JPH0979979A - 内燃機関のスモーク濃度検出装置 - Google Patents
内燃機関のスモーク濃度検出装置Info
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- JPH0979979A JPH0979979A JP23505195A JP23505195A JPH0979979A JP H0979979 A JPH0979979 A JP H0979979A JP 23505195 A JP23505195 A JP 23505195A JP 23505195 A JP23505195 A JP 23505195A JP H0979979 A JPH0979979 A JP H0979979A
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- Japan
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- Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 本発明は、スモーク濃度検出装置に関し、正
確なスモーク濃度を検出することを課題とする。 【解決手段】 光学式スモークセンサと、現在の運転状
態に基づき光学式スモークセンサへ新たに付着するスモ
ーク付着量を算出する算出手段（ステップ１０５）と、
算出手段により算出されたスモーク付着量を積算する積
算手段（ステップ１０６）と、積算手段より積算された
スモーク付着量積算値に基づき光学式スモークセンサの
出力を補正する補正手段（ステップ１０８）と、補正手
段により補正された光学式スモークセンサの出力に基づ
き現在のスモーク濃度を決定する決定手段（ステップ１
０９）、とを具備する。
確なスモーク濃度を検出することを課題とする。 【解決手段】 光学式スモークセンサと、現在の運転状
態に基づき光学式スモークセンサへ新たに付着するスモ
ーク付着量を算出する算出手段（ステップ１０５）と、
算出手段により算出されたスモーク付着量を積算する積
算手段（ステップ１０６）と、積算手段より積算された
スモーク付着量積算値に基づき光学式スモークセンサの
出力を補正する補正手段（ステップ１０８）と、補正手
段により補正された光学式スモークセンサの出力に基づ
き現在のスモーク濃度を決定する決定手段（ステップ１
０９）、とを具備する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、排気ガス中に含ま
れるスモーク、すなわち黒煙の濃度を検出するための内
燃機関のスモーク濃度検出装置に関する。
れるスモーク、すなわち黒煙の濃度を検出するための内
燃機関のスモーク濃度検出装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、排気ガス規制が厳しくなる傾向に
あり、エンジンの故障によって黒煙等の有害成分の排出
量が増加した時には、これを早期に検出して運転者等に
修理を促す必要があり、そのために、機関排気系に黒煙
濃度を検出するためのスモーク濃度センサを配置するこ
とが提案されている。このスモーク濃度センサとして、
発光部及び受光部の間を通過する排気ガスの光透過度か
らスモーク濃度を検出するものが公知である。
あり、エンジンの故障によって黒煙等の有害成分の排出
量が増加した時には、これを早期に検出して運転者等に
修理を促す必要があり、そのために、機関排気系に黒煙
濃度を検出するためのスモーク濃度センサを配置するこ
とが提案されている。このスモーク濃度センサとして、
発光部及び受光部の間を通過する排気ガスの光透過度か
らスモーク濃度を検出するものが公知である。
【０００３】このようなスモーク濃度センサは、使用に
伴いその発光部及び受光部にはスモーク等が付着して光
透過度を劣化させるために、これを考慮した補正が必要
であり、特開昭６２−４３５４４号公報には、アイドル
時にはスモークが発生していないとして、アイドル時毎
に、スモーク濃度センサの出力をゼロ点に補正するもの
が開示されている。
伴いその発光部及び受光部にはスモーク等が付着して光
透過度を劣化させるために、これを考慮した補正が必要
であり、特開昭６２−４３５４４号公報には、アイドル
時にはスモークが発生していないとして、アイドル時毎
に、スモーク濃度センサの出力をゼロ点に補正するもの
が開示されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】前述の従来技術は、ア
イドル時にスモークが発生しないことが前提となってお
り、エンジンにこのような故障が発生した場合には、出
力の信頼性が確実に損なわれ、正確なスモーク濃度を検
出することができない。また、アイドルからアイドルま
での運転時間が長い場合において、その間に付着するス
モーク等の量によっては、特にゼロ点に補正される直前
の出力の信頼性がかなり低下し、やはり、正確なスモー
ク濃度を検出することができない。
イドル時にスモークが発生しないことが前提となってお
り、エンジンにこのような故障が発生した場合には、出
力の信頼性が確実に損なわれ、正確なスモーク濃度を検
出することができない。また、アイドルからアイドルま
での運転時間が長い場合において、その間に付着するス
モーク等の量によっては、特にゼロ点に補正される直前
の出力の信頼性がかなり低下し、やはり、正確なスモー
ク濃度を検出することができない。
【０００５】従って、本発明の目的は、正確なスモーク
濃度を検出可能な内燃機関のスモーク濃度検出装置を提
供することである。
濃度を検出可能な内燃機関のスモーク濃度検出装置を提
供することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明による内燃機関の
スモーク濃度検出装置は、光学式スモークセンサと、現
在の運転状態に基づき前記光学式スモークセンサへ新た
に付着するスモーク付着量を算出する算出手段と、前記
算出手段により算出されたスモーク付着量を積算する積
算手段と、前記積算手段より積算されたスモーク付着量
積算値に基づき前記光学式スモークセンサの出力を補正
する補正手段と、前記補正手段により補正された前記光
学式スモークセンサの出力に基づき現在のスモーク濃度
を決定する決定手段、とを具備することを特徴とする。
スモーク濃度検出装置は、光学式スモークセンサと、現
在の運転状態に基づき前記光学式スモークセンサへ新た
に付着するスモーク付着量を算出する算出手段と、前記
算出手段により算出されたスモーク付着量を積算する積
算手段と、前記積算手段より積算されたスモーク付着量
積算値に基づき前記光学式スモークセンサの出力を補正
する補正手段と、前記補正手段により補正された前記光
学式スモークセンサの出力に基づき現在のスモーク濃度
を決定する決定手段、とを具備することを特徴とする。
【０００７】
【発明の実施の形態】図１は、本発明による内燃機関の
スモーク濃度検出装置を示す概略図である。同図におい
て、２０はディーゼルエンジン等の内燃機関における排
気管、１０は排気管２０に取り付けられたスモークセン
サである。スモークセンサ１０は、中空円柱状のケーシ
ング１２を有し、このケーシング１２が、フランジ１４
によって、排気管２０に設けられた取付孔２６に内側端
部２２を挿入するように装着されている。ケーシング１
２の内側端部近傍には、ケーシングの長軸を横断する方
向に略Ｕ字形断面の切欠き２８が設けられている。
スモーク濃度検出装置を示す概略図である。同図におい
て、２０はディーゼルエンジン等の内燃機関における排
気管、１０は排気管２０に取り付けられたスモークセン
サである。スモークセンサ１０は、中空円柱状のケーシ
ング１２を有し、このケーシング１２が、フランジ１４
によって、排気管２０に設けられた取付孔２６に内側端
部２２を挿入するように装着されている。ケーシング１
２の内側端部近傍には、ケーシングの長軸を横断する方
向に略Ｕ字形断面の切欠き２８が設けられている。
【０００８】ケーシング１２内には、二本の光導体３
０，３２が配置され、充填材３４で保持される。一方の
光導体３０はケーシング１２の外側端部２４から切欠き
２８の側壁３６の近くまで延在し、他方の光導体３２は
外側端部２４から切欠き２８の対向する側壁３８の下方
近くまで延在している。内側端部２２の内側には光導体
３２の端部に当接してプリズム４０が配置され、光導体
３０と３２はこのプリズム４０を介して一つの光路を形
成し、この光路が切欠き２８により切断される構造とな
っている。
０，３２が配置され、充填材３４で保持される。一方の
光導体３０はケーシング１２の外側端部２４から切欠き
２８の側壁３６の近くまで延在し、他方の光導体３２は
外側端部２４から切欠き２８の対向する側壁３８の下方
近くまで延在している。内側端部２２の内側には光導体
３２の端部に当接してプリズム４０が配置され、光導体
３０と３２はこのプリズム４０を介して一つの光路を形
成し、この光路が切欠き２８により切断される構造とな
っている。
【０００９】ケーシング１２の末端にはコネクタ４６を
介してケーブル４８が接続され、光導体３０，３２の外
側端部にはケーブル４８内の光ファイバ５４，５６にそ
れぞれ光学的に接続され、光ファイバ５４，５６の末端
には発光素子５０と受光素子５２が接続されている。そ
れにより、発光素子５０から送出された入射光は、光フ
ァイバ５４、光導体３０、切欠き部２８、プリズム４
０、光導体３２、さらに光ファイバ５６を通して受光素
子５２に達し、送出された入射光と受光した透過光の強
度の比により排気ガス中のスモーク濃度を決定するよう
になっている。
介してケーブル４８が接続され、光導体３０，３２の外
側端部にはケーブル４８内の光ファイバ５４，５６にそ
れぞれ光学的に接続され、光ファイバ５４，５６の末端
には発光素子５０と受光素子５２が接続されている。そ
れにより、発光素子５０から送出された入射光は、光フ
ァイバ５４、光導体３０、切欠き部２８、プリズム４
０、光導体３２、さらに光ファイバ５６を通して受光素
子５２に達し、送出された入射光と受光した透過光の強
度の比により排気ガス中のスモーク濃度を決定するよう
になっている。
【００１０】８０は、このスモーク濃度を決定するため
の演算装置であり、一般的なマイクロコンピュータが使
用される。この演算装置８０は、発光素子５０へ所定強
度の入射光を送出する指令を発すると共に、受光素子５
２から透過光の強度が入力される。また、機関回転数を
検出するための回転センサ８１、冷却水温を検出するた
めの水温センサ８２、及びアクセルペダルの踏み込み量
を検出するアクセルペダルストロークセンサ８３等が接
続されている。
の演算装置であり、一般的なマイクロコンピュータが使
用される。この演算装置８０は、発光素子５０へ所定強
度の入射光を送出する指令を発すると共に、受光素子５
２から透過光の強度が入力される。また、機関回転数を
検出するための回転センサ８１、冷却水温を検出するた
めの水温センサ８２、及びアクセルペダルの踏み込み量
を検出するアクセルペダルストロークセンサ８３等が接
続されている。
【００１１】演算装置８０は、図２に示すフローチャー
トに従って排気ガス中のスモーク濃度Ｃを決定するよう
になっている。まずステップ１０１において、スモーク
センサ１０の受光素子５２の出力Ｖ１、回転センサ８１
により検出される機関回転数ＮＥ、水温センサ８２によ
り検出される冷却水温ＴＨＷ、及びアクセルペダルスト
ロークセンサ８３により検出されるアクセルペダルの踏
み込み量Ｌが読み込まれる。
トに従って排気ガス中のスモーク濃度Ｃを決定するよう
になっている。まずステップ１０１において、スモーク
センサ１０の受光素子５２の出力Ｖ１、回転センサ８１
により検出される機関回転数ＮＥ、水温センサ８２によ
り検出される冷却水温ＴＨＷ、及びアクセルペダルスト
ロークセンサ８３により検出されるアクセルペダルの踏
み込み量Ｌが読み込まれる。
【００１２】次に、ステップ１０２に進み、冷却水温Ｔ
ＨＷに基づき図３に示す第１マップから第１付着係数Ｋ
１を決定する。第１付着係数Ｋ１は、排気ガス中のスモ
ークがスモークセンサ１０の切欠き部２８において露出
する光導体３０及びプリズム４０に付着する冷却水温Ｔ
ＨＷ毎の割合を示すものであり、第１マップにおいて、
冷却水温ＴＨＷが高いほど、スモークセンサ１０自身の
温度が高く、スモークが付着しやすくなることが考慮さ
れている。
ＨＷに基づき図３に示す第１マップから第１付着係数Ｋ
１を決定する。第１付着係数Ｋ１は、排気ガス中のスモ
ークがスモークセンサ１０の切欠き部２８において露出
する光導体３０及びプリズム４０に付着する冷却水温Ｔ
ＨＷ毎の割合を示すものであり、第１マップにおいて、
冷却水温ＴＨＷが高いほど、スモークセンサ１０自身の
温度が高く、スモークが付着しやすくなることが考慮さ
れている。
【００１３】次に、ステップ１０３に進み、機関回転数
ＮＥに基づき図４に示す第２マップから第２付着係数Ｋ
２を決定する。第２付着係数Ｋ２は、排気ガス中のスモ
ーク等がスモークセンサ１０の切欠き部２８において露
出する光導体３０及びプリズム４０に付着する機関回転
数ＮＥ毎の割合を示すものであり、第２マップにおい
て、機関回転数ＮＥが高いほど、スモーク、すなわち炭
素粒子の速度が速く、すなわち、大きな運動エネルギを
有するために、スモークが付着しやすくなることが考慮
されている。
ＮＥに基づき図４に示す第２マップから第２付着係数Ｋ
２を決定する。第２付着係数Ｋ２は、排気ガス中のスモ
ーク等がスモークセンサ１０の切欠き部２８において露
出する光導体３０及びプリズム４０に付着する機関回転
数ＮＥ毎の割合を示すものであり、第２マップにおい
て、機関回転数ＮＥが高いほど、スモーク、すなわち炭
素粒子の速度が速く、すなわち、大きな運動エネルギを
有するために、スモークが付着しやすくなることが考慮
されている。
【００１４】次に、ステップ１０４に進み、冷却水温Ｔ
ＨＷ及びアクセルペダルの踏み込み量Ｌに基づき図５に
示す第３マップから排気ガス中におけるスモークの発生
量Ｓが決定される。第３マップにおいて、冷却水温ＴＨ
Ｗが低く、かつ、アクセルペダルの踏み込み量Ｌが大き
い、すなわち、燃料噴射量が多いほど、スモーク発生量
が多くなることが考慮されている。
ＨＷ及びアクセルペダルの踏み込み量Ｌに基づき図５に
示す第３マップから排気ガス中におけるスモークの発生
量Ｓが決定される。第３マップにおいて、冷却水温ＴＨ
Ｗが低く、かつ、アクセルペダルの踏み込み量Ｌが大き
い、すなわち、燃料噴射量が多いほど、スモーク発生量
が多くなることが考慮されている。
【００１５】次に、ステップ１０５に進み、このスモー
ク発生量Ｓに前述した第１及び第２付着係数の和（Ｋ１
＋Ｋ２）が乗算されて、今回新たにスモークセンサ１０
へ付着するスモーク付着量ｍが算出され、ステップ１０
６において、前回までの積算スモーク付着量Ｍにこのス
モーク付着量ｍが加えられて新たな積算スモーク付着量
Ｍが算出される。
ク発生量Ｓに前述した第１及び第２付着係数の和（Ｋ１
＋Ｋ２）が乗算されて、今回新たにスモークセンサ１０
へ付着するスモーク付着量ｍが算出され、ステップ１０
６において、前回までの積算スモーク付着量Ｍにこのス
モーク付着量ｍが加えられて新たな積算スモーク付着量
Ｍが算出される。
【００１６】次に、ステップ１０７に進み、この積算ス
モーク付着量Ｍが所定値Ｍ１以上となっているか否かが
判断され、積算スモーク付着量Ｍがあまり多くない時に
は、この判断は否定されてステップ１０８に進む。ステ
ップ１０８において、次式（１）によって、スモークセ
ンサ１０の受光素子５２の出力Ｖ１が補正される。 Ｖ１＝Ｖ１／（１−Ｍ／Ｍ２） … （１） ここで、Ｍはステップ１０６において積算されたこれま
でにスモークセンサ１０へ付着するスモーク量であり、
Ｍ２は排気ガス中にスモークが含まれていなくても受光
素子５２の出力をほぼゼロとするこのスモークセンサ１
０へのスモーク付着量であり、それにより、スモークセ
ンサ１０の光導体３０及びプリズム４０に付着する積算
スモーク付着量Ｍが多いほど、受光素子５２の出力Ｖ１
は大きく補正される。
モーク付着量Ｍが所定値Ｍ１以上となっているか否かが
判断され、積算スモーク付着量Ｍがあまり多くない時に
は、この判断は否定されてステップ１０８に進む。ステ
ップ１０８において、次式（１）によって、スモークセ
ンサ１０の受光素子５２の出力Ｖ１が補正される。 Ｖ１＝Ｖ１／（１−Ｍ／Ｍ２） … （１） ここで、Ｍはステップ１０６において積算されたこれま
でにスモークセンサ１０へ付着するスモーク量であり、
Ｍ２は排気ガス中にスモークが含まれていなくても受光
素子５２の出力をほぼゼロとするこのスモークセンサ１
０へのスモーク付着量であり、それにより、スモークセ
ンサ１０の光導体３０及びプリズム４０に付着する積算
スモーク付着量Ｍが多いほど、受光素子５２の出力Ｖ１
は大きく補正される。
【００１７】次に、このように補正された受光素子５２
の出力Ｖ１と発光素子５０での基準出力Ｖ０との比によ
って現在の排気ガス中におけるスモーク濃度Ｃが決定さ
れる。ステップ１０７における判断は、スモークセンサ
１０へ付着する積算スモーク付着量Ｍがかなり多くな
り、前述のＭ２に近くなると、補正が非常に大きくなり
補正の信頼性が低下するために、スモーク濃度を決定す
ることなく、ステップ１１０に進みセンサ異常として、
運転者にスモークセンサの交換又はスモークセンサに付
着するスモークの除去を促すようになっている。スモー
クセンサの交換及びそれに付着すスモークが完全に除去
された時には、積算スモーク付着量Ｍはゼロにリセット
される。
の出力Ｖ１と発光素子５０での基準出力Ｖ０との比によ
って現在の排気ガス中におけるスモーク濃度Ｃが決定さ
れる。ステップ１０７における判断は、スモークセンサ
１０へ付着する積算スモーク付着量Ｍがかなり多くな
り、前述のＭ２に近くなると、補正が非常に大きくなり
補正の信頼性が低下するために、スモーク濃度を決定す
ることなく、ステップ１１０に進みセンサ異常として、
運転者にスモークセンサの交換又はスモークセンサに付
着するスモークの除去を促すようになっている。スモー
クセンサの交換及びそれに付着すスモークが完全に除去
された時には、積算スモーク付着量Ｍはゼロにリセット
される。
【００１８】また、付着するスモークを除去するため
に、スモークセンサ１０の切欠き部２８において露出す
る光導体３０及びプリズム４０の近傍にヒータを配置し
て、それらに付着するスモークを燃焼させることも可能
である。この場合には、積算スモーク付着量Ｍがそれほ
ど多くなる前に定期的にこの燃焼を実施したほうが完全
除去しやすく、この完全除去の際には、積算スモーク付
着量Ｍをゼロにリセットすることが必要である。
に、スモークセンサ１０の切欠き部２８において露出す
る光導体３０及びプリズム４０の近傍にヒータを配置し
て、それらに付着するスモークを燃焼させることも可能
である。この場合には、積算スモーク付着量Ｍがそれほ
ど多くなる前に定期的にこの燃焼を実施したほうが完全
除去しやすく、この完全除去の際には、積算スモーク付
着量Ｍをゼロにリセットすることが必要である。
【００１９】
【発明の効果】このように、本発明による内燃機関のス
モーク濃度検出装置によれば、算出手段が現在の運転状
態に基づきスモークセンサへ新たに付着するスモーク付
着量を算出し、積算手段が算出手段により算出されたス
モーク付着量を積算するために、現在においてスモーク
センサに付着するスモーク付着量をスモーク付着積算値
として正確に把握することができ、補正手段がこのスモ
ーク付着量積算値に基づきスモークセンサの出力を補正
するために正確な補正が可能となり、決定手段が補正手
段により正確に補正されたスモークセンサの出力に基づ
き現在のスモーク濃度を決定するために、正確なスモー
ク濃度を検出することが可能となる。
モーク濃度検出装置によれば、算出手段が現在の運転状
態に基づきスモークセンサへ新たに付着するスモーク付
着量を算出し、積算手段が算出手段により算出されたス
モーク付着量を積算するために、現在においてスモーク
センサに付着するスモーク付着量をスモーク付着積算値
として正確に把握することができ、補正手段がこのスモ
ーク付着量積算値に基づきスモークセンサの出力を補正
するために正確な補正が可能となり、決定手段が補正手
段により正確に補正されたスモークセンサの出力に基づ
き現在のスモーク濃度を決定するために、正確なスモー
ク濃度を検出することが可能となる。
【図１】本発明による内燃機関のスモーク濃度検出装置
を示す概略図である。
を示す概略図である。
【図２】スモーク濃度を決定するためのフローチャート
である。
である。
【図３】図２のフローチャートに使用される第１付着係
数を決定するための第１マップである。
数を決定するための第１マップである。
【図４】図２のフローチャートに使用される第２付着係
数を決定するための第２マップである。
数を決定するための第２マップである。
【図５】図２のフローチャートに使用されるスモーク発
生量を決定するための第３マップである。
生量を決定するための第３マップである。
１０…スモークセンサ ２０…排気管 ５０…発光素子 ５２…受光素子 ８０…演算装置
Claims (1)
- 【請求項１】 光学式スモークセンサと、現在の運転状
態に基づき前記光学式スモークセンサへ新たに付着する
スモーク付着量を算出する算出手段と、前記算出手段に
より算出されたスモーク付着量を積算する積算手段と、
前記積算手段より積算されたスモーク付着量積算値に基
づき前記光学式スモークセンサの出力を補正する補正手
段と、前記補正手段により補正された前記光学式スモー
クセンサの出力に基づき現在のスモーク濃度を決定する
決定手段、とを具備することを特徴とする内燃機関のス
モーク濃度検出装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23505195A JPH0979979A (ja) | 1995-09-13 | 1995-09-13 | 内燃機関のスモーク濃度検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23505195A JPH0979979A (ja) | 1995-09-13 | 1995-09-13 | 内燃機関のスモーク濃度検出装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0979979A true JPH0979979A (ja) | 1997-03-28 |
Family
ID=16980366
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP23505195A Pending JPH0979979A (ja) | 1995-09-13 | 1995-09-13 | 内燃機関のスモーク濃度検出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0979979A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2014092379A (ja) * | 2012-10-31 | 2014-05-19 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 排ガス中のガス成分濃度計測装置 |
| JP2014092381A (ja) * | 2012-10-31 | 2014-05-19 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | ガス中のガス成分濃度多点計測装置 |
| EP2669651B1 (en) * | 2007-06-13 | 2020-12-09 | OY Halton Group, Ltd. | Fouling detector for detecting grease fouling in a duct |
-
1995
- 1995-09-13 JP JP23505195A patent/JPH0979979A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP2669651B1 (en) * | 2007-06-13 | 2020-12-09 | OY Halton Group, Ltd. | Fouling detector for detecting grease fouling in a duct |
| JP2014092379A (ja) * | 2012-10-31 | 2014-05-19 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 排ガス中のガス成分濃度計測装置 |
| JP2014092381A (ja) * | 2012-10-31 | 2014-05-19 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | ガス中のガス成分濃度多点計測装置 |
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