JPS604412B2 - 機関吸入空気重量測定装置 - Google Patents
機関吸入空気重量測定装置Info
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- JPS604412B2 JPS604412B2 JP140472A JP140472A JPS604412B2 JP S604412 B2 JPS604412 B2 JP S604412B2 JP 140472 A JP140472 A JP 140472A JP 140472 A JP140472 A JP 140472A JP S604412 B2 JPS604412 B2 JP S604412B2
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- Japan
- Prior art keywords
- intake air
- engine
- circuit
- oscillation
- intake
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Description
【発明の詳細な説明】
機関の吸入空気重量の測定は機関の性能特性の解析、機
関設計資料、排気ガス浄化を目的とした燃料供Ｖ給系統
の制御等に近年極めて重要な要素となって釆ている。
関設計資料、排気ガス浄化を目的とした燃料供Ｖ給系統
の制御等に近年極めて重要な要素となって釆ている。
空気重量の測定には一般にベンチュリー法、オリフィス
差圧法、タービン流量計法、速度−密度法等があるが、
本発明は理論式より導びし、た数値を実験値と照合して
機関特有の値として数式化し、これを電子回路化して時
々刻々の機関吸入空気量を瞬時に検出、計測出来るよう
にした装置に関するものである。先づ電子回路化せしめ
る基礎となる理論式として機関の吸入空気重量を熱力学
的な計算から導びし、て見るに、下の仮定を置いて【１
）気筒壁を通じての燃焼ガスの熱損失燃焼期間中
発生熱量の７％ 膨張期間中 発生熱量の７％脚 気筒壁表
面の温度は略々一定で２００こ０、気筒壁との熱交換に
よる吸入新気の温度変化は温度差に比例してその１／３
脚 燃料の発熱量は１０００皿ｃａ夕／ｋ９燃料の成分
Ｈ＝０．１２６Ｃ＝０．８７４理論空燃辻七 １
４．３９とすると吸入空気重量Ｗａは途中の算出過程を
省略してｐ８ ・ ごＷａ＝８４８２０十１７３
．２・ｔ ご−１．〆（ｔ，旨旨羊）Ｘ２ｖ・Ｎ………
〔１〕なお本計算結果は次のような範囲で適用出来る。
差圧法、タービン流量計法、速度−密度法等があるが、
本発明は理論式より導びし、た数値を実験値と照合して
機関特有の値として数式化し、これを電子回路化して時
々刻々の機関吸入空気量を瞬時に検出、計測出来るよう
にした装置に関するものである。先づ電子回路化せしめ
る基礎となる理論式として機関の吸入空気重量を熱力学
的な計算から導びし、て見るに、下の仮定を置いて【１
）気筒壁を通じての燃焼ガスの熱損失燃焼期間中
発生熱量の７％ 膨張期間中 発生熱量の７％脚 気筒壁表
面の温度は略々一定で２００こ０、気筒壁との熱交換に
よる吸入新気の温度変化は温度差に比例してその１／３
脚 燃料の発熱量は１０００皿ｃａ夕／ｋ９燃料の成分
Ｈ＝０．１２６Ｃ＝０．８７４理論空燃辻七 １
４．３９とすると吸入空気重量Ｗａは途中の算出過程を
省略してｐ８ ・ ごＷａ＝８４８２０十１７３
．２・ｔ ご−１．〆（ｔ，旨旨羊）Ｘ２ｖ・Ｎ………
〔１〕なお本計算結果は次のような範囲で適用出来る。
【１｝ 吸気温度（吸入弁直前の温度）ｔ−５０ｑ○〜
十３５０００ ‘２１ 吸気圧力 ＰＢ −５００〜１８０仇肋日タＡｂｓ 【３｝ 圧縮比 ご ４〜９ （４’混合気の空気過剰率 ｎ ｏ．７〜１．２（空燃比で１０−１〜１７．３）■背圧
Ｐｙ地上および高空 ここに Ｗａ・…・・・・・機関吸入空気重量 ｋ９／ｓ
ＰＢ………吸気圧力 肋日タＡ広ｔ・・・
・・・・・・吸気温度 ℃ご……
・・・圧縮比ナ（ｔ，葺合二）＝〔・−ｏ．５８（幹子
）〕‐〔ＩＴＢ……・・・圧縮初め温度。
十３５０００ ‘２１ 吸気圧力 ＰＢ −５００〜１８０仇肋日タＡｂｓ 【３｝ 圧縮比 ご ４〜９ （４’混合気の空気過剰率 ｎ ｏ．７〜１．２（空燃比で１０−１〜１７．３）■背圧
Ｐｙ地上および高空 ここに Ｗａ・…・・・・・機関吸入空気重量 ｋ９／ｓ
ＰＢ………吸気圧力 肋日タＡ広ｔ・・・
・・・・・・吸気温度 ℃ご……
・・・圧縮比ナ（ｔ，葺合二）＝〔・−ｏ．５８（幹子
）〕‐〔ＩＴＢ……・・・圧縮初め温度。
ＫＴｙ・・…・・・・残留ガス温度ｏＫ
のため別途Ｐ８およびＴｙを計算し、これらの値を入れ
て計算するとナ（ｔ，旨幹子）は下表の如くになる。
て計算するとナ（ｔ，旨幹子）は下表の如くになる。
Ｐｒ・１
第１表 ナ（ｔ，一一−）の計算値
ＰＢ・６
また機関の実用される範囲においてご＝８．０とし、次
の条件則ちｔ ＰＢ Ｐｒ −５０００ ７６０肋日タＡｂｓ １１６比肋日タ
Ａｂｓｌｏｏｑ０ ３６仇吻日タＡｂｓ ７６物咳
日タＡｂｓについてＱを求めてみると〔瓜〕式はＷａ三
１．０００〜１．２６１２Ｖ・ＰＢ・Ｎ×１０‐５（ｋ
９／ｓ） ・・…・〔ｍ′〕次に実用機関
において実際にはＱがどんな数値になるかを精密に性能
実験から求めてみた結果、ナ（ｔ，葺合半）……排気修
正係数２Ｖ・・…・全気筒容量
でＮ …，．・機関回転数 ｒＰｍ
Ｐｙ……背 圧 棚日タＡ戊〔１〕式は
ｗａ＝８４８２。
の条件則ちｔ ＰＢ Ｐｒ −５０００ ７６０肋日タＡｂｓ １１６比肋日タ
Ａｂｓｌｏｏｑ０ ３６仇吻日タＡｂｓ ７６物咳
日タＡｂｓについてＱを求めてみると〔瓜〕式はＷａ三
１．０００〜１．２６１２Ｖ・ＰＢ・Ｎ×１０‐５（ｋ
９／ｓ） ・・…・〔ｍ′〕次に実用機関
において実際にはＱがどんな数値になるかを精密に性能
実験から求めてみた結果、ナ（ｔ，葺合半）……排気修
正係数２Ｖ・・…・全気筒容量
でＮ …，．・機関回転数 ｒＰｍ
Ｐｙ……背 圧 棚日タＡ戊〔１〕式は
ｗａ＝８４８２。
十１，７３・２‐ｔ・羊三‐′（ｔ，旨÷；）×ＰＢ・
２Ｖ・Ｎ ………〔０）と書き変え得るが、
この数式を簡易化するため８４８２ｏ古７３・２．ｔｏ
三ゴゾ（ｔ，葺合牛）＝Ｑと置いてみると、Ｗａ〒Ｑ。
２Ｖ・Ｎ ………〔０）と書き変え得るが、
この数式を簡易化するため８４８２ｏ古７３・２．ｔｏ
三ゴゾ（ｔ，葺合牛）＝Ｑと置いてみると、Ｗａ〒Ｑ。
ＰＢ・２Ｖ・Ｎ ………〔ｍ〕ここで・噂￥子
）〕 標準状態（７６０柳日タＡｂｓ・２０００）において第
２表のようになり、理論式が実用的にすぐれていること
の裏付けを得た。
）〕 標準状態（７６０柳日タＡｂｓ・２０００）において第
２表のようになり、理論式が実用的にすぐれていること
の裏付けを得た。
また数種の機関について調査した結果同条件にていずれ
も僅少な違いはあるが下表の数値内に納つてし、た。第
２ 表 ｏの実測値 以上から〔１〕式をベースとしてこれに上表の如き実測
値からＮ修正，ＰＢ修正、それに実用的にはｔ修正を加
えた電子回路により極めて正確な機関吸入空気重量を瞬
時に時々刻々に計測し得る確信を得た。
も僅少な違いはあるが下表の数値内に納つてし、た。第
２ 表 ｏの実測値 以上から〔１〕式をベースとしてこれに上表の如き実測
値からＮ修正，ＰＢ修正、それに実用的にはｔ修正を加
えた電子回路により極めて正確な機関吸入空気重量を瞬
時に時々刻々に計測し得る確信を得た。
第２表の数値をエンジン回転数Ｎ‘こついてプロットし
た結果が第１図である。
た結果が第１図である。
空気重量Ｗａは第１図に示す如き特定の回転数および吸
入負圧により定まるＱを求めて〔ｍ〕により計算するこ
とで求められる。
入負圧により定まるＱを求めて〔ｍ〕により計算するこ
とで求められる。
この例でわかるように叫ま回転数Ｎおよび入負圧ＰＢに
より値が変わるもので、Ｎ，ＰＢの関数である。又気筒
容積Ｖは特定のエンジンでは変わらず数式では杏例定数
で表わすことができるためＷａの計算式〔ｍ〕は〔Ｎ〕
式のように表わすことができる。
より値が変わるもので、Ｎ，ＰＢの関数である。又気筒
容積Ｖは特定のエンジンでは変わらず数式では杏例定数
で表わすことができるためＷａの計算式〔ｍ〕は〔Ｎ〕
式のように表わすことができる。
ＷａニＫ．〆（Ｎ，ＰＢ）。
ＰＢ・Ｎ（ｋｇ／ｓｅｏ）…．・．．・・〔Ｎ〕（Ｋは
比例定数） 更に実用的には吸気温度補正を加味する必要があり、し
たがってＷａ＝Ｋ。
比例定数） 更に実用的には吸気温度補正を加味する必要があり、し
たがってＷａ＝Ｋ。
ナくＮ，Ｐ８）‐申‐Ｎ（ｋ９′雌）．・・．・・〔Ｖ
〕但しＴａは絶対温度（ｏＫ）である。
〕但しＴａは絶対温度（ｏＫ）である。
次にナ（Ｎ，ＰＢ）について見るに、第１図の実測例よ
りＮ，ＰＢについて第２図に示す如き特性をもっている
ことが容易に推測できる。
りＮ，ＰＢについて第２図に示す如き特性をもっている
ことが容易に推測できる。
図中ナ（Ｎ，ＰＢ）ＰＢ＝ｃｏｎｓｔのＮ特性において
Ａ，Ｂはエンジンの型式により若干変ることを示し、大
方のものは実用回転ではこの範囲に含まれるものである
ことが確かめらている。
Ａ，Ｂはエンジンの型式により若干変ることを示し、大
方のものは実用回転ではこの範囲に含まれるものである
ことが確かめらている。
以上の説明の原理によるアナログ指示型内燃機関用空気
重量計測装置を発明した。
重量計測装置を発明した。
第３図は本装置のブロック図で、回転パルスセンサー、
吸入空気温度センサ２、吸入圧力センサ３の各センサよ
り得た信号を多変数制御パルス発振器４に導びき、ここ
で回転パルスに同期してパルスを発生させ、温度、圧力
信号によりパルス中、パルス高さを制御することにより
個々の発振パルスの面積を変化させ、その面積を上記空
気重量に比例させることを特長とした装置である。
吸入空気温度センサ２、吸入圧力センサ３の各センサよ
り得た信号を多変数制御パルス発振器４に導びき、ここ
で回転パルスに同期してパルスを発生させ、温度、圧力
信号によりパルス中、パルス高さを制御することにより
個々の発振パルスの面積を変化させ、その面積を上記空
気重量に比例させることを特長とした装置である。
積分器５はパルス面積に比例したアナログ信号を得るた
めの回路で、その出力は空気重量指示計６あるいは燃料
供給制御回路等７に導びかれる。こ）では空気重量が得
られるまでに限定する。８はクランク軸である。
めの回路で、その出力は空気重量指示計６あるいは燃料
供給制御回路等７に導びかれる。こ）では空気重量が得
られるまでに限定する。８はクランク軸である。
第４図は実施例、第５図はその波形図である。
第４図において２３，２４，３８は単安定マルチパイプ
レータ回路を構成し、３８はこの回路の時定数を制御す
る。吸入空気温度検出サーミスタ３３は３８に結合し温
度の高低により第５図ｂにて示す△ｔの如き煩斜を変化
させる。２０，２１，２２は吸入圧力信号の大小により
第５図ｂの△Ｍこて示す如く充電波形の落ち込み深さを
変化させる。これ等はいずれもパルス中を制御する要素
で〔Ｖ〕式ＰＢ，Ｔａの値に相当する。
レータ回路を構成し、３８はこの回路の時定数を制御す
る。吸入空気温度検出サーミスタ３３は３８に結合し温
度の高低により第５図ｂにて示す△ｔの如き煩斜を変化
させる。２０，２１，２２は吸入圧力信号の大小により
第５図ｂの△Ｍこて示す如く充電波形の落ち込み深さを
変化させる。これ等はいずれもパルス中を制御する要素
で〔Ｖ〕式ＰＢ，Ｔａの値に相当する。
第４図２６，２７，２８は吸入圧力信号の大づ・により
第５図ｃの△Ｐ′に示す如くパルス高さを制御し、第２
図のナ（Ｎ，ＰＢ）のＰＢ補正を行なう。
第５図ｃの△Ｐ′に示す如くパルス高さを制御し、第２
図のナ（Ｎ，ＰＢ）のＰＢ補正を行なう。
４０は２４の出力パルスのレート積分を行ない回転パル
スに比例するアナログ信号を得て２８に加えることによ
り第５図Ｃの△Ｍこ示す如く△Ｐ′と同様にパルス高さ
を制御し、第２図の〆（Ｎ，Ｐ８）のＮ補正を行なう。
スに比例するアナログ信号を得て２８に加えることによ
り第５図Ｃの△Ｍこ示す如く△Ｐ′と同様にパルス高さ
を制御し、第２図の〆（Ｎ，Ｐ８）のＮ補正を行なう。
この場合Ｎの増加による先ずまり傾向はダイオード３２
により実現している。なおエンジンの構造によりＮ補正
の必要ない場合はこの部分は取り除かれる。４１は第５
図ｃに示すパルス面積に比例したアナログ電圧を得るた
め積分回路で、ｄは示すようにその大きさは吸入空気重
量Ｗａに比例することになる。
により実現している。なおエンジンの構造によりＮ補正
の必要ない場合はこの部分は取り除かれる。４１は第５
図ｃに示すパルス面積に比例したアナログ電圧を得るた
め積分回路で、ｄは示すようにその大きさは吸入空気重
量Ｗａに比例することになる。
以上説明の如く本発明においては機関吸入空気重量が機
関回転数と吸気圧力および吸入空気温度と第Ｖ式に示す
特定関数関係にあることを究め、この関係を特許請求の
範囲記載の電子回路構成において刻々確実に測定しうる
ようにしたもので機関の性能特性の解析、機関設計資料
、排気ガス浄化を目的とした燃料供Ｖ給系統の制御等に
極めて有効に活用せられ、従来の測定装置に見られない
実用的効果価値をもつものである。
関回転数と吸気圧力および吸入空気温度と第Ｖ式に示す
特定関数関係にあることを究め、この関係を特許請求の
範囲記載の電子回路構成において刻々確実に測定しうる
ようにしたもので機関の性能特性の解析、機関設計資料
、排気ガス浄化を目的とした燃料供Ｖ給系統の制御等に
極めて有効に活用せられ、従来の測定装置に見られない
実用的効果価値をもつものである。
第１図は第２表の数値（吸入圧力により定まるＱ値）を
エンジン回転数Ｎについてプロットした図、第２図は〔
Ｖ〕式におけるナ（Ｎ，ＰＢ）の値をＮｃｏ順ｔ又はＰ
Ｂｃｏｎｓｔとして示した図である。 第３図は本発明実施例の要領図、第４図は実施例回路図
、第５図は第４図によって得られる波形説明図である。
第３図において、１…・・・回転パルスセンサ、２・・
・・・・吸入空気温度センサ、３・・・・・・吸入圧力
センサ、４・・・・・・多変数制御パルス発振器、５・
・・・・・積分器、６・・・・・・空気重量指示計、７
・・・・・・燃料供給制御回路。 オー図 オ２図 オ３図 ズ４図 才５図
エンジン回転数Ｎについてプロットした図、第２図は〔
Ｖ〕式におけるナ（Ｎ，ＰＢ）の値をＮｃｏ順ｔ又はＰ
Ｂｃｏｎｓｔとして示した図である。 第３図は本発明実施例の要領図、第４図は実施例回路図
、第５図は第４図によって得られる波形説明図である。
第３図において、１…・・・回転パルスセンサ、２・・
・・・・吸入空気温度センサ、３・・・・・・吸入圧力
センサ、４・・・・・・多変数制御パルス発振器、５・
・・・・・積分器、６・・・・・・空気重量指示計、７
・・・・・・燃料供給制御回路。 オー図 オ２図 オ３図 ズ４図 才５図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 発振パルス巾を制御する時定数回路と、発振パルス
高さを変化させる回路とを備えた多変数制御パルス発振
器を設け、該多変数制御パルス発振器を機関の回転数に
同期して振させ、吸入空気温度および吸気圧力の値に応
じて前記時定数回路の発振時定数を変化させる回路を附
設して前記多変数制御パルス発振器の発振パルス巾を変
化させ、かつ吸気圧力の値に応じて前記発振パルス出力
の通過振巾を制御させることりより発振パルス高さを変
化させる回路を設けて前記多変数制御パルス発振器の発
振パルス高さを変化させることにより発振パルスの面積
を変化させて機関吸入空気重量が機関回転数と吸気圧力
および吸入空気温度と下記する特定関数関係にあること
にもとづく吸入空気重量に比例する出力を得ることを特
徴とする機関吸入空気重量測定装置。 Ｗ＿ａ＝Ｋ・ｆ（Ｎ，Ｐ＿Ｂ）（Ｐ＿Ｂ）／（Ｔ＿ａ）
Ｎ（ｋｇ／ｓｅｃ）但し Ｗ＿ａ：吸入空気重量Ｋ：比
例定数 Ｎ：機関回転数 Ｐ＿Ｂ：吸気圧力 Ｔ＿ａ：吸入空気温度（絶対温度） ｆ（Ｎ，Ｐ＿Ｂ）：Ｎ，Ｐ＿Ｂに依存する修正係数
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP140472A JPS604412B2 (ja) | 1971-12-24 | 1971-12-24 | 機関吸入空気重量測定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP140472A JPS604412B2 (ja) | 1971-12-24 | 1971-12-24 | 機関吸入空気重量測定装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS4871267A JPS4871267A (ja) | 1973-09-27 |
| JPS604412B2 true JPS604412B2 (ja) | 1985-02-04 |
Family
ID=11500540
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP140472A Expired JPS604412B2 (ja) | 1971-12-24 | 1971-12-24 | 機関吸入空気重量測定装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS604412B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62159311U (ja) * | 1986-03-28 | 1987-10-09 | ||
| WO2018135619A1 (ja) | 2017-01-20 | 2018-07-26 | 積水メディカル株式会社 | 炭素同位体分析装置および炭素同位体分析方法 |
| US11025028B2 (en) | 2017-08-24 | 2021-06-01 | National University Corporation Nagoya University | Light generating device, and carbon isotope analyzing device and carbon isotope analyzing method employing same |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61133817A (ja) * | 1984-12-04 | 1986-06-21 | Oval Eng Co Ltd | 状態量補正装置 |
| JPH0726663Y2 (ja) * | 1985-02-07 | 1995-06-14 | オ−バル機器工業株式会社 | 気体流量計 |
-
1971
- 1971-12-24 JP JP140472A patent/JPS604412B2/ja not_active Expired
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62159311U (ja) * | 1986-03-28 | 1987-10-09 | ||
| WO2018135619A1 (ja) | 2017-01-20 | 2018-07-26 | 積水メディカル株式会社 | 炭素同位体分析装置および炭素同位体分析方法 |
| US11025028B2 (en) | 2017-08-24 | 2021-06-01 | National University Corporation Nagoya University | Light generating device, and carbon isotope analyzing device and carbon isotope analyzing method employing same |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS4871267A (ja) | 1973-09-27 |
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