。
【請求項７】
伝搬時間（ｔａｕ１，ｔａｕ２）の差（ＤｔａｕＰ）と和（ＳｔａｕＰ）から、パージ管路（１７）における炭化水素の容積流を算出する、請求項３を引用する請求項４記載の炭化水素含有量（Ｂ）を測定するためのセンサ。
【請求項８】
伝搬時間（ｔａｕ１，ｔａｕ２）の差（ＤｔａｕＰ）と和（ＳｔａｕＰ）から、パージ管路（１７）における炭化水素の粒子流を算出する、請求項３を引用する請求項４記載の炭化水素含有量（Ｂ）を測定するためのセンサ。
【請求項９】
周囲圧力、周囲温度、吸気管圧、弁（１９）の位置から、パージ管路（１７）におけるガス質量流（３１）を推測し、この値を、パージ管路（１７）におけるガス質量流（３１）のためのセンサ（１６）の値と比較し、これを、ガス流（３１）における炭化水素含有量（Ｂ）の尺度として評価することを特徴とする、請求項１から８までのいずれか１項記載のセンサ（１６）によって、炭化水素リザーバ（１２）から内燃機関（１）へのパージ管路（１７）におけるガス流（３１）中の炭化水素含有量（Ｂ）を測定するための方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、パージ管路におけるガス流中の炭化水素含有量を測定するためのセンサに関する。
【背景技術】
【０００２】
現代の自動車発展の主要テーマは、自動車から放出される排ガスの低減にある。このテーマにおいて、昨今はまず第１に、燃焼排ガスを清浄にすることが努められている。しかしながら、自動車にはさらに、一連の不都合な排ガス源が存在している。このような排ガス源として、自動車の燃料タンクが挙げられる。例えば、自動車タンクに収容されているスーパーガソリンのような燃料は、揮発性の高い一連の炭化水素を含んでいる。これは例えば、メタン、ブタン、プロパンである。これらの揮発性の高い炭化水素は、例えば夏期、高温のもとで、又は走行中の燃料の振動により、燃料から揮発し、ガス状の成分として燃料タンクから出ていく。これを防止するために、昨今の燃料タンクは外部に対して気密に閉じられている。従って揮発性の炭化水素は、炭化水素リザーバに中間貯蔵されなければならない。このような炭化水素リザーバは小さいタンクであって、燃料タンクの上方または燃料タンクの外面に配置されており、例えば活性炭素吸着剤を有している。蒸発した炭化水素は活性炭素によって吸着され、貯蔵され、必要時に再び放出される。活性炭素貯蔵器が所定の量の炭化水素を吸着すると、炭化水素リザーバはパージ管路を介して空にされる。このために活性炭素リザーバには外部の空気が吹き込まれ、この空気が炭化水素を受け取り、パージ管路を介して炭化水素リザーバから内燃機関へと導く。炭化水素は今や、内燃機関の吸気内に供給され、燃焼に使用される。吸気中の炭化水素により既に内燃機関に所定量のエネルギが供給されるので、噴射システムは相応に僅かな燃料を噴射すれば良い。先行技術によれば、パージ管路における弁は、エンジン制御装置に登録されているモデルに従って開放される。この場合、内燃機関における燃料空気混合物は相応にリッチにされ、排ガス管におけるラムダセンサによって、噴射燃料の相応の制御が行われる。ラムダセンサによるこのような制御は比較的緩慢に行われるので、エンジン制御装置に登録されたモデルに従って行われるパージ管路における弁の開放の際には、通常、エンジンにおいて、過剰にリッチな燃料空気混合物が燃焼される。これにより一つには、内燃機関の燃費が悪くなり、また一つには排ガス値が極めて悪くなる。特に、しばしば内燃機関が停止する極めて僅かな排ガスエミッションを有するハイブリッド車両では、炭化水素リザーバの制御されたパージの問題が生じる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本発明の課題は、炭化水素リザーバから内燃機関へのパージ管路におけるガス流中の炭化水素含有量を正確に測定することができるセンサを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
この課題は、本発明によれば、請求項１に記載のセンサにより解決される。
【０００５】
センサが少なくとも１つの加熱エレメントと少なくとも１つの温度センサとを有しており、加熱エレメントがガス流を加熱し、温度センサがガス流の温度を検出し、該温度をガス流中の炭化水素含有量のための尺度として評価することにより、パージ管路におけるガス流中の炭化水素含有量を極めて正確に検出することができる。本発明の根底を成す認識は、関数ｆ（Ｘ）＝ＳＴＰ（ＤＴＰ）は、異なるガス及びガス混合物（ガス混合物中の炭化水素含有量）ごとに互いに明らかに異なっており、このことは特性マップによって極めて良好に表すことができるというものである。この特性マップと、センサの測定値に基づき、パージ管路におけるガス流中の炭化水素含有量の算出を問題なく行うことができる。
【０００６】
別の構成では、炭化水素リザーバが、活性炭素を充填されたリザーバとして構成されている。活性炭素は、炭化水素を極めて効果的に吸着し、かつ安価であり、環境負荷が少ない。
【０００７】
一構成によれば、ガス流の第１の温度センサが加熱エレメントの上流側に配置されていて、ガス流の第２の温度センサが加熱エレメントの下流側に配置されている。これによりガス特性の検出が特に正確である。
【０００８】
別の構成によれば、第２の温度センサと第１の温度センサとの間で温度差が算出される。この温度差は、ガス混合物の熱伝導容量を表す。
【０００９】
さらに、第１の温度センサと第２の温度センサとの間で温度和を算出することができる。この温度和は、ガス混合物の熱伝導率を表す。
【００１０】
別の構成では、温度差と温度和とから、パージ管路における炭化水素の質量流を算出する。相応の特性マップを使用すれば、これは、電子的なエンジン制御装置又はセンサに設けられたプロセッサで行うことのできる容易かつ迅速な計算である。
【００１１】
別の構成によれば、温度差と温度和から、パージ管路中の炭化水素の容積流を算出する。炭化水素の容積流は、燃料空気混合物の組成を算出するための重要な値である。パージ管路における炭化水素の質量流及び粒子流の算出も、燃料空気混合物の組成を算出するために重要である。
【００１２】
さらに、センサが、パージ管路内部又はパージ管路表面に、及び／又は炭化水素リザーバ内部又は炭化水素リザーバ表面に、及び／又は吸気管内部又は吸気管表面に配置されていると有利である。上述したような異なる位置に複数のセンサを使用するのは、特に正確な測定のためには有利である。
【００１３】
本発明と同様の構成においてセンサが少なくとも１つの超音波源と少なくとも１つの超音波受信機とを有しており、超音波源からガス流を通って超音波受信機へと送られる超音波パルスの伝搬時間を、ガス流中の炭化水素含有量のための尺度として評価するならば、同様にパージ管路におけるガス流中の炭化水素含有量を極めて正確に検出することができる。この場合も本発明の根底にある認識は、関数ｆ（Ｘ）＝ＳｔａｕＰ（ＤｔａｕＰ）は、種々異なるガス及びガス混合物（ガス流中の炭化水素含有量）ごとに、明らかに互いに異なり、このことは特性マップに極めて良好に表すことができる、ということである。このような特性マップとセンサの測定値に基づき、パージ管路におけるガス流中の炭化水素含有量の算出が問題なく可能である。
【００１４】
別の構成では、超音波源が同時に超音波受信機として形成されている。これにより超音波パルスを極めて簡単に、ガス流と共に、及びガス流に反して送ることができる。
【００１５】
一構成では、第１の超音波送信機から第２の超音波受信機への伝搬時間と、第２の超音波送信機から第１の超音波受信機への伝搬時間との差を算出する。この伝搬時間の差は、ガス流の速度に相関している。
【００１６】
さらに有利には、第１の超音波送信機から第２の超音波受信機への伝搬時間と、第２の超音波送信機から第１の超音波受信機への伝搬時間との和を算出する。この合計時間は、ガス流中で搬送されるガス混合物の超音波速度に相関している。
【００１７】
別の構成では、伝搬時間の差と和から、特性マップを利用して、パージ管路におけるガス流中の炭化水素含有量を算出する。相応の特性マップを使用すれば、これは、電子的なエンジン制御装置又はセンサ上のプロセッサで行うことができる簡単かつ迅速な計算操作である。
【００１８】
さらに別の構成では、伝搬時間の差と和から、パージ管路における炭化水素の容積流を算出する。炭化水素の容積流は、燃料空気混合物の組成を算出するための重要な値である。パージ管路における炭化水素の質量流及び粒子流の算出も、燃料空気混合物の組成を算出するために重要である。
【００１９】
次に図面につき本発明の実施例を詳しく説明する。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】内燃機関を燃料供給装置と共に示した図である。
【図２】炭化水素リザーバの理想的な排出経過を示した図である。
【図３】炭化水素リザーバの実際の排出経過を示した図である。
【図４】部分的にしか充填されていない炭化水素リザーバの排出経過を示した図である。
【図５】炭化水素含有量を検出するためのセンサを示した図である。
【図６】実際のセンサエレメントを示した図である。
【図７】別の構成のセンサエレメントを示した図である。
【図８】炭化水素含有量を検出するためのセンサをパージ管路に組み込まれた状態で示した図である。
【図９】センサの測定結果を評価するための特性マップを示した図である。
【図１０】炭化水素含有量を検出するためのセンサの選択的な構成を示した図である。
【図１１】図１０のセンサのための特性マップを示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
図１には内燃機関１が示されており、この内燃機関１は、燃料管路５によって燃料タンク２に接続されている。燃料タンク２内には燃料フィードユニット２０が設けられていて、燃料フィードユニット２０は、燃料３を燃料管路５と燃料フィルタ７とを介して内燃機関１へと送り、内燃機関１において燃料３は噴射弁１８によって吸気管３６へと噴射され、内燃機関１で燃焼される。燃焼プロセスで生じた排ガスは排ガス管９を通ってエンジンから出される。排ガス管９にはラムダセンサ８が設けられており、このラムダセンサ８は排ガスを監視し、燃料空気混合物の最良の燃焼を可能にする。このためにラムダセンサ８は、電気的な信号ライン２１を介して電子的なエンジン制御装置（ＥＭＳ）１１に接続されている。さらに図１には空気入口１０が示されている。この空気入口１０は、スロットルバルブ３７が配置されている吸気管３６へと通じている。
【００２２】
燃料タンク２には燃料３が入っている。異なる燃料品質を区別するために燃料タンク２には、燃料組成を検出するためのセンサ４が配置されている。このセンサ４は、例えば、フレックス・フューエル・センサ（Flex-Fuel-Sensor）である。例えば周囲の温度が高いことにより、燃料３からは揮発性の高い炭化水素が蒸発する可能性がある。これにより、燃料タンク２内の燃料３により、炭化水素を含むガス混合物１５が発生する。燃料タンク２は、充填管片２２の端部でタンクカバーによって外部に対して密に閉じられているので、燃料タンク２内では過圧が生じ、このような過圧により、蒸発した炭化水素は炭化水素リザーバ１２内へと押されることになる。炭化水素リザーバ１２は、飽和状態になるまでに、所定の量の炭化水素量しか収容することはできない。炭化水素リザーバ１２が炭化水素飽和状態になると、炭化水素リザーバ１２をパージしなければならない。このためにパージバルブ１４が開放され、パージエア入口を介して空気が炭化水素リザーバ１２へとポンピングされる。この空気は炭化水素を受け取り、パージ管路１７を介して内燃機関１へと搬送する。このためにはパージ管路弁１９を開放しなければならない。パージ管路弁１９の開放のためには電子的なエンジン制御装置１１が働く。
【００２３】
炭化水素リザーバ１２の排出については図２〜図４に示されていて、これらの図によれば、この排出は、電子的なエンジン制御装置１１内に登録されたモデルに従って常に理想的に行われるわけではないことがわかる。特に図３及び図４には、炭化水素リザーバ１２の排出が、図２に示した理想モデルから極端に逸脱して行われていることが示されている。従って、電子的なエンジン制御装置１１に登録された１つのモデルのみによってパージ管路弁１９を正確に制御し、内燃機関１において、燃料空気混合物の濃度が過剰にならないようにするのは極めて困難である。
【００２４】
炭化水素リザーバ１２を良好に排出するために、炭化水素リザーバ１２内部に又は炭化水素リザーバ１２の側面に、又は、パージ管路１７内部に又はパージ管路１７側面に、又は、吸気管３６内部に又は吸気管３６側面に、パージ管路１７内の炭化水素含有量Ｂを検出するためのセンサ１６が形成されている。このセンサ１６によって、パージ管路１７のガス流３１における炭化水素含有量Ｂを高い精度で検出することができる。この測定値に基づき、電子的なエンジン制御装置１１は、ガス流３１における炭化水素含有量が高い場合には噴射弁１８を介して簡単に、比較的僅かな量の燃料３を空気ガス混合物に添加することにより、内燃機関１の燃焼室における最良の燃料空気混合物を調節することができる。これにより、最良のラムダ＝１を制御することはラムダセンサ８にとって極めて簡単であり、これにより、内燃機関１における、有害物質の少ない炭化水素の燃焼が保証されている。
【００２５】
フレックス・フューエル・センサ４によって常に、燃料３のそのときの品質を検出することができることに注目されたい。これにより、電子的なエンジン制御機器１１に相応の特性マップを登録することができ、この特性マップと、センサ１６のデータによって、パージ管路１７における炭化水素含有量を推測することができる。このために、電子的なエンジン制御機器１１には、種々様々な燃料品質に関する種々様々な特性マップが入力されているのが望ましい。
【００２６】
図２には炭化水素リザーバ１２の理想的な排出特性が示されている。炭化水素リザーバ１２が時点ｔ１までは完全に炭化水素によって飽和されていることから出発して、時点ｔ１でエンジン制御装置１１によってパージバルブ１４とパージ管路弁１９とが開放される。するとパージエア入口１３からパージエアが、完全飽和状態の炭化水素リザーバ１２へと侵入し、炭化水素を受け取り、炭化水素を内燃機関１へと供給する。理想的な場合、炭化水素リザーバ１２の排出は、時間の経過とともに指数関数的に下降するように行われる。ガス流３１内の炭化水素含有量Ｂは、時間の経過につれ、値０に近づく。パージ管路弁１９の開放後にはまず、極めて大量の炭化水素が内燃機関１へと流入する。この場合、この量は、指数関数的に下降してＢ＝０に向かって収斂する。実際の条件下では、外部の影響、例えば、路面のくぼみやその他の平坦ではない路面による、走行中の自動車への衝撃により、炭化水素リザーバ１２の排出特性は全く別のものとなる。
【００２７】
このような実際の排出特性は図３に示されている。この場合も、完全飽和状態の炭化水素リザーバ１２を起点としており、炭化水素リザーバ１２の排出は時点ｔ１において、パージバルブ１４及びパージ管路弁１９の開放により開始される。まず、パージ管路１７のガス流３１内炭化水素含有量Ｂの公知の指数関数的な下降が始まる。時点ｔ２で、炭化水素リザーバ１２は、例えば路面のくぼみの上を通過することにより衝撃を受ける。ガス流３１内の炭化水素含有量Ｂは衝撃的に上昇する。このような現象の後、ガス流３１内の炭化水素含有量Ｂは再び指数関数的に下降する。そして時点ｔ３で再度、炭化水素リザーバ１２に衝撃が与えられ、これにより再び、ガス流３１への炭化水素の放出が増加する。炭化水素リザーバ１２のこのようないわゆる「ノッキング」により、ガス流３１内の炭化水素含有量Ｂは、理想特性線（図２参照）から著しく逸れたものとなる。ガス流３１内の炭化水素含有量Ｂを検出するためのセンサ１６による相応の制御なしには、このようなノッキングにより、燃料空気混合物は一次的に過剰濃度となり、ひいては有害物質を多く含む燃焼排ガスが生じてしまう。
【００２８】
炭化水素リザーバ１２の排出の別の経過が図４に示されている。この場合、パージバルブ１４及びパージ管路弁１９の開放の時点で、炭化水素リザーバ１２が炭化水素によって完全に飽和されている状態から始まっているものではない。従って、ガス流３１内の炭化水素含有量Ｂの指数関数的な下降は完全に異なるものである。何故ならば、指数関数の範囲が全く異なるからである。時点ｔ４で、パージバルブ１４及びパージ管路弁１９は、炭化水素リザーバ１２が部分的にチャージされた状態で開放され、指数関数は、図２に示した例よりもずっと扁平に０に向かって収斂していることがわかる。図３及び図４によれば、内燃機関１における良好な燃料空気混合物のためには、パージ管路１７のガス流３１内の炭化水素含有量Ｂを正確に測定することが必須であることが明らかである。
【００２９】
図５には、炭化水素リザーバ１２から内燃機関１へのパージ管路１７におけるガス流３１内の炭化水素含有量Ｂを検出するためのセンサ１６が示されている。このセンサ１６はこの場合、マイクロマシニング構成部分として形成されていて、シリコンチップ３２に組み込まれている。マイクロプロセッサとして形成することができる評価回路２５とＥＰＲＯＭ２６が示されている。さらに、炭化水素含有量Ｂを検出するためのセンサ１６は、センサエレメント２４のアナログ信号を、評価回路２５によって処理することのできるデジタル信号に変換するアナログデジタル変換器（ＡＤＣ）２７を有している。この場合、炭化水素含有量Ｂを検出するためのマイクロマシニングセンサ１６は、約３ｍｍ×７ｍｍの大きさを有している。
【００３０】
実際のセンサエレメント２４は図６に示されている。図６には、第１の温度センサ２９と第２の温度センサ３０とを有したセンサエレメント２４が示されている。第１の温度センサ２９と第２の温度センサ３０との間には、加熱エレメント２８が配置されている。これらのエレメントは、シリコンチップ３２に集積されている。センサエレメント２４を擦過して流れるガス流３１は加熱エレメント２８によって所定の形式で加熱される。第１の温度センサ２９は加熱エレメント２８の上流側に配置されていて、加熱エレメント２８の手前でガス流３１の温度を検出し、第２の温度センサ３０は加熱エレメント２８の下流側に配置されていて、加熱されたガス流３１の温度を検出する。これらの温度を加えると、温度和ＳＴＰがわかる。これらの温度の差を考えると、温度差ＤＴＰがわかる。温度和ＳＴＰは、擦過流媒体における熱伝導率の特性を示し、温度差ＤＴＰは、流れるガス混合物の熱容量の特性を示す。これら両値（ＳＴＰとＤＴＰ）により、擦過流媒体の質量流を算出することができ、図９に示したような特性マップを使用して、パージ管路１７内のガス流３１における炭化水素含有量Ｂを算出することができる。ガス流３１における炭化水素含有量Ｂの算出過程は、後で図９につき詳しく説明する。
【００３１】
まず、図７には、第１の温度センサ２９と、第２の温度センサ３０と、加熱エレメント２８とを有したセンサエレメント２４の別の図が示されている。この場合、第１の温度センサ２９は、温度差ΔＴ１を測定することができる２つの温度センサから成っており、第２の温度センサ３０も、第２の温度差ΔＴ２を測定することができる２つの温度センサから成っている。この場合、総合的な温度差が、差分ΔＴ２−ΔＴ１として生じる。このようなセンサエレメント２４も、加熱エレメント２８の上流側及び下流側の温度を検出する。特定のガスについては、特定の質量流のもとで、ΔＴ１＋ΔＴ２とΔＴ２−ΔＴ１の厳密に特定された比が生じる。ガス混合物に含まれるガスがわかっていれば（このことは、フレックス・フューエル・センサ４によって保証される）、例えば電子的なエンジン制御装置１１又はセンサ１６におけるマイクロプロセッサにより、質量流もガスの組成も算出される。このために、評価回路は電子的なエンジン制御装置１１に登録されている一連の特性マップを呼び出し、検知された燃料に関するものを選び出す。この場合、温度差ΔＴ２−ΔＴ１は、ガス混合物の熱容量に反応し、温度和Δ１＋ΔＴ２は熱伝導率に反応する。空気と、炭化水素を含む空気の特性線は明らかに異なるので、空気中の僅かな濃度の炭化水素であっても、明らかに異なる特性線が生じる。これにより、センサ１６によって、パージ管路弁１８の開放横断面を極めて正確に制御することができ、これにより、内燃機関１において、良好な混合物が形成される。
【００３２】
図８には、炭化水素含有量Ｂを検出するためのセンサ１６が、パージ管路１７における組み付け状態で示されている。ガス流３１は矢印で示されている。センサ１６は、加熱エレメント２８と、加熱エレメント２８に対して上流側に配置された温度センサ２９及び下流側に配置された温度センサ３０を有している。センサ１６全体はシリコンチップ３２上に配置されていて、シリコンチップ３２はパージ管路１７の管壁に組み込まれている。温度センサ２９，３０により検出された温度勾配を示す等温線３８が加熱エレメント２８の上方に示されている。検出された温度の和ＳＴＰと検出された温度の差ＤＴＰにより、ガス流３１における炭化水素含有量Ｂを推測することができる。図８は正確な縮尺で示されているものではないが、寸法を明らかにするために、通常のパージ管路１７の横断面が約５ｍｍと記載されていて、シリコンチップ３２の延在は約２．８ｍｍと示されている。
【００３３】
本発明は、関数ｆ（ｘ）＝ＳＴＰ（ＤＴＰ）は、異なるガスとガス混合物（ガス混合物の炭化水素含有量Ｂ）について、明らかに異なるものであるという認識に基づく。このことは図９の特性マップに明瞭に示されている。
【００３４】
図９には、ガス混合物における炭化水素含有量Ｂを検出するためのセンサ１６の測定結果を評価するための特性マップが示されている。Ｘ軸上には、第２の温度センサ３０の温度Ｔ２と第１の温度センサ２９の温度Ｔ１の温度差が示されている（ＤＴＰ＝Ｔ２−Ｔ１又は図７によればＤＴＰ＝ΔＴ２−ΔＴ１）。図９のグラフのＹ軸上には、第１の温度センサ２９と第２の温度センサ３０の温度和が示されている（ＳＴＰ＝Ｔ２＋Ｔ１又は図７によればＳＴＰ＝ΔＴ２＋ΔＴ１）。図９の特性マップ全体は、所定の燃料、例えばスーパーガソリンのために算出されたもので、エンジン制御装置１１に登録されている。センサ１６が所定の温度差ＤＴＰと所定の温度和ＳＴＰを検出すると、特性マップにおけるこれら両値の交点が特定の線となり（ｆ（ｘ）＝ＳＴＰ（ＤＴＰ））、この特定の線は、ガス流３１における炭化水素含有量Ｂと相関している。センサ１６が例えば、０．７５×１０４の温度差ＤＴＰと、１．８３×１０４の温度和ＳＴＰを測定するならば、両値の交点は、特性マップにおいて、パージ管路１７内のガス流３１における炭化水素含有量Ｂが約４０％であるところにある。このようにしてセンサ１６により、パージ管路１７における炭化水素含有量Ｂを極めて正確に検出することができる。
【００３５】
図１０には、炭化水素含有量Ｂを検出するためのセンサ１６の選択的な構成が示されている。内部に流れる炭化水素を含んだガス混合物１５を有したパージ管路１７が再度示されている。炭化水素含有量Ｂを検出するためのこのセンサ１６には、超音波受信機３３としても働くことができる第１の超音波源３３と、超音波受信機３４としても働くことができる第２の超音波源３４が形成されている。さらに、エコー装置３５が設けられている。しかしながらエコー装置３５は、本発明を実現するために必須ではなく、超音波源と超音波受信機（３３，３４）とを互いに向かい合わせて配置することもできる。第１の超音波源３３から超音波パルスが発せられ、この超音波パルスはエコー装置３５を介して第２の超音波受信機３４へと送られる。この場合必要な伝搬時間ｔａｕ１は評価回路２５によって記録される。超音波パルスが第１の超音波源３３からエコー装置３５を介して第２の超音波受信機３４へと送られた後、第２の超音波受信機３４は今や第２の超音波源３４として使用され、同様に超音波パルスを発し、この超音波パルスはガス流３１に抗して、エコー装置３５を介して第１の超音波受信機３３へと到り、このためには伝搬時間ｔａｕ２を要する。この場合も、超音波源と超音波受信機との間の伝搬時間から、伝搬時間和ＳｔａｕＰ＝ｔａｕ１＋ｔａｕ２と、伝搬時間差ＤｔａｕＰ＝ｔａｕ２−ｔａｕ１が得られる。伝搬時間和ＳｔａｕＰはこの場合、ガス混合物１５の音速と相関していて、伝搬時間差ＤｔａｕＰは媒体速度自体と相関している。パージ管路１７中のガス流３１における炭化水素含有量Ｂの検出は、図５から図８に記載されたセンサの場合と同様に行われる。
【００３６】
この場合も本発明は、関数ｆ（ｘ）＝ＳｔａｕＰ（ＤｔａｕＰ）は、異なるガスとガス混合物（ガス混合物の炭化水素含有量Ｂ）について、明らかに異なるものであるという認識に基づいていて、このことは図１１の特性マップに明瞭に示されている。図１１のＸ軸上には、伝搬時間差ＤｔａｕＰ＝ｔａｕ２−ｔａｕ１が示されていて、Ｙ軸上には、伝搬時間和ＳｔａｕＰ＝ｔａｕ１＋ｔａｕ２が示されている。図１０のようにセンサ１６によって両伝搬時間が測定されると、図１１の特性マップにより、ガス流３１における炭化水素含有量Ｂが推測できる。例としてこの場合、伝搬時間差ＤｔａｕＰ＝１の相対単位で示し、伝搬時間和ＳｔａｕＰ＝１．９の相対単位で示す。これら両値を特性マップにおいてつなげると、ガス流３１における炭化水素含有量Ｂが約８０％であることを示す曲線になる。図１０に示したセンサ１６によっても、パージ管路１７のガス流３１における炭化水素含有量Ｂを極めて正確に検出することができる。図１１の特性マップはさらに、特定の燃料のために設定されていて、電子的なエンジン制御装置１１に入力されている。フレックス・フューエル・センサ４は、タンク２における燃料３の組成を検出する。これにより、電子的なエンジン制御装置１１は、常に、使用されている燃料に適合した特性マップを提供することができる。
【００３７】
炭化水素リザーバ（１２）から内燃機関（１）へのパージ管路（１７）におけるガス流（３１）中の炭化水素含有量（Ｂ）を測定するためのセンサ（１６）であって、センサ（１６）が少なくとも１つの加熱エレメント（２８）と少なくとも１つの温度センサ（２９，３０）とを有しており、加熱エレメント（２８）がガス流（３１）を加熱し、温度センサ（２９，３０）がガス流（３１）の温度を検出し、該温度をガス流（３１）中の炭化水素含有量（Ｂ）のための尺度として評価することを特徴とする、パージ管路（１７）におけるガス流（３１）中の炭化水素含有量（Ｂ）を測定するためのセンサを備える。炭化水素リザーバ（１２）が、活性炭素が充填されたリザーバとして形成されている。ガス流（３１）の第１の温度センサ（２９）が加熱エレメント（２８）の上流側に配置されていて、ガス流の第２の温度センサ（３０）が加熱エレメント（２８）の下流側に配置されている。第２の温度センサ（３０）と第１の温度センサ（２９）の間で温度差（ＤＴＰ）を算出する。第１の温度センサ（２９）と第２の温度センサ（３０）との間で温度和（ＳＴＰ）を算出する。温度差（ＤＴＰ）と温度和（ＳＴＰ）とから、特性マップを利用して、パージ管路（１７）におけるガス流（３１）中の炭化水素含有量（Ｂ）を算出する。温度差（ＤＴＰ）と温度和（ＳＴＰ）から、パージ管路（１７）中の炭化水素の質量流を算出する。温度差（ＤＴＰ）と温度和（ＳＴＰ）から、パージ管路（１７）中の炭化水素の容積流を算出する。温度差（ＤＴＰ）と温度和（ＳＴＰ）から、パージ管路（１７）中の炭化水素の粒子流を算出する。センサ（１６）がパージ管路（１７）内部に又はパージ管路（１７）の表面に配置されている。センサ（１６）が炭化水素リザーバ（１２）内部に又は炭化水素リザーバ（１２）の表面に配置されている。センサ（１６）が吸気導管（３６）内部に又は吸気導管（３６）の表面に配置されている。センサ（１６）がパージ管路弁（１９）内部に又はパージ管路弁（１９）の表面に配置されている。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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