燃料成分傳感器的製作方法
2023-05-15 23:39:36
專利名稱：燃料成分傳感器的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種車用發動機燃料成分的檢測裝置。
背景技術：
目前，汽車使用的汽油約佔全球汽油消費量的1/3，車用燃料消耗已成為吞噬地球 石油資源的無底洞。作為車用燃料主要來源的全球原油儲量，僅夠使用不到100年的時間。 為此業界推出了靈活燃料汽車(FFV =FlexibleFuel Vehicle)，這種汽車能使用純汽油、純 醇燃料以及不同比例的汽油及醇燃料的混合燃料。靈活燃料汽車普遍使用的替代能源為甲 醇汽油和乙醇汽油。靈活燃料汽車的發動機控制系統需要根據燃料成分的變化來相應地調整噴油量 和點火正時。尤為困難的是，對靈活燃料汽車而言，由於共用油箱，燃料成分的變化不是在 某幾種燃料間選擇，這就為如何準確檢測燃料成分提出了難題。另外一方面，在OBD-II (車 載診斷II,On-BoardDiagnostics II)標準和Euro V(歐五)排放標準中，也已明確定義了 對發動機燃料成分的診斷要求。一種現有的燃料成分傳感器為電容式，其原理是利用燃料的電容值判斷燃料成 分。這種傳感器在不同燃料成分的電容值區分度較小的情況下，存在著測量結果與實際成 分不符的情況。另一種估計燃料成分的方法是通過統計每次燃料補給的成分和容量來計算發動 機油箱內的燃料成分。顯然，這種方法的測量精度不高。
實用新型內容本實用新型所要解決的技術問題是提供一種燃料成分傳感器，特別適用於為靈活 燃料汽車的發動機控制系統提供精確的發動機油箱燃料成分。為解決上述技術問題，在一種實施方式下，本實用新型燃料成分傳感器包括串接 在發動機供油管中的進油口、傳感器模塊和出油口，所述傳感器模塊至少包括同時採集燃 料的介電常數和電導率的介電常數和電導率敏感元、向所述介電常數和電導率敏感元發送 脈衝使能信號的頻率發生器、根據燃料的介電常數和電導率換算出燃料成分比例的線性化 處理模塊、以及將燃料成分比例輸出至發動機控制系統的信號輸出端。進一步地，所述傳感器模塊還包括將燃料的介電常數和電導率信號放大的放大電 路、對燃料的介電常數和電導率信號調整為標準溫度下數值的溫度補償裝置、和將燃料成 分比例信號轉換為後續電路所能接受的信號制式的輸出信號調製電路。進一步地，所述進油口、傳感器模塊和出油口這三部分為一段管道的形式，該段管 道的兩端均與發動機供油管連接，成為發動機供油通道的一部分。進一步地，所述介電常數和電導率敏感元位於所述的一段管道內。在另一種實施方式下，本實用新型燃料成分傳感器包括安裝在燃油泵支架中的傳 感器模塊，所述傳感器模塊至少包括同時採集燃料的介電常數和電導率的介電常數和電導
3率敏感元、向所述介電常數和電導率敏感元發送脈衝使能信號的頻率發生器、根據燃料的 介電常數和電導率換算出燃料成分比例的線性化處理模塊、以及將燃料成分比例輸出至發 動機控制系統的信號輸出端。進一步地，所述傳感器模塊還包括將燃料的介電常數和電導率信號放大的放大電 路、對燃料的介電常數和電導率信號調整為標準溫度下數值的溫度補償裝置、和將燃料成 分比例信號轉換為後續電路所能接受的信號制式的輸出信號調製電路。進一步地，所述燃油泵支架在發動機油箱中，所述燃油泵支架的一部分浸泡在燃 油中，而另一部分未浸泡在燃油中。進一步地，所述介電常數和電導率敏感元安裝到燃油泵支架後，浸泡在燃油中。本實用新型燃料成分傳感器可以針對發動機當前所用燃料進行燃料成分的精確 判斷，從而為發動機的噴油量及點火正時提供可靠依據。
圖1是本實用新型燃料成分傳感器的一個實施例的示意圖；圖2是本實用新型燃料成分傳感器中的傳感器模塊的示意圖。圖中附圖標記說明1-進油口；2-傳感器模塊； 21-敏感元；22-放大電路； 23-頻率發生器； 24-溫度補償模塊；25-線性化處理模塊；26-輸出信號調製模塊27-信號輸出端；3-出油口。
具體實施方式
本實用新型燃料成分傳感器具有如下兩種實施方式。第一種實施方式如圖1所示，燃料成分傳感器包括串接在發動機供油管中的進油 口 1、傳感器模塊2和出油口 3。這三部分為一段管道的形式，這一段管道的兩端均與發動 機供油管連接，成為發動機供油通道的一部分。第二種實施方式(未圖示)下，燃料成分傳感器包括安裝在燃油泵支架中的傳感 器模塊。燃油泵支架是在發動機油箱中的，燃油泵支架的一部分浸泡在燃油中，而另一部分 未浸泡在燃油中。上述兩種實施方式中，所述傳感器模塊至少包括介電常數和電導率敏感元、頻率 發生器、線性化處理模塊、以及信號輸出端。所述介電常數和電導率敏感元是一個敏感元， 但可以同時採集燃料的介電常數和電導率兩個參數。對於上述第一種實施方式而言，要求 所述敏感元位於所述管道內，從而浸泡在通過所述管道的燃油之中。對於上述第二種實施 方式而言，要求所述敏感元在安裝到燃油泵支架後能浸泡在燃油中。所述頻率發生器向所 述介電常數和電導率敏感元發送脈衝使能信號，所述介電常數和電導率敏感元在所述脈衝 使能信號下進行燃料的介電常數信號、燃料的電導率信號的採樣。所述線性化處理模塊根 據燃料的介電常數信號、和燃料的電導率信號換算出燃料中各部分成分的比例。所述信號 輸出端將燃料中各部分成分的比例信號輸出至發動機控制系統(例如ECU)。請參閱圖2，這是上述兩種實施方式中的傳感器模塊的更具體的實施方式。傳感器
4模塊包括依次連接的頻率發生器23、介電常數和電導率敏感元21、放大電路22、溫度補償 模塊24、線性化處理模塊25、輸出信號調整模塊26和信號輸出端27。其中頻率發生器23 產生的脈衝信號輸出給敏感元21，使得敏感元21在該脈衝信號的使能下同時採集燃料的 介電常數和電導率兩個信號，所採集的信號經過放大電路22的放大，再經過溫度補償模塊 24調整為標準溫度下的數值(例如同一物質的電導率在不同溫度下呈現不同狀態)，再由 線性化處理模塊25將燃料的介電常數和電導率信號換算為燃料中各部分比例，再由輸出 信號調製模塊26轉換為後續電路(例如ECU)所能接受的信號制式(即進行制式轉換)，最 後由信號輸出端27輸出給發動機控制系統。本實用新型燃料成分傳感器的原理是這樣的純汽油，純甲醇、純乙醇等純醇類的 介電常數和電導率是已知的，汽車使用汽油與醇類混合的燃料時，通過敏感元採集到的燃 料的介電常數和電導率，再由線性化處理模塊換算出不同醇類燃料在整個混合燃料中所佔 的比例。與現有的發動機燃油成分檢測裝置相比，本實用新型採集燃料的位置是在發動機 供油管或發動機油箱之中，因此採集到的燃料信息是發動機當前所用燃油的信息，使得發 動機控制系統對噴油量的控制及點火正時具有實際意義。此外，本實用新型燃料成分傳感器通過燃料的介電常數和電導率兩個參數來做燃 料成分判斷，其結果更精確，特別是在多種燃料成分混合導致某些參數區分度不大的情況 下，採用兩個參數對比的方法更有優勢，從而可為發動機的噴油量及點火正時提供可靠依 據。
權利要求一種燃料成分傳感器，其特徵是，包括串接在發動機供油管中的進油口、傳感器模塊和出油口，所述傳感器模塊至少包括同時採集燃料的介電常數和電導率的介電常數和電導率敏感元、向所述介電常數和電導率敏感元發送脈衝使能信號的頻率發生器、根據燃料的介電常數和電導率換算出燃料成分比例的線性化處理模塊、以及將燃料成分比例輸出至發動機控制系統的信號輸出端。
2.根據權利要求1所述的燃料成分傳感器，其特徵是，所述傳感器模塊還包括將燃料 的介電常數和電導率信號放大的放大電路、對燃料的介電常數和電導率信號調整為標準溫 度下數值的溫度補償裝置、和將燃料成分比例信號轉換為後續電路所能接受的信號制式的 輸出信號調製電路。
3.根據權利要求1所述的燃料成分傳感器，其特徵是，所述進油口、傳感器模塊和出油 口這三部分為一段管道的形式，該段管道的兩端均與發動機供油管連接，成為發動機供油 通道的一部分。
4.根據權利要求3所述的燃料成分傳感器，其特徵是，所述介電常數和電導率敏感元 位於所述的一段管道內。
5.一種燃料成分傳感器，其特徵是，包括安裝在燃油泵支架中的傳感器模塊，所述傳感 器模塊至少包括同時採集燃料的介電常數和電導率的介電常數和電導率敏感元、向所述介 電常數和電導率敏感元發送脈衝使能信號的頻率發生器、根據燃料的介電常數和電導率換 算出燃料成分比例的線性化處理模塊、以及將燃料成分比例輸出至發動機控制系統的信號 輸出端，。
6.根據權利要求5所述的燃料成分傳感器，其特徵是，所述傳感器模塊還包括將燃料 的介電常數和電導率信號放大的放大電路、對燃料的介電常數和電導率信號調整為標準溫 度下數值的溫度補償裝置、和將燃料成分比例信號轉換為後續電路所能接受的信號制式的 輸出信號調製電路。
7.根據權利要求5所述的燃料成分傳感器，其特徵是，所述燃油泵支架在發動機油箱 中，所述燃油泵支架的一部分浸泡在燃油中，而另一部分未浸泡在燃油中。
8.根據權利要求7所述的燃料成分傳感器，其特徵是，所述介電常數和電導率敏感元 安裝到燃油泵支架後，浸泡在燃油中。
專利摘要本實用新型公開了一種燃料成分傳感器，第一種實施方式包括串接在發動機供油管中的進油口、傳感器模塊和出油口。第二種實施方式包括安裝在燃油泵支架中的傳感器模塊。兩種實施方式下，傳感器模塊至少包括同時採集燃料的介電常數和電導率的介電常數和電導率敏感元、向所述介電常數和電導率敏感元發送脈衝使能信號的頻率發生器、根據燃料的介電常數和電導率換算出燃料成分比例的線性化處理模塊、以及將燃料成分比例輸出至發動機控制系統的信號輸出端。本實用新型燃料成分傳感器可以針對發動機當前所用燃料進行燃料成分的精確判斷，從而為發動機的噴油量及點火正時提供可靠依據。
文檔編號G01N27/06GK201773084SQ201020173429
公開日2011年3月23日 申請日期2010年4月27日 優先權日2010年4月27日
發明者于明濤, 程捷, 許長春 申請人:聯合汽車電子有限公司