(57)【要約】【課題】コンパクトで、かつ正確にしかも迅速に流体の液種、濃度を検知する。【解決手段】液種検知装置本体内に導入された被検知流体を一時滞留させる液種検知室と、液種検知室内に配設された液種検知センサーと、液種検知室内に配設され、液種検知センサーを囲繞する流れ制御板とを備える。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
流体の液種検知、濃度検知のいずれか、またはその両方を検知するための液種検知装置であって、
液種検知装置本体内に導入された被検知流体を一時滞留させる液種検知室と、
前記液種検知室内に配設された液種検知センサーと、
前記液種検知室内に配設され、前記液種検知センサーを囲繞する流れ制御板とを備えることを特徴とする液種検知装置。
【請求項２】
前記流れ制御板が、前記液種検知室の流体導入口と対峙する流体流入口と、前記液種検知室の流体排出口と対峙する流体流出口が形成されていることを特徴とする請求項１に記載の液種検知装置。
【請求項３】
前記液種検知室の流体導入口と、前記流れ制御板の流体流入口とが、所定距離離間するとともに、
前記液種検知室の流体排出口と、前記流れ制御板の流体流出口とが、所定距離離間していることを特徴とする請求項１から２のいずれかに記載の液種検知装置。
【請求項４】
前記液種検知室の流体排出口近傍の側壁が、略円弧状に形成されていることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の液種検知装置。
【請求項５】
前記液種検知室が、略円管形状の側壁を備え、前記側壁に対峙するように液種検知室の流体導入口と流体排出口が形成されていることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の液種検知装置。
【請求項６】
前記液種検知装置本体と液種検知室との間には、断熱部材が介装されていることを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載の液種検知装置。
【請求項７】
前記液種検知センサーが、
前記液種検知室内に配設された液種検知センサーヒーターと、
前記液種検知センサーヒーターから一定間隔離間して、前記液種検知室内に配設された液温センサーとを備え、
前記液種検知センサーヒーターが、ヒーターと、該ヒーターの近傍に配設された液種検知用液温センサーとを備え、
前記被検知流体の液種検知、濃度検知のいずれか、またはその両方を行う際には、前記液種検知センサーヒーターに、パルス電圧を所定時間印加して、前記ヒーターによって、前記液種検知室内に一時滞留した被検知流体を加熱し、前記液種検知用液温センサーの初期温度とピーク温度との間の温度差に対応する電圧出力差Ｖ０によって、液種検知、濃度検知のいずれか、またはその両方を行うように構成したことを特徴とする請求項１から６のいずれかにに記載の液種検知装置。
【請求項８】
前記電圧出力差Ｖ０が、前記パルス電圧を印加する前の初期電圧を所定回数サンプリングした平均初期電圧Ｖ１と、前記パルス電圧を印加した後のピーク電圧を所定回数サンプリングした平均ピーク電圧Ｖ２との間の電圧差、すなわち、
Ｖ０＝Ｖ２−Ｖ１
であることを特徴とする請求項７に記載の液種検知装置。
【請求項９】
予め記憶された所定の参照流体についての、温度に対する電圧出力差の相関関係である検量線データーに基づいて、
前記被検知流体について得られた前記電圧出力差Ｖ０によって、前記被検知流体の液種検知、濃度検知のいずれか、またはその両方を検知するように構成されていることを特徴とする請求項７から８のいずれかに記載の液種検知装置。
【請求項１０】
前記被検知流体の測定温度における電圧出力差Ｖ０についての電圧出力Ｖｏｕｔを、
所定の閾値参照流体についての測定温度における電圧出力差についての出力電圧と相関させて補正するように構成されていることを特徴とする請求項７から９のいずれかに記載の液種検知装置。
【請求項１１】
前記液種検知センサーヒーターが、ヒーターと、液種検知用液温センサーとが絶縁層を介して積層された積層状液種検知センサーヒーターであることを特徴とする請求項７から１０のいずれかに記載の液種検知装置。
【請求項１２】
前記液種検知センサーヒーターのヒーターと液種検知用液温センサーとが、それぞれ金属フィンを介して、被検知流体と接触するように構成されていることを特徴とする請求項７から１１のいずれかに記載の液種検知装置。
【請求項１３】
前記液温センサーが、金属フィンを介して、被検知流体と接触するように構成されていることを特徴とする請求項７から１２のいずれかに記載の液種検知装置。
【請求項１４】
流体の液種検知、濃度検知のいずれか、またはその両方を検知するための液種検知方法であって、
液種検知装置本体内に導入された被検知流体を一時滞留させる液種検知室と、
前記液種検知室内に配設された液種検知センサーと、
前記液種検知室内に配設され、前記液種検知センサーを囲繞する流れ制御板とを備えた液種検知装置を用いて、
前記液種検知装置本体内への被検知流体の導入を停止して、液種検知室内で被検知流体を一時滞留させて、被検知流体の液種検知、濃度検知のいずれか、またはその両方を行うことを特徴とする液種検知方法。
【請求項１５】
前記流れ制御板が、前記液種検知室の流体導入口と対峙する流体流入口と、前記液種検知室の流体排出口と対峙する流体流出口が形成されていることを特徴とする請求項１４に記載の液種検知方法。
【請求項１６】
前記液種検知室の流体導入口と、前記流れ制御板の流体流入口とが、所定距離離間するとともに、
前記液種検知室の流体排出口と、前記流れ制御板の流体流出口とが、所定距離離間していることを特徴とする請求項１４から１５のいずれかに記載の液種検知方法。
【請求項１７】
前記液種検知室の流体排出口近傍の側壁が、略円弧状に形成されていることを特徴とする請求項１４から１６のいずれかに記載の液種検知方法。
【請求項１８】
前記液種検知室が、略円管形状の側壁を備え、前記側壁に対峙するように液種検知室の流体導入口と流体排出口が形成されていることを特徴とする請求項１４から１７のいずれかに記載の液種検知方法。
【請求項１９】
前記液種検知装置本体と液種検知室との間には、断熱部材が介装されていることを特徴とする請求項１４から１８のいずれかに記載の液種検知方法。
【請求項２０】
前記液種検知センサーが、
前記液種検知室内に配設された液種検知センサーヒーターと、
前記液種検知センサーヒーターから一定間隔離間して、前記液種検知室内に配設された液温センサーとを備え、
前記液種検知センサーヒーターが、ヒーターと、該ヒーターの近傍に配設された液種検知用液温センサーとを備え、
前記被検知流体の液種検知、濃度検知のいずれか、またはその両方を行う際には、前記液種検知センサーヒーターに、パルス電圧を所定時間印加して、前記ヒーターによって、前記液種検知室内に一時滞留した被検知流体を加熱し、前記液種検知用液温センサーの初期温度とピーク温度との間の温度差に対応する電圧出力差Ｖ０によって、液種検知、濃度検知のいずれか、またはその両方を行うように構成したことを特徴とする請求項１４から１９のいずれかにに記載の液種検知方法。
【請求項２１】
前記電圧出力差Ｖ０が、前記パルス電圧を印加する前の初期電圧を所定回数サンプリングした平均初期電圧Ｖ１と、前記パルス電圧を印加した後のピーク電圧を所定回数サンプリングした平均ピーク電圧Ｖ２との間の電圧差、すなわち、
Ｖ０＝Ｖ２−Ｖ１
であることを特徴とする請求項２０に記載の液種検知方法。
【請求項２２】
予め記憶された所定の参照流体についての、温度に対する電圧出力差の相関関係である検量線データーに基づいて、
前記被検知流体について得られた前記電圧出力差Ｖ０によって、前記被検知流体の液種検知、濃度検知のいずれか、またはその両方を検知することを特徴とする請求項２０から２１のいずれかに記載の液種検知方法。
【請求項２３】
前記被検知流体の測定温度における電圧出力差Ｖ０についての電圧出力Ｖｏｕｔを、
所定の閾値参照流体についての測定温度における電圧出力差についての出力電圧と相関させて補正するように構成されていることを特徴とする請求項２０から２２のいずれかに記載の液種検知方法。
【請求項２４】
前記液種検知センサーヒーターが、ヒーターと、液種検知用液温センサーとが絶縁層を介して積層された積層状液種検知センサーヒーターであることを特徴とする請求項２０から２３のいずれかに記載の液種検知方法。
【請求項２５】
前記液種検知センサーヒーターのヒーターと液種検知用液温センサーとが、それぞれ金属フィンを介して、被検知流体と接触するように構成されていることを特徴とする請求項２０から２４のいずれかに記載の液種検知方法。
【請求項２６】
前記液温センサーが、金属フィンを介して、被検知流体と接触するように構成されていることを特徴とする請求項２０から２５のいずれかに記載の液種検知方法。
【請求項２７】
ガソリン若しくは軽油の種類を検知する自動車の液種検知装置であって、
ガソリン若しくは軽油タンク内、またはガソリン若しくは軽油ポンプの上流側または下流側に、請求項１から１３のいずれかの液種検知装置を配設したことを特徴とする自動車の液種検知装置。
【請求項２８】
ガソリン若しくは軽油の種類を検知する自動車の液種検知方法であって、
ガソリン若しくは軽油タンク内、またはガソリン若しくは軽油ポンプの上流側または下流側のガソリンを、請求項１４から２６のいずれかの液種検知方法を用いて、ガソリン若しくは軽油の種類を検知することを特徴とする自動車の液種検知方法。
【請求項２９】
自動車の排気ガスの低減装置であって、
ガソリン若しくは軽油タンク内、またはガソリン若しくは軽油ポンプの上流側または下流側に、請求項１から１３のいずれかの液種検知装置を配設するとともに、
前記液種検知装置で検知されたガソリン若しくは軽油の種類に基づいて、着火タイミングを調整する着火タイミング制御装置を備えることを特徴とする自動車の排気ガスの低減装置。
【請求項３０】
自動車の排気ガスの低減方法であって、
ガソリン若しくは軽油タンク内、またはガソリン若しくは軽油ポンプの上流側または下流側のガソリン若しくは軽油を、請求項１４から２６のいずれかの液種検知方法を用いて、ガソリン若しくは軽油の種類を検知するとともに、
前記液種検知装置で検知されたガソリン若しくは軽油の種類に基づいて、着火タイミングを調整することを特徴とする自動車の排気ガスの低減方法。
【請求項３１】
自動車の排気ガスの低減装置であって、
ガソリン若しくは軽油タンク内、またはガソリン若しくは軽油ポンプの上流側または下流側に、請求項１から１３のいずれかの液種検知装置を配設するとともに、
前記液種検知装置で検知されたガソリン若しくは軽油の種類に基づいて、ガソリン若しくは軽油の圧縮率を調整するガソリン若しくは軽油圧縮制御装置を備えることを特徴とする自動車の排気ガスの低減装置。
【請求項３２】
自動車の排気ガスの低減方法であって、
ガソリン若しくは軽油タンク内、またはガソリン若しくは軽油ポンプの上流側または下流側のガソリンを、請求項１４から２６のいずれかの液種検知方法を用いて、ガソリン若しくは軽油の種類を検知するとともに、
前記液種検知装置で検知されたガソリン若しくは軽油の種類に基づいて、ガソリンの圧縮率を調整することを特徴とする自動車の排気ガスの低減方法。
【請求項３３】
自動車の排気ガスの低減装置であって、
触媒装置の上流側に尿素溶液を供給する尿素溶液供給機構を備え、
前記尿素溶液供給機構が、尿素溶液を貯留する尿素溶液タンクと、尿素ポンプと、尿素ポンプから送給された尿素溶液を触媒装置の上流側に噴霧する尿素噴霧装置とから構成されるとともに、
前記尿素タンク内または尿素ポンプの上流側または下流側に、請求項１から１３のいずれかの液種検知装置を配設したことを特徴とする自動車の排気ガスの低減装置。
【請求項３４】
自動車の排気ガスの低減方法であって、
尿素溶液を貯留する尿素溶液タンクと、尿素ポンプと、尿素ポンプから送給された尿素溶液を触媒装置の上流側に噴霧する尿素噴霧装置とから構成される尿素溶液供給機構を介して、触媒装置の上流側に尿素溶液を供給するとともに、
請求項１４から２６のいずれかの液種検知方法を用いて、前記尿素タンク内または尿素ポンプの上流側または下流側の尿素溶液の尿素濃度を検知することを特徴とする自動車の排気ガスの低減方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば、自動車における燃料であるガソリン、軽油、プラントなどの有機溶液などの流体の種類、濃度を検知する液種検知装置および液種検知方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、自動車の排気ガスには、未燃焼のハイドロカーボン（ＨＣ）、ＮＯｘガス、ＳＯｘガスなどの汚染物質が含まれているため、これを低減するために、例えば、ＳＯｘではガソリン中のＳを除去したり、触媒によって未燃焼のＨＣを燃焼することによって低減することが行われている。
【０００３】
すなわち、図１７に示したように、自動車システム１００は、空気をオートマックエレメント（フィルター）１０２で取り入れて、空気流量センサー１０４を介してエンジン１０６に送り込んでいる。また、ガソリンタンク１０８内のガソリンをガソリンポンプ１１０を介して、エンジン１０６に送り込んでいる。
【０００４】
そして、Ａ／Ｆセンサー１１２の検出結果に基づいて、所定の理論空燃比となるように燃料噴射制御装置１１４でエンジン１０６での燃料の噴射が制御されるようになっている。
【０００５】
そして、エンジン１０６からの排気ガスは、排気ガス中のハイドロカーボン（ＨＣ）が触媒装置１１６で燃焼された後、酸素濃度センサー１１８を介して、排気ガスとして排出されるようになっている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、このような自動車システムにおいて、世界中で販売されているガソリンには、図１８に示したように、蒸留性状の相違する（蒸発のし易さの相違する）様々なガソリンが存在する。
【０００７】
すなわち、図１８は、ガソリンの蒸留性状を示すものであり、パーセントと温度との関係、例えば、横軸５０％（Ｔ５０）のところは、各種のガソリンがその５０％が蒸発する温度は何℃かを示している。
【０００８】
この図１８に示したように、例えば、標準ガソリンＮｏ．３に対して、Ａ２のガソリンは、最も重質な（蒸発しにくい）ガソリンを示し、Ｎｏ．７のガソリンは、最も軽質な（蒸発し易い）ガソリンを示している。
【０００９】
従って、下記の表１に示したように、例えば、標準ガソリンＮｏ．３で理論空燃比となるように調整した自動車において、より重質なガソリンＡ２を用いた場合には、排気ガス中のＨＣの量は少ないが、特にエンジン、触媒装置が暖まっていないエンジン始動時において、トルクが不足しまうことになる。
【００１０】
逆に、より軽質なガソリンＮｏ．７を用いた場合には、トルクは十分であるが、理論空燃比を上回ってしまい、特にエンジン、触媒装置が暖まっていないエンジン始動時において、排気ガス中のＨＣの量が多くなってしまい、環境に与える影響が大きく好ましくない。
【００１１】
【表１】
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【００１２】
ところで、本発明者等は、特許文献１において、既に、通電により発熱体を発熱させ、この発熱により感温体を加熱し、発熱体から感温体への熱伝達に対し被検知流体により熱的影響を与え、感温体の電気抵抗に対応する電気的出力に基づき、被検知流体の種類を判別する流体検知方法であって、発熱体への通電を周期的に行う方法を提案している。
【００１３】
しかしながら、この流体検知方法では、発熱体への通電を周期的に行う（多パルスで行う）必要があるので、検知に時間を要することになり、瞬時に流体を検知することは困難である。また、この方法は、例えば、水と空気と油などの性状のかなり異なる物質に対して、代表値によって流体検知を行うことが可能であるが、性状のかなり近似した、上記のようなガソリン同士の正確で迅速な検知を行うことは困難である。
【００１４】
一方、最近では、排ガス中のＮＯｘが環境に与える影響を考慮して、例えば、ガソリン、軽油などの自動車燃料からの排気ガス中のＮＯｘを低減するために、尿素溶液を触媒装置１１６に供給することによって、ＮＯｘを還元してＮ２
ガスとして無害化する方法が提案されている。
【００１５】
すなわち、図１９に示したように、自動車システム１００において、尿素溶液を貯留する尿素溶液タンク１３２と、尿素ポンプ１３４と、尿素ポンプ１３４から送給された尿素溶液を触媒装置１１６の上流側に噴霧する尿素噴霧装置１３６とから構成される尿素溶液供給機構１３０を介して、触媒装置１１６の上流側に尿素溶液を供給するように構成されている。
【００１６】
ところで、このような自動車システムにおいて、尿素溶液が固化せずに、触媒装置１１６の上流側で還元反応が効率良く発生するためには、例えば、尿素３２．５％、Ｈ２０が６７．５％とするのが好適である。
【００１７】
このため、従来では、触媒装置１１６の上流側に噴霧される尿素の濃度が一定であるかどうかを判断するために、触媒装置１１６の上流側と下流側にそれぞれ、ＮＯｘセンサー１４０、１４２を配設して、ＮＯｘの濃度を測定することによって行われている。
【００１８】
しかしながら、このＮＯｘセンサー１４０、１４２は、ＮＯｘの低減率の結果によって、尿素濃度を測定するので、事前に尿素溶液タンク１３２内ないし噴霧される尿素の濃度を検知するのは不可能である。また、このＮＯｘセンサー１４０、１４２は、感度があまり良好ではなかった。
【００１９】
さらに、上記のガソリン、尿素溶液を用いた自動車システムのいずれにおいても、ガソリンの液種、尿素溶液の濃度を把握して、エンジン、触媒装置を制御して、ＨＣやＮＯｘを低減するためには重要である。
【００２０】
ところで、このような流体の流量を検知する装置として、特許文献２において、薄膜素子を用いた傍熱型流量センサーを用い、流体の流量に対応する電気的出力を得るためにブリッジ回路を含む電気回路を使用し、発熱体に印加される電圧により被検知流体の流量を検知する熱式流量センサーが提案されている。
【００２１】
しかしながら、特許文献２の流量センサーでは、流体の流量を検知することができるが、流体の液種、濃度を検知することは不可能である。
【００２２】
なお、このような流体として、このような自動車システムだけでなく、灯油を利用したシステム、プラントなどにおいて有機溶媒中に物質を溶解させた溶液を用いる場合にも、同様に、液種、濃度を検知する必要があり、同じような問題がある。
【００２３】
【特許文献１】特開平１１−１５３５６１号公報（特に、段落［００４２］〜段落［００４９］参照）
【特許文献２】特開平１１−１１８５６６号公報
本発明は、このような現状に鑑み、コンパクトで、かつ正確にしかも迅速に流体の液種、濃度を検知することの可能な液種検知装置および液種検知方法を提供することを目的とする。
【００２４】
また、本発明は、このような液種検知装置および液種検知方法を用いた自動車の液種検知装置および自動車の液種検知方法を提供することを目的とする。
【００２５】
さらに、本発明は、このような液種検知装置および液種検知方法を用いた、排気ガスを効率的に低減できるとともに、燃費を向上すること可能な自動車の排気ガスの低減装置および自動車の排気ガスの低減方法を提供することを目的とする。
【００２６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、前述したような従来技術における課題及び目的を達成するために発明なされたものであって、本発明の液種検知装置は、流体の液種検知、濃度検知のいずれか、またはその両方を検知するための液種検知装置であって、
液種検知装置本体内に導入された被検知流体を一時滞留させる液種検知室と、
前記液種検知室内に配設された液種検知センサーと、
前記液種検知室内に配設され、前記液種検知センサーを囲繞する流れ制御板とを備えることを特徴とする。
【００２７】
また、本発明の液種検知方法は、流体の液種検知、濃度検知のいずれか、またはその両方を検知するための液種検知方法であって、
液種検知装置本体内に導入された被検知流体を一時滞留させる液種検知室と、
前記液種検知室内に配設された液種検知センサーと、
前記液種検知室内に配設され、前記液種検知センサーを囲繞する流れ制御板とを備えた液種検知装置を用いて、
前記液種検知装置本体内への被検知流体の導入を停止して、液種検知室内で被検知流体を一時滞留させて、被検知流体の液種検知、濃度検知のいずれか、またはその両方を行うことを特徴とする。
【００２８】
このように構成することによって、液種検知装置本体内への被検知流体の導入を停止して、液種検知室内で被検知流体を一時滞留させた際に、液種検知室内での被検知流体の流れが、流れ制御板によって抑制されて、この流れ制御板に囲繞された流れ制御板内部に位置する液種検知センサーの周囲の被検知流体の流れが、瞬時に停止することになる。
【００２９】
従って、液種検知センサーによる液種、濃度の検知の際に、被検知流体の流れが生じず、また、振動による被検知流体の乱れが生じることがないので、被検知流体の液種、濃度の検知への影響を防止することができ、正確な被検知流体の液種、濃度の測定を行うことが可能である。
【００３０】
しかも、液種検知室を設けているので、被検知流体が滞留する量が多くなるので、被検知流体の液種、濃度の検知の際に、外部の温度などの周囲影響に影響されることなく、正確な検知を実施することができる。
【００３１】
従って、例えば、自動車のガソリン、軽油などの流体に適用した場合に、信号待ちなどで自動車を停止させた際に、ガソリンなどのポンプを停止して、瞬時に被検知流体の液種、濃度を検知することができ、検知終了後に、ポンプを始動して自動車を再び始動できるので、自動車の走行に支障をきたすことがない。
【００３２】
また、本発明は、前記流れ制御板が、前記液種検知室の流体導入口と対峙する流体流入口と、前記液種検知室の流体排出口と対峙する流体流出口が形成されていることを特徴とする。
【００３３】
このように構成することによって、液種検知室の流体導入口から、流れ制御板の流体流入口を介して、流れ制御板に囲繞された流れ制御板内部に、被検知流体が、流れ制御板内部に位置する液種検知センサーの周囲に確実に浸入して、液種検知センサーによって、被検知流体の液種、濃度の検知を行うことができる。
【００３４】
そして、液種検知センサーによって、被検知流体の液種、濃度の検知を行なった後、流れ制御板の流体流出口を介して、液種検知室の流体排出口から検知後の被検知流体を確実に排出することができるので、順次正確な被検知流体の検知を実施することができる。
【００３５】
また、この検知の際に、被検知流体に混入した空気が、流れ制御板の流体流出口を介して、液種検知室の流体排出口から、この空気を確実に排出することができるので、液種検知センサーの周囲に空気が滞留することがないので、検知への影響を防止することができ、正確な検知を行うことができる。
【００３６】
また、本発明は、前記液種検知室の流体導入口と、前記流れ制御板の流体流入口とが、所定距離離間するとともに、
前記液種検知室の流体排出口と、前記流れ制御板の流体流出口とが、所定距離離間していることを特徴とする。
【００３７】
このように液種検知室の流体導入口と、流れ制御板の流体流入口とが、所定距離離間するので、これらの隙間から、被検知流体に混入した空気が、流れ制御板の外側に移動して、液種検知室の流体排出口から外部に排出されることになる。
【００３８】
従って、流れ制御板内部に空気が浸入することがないので、液種検知センサーの周囲に空気が滞留することがないので、検知への影響を防止することができ、正確な検知を行うことができる。
【００３９】
しかも、万一、流れ制御板内部に空気が浸入したとしても、流れ制御板の流体流出口を介して、液種検知室の流体排出口から、この空気を確実に排出することができるので、液種検知センサーの周囲に空気が滞留することがないので、検知への影響を防止することができ、正確な検知を行うことができる。
【００４０】
また、本発明は、前記液種検知室の流体排出口近傍の側壁が、略円弧状に形成されていることを特徴とする。
【００４１】
このように液種検知室の流体排出口近傍の側壁が、略円弧状に形成されているので、この略円弧状の液種検知室の側壁に沿って、被検知流体に混入した空気が、液種検知室の流体排出口へと導かれて排出されることになる。
【００４２】
従って、液種検知室の流体排出口近傍に空気が溜まることがなく、液種検知センサーの周囲に空気が滞留することがないので、検知への影響を防止することができ、正確な検知を行うことができる。
【００４３】
また、本発明は、前記液種検知室が、略円管形状の側壁を備え、前記側壁に対峙するように液種検知室の流体導入口と流体排出口が形成されていることを特徴とする。
【００４４】
このように液種検知室が、略円管形状の側壁を備え、側壁に対峙するように液種検知室の流体導入口と流体排出口が形成されているので、液種検知室の流体導入口から浸入した空気が、液種検知室の流体導入口の近傍では、略円弧状の側壁に沿って、外側に導かれることになるので、流れ制御板の流体流入口を介して、空気が流れ制御板の内部に浸入することがない。
【００４５】
しかも、この被検知流体に混入した空気が、液種検知室の流体排出口近傍では、略円弧状の側壁に沿って、内側に流体排出口に向かって導かれることになるので、液種検知室の流体排出口へと導かれて排出されることになる。
【００４６】
従って、液種検知室の流体排出口近傍に空気が溜まることがなく、液種検知センサーの周囲に空気が滞留することがないので、検知への影響を防止することができ、正確な検知を行うことができる。
【００４７】
また、本発明は、前記液種検知装置本体と液種検知室との間には、断熱部材が介装されていることを特徴とする。
【００４８】
このように液種検知装置本体と液種検知室との間には、断熱部材が介装されているので、外気温度の影響、および外部の振動による影響、外部の電磁波などの外部ノイズによる影響が、液種検知室の内部の被検知流体およびに液種検知センサーに影響することがないので、常に、正確な被検知流体の液種、濃度の検知を行うことができる。
【００４９】
例えば、本発明を、自動車のガソリン、軽油の検知に適用した場合に、冬と夏の気温差、直射日光や雪などによる温度差、電磁波などの外部ノイズによる影響、ならびに走行中の振動、石はねなどに衝撃から、この断熱部材によって、検知センサーに影響するのを防止することができ、常に、正確な被検知流体の液種、濃度の検知を行うことができる。
【００５０】
また、本発明は、前記液種検知センサーが、
前記液種検知室内に配設された液種検知センサーヒーターと、
前記液種検知センサーヒーターから一定間隔離間して、前記液種検知室内に配設された液温センサーとを備え、
前記液種検知センサーヒーターが、ヒーターと、該ヒーターの近傍に配設された液種検知用液温センサーとを備え、
前記被検知流体の液種検知、濃度検知のいずれか、またはその両方を行う際には、前記液種検知センサーヒーターに、パルス電圧を所定時間印加して、前記ヒーターによって、前記液種検知室内に一時滞留した被検知流体を加熱し、前記液種検知用液温センサーの初期温度とピーク温度との間の温度差に対応する電圧出力差Ｖ０によって、液種検知、濃度検知のいずれか、またはその両方を行うように構成したことを特徴とする。
【００５１】
このように構成することによって、パルス電圧を所定時間印加するだけで良いので、短時間の加熱で、しかも、例えば、ガソリンなどの流体を引火する温度に加熱することなく、正確かつ迅速に流体の種類、濃度を検知することが可能である。
【００５２】
すなわち、流体の動粘度とセンサー出力との相関関係を利用し、自然対流を利用しており、しかも、１パルスの印加電圧を利用しているので、正確かつ迅速に流体の種類、濃度を検知することが可能である。
【００５３】
また、本発明は、前記電圧出力差Ｖ０が、前記パルス電圧を印加する前の初期電圧を所定回数サンプリングした平均初期電圧Ｖ１と、前記パルス電圧を印加した後のピーク電圧を所定回数サンプリングした平均ピーク電圧Ｖ２との間の電圧差、すなわち、
Ｖ０＝Ｖ２−Ｖ１
であることを特徴とする。
【００５４】
このように構成することによって、１パルスの印加電圧に対して、所定回数のサンプリングの平均値に基づいて、電圧出力差Ｖ０を正確に得ることができるので、正確かつ迅速に流体の種類、濃度を検知することが可能である。
【００５５】
また、本発明は、予め記憶された所定の参照流体についての、温度に対する電圧出力差の相関関係である検量線データーに基づいて、
前記被検知流体について得られた前記電圧出力差Ｖ０によって、前記被検知流体の液種検知、濃度検知のいずれか、またはその両方を検知するように構成されていることを特徴とする。
【００５６】
このように構成することによって、予め記憶された所定の参照流体についての、温度に対する電圧出力差の相関関係である検量線データーに基づいて、被検知流体について得られた電圧出力差Ｖ０によって、流体の種類、濃度を検知するので、より正確で迅速に流体の種類、濃度を検知することが可能である。
【００５７】
また、本発明は、前記被検知流体の測定温度における電圧出力差Ｖ０についての電圧出力Ｖｏｕｔを、
所定の閾値参照流体についての測定温度における電圧出力差についての出力電圧と相関させて補正するように構成されていることを特徴とする。
【００５８】
このように構成することによって、被検知流体の測定温度における電圧出力差Ｖ０についての電圧出力Ｖｏｕｔを、所定の閾値参照流体についての測定温度における電圧出力差についての出力電圧と相関させて補正するので、温度による電圧出力差Ｖ０の影響をなくして、電圧出力Ｖｏｕｔをガソリンの性状とより正確に相関関係を付与することができ、さらに正確で迅速に、流体の種類、濃度を検知することができる。
【００５９】
また、本発明は、前記液種検知センサーヒーターが、ヒーターと、液種検知用液温センサーとが絶縁層を介して積層された積層状液種検知センサーヒーターであることを特徴とする。
【００６０】
このように構成することによって、機械的動作を行う機構部分が存在しないので、経時劣化や流体中の異物などにより動作不良をひきおこすことがなく、正確にかつ迅速に流体の種類、濃度を検知することができる。
【００６１】
しかも、センサー部を極めて小型に構成できるので、熱応答性が極めて良好で正確な流体の種類、濃度を検知することができる。
【００６２】
また、本発明は、前記液種検知センサーヒーターのヒーターと液種検知用液温センサーとが、それぞれ金属フィンを介して、被検知流体と接触するように構成されていることを特徴とする。
【００６３】
このように構成することによって、液種検知センサーヒーターのヒーターと液種検知用液温センサーとが、直接被検知流体と接触しないので、経時劣化や流体中の異物などにより動作不良をひきおこすことがなく、正確にかつ迅速に流体の種類、濃度を検知することができる。
【００６４】
また、本発明は、前記液温センサーが、金属フィンを介して、被検知流体と接触するように構成されていることを特徴とする。
【００６５】
このように構成することによって、液温センサーが、直接被検知流体と接触しないので、経時劣化や流体中の異物などにより動作不良をひきおこすことがなく、正確にかつ迅速に流体の種類、濃度を検知することができる。
【００６６】
また、本発明の自動車の液種検知装置は、ガソリン若しくは軽油の種類を検知する自動車の液種検知装置であって、
ガソリン若しくは軽油タンク内、またはガソリン若しくは軽油ポンプの上流側または下流側に、請求項１から１２のいずれかの液種検知装置を配設したことを特徴とする。
【００６７】
また、本発明の自動車の液種検知方法は、ガソリン若しくは軽油の種類を検知する自動車の液種検知方法であって、
ガソリン若しくは軽油タンク内、またはガソリン若しくは軽油ポンプの上流側または下流側のガソリンを、上記のいずれかの液種検知方法を用いて、ガソリン若しくは軽油の種類を検知することを特徴とする。
【００６８】
このように構成することによって、自動車において、正確かつ迅速にガソリン若しくは軽油の種類を検知することが可能である。
【００６９】
また、本発明の自動車の排気ガスの低減装置は、自動車の排気ガスの低減装置であって、
ガソリン若しくは軽油タンク内、またはガソリン若しくは軽油ポンプの上流側または下流側に、上記のいずれかの液種検知装置を配設するとともに、
前記液種検知装置で検知されたガソリン若しくは軽油の種類に基づいて、着火タイミングを調整する着火タイミング制御装置を備えることを特徴とする。
【００７０】
また、本発明の自動車の排気ガスの低減方法は、自動車の排気ガスの低減方法であって、
ガソリン若しくは軽油タンク内、またはガソリン若しくは軽油ポンプの上流側または下流側のガソリン若しくは軽油を、上記のいずれかの液種検知方法を用いて、ガソリン若しくは軽油の種類を検知するとともに、
前記液種検知装置で検知されたガソリン若しくは軽油の種類に基づいて、着火タイミングを調整することを特徴とする。
【００７１】
このように構成することによって、ガソリン若しくは軽油の流量、種類の検知結果に基づいて着火タイミングを調整することができるので、ガソリン若しくは軽油の種類に応じて、適切な着火タイミングを得ることができる。
【００７２】
従って、特にエンジン、触媒装置が暖まっていないエンジン始動時においても、トルクが減少することなく、排気ガス中のＨＣ、ＮＯｘの量も低減でき、しかも燃費の向上も図ることができる。
【００７３】
また、本発明の自動車の排気ガスの低減装置は、自動車の排気ガスの低減装置であって、
ガソリン若しくは軽油タンク内、またはガソリン若しくは軽油ポンプの上流側または下流側に、上記のいずれかの液種検知装置を配設するとともに、
前記液種検知装置で検知されたガソリン若しくは軽油の種類に基づいて、ガソリン若しくは軽油の圧縮率を調整するガソリン若しくは軽油圧縮制御装置を備えることを特徴とする。
【００７４】
また、本発明の自動車の排気ガスの低減方法は、自動車の排気ガスの低減方法であって、
ガソリン若しくは軽油タンク内、またはガソリン若しくは軽油ポンプの上流側または下流側のガソリンを、上記のいずれかの液種検知方法を用いて、ガソリン若しくは軽油の種類を検知するとともに、
前記液種検知装置で検知されたガソリン若しくは軽油の種類に基づいて、ガソリンの圧縮率を調整することを特徴とする。
【００７５】
このように構成することによって、ガソリン若しくは軽油の種類の検知結果に基づいてガソリン若しくは軽油の圧縮率を調整することができるので、ガソリンの種類に応じて、適切なガソリン若しくは軽油の圧縮率を得ることができる。
【００７６】
従って、特にエンジン、触媒装置が暖まっていないエンジン始動時においても、トルクが減少することなく、排気ガス中のＨＣ、ＮＯｘの量も低減でき、しかも燃費の向上も図ることができる。
【００７７】
また、本発明の自動車の排気ガスの低減装置は、自動車の排気ガスの低減装置であって、
触媒装置の上流側に尿素溶液を供給する尿素溶液供給機構を備え、
前記尿素溶液供給機構が、尿素溶液を貯留する尿素溶液タンクと、尿素ポンプと、尿素ポンプから送給された尿素溶液を触媒装置の上流側に噴霧する尿素噴霧装置とから構成されるとともに、
前記尿素タンク内または尿素ポンプの上流側または下流側に、上記のいずれかの液種検知装置を配設したことを特徴とする。
【００７８】
また、本発明の自動車の排気ガスの低減方法は、自動車の排気ガスの低減方法であって、
尿素溶液を貯留する尿素溶液タンクと、尿素ポンプと、尿素ポンプから送給された尿素溶液を触媒装置の上流側に噴霧する尿素噴霧装置とから構成される尿素溶液供給機構を介して、触媒装置の上流側に尿素溶液を供給するとともに、
上記のいずれかの液種検知方法を用いて、前記尿素タンク内または尿素ポンプの上流側または下流側の尿素溶液の尿素濃度を検知することを特徴とする。
【００７９】
このように構成することによって、尿素溶液が固化せずに、触媒装置の上流側で還元反応が効率良く発生するためには、例えば、尿素３２．５％、Ｈ２０が６７．５％であるか否かを正確に迅速に判断できる。
【００８０】
従って、尿素タンク中の尿素溶液の尿素濃度を所定の濃度に保つことができるので、排気ガス中のＮＯｘを還元して極めて低減することができる。
【００８１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態（実施例）を図面に基づいてより詳細に説明する。
【００８２】
図１は、本発明の液種検知装置の全体の分解斜視図、図２は、本発明の液種検知装置の液種検知室の分解斜視図、図３は、図２の液種検知室のの断面図、図４は、図３の液種検知センサーの装着状態を示す部分拡大断面図、図５は、液種検知センサーの断面図、図６は、液種検知センサーの薄膜チップ部の積層状態を示す部分拡大分解斜視図、図７は、本発明の液種検知装置の液種検知センサーの実施例の概略回路構成図、図８は、本発明の液種検知装置を用いた液種検知方法を示す時間−電圧の関係を示すグラフ、図９は、本発明の液種検知装置を用いた液種検知方法を示す検量線を示すグラフ、図１０は、本発明の液種検知装置を用いた液種検知方法の出力補正方法を示すグラフ、図１１は、本発明の液種検知装置の液種検知室の検知状態を説明する概略図である。
【００８３】
図１において、１０は、全体で本発明の液種検知装置を示している。液種検知装置１０は、例えば、ガソリン、軽油、尿素溶液などの被検知流体が流通する略箱体形状の液種検知装置本体１２を備えている。
【００８４】
図１に示したように、この液種検知装置本体１２には、その内部に、略円管形状の液種検知室２０が設けられている。また、液種検知装置本体１２には、第１の流路１４と、第２の流路１６とを備えている。
【００８５】
この第１の流路１４は、液種検知室２０に設けられた流体導入口１８に接続されている。また、第２の流路１６は、液種検知室２０に設けられた流体排出口１１に接続されている。
【００８６】
そして、図２の矢印で示したように、液種検知装置本体１２に導入された被検知流体は、第１の流路１４から流体導入口１８を経て、液種検知室２０に一時滞留するように構成されている。
【００８７】
この液種検知室２０には、その上部の液種検知室用蓋部材２１が装着されており、この液種検知室用蓋部材２１に、略トラック形状の液種検知センサー用開口部２２が形成されている。
【００８８】
この液種検知センサー用開口部２２には、図３に示したように、液種検知センサー２４が装着されている。
【００８９】
図４に示したように、液種検知センサー２４は、液種検知センサーヒーター２５と、この液種検知センサーヒーター２５から一定間隔離間して配置された液温センサー２８とを備えている。そして、これらの液種検知センサーヒーター２５と、液温センサー２８とが、モールド樹脂３０によって一体的に形成されている。
【００９０】
また、図５に示したように、この液種検知センサーヒーター２５には、リード電極３２と、薄膜チップ部３４とを備えている。また、液種検知センサーヒーター２５には、モールド樹脂３０から液種検知センサー用開口部２２を介して、液種検知室２０内に突設して、被検知流体と直接接触する金属製のフィン３６を備えている。そして、これらのリード電極３２と、薄膜チップ部３４と、フィン３６とは、ボンディングワイヤー３８にて相互に電気的に接続されている。
【００９１】
一方、液温センサー２８も、液種検知センサーヒーター２５と同様な構成となっており、ぞれぞれ、リード電極３２と、薄膜チップ部３４と、フィン３６、ボンディングワイヤー３８を備えている。
【００９２】
図６に示したように、薄膜チップ部３４は、例えば、Ａｌ２Ｏ３からなる基板４０と、ＰＴからなる温度センサー（感温体）４２と、ＳｉＯ２からなる層間絶縁膜４４と、ＴａＳｉＯ２からなるヒーター（発熱体）４６と、Ｎｉからなる発熱体電極４８と、ＳｉＯ２からなる保護膜５０と、Ｔｉ／Ａｕからなる電極パッド５２とを順に積層した薄膜状のチップから構成されている。
【００９３】
なお、液温センサー２８の薄膜チップ部３４も同様な構造であるが、ヒーター（発熱体）４６を作用させずに、温度センサー（感温体）４２のみを作用させるように構成している。
【００９４】
そして、この液種検知センサー２４で、被検知流体の液種、濃度が検知された後、被検知流体は、液種検知室２０から、液種検知室２０の流体排出口１１から第２の流路１６かを介して外部に排出されるようになっている。
【００９５】
また、図１に示したように、液種検知センサー２４には、回路基板部材２３と、これを被う外蓋部材２７が備えられている。なお、図２および図３においては、説明の便宜上、これらの回路基板部材２３、外蓋部材２７を省略して示している。
【００９６】
なお、図１中、１２ａ、１２ｂは、液種検知装置本体１２に設けられた、液種検知装置１０を、例えば、自動車などの取り付けるための取り付けフランジである。
【００９７】
一方、液種検知室２０には、図２に示したように、液種検知室２０内に突設する液種検知センサー２４を囲繞するように、流れ制御板１が、液種検知室用蓋部材２１の内側に形成されている。
【００９８】
この流れ制御板１は、断面略コ字形状の板部材２から構成されており、この板部材２は、液種検知センサー２４を両側から囲み、液種検知室２０の流体導入口１８から流体排出口１１に向かって延設された一対の側板部材３、４と、これらの側板部材３、４に接続された被覆板部材５とを備えている。
【００９９】
そして、この流れ制御板１には、液種検知室２０の流体導入口１８と対峙する流体流入口６と、液種検知室２０の流体排出口１１と対峙する流体流出口７が形成されている。
【０１００】
この液種検知室２０の流体導入口１８と、流れ制御板１の流体流入口６とは、、所定距離Ｌ１、離間するとともに、液種検知室２０の流体排出口１１と、流れ制御板１の流体流出口７とが、所定距離Ｌ２、離間している。
【０１０１】
このように構成することによって、液種検知装置本体１２内への被検知流体の導入を停止して、液種検知室２０内で被検知流体を一時滞留させた際に、液種検知室２０内での被検知流体の流れが、流れ制御板１によって抑制されて、この流れ制御板１に囲繞された流れ制御板１の内部に位置する液種検知センサー２４の周囲の被検知流体の流れが、瞬時に停止することになる。
【０１０２】
すなわち、液種検知室２０の流体導入口１８から、流れ制御板１の流体流入口６を介して、流れ制御板１に囲繞された流れ制御板１の内部に、被検知流体が、流れ制御板１の内部に位置する液種検知センサー２４の周囲に確実に浸入して、液種検知センサー２４によって、被検知流体の液種、濃度の検知を行うことができる。
【０１０３】
そして、液種検知センサー２４によって、被検知流体の液種、濃度の検知を行なった後、流れ制御板１の流体流出口７を介して、液種検知室２０の流体排出口１１から検知後の被検知流体を確実に排出することができるので、順次正確な被検知流体の検知を実施することができる。
【０１０４】
従って、液種検知センサー２４による液種、濃度の検知の際に、被検知流体の流れが生じず、また、振動による被検知流体の乱れが生じることがないので、被検知流体の液種、濃度の検知への影響を防止することができ、正確な被検知流体の液種、濃度の測定を行うことが可能である。
【０１０５】
しかも、液種検知室２０を設けているので、被検知流体が滞留する量が多くなるので、被検知流体の液種、濃度の検知の際に、外部の温度などの周囲影響に影響されることなく、正確な検知を実施することができる。
【０１０６】
従って、例えば、自動車のガソリン、軽油などの流体に適用した場合に、信号待ちなどで自動車を停止させた際に、ガソリンなどのポンプを停止して、瞬時に被検知流体の液種、濃度を検知することができ、検知終了後に、ポンプを始動して自動車を再び始動できるので、自動車の走行に支障をきたすことがない。
【０１０７】
さらに、図１１の矢印Ｂで示したように、この検知の際に、被検知流体に混入した空気が、流れ制御板１の流体流出口７を介して、液種検知室２０の流体排出口１１から、この空気を確実に排出することができるので、液種検知センサー２４の周囲に空気が滞留することがないので、検知への影響を防止することができ、正確な検知を行うことができる。
【０１０８】
さらに、このように液種検知室２０の流体導入口１８と、流れ制御板１の流体流入口６とが、所定距離Ｌ１、離間するので、図１１の矢印Ａで示したように、これらの隙間から、被検知流体に混入した空気が、流れ制御板１の外側に移動して、液種検知室２０の流体排出口１１から外部に排出されることになる。
【０１０９】
従って、流れ制御板１の内部に空気が浸入することがないので、液種検知センサー２４の周囲に空気が滞留することがないので、検知への影響を防止することができ、正確な検知を行うことができる。
【０１１０】
しかも、万一、流れ制御板１の内部に空気が浸入したとしても、図１１の矢印Ｃで示したように、流れ制御板１の流体流出口７を介して、液種検知室２０の流体排出口１１から、この空気を確実に排出することができるので、液種検知センサー２４の周囲に空気が滞留することがないので、検知への影響を防止することができ、正確な検知を行うことができる。
【０１１１】
さらに、図１１の矢印Ｂに示したように、液種検知室２０の流体排出口１１の近傍の側壁が略円管形状であり、略円弧状に形成されているので、この略円弧状の液種検知室２０の側壁２０ａに沿って、被検知流体に混入した空気が、液種検知室２０の流体排出口１１へと内側に導かれて排出されることになる。
【０１１２】
従って、液種検知室２０の流体排出口１１の近傍に空気が溜まることがなく、液種検知センサー２４の周囲に空気が滞留することがないので、検知への影響を防止することができ、正確な検知を行うことができる。
【０１１３】
なお、このような作用効果を奏するためには、図１１に示したように、上記の所定距離Ｌ１、Ｌ２としては、１．５ｍｍ〜５ｍｍ、好ましくは、２ｍｍ〜３．５ｍｍとするのが望ましい。また、流れ制御板１の一対の側板部材３、４と液種検知センサー２４との距離Ｌ３としては、５ｍｍ〜１０ｍｍ、好ましくは、６ｍｍ〜８ｍｍとするのが望ましい。
【０１１４】
また、液種検知室２０の大きさとしては、特に限定されるものではない。
【０１１５】
さらに、液種検知室２０を構成する材料としては、特に限定されるものではないが、ＳＵＳ３０４などのステンレスなどの金属、ポリアセタール（ＰＯＭ）などの合成樹脂、ＦＲＰなどの繊維強化樹脂などが使用可能である。
【０１１６】
また、流れ制御板１を構成する材料としても、特に限定されるものではないが、ＳＵＳ３０４などのステンレスなどの金属、ポリアセタール（ＰＯＭ）などの合成樹脂、ＦＲＰなどの繊維強化樹脂、セラミックなどが使用可能である。
【０１１７】
さらに、本発明の液種検知装置１０では、図７に示したような回路構成となっている。
【０１１８】
図７において、液種検知センサー２４の液種検知センサーヒーター２５の液種検知用液温センサー２６と、液温センサー２８とが、二つの抵抗６４、６６を介して接続されて、ブリッジ回路６８を構成している。そして、このブリッジ回路６８の出力が、増幅器７０の入力に接続されて、この増幅器７０の出力が、検知制御部を構成するコンピュータ７２の入力に接続されている。
【０１１９】
また、液種検知センサーヒーター２５のヒーター７４が、コンピュータ７２の制御によって印加電圧が制御されるようになっている。
【０１２０】
このように構成される液種検知装置１０では、以下のようにして、例えば、ガソリンの液種検知が行われる。
【０１２１】
先ず、図示しない制御装置の制御によって、被検知流体を液種検知装置本体１２に導入することによって、第１の流路１４から流体導入口１８を経て、液種検知室２０に被検知流体を流入させた後、この被検知流体の流入を停止することによって、液種検知室２０に一時滞留させた状態とする。
【０１２２】
この状態では、液種検知装置本体１２内への被検知流体の導入を停止して、液種検知室２０内で被検知流体を一時滞留させた際に、液種検知室２０内での被検知流体の流れが、流れ制御板１によって抑制されて、この流れ制御板１に囲繞された流れ制御板１の内部に位置する液種検知センサー２４の周囲の被検知流体の流れが、瞬時に停止することになる。
【０１２３】
そして、この状態で、図７および図８に示したように、コンピュータ７２の制御によって、液種検知センサーヒーター２５のヒーター７４に、パルス電圧Ｐを所定時間、この実施例の場合には、４秒間印加し、センシング部、すなわち、図７に示したように、センサーブリッジ回路６８のアナログ出力の温度変化を測定する。
【０１２４】
すなわち、図８に示したように、液種検知センサーヒーター２５のヒーター７４にパルス電圧Ｐを印加する前のセンサーブリッジ回路６８の電圧差を、１秒間に所定回数、この実施例の場合には、２５６回サンプリングし、その平均値を平均初期電圧Ｖ１とする。この平均初期電圧Ｖ１の値は、液種検知用液温センサー２６の初期温度に対応する。
【０１２５】
そして、図８に示したように、液種検知センサーヒーター２５のヒーター７４に、所定のパルス電圧Ｐ、この実施例では、１０Ｖの電圧を４秒間印加する。次に、所定時間後、この実施例では、３秒後からの１秒間に所定回数、この実施例では、２５６回ピーク電圧をサンプリングした値を平均ピーク電圧Ｖ２とする。この平均ピーク電圧Ｖ２は、液種検知用液温センサー２６のピーク温度に対応する。
【０１２６】
そして、電平均初期電圧Ｖ１と平均ピーク電圧Ｖ２との間の電圧差、すなわち、
Ｖ０＝Ｖ２−Ｖ１
から電圧出力差Ｖ０を得る。
【０１２７】
そして、このような方法で、図９に示したように、予め所定の参照流体について、この実施例では、最も重質な（蒸発しにくい）ガソリンＡ２と、最も軽質な（蒸発し易い）ガソリンＮｏ．７について、温度に対する電圧出力差の相関関係である検量線データーを得ておき、これを、制御装置を構成するコンピュータ７２に記憶させておく。
【０１２８】
そして、この検量線データーに基づいて、コンピュータ７２において比例計算を行い、被検知流体について得られた電圧出力差Ｖ０によって、ガソリンの種別を検知するように構成されている。
【０１２９】
具体的には、図１０に示したように、被検知流体の測定温度Ｔにおける電圧出力差Ｖ０についての電圧出力Ｖｏｕｔを、所定の閾値参照流体（この実施例では、ガソリンＡ２とガソリンＮｏ．７）についての測定温度における電圧出力差についての出力電圧と相関させて補正するようになっている。
【０１３０】
すなわち、図１０（Ａ）に示したように、検量線データーに基づいて、温度Ｔにおいて、ガソリンＡ２の電圧出力差Ｖ０−Ａ２、ガソリンＮｏ．７の電圧出力差Ｖ０−７、被検知流体の電圧出力差Ｖ０−Ｓが得られる。
【０１３１】
そして、図１０（Ｂ）に示したように、この際の閾値参照流体の液種出力を、所定の電圧となるように、すなわち、この実施例では、ガソリンＡ２の液種出力を３．５Ｖ、ガソリンＮｏ．７の液種出力を０．５Ｖとして、被検知流体の電圧出力Ｖｏｕｔを得ることによって、ガソリンの性状と相関を持たせることができるようになっている。
【０１３２】
この被検知流体の電圧出力Ｖｏｕｔを、予め検量線データーに基づいて、コンピュータ７２に記憶されたデーターと比較することによって、ガソリンの液種検知を正確にかつ迅速に（瞬時に）行うことが可能となる。
【０１３３】
なお、以上の場合、パルス幅（パルス印加時間）としては、液種検知、濃度検知の場合には、被検知流体が滞留しているので、余り流体を過熱しないようにするために、好ましくは、５秒未満とするのが望ましい。これに対して、流量検知の場合には、パルス幅（パルス印加時間）としては、被検知流体が滞留していないので、１秒以上であれば、流量の検知が可能である。
【０１３４】
なお、以上のガソリンの液種検知方法は、自然対流を利用して、ガソリンの動粘度とセンサー出力が相関関係を有している原理を利用しているものである。
【０１３５】
また、このようなガソリンの液種検知方法においては、図１８に示したガソリンの蒸留性状において、蒸留性状Ｔ３０〜Ｔ７０で行うとより相関関係があることがわかっており、望ましいものである。
【０１３６】
また、被検知流体の濃度を測定する場合、例えば、識別尿素溶液の場合も、上記の液種検知と同様にして、電圧出力Ｖｏｕｔを得ることによって、尿素の性状と相関を持たせることができるようになっている。
【０１３７】
この被識別尿素溶液の電圧出力Ｖｏｕｔを、図１２に示したように、予め測定しておいた尿素溶液の検量線データーに基づいて、コンピュータ７２に記憶されたデーターと比較することによって、尿素溶液の尿素濃度識別を正確にかつ迅速に（瞬時に）行うことが可能となる。
【０１３８】
図１３は、本発明の液種検知装置の別の実施例を示す斜視図である。
【０１３９】
この実施例の液種検知装置１０は、図１に示した実施例の液種検知装置１０と基本的は、同様な構成であり、同じ構成部材には、同じ参照番号を付してその詳細な説明を省略する。
【０１４０】
この実施例の液種検知装置１０では、液種検知装置本体１２と液種検知室２０との間に、断熱部材８が介装されている。
【０１４１】
このように液種検知装置本体１２と液種検知室２０との間に、断熱部材が介装されているので、外気温度の影響、および外部の振動による影響、外部の電磁波などの外部ノイズによる影響が、液種検知室２０の内部の被検知流体およびに液種検知センサー２４に影響することがないので、常に、正確な被検知流体の液種、濃度の検知を行うことができる。
【０１４２】
例えば、本発明を、自動車のガソリン、軽油の検知に適用した場合に、冬と夏の気温差、直射日光や雪などによる温度差、電磁波などの外部ノイズによる影響、ならびに走行中の振動、石はねなどに衝撃から、この断熱部材によって、検知センサーに影響するのを防止することができ、常に、正確な被検知流体の液種、濃度の検知を行うことができる。
【０１４３】
なお、このような断熱部材８としては、特に限定されるのではないが、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、ウレタンなどの発泡合成樹脂、グラスウールなどが使用可能である。
【０１４４】
図１４は、このように構成される液種検知装置１０を、自動車システムに適用した実施例を示す、図１７と同様な概略図である。
【０１４５】
なお、図１７と同じ構成部材には、同じ参照番号を付してその詳細な説明を省略する。
【０１４６】
この自動車システム１００では、ガソリンタンク１０８内またはガソリンポンプ１１０の上流側に、液種検知装置１０を配設している。
【０１４７】
この液種検知装置１０によって、ガソリンタンク１０８内またはガソリンポンプ１１０の上流側または下流側（なお、この実施例では、説明の便宜上、上流側の場合を示した）のガソリンの液種の検知を行ってガソリンの種類に応じて、制御装置１２０の制御によって、着火タイミング制御装置１２２によって、着火タイミングを調整するように構成されている。
【０１４８】
すなわち、例えば、軽質な（蒸発し易い）ガソリンＮｏ．７が検知された場合には、着火タイミングを早め、逆に、重質な（蒸発しにくい）ガソリンＡ２が検知された場合には、着火タイミングを遅めるように制御される。
【０１４９】
これによって、特にエンジン、触媒装置が暖まっていないエンジン始動時においても、トルクが減少することなく、排気ガス中のＨＣの量も低減でき、しかも燃費の向上も図ることができる。
【０１５０】
図１５は、このように構成される液種検知装置１０を、自動車システムに適用した実施例を示す、図１７と同様な概略図である。
【０１５１】
なお、図１７と同じ構成部材には、同じ参照番号を付してその詳細な説明を省略する。
【０１５２】
この自動車システム１００では、ガソリンタンク１０８内またはガソリンポンプ１１０の上流側に、液種検知装置１０を配設している。
【０１５３】
この液種検知装置１０によって、ガソリンタンク１０８内またはガソリンポンプ１１０の上流側または下流側（なお、この実施例では、説明の便宜上、上流側の場合を示した）のガソリンの液種検知を行ってガソリンの種類に応じて、制御装置１２０の制御によって、ガソリン圧縮制御装置１２４によって、ガソリンの圧縮率を調整するように構成されている。
【０１５４】
すなわち、例えば、軽質な（蒸発し易い）ガソリンＮｏ．７が検知された場合には、圧縮率を低くし、逆に、重質な（蒸発しにくい）ガソリンＡ２が検知された場合には、圧縮率を高めるように制御される。
【０１５５】
これによって、特にエンジン、触媒装置が暖まっていないエンジン始動時においても、トルクが減少することなく、排気ガス中のＨＣの量も低減でき、しかも燃費の向上も図ることができる。
【０１５６】
図１６は、このように構成される液種検知装置１０を、尿素溶液を用いた自動車システムに適用した実施例を示す、図１９と同様な概略図である。
【０１５７】
なお、図１９と同じ構成部材には、同じ参照番号を付してその詳細な説明を省略する。
【０１５８】
この自動車システム１００では、尿素溶液タンク１３２内または尿素ポンプ１３４の上流側に、液種検知装置１０を配設している。
【０１５９】
この液種検知装置１０によって、尿素溶液タンク１３２内または尿素ポンプ１３４の上流側または下流側（なお、この実施例では、説明の便宜上、上流側の場合を示した）の尿素溶液の尿素濃度識別を行って，  触媒装置１１６の上流側に噴霧される尿素の濃度を、尿素溶液が固化せずに、触媒装置１１６の上流側で還元反応が効率良く発生するために、例えば、尿素３２．５％、Ｈ２０が６７．５％と一定の状態とするようになっている。
【０１６０】
従って、尿素タンク中の尿素溶液の尿素濃度を所定の濃度に保つことができるので、排気ガス中のＮＯｘを還元して極めて低減することができる。
【０１６１】
以上、本発明の好ましい実施例を説明したが、本発明はこれに限定されることはなく、例えば、パルス電圧Ｐ、サンプリング回数などは適宜変更することができる。
【０１６２】
また、上記実施例では、自動車システムのガソリン、尿素溶液について説明したが、軽油、灯油を用いる自動車システムにも、また、これら以外の流体を用いる場合、例えば、プラントなどにおいて、有機溶媒に物質を溶かした有機溶液を流す装置などにおいても、流体の種類、濃度を検知する場合にも適用できるなど本発明の目的を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。
【０１６３】
【発明の効果】
本発明によれば、液種検知装置本体内への被検知流体の導入を停止して、液種検知室内で被検知流体を一時滞留させた際に、液種検知室内での被検知流体の流れが、流れ制御板によって抑制されて、この流れ制御板に囲繞された流れ制御板内部に位置する液種検知センサーの周囲の被検知流体の流れが、瞬時に停止することになる。
【０１６４】
従って、液種検知センサーによる液種、濃度の検知の際に、被検知流体の流れが生じず、また、振動による被検知流体の乱れが生じることがないので、被検知流体の液種、濃度の検知への影響を防止することができ、正確な被検知流体の液種、濃度の測定を行うことが可能である。
【０１６５】
しかも、液種検知室を設けているので、被検知流体が滞留する量が多くなるので、被検知流体の液種、濃度の検知の際に、外部の温度などの周囲影響に影響されることなく、正確な検知を実施することができる。
【０１６６】
従って、例えば、自動車のガソリン、軽油などの流体に適用した場合に、信号待ちなどで自動車を停止させた際に、ガソリンなどのポンプを停止して、瞬時に被検知流体の液種、濃度を検知することができ、検知終了後に、ポンプを始動して自動車を再び始動できるので、自動車の走行に支障をきたすことがない。
【０１６７】
また、本発明によれば、液種検知室の流体導入口から、流れ制御板の流体流入口を介して、流れ制御板に囲繞された流れ制御板内部に、被検知流体が、流れ制御板内部に位置する液種検知センサーの周囲に確実に浸入して、液種検知センサーによって、被検知流体の液種、濃度の検知を行うことができる。
【０１６８】
そして、液種検知センサーによって、被検知流体の液種、濃度の検知を行なった後、流れ制御板の流体流出口を介して、液種検知室の流体排出口から検知後の被検知流体を確実に排出することができるので、順次正確な被検知流体の検知を実施することができる。
【０１６９】
また、この検知の際に、被検知流体に混入した空気が、流れ制御板の流体流出口を介して、液種検知室の流体排出口から、この空気を確実に排出することができるので、液種検知センサーの周囲に空気が滞留することがないので、検知への影響を防止することができ、正確な検知を行うことができる。
【０１７０】
また、本発明によれば、液種検知室の流体導入口と、流れ制御板の流体流入口とが、所定距離離間するので、これらの隙間から、被検知流体に混入した空気が、流れ制御板の外側に移動して、液種検知室の流体排出口から外部に排出されることになる。
【０１７１】
従って、流れ制御板内部に空気が浸入することがないので、液種検知センサーの周囲に空気が滞留することがないので、検知への影響を防止することができ、正確な検知を行うことができる。
【０１７２】
しかも、万一、流れ制御板内部に空気が浸入したとしても、流れ制御板の流体流出口を介して、液種検知室の流体排出口から、この空気を確実に排出することができるので、液種検知センサーの周囲に空気が滞留することがないので、検知への影響を防止することができ、正確な検知を行うことができる。
【０１７３】
また、本発明によれば、液種検知室の流体排出口近傍の側壁が、略円弧状に形成されているので、この略円弧状の液種検知室の側壁に沿って、被検知流体に混入した空気が、液種検知室の流体排出口へと導かれて排出されることになる。
【０１７４】
従って、液種検知室の流体排出口近傍に空気が溜まることがなく、液種検知センサーの周囲に空気が滞留することがないので、検知への影響を防止することができ、正確な検知を行うことができる。
【０１７５】
また、本発明によれば、液種検知室が、略円管形状の側壁を備え、側壁に対峙するように液種検知室の流体導入口と流体排出口が形成されているので、液種検知室の流体導入口から浸入した空気が、液種検知室の流体導入口の近傍では、略円弧状の側壁に沿って、外側に導かれることになるので、流れ制御板の流体流入口を介して、空気が流れ制御板の内部に浸入することがない。
【０１７６】
しかも、この被検知流体に混入した空気が、液種検知室の流体排出口近傍では、略円弧状の側壁に沿って、内側に流体排出口に向かって導かれることになるので、液種検知室の流体排出口へと導かれて排出されることになる。
【０１７７】
従って、液種検知室の流体排出口近傍に空気が溜まることがなく、液種検知センサーの周囲に空気が滞留することがないので、検知への影響を防止することができ、正確な検知を行うことができる。
【０１７８】
また、本発明によれば、液種検知装置本体と液種検知室との間には、断熱部材が介装されているので、外気温度の影響、および外部の振動による影響、外部の電磁波などの外部ノイズによる影響が、液種検知室の内部の被検知流体およびに液種検知センサーに影響することがないので、常に、正確な被検知流体の液種、濃度の検知を行うことができる。
【０１７９】
例えば、本発明を、自動車のガソリン、軽油の検知に適用した場合に、冬と夏の気温差、直射日光や雪などによる温度差、電磁波などの外部ノイズによる影響、ならびに走行中の振動、石はねなどに衝撃から、この断熱部材によって、検知センサーに影響するのを防止することができ、常に、正確な被検知流体の液種、濃度の検知を行うことができる。
【０１８０】
また、本発明によれば、パルス電圧を所定時間印加するだけで良いので、短時間の加熱で、しかも、例えば、ガソリンなどの流体を引火する温度に加熱することなく、正確かつ迅速に流体の種類、濃度を検知することが可能である。
【０１８１】
すなわち、流体の動粘度とセンサー出力との相関関係を利用し、自然対流を利用しており、しかも、１パルスの印加電圧を利用しているので、正確かつ迅速に流体の種類、濃度を検知することが可能である。
【０１８２】
また、本発明によれば、１パルスの印加電圧に対して、所定回数のサンプリングの平均値に基づいて、電圧出力差Ｖ０を正確に得ることができるので、正確かつ迅速に流体の種類、濃度を検知することが可能である。
【０１８３】
また、本発明によれば、予め記憶された所定の参照流体についての、温度に対する電圧出力差の相関関係である検量線データーに基づいて、被検知流体について得られた電圧出力差Ｖ０によって、流体の種類、濃度を検知するので、より正確で迅速に流体の種類、濃度を検知することが可能である。
【０１８４】
また、本発明によれば、被検知流体の測定温度における電圧出力差Ｖ０についての電圧出力Ｖｏｕｔを、所定の閾値参照流体についての測定温度における電圧出力差についての出力電圧と相関させて補正するので、温度による電圧出力差Ｖ０の影響をなくして、電圧出力Ｖｏｕｔをガソリンの性状とより正確に相関関係を付与することができ、さらに正確で迅速に、流体の種類、濃度を検知することができる。
【０１８５】
また、本発明によれば、液種検知センサーヒーターが、ヒーターと、液種検知用液温センサーとが絶縁層を介して積層された積層状液種検知センサーヒーターであるので、機械的動作を行う機構部分が存在しないので、経時劣化や流体中の異物などにより動作不良をひきおこすことがなく、正確にかつ迅速に流体の種類、濃度を検知することができる。
【０１８６】
しかも、センサー部を極めて小型に構成できるので、熱応答性が極めて良好で正確な流体の種類、濃度を検知することができる。
【０１８７】
また、本発明によれば、液種検知センサーヒーターのヒーターと液種検知用液温センサーとが、それぞれ金属フィンを介して、被検知流体と接触するように構成されているので、液種検知センサーヒーターのヒーターと液種検知用液温センサーとが、直接被検知流体と接触しないので、経時劣化や流体中の異物などにより動作不良をひきおこすことがなく、正確にかつ迅速に流体の種類、濃度を検知することができる。
【０１８８】
また、本発明によれば、液温センサーが、金属フィンを介して、被検知流体と接触するように構成されているので、液温センサーが、直接被検知流体と接触しないので、経時劣化や流体中の異物などにより動作不良をひきおこすことがなく、正確にかつ迅速に流体の種類、濃度を検知することができる。
【０１８９】
また、本発明によれば、自動車において、正確かつ迅速にガソリン若しくは軽油の流量、種類を検知することが可能であるとともに、ガソリン若しくは軽油の流量、種類の検知結果に基づいて着火タイミングを調整することができるので、ガソリン若しくは軽油の流量、種類に応じて、適切な着火タイミングを得ることができる。
【０１９０】
また、本発明によれば、自動車において、正確かつ迅速にガソリン若しくは軽油の流量、種類を検知することが可能であるとともに、ガソリン若しくは軽油の流量、種類の検知結果に基づいてガソリンの圧縮率を調整することができるので、ガソリン若しくは軽油の流量、種類の種類に応じて、適切なガソリン若しくは軽油の圧縮率を得ることができる。
【０１９１】
従って、特にエンジン、触媒装置が暖まっていないエンジン始動時においても、トルクが減少することなく、排気ガス中のＨＣの量も低減でき、しかも燃費の向上も図ることができる。
【０１９２】
さらに、本発明によれば、尿素溶液が固化せずに、触媒装置の上流側で還元反応が効率良く発生するためには、例えば、尿素３２．５％、Ｈ２０が６７．５％であるか否かを正確に迅速に判断できる。
【０１９３】
従って、尿素タンク中の尿素溶液の尿素濃度を所定の濃度に保つことができるので、排気ガス中のＮＯｘを還元して極めて低減することができるなどの幾多の顕著で特有な作用効果を奏する極めて優れた発明である。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明の液種検知装置の全体の分解斜視図である。
【図２】図２は、本発明の液種検知装置の液種検知室の分解斜視図である。
【図３】図３は、図２の液種検知室のの断面図である。
【図４】図４は、図３の液種検知センサーの装着状態を示す部分拡大断面図である。
【図５】図５は、液種検知センサーの断面図である。
【図６】図６は、液種検知センサーの薄膜チップ部の積層状態を示す部分拡大分解斜視図である。
【図７】図７は、本発明の液種検知装置の液種検知センサーの実施例の概略回路構成図である。
【図８】図８は、本発明の液種検知装置を用いた液種検知方法を示す時間−電圧の関係を示すグラフである。
【図９】図９は、本発明の液種検知装置を用いた液種検知方法を示す検量線を示すグラフである。
【図１０】図１０は、本発明の液種検知装置を用いた液種検知方法の出力補正方法を示すグラフである。
【図１１】図１１は、本発明の液種検知装置の液種検知室の検知状態を説明する概略図である。
【図１２】図１２は、本発明の液種検知装置を用いた濃度検知方法を示す検量線を示すグラフである。
【図１３】図１３は、本発明の液種検知装置の別の実施例を示す斜視図である。
【図１４】図１４は、本発明の液種検知装置１０を、自動車システムに適用した実施例を示す、図１７と同様な概略図である。
【図１５】図１５は、本発明の液種検知装置１０を、自動車システムに適用した実施例を示す、図１７と同様な概略図である。
【図１６】図１６は、本発明の液種検知装置１０を、尿素溶液を用いた自動車システムに適用した実施例を示す、図１９と同様な概略図である。
【図１７】図１７は、従来の自動車システムの概略図である。
【図１８】図１８は、ガソリンの蒸留性状を示すグラフである。
【図１９】図１９は、従来の尿素溶液を用いた自動車システムの概略図である。
【符号の説明】
１          制御板
２          板部材
３、４  側板部材
５          被覆板部材
６          流体流入口
７          流体流出口
８          断熱部材
１０      液種検知装置
１１      流体排出口
１２      液種検知装置本体
１４      第１の流路
１６      第２の流路
１８      流体導入口
２０ａ  側壁
２０      液種検知室
２１      液種検知室用蓋部材
２２      液種検知センサー用開口部
２３      回路基板部材
２４      液種検知センサー
２５      液種検知センサーヒーター
２６      液種検知用液温センサー
２７      外蓋部材
２８      液温センサー
３０      モールド樹脂
３２      リード電極
３４      薄膜チップ部
３６      フィン
３８      ボンディングワイヤー
４０      基板
４４      層間絶縁膜
４８      発熱体電極
５０      保護膜
５２      電極パッド
６４      抵抗
６８      センサーブリッジ回路
７０      増幅器
７２      コンピュータ
７４      ヒーター
１００  自動車システム
１０４  空気流量センサー
１０６  エンジン
１０８  ガソリンタンク
１１０  ガソリンポンプ
１１２  センサー
１１４  燃料噴射制御装置
１１６  触媒装置
１１８  酸素濃度センサー
１２０  制御装置
１２２  着火タイミング制御装置
１２４  ガソリン圧縮制御装置
１３０  尿素溶液供給機構
１３２  尿素溶液タンク
１３４  尿素ポンプ
１３６  尿素噴霧装置
１４０  センサー
【図１】
2005043126.tif 000004
【図２】
2005043126.tif 000005
【図３】
2005043126.tif 000006
【図４】
2005043126.tif 000007
【図５】
2005043126.tif 000008
【図６】
2005043126.tif 000009
【図７】
2005043126.tif 000010
【図８】
2005043126.tif 000011
【図９】
2005043126.tif 000012
【図１０】
2005043126.tif 000013
【図１１】
2005043126.tif 000014
【図１２】
2005043126.tif 000015
【図１３】
2005043126.tif 000016
【図１４】
2005043126.tif 000017
【図１５】
2005043126.tif 000018
【図１６】
2005043126.tif 000019
【図１７】
2005043126.tif 000020
【図１８】
2005043126.tif 000021
【図１９】
2005043126.tif 000022