JPH09105351A - 試験燃料のオクタン価を測定する方法および装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ＡＳＴＭ規格の方法よりも少ない使用燃料で
燃料のオクタン価を測定する。オペレータによる主観的
な誤差を排除する。 【解決手段】 本発明装置は、コンピュータ３５と、該
コンピュータに作動連結される選択バルブ１３および可
変流量ポンプ２５を含む。コンピュータから第１信号を
受けた選択バルブは第１基準燃料を可変流量ポンプへ供
給するように切換えられ、可変流量ポンプはエンジンに
供給する燃料流量を設定する。燃料燃焼時にシリンダ圧
力の変化率を表す圧力信号がコンピュータに送られ、こ
れに基づいて第１基準燃料の最大ノックレベルを計算す
る。その後、第２信号が選択バルブへ送られ、同様にし
て第２基準燃料に関する最大ノックレベルを計算する。
同様に、試験燃料に関する最大ノックレベルを計算す
る。各燃料の最大ノックレベルを計算し、線形外挿法に
より試験燃料に関する試験燃料オクタン価を計算する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、燃料のオクタン価
を測定する方法および装置に係り、１つの概念におい
て、この発明は燃料のオクタン価を測定するための自動
装置を含む装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】各種燃料のオクタン価を測定するための
多くの方法規格がある。それらの方法規格の例は、原動
機燃料のリサーチ法（ｒｅｓｅａｒｃｈ ｍｅｔｈｏ
ｄ）に関するＡＳＴＭ規格のＤ−２６９９−９５、およ
び原動機燃料および航空燃料のオクタン価を測定するモ
ーター法（ｍｏｔｏｒ ｍｅｔｈｏｄ）に関するＡＳＴ
Ｍ規格のＤ−２７００−９５を含む。ＡＳＴＭ規格によ
り試験燃料のオクタン価を測定するために、ＡＳＴＭ−
ＣＲＦエンジンが試験燃料および少なくとも２種の基準
燃料によって最大ノックを生じるであろう条件のもとに
運転される。シリンダ圧力を監視して該圧力の変化率に
比例した電圧信号を発生させるために、圧力変換器が使
用される。圧力変換器の出力をフィルター、積分および
増幅してノック（ノッキング）強度に比例した電圧信号
を発生させるために、爆発力計が使用される。この信号
は、ノック強度に関係した目盛り読取り値を与えるノッ
ク計を駆動するために使用される。基準燃料の燃焼によ
り生じたノック計の読取り値の、試験燃料の燃焼により
生じたノック計の読取り値との比較が、試験燃料のオク
タン価を確定するために使用される。

【０００３】ＡＳＴＭ規格の方法、およびその他のほと
んどの規格の方法は、エンジンに与えられる各々の燃料
に関して、最大ノック状態のもとでエンジンが作動され
ることを要求している。ＡＳＴＭ規格の方法において
は、最大ノック強度を生じる空燃比は、逐次近似法によ
って見出される。気化器フロート室の燃料レベルが上下
されて、ノック計応答が記録される。これは、かなりの
量の燃料（少なくとも、３００〜４００ｍｌ）を消費す
る。更に、最大ノックを生じる空燃比の位置決め、およ
びノック計の読取りは、誤差に影響されるオペレータの
主観的作業である。最大ノック強度を生じる空燃比の位
置決め、およびノック計の正確な読取りのための訓練
は、時間と経費の両方について多大の資本を必要とす
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】したがって、ＡＳＴＭ
規格の方法よりも少ない使用燃料で燃料のオクタン価を
測定できる方法および装置の提供が望まれる。また、従
来の方法のようなオペレータの主観的な誤差を排除し、
オペレータの訓練費用を低減する燃料のオクタン価の測
定方法および装置の提供も望まれる。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明によれば、試験燃
料のオクタン価を測定する方法および装置が提供され
る。２種類の基準燃料の特性データがコンピュータに入
力される。その結果、コンピュータは、該コンピュータ
に作動連結されている選択バルブに第１信号を送り、該
第１信号を受信することによって選択バルブが第１位置
へ切換えられ、この第１位置で、第１基準燃料がエンジ
ンと流体流連結されている可変流量ポンプへ供給され
る。コンピュータは、可変流量ポンプにも作動連結され
ており、可変流量ポンプからエンジンに圧送される燃料
流量を設定できるようになされている。エンジンは、燃
料燃焼時に、作動連結されているシリンダ圧力の変化率
を表す圧力信号を確定する手段を有する。この圧力信号
はコンピュータに送られ、コンピュータはこの信号を使
用して第１基準燃料の最大ノックレベルを計算する。第
１基準燃料の最大ノックレベルが測定された後、第２信
号が選択バルブへ送られる。この第２信号に応答して、
選択バルブが第２位置へ切換えられ、第２基準燃料が可
変流量ポンプへ供給される。その後、コンピュータが圧
力信号を受信して、第２基準燃料に関する最大ノックレ
ベルを計算する。第２基準燃料に関する最大ノックレベ
ルを計算した後、コンピュータは第３信号を選択バルブ
へ送る。この第３信号を受信することにより、選択バル
ブが第３位置へ切換えられ、試験燃料が前記可変流量ポ
ンプへ供給され、これによりエンジン燃焼室へ供給され
る。圧力信号がコンピュータに送られ、コンピュータは
試験燃料に関する最大ノックレベルを計算する。第１基
準燃料、第２基準燃料および試験燃料に関する最大ノッ
クレベルを計算することで、コンピュータは試験燃料の
最大ノックレベル、第１基準燃料の最大ノックレベルお
よび第２基準燃料の最大ノックレベルを用いて線形外挿
法により試験燃料に関する試験燃料オクタン価を計算す
る。

【０００６】各々の燃料に関する最大ノックレベルは、
流体流量を変化させるために一連の流量信号を送り、各
々の燃料が予め定められた初期流量から始まって最大ノ
ック強度を生じるであろう流量へ向けて流量が変化され
る複数の流量値にて供給されてエンジンで燃焼されるよ
うになす段階、各流量にてエンジンからコンピュータ
へ、エンジンにおける燃料燃焼時のエンジンシリンダ圧
力の変化率を表す圧力信号を送る段階、各々の流量にお
けるこの信号に応答して、エンジンサイクルにおける燃
焼部分に集中したデータを含む複数のデータ配列を得る
段階、各々の流量に関する複数のデータから平均ノック
強度を計算する段階、初期流量以外の各流量に関する平
均ノック強度を、先行流量に関して得られた平均ノック
強度と比較して、複数の流量に関して最大平均ノック強
度が見出されたかどうかを決定する段階、最大平均ノッ
ク強度が見出されたならば、複数の流量の平均ノック強
度の分布に関する多項式を計算する段階、多項式の最大
ノック強度を計算して関連する流量を測定する段階、お
よび関連する流量となるように流量を調整して、燃料の
最大ノックレベルを計算するためのデータ配列を得るよ
うにする段階を含む方法によって、決定される。

【０００７】

【発明の実施の形態】図面とりわけ図１を見ると、暖気
運転燃料は燃料供給部１１から導管１２を通して選択バ
ルブ１３へ供給され、高オクタン価の基準燃料は供給部
１５から導管１６を通して選択バルブ１３へ供給され、
低オクタン価の基準燃料は供給部１８から導管１９を通
して選択バルブ１３へ供給され、そして試験燃料は供給
部２０から導管２１を通して選択バルブ１３へ供給され
る。各種燃料の供給は、必要に応じて加圧状態の下で行
うことができ、あるいはまた重力流動を使用できる。し
かしながら、以下に説明するように可変流量ポンプが使
用されるので、各種燃料を加圧する必要はない。特定の
燃料が選択バルブ１３を使用して選択され、導管２４を
通してポンプ２５へ供給される。導管２４を通る燃料流
量はポンプ２５から導管２６を通してエンジン２９に与
えられて、燃焼される。

【０００８】エンジンに組付けられた圧力変換器はエン
ジン２９のシリンダ圧力を監視して、該シリンダ圧力の
変化率に比例した電圧信号３３を発生する。この信号３
３はコンピュータ３５で処理されて、可変流量ポンプ２
５により与えられた各々の流量でエンジンに供給された
特定燃料に関する平均ノック強度を生じる。コンピュー
タ３５は選択バルブ１３の位置、したがって電圧信号に
よりエンジンへ送られる燃料の制御にも使用される。し
たがって、コンピュータは電圧信号３４を送り、可変流
量ポンプ２５がエンジン２９に圧送する燃料流量を制御
する。

【０００９】いずれかの適当な選択バルブが各種燃料を
エンジンに供給するために使用できる。選択バルブは少
なくとも３つの入口、すなわち１つは高オクタン価の燃
料用、１つは低オクタン価の燃料用、そして１つは試験
燃料用の入口を有することが好ましい。選択バルブは１
つの出口を有し、選択バルブの位置に応じて高オクタン
価の燃料、低オクタン価の燃料、または試験燃料に通ず
る流体流連結を形成される。図１に示すように、選択バ
ルブは４つの入口を有し、第４の入口は暖気運転燃料に
流体流連結されており、したがって選択バルブは出口が
暖気運転燃料と通じる流体流連結を形成する第４の位置
を有する。更に、暖気運転燃料の位置において、または
図１の選択バルブと流体流連結される４つの燃料に加え
て、第２の試験燃料が他の燃料の場合と同様に選択バル
ブ１３と流体流連通されることができ、したがってこの
装置は両試験燃料のオクタン価を測定することができ
る。

【００１０】適当な調時可変流量ポンプが図２に示され
ている。図２において、可変流量ポンプ２５は、例えば
米国ニューヨーク州オイスター・ベイのフルード・メー
タリング Ｉｎｃ．によって製造されている無バルブポ
ンプとして示されている。このポンプは軸受ユニット４
０、ピストン４２、シリンダ４４、入口４６、出口４８
および旋回手段５０を含んで成る。軸受ユニット４０は
エンジン２９で付勢される。軸受ユニット４０およびエ
ンジン２９は、正確な燃料体積供給およびタイミングに
適応するために連結される。燃料供給は、半速（エンジ
ン速度の半分）シャフト４１によってエンジン２９の吸
気行程に対して調時される。軸受ユニット４０はピスト
ン４２の同期回転および往復動作を可能にする。ピスト
ンのダクトは入口および出口を交互にシリンダ４４内の
ポンピング室に連結される、すなわちポンピングサイク
ルの圧力部分で一方のポートを、また吸入サイクルで他
方のポートを連結させる。ポンプのこの設計は、ピスト
ンおよびポンピング室の構造によって死容積を最小限に
する。

【００１１】ピストン４２が軸受ユニット４０と交差
（会合）する角度を変化させるために旋回手段５０が調
整できるように、シリンダ４４が旋回手段５０に取付け
られる。したがって、ピストン４２は軸受ユニット４０
に連結されて、角度が変化できるようになされる。ピス
トン４２が軸受ユニット４０と交差する角度は、ピスト
ン４２のストローク長を制御して、流量を、したがって
燃料の体積供給量を制御するようになす。

【００１２】したがって、燃料の流量を変化させるため
に、コンピュータ３５は信号を旋回手段５０へ送る。こ
の信号に応答して、旋回手段５０はピストン４２が軸受
ユニット４０に交差する角度を増減し、これにより流量
を制御する。

【００１３】導管２４を経て選択バルブから入口４６に
流入する流体は、選択された流量のもとで出口４８を通
して圧送されて、導管２６に流入する。導管２６を通し
て流れる流体は、入口５５を通して燃料入口装置５６へ
流入する。燃料入口装置５６は出口５８でエンジンに連
結され、入口６０にて空気入口ラインに連結される。

【００１４】燃料入口装置５６は図３で更によく理解さ
れる。入口５５へ流入する燃料は導管６２を通して上方
へ流れ、ベンチュリ管６４に流入する。入口６０を通し
て一定流量でチャンバ６６に流入する空気は、ベンチュ
リ管６４を通して流れて内部で燃料と混合される。その
後、空気／燃料混合気は出口５８を通してチャンバ６６
から流出し、エンジン２９へ導入されて燃焼される。

【００１５】ポンプ２５は燃料入口装置５６とともに空
気／燃料混合気の正確な制御を可能にする装置を構成し
ている。フルード・メタリング Ｉｎｃ．により製造さ
れているような無バルブポンプは、ストロークサイクル
間に約０．１パーセントの体積再現性を有する。ピスト
ン４２が軸受ユニット４０に出合う角度を変化させるこ
とにより、燃料流量は変化され、したがって燃料入口装
置で作られた空気／燃料混合気の空燃比は変化される。
図示した無バルブポンプの使用は、ピストン４２が軸受
ユニットすなわちモーター４０に交差する角度の、した
がってポンピング速度の小さな変化を可能にして、ポン
ピング速度の正確な制御を可能にする。

【００１６】いずれかの適当なエンジンがオクタン価決
定のために使用できる。エンジン２９は、オクタン価決
定のためのＡＳＴＭ規格の方法で要求されるＡＳＴＭ−
ＣＦＲエンジンであることが好ましい。ＡＳＴＭ−ＣＦ
Ｒエンジンは１シリンダ４サイクルエンジンであり、Ａ
ＳＴＭ規格のＤ−２６９９−９５の要求項目を満し、ま
たＤ１圧力変換器も含む。他のエンジンは他の規格試験
で要求されることになる。

【００１７】ここで図１を参照すれば、作動において、
供給部１１から流れる暖気運転燃料はエンジン２９を暖
気するために使用され、また要求されるいずれかの調整
のために使用される。望まれるならば基準燃料の１つが
暖気運転のために使用でき、また天然ガスも使用でき
る。エンジンを暖機するために天然ガスを使用する場
合、それをエンジン入口に直接供給するのがよく、選択
バルブ１３または可変流量ポンプ２５を通して流さない
ことが好ましい。

【００１８】オクタン価のような基準燃料に関する情報
が適当なデータ入力装置３２を経てコンピュータに入力
される。コンピュータ３５は適当なバロメータと連結さ
れて、信号３７によってバロメータ圧力の情報を自動受
信する。更に、コンピュータは信号３８によってエンジ
ン温度（単数または複数）の情報を受信する。エンジン
が暖気されたならば、コンピュータは基準燃料、バロメ
ータ圧力およびエンジン温度の情報を使用して適当な圧
縮比を計算する。初期ポンプ設定はオペレータによって
入力されるか、コンピュータによって推定できる。高オ
クタン価の基準燃料、低オクタン価の基準燃料および試
験燃料が次ぎに逐次にエンジン２９に供給される。高オ
クタン価の基準燃料、低オクタン価の基準燃料および試
験燃料はいずれの順次で供給されてもよいが、エンジン
２９に高オクタン価の基準燃料が提供された後、低オク
タン価の基準燃料が、更にその後に試験燃料が提供され
ることが好ましい。

【００１９】ほとんどの目的のために、基準燃料の間で
広く離れた４つのオクタン価が使用できる。最も一般的
に使用される基準燃料で組をなす幾つかは、８０／８
４，８４／８８，９０／９４，９４／９８および９６／
１００である。ＡＳＴＭ規格の方法のＤ−２６９９−９
５のもとで燃料を試験するときに９０／９４の基準燃料
の組が最も頻繁に使用され、ＡＳＴＭ規格の方法のＤ−
２７００−９５のもとで燃料を試験するときに８０／８
４および８４／８８の基準燃料の組が最も頻繁に使用さ
れる。オクタン価の推定に関しては、基準燃料は試験燃
料をひとまとめに扱う（ｂｒａｃｋｅｔ）べきでなく、
例えば９０／９４の組の基準燃料は約８８〜約９５のオ
クタン価の範囲で試験燃料のオクタン価を決めるのに使
用でき、９６／１００の組の基準燃料は約９５〜約１０
０のオクタン価の範囲で試験燃料のオクタン価を決める
のに使用できる。しかしながら、ＡＳＴＭ規格の方法を
満たすためには、また一層正確な結果を得るためには、
基準燃料は試験燃料をひとまとめに扱うべきである。例
えば、９４／９８の組の基準燃料が９４〜９８の範囲で
試験燃料のオクタン価を決めるのに使用されることが好
ましい。ガソリンのリサーチ法によるオクタン価または
モーター法による燃料オクタン価が決定されるならば、
高オクタン価の基準燃料および低オクタン価の基準燃料
はＡＳＴＭ規格の方法のＤ−２６９９−９５およびＤ−
２７００−９５の燃料要求項目に合致しなければならな
い。

【００２０】各々の燃料はエンジンに対して一連の異な
る流速で可変流量ポンプ２５によって供給される。燃料
は、まず最初に燃料の最大ノックレベルを発生するであ
ろう流量よりも高いかまたは低いことが知られている予
め定められた初期流量で、エンジン２９に供給される。
次に、燃料はそれぞれ実質的に減少または増大した流量
でエンジンに供給される。最大ノックレベルの流量より
も高または低い初期流量を使用できるが、最大ノックレ
ベルの流量よりも低い初期流量を使用するのが好まし
く、それ故にこの発明は低い初期流量の選択に関係して
説明される。しかしながら、低いかまたは高い初期流量
のいずれも使用できることを理解しなければならない。

【００２１】エンジン２９に供給される燃料は燃焼さ
れ、エンジン２９の圧力変換器がエンジンシリンダ圧力
の変化率を表す信号３３をコンピュータ３５に送り、コ
ンピュータにおいてこの信号は、以下に更に説明するよ
うに特定の流量における燃料に関する平均ノック強度を
発生するのに使用される。コンピュータが或る流量にお
ける燃料の平均ノック強度の計算に十分なデータを受信
したならば、コンピュータは信号３４を可変流量ポンプ
２５へ送り、該ポンプは燃料流量を増大させる。この増
大流量において、コンピュータは再度信号３３を受信し
て、平均ノック強度を測定する。

【００２２】平均ノック強度が決定されると、コンピュ
ータは複数の流量のうちの１つの流量が、他の流量にお
ける平均ノック強度と比較することで、最大平均ノック
強度を生じたか否かを測定する。試験流量に関する最大
平均ノック強度が見出されたならば、コンピュータは全
流量に関して測定した最大ノック強度すなわち最大ノッ
クレベルを与えるノック強度分布を基にして流体流量を
計算して、その流量値にポンプをリセットし、そしてそ
の流体に関する最大ノックレベルを計算した流量におけ
るノックに関するデータ配列を受信する。コンピュータ
は各々の流量に関するノック値、および生じた最大ノッ
クレベルを表示装置３９に表示するのであり、表示装置
はビデオターミナルとすることができる。最大ノックレ
ベルが計算された後、コンピュータは信号３６を選択バ
ルブ１３へ送る。この信号３６に応答して、選択バルブ
１３は異なる位置へ切換えられ、したがって他の燃料の
１つがポンプ２５へ導入されてエンジン２９へ供給され
るようになされる。したがって、逐次に、選択バルブ１
３はまず最初に高オクタン価の基準燃料を供給し、次ぎ
に低オクタン価の基準燃料を供給し、最後に試験燃料を
ポンプ２５へ供給して、したがってエンジン２９へ供給
するように設定される。典型的に、各々の燃料の最大ノ
ックレベルを見出すためには、各約５０ｍｌの燃料が必
要である。

【００２３】試験燃料のオクタン価が決定された後、コ
ンピュータは初期のポンプ設定を得るために得た情報を
使用して初期のポンプ設定を再計算し、その後この処理
を繰返して試験燃料のオクタン価を決定するようにな
す。必要不可欠ではないが試験燃料のオクタン価の２回
目の測定は、一層正確な値を生む。

【００２４】図４、図５を参照すれば、試験燃料のオク
タン価を測定するのに使用されたこの発明の方法のフロ
ーチャートが示されている。第１段階において、基準オ
クタン価に関するデータが入力され、サンプル種別およ
び環境データが、バロメータ（標準）圧力およびエンジ
ン温度を決定するために取り込まれる。この情報は、初
期のポンプ設定を計算するのに使用され、段階１０２で
モデルの目盛り定め（校正）を行う。該目盛り定め（校
正）後、第１燃料、典型的には高オクタン価の基準燃料
が段階１０４で選択される。これは適当な信号３６を選
択バルブ１３に送ることで達成される。段階１０６にお
いて、コンピュータは適当な信号３４を可変流量ポンプ
２５に送ることで可変流量ポンプを初期流量に設定す
る。初期流量に関する平均ノック強度が計算されていな
ければ、コンピュータは段階１０８へ進む。これが計算
されていれば、コンピュータは適当な信号３４をポンプ
２５へ送り、調時された可変流量ポンプの設定を増大さ
せて、燃料流量が段階１０７で増大するようになし、そ
の後段階１０８へ進む。可変流量ポンプが設定されて燃
料が適当流量でエンジンに流入したならば、コンピュー
タは段階１０８において図２に示されるようにエンジン
２９の圧力変換器からの信号３３に応答してノック強度
のデータ配列を得る。段階１０８において得られたデー
タ配列を使用して、コンピュータは段階１１０において
現在の流量における燃料に関する平均ノック強度を計算
する。コンピュータはエンジンシリンダにおける複数の
燃焼現象の結果として生じたノックを平均化すること
で、平均ノック強度を計算する。一般に、２０回以上の
燃焼現象、典型的には約３２回の燃焼現象が平均化され
る。平均ノック強度が得られ、また段階１１１で平均ノ
ック強度が表示された後、コンピュータは段階１１４へ
進み、そこでコンピュータは得られた平均ノック値の中
で最大平均ノックが見出されたか否かを決定する。

【００２５】図６を参照すれば、平均ノック強度のグラ
フが示されている。図６は平均ノック強度対燃料ポンプ
設定のプロットである。平均ノック強度および燃料ポン
プ設定の両方とも、圧力変換器から受信したアナログ信
号および燃料ポンプ流量を制御するために燃料ポンプへ
送られた信号を表すために、任意に選んだスケールとさ
れている。コンピュータはまず最初に初期流量２００に
関する平均ノック強度を計算する。次ぎに平均ノック強
度値２０２，２０４，２０６，２０８および２１０を計
算する。各々の平均ノック強度値２０２，２０４，２０
６，２０８および２１０が計算された後、コンピュータ
は得られている先のノック強度値と比較して、先の平均
ノック強度の最新の平均ノック強度に対する大小を決定
する。平均ノック強度が増大よりも減少することを見出
すことにより、コンピュータは最大平均ノック強度を見
出していたことを決定する。プログラムは、現在の平均
ノック強度が最大の先の平均ノック強度から予め定めら
れた値だけ減少するまで、現在の平均ノック強度を最大
の先の平均ノック強度と比較することで、最大平均ノッ
ク強度が得られていたと測定する。値２０８を得ること
で、コンピュータは値２０８を値２０６と比較する。値
２０８と値２０６との間でノック強度の減少が予め定め
られた値より大きくなければ、新しい値２１０が得られ
る。値２０６と２１０との間の減少が予め定められた値
よりも大きいならば、コンピュータは引続き図５の段階
１１８へ進む。

【００２６】図４、図５に戻ると、コンピュータが最大
平均ノック強度値を見出していなければ、段階１０８へ
戻って高いポンピング流量に関する他のデータ配列を得
るようになされる。段階１１４で最大平均ノック強度が
見出されたならば、コンピュータは段階１１８へ進ん
で、平均ノック強度が燃料流量に対してプロットされる
ときに得た平均ノック強度点に合致する曲線に関する等
式を計算する。コンピュータは適当な最小自乗法を使用
して曲線を計算し、３次曲線に関する多項式表示を計算
する。正確な曲線の合致を保証するために、最大平均ノ
ック少なくとも３つの平均ノック強度点が最大平均ノッ
ク強度の前に得られることが望ましい。平均ノック強度
値に合致する曲線に関する３次多項式の計算後、コンピ
ュータは段階１１９で曲線を表示し、その後段階１２０
へ進み、そこで曲線の最大を計算して、この最大を使用
して最大ノック強度（「最大ノックレベル」）となる燃
料の流量を決定する。最大ノックレベルの計算は、図６
を参照して理解できる。グラフにおいて、曲線２１２は
得られた平均ノック値に関する３次多項式を表す。この
多項式を誘導することによって、コンピュータは値２１
４を計算できる。値２１４から、コンピュータは最大レ
ベルを生じる対応するポンプ設定、または燃料流量を得
ることができる。

【００２７】最大ノックレベルを生じる流量を計算した
ので、コンピュータは可変流量ポンプを段階１２２にお
いてその流量にリセットし、再び段階１２４においてエ
ンジン２９の圧力変換器からの信号に応答してデータ配
列を得る。このデータ配列から、燃料の最大ノックレベ
ルは段階１２６で計算され、その後段階１２７で適当な
表示装置に表示される。コンピュータはその後、段階１
２８へ進み、全ての燃料が試験されたか否かを決定す
る。試験されていなければ、コンピュータは段階１０４
へ戻って次の燃料を選択する。高オクタン価の基準燃
料、低オクタン価の基準燃料、および試験燃料の全てが
試験されたなら、コンピュータは段階１３０において試
験燃料のオクタン価を計算する。高オクタン価の基準燃
料および低オクタン価の基準燃料のオクタン価は知られ
ており、最大ノックレベルは基準燃料および試験燃料の
両方に関して見出されているので、試験燃料のオクタン
価は線形補間を使用して試験燃料の最大ノックレベルを
高オクタン価の基準燃料および低オクタン価の基準燃料
の最大ノックレベルと比較することで、直接に導出する
ことができる。段階１３０においてオクタン価を計算し
た後、コンピュータは段階１３２でオクタン価を適当な
ビデオターミナルまたはハードコピーをプリントアウト
して、表示する。更に、コンピュータは図６に示される
ように平均ノック強度対流量のグラフ、ならびに他のデ
ータ例えばエンジン温度、バロメータ圧力および基準燃
料のオクタン価を表示するように設定できる。

【００２８】多くの異なる形式のソフトウェアプログラ
ムは、適当なコンピュータがその必要な機能を遂行でき
るようにする種々の言語およびフォーマットで書くこと
ができる。多くの異なるソフトウェアプログラムが必要
機能を達成するために開発される一方、Ｃ言語および米
国テキサス州オースチンのナショナル・インスツルメン
ツ・コーポレーションにより販売されているＮＩ−ＤＡ
Ｃ（登録商標）を使用してＤＯＳ用ラブ・ウィンドウズ
のために書かれた適当なソフトウェアプログラムが本発
明に利用可能である。

【００２９】本発明は、ガソリンのオクタン価の決定に
関するＡＳＴＭ規格の方法を特に参照して説明された。
このＡＳＴＭ規格の方法はＡＳＴＭ−ＣＦＲエンジンの
使用を必要とする。再び留意することは、この発明はい
ずれかの適当なエンジンを使用して、全てのオクタン価
の測定に適用できるということである。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明による燃料のオクタン価を測定するた
めの装置の簡略化した線図。

【図２】図１に示された装置の適当な可変流量ポンプお
よび燃料入口装置の斜視図。

【図３】図２に示された燃料入口装置の断面図。

【図４】本発明による燃料のオクタン価を測定する好ま
しい方法の前半を示すフローチャート。

【図５】図４に引き続く後半を示すフローチャート。

【図６】試験燃料に関する各種ポンプ設定での平均ノッ
ク強度を示すグラフ。

【符号の説明】

１１ 燃料供給部 １３ 選択バルブ １５ 高オクタン価燃料の供給部 １８ 低オクタン価燃料の供給部 ２０ 試験燃料の供給部 ２５ 可変流量ポンプ ２９ エンジン ３５ コンピュータ ４０ 軸受ユニットすなわちモーター ４２ ピストン ４４ シリンダ ４６ 入口 ４８ 出口 ５０ 旋回手段 ５６ 燃料入口装置 ６４ ベンチュリ管

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 試験燃料のオクタン価を測定する方法で
   あって、 （ａ） コンピュータに第１基準燃料および第２基準燃
   料の特性データを入力する段階、 （ｂ） 前記コンピュータから、該コンピュータに作動
   連結されている選択バルブに第１信号を送る段階であっ
   て、前記選択バルブは前記第１信号を受信することによ
   って第１位置へ切換えられ、前記第１位置では、前記第
   １基準燃料がエンジンと流体流連結されている可変流量
   ポンプへ供給され、該可変流量ポンプに供給された燃料
   が所定流量にて前記エンジンに供給され、前記可変流量
   ポンプは前記コンピュータに作動連結されていて、前記
   コンピュータが流量信号を前記可変流量ポンプへ送って
   前記流量を変化させるようになされている前記段階、 （ｃ） 前記第１基準燃料の最大ノックレベルを決定す
   る段階、 （ｄ） 前記コンピュータから前記選択バルブへ第２信
   号を送る段階であって、前記選択バルブは前記第２信号
   を受信することによって第２位置へ切換えられ、前記第
   ２位置では前記第２基準燃料が前記可変流量ポンプに供
   給されるようになされている前記段階、 （ｅ） 前記第２基準燃料の最大ノックレベルを決定す
   る段階、 （ｆ） 前記コンピュータから前記選択バルブへ第３信
   号を送る段階であって、前記選択バルブは前記第３信号
   を受信することによって第３位置へ切換えられ、前記第
   ３位置では試験燃料が前記可変流量ポンプに供給される
   ようになされている前記段階、 （ｇ） 前記試験燃料の最大ノックレベルを決定する段
   階、 （ｈ） 前記試験燃料の最大ノックレベル、前記第１基
   準燃料の最大ノックレベルおよび前記第２燃料の最大ノ
   ックレベルを用いて線形外挿法により前記試験燃料のオ
   クタン価を計算する段階、および （ｉ） 前記試験燃料のオクタン価を表示する段階を含
   んでいて、最大ノックレベルの前記各決定方法が、前記
   燃料流量を変化させるために一連の流量信号を送る段階
   であって、各々の燃料が予め定められた初期流量から始
   まって最大ノックレベルをほぼ生じる流量へ向けて流量
   が変化される複数の流量値にて供給されて前記エンジン
   で燃焼される前記段階、 各流量にて、前記エンジンから前記コンピュータに圧力
   信号を送る段階であって、前記圧力信号は前記エンジン
   における燃料燃焼時の、前記エンジンのシリンダ圧力の
   変化率を表している前記段階、 各流量における前記信号に応答した複数のデータ配列を
   得る段階であって、前記複数のデータ配列は前記エンジ
   ンのサイクルにおける燃焼部分に集中したデータを含ん
   でいる前記段階、 各流量に関しての前記複数のデータから平均ノック強度
   を計算する段階、 前記初期流量以外の各流量に関する前記平均ノック強度
   を先行流量に関して得られた前記平均ノック強度と比較
   して、前記複数の流量に関する最大平均ノック強度が見
   出されたかどうかを決定する段階、 その後の前記複数の流量の前記平均ノック強度の分布に
   関する多項式を計算する段階、 前記多項式の最大ノック強度を計算し、および燃料に関
   する対応する流量を得る段階、 前記対応する流量となるように前記流量を調整する段
   階、 前記対応する流量に関する前記複数のデータ配列を得る
   段階、および前記対応する流量に関する前記複数のデー
   タ配列から最大ノックレベルを計算する段階を含んでい
   る試験燃料のオクタン価の測定方法。
2. 【請求項２】 前記試験燃料の前記最大ノックレベルに
   基づく前記試験燃料の新しい初期流量の計算を更に含
   み、前記試験燃料に関する第２試験燃料のオクタン価を
   得るための段階（ｇ）および（ｈ）を繰返し、前記初期
   ポンプの設定が前記初期ポンプの設定の代わりに使用さ
   れる請求項１に記載の試験燃料のオクタン価の測定方
   法。
3. 【請求項３】 前記基準燃料の一方が前記試験燃料のオ
   クタン価より大きいオクタン価を有し、前記基準燃料の
   他方が前記試験燃料のオクタン価より小さいオクタン価
   を有する請求項１または請求項２に記載の試験燃料のオ
   クタン価の測定方法。
4. 【請求項４】 試験燃料のオクタン価を測定する装置で
   あって、 知られている第１オクタン価を有する第１基準燃料を収
   容している第１燃料容器と、 知られている第２オクタン価を有する第２基準燃料を収
   容している第２燃料容器と、 オクタン価が未知の試験燃料を収容している第３燃料容
   器と、 燃料入口を有するエンジンと、 燃料を前記エンジンに供給する可変流量ポンプであっ
   て、該可変流量ポンプによって供給される燃料流量を変
   更できる可変流量ポンプと、 前記第１基準燃料を受入れるために前記第１燃料容器に
   流体流連結された第１入口、前記第２基準燃料を受入れ
   るために前記第２燃料容器に流体流連結された第２入
   口、前記第１試験燃料を受入れるために前記第３燃料容
   器に流体流連結された第３入口、および出口を有する選
   択バルブであって、前記出口は、前記選択バルブが第１
   位置に切換えられたときに前記第１入口に流体流連結さ
   れ、前記選択バルブが第２位置に切換えられたときに前
   記第２入口に流体流連結され、また前記選択バルブが第
   ３位置に切換えられたときに前記第３入口に流体流連結
   され、前記出口は前記可変流量ポンプに流体流連結され
   ていて、燃料が前記出口ポートから前記可変流量ポンプ
   へ供給されるようになされた選択バルブと、 前記エンジンでの燃料の燃焼時に該エンジン内のシリン
   ダ圧力の変化率を表す圧力信号を確定する手段と、 圧力信号を確定する前記手段に作動連結され、該圧力信
   号に応答して前記エンジンのサイクルにおける燃焼部分
   に集中した複数のデータ配列を得るようになされてお
   り、前記可変流量ポンプに作動連結されて可変流量ポン
   プへ流量信号を送って、これにより該可変流量ポンプに
   より供給される燃料流量を変化させることができるよう
   になされており、また前記選択バルブに作動連結されて
   該選択バルブの位置を切換えることができるようになさ
   れたコンピュータであって、前記選択バルブの位置を前
   記第１位置へ切換え、前記第１基準燃料に関する最大ノ
   ックレベルを測定し、前記選択バルブの位置を前記第２
   位置へ切換え、前記第２基準燃料に関する最大ノックレ
   ベルを測定し、前記選択バルブを前記第３位置へ切換
   え、前記試験燃料の最大ノックレベルを測定し、前記試
   験燃料の最大ノックレベル、前記第１基準燃料の最大ノ
   ックレベルおよび前記第２基準燃料の最大ノックレベル
   を用いて線形外挿法により前記試験燃料に関する試験燃
   料オクタン価を計算し、そして該試験燃料オクタン価を
   表示するようにプログラムされているコンピュータとを
   含んで構成されており、最大ノックレベルの前記測定方
   法が、 前記燃料流量を変化させるために一連の流量信号を送る
   段階であって、各々の燃料が予め定められた初期流量か
   ら始まって最大ノックレベルをほぼ生じる流量へ向けて
   流量が変化される複数の流量値にて供給されて前記エン
   ジンで燃焼されるようになす段階、 各流量において前記複数のデータ配列を得る段階、 各流量に関しての前記複数のデータから平均ノック強度
   を計算する段階、 前記初期流量以外の各流量に関する前記平均ノック強度
   を先行流量に関して得られた前記平均ノック強度と比較
   して、前記複数の流量に関する最大平均ノック強度が見
   出されたかどうかを測定する段階、 前記複数の流量の前記平均ノック強度の分布に関する多
   項式を計算する段階、 前記多項式の最大ノック強度を計算し、および燃料に関
   する対応する流量を得る段階、 前記対応する流量となるように前記流量を調整する段
   階、 前記対応する流量に関する前記複数のデータ配列を得る
   段階、および前記対応する流量に関する前記複数のデー
   タ配列から最大ノックレベルを計算する段階を含んでい
   る試験燃料のオクタン価の測定装置。
5. 【請求項５】 前記燃料を前記エンジンに供給する前に
   燃料および空気を混合する吸気手段を更に含み、該吸気
   手段は前記空気と燃料とを混合するためにベンチュリ管
   を使用しており、燃料および空気は該ベンチュリ管に一
   定比率で流入して、前記燃料流量が形成される空気／燃
   料混合気の空燃比を測定するようになされた請求項４に
   記載の試験燃料のオクタン価の測定装置。