燃料センサ
【課題】検出精度を高めることの可能な燃料センサを提供する。
【解決手段】通路形成手段２０の収容穴２２に収容される筒状の外側電極３０は、燃料通路２１の入口側の上流側燃料通路２３に連通する第１流通口３６、および燃料通路２１の出口側の下流側燃料通路２４に連通する第２流通口３７を径方向に有する。外側電極３０の径内側に内側電極４０が設けられる。検出回路は、外側電極３０と内側電極４０との間に形成される内流路４１を流れる燃料の電気的特性を検出する。通路形成手段２０の収容穴２２を形成する内壁と外側電極３０の外壁との間に形成される外流路３４は、内流路４１に対し、流路抵抗が大きい。これにより、内流路４１から第２流通口３７を通って流出する燃料が、外流路３４に逆流することなく、下流側燃料通路２４へ流れる。
【解決手段】通路形成手段２０の収容穴２２に収容される筒状の外側電極３０は、燃料通路２１の入口側の上流側燃料通路２３に連通する第１流通口３６、および燃料通路２１の出口側の下流側燃料通路２４に連通する第２流通口３７を径方向に有する。外側電極３０の径内側に内側電極４０が設けられる。検出回路は、外側電極３０と内側電極４０との間に形成される内流路４１を流れる燃料の電気的特性を検出する。通路形成手段２０の収容穴２２を形成する内壁と外側電極３０の外壁との間に形成される外流路３４は、内流路４１に対し、流路抵抗が大きい。これにより、内流路４１から第２流通口３７を通って流出する燃料が、外流路３４に逆流することなく、下流側燃料通路２４へ流れる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃料の性状を検出する燃料センサに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、内燃機関に燃料を供給する燃料供給系統に設けられ、燃料中のアルコール濃度などの燃料の性状を検出する燃料センサが知られている。燃料センサの検出したアルコール濃度は、内燃機関の電子制御ユニット（ＥＣＵ）に伝送される。ＥＣＵは、アルコール濃度に応じた燃料噴射量および燃料噴射時期を制御する。これにより、運転性を高めると共に、排ガスの悪化が抑制される。
特許文献１に記載の燃料センサは、燃料通路を形成する筒状の外側電極と、その外側電極の径方向内側で外側電極と同軸に設けられた棒状の内側電極とを備えている。特許文献１の燃料センサは、外側電極と内側電極との間を流れる燃料の静電容量から、燃料のアルコール濃度を検出している。
特許文献２に記載の燃料センサは、燃料通路内に設けられた筒状の外側電極と、その外側電極の内側で外側電極と同軸に設けられた内側電極とを備えている。外側電極は、その軸が燃料通路を流れる燃料の流れ方向に対して垂直に設けられ、燃料の流れ方向の上流側と下流側に燃料を通す流通口を有している。特許文献２の燃料センサは、この流通口を通り外側電極と内側電極との間を流れる燃料の静電容量から、燃料のアルコール濃度を検出している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】実開平４−６６５７１号公報
【特許文献２】実開平１−１６３８６２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に記載の燃料センサは、所定の静電容量を得るため、外側電極と内側電極の軸方向の長さを長くしている。このため、燃料のアルコール濃度が変化するとき、外側電極内の燃料が入れ替わる時間が長くなる。このため、アルコール濃度検出の応答性が悪化するおそれがある。
特許文献２に記載の燃料センサは、燃料通路の軸方向から見たとき、外側電極の流通口が燃料通路よりも小さい。このため、燃料通路の燃料の流れが外側電極の外壁によって阻まれ、燃料通路を逆流又は還流する。これにより、燃料通路を流れる燃料のアルコール濃度が変化する場合、変化前の燃料が外側電極と内側電極との間に遅れて流入することがある。したがって、燃料センサの出力に変動が生じ、アルコール濃度の検出誤差が生じることが懸念される。
本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、検出精度を高めることの可能な燃料センサを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上述した課題を解決するため、請求項１に係る発明によると、通路形成手段は、燃料の流れる燃料通路及びこの燃料通路に略垂直に交わる収容穴を有する。通路形成手段の収容穴に収容される筒状の外側電極は、燃料通路の入口側に連通する第１流通口、及び、燃料通路の出口側に連通する第２流通口を径方向に有する。通路形成手段の収容穴に収容される内側電極は、外側電極の径方向内側に設けられる。検出手段は、外側電極と内側電極との間に形成される内流路を流れる燃料の電気的特性を検出する。通路形成手段の収容穴を形成する内壁と外側電極の外壁との間に形成される外流路は、内流路に対し、流路抵抗が大きい。
これにより、燃料通路の入口側から内流路を経由して燃料通路の出口側へ流れる燃料が、外流路に逆流することが抑制される。したがって、燃料通路を流れる燃料の性状が変化する場合、その燃料の性状の変化に伴って内流路の燃料の電気的特性が変化するので、燃料センサの出力に変動が生じることが抑制される。この結果、燃料センサは燃料性状の検出精度を高めることができる。
【０００６】
請求項２に係る発明によると、通路形成手段の収容穴と、外側電極の外壁および内壁と、内側電極の外壁とは、横断面視において略同軸に位置する円形状である。通路形成手段の収容穴を形成する内壁と外側電極の外壁との間の距離δ１は、外側電極の内壁と内側電極の外壁との間の距離δ２以下である。このとき、外流路は内流路に対し、流路長が長いことから、抵抗成分となる壁面距離が長い。よって、流路幅が同等以下であれば、外流路は内流路に対し流路抵抗が大きくなる。したがって、燃料通路の入口側から内流路を経由して燃料通路の出口側へ流れる燃料が、外流路に逆流することが抑制される。
【０００７】
請求項３に係る発明によると、外側電極の軸方向において、外側電極の第１流通口の内壁は、通路形成手段の燃料通路の内壁よりも外側に位置する。
これにより、燃料通路の入口側から第１流通口を通り内流路へ流入する燃料は、外側電極の壁にその流れを阻害されることなく、内流路へ速やかに流入する。したがって、燃料センサの出力に変動が生じることが抑制され、燃料性状の検出精度を高めることができる。
また、燃料通路の入口側から第１流通口を通り内流路に流入する燃料の流体抵抗が低減され、圧力損失が低減される。したがって、内流路の燃料が速やかに流れるので、燃料性状の検出の応答性を高めることができる。
【０００８】
請求項４に係る発明によると、外側電極の軸方向において、外側電極の第２流通口の内壁は、通路形成手段の燃料通路の内壁よりも外側に位置する。
これにより、内流路から第２流通口を通り燃料通路の出口側に流出する燃料の流体抵抗が低減され、燃料の圧力損失が低減される。したがって、内流路の燃料が速やかに流れるので、燃料性状の検出の応答性を高めることができる。
【０００９】
請求項５に係る発明によると、外側電極の径方向において、外側電極の第１流通口の内壁は、通路形成手段の燃料通路の内壁よりも内側に位置する。これにより、燃料通路の入口側から外流路に流入する燃料が増加する。したがって、内流路を流れる燃料圧力に対し、外流路を流れる燃料圧力を大きくすることができる。
【００１０】
請求項６に係る発明によると、外側電極の径方向において、外側電極の第１流通口の内壁は、通路形成手段の燃料通路の内壁よりも外側に位置する。これにより、燃料通路の入口側から第１流通口を通り内流路へ流入する燃料の流体抵抗が低減され、圧力損失が低減される。
【００１１】
請求項７に係る発明によると、外側電極と収容穴の底との間に燃料の流れる下部流路が設けられる。第１流通口及び第２流通口の下部流路側は、外側電極の端部に開口している。これにより、燃料通路の入口側から下部流路を経由し、燃料通路の出口側へ流れる燃料の流体抵抗が低減される。したがって、内流路の燃料が滞留することなく、速やかに入れ替わるので、燃料性状の検出の応答性を高めることができる。
【００１２】
請求項８に係る発明によると、外側電極の第１流通口の内壁及び第２流通口の内壁は、燃料通路の入口側から内流路を経由し燃料通路の出口側に流れる燃料の圧力損失を低減可能な程度に通路形成手段の燃料通路の内壁よりも外側に位置する。
これにより、燃料通路の入口側から内流路を経由し燃料通路の出口側に流れる燃料は、外側電極の壁にその流れを阻害されることなく、燃料通路の入口側から第１流通口を通り内流路へ速やかに流入し、また、内流路から第２流通口を通り燃料通路の出口側に速やかに流出する。このため、燃料通路を流れる燃料の性状が変化する場合、その燃料の性状の変化に伴って内流路の燃料の電気的特性が変化するので、燃料センサの出力に変動が生じることが抑制される。したがって、燃料センサは燃料性状の検出精度を高めることができる。
また、内流路の燃料が滞留することなく、速やかに入れ替わるので、燃料性状の検出の応答性を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の第１実施形態による燃料センサの断面図である。
【図２】図１のＩＩ−ＩＩ線断面の模式図である。
【図３】図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線の断面図である。
【図４】図２のＩＶ―ＩＶ線の断面図である。
【図５】本発明の第２実施形態による燃料センサの断面図である。
【図６】本発明の第３実施形態による燃料センサの断面図である。
【図７】図６のＶＩＩ−ＶＩＩ線断面の模式図である。
【図８】図７のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ線の断面図である。
【図９】図７のＩＸ―ＩＸ線の断面図である。
【図１０】本発明の第３実施形態による燃料センサの特性図である。
【図１１】第１比較例の燃料センサの要部断面図である。
【図１２】第２比較例の燃料センサの要部断面図である。
【図１３】第２比較例の燃料センサの特性図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の複数の実施形態を図面に基づいて説明する。
（第１実施形態）
本発明の第１実施形態による燃料センサを図１〜図４に示す。本実施形態の燃料センサ１は、車両の燃料タンクと燃料噴射装置とを接続する燃料供給系統に設けられ、燃料に含まれるアルコール濃度を検出する濃度センサである。燃料センサ１の検出したアルコール濃度は、内燃機関のＥＣＵに伝送される。ＥＣＵは、アルコール濃度に応じて燃料噴射量、燃料噴射時期及び点火時期などを制御する。これにより、内燃機関の空燃比が適正となり、運転性が良好になると共に、排ガス中の有害成分を低減することが可能になる。
【００１５】
燃料センサ１は、図１に示すように、燃料ケース１０、通路形成手段２０、外側電極３０、内側電極４０、サーミスタ５０及び検出手段としての検出回路６０等を備えている。
燃料ケース１０は、例えばステンレスなどの金属から有底筒状に形成されている。
燃料ケース１０の径方向一方の外壁に入口側配管１１が接続され、他方の外壁に出口側配管１２が接続されている。入口側配管１１及び出口側配管１２は、例えばステンレスなどの金属から筒状に形成され、燃料ケース１０の外壁に溶接などにより固定されている。燃料ケース１０には、入口側配管１１が接続される箇所に入口側開口部１３が設けられ、出口側配管１２が接続される箇所に出口側開口部１４が設けられている。
【００１６】
燃料ケース１０の内側に通路形成手段２０が設けられている。通路形成手段２０は、例えば樹脂またはステンレスなどから形成されている。
通路形成手段２０は、燃料通路２１及び収容穴２２を有している。燃料通路２１は、一方の側が燃料ケース１０の入口側開口部１３と連通し、他方の側が燃料ケース１０の出口側開口部１４と連通している。これにより、入口側配管１１から通路形成手段２０の燃料通路２１を経由し、出口側配管１２へ燃料が流れる。
収容穴２２は、燃料通路２１と略垂直に交わるように円筒状に設けられている。収容穴２２の一端は通路形成手段２０の外壁に開口している。収容穴２２の内径は、燃料通路２１の内径より大きい。
以下、収容穴２２よりも燃料入口側の燃料通路２１を上流側燃料通路２３と称し、収容穴２２よりも燃料出口側の燃料通路２１を下流側燃料通路２４と称する。
燃料ケース１０の開口に蓋部材１５が設けられている。蓋部材１５は、通路形成手段２０の上側に当接している。
【００１７】
外側電極３０は、例えばステンレスなどの金属から円筒状に形成され、収容穴２２に収容されている。外側電極３０は、収容穴２２と略同軸に設けられている。外側電極３０は、軸方向の一方から径外方向に延びる環状のフランジ３１、フランジ３１の下側に肉厚部３２、及び肉厚部３２の下側に電極本体３３を有する。
フランジ３１は、蓋部材１５に係止されている。肉厚部３２は、通路形成手段２０の段差２５に当接している。
外側電極３０の電極本体３３の外径は、収容穴２２の内径より小さい。このため、収容穴２２の内壁と外側電極３０の電極本体３３との間に燃料の流れる外流路３４が形成される。
また、外側電極３０のフランジ３１と反対側の端面と、収容穴２２の底との間に燃料の流れる下部流路３５が形成されている。
【００１８】
外側電極３０は、上流側燃料通路２３に連通する第１流通口３６と、下流側燃料通路２４に連通する第２流通口３７とを有している。第１流通口３６及び第２流通口３７は、外側電極３０の軸方向の下部流路３５側の端部に開口するＵ字形に形成されている。
図４に示すように、外側電極３０の軸方向において、第１流通口３６の内壁は、燃料通路２１の内壁よりも外側に位置している。外側電極３０の軸方向において、第２流通口３７の内壁は、燃料通路２１の内壁よりも外側に位置している。
具体的に、外側電極３０の軸方向において、第１流通口３６の内壁と燃料通路２１の中心軸Ｏとの距離α１は、燃料通路２１の内壁と燃料通路２１の中心軸Ｏとの距離α２よりも遠い。また、第２流通口３７の内壁と燃料通路２１の中心軸Ｏとの距離α３は、燃料通路２１の内壁と燃料通路２１の中心軸Ｏとの距離α２よりも遠い。このため、上流側燃料通路２３から内流路４１に流れる燃料の流体抵抗が低減される。また、内流路４１から下流側燃料通路２４に流れる燃料の流体抵抗が低減される。
図２に示すように、外側電極３０の径方向において、第１流通口３６の内壁は、燃料通路２１の内壁よりも内側に位置している。外側電極３０の径方向において、第２流通口３７の内壁は、燃料通路２１の内壁よりも内側に位置している。
具体的に、外側電極３０の径方向における第１流通口３６の幅β１は、燃料通路２１の内径β２より小さい。外側電極３０の径方向における第２流通口３７の幅β３は、燃料通路２１の内壁β２より小さい。このため、上流側燃料通路２３から外流路３４に流入する燃料が増加し、外流路３４の燃料圧力が高くなる。
【００１９】
図１に示すように、内側電極４０は、例えばステンレスなどの金属から有底円筒状に形成され、外側電極３０の径方向内側に設けられている。内側電極４０は、収容穴２２及び外側電極３０と略同軸に設けられている。内側電極４０の底部の外壁は、収容穴２２の底側へ凸状の曲面に形成されている。内側電極４０は、外側電極３０と略同軸に設けられている。内側電極４０の外径は、外側電極３０の内径より小さい。このため、内側電極４０と外側電極３０との間に燃料の流れる内流路４１が形成される。
内側電極４０と外側電極３０との間にガラスからなる絶縁体４２が設けられている。絶縁体４２は、内側電極４０と外側電極３０とをハーメチック固定すると共に、内側電極４０と外側電極３０とを電気的に絶縁している。
【００２０】
内側電極４０の内側に、温度検出手段としてのサーミスタ５０が設けられている。サーミスタ５０の端子５１、５２は、樹脂からなる支持部材５３に支持されている。内流路４１を流れる燃料の温度は、内側電極４０を通じてサーミスタ５０に伝熱する。サーミスタ５０は、温度変化に伴って電気抵抗を変える。サーミスタ５０により、内流路４１を流れる燃料の温度を検出可能である。
【００２１】
蓋部材１５の上側に環状の弾性部材１６が設けられている。この弾性部材１６の上に回路ケース６１が形成されている。弾性部材１６は、蓋部材１５と回路ケース６１との間から燃料が漏れることを防いでいる。
回路ケース６１は、例えば樹脂から形成され、内側に回路基板６２を備えている。この回路基板６２に内流路４１を流れる燃料の電気的特性を検出する検出手段としての検出回路６０が設けられている。検出回路６０には、外側電極３０に接続する端子３８、内側電極４０に接続する端子４３、及びサーミスタ５０の端子５１，５２が接続されている。
検出回路６０は、外側電極３０と内側電極４０との間の充放電により、その電極（外側電極３０、内側電極４０）間の静電容量を検出する。静電容量の値は燃料の誘電率によって変化する。誘電率は、燃料中のガソリンとアルコールとの混合比および燃料温度によって変化する。このため、検出回路６０は、電極間の静電容量とサーミスタ５０によって検出された燃料温度とにより、内流路４１を流れる燃料に含まれるアルコール濃度を検出する。
回路ケース６１の開口を板状のカバー６３が覆っている。カバー６３は、回路ケース６１内へ外部から水等が浸入することを防止している。
燃料ケース１０の外側をブラケット６４が支持している。ブラケット６４は、回路ケース６１にねじ６５により取り付けられている。これにより、燃料ケース１０と回路ケース６１とが固定される。
【００２２】
本実施形態の燃料センサ１の流路を流れる燃料の流れを図２を参照して説明する。
本実施形態では、通路形成手段２０の収容穴２２と、外側電極３０の外壁及び内壁と、内側電極４０の外壁とは、横断面視において略同軸の円形である。また、通路形成手段２０の収容穴２２を形成する内壁と外側電極３０の外壁との間の距離δ１は、外側電極３０の内壁と内側電極４０の外壁との間の距離δ２以下である。このとき、外流路３４は内流路４１に対し、流路長が長いことから、抵抗成分となる壁面距離が長い。よって、流路幅が同等以下であれば、外流路３４は内流路４１に対し流路抵抗が大きくなる。
これにより、本実施形態では、矢印Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄに示すように、上流側燃料通路２３から下流側燃料通路２４への燃料流れは、第１流通口３６、内流路４１、第２流通口３７を通る燃料流れが主流となる。また、矢印Ｅ、Ｆ、Ｇ、Ｈに示すように、上流側燃料通路２３から下流側燃料通路２４への燃料流れは、その一部が、外流路３４を流れる。第１流通口３６、内流路４１、第２流通口３７を通る燃料の流速は、外流路３４を通る燃料の流速よりも速くなる。
また、外側電極３０の径方向において、第１流通口３６の内壁は、上流側燃料通路２３の内壁よりも内側に位置しているので、上流側燃料通路２３から外流路３４に流入する燃料が増加する。このため、内流路４１を通り第２流通口３７から流出する燃料圧力に対し、外流路３４を流れる燃料圧力が高くなる。したがって、第１流通口３６、内流路４１、第２流通口３７を通る燃料流れが、外流路３４に逆流することなく、下流側燃料通路２４へ流れる。
【００２３】
これに対し、第１比較例の燃料センサにおける燃料の流れを図１１を参照して説明する。第１比較例において、上述した第１実施形態に対応する構成には、符号の末尾に「０」を付して説明を省略する。
第１比較例では、通路形成手段２００の収容穴２２０を形成する内壁と外側電極３００の外壁との間の距離δ３は、外側電極３００の内壁と内側電極４００の外壁との間の距離δ４より長い。つまり、外流路３４０の径方向の幅は、内流路４１の径方向の幅より太い。よって、外流路３４は内流路４１に対し流路抵抗が小さくなる。この場合、内流路４１０を通り第２流通口３７０から流出する燃料圧力に対し、外流路３４０を流れる燃料圧力が低くなる。このため、矢印Ｉ、Ｊ、Ｋ、Ｌに示す第１流通口３６０、内流路４１０、第２流通口３７０を通る燃料流れは、その一部が、矢印Ｍ、Ｎ，Ｐ、Ｑに示すように、外流路３４０を逆流する。
このため、燃料通路２１０を流れる燃料のアルコール濃度が変化する場合、第２流通口３７０から流出した燃料が、外流路３４０を通り、再び第１流通口３６０から内流路４１０に流入することで、検出回路６００の出力に変動が生じることがある。これにより、アルコール濃度の検出誤差が生じることが懸念される。
【００２４】
第１実施形態の燃料センサ１の作用効果を説明する。
本実施形態では、外流路３４は内流路４１に対し流路長が長いことから、抵抗成分となる壁面距離が長く、かつ、外流路３４の径方向の幅は、内流路４１の径方向の幅以下である。これにより、外流路３４は内流路４１に対し流路抵抗が大きくなる。このため、内流路４１を通り第２流通口３７から流出する燃料が、外流路３４に逆流することが抑制される。したがって、燃料通路２１を流れる燃料のアルコール濃度が変化する場合、それに伴って内流路４１の燃料の電気的特性が変化するので、検出回路６０の出力に変動が生じることが抑制される。したがって、燃料センサ１のアルコール濃度の検出精度を高めることができる。
【００２５】
また、本実施形態では、外側電極３０の軸方向において、第１流通口３６の内壁及び第２流通口３７の内壁は、燃料通路２１の内壁よりも外側に位置している。これにより、上流側燃料通路２３から内流路４１を通り下流側燃料通路２４に流れる燃料の圧力損失が低減される。また、内流路４１の燃料が速やかに入れ替わるので、燃料センサ１によるアルコール濃度検出の応答性を高めることができる。
【００２６】
さらに、本実施形態では、第１流通口３６及び第２流通口３７の底側は、外側電極の端部に開口している。これにより、上流側燃料通路２３から下流側燃料通路２４に流れる燃料の圧力損失が低減される。また、内流路４１の燃料が速やかに入れ替わるので、燃料センサ１によるアルコール濃度検出の応答性を高めることができる。
【００２７】
（第２実施形態）
本発明の第２実施形態による燃料センサを図５に示す。以下、複数の実施形態において、上述した第１実施形態と実質的に同一の構成には同一の符号を付して説明を省略する。
本実施形態では、通路形成手段２０は、収容穴２２の内壁に平面部２６を有している。平面部２６は、軸方向に対して平行に延びている。このため、外流路３４は、その入口と出口との間で流路幅が狭い箇所が形成される。よって、外流路３４は内流路４１に対し流路抵抗が大きくなる。したがって、第１流通口３６、内流路４１、第２流通口３７を通る燃料流れが、外流路３４に逆流することなく、下流側燃料通路２４へ流れる。この結果、本実施形態は、上述の第１実施形態と同様の作用効果を奏することができる。
なお、通路形成手段２０と別体で平面部２６を構成してもよい。
【００２８】
（第３実施形態）
本発明の第３実施形態による燃料センサを図６〜図１０に示す。本実施形態では、通路形成手段２０の収容穴２２の内径と、外側電極７０の電極本体７３の外径とが略同じである。このため、収容穴２２の内壁と外側電極７０との間に外流路が形成されていない。
図７に示すように、外側電極７０の径方向において、第１流通口７６の内壁は、燃料通路２１の内壁よりも外側に位置している。外側電極７０の径方向において、第２流通口７７の内壁は、燃料通路２１の内壁よりも外側に位置している。
具体的に、外側電極７０の径方向における第１流通口７６の幅β４は、燃料通路２１の内径β２より大きい。外側電極３０の径方向における第２流通口７７の幅β５は、燃料通路２１の内壁β２より大きい。このため、矢印Ｓ、Ｔに示すように、上流側燃料通路２３から内流路４１に流れる燃料の流体抵抗が低減される。また、矢印Ｕ，Ｖに示すように、内流路４１から下流側燃料通路２４に流れる燃料の流体抵抗が低減される。
図８に示すように、外側電極７０の軸方向において、第１流通口７６の内壁は、燃料通路２１の内壁よりも外側に位置している。なお、図８では、内側電極の記載を省略している。また、図９に示すように、外側電極７０の軸方向において、第２流通口７７の内壁は、燃料通路２１の内壁よりも外側に位置している。このため、矢印Ｗ、Ｘに示すように、上流側燃料通路２３から内流路４１に流れる燃料の流体抵抗が低減される。また、矢印Ｙ、Ｚに示すように、内流路４１から下流側燃料通路２４に流れる燃料の流体抵抗が低減される。
【００２９】
本実施形態の燃料センサ２の出力特性を図１０に示す。
図１０では、燃料通路２１を流れるアルコール濃度が高い状態から低い状態に変化するときの燃料センサ２の出力特性を示している。本実施形態の燃料センサ２では、燃料のアルコール濃度の変化に伴って、時刻Ｔ１〜時刻Ｔ２の間に、アルコール濃度を示す出力が次第に低下している。
【００３０】
これに対し、第２比較例の燃料センサを図１２に示し、その出力特性を図１３に示す。第２比較例において、上述した第１実施形態に対応する構成には、符号の末尾に「１」を付して説明を省略する。
第２比較例では、第１流通口３６１と第２流通口３７１は、燃料通路２１１の軸方向から見て円形に形成されている。第１流通口３６１の内壁及び第２流通口３７１の内壁は、燃料通路２１１の内壁よりも内側に位置している。このため、上流側燃料通路２３１の燃料の流れは外側電極３０１の壁によって阻害され、矢印Ｒに示すように、燃料通路２１１を逆流又は還流する。これにより、燃料のアルコール濃度が変化する場合、変化前の燃料が内流路４１１に遅れて流入する。
【００３１】
第２比較例の燃料センサの出力特性を図１３に示す。
図１３では、時刻Ｔ３〜時刻Ｔ５の間に、燃料通路２１１を流れるアルコール濃度が高い状態から低い状態に変化している。この場合、第２比較例の燃料センサでは、変化前の燃料が内流路４１１に遅れて流入することで、時刻Ｔ４で、アルコール濃度を示す出力が高くなっている。この出力変動により、アルコール濃度の検出誤差が生じることが懸念される。
【００３２】
第３実施形態の燃料センサ２の作用効果を説明する。
本実施形態では、上流側燃料通路２３を流れる燃料は、外側電極７０の壁にその流れを阻害されることなく、第１流通口７６から内流路４１へ速やかに流入する。このため、燃料のアルコール濃度が変化するとき、変化前の燃料が内流路４１に遅れて流入することが抑制される。したがって、燃料センサ２の出力に変動が生じることが抑制され、アルコール濃度の検出精度を高めることができる。
また、本実施形態では、外側電極７０の径方向において、第１流通口７６の内壁及び第２流通口７７の内壁は、燃料通路２１の内壁よりも外側に位置している。これにより、上流側燃料通路２３から下流側燃料通路２４に流れる燃料の圧力損失が低減される。また、内流路４１の燃料が速やかに入れ替わるので、燃料センサ２によるアルコール濃度検出の応答性を高めることができる。
【００３３】
（他の実施形態）
上述した複数の実施形態では、燃料ケース１０、通路形成手段２０、入口側配管１１及び出口側配管１２を別体で構成した。これに対し、本発明は、これらの部材を一体で構成してもよい。
上述した複数の実施形態では、燃料センサとして、電極間の電気的特性から燃料に含まれるアルコール濃度を検出する濃度センサについて説明した。これに対し、本発明は、電極間の電気的特性から例えば燃料の酸化劣化状態等を検出する燃料センサであってもよい。
上述した複数の実施形態の燃料センサは、電極間の静電容量を検出することで、燃料の誘電率から燃料の性質及び状態を検出した。これに対し、本発明の燃料センサは、電極間の抵抗値を検出することで、燃料の導電率から燃料の性質及び状態を検出してもよい。
本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲において、種々の形態で実施することができる。
【符号の説明】
【００３４】
１、２ ・・・燃料センサ
２０ ・・・通路形成手段
２１ ・・・燃料通路
２２ ・・・収容穴
３０、７０・・・外側電極
３４ ・・・外流路
３５ ・・・下部流路
３６、７６・・・第１流通口
３７、７７・・・第２流通口
４０ ・・・内側電極
４１ ・・・内流路
６０ ・・・検出回路（検出手段）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃料の性状を検出する燃料センサに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、内燃機関に燃料を供給する燃料供給系統に設けられ、燃料中のアルコール濃度などの燃料の性状を検出する燃料センサが知られている。燃料センサの検出したアルコール濃度は、内燃機関の電子制御ユニット（ＥＣＵ）に伝送される。ＥＣＵは、アルコール濃度に応じた燃料噴射量および燃料噴射時期を制御する。これにより、運転性を高めると共に、排ガスの悪化が抑制される。
特許文献１に記載の燃料センサは、燃料通路を形成する筒状の外側電極と、その外側電極の径方向内側で外側電極と同軸に設けられた棒状の内側電極とを備えている。特許文献１の燃料センサは、外側電極と内側電極との間を流れる燃料の静電容量から、燃料のアルコール濃度を検出している。
特許文献２に記載の燃料センサは、燃料通路内に設けられた筒状の外側電極と、その外側電極の内側で外側電極と同軸に設けられた内側電極とを備えている。外側電極は、その軸が燃料通路を流れる燃料の流れ方向に対して垂直に設けられ、燃料の流れ方向の上流側と下流側に燃料を通す流通口を有している。特許文献２の燃料センサは、この流通口を通り外側電極と内側電極との間を流れる燃料の静電容量から、燃料のアルコール濃度を検出している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】実開平４−６６５７１号公報
【特許文献２】実開平１−１６３８６２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に記載の燃料センサは、所定の静電容量を得るため、外側電極と内側電極の軸方向の長さを長くしている。このため、燃料のアルコール濃度が変化するとき、外側電極内の燃料が入れ替わる時間が長くなる。このため、アルコール濃度検出の応答性が悪化するおそれがある。
特許文献２に記載の燃料センサは、燃料通路の軸方向から見たとき、外側電極の流通口が燃料通路よりも小さい。このため、燃料通路の燃料の流れが外側電極の外壁によって阻まれ、燃料通路を逆流又は還流する。これにより、燃料通路を流れる燃料のアルコール濃度が変化する場合、変化前の燃料が外側電極と内側電極との間に遅れて流入することがある。したがって、燃料センサの出力に変動が生じ、アルコール濃度の検出誤差が生じることが懸念される。
本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、検出精度を高めることの可能な燃料センサを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上述した課題を解決するため、請求項１に係る発明によると、通路形成手段は、燃料の流れる燃料通路及びこの燃料通路に略垂直に交わる収容穴を有する。通路形成手段の収容穴に収容される筒状の外側電極は、燃料通路の入口側に連通する第１流通口、及び、燃料通路の出口側に連通する第２流通口を径方向に有する。通路形成手段の収容穴に収容される内側電極は、外側電極の径方向内側に設けられる。検出手段は、外側電極と内側電極との間に形成される内流路を流れる燃料の電気的特性を検出する。通路形成手段の収容穴を形成する内壁と外側電極の外壁との間に形成される外流路は、内流路に対し、流路抵抗が大きい。
これにより、燃料通路の入口側から内流路を経由して燃料通路の出口側へ流れる燃料が、外流路に逆流することが抑制される。したがって、燃料通路を流れる燃料の性状が変化する場合、その燃料の性状の変化に伴って内流路の燃料の電気的特性が変化するので、燃料センサの出力に変動が生じることが抑制される。この結果、燃料センサは燃料性状の検出精度を高めることができる。
【０００６】
請求項２に係る発明によると、通路形成手段の収容穴と、外側電極の外壁および内壁と、内側電極の外壁とは、横断面視において略同軸に位置する円形状である。通路形成手段の収容穴を形成する内壁と外側電極の外壁との間の距離δ１は、外側電極の内壁と内側電極の外壁との間の距離δ２以下である。このとき、外流路は内流路に対し、流路長が長いことから、抵抗成分となる壁面距離が長い。よって、流路幅が同等以下であれば、外流路は内流路に対し流路抵抗が大きくなる。したがって、燃料通路の入口側から内流路を経由して燃料通路の出口側へ流れる燃料が、外流路に逆流することが抑制される。
【０００７】
請求項３に係る発明によると、外側電極の軸方向において、外側電極の第１流通口の内壁は、通路形成手段の燃料通路の内壁よりも外側に位置する。
これにより、燃料通路の入口側から第１流通口を通り内流路へ流入する燃料は、外側電極の壁にその流れを阻害されることなく、内流路へ速やかに流入する。したがって、燃料センサの出力に変動が生じることが抑制され、燃料性状の検出精度を高めることができる。
また、燃料通路の入口側から第１流通口を通り内流路に流入する燃料の流体抵抗が低減され、圧力損失が低減される。したがって、内流路の燃料が速やかに流れるので、燃料性状の検出の応答性を高めることができる。
【０００８】
請求項４に係る発明によると、外側電極の軸方向において、外側電極の第２流通口の内壁は、通路形成手段の燃料通路の内壁よりも外側に位置する。
これにより、内流路から第２流通口を通り燃料通路の出口側に流出する燃料の流体抵抗が低減され、燃料の圧力損失が低減される。したがって、内流路の燃料が速やかに流れるので、燃料性状の検出の応答性を高めることができる。
【０００９】
請求項５に係る発明によると、外側電極の径方向において、外側電極の第１流通口の内壁は、通路形成手段の燃料通路の内壁よりも内側に位置する。これにより、燃料通路の入口側から外流路に流入する燃料が増加する。したがって、内流路を流れる燃料圧力に対し、外流路を流れる燃料圧力を大きくすることができる。
【００１０】
請求項６に係る発明によると、外側電極の径方向において、外側電極の第１流通口の内壁は、通路形成手段の燃料通路の内壁よりも外側に位置する。これにより、燃料通路の入口側から第１流通口を通り内流路へ流入する燃料の流体抵抗が低減され、圧力損失が低減される。
【００１１】
請求項７に係る発明によると、外側電極と収容穴の底との間に燃料の流れる下部流路が設けられる。第１流通口及び第２流通口の下部流路側は、外側電極の端部に開口している。これにより、燃料通路の入口側から下部流路を経由し、燃料通路の出口側へ流れる燃料の流体抵抗が低減される。したがって、内流路の燃料が滞留することなく、速やかに入れ替わるので、燃料性状の検出の応答性を高めることができる。
【００１２】
請求項８に係る発明によると、外側電極の第１流通口の内壁及び第２流通口の内壁は、燃料通路の入口側から内流路を経由し燃料通路の出口側に流れる燃料の圧力損失を低減可能な程度に通路形成手段の燃料通路の内壁よりも外側に位置する。
これにより、燃料通路の入口側から内流路を経由し燃料通路の出口側に流れる燃料は、外側電極の壁にその流れを阻害されることなく、燃料通路の入口側から第１流通口を通り内流路へ速やかに流入し、また、内流路から第２流通口を通り燃料通路の出口側に速やかに流出する。このため、燃料通路を流れる燃料の性状が変化する場合、その燃料の性状の変化に伴って内流路の燃料の電気的特性が変化するので、燃料センサの出力に変動が生じることが抑制される。したがって、燃料センサは燃料性状の検出精度を高めることができる。
また、内流路の燃料が滞留することなく、速やかに入れ替わるので、燃料性状の検出の応答性を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の第１実施形態による燃料センサの断面図である。
【図２】図１のＩＩ−ＩＩ線断面の模式図である。
【図３】図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線の断面図である。
【図４】図２のＩＶ―ＩＶ線の断面図である。
【図５】本発明の第２実施形態による燃料センサの断面図である。
【図６】本発明の第３実施形態による燃料センサの断面図である。
【図７】図６のＶＩＩ−ＶＩＩ線断面の模式図である。
【図８】図７のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ線の断面図である。
【図９】図７のＩＸ―ＩＸ線の断面図である。
【図１０】本発明の第３実施形態による燃料センサの特性図である。
【図１１】第１比較例の燃料センサの要部断面図である。
【図１２】第２比較例の燃料センサの要部断面図である。
【図１３】第２比較例の燃料センサの特性図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の複数の実施形態を図面に基づいて説明する。
（第１実施形態）
本発明の第１実施形態による燃料センサを図１〜図４に示す。本実施形態の燃料センサ１は、車両の燃料タンクと燃料噴射装置とを接続する燃料供給系統に設けられ、燃料に含まれるアルコール濃度を検出する濃度センサである。燃料センサ１の検出したアルコール濃度は、内燃機関のＥＣＵに伝送される。ＥＣＵは、アルコール濃度に応じて燃料噴射量、燃料噴射時期及び点火時期などを制御する。これにより、内燃機関の空燃比が適正となり、運転性が良好になると共に、排ガス中の有害成分を低減することが可能になる。
【００１５】
燃料センサ１は、図１に示すように、燃料ケース１０、通路形成手段２０、外側電極３０、内側電極４０、サーミスタ５０及び検出手段としての検出回路６０等を備えている。
燃料ケース１０は、例えばステンレスなどの金属から有底筒状に形成されている。
燃料ケース１０の径方向一方の外壁に入口側配管１１が接続され、他方の外壁に出口側配管１２が接続されている。入口側配管１１及び出口側配管１２は、例えばステンレスなどの金属から筒状に形成され、燃料ケース１０の外壁に溶接などにより固定されている。燃料ケース１０には、入口側配管１１が接続される箇所に入口側開口部１３が設けられ、出口側配管１２が接続される箇所に出口側開口部１４が設けられている。
【００１６】
燃料ケース１０の内側に通路形成手段２０が設けられている。通路形成手段２０は、例えば樹脂またはステンレスなどから形成されている。
通路形成手段２０は、燃料通路２１及び収容穴２２を有している。燃料通路２１は、一方の側が燃料ケース１０の入口側開口部１３と連通し、他方の側が燃料ケース１０の出口側開口部１４と連通している。これにより、入口側配管１１から通路形成手段２０の燃料通路２１を経由し、出口側配管１２へ燃料が流れる。
収容穴２２は、燃料通路２１と略垂直に交わるように円筒状に設けられている。収容穴２２の一端は通路形成手段２０の外壁に開口している。収容穴２２の内径は、燃料通路２１の内径より大きい。
以下、収容穴２２よりも燃料入口側の燃料通路２１を上流側燃料通路２３と称し、収容穴２２よりも燃料出口側の燃料通路２１を下流側燃料通路２４と称する。
燃料ケース１０の開口に蓋部材１５が設けられている。蓋部材１５は、通路形成手段２０の上側に当接している。
【００１７】
外側電極３０は、例えばステンレスなどの金属から円筒状に形成され、収容穴２２に収容されている。外側電極３０は、収容穴２２と略同軸に設けられている。外側電極３０は、軸方向の一方から径外方向に延びる環状のフランジ３１、フランジ３１の下側に肉厚部３２、及び肉厚部３２の下側に電極本体３３を有する。
フランジ３１は、蓋部材１５に係止されている。肉厚部３２は、通路形成手段２０の段差２５に当接している。
外側電極３０の電極本体３３の外径は、収容穴２２の内径より小さい。このため、収容穴２２の内壁と外側電極３０の電極本体３３との間に燃料の流れる外流路３４が形成される。
また、外側電極３０のフランジ３１と反対側の端面と、収容穴２２の底との間に燃料の流れる下部流路３５が形成されている。
【００１８】
外側電極３０は、上流側燃料通路２３に連通する第１流通口３６と、下流側燃料通路２４に連通する第２流通口３７とを有している。第１流通口３６及び第２流通口３７は、外側電極３０の軸方向の下部流路３５側の端部に開口するＵ字形に形成されている。
図４に示すように、外側電極３０の軸方向において、第１流通口３６の内壁は、燃料通路２１の内壁よりも外側に位置している。外側電極３０の軸方向において、第２流通口３７の内壁は、燃料通路２１の内壁よりも外側に位置している。
具体的に、外側電極３０の軸方向において、第１流通口３６の内壁と燃料通路２１の中心軸Ｏとの距離α１は、燃料通路２１の内壁と燃料通路２１の中心軸Ｏとの距離α２よりも遠い。また、第２流通口３７の内壁と燃料通路２１の中心軸Ｏとの距離α３は、燃料通路２１の内壁と燃料通路２１の中心軸Ｏとの距離α２よりも遠い。このため、上流側燃料通路２３から内流路４１に流れる燃料の流体抵抗が低減される。また、内流路４１から下流側燃料通路２４に流れる燃料の流体抵抗が低減される。
図２に示すように、外側電極３０の径方向において、第１流通口３６の内壁は、燃料通路２１の内壁よりも内側に位置している。外側電極３０の径方向において、第２流通口３７の内壁は、燃料通路２１の内壁よりも内側に位置している。
具体的に、外側電極３０の径方向における第１流通口３６の幅β１は、燃料通路２１の内径β２より小さい。外側電極３０の径方向における第２流通口３７の幅β３は、燃料通路２１の内壁β２より小さい。このため、上流側燃料通路２３から外流路３４に流入する燃料が増加し、外流路３４の燃料圧力が高くなる。
【００１９】
図１に示すように、内側電極４０は、例えばステンレスなどの金属から有底円筒状に形成され、外側電極３０の径方向内側に設けられている。内側電極４０は、収容穴２２及び外側電極３０と略同軸に設けられている。内側電極４０の底部の外壁は、収容穴２２の底側へ凸状の曲面に形成されている。内側電極４０は、外側電極３０と略同軸に設けられている。内側電極４０の外径は、外側電極３０の内径より小さい。このため、内側電極４０と外側電極３０との間に燃料の流れる内流路４１が形成される。
内側電極４０と外側電極３０との間にガラスからなる絶縁体４２が設けられている。絶縁体４２は、内側電極４０と外側電極３０とをハーメチック固定すると共に、内側電極４０と外側電極３０とを電気的に絶縁している。
【００２０】
内側電極４０の内側に、温度検出手段としてのサーミスタ５０が設けられている。サーミスタ５０の端子５１、５２は、樹脂からなる支持部材５３に支持されている。内流路４１を流れる燃料の温度は、内側電極４０を通じてサーミスタ５０に伝熱する。サーミスタ５０は、温度変化に伴って電気抵抗を変える。サーミスタ５０により、内流路４１を流れる燃料の温度を検出可能である。
【００２１】
蓋部材１５の上側に環状の弾性部材１６が設けられている。この弾性部材１６の上に回路ケース６１が形成されている。弾性部材１６は、蓋部材１５と回路ケース６１との間から燃料が漏れることを防いでいる。
回路ケース６１は、例えば樹脂から形成され、内側に回路基板６２を備えている。この回路基板６２に内流路４１を流れる燃料の電気的特性を検出する検出手段としての検出回路６０が設けられている。検出回路６０には、外側電極３０に接続する端子３８、内側電極４０に接続する端子４３、及びサーミスタ５０の端子５１，５２が接続されている。
検出回路６０は、外側電極３０と内側電極４０との間の充放電により、その電極（外側電極３０、内側電極４０）間の静電容量を検出する。静電容量の値は燃料の誘電率によって変化する。誘電率は、燃料中のガソリンとアルコールとの混合比および燃料温度によって変化する。このため、検出回路６０は、電極間の静電容量とサーミスタ５０によって検出された燃料温度とにより、内流路４１を流れる燃料に含まれるアルコール濃度を検出する。
回路ケース６１の開口を板状のカバー６３が覆っている。カバー６３は、回路ケース６１内へ外部から水等が浸入することを防止している。
燃料ケース１０の外側をブラケット６４が支持している。ブラケット６４は、回路ケース６１にねじ６５により取り付けられている。これにより、燃料ケース１０と回路ケース６１とが固定される。
【００２２】
本実施形態の燃料センサ１の流路を流れる燃料の流れを図２を参照して説明する。
本実施形態では、通路形成手段２０の収容穴２２と、外側電極３０の外壁及び内壁と、内側電極４０の外壁とは、横断面視において略同軸の円形である。また、通路形成手段２０の収容穴２２を形成する内壁と外側電極３０の外壁との間の距離δ１は、外側電極３０の内壁と内側電極４０の外壁との間の距離δ２以下である。このとき、外流路３４は内流路４１に対し、流路長が長いことから、抵抗成分となる壁面距離が長い。よって、流路幅が同等以下であれば、外流路３４は内流路４１に対し流路抵抗が大きくなる。
これにより、本実施形態では、矢印Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄに示すように、上流側燃料通路２３から下流側燃料通路２４への燃料流れは、第１流通口３６、内流路４１、第２流通口３７を通る燃料流れが主流となる。また、矢印Ｅ、Ｆ、Ｇ、Ｈに示すように、上流側燃料通路２３から下流側燃料通路２４への燃料流れは、その一部が、外流路３４を流れる。第１流通口３６、内流路４１、第２流通口３７を通る燃料の流速は、外流路３４を通る燃料の流速よりも速くなる。
また、外側電極３０の径方向において、第１流通口３６の内壁は、上流側燃料通路２３の内壁よりも内側に位置しているので、上流側燃料通路２３から外流路３４に流入する燃料が増加する。このため、内流路４１を通り第２流通口３７から流出する燃料圧力に対し、外流路３４を流れる燃料圧力が高くなる。したがって、第１流通口３６、内流路４１、第２流通口３７を通る燃料流れが、外流路３４に逆流することなく、下流側燃料通路２４へ流れる。
【００２３】
これに対し、第１比較例の燃料センサにおける燃料の流れを図１１を参照して説明する。第１比較例において、上述した第１実施形態に対応する構成には、符号の末尾に「０」を付して説明を省略する。
第１比較例では、通路形成手段２００の収容穴２２０を形成する内壁と外側電極３００の外壁との間の距離δ３は、外側電極３００の内壁と内側電極４００の外壁との間の距離δ４より長い。つまり、外流路３４０の径方向の幅は、内流路４１の径方向の幅より太い。よって、外流路３４は内流路４１に対し流路抵抗が小さくなる。この場合、内流路４１０を通り第２流通口３７０から流出する燃料圧力に対し、外流路３４０を流れる燃料圧力が低くなる。このため、矢印Ｉ、Ｊ、Ｋ、Ｌに示す第１流通口３６０、内流路４１０、第２流通口３７０を通る燃料流れは、その一部が、矢印Ｍ、Ｎ，Ｐ、Ｑに示すように、外流路３４０を逆流する。
このため、燃料通路２１０を流れる燃料のアルコール濃度が変化する場合、第２流通口３７０から流出した燃料が、外流路３４０を通り、再び第１流通口３６０から内流路４１０に流入することで、検出回路６００の出力に変動が生じることがある。これにより、アルコール濃度の検出誤差が生じることが懸念される。
【００２４】
第１実施形態の燃料センサ１の作用効果を説明する。
本実施形態では、外流路３４は内流路４１に対し流路長が長いことから、抵抗成分となる壁面距離が長く、かつ、外流路３４の径方向の幅は、内流路４１の径方向の幅以下である。これにより、外流路３４は内流路４１に対し流路抵抗が大きくなる。このため、内流路４１を通り第２流通口３７から流出する燃料が、外流路３４に逆流することが抑制される。したがって、燃料通路２１を流れる燃料のアルコール濃度が変化する場合、それに伴って内流路４１の燃料の電気的特性が変化するので、検出回路６０の出力に変動が生じることが抑制される。したがって、燃料センサ１のアルコール濃度の検出精度を高めることができる。
【００２５】
また、本実施形態では、外側電極３０の軸方向において、第１流通口３６の内壁及び第２流通口３７の内壁は、燃料通路２１の内壁よりも外側に位置している。これにより、上流側燃料通路２３から内流路４１を通り下流側燃料通路２４に流れる燃料の圧力損失が低減される。また、内流路４１の燃料が速やかに入れ替わるので、燃料センサ１によるアルコール濃度検出の応答性を高めることができる。
【００２６】
さらに、本実施形態では、第１流通口３６及び第２流通口３７の底側は、外側電極の端部に開口している。これにより、上流側燃料通路２３から下流側燃料通路２４に流れる燃料の圧力損失が低減される。また、内流路４１の燃料が速やかに入れ替わるので、燃料センサ１によるアルコール濃度検出の応答性を高めることができる。
【００２７】
（第２実施形態）
本発明の第２実施形態による燃料センサを図５に示す。以下、複数の実施形態において、上述した第１実施形態と実質的に同一の構成には同一の符号を付して説明を省略する。
本実施形態では、通路形成手段２０は、収容穴２２の内壁に平面部２６を有している。平面部２６は、軸方向に対して平行に延びている。このため、外流路３４は、その入口と出口との間で流路幅が狭い箇所が形成される。よって、外流路３４は内流路４１に対し流路抵抗が大きくなる。したがって、第１流通口３６、内流路４１、第２流通口３７を通る燃料流れが、外流路３４に逆流することなく、下流側燃料通路２４へ流れる。この結果、本実施形態は、上述の第１実施形態と同様の作用効果を奏することができる。
なお、通路形成手段２０と別体で平面部２６を構成してもよい。
【００２８】
（第３実施形態）
本発明の第３実施形態による燃料センサを図６〜図１０に示す。本実施形態では、通路形成手段２０の収容穴２２の内径と、外側電極７０の電極本体７３の外径とが略同じである。このため、収容穴２２の内壁と外側電極７０との間に外流路が形成されていない。
図７に示すように、外側電極７０の径方向において、第１流通口７６の内壁は、燃料通路２１の内壁よりも外側に位置している。外側電極７０の径方向において、第２流通口７７の内壁は、燃料通路２１の内壁よりも外側に位置している。
具体的に、外側電極７０の径方向における第１流通口７６の幅β４は、燃料通路２１の内径β２より大きい。外側電極３０の径方向における第２流通口７７の幅β５は、燃料通路２１の内壁β２より大きい。このため、矢印Ｓ、Ｔに示すように、上流側燃料通路２３から内流路４１に流れる燃料の流体抵抗が低減される。また、矢印Ｕ，Ｖに示すように、内流路４１から下流側燃料通路２４に流れる燃料の流体抵抗が低減される。
図８に示すように、外側電極７０の軸方向において、第１流通口７６の内壁は、燃料通路２１の内壁よりも外側に位置している。なお、図８では、内側電極の記載を省略している。また、図９に示すように、外側電極７０の軸方向において、第２流通口７７の内壁は、燃料通路２１の内壁よりも外側に位置している。このため、矢印Ｗ、Ｘに示すように、上流側燃料通路２３から内流路４１に流れる燃料の流体抵抗が低減される。また、矢印Ｙ、Ｚに示すように、内流路４１から下流側燃料通路２４に流れる燃料の流体抵抗が低減される。
【００２９】
本実施形態の燃料センサ２の出力特性を図１０に示す。
図１０では、燃料通路２１を流れるアルコール濃度が高い状態から低い状態に変化するときの燃料センサ２の出力特性を示している。本実施形態の燃料センサ２では、燃料のアルコール濃度の変化に伴って、時刻Ｔ１〜時刻Ｔ２の間に、アルコール濃度を示す出力が次第に低下している。
【００３０】
これに対し、第２比較例の燃料センサを図１２に示し、その出力特性を図１３に示す。第２比較例において、上述した第１実施形態に対応する構成には、符号の末尾に「１」を付して説明を省略する。
第２比較例では、第１流通口３６１と第２流通口３７１は、燃料通路２１１の軸方向から見て円形に形成されている。第１流通口３６１の内壁及び第２流通口３７１の内壁は、燃料通路２１１の内壁よりも内側に位置している。このため、上流側燃料通路２３１の燃料の流れは外側電極３０１の壁によって阻害され、矢印Ｒに示すように、燃料通路２１１を逆流又は還流する。これにより、燃料のアルコール濃度が変化する場合、変化前の燃料が内流路４１１に遅れて流入する。
【００３１】
第２比較例の燃料センサの出力特性を図１３に示す。
図１３では、時刻Ｔ３〜時刻Ｔ５の間に、燃料通路２１１を流れるアルコール濃度が高い状態から低い状態に変化している。この場合、第２比較例の燃料センサでは、変化前の燃料が内流路４１１に遅れて流入することで、時刻Ｔ４で、アルコール濃度を示す出力が高くなっている。この出力変動により、アルコール濃度の検出誤差が生じることが懸念される。
【００３２】
第３実施形態の燃料センサ２の作用効果を説明する。
本実施形態では、上流側燃料通路２３を流れる燃料は、外側電極７０の壁にその流れを阻害されることなく、第１流通口７６から内流路４１へ速やかに流入する。このため、燃料のアルコール濃度が変化するとき、変化前の燃料が内流路４１に遅れて流入することが抑制される。したがって、燃料センサ２の出力に変動が生じることが抑制され、アルコール濃度の検出精度を高めることができる。
また、本実施形態では、外側電極７０の径方向において、第１流通口７６の内壁及び第２流通口７７の内壁は、燃料通路２１の内壁よりも外側に位置している。これにより、上流側燃料通路２３から下流側燃料通路２４に流れる燃料の圧力損失が低減される。また、内流路４１の燃料が速やかに入れ替わるので、燃料センサ２によるアルコール濃度検出の応答性を高めることができる。
【００３３】
（他の実施形態）
上述した複数の実施形態では、燃料ケース１０、通路形成手段２０、入口側配管１１及び出口側配管１２を別体で構成した。これに対し、本発明は、これらの部材を一体で構成してもよい。
上述した複数の実施形態では、燃料センサとして、電極間の電気的特性から燃料に含まれるアルコール濃度を検出する濃度センサについて説明した。これに対し、本発明は、電極間の電気的特性から例えば燃料の酸化劣化状態等を検出する燃料センサであってもよい。
上述した複数の実施形態の燃料センサは、電極間の静電容量を検出することで、燃料の誘電率から燃料の性質及び状態を検出した。これに対し、本発明の燃料センサは、電極間の抵抗値を検出することで、燃料の導電率から燃料の性質及び状態を検出してもよい。
本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲において、種々の形態で実施することができる。
【符号の説明】
【００３４】
１、２ ・・・燃料センサ
２０ ・・・通路形成手段
２１ ・・・燃料通路
２２ ・・・収容穴
３０、７０・・・外側電極
３４ ・・・外流路
３５ ・・・下部流路
３６、７６・・・第１流通口
３７、７７・・・第２流通口
４０ ・・・内側電極
４１ ・・・内流路
６０ ・・・検出回路（検出手段）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料の流れる燃料通路及びこの燃料通路に略垂直に交わる収容穴を有する通路形成手段と、
前記通路形成手段の前記収容穴に収容され、前記燃料通路の入口側に連通する第１流通口、及び、前記燃料通路の出口側に連通する第２流通口を径方向に有する筒状の外側電極と、
前記通路形成手段の前記収容穴に収容され、前記外側電極の径方向内側に設けられる内側電極と、
前記外側電極の内壁と前記内側電極の外壁との間に形成される内流路を流れる燃料の電気的特性を検出する検出手段と、を備え、
前記通路形成手段の前記収容穴を形成する内壁と前記外側電極の外壁との間に形成される外流路は、前記内流路に対し、流路抵抗が大きいことを特徴とする燃料センサ。
【請求項２】
前記通路形成手段の前記収容穴と、前記外側電極の外壁及び内壁と、前記内側電極の外壁とは、横断面視において略同軸に位置する円形状であり、
前記通路形成手段の前記収容穴を形成する内壁と前記外側電極の外壁との間の距離δ１は、前記外側電極の内壁と前記内側電極の外壁との間の距離δ２以下であることを特徴とする請求項１に記載の燃料センサ。
【請求項３】
前記外側電極の軸方向において、前記外側電極の前記第１流通口の内壁は、前記通路形成手段の前記燃料通路の内壁よりも外側に位置することを特徴とする請求項１または２に記載の燃料センサ。
【請求項４】
前記外側電極の軸方向において、前記外側電極の前記第２流通口の内壁は、前記通路形成手段の前記燃料通路の内壁よりも外側に位置することを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の燃料センサ。
【請求項５】
前記外側電極の径方向において、前記外側電極の前記第１流通口の内壁は、前記通路形成手段の前記燃料通路の内壁よりも内側に位置することを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の燃料センサ。
【請求項６】
前記外側電極の径方向において、前記外側電極の第１流通口の内壁は、前記通路形成手段の前記燃料通路の内壁よりも外側に位置することを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の燃料センサ。
【請求項７】
前記外側電極と前記収容穴の底との間に燃料の流れる下部流路が設けられ、
前記第１流通口及び前記第２流通口の軸方向の前記下部流路側は、前記外側電極の端部に開口していることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の燃料センサ。
【請求項８】
燃料の流れる燃料通路及びこの燃料通路に略垂直に交わる収容穴を有する通路形成手段と、
前記通路形成手段の前記収容穴に収容され、前記燃料通路の入口側に連通する第１流通口、及び、前記燃料通路の出口側に連通する第２流通口を径方向に有する筒状の外側電極と、
前記通路形成手段の前記収容穴に収容され、前記外側電極の径内側に設けられる内側電極と、
前記外側電極と前記内側電極との間に形成される内流路を流れる燃料の電気的特性を検出する検出手段と、を備え、
前記外側電極の前記第１流通口の内壁及び前記第２流通口の内壁は、前記燃料通路の入口側から前記内流路を経由し前記燃料通路の出口側に流れる燃料の圧力損失を低減可能な程度に前記通路形成手段の前記燃料通路の内壁よりも外側に位置することを特徴とする燃料センサ。
【請求項１】
燃料の流れる燃料通路及びこの燃料通路に略垂直に交わる収容穴を有する通路形成手段と、
前記通路形成手段の前記収容穴に収容され、前記燃料通路の入口側に連通する第１流通口、及び、前記燃料通路の出口側に連通する第２流通口を径方向に有する筒状の外側電極と、
前記通路形成手段の前記収容穴に収容され、前記外側電極の径方向内側に設けられる内側電極と、
前記外側電極の内壁と前記内側電極の外壁との間に形成される内流路を流れる燃料の電気的特性を検出する検出手段と、を備え、
前記通路形成手段の前記収容穴を形成する内壁と前記外側電極の外壁との間に形成される外流路は、前記内流路に対し、流路抵抗が大きいことを特徴とする燃料センサ。
【請求項２】
前記通路形成手段の前記収容穴と、前記外側電極の外壁及び内壁と、前記内側電極の外壁とは、横断面視において略同軸に位置する円形状であり、
前記通路形成手段の前記収容穴を形成する内壁と前記外側電極の外壁との間の距離δ１は、前記外側電極の内壁と前記内側電極の外壁との間の距離δ２以下であることを特徴とする請求項１に記載の燃料センサ。
【請求項３】
前記外側電極の軸方向において、前記外側電極の前記第１流通口の内壁は、前記通路形成手段の前記燃料通路の内壁よりも外側に位置することを特徴とする請求項１または２に記載の燃料センサ。
【請求項４】
前記外側電極の軸方向において、前記外側電極の前記第２流通口の内壁は、前記通路形成手段の前記燃料通路の内壁よりも外側に位置することを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の燃料センサ。
【請求項５】
前記外側電極の径方向において、前記外側電極の前記第１流通口の内壁は、前記通路形成手段の前記燃料通路の内壁よりも内側に位置することを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の燃料センサ。
【請求項６】
前記外側電極の径方向において、前記外側電極の第１流通口の内壁は、前記通路形成手段の前記燃料通路の内壁よりも外側に位置することを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の燃料センサ。
【請求項７】
前記外側電極と前記収容穴の底との間に燃料の流れる下部流路が設けられ、
前記第１流通口及び前記第２流通口の軸方向の前記下部流路側は、前記外側電極の端部に開口していることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の燃料センサ。
【請求項８】
燃料の流れる燃料通路及びこの燃料通路に略垂直に交わる収容穴を有する通路形成手段と、
前記通路形成手段の前記収容穴に収容され、前記燃料通路の入口側に連通する第１流通口、及び、前記燃料通路の出口側に連通する第２流通口を径方向に有する筒状の外側電極と、
前記通路形成手段の前記収容穴に収容され、前記外側電極の径内側に設けられる内側電極と、
前記外側電極と前記内側電極との間に形成される内流路を流れる燃料の電気的特性を検出する検出手段と、を備え、
前記外側電極の前記第１流通口の内壁及び前記第２流通口の内壁は、前記燃料通路の入口側から前記内流路を経由し前記燃料通路の出口側に流れる燃料の圧力損失を低減可能な程度に前記通路形成手段の前記燃料通路の内壁よりも外側に位置することを特徴とする燃料センサ。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【公開番号】特開２０１２−１４５４９１（Ｐ２０１２−１４５４９１Ａ）
【公開日】平成２４年８月２日（２０１２．８．２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−４９８０（Ｐ２０１１−４９８０）
【出願日】平成２３年１月１３日（２０１１．１．１３）
【出願人】（０００００４２６０）株式会社デンソー (27,639)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年８月２日（２０１２．８．２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１月１３日（２０１１．１．１３）
【出願人】（０００００４２６０）株式会社デンソー (27,639)
【Ｆターム（参考）】
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