JPH10184441A - 筒内残留燃料量計測システム - Google Patents
筒内残留燃料量計測システムInfo
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- JPH10184441A JPH10184441A JP34833096A JP34833096A JPH10184441A JP H10184441 A JPH10184441 A JP H10184441A JP 34833096 A JP34833096 A JP 34833096A JP 34833096 A JP34833096 A JP 34833096A JP H10184441 A JPH10184441 A JP H10184441A
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- gas
- engine
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 ディーゼルエンジンから排出される白煙の量
を正確に計測する。 【解決手段】 計測すべき状態になるまでエンジンを運
転した後に、燃料噴射を停止させてモータリング状態と
する。そして燃料停止後の望ましくは排気行程と同期し
て筒内ガスをサンプリング管１により抽出し、サンプリ
ングガスを排ガス組成分析計６によって分析して、ＨＣ
濃度を算出する。このＨＣ濃度と別に算出される排ガス
流量から、排出された燃料の量を筒内残留燃料量演算手
段９によって算出する。白煙の量は排出される未燃焼燃
料の量と高い相関関係を有することが判っているので、
筒内ガスサンプリングをＨＣ濃度が大気と同程度になる
まで繰り返して、その間の燃料量を積算すれば、その値
がエンジン内の残留燃料量を示すと共に、白煙の量を示
すものとなる。
を正確に計測する。 【解決手段】 計測すべき状態になるまでエンジンを運
転した後に、燃料噴射を停止させてモータリング状態と
する。そして燃料停止後の望ましくは排気行程と同期し
て筒内ガスをサンプリング管１により抽出し、サンプリ
ングガスを排ガス組成分析計６によって分析して、ＨＣ
濃度を算出する。このＨＣ濃度と別に算出される排ガス
流量から、排出された燃料の量を筒内残留燃料量演算手
段９によって算出する。白煙の量は排出される未燃焼燃
料の量と高い相関関係を有することが判っているので、
筒内ガスサンプリングをＨＣ濃度が大気と同程度になる
まで繰り返して、その間の燃料量を積算すれば、その値
がエンジン内の残留燃料量を示すと共に、白煙の量を示
すものとなる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、例えば車両用とし
てのディーゼルエンジンから排出される白煙発生量を正
確な数値として表すための、筒内残留燃料量計測システ
ムに関するものである。
てのディーゼルエンジンから排出される白煙発生量を正
確な数値として表すための、筒内残留燃料量計測システ
ムに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】ディーゼルエンジンを搭載している自動
車においては、冬期のエンジン始動時などにおいてテー
プパイプから多量の白煙を発生する場合がある。この白
煙の発生量を評価する方法としては、これまでは人間の
目による官能評価や、排気管の途中或いはテールパイプ
の直後に光透過式スモークメータを取付けて、排ガスの
光透過率により白煙発生量を評価する光学的評価等が行
なわれていた。
車においては、冬期のエンジン始動時などにおいてテー
プパイプから多量の白煙を発生する場合がある。この白
煙の発生量を評価する方法としては、これまでは人間の
目による官能評価や、排気管の途中或いはテールパイプ
の直後に光透過式スモークメータを取付けて、排ガスの
光透過率により白煙発生量を評価する光学的評価等が行
なわれていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
方法のうち、人の目による官能評価の場合は、評価基準
を言葉で表現することが難かしいため、評価者毎の評価
基準に個人差が生じる。また、光透過式スモークメータ
による光学的評価の場合は、発光部と受光部を備える計
測システムを用いるが、例えば発光部と受光部を結ぶ線
上に白煙となる燃料の微細な液滴が多量に存在すると、
発光部から発射された光が最初に当った液滴によって反
射されるので、それ以降の液滴には光が当らないために
液滴の存在を検出することができず、光透過率によって
は白煙発生量を厳密に測定することができないという問
題があった。本発明は、これらの従来技術の問題点に鑑
み、エンジンのテールパイプから排出される未燃焼燃料
による白煙の量を正確に定量することができる手段を提
供することを目的とする。
方法のうち、人の目による官能評価の場合は、評価基準
を言葉で表現することが難かしいため、評価者毎の評価
基準に個人差が生じる。また、光透過式スモークメータ
による光学的評価の場合は、発光部と受光部を備える計
測システムを用いるが、例えば発光部と受光部を結ぶ線
上に白煙となる燃料の微細な液滴が多量に存在すると、
発光部から発射された光が最初に当った液滴によって反
射されるので、それ以降の液滴には光が当らないために
液滴の存在を検出することができず、光透過率によって
は白煙発生量を厳密に測定することができないという問
題があった。本発明は、これらの従来技術の問題点に鑑
み、エンジンのテールパイプから排出される未燃焼燃料
による白煙の量を正確に定量することができる手段を提
供することを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明は上記の課題を解
決するための手段として、特許請求の範囲の各請求項に
記載された筒内残留燃料量計測システムを提供する。
決するための手段として、特許請求の範囲の各請求項に
記載された筒内残留燃料量計測システムを提供する。
【０００５】本発明の筒内残留燃料量計測システムによ
れば、エンジンを所定の時間運転した後に、燃料噴射停
止指令によって燃料しゃ断弁を閉じて筒内への燃料の噴
射を停止し、エンジンをモータリング状態とする。そし
て、燃料噴射を停止したサイクルの排気行程と同期して
サンプリング手段によって筒内ガスのサンプリングを開
始する。サンプリングされたガスは分析手段に導びか
れ、直ちにガス組成が分析されて、ガス中のＨＣ濃度を
算出する。このＨＣ濃度値と、排ガス流量検出手段によ
って検出された流量値から、演算手段によって、このサ
イクルにおいて排出された燃料量を算出する。このよう
に、排気行程に同期した筒内ガスサンプリングと演算処
理をガス組成分析手段によって分析されたＨＣ濃度が大
気レベルになるまで、サイクル毎にくり返して行って算
出値と積算することにより、筒内に残留していた燃料量
の全量を示す数値を知ることができ、それをエンジンの
排出する白煙量を示す数値とすることができる。
れば、エンジンを所定の時間運転した後に、燃料噴射停
止指令によって燃料しゃ断弁を閉じて筒内への燃料の噴
射を停止し、エンジンをモータリング状態とする。そし
て、燃料噴射を停止したサイクルの排気行程と同期して
サンプリング手段によって筒内ガスのサンプリングを開
始する。サンプリングされたガスは分析手段に導びか
れ、直ちにガス組成が分析されて、ガス中のＨＣ濃度を
算出する。このＨＣ濃度値と、排ガス流量検出手段によ
って検出された流量値から、演算手段によって、このサ
イクルにおいて排出された燃料量を算出する。このよう
に、排気行程に同期した筒内ガスサンプリングと演算処
理をガス組成分析手段によって分析されたＨＣ濃度が大
気レベルになるまで、サイクル毎にくり返して行って算
出値と積算することにより、筒内に残留していた燃料量
の全量を示す数値を知ることができ、それをエンジンの
排出する白煙量を示す数値とすることができる。
【０００６】以上のように、本発明によれば、エンジン
のテールパイプから排出される白煙を、従来の評価基準
がまちまちになりがちな人の目による官能評価や、白煙
発生量を厳密に測定することができない光透過式のスモ
ークメータなどの方法とは異なって、筒内残留燃料量を
より厳密な数値として白煙発生量を表現することが可能
になる。
のテールパイプから排出される白煙を、従来の評価基準
がまちまちになりがちな人の目による官能評価や、白煙
発生量を厳密に測定することができない光透過式のスモ
ークメータなどの方法とは異なって、筒内残留燃料量を
より厳密な数値として白煙発生量を表現することが可能
になる。
【０００７】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の具
体的な実施形態を説明する。図１は本発明による第１実
施形態の概略的構成を示すシステム構成図であって、１
はエンジン１０の燃焼室内に一端が開口している筒内ガ
スサンプリング管、２はサンプリング管の途中に設けら
れた電磁弁、３は例えばマイクロコンピュータを内蔵し
ている電磁弁作動タイミング演算手段、４は演算手段３
の信号を受けたときに電磁弁２に対して開閉信号（駆動
信号）を出力する電磁弁駆動手段、５は燃料遮断弁であ
って、エンジン１０の燃料噴射弁７へ燃料噴射ポンプ８
から高圧の燃料を送る燃料供給管の途中に設けられる。
また、６はガス組成分析計、９は例えばマイクロコンピ
ュータを内蔵している筒内残留燃料量演算手段である。
体的な実施形態を説明する。図１は本発明による第１実
施形態の概略的構成を示すシステム構成図であって、１
はエンジン１０の燃焼室内に一端が開口している筒内ガ
スサンプリング管、２はサンプリング管の途中に設けら
れた電磁弁、３は例えばマイクロコンピュータを内蔵し
ている電磁弁作動タイミング演算手段、４は演算手段３
の信号を受けたときに電磁弁２に対して開閉信号（駆動
信号）を出力する電磁弁駆動手段、５は燃料遮断弁であ
って、エンジン１０の燃料噴射弁７へ燃料噴射ポンプ８
から高圧の燃料を送る燃料供給管の途中に設けられる。
また、６はガス組成分析計、９は例えばマイクロコンピ
ュータを内蔵している筒内残留燃料量演算手段である。
【０００８】また、図示していないがエンジン１０に
は、外部駆動用のモータ（電動機）がクランク軸に連結
されていると共に、クランク角検出センサと排ガス流量
検出センサが設けられており、クランク角検出センサの
出力する信号（クランク角信号）は電磁弁作動タイミン
グ演算手段３に入力され、排ガス流量検出センサの出力
する信号（排ガス流量信号）は筒内残留量演算手段９に
入力される。
は、外部駆動用のモータ（電動機）がクランク軸に連結
されていると共に、クランク角検出センサと排ガス流量
検出センサが設けられており、クランク角検出センサの
出力する信号（クランク角信号）は電磁弁作動タイミン
グ演算手段３に入力され、排ガス流量検出センサの出力
する信号（排ガス流量信号）は筒内残留量演算手段９に
入力される。
【０００９】以下、本発明の特徴である、前述のような
構成の筒内残留量計測システムの作動、即ち処理の手法
を、図２を参照しながら説明する。図２は筒内ガスを筒
内ガスサンプリング管等からなる筒内ガスサンプリング
手段によってサンプリングするためのタイミング図であ
る。エンジン１０を所定の時間運転して、測定すべき運
転状態に到達させた後に、燃料遮断弁５により燃料の供
給を遮断し、燃料の噴射を停止させることによって、モ
ータリング状態とする。そして、燃料噴射停止直後の排
気行程に同期して、電磁弁２を開弁させて、筒内ガスサ
ンプリング管１から筒内ガスのサンプリングを開始す
る。
構成の筒内残留量計測システムの作動、即ち処理の手法
を、図２を参照しながら説明する。図２は筒内ガスを筒
内ガスサンプリング管等からなる筒内ガスサンプリング
手段によってサンプリングするためのタイミング図であ
る。エンジン１０を所定の時間運転して、測定すべき運
転状態に到達させた後に、燃料遮断弁５により燃料の供
給を遮断し、燃料の噴射を停止させることによって、モ
ータリング状態とする。そして、燃料噴射停止直後の排
気行程に同期して、電磁弁２を開弁させて、筒内ガスサ
ンプリング管１から筒内ガスのサンプリングを開始す
る。
【００１０】サンプリングされた筒内ガスは分析計６に
より組成が分析され、ガス中のＨＣ濃度が算出される。
このＨＣ濃度と排ガス流量から、このサイクルにおいて
筒内より排出された総量としての燃料量が算出される。
この筒内ガスサンプリングを、ＨＣ濃度が大気レベルと
同じになるまで排気行程と同期してくり返して行い、各
サイクル毎の燃料量を積算することによって、エンジン
内に残留していた燃料量の全量を求めることができる。
より組成が分析され、ガス中のＨＣ濃度が算出される。
このＨＣ濃度と排ガス流量から、このサイクルにおいて
筒内より排出された総量としての燃料量が算出される。
この筒内ガスサンプリングを、ＨＣ濃度が大気レベルと
同じになるまで排気行程と同期してくり返して行い、各
サイクル毎の燃料量を積算することによって、エンジン
内に残留していた燃料量の全量を求めることができる。
【００１１】ところで、筒内ガスをサンプリングする時
期は、前述のように排気行程と同期させるのが最も良
い。燃焼サイクルにおける他の行程、例えば吸気行程で
は、冷たい新気に接触することにより、残留していた燃
料の蒸発が遅くなる。そのために、実際に排出されるＨ
Ｃ濃度よりも検出されるＨＣ濃度の値が低くなり、筒内
残留燃料量を少なく見積ってしまうこととなる。また、
圧縮、膨張行程においては、筒内圧や温度が大きく変動
しているので、サンプリング開始直後と終了直前とでは
濃度が大きく異なり、ＨＣ濃度の検出値が不安定となる
可能性がある。従って、筒内に残留している燃料の蒸発
のための時間があり、また筒内圧、温度の状態の安定し
ている排気行程においてサンプリングを行うのが良い。
期は、前述のように排気行程と同期させるのが最も良
い。燃焼サイクルにおける他の行程、例えば吸気行程で
は、冷たい新気に接触することにより、残留していた燃
料の蒸発が遅くなる。そのために、実際に排出されるＨ
Ｃ濃度よりも検出されるＨＣ濃度の値が低くなり、筒内
残留燃料量を少なく見積ってしまうこととなる。また、
圧縮、膨張行程においては、筒内圧や温度が大きく変動
しているので、サンプリング開始直後と終了直前とでは
濃度が大きく異なり、ＨＣ濃度の検出値が不安定となる
可能性がある。従って、筒内に残留している燃料の蒸発
のための時間があり、また筒内圧、温度の状態の安定し
ている排気行程においてサンプリングを行うのが良い。
【００１２】またエンジン１０の運転中にサンプリング
を行うと、筒内の壁面に付着していた燃料以外に、噴射
された燃料の一部が未燃のまま排出されるため、ＨＣ量
はそれらの和になるため、筒内に残留していた燃料の量
を厳密に求めることはできないが、燃料の噴射停止直後
のサイクルからサンプリングすれば、筒内に残留してい
た燃料量のみを厳密に知ることができる。
を行うと、筒内の壁面に付着していた燃料以外に、噴射
された燃料の一部が未燃のまま排出されるため、ＨＣ量
はそれらの和になるため、筒内に残留していた燃料の量
を厳密に求めることはできないが、燃料の噴射停止直後
のサイクルからサンプリングすれば、筒内に残留してい
た燃料量のみを厳密に知ることができる。
【００１３】ところで発明者らは、多数の実験データを
解析した結果、図３に示すように、筒内に残留する燃料
量とエンジン運転時にテールパイプから排出される白煙
の発生量との間には非常に強い相関関係があることを見
出した。従って、筒内残留燃料量により、テールパイプ
から排出される白煙発生量を厳密に数値として表現する
ことができることが判った。
解析した結果、図３に示すように、筒内に残留する燃料
量とエンジン運転時にテールパイプから排出される白煙
の発生量との間には非常に強い相関関係があることを見
出した。従って、筒内残留燃料量により、テールパイプ
から排出される白煙発生量を厳密に数値として表現する
ことができることが判った。
【００１４】また、図４に示す第２の実施形態では、ガ
スを第１の実施形態のように筒内から直接にサンプリン
グするのではなく、排気バルブ１２の直後の排気ポート
１１内に筒内ガスサンプリング管１ａの一端を開口させ
て、その位置からサンプリングを行うこととした。その
結果、エンジンを特に改造する必要がなく、排気バルブ
の極めて近くからサンプリングすれば、排気管内部等、
エンジン外に付着した燃料の影響を殆ど受けることがな
い。従って、排気行程と同期してサンプリングすること
により、筒内から排出されたガス中のＨＣ濃度を十分正
確に測定することが可能であり、筒内に残留する燃料の
量を比較的簡便に知ることができる。
スを第１の実施形態のように筒内から直接にサンプリン
グするのではなく、排気バルブ１２の直後の排気ポート
１１内に筒内ガスサンプリング管１ａの一端を開口させ
て、その位置からサンプリングを行うこととした。その
結果、エンジンを特に改造する必要がなく、排気バルブ
の極めて近くからサンプリングすれば、排気管内部等、
エンジン外に付着した燃料の影響を殆ど受けることがな
い。従って、排気行程と同期してサンプリングすること
により、筒内から排出されたガス中のＨＣ濃度を十分正
確に測定することが可能であり、筒内に残留する燃料の
量を比較的簡便に知ることができる。
【００１５】図５に示す第３の実施形態では、第２の実
施形態と同様に、排気バルブ１２の直後の排気ポート１
１から筒内ガスサンプリング管１ａによってガスサンプ
リングを行い、さらに燃料噴射停止指令が入力されて燃
料噴射停止後に、サンプリングを一旦開始すると連続し
てサンプリングを行う。その結果、サイクル毎のＨＣ濃
度の検出値の境界は不明瞭になるが、燃料量の全量を求
める上では、このことは問題にはならない。第３実施形
態のように構成すれば、サンプリング時期を決定するた
めのクランク角検出センサ及び電磁弁作動タイミング演
算手段が不要になり、非常に簡単な構成で筒内残留燃料
量全量を知ることができる。
施形態と同様に、排気バルブ１２の直後の排気ポート１
１から筒内ガスサンプリング管１ａによってガスサンプ
リングを行い、さらに燃料噴射停止指令が入力されて燃
料噴射停止後に、サンプリングを一旦開始すると連続し
てサンプリングを行う。その結果、サイクル毎のＨＣ濃
度の検出値の境界は不明瞭になるが、燃料量の全量を求
める上では、このことは問題にはならない。第３実施形
態のように構成すれば、サンプリング時期を決定するた
めのクランク角検出センサ及び電磁弁作動タイミング演
算手段が不要になり、非常に簡単な構成で筒内残留燃料
量全量を知ることができる。
【図１】本発明の第１実施形態を示すシステム構成図で
ある。
ある。
【図２】筒内ガスをサンプリングするタイミングを表す
図である。
図である。
【図３】筒内残留燃料量とテールパイプから排出される
白煙発生量との関係を示す図である。
白煙発生量との関係を示す図である。
【図４】本発明の第２実施形態を示すシステム構成図で
ある。
ある。
【図５】本発明の第３実施形態を示すシステム構成図で
ある。
ある。
１，１ａ…筒内ガスサンプリング管 ２…電磁弁 ５…燃料遮断弁 ６…排ガス組成分析計 １０…エンジン １１…排気ポート １２…排気バルブ
Claims (4)
- 【請求項１】 ディーゼルエンジンの燃料噴射停止後の
筒内ガスをサンプリングする手段と、燃料の噴射を停止
する手段と、前記エンジンをモータリングさせる駆動手
段と、サンプリングされた筒内ガスのガス組成を分析す
る手段と、排ガス流量を検出する手段と、前記ガス組成
分析手段の検出値、及び前記排ガス流量検出手段の検出
値から筒内に残留する燃料量を算出する演算手段とを備
えており、テールパイプから排出される白煙の発生量を
前記筒内残留燃料量によって表現することを可能とする
筒内残留燃料量計測システム。 - 【請求項２】 ディーゼルエンジンの燃料噴射停止後の
筒内ガスをサンプリングする手段と、ピストンのクラン
ク角を検出する手段と、燃料の噴射を停止する手段と、
前記エンジンをモータリングさせる駆動手段と、前記ク
ランク角検出手段の信号により燃料噴射停止後の排気行
程と同期して筒内ガスサンプリング時期を決定する演算
手段と、前記演算手段の演算結果によってサンプリング
された筒内ガスのガス組成を分析する手段と、排ガス流
量を検出する手段と、前記ガス組成分析手段の検出値、
及び前記排ガス流量検出手段の検出値から筒内に残留す
る燃料量を算出する演算手段とを備えており、テールパ
イプから排出される白煙の発生量を前記筒内残留燃料量
によって表現することを可能とする筒内残留燃料量計測
システム。 - 【請求項３】 前記燃料噴射停止手段による噴射停止後
にガスサンプリングを行う位置を、排気バルブの直後の
排気ポートとした請求項１又は２記載の筒内残留燃料量
計測システム。 - 【請求項４】 燃料噴射停止後にガスサンプリングを一
旦開始すると、連続してガスサンプリングを行うように
した請求項３記載の筒内残留燃料量計測システム。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP34833096A JPH10184441A (ja) | 1996-12-26 | 1996-12-26 | 筒内残留燃料量計測システム |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP34833096A JPH10184441A (ja) | 1996-12-26 | 1996-12-26 | 筒内残留燃料量計測システム |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10184441A true JPH10184441A (ja) | 1998-07-14 |
Family
ID=18396311
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP34833096A Withdrawn JPH10184441A (ja) | 1996-12-26 | 1996-12-26 | 筒内残留燃料量計測システム |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10184441A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2013014789A1 (ja) | 2011-07-28 | 2013-01-31 | トヨタ自動車株式会社 | 内燃機関の制御装置 |
| CN112943500A (zh) * | 2021-03-11 | 2021-06-11 | 西华大学 | 模拟高原环境对航空活塞发动机喷雾特性影响的装置和方法 |
-
1996
- 1996-12-26 JP JP34833096A patent/JPH10184441A/ja not_active Withdrawn
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2013014789A1 (ja) | 2011-07-28 | 2013-01-31 | トヨタ自動車株式会社 | 内燃機関の制御装置 |
| CN112943500A (zh) * | 2021-03-11 | 2021-06-11 | 西华大学 | 模拟高原环境对航空活塞发动机喷雾特性影响的装置和方法 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20040302 |