[发明专利]一种具有缓慢振荡器和高速开关的电容性燃料成分传感器

说明书

技术领域：

本发明有关于内燃机驱动的汽车，特别对那些适应于用混合燃料工作的汽车，例如未知变量浓度的汽油和酒精混合。这种汽车的发动机最佳工作，随着一个或多个发动机工作参数响应燃料成分信号而改变，该信号由发动机燃料供给中的传感器产生，该传感器对燃料混合物的参数敏感，表明燃料成分。

背景技术：

用于车辆发动机的几种燃料成分传感器在先前技术中被人们知道。它们包括光传感器，微波传感器以及电容传感器。在电容性燃料成分传感器的领域中，必须克服的一个问题是酒精的导电性，在酒精浓度超过30％时，由于电容极板通过燃料混合物短路，它会非常大地减少传感器的精度。

电容性燃料成分传感器，它能够在酒精浓度一直到100％下精确地工作。该传感器在发动机燃料管线中提供一个电容，一个电气参考阻抗与该电容器串联，一个振荡器，提供振荡电压给电容/阻抗的组合，有一个电压组件，它的频率至少为1兆赫兹，但小于微波电路装置所需的频率。传感器进一步包括一个电路，该电路对由电容决定的电容器的电参数敏感，来确定它的电容量，因此确定燃料混合物的介电常数。该电压组件的高频，用于电容传感，提供一个电容器阻抗，该阻抗大大地低于燃料的并联等效电阻阻抗，这是由于燃料的导电性，这样，电容阻抗占优势，因此传感器提供一个电容量的精确指示。

发明内容：

本发明的传感器提供给一个分压器，该分压器包括传感器，给电容引用一个电压，为了更低的功耗，该电压以相对较低的频率在两个电压间振荡，例如6KHz的频率，但是，该电容开关迅速，产生在分压器两端变化的周期性快速电压，用来在电容器的结点上产生电压峰值，表明该电容比，因此可以说明燃料成分。

本发明的技术解决方案

通过附图以及随后优选方案的描述，本发明进一步的细节及优点将是显而易见的。

对比专利文献：CN2828763Y车辆用静电容量式传感器200520113988.9

附图说明：

图1显示了一辆汽车，具有发动机燃料控制，加上依照本发明的燃料成分传感器。

图2-4是不同的视图，显示了使用在依照本发明的燃料成分传感器中的电容传感器。

图5显示了依照本发明的燃料成分传感器一部分电路图。

图6显示了介电常数与燃烧各种燃料所需要的空气/燃料（A/F）之比的图线。

图7显示一系列电压波形，对理解图5中电路的工作有帮助。

图8-10分别显示了图5电路中燃料成分传感器中的低频振荡器，快速开关以及高速峰值跟随器的电路图。

具体实施方式：

图1提供了一辆汽车，它包括发动机室12中的发动机11，发动机11通过燃料管道15接收来自油箱13的燃料，并且把过多的燃料通过导管14返回给油箱，油箱13在车的另一端。油箱13中的燃料是两种燃料的混合物，其中一个是汽油，另一个是酒精，比如甲醇或乙醇。燃料管道15包括燃料成分传感器16，该传感器位于发动机室12内靠近发动机11的点上。燃料成分传感器16产生一个信号，该信号表明了经过的燃料中酒精与汽油的相对比例。一个标准的燃料蒸气收集罐17由蒸汽管道18连接到油箱13，用来收集那边的蒸汽，通过蒸汽管道19连接到发动机11的进气系统。

发动机11的工作，被一个电子控制器20控制，如图所示，该控制器可以位于发动机室的后方或者其他方便的地方。控制器20可以是一个程序化的数字计算机，类似于那些目前在汽车上使用的控制器。这个装置是众所周知的，它包括一个微处理器，RAM，ROM和适当的输入/输出电路，伴随着保存在ROM中适当的程序，用来配合收到的来自不同传感器的输入信息，执行运算，查表以及输出命令给发动机相关部件中的各个致动器。控制器20对燃料成分信号V_OUT敏感，该信号来自燃料成分传感器16以及燃料温度信号，随着空气/燃料比，点火时间，过滤器净化速率，以及其他根据提供给发动机的实际燃料混合物来优化发动机工作所必须的因素，来修改这种发动机工作参数。

传感器16的机械结构如图2-4所示。该结构供给一个在传感器外壳和外部电容电极之间的共地端，这样，这些部分就不必要相互隔离。因为这个设计特点，由于外部电极接地而降低的成本，大于任何该传感器所需的电子设备的花费。