JP3300769B2 - エンジンの燃料燃焼制御装置 - Google Patents
エンジンの燃料燃焼制御装置Info
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- JP3300769B2 JP3300769B2 JP09676293A JP9676293A JP3300769B2 JP 3300769 B2 JP3300769 B2 JP 3300769B2 JP 09676293 A JP09676293 A JP 09676293A JP 9676293 A JP9676293 A JP 9676293A JP 3300769 B2 JP3300769 B2 JP 3300769B2
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- radicals
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- Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)
- Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
- Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)
- Investigating, Analyzing Materials By Fluorescence Or Luminescence (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、エンジンの燃料燃焼制
御装置に関し、特に複数種類の燃料が混合する混合燃料
を使用することができるエンジンの燃料燃焼制御装置に
関する。
御装置に関し、特に複数種類の燃料が混合する混合燃料
を使用することができるエンジンの燃料燃焼制御装置に
関する。
【０００２】
【従来の技術】内燃エンジン、とりわけ実用化されてい
る自動車用内燃エンジンの燃料は殆ど化石燃料に限られ
ている。ところで、化石燃料の多用で最近では化石燃料
の枯渇が心配されるようになって来た。アルコールは植
物の醗酵技術を使って大量に製造することも可能である
し、また大気から回収した炭酸ガスを合成することによ
っても製造することができ、化石燃料の代替燃料として
脚光を浴びるようになって来た。
る自動車用内燃エンジンの燃料は殆ど化石燃料に限られ
ている。ところで、化石燃料の多用で最近では化石燃料
の枯渇が心配されるようになって来た。アルコールは植
物の醗酵技術を使って大量に製造することも可能である
し、また大気から回収した炭酸ガスを合成することによ
っても製造することができ、化石燃料の代替燃料として
脚光を浴びるようになって来た。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、現状で
は完全に化石燃料にとって代わるだけの大量のアルコー
ルを製造する技術も確立されておらず、このためアルコ
ール燃料を化石燃料の補助燃料としてしか利用できない
のが現実である。
は完全に化石燃料にとって代わるだけの大量のアルコー
ルを製造する技術も確立されておらず、このためアルコ
ール燃料を化石燃料の補助燃料としてしか利用できない
のが現実である。
【０００４】そこで、本発明では、化石燃料とアルコー
ル燃料とを混合した混合燃料をエンジンの燃料として使
用することができ、しかも化石燃料とアルコール燃料と
をどのような比率で混合しても効率よくエンジンの中で
燃焼させることができるようなエンジンの燃料燃焼制御
装置を提供することにある。
ル燃料とを混合した混合燃料をエンジンの燃料として使
用することができ、しかも化石燃料とアルコール燃料と
をどのような比率で混合しても効率よくエンジンの中で
燃焼させることができるようなエンジンの燃料燃焼制御
装置を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上述した課題解決のた
め、本願の請求項１に記載の発明は、内燃エンジンにお
いて、内燃エンジンの燃焼室の燃料燃焼光を外部に導出
する光検知プローブと、光検知プローブから得られる燃
料燃焼光の発光スペクトルから複数の所定のラジカルの
発光強度を検知する手段と、当量比を演算する当量比演
算手段と、複数の所定ラジカルの発光強度のピーク値比
率に対する燃料の混合割合を示すマップと、前記複数の
所定のラジカルの発光強度を検知する手段で検知された
各所定のラジカルの発光強度のピーク値から所定のラジ
カルの発光ピーク値比率を演算する演算手段と、前記演
算手段により演算された所定のラジカルの発光ピーク値
比率から前記マップを用いて燃料の混合割合を演算する
演算手段と、前記演算手段により演算された燃料の混合
割合からエンジンに供給する燃料供給量を制御する燃料
供給手段と、を有することを特徴とするエンジンの燃料
燃焼制御装置を提供する。本願の請求項２に記載の発明
は、請求項１に記載の発明に加えて、複数の所定のラジ
カルは、ＣＨラジカル、ＯＨラジカル、Ｃ2 ラジカルで
あることを特徴とするエンジンの燃料燃焼制御装置を提
供する。本願の請求項３に記載の発明は、請求項１に記
載の発明に加えて、複数の所定のラジカルは、ＣＨラジ
カル、ＯＨラジカルであることを特徴とするエンジンの
燃料燃焼制御装置を提供する。本願の請求項４に記載の
発明は、請求項１に記載の発明に加えて、複数の所定の
ラジカルは、ＣＨラジカル、Ｃ2 ラジカルであることを
特徴とするエンジンの燃料燃焼制御装置を提供する。本
願の請求項５に記載の発明は、請求項１に記載の発明に
加えて、複数の所定のラジカルは、ＯＨラジカル、Ｃ2
ラジカルであることを特徴とするエンジンの燃料燃焼制
御装置を提供する。
め、本願の請求項１に記載の発明は、内燃エンジンにお
いて、内燃エンジンの燃焼室の燃料燃焼光を外部に導出
する光検知プローブと、光検知プローブから得られる燃
料燃焼光の発光スペクトルから複数の所定のラジカルの
発光強度を検知する手段と、当量比を演算する当量比演
算手段と、複数の所定ラジカルの発光強度のピーク値比
率に対する燃料の混合割合を示すマップと、前記複数の
所定のラジカルの発光強度を検知する手段で検知された
各所定のラジカルの発光強度のピーク値から所定のラジ
カルの発光ピーク値比率を演算する演算手段と、前記演
算手段により演算された所定のラジカルの発光ピーク値
比率から前記マップを用いて燃料の混合割合を演算する
演算手段と、前記演算手段により演算された燃料の混合
割合からエンジンに供給する燃料供給量を制御する燃料
供給手段と、を有することを特徴とするエンジンの燃料
燃焼制御装置を提供する。本願の請求項２に記載の発明
は、請求項１に記載の発明に加えて、複数の所定のラジ
カルは、ＣＨラジカル、ＯＨラジカル、Ｃ2 ラジカルで
あることを特徴とするエンジンの燃料燃焼制御装置を提
供する。本願の請求項３に記載の発明は、請求項１に記
載の発明に加えて、複数の所定のラジカルは、ＣＨラジ
カル、ＯＨラジカルであることを特徴とするエンジンの
燃料燃焼制御装置を提供する。本願の請求項４に記載の
発明は、請求項１に記載の発明に加えて、複数の所定の
ラジカルは、ＣＨラジカル、Ｃ2 ラジカルであることを
特徴とするエンジンの燃料燃焼制御装置を提供する。本
願の請求項５に記載の発明は、請求項１に記載の発明に
加えて、複数の所定のラジカルは、ＯＨラジカル、Ｃ2
ラジカルであることを特徴とするエンジンの燃料燃焼制
御装置を提供する。
【０００６】
【作用】エンジンの中の燃焼光の発光スペクトルから燃
料の混合割合を割り出し、この結果から、エンジンの燃
焼制御を行なう。このため、化石燃料、アルコール燃料
の双方をそれぞれ使用することもできるしまたこれらを
混合したものを使用することができる。しかもそれらの
混合割合も全く気にせずに燃料補給できる。
料の混合割合を割り出し、この結果から、エンジンの燃
焼制御を行なう。このため、化石燃料、アルコール燃料
の双方をそれぞれ使用することもできるしまたこれらを
混合したものを使用することができる。しかもそれらの
混合割合も全く気にせずに燃料補給できる。
【０００７】
【実施例】次に本発明の一実施例を、図面を用いて詳細
に説明する。図１は、本発明の一実施例を示すブロック
図である。同図において、１はエンジンである。２はピ
ストンであり、エンジン１を構成するシリンダ３内を上
下に往復動する。ピストン２はコンロッド４を介してク
ランクシャフト５を回転させる。６は吸気弁、７は排気
弁である。８は吸気マニホールド、９は排気マニホール
ドである。吸気マニホールド８はフィルタ１０を介して
外気と通じている。排気マニホールド９はマフラー１１
に連通している。
に説明する。図１は、本発明の一実施例を示すブロック
図である。同図において、１はエンジンである。２はピ
ストンであり、エンジン１を構成するシリンダ３内を上
下に往復動する。ピストン２はコンロッド４を介してク
ランクシャフト５を回転させる。６は吸気弁、７は排気
弁である。８は吸気マニホールド、９は排気マニホール
ドである。吸気マニホールド８はフィルタ１０を介して
外気と通じている。排気マニホールド９はマフラー１１
に連通している。
【０００８】１２は燃料噴射ポンプであり、内部にガバ
ナ系を含んでいる。１３は光検知プローブであり、その
先端はエンジン１の燃焼室１４内の燃焼状態を光として
捕らえ、その光を光ファイバー１５を介してラジカル分
析器１６に送る。該ラジカル分析器１６はエンジンの燃
焼室１４から送られて来た光を分光分析し、燃焼室１４
内で燃焼している燃料に含まれるＣＨラジカル、Ｃ2 ラ
ジカル、ＯＨラジカルの燃焼光の発光スペクトル強度の
比を分析してコントローラ１７に送る。なお、前記３つ
のラジカルの組合せ比でなくともよく、何れか２つの組
合せ比でもよい。ちなみにこの実施例では、ＣＨラジカ
ルとＯＨラジカルの組合せ比を用いている。コントロー
ラ１７はＣＰＵ、内部記憶装置、動作プログラムを記憶
しているプログラムメモリ、Ｉ／Ｏ装置など、マイクロ
コンピュータが具備している構成要素を持っている。
ナ系を含んでいる。１３は光検知プローブであり、その
先端はエンジン１の燃焼室１４内の燃焼状態を光として
捕らえ、その光を光ファイバー１５を介してラジカル分
析器１６に送る。該ラジカル分析器１６はエンジンの燃
焼室１４から送られて来た光を分光分析し、燃焼室１４
内で燃焼している燃料に含まれるＣＨラジカル、Ｃ2 ラ
ジカル、ＯＨラジカルの燃焼光の発光スペクトル強度の
比を分析してコントローラ１７に送る。なお、前記３つ
のラジカルの組合せ比でなくともよく、何れか２つの組
合せ比でもよい。ちなみにこの実施例では、ＣＨラジカ
ルとＯＨラジカルの組合せ比を用いている。コントロー
ラ１７はＣＰＵ、内部記憶装置、動作プログラムを記憶
しているプログラムメモリ、Ｉ／Ｏ装置など、マイクロ
コンピュータが具備している構成要素を持っている。
【０００９】１８は燃料タンクである。この燃料タンク
１８の中には、ディーゼルエンジン用の燃料である軽油
又は重油、アルコール燃料も給油することができ、かつ
これ等を適宜の比率で混合したものでもよい。１９は燃
料タンク１８内の燃料を燃料噴射ポンプ１２方向に送る
燃料ポンプである。２０はアクセルペダル、２１はアク
セルペダルの踏込量検知部である。２２はエンジンの燃
焼室に送り込まれる空気の量を計測してその信号をコン
トローラに送る気体流量メータであり、２３は同じくエ
ンジンの燃焼室に送り込まれる燃料の流量を計測してコ
ントローラに送る燃料流量メータである。
１８の中には、ディーゼルエンジン用の燃料である軽油
又は重油、アルコール燃料も給油することができ、かつ
これ等を適宜の比率で混合したものでもよい。１９は燃
料タンク１８内の燃料を燃料噴射ポンプ１２方向に送る
燃料ポンプである。２０はアクセルペダル、２１はアク
セルペダルの踏込量検知部である。２２はエンジンの燃
焼室に送り込まれる空気の量を計測してその信号をコン
トローラに送る気体流量メータであり、２３は同じくエ
ンジンの燃焼室に送り込まれる燃料の流量を計測してコ
ントローラに送る燃料流量メータである。
【００１０】次に上記実施例の動作原理について説明す
る。図２は化石燃料を燃焼させた時の火炎の分光分析結
果と、アルコール燃料を燃焼させた時の分光分析結果を
示す発光スペクトル図であり、実線は化石燃料を示し、
点線はアルコール燃料を示している。図２から分かるよ
うに、化石燃料を燃焼させた時には、実線で示すよう
に、ＯＨラジカルとＣＨラジカルの発光スペクトルが得
られる。そして、発光強度はＯＨラジカルよりもＣＨラ
ジカルの方が大きい。アルコール燃料を燃焼させた時に
は、ＣＨラジカルよりもＯＨラジカルの方が大きい。従
ってＯＨラジカルとＣＨラジカルの発光スペクトル強度
の比を測定すると、燃焼している燃料の種類が分かる。
なお、この発光スペクトルは当量比により変化する。
る。図２は化石燃料を燃焼させた時の火炎の分光分析結
果と、アルコール燃料を燃焼させた時の分光分析結果を
示す発光スペクトル図であり、実線は化石燃料を示し、
点線はアルコール燃料を示している。図２から分かるよ
うに、化石燃料を燃焼させた時には、実線で示すよう
に、ＯＨラジカルとＣＨラジカルの発光スペクトルが得
られる。そして、発光強度はＯＨラジカルよりもＣＨラ
ジカルの方が大きい。アルコール燃料を燃焼させた時に
は、ＣＨラジカルよりもＯＨラジカルの方が大きい。従
ってＯＨラジカルとＣＨラジカルの発光スペクトル強度
の比を測定すると、燃焼している燃料の種類が分かる。
なお、この発光スペクトルは当量比により変化する。
【００１１】この原理を用いて本願発明では、燃焼して
いる燃料の混合割合を算出し、燃料の混合割合に応じ
て、負荷に対応した所望の燃料を供給すると共に、燃料
の噴射タイミングをも制御して、円滑なエンジンの運転
制御を行う。すなわち、まずエンジンを回転させる。燃
焼室１４内出燃料が燃焼すると、光検知プローブ１３は
燃焼発光光を検知してラジカル分析器１６に送る。ラジ
カル分析器１６では、ＣＨラジカルの発光強度とＯＨラ
ジカルの発光強度を測定し、コントローラ１７に送る。
一方、気体流量メータ２２と燃料流量メータ２３は、現
在エンジンに供給されている空気量と燃料の供給量とを
コントローラ１７に送る。
いる燃料の混合割合を算出し、燃料の混合割合に応じ
て、負荷に対応した所望の燃料を供給すると共に、燃料
の噴射タイミングをも制御して、円滑なエンジンの運転
制御を行う。すなわち、まずエンジンを回転させる。燃
焼室１４内出燃料が燃焼すると、光検知プローブ１３は
燃焼発光光を検知してラジカル分析器１６に送る。ラジ
カル分析器１６では、ＣＨラジカルの発光強度とＯＨラ
ジカルの発光強度を測定し、コントローラ１７に送る。
一方、気体流量メータ２２と燃料流量メータ２３は、現
在エンジンに供給されている空気量と燃料の供給量とを
コントローラ１７に送る。
【００１２】図３は、アルコール燃料と化石燃料とを燃
焼させた場合の発光スペクトル図であるが、例えば化石
燃料１００パーセントを燃焼させた場合は、実線のよう
な発光スペクトルとなり、それらのピークを結ぶと、実
線１のようになる。アルコール燃料１００パーセントを
燃焼させた場合は、一点鎖線のような発光スペクトルと
なり、それらのピークを結ぶと一点鎖線２のようにな
る。化石燃料とアルコール燃料とを混合させた燃料を燃
焼させると、その混合割合によりＯＨラジカルとＣＨラ
ジカルの発光スペクトルのピーク値は異なる。点線で示
す直線３は、化石燃料とアルコール燃料とを５０パーセ
ントづつ混合した燃料を燃焼させた場合の２つのラジカ
ルの発光スペクトルのピークを結んだものである。
焼させた場合の発光スペクトル図であるが、例えば化石
燃料１００パーセントを燃焼させた場合は、実線のよう
な発光スペクトルとなり、それらのピークを結ぶと、実
線１のようになる。アルコール燃料１００パーセントを
燃焼させた場合は、一点鎖線のような発光スペクトルと
なり、それらのピークを結ぶと一点鎖線２のようにな
る。化石燃料とアルコール燃料とを混合させた燃料を燃
焼させると、その混合割合によりＯＨラジカルとＣＨラ
ジカルの発光スペクトルのピーク値は異なる。点線で示
す直線３は、化石燃料とアルコール燃料とを５０パーセ
ントづつ混合した燃料を燃焼させた場合の２つのラジカ
ルの発光スペクトルのピークを結んだものである。
【００１３】このように、ＯＨラジカルとＣＨラジカル
の発光スペクトルのピーク値の割合で燃料の混合比が分
かる。コントローラ１７のメモリには、これらラジカル
の発光強度のピーク値比率に対する燃料の混合割合を示
すマップが記憶されている。そして、このようなマップ
は各当量比毎に設けられている。
の発光スペクトルのピーク値の割合で燃料の混合比が分
かる。コントローラ１７のメモリには、これらラジカル
の発光強度のピーク値比率に対する燃料の混合割合を示
すマップが記憶されている。そして、このようなマップ
は各当量比毎に設けられている。
【００１４】コントローラ１７内では、上記のような燃
料の混合割合、負荷メータからのエンジン１に対する要
求負荷量、気体流量メータ２２、燃料流量メータ２３か
らの信号から、現在の燃料供給量、燃料噴射タイミング
を決定し、燃料ポンプ１９、燃料噴射ポンプ１９に対し
制御指令を発する。なお、上記実施例では、ディーゼル
エンジンについて説明したが、ガソリンエンジンについ
ても実施することができる。さらに、上記実施例では、
ＯＨラジカルとＣＨラジカルの発光スペクトルの発光強
度の割合を見たが、これにＣ2 ラジカルの発光スペクト
ルを加えて燃料の混合割合を検知しても良いし、ＯＨラ
ジカルあるいはＣＨラジカルとＣ2 ラジカルの発光スペ
クトルから燃料の混合割合を検知してもよい。
料の混合割合、負荷メータからのエンジン１に対する要
求負荷量、気体流量メータ２２、燃料流量メータ２３か
らの信号から、現在の燃料供給量、燃料噴射タイミング
を決定し、燃料ポンプ１９、燃料噴射ポンプ１９に対し
制御指令を発する。なお、上記実施例では、ディーゼル
エンジンについて説明したが、ガソリンエンジンについ
ても実施することができる。さらに、上記実施例では、
ＯＨラジカルとＣＨラジカルの発光スペクトルの発光強
度の割合を見たが、これにＣ2 ラジカルの発光スペクト
ルを加えて燃料の混合割合を検知しても良いし、ＯＨラ
ジカルあるいはＣＨラジカルとＣ2 ラジカルの発光スペ
クトルから燃料の混合割合を検知してもよい。
【００１５】
【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明は、
エンジンの中の燃焼光の発光スペクトルから燃料の混合
割合を割り出し、この結果から、エンジンの燃焼制御を
行っているので、化石燃料、アルコール燃料の双方をそ
れぞれ使用することもできるしまたこれらを混合したも
のも使用することができる。しかもそれらの混合割合も
全く気にせずに燃料補給できる。
エンジンの中の燃焼光の発光スペクトルから燃料の混合
割合を割り出し、この結果から、エンジンの燃焼制御を
行っているので、化石燃料、アルコール燃料の双方をそ
れぞれ使用することもできるしまたこれらを混合したも
のも使用することができる。しかもそれらの混合割合も
全く気にせずに燃料補給できる。
【図１】本発明の一実施例を示す構成ブロック図
【図２】燃料の燃焼発光光の発光スペクトル図
【図３】燃料の燃焼発光光の別の発光スペクトル図
１・・・・・エンジン ２・・・・・ピストン ３・・・・・シリンダ ４・・・・・コンロッド ５・・・・・クランクシャフト ６・・・・・吸気弁 ７・・・・・排気弁 ８・・・・・吸気マニホールド ９・・・・・排気マニホールド １０・・・・・フィルタ １１・・・・・マフラー １２・・・・・燃料噴射ポンプ １３・・・・・光検知プローブ １４・・・・・燃焼室 １５・・・・・光ファイバー １６・・・・・ラジカル分析器 １７・・・・・コントローラ １８・・・・・燃料タンク １９・・・・・燃料ポンプ ２０・・・・・アクセルペダル ２１・・・・・踏込量検知部 ２２・・・・・気体流量メータ ２３・・・・・燃料流量メータ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平１−113558（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−288335（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−78639（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−151745（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−305342（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−160142（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−149332（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−45535（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−93485（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) F02D 19/00 - 45/00 G01N 21/71
Claims (5)
- 【請求項１】内燃エンジンにおいて、 内燃エンジンの燃焼室の燃料燃焼光を外部に導出する光
検知プローブと、 光検知プローブから得られる燃料燃焼光の発光スペクト
ルから複数の所定のラジカルの発光強度を検知する手段
と、 当量比を演算する当量比演算手段と、複数の所定ラジカルの発光強度のピーク値比率に対する
燃料の混合割合を示すマップと、 前記複数の所定のラジカルの発光強度を検知する手段で
検知された各所定のラジカルの発光強度のピーク値から
所定のラジカルの発光ピーク値比率を演算する演算手段
と、 前記演算手段により演算された所定のラジカルの発光ピ
ーク値比率から前記マップを用いて燃料の混合割合を演
算する演算手段と、前記演算手段により 演算された燃料の混合割合からエン
ジンに供給する燃料供給量を制御する燃料供給手段と、 を有することを特徴とするエンジンの燃料燃焼制御装
置。 - 【請求項２】複数の所定のラジカルは、ＣＨラジカル、
ＯＨラジカル、Ｃ2 ラジカルであることを特徴とする請
求項１記載のエンジンの燃料燃焼制御装置。 - 【請求項３】複数の所定のラジカルは、ＣＨラジカル、
ＯＨラジカルであることを特徴とする請求項１記載のエ
ンジンの燃料燃焼制御装置。 - 【請求項４】複数の所定のラジカルは、ＣＨラジカル、
Ｃ2 ラジカルであることを特徴とする請求項１記載のエ
ンジンの燃料燃焼制御装置。 - 【請求項５】複数の所定のラジカルは、ＯＨラジカル、
Ｃ2 ラジカルであることを特徴とする請求項１記載のエ
ンジンの燃料燃焼制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP09676293A JP3300769B2 (ja) | 1993-03-31 | 1993-03-31 | エンジンの燃料燃焼制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP09676293A JP3300769B2 (ja) | 1993-03-31 | 1993-03-31 | エンジンの燃料燃焼制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06288285A JPH06288285A (ja) | 1994-10-11 |
| JP3300769B2 true JP3300769B2 (ja) | 2002-07-08 |
Family
ID=14173655
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP09676293A Expired - Fee Related JP3300769B2 (ja) | 1993-03-31 | 1993-03-31 | エンジンの燃料燃焼制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3300769B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4105742B2 (ja) * | 2006-02-01 | 2008-06-25 | 国立大学法人 岡山大学 | 燃料品質判定装置及び燃料品質判定方法 |
| FR2920475B1 (fr) * | 2007-08-31 | 2013-07-05 | Sp3H | Dispositif de gestion centralisee des mesures et de l'information relative a des flux liquides et gazeux necessaires au fonctionnement d'un moteur thermique |
-
1993
- 1993-03-31 JP JP09676293A patent/JP3300769B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH06288285A (ja) | 1994-10-11 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
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