JPS5990041A - 内燃機関からの排気中の可燃性成分すなわち燃焼支持成分を検出する装置および方法 - Google Patents
内燃機関からの排気中の可燃性成分すなわち燃焼支持成分を検出する装置および方法Info
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- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
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- G01N27/00—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の技術分野〕
本発明は内燃機関からの排気中の可撚性成分すなわち燃
焼支持成分を検出する装置および方法に1 関するものである。
焼支持成分を検出する装置および方法に1 関するものである。
そのようなエンジンを効率良く洲転さぜるだめに、最適
な空/燃比は負荷、速度、冷却水温度などの」こうなf
′III々の要因に関係し、化学m論的な混合気と比較
して薄く(燃料の割合が低い)1〜たり、濃く(態別の
割合が高い)したりできる。空/燃比を帰還モー ドで
ffflJ御する目的で、シリンダに入る混合気の空/
燃比を測定するために、排気中の可燃・シ1;成分ず在
わぢ燃焼支持成分を検出するだめの各種の提案が行われ
ている。
な空/燃比は負荷、速度、冷却水温度などの」こうなf
′III々の要因に関係し、化学m論的な混合気と比較
して薄く(燃料の割合が低い)1〜たり、濃く(態別の
割合が高い)したりできる。空/燃比を帰還モー ドで
ffflJ御する目的で、シリンダに入る混合気の空/
燃比を測定するために、排気中の可燃・シ1;成分ず在
わぢ燃焼支持成分を検出するだめの各種の提案が行われ
ている。
英国慣豹出願第2013892号明細眉)には排気を2
つの流れに分割し、一方の流わに不足しているどのよう
な可燃性成分すなわち燃焼支持成分をもその流れに飽和
さ−するだめの装Uが提案されている。それら2つの流
れld高温のワイヤ・センタに当てられる。そのセンサ
の抵抗値は湿度によって変化し、ぞのセンサの表面は触
媒として機能する。
つの流れに分割し、一方の流わに不足しているどのよう
な可燃性成分すなわち燃焼支持成分をもその流れに飽和
さ−するだめの装Uが提案されている。それら2つの流
れld高温のワイヤ・センタに当てられる。そのセンサ
の抵抗値は湿度によって変化し、ぞのセンサの表面は触
媒として機能する。
それらの流れの間て測定された温度差を用いて、排気中
の可すv)性成分すなわち燃焼支持成分の宿を測定する
。欧州特許出願第3401:1号明細宵には、1つのセ
ンサを用い、飽和されている排気の流れと処理されてい
ない排気の流れをそのセンサに交互に当てるようにして
、前記英国時W「出願明細書における提案の改良が提案
されている。
の可すv)性成分すなわち燃焼支持成分の宿を測定する
。欧州特許出願第3401:1号明細宵には、1つのセ
ンサを用い、飽和されている排気の流れと処理されてい
ない排気の流れをそのセンサに交互に当てるようにして
、前記英国時W「出願明細書における提案の改良が提案
されている。
本発明は、表面が触媒として作用し、かつ温度によυ抵
抗値が変化する導電体と、不足している可燃性物質すな
わち燃焼支持物質のいずれも添加された排気と、それら
の物質を添加されていない排気を導電1体に交互に当て
るための要素と、添加された排気が導電体に当てられた
時にその導電体の電流と電圧の少くとも一方をくり返え
し標本化し、最大の放熱量に対応する値を得、それらの
値を、添加されていない排気が導電体に当てられた時の
導電体の電流と電圧の少くとも一方の値と比較するため
の要素とを備える内燃機関からの排夕(中の可燃性成分
すなわち燃焼支持成分を検出する装置を提供するもので
ある。
抗値が変化する導電体と、不足している可燃性物質すな
わち燃焼支持物質のいずれも添加された排気と、それら
の物質を添加されていない排気を導電1体に交互に当て
るための要素と、添加された排気が導電体に当てられた
時にその導電体の電流と電圧の少くとも一方をくり返え
し標本化し、最大の放熱量に対応する値を得、それらの
値を、添加されていない排気が導電体に当てられた時の
導電体の電流と電圧の少くとも一方の値と比較するため
の要素とを備える内燃機関からの排夕(中の可燃性成分
すなわち燃焼支持成分を検出する装置を提供するもので
ある。
また、本発明は、表面が触媒として作用し、かつ温度に
より抵抗値が変化する導電体に、不足している可燃性物
質すなわち燃焼支持物質であればどのような燃焼支持物
質でも添加された排気と、それらの物質を添加されてい
ない排気とを交互に当てるだめの過程と、添加された排
気が導電体に肖てられた時にその導電体の電流と電圧の
少くとも一方をくり返えし標本化する鍋程と、最大の放
熱11″に対応する電流と電圧の少くとも一方の値を得
る過程と、そノ1らの値を、添加されていない排気が導
電体に当てられた時の導電体の電流と電圧の少くとも一
方の値と比較する過程とを備える内燃機関からの排気中
の可燃性成分すなわち燃焼支持成分を検出する方法も提
供するものである。
より抵抗値が変化する導電体に、不足している可燃性物
質すなわち燃焼支持物質であればどのような燃焼支持物
質でも添加された排気と、それらの物質を添加されてい
ない排気とを交互に当てるだめの過程と、添加された排
気が導電体に肖てられた時にその導電体の電流と電圧の
少くとも一方をくり返えし標本化する鍋程と、最大の放
熱11″に対応する電流と電圧の少くとも一方の値を得
る過程と、そノ1らの値を、添加されていない排気が導
電体に当てられた時の導電体の電流と電圧の少くとも一
方の値と比較する過程とを備える内燃機関からの排気中
の可燃性成分すなわち燃焼支持成分を検出する方法も提
供するものである。
稀薄領域において幻1、前記諸桿案におけるように排気
を燃料で飽和させることにより得らノする放熱量は排気
中に存在する酸素の弼に1、直接関係せず、添加されだ
排気が導電体に肖っている時間中に放出される最大熱量
は、排気中に存在する酸素の刃1を表すととを本願発明
者しJ:発見した。
を燃料で飽和させることにより得らノする放熱量は排気
中に存在する酸素の弼に1、直接関係せず、添加されだ
排気が導電体に肖っている時間中に放出される最大熱量
は、排気中に存在する酸素の刃1を表すととを本願発明
者しJ:発見した。
その理由シ)2、添加され、た排気がセンサに当った時
の放熱部は、I、(も料の量が化学邪論的な量1で増加
するにつれて増加するが、燃料の紙がその化学山4論的
な■・1以上に増加すると放熱量がかえって減少する)
こめであると信ぜられる。飽イ11の程度に応じて異な
る値の放熱量が得られる。それとは対照的に、添加され
た排気が導電体に当っている時間中に放出される最大熱
印・は、排(I、中に存在する酸素と反応するのに必要
な燃料の化学用論的な量を表し、しだがって、その酸素
量を台ずものであることが見出されている。
の放熱部は、I、(も料の量が化学邪論的な量1で増加
するにつれて増加するが、燃料の紙がその化学山4論的
な■・1以上に増加すると放熱量がかえって減少する)
こめであると信ぜられる。飽イ11の程度に応じて異な
る値の放熱量が得られる。それとは対照的に、添加され
た排気が導電体に当っている時間中に放出される最大熱
印・は、排(I、中に存在する酸素と反応するのに必要
な燃料の化学用論的な量を表し、しだがって、その酸素
量を台ずものであることが見出されている。
添加された排気がセンサに当っている名時間中の瞬時放
熱量は、添加量が化学−叶論的々邦以下であるその時間
の始まりから、添加量が化学問論的な量以上であるその
時間の終りまでの間に変化することがわかるであろう。
熱量は、添加量が化学−叶論的々邦以下であるその時間
の始まりから、添加量が化学問論的な量以上であるその
時間の終りまでの間に変化することがわかるであろう。
導?口5体を流れるV;、流を一定に保つために導電体
の両端部間の電圧を変えるための贋累を設けることがで
きる。しかし、7、なるべくシ:ら、渚−πし体の平均
温度を一定に保つだめにその;:?、 ’gi体中で消
費されるπ1−力を変メ−2,だめの要素をk、るべく
設りる。
の両端部間の電圧を変えるための贋累を設けることがで
きる。しかし、7、なるべくシ:ら、渚−πし体の平均
温度を一定に保つだめにその;:?、 ’gi体中で消
費されるπ1−力を変メ−2,だめの要素をk、るべく
設りる。
通路の一端部に排気をとり出すために、他端部がエンジ
ンの吸気マニホルドにiマ11結されているその通路の
中に導11L体を配檻°できる。
ンの吸気マニホルドにiマ11結されているその通路の
中に導11L体を配檻°できる。
排気を使用する時に、導1F5体のすぐ上流t111に
その導霜゛5体から離隔されている要素に」2り添加で
き、通路は添加された排気の流れと添加されてい力い排
気の流れに共通にできる。このよう外構成により、添加
された排気が導電体に当っている時間中を通じて排気へ
の添加量を着実にさせることができる1、添加物は、稀
薄混合気の場合には石油を用いることができるが、なる
べくブロノきン才だけブタンを用いるようにする。
その導霜゛5体から離隔されている要素に」2り添加で
き、通路は添加された排気の流れと添加されてい力い排
気の流れに共通にできる。このよう外構成により、添加
された排気が導電体に当っている時間中を通じて排気へ
の添加量を着実にさせることができる1、添加物は、稀
薄混合気の場合には石油を用いることができるが、なる
べくブロノきン才だけブタンを用いるようにする。
導′亀体の少くとも表面を白金−または白金/ロジウム
にすることが好脣l〜い。
にすることが好脣l〜い。
添加された排気と添加されていない排気がセンサに肖っ
ている時間は1/2〜・10秒にできるが、力るべく1
〜5秒にする。寸た、標本化速9!J )、1: 1マ
イクロ秒〜100ミリ秒にできるが、外るーく〈0.1
〜10ミリ秒にする。
ている時間は1/2〜・10秒にできるが、力るべく1
〜5秒にする。寸た、標本化速9!J )、1: 1マ
イクロ秒〜100ミリ秒にできるが、外るーく〈0.1
〜10ミリ秒にする。
まり下、図面を参照して本発明を訂・17<説明する。
寸ず筆1図を参照して、枕木Jur気がダクト11に沿
ってソレノイド弁12の上流1111 ″!!、で矢印
Aの向きに流される。このソレノイド弁12は開放・開
成用のシャツトル12Aと2つの出口13.14を有す
る。出[113に杭1.計遍、用のオリフィス15が含
廿れる。出口13と14は、11jノーイス16の上流
側で連結されて共通ダクト1rを形JjKする。
ってソレノイド弁12の上流1111 ″!!、で矢印
Aの向きに流される。このソレノイド弁12は開放・開
成用のシャツトル12Aと2つの出口13.14を有す
る。出[113に杭1.計遍、用のオリフィス15が含
廿れる。出口13と14は、11jノーイス16の上流
側で連結されて共通ダクト1rを形JjKする。
シャツトル18a s 19Bをそれぞわイ+’ i’
る−7・」の弁1B、19がダク120 、21により
i2i’結される。
る−7・」の弁1B、19がダク120 、21により
i2i’結される。
ダクト20は開拓オリフィス22と、シャツトル23a
を肩する弁23とを通じて係結される空気を受けること
ができる。ダクト20においては、石油その他の気化し
やすい燃料な船料谷器25゜26から吸い上げる芯24
により、タクト21の中を流れる排気中に蒸気として混
合させることができる。あるいは弁23に知りする弁を
用いてプロパンを使用できる。自動車I11内焦141
+・[11の吸気マニホルドに混合気を供給する5IJ
(間品名)気化器の一定減圧領域に通路27が連結され
る。その結果生じブこ圧力低下が矢印Aと13の向きに
伝わる。
を肩する弁23とを通じて係結される空気を受けること
ができる。ダクト20においては、石油その他の気化し
やすい燃料な船料谷器25゜26から吸い上げる芯24
により、タクト21の中を流れる排気中に蒸気として混
合させることができる。あるいは弁23に知りする弁を
用いてプロパンを使用できる。自動車I11内焦141
+・[11の吸気マニホルドに混合気を供給する5IJ
(間品名)気化器の一定減圧領域に通路27が連結され
る。その結果生じブこ圧力低下が矢印Aと13の向きに
伝わる。
通路27は反応領域27aをイJする。その反応領域の
内部には白金ま7ヒは白金/ロジウムi(の嗜、hユ、
体28が配義される。導電体28の近くで起る反応によ
り発生された熱を測定しで、I′ifツPり性ttt、
合気の「添加」された流れと1添加」されていガい流れ
とが必要とする電力の差を定めることができるようにす
るために、その導電体28を流れる電流はマイクロプロ
セツサの制御の下に通常の雷1気回路によって調整でき
る。通路27に沿う流れはダイアフラム弁32により調
整されるnit喰オリフィス30.31を含む通路29
によシ弁18,19は側路される。通路29により、芯
24から蒸発した石油を1添加」された排気流を添加さ
れていない排気で稀釈して未燃焼の燃料が集まることを
遅らせる。導電線すなわち導電、体2Bはその41電線
上で行われた化学反応により放出された熱量を測定する
ように機能する。稀薄領域においてはそれらの化学反応
は酸素金倉んでいるエンジン排気と添加された燃料(そ
の燃料は任意の炭化水素とすることができる)との間で
起る。濃、叩領域においてはそれらの化学反応は一酸化
炭素ケ含んでいるエンジン排気と、添加された空気中の
酸素との間で起る。反応の前後における全での成分のエ
ンタルピーを考察することによって反応熱を確認できる
。これは一連のエンジン排空/燃比の値と、空気まだは
燃料の種々の添加率とについて行われている。尚、ソレ
ノイド弁の0N10FF状態を次表に示す。
内部には白金ま7ヒは白金/ロジウムi(の嗜、hユ、
体28が配義される。導電体28の近くで起る反応によ
り発生された熱を測定しで、I′ifツPり性ttt、
合気の「添加」された流れと1添加」されていガい流れ
とが必要とする電力の差を定めることができるようにす
るために、その導電体28を流れる電流はマイクロプロ
セツサの制御の下に通常の雷1気回路によって調整でき
る。通路27に沿う流れはダイアフラム弁32により調
整されるnit喰オリフィス30.31を含む通路29
によシ弁18,19は側路される。通路29により、芯
24から蒸発した石油を1添加」された排気流を添加さ
れていない排気で稀釈して未燃焼の燃料が集まることを
遅らせる。導電線すなわち導電、体2Bはその41電線
上で行われた化学反応により放出された熱量を測定する
ように機能する。稀薄領域においてはそれらの化学反応
は酸素金倉んでいるエンジン排気と添加された燃料(そ
の燃料は任意の炭化水素とすることができる)との間で
起る。濃、叩領域においてはそれらの化学反応は一酸化
炭素ケ含んでいるエンジン排気と、添加された空気中の
酸素との間で起る。反応の前後における全での成分のエ
ンタルピーを考察することによって反応熱を確認できる
。これは一連のエンジン排空/燃比の値と、空気まだは
燃料の種々の添加率とについて行われている。尚、ソレ
ノイド弁の0N10FF状態を次表に示す。
全ての弁はOFF として図示されている。
第2図は添加燃料としてプロパンを用いた場合に、稀薄
領域について引算した結果を示すものである。
領域について引算した結果を示すものである。
エンジンのある与えられた空/燃比における零量からプ
ロパンの量を増加するにつれて反応熱は最大値まで増大
する。標本排気中の全ての酸素を消費するのにちょうど
十分な量のブロノ(ンが存在する時にその最大値が生ず
る。添加するプロノくンの量をその十分な量以上に増加
させると、吸熱反応により反応熱が減少させられ、発熱
反応からの熱のいくらかを相殺する。十分外景のプロパ
ンが添加されると、熱出力が負となる、ず々わち、熱が
吸収されることになる。第2図に示されている結果はセ
ンサの観察された挙動により支持される。
ロパンの量を増加するにつれて反応熱は最大値まで増大
する。標本排気中の全ての酸素を消費するのにちょうど
十分な量のブロノ(ンが存在する時にその最大値が生ず
る。添加するプロノくンの量をその十分な量以上に増加
させると、吸熱反応により反応熱が減少させられ、発熱
反応からの熱のいくらかを相殺する。十分外景のプロパ
ンが添加されると、熱出力が負となる、ず々わち、熱が
吸収されることになる。第2図に示されている結果はセ
ンサの観察された挙動により支持される。
寸だ、それらの結果は、添加するための液体燃料のはは
一定の流れに対応する一定の芯面積に対してエンジンの
空/燃比が変えられるものとする場合に得られる非直線
較正も説明するものである。
一定の流れに対応する一定の芯面積に対してエンジンの
空/燃比が変えられるものとする場合に得られる非直線
較正も説明するものである。
第3図は挙動が異なる濃厚領域について!tri Lだ
結果を示すものである。」二で説明しまた稀薄領域にお
ける挙動とは対照的に、最大放熱部に必要力値以上に添
加量が増大しでも化学反応υま変化しない。エンジンの
与えられた空/燃比において空気添加量が増大させられ
ると、全ての一酸化炭素に結合するのにちょうど十分な
月の酸素が存在するようになるまで、反応熱は増大する
。その後で平旦足部に達し、余分な空気は熱放出に影響
を及ぼさない。動作中におけるセンサの挙動はこの理論
を支持している。しかし、導電線上に拡散させられる気
排中の一酸化炭素のtkMが稀釈のために低くなるから
、全ての一酸化炭素を燃焼させるために必要なM1以上
に空気のfitが増加するにつれて、実際のセンサの出
方が徐々に減少する。
結果を示すものである。」二で説明しまた稀薄領域にお
ける挙動とは対照的に、最大放熱部に必要力値以上に添
加量が増大しでも化学反応υま変化しない。エンジンの
与えられた空/燃比において空気添加量が増大させられ
ると、全ての一酸化炭素に結合するのにちょうど十分な
月の酸素が存在するようになるまで、反応熱は増大する
。その後で平旦足部に達し、余分な空気は熱放出に影響
を及ぼさない。動作中におけるセンサの挙動はこの理論
を支持している。しかし、導電線上に拡散させられる気
排中の一酸化炭素のtkMが稀釈のために低くなるから
、全ての一酸化炭素を燃焼させるために必要なM1以上
に空気のfitが増加するにつれて、実際のセンサの出
方が徐々に減少する。
稀薄領域におけるセンサの動作には芯24(第1図)に
より燃料を添加することが含′まれる。芯24は、対象
とするJl)も稀薄カエンジン空/燃比、/ことえば2
0:1をカバーするのに十分なi4)以上の燃料を供給
するために構成される。スイッチ18゜19が添加され
ない位置へ切り換えられると、高温の導電線に当てられ
る排気流中の燃料の濃度は零にぬる。添加される位置へ
;Qす」夕えられてがらある時間が経過しノミ徒では、
篩YkAの導’fit iY+!i!に過てられる排気
流中の燃料の渉度ケ」−12o:1の空/燃比において
放熱量を最大とするのに十分な上:J、シも多くなる。
より燃料を添加することが含′まれる。芯24は、対象
とするJl)も稀薄カエンジン空/燃比、/ことえば2
0:1をカバーするのに十分なi4)以上の燃料を供給
するために構成される。スイッチ18゜19が添加され
ない位置へ切り換えられると、高温の導電線に当てられ
る排気流中の燃料の濃度は零にぬる。添加される位置へ
;Qす」夕えられてがらある時間が経過しノミ徒では、
篩YkAの導’fit iY+!i!に過てられる排気
流中の燃料の渉度ケ」−12o:1の空/燃比において
放熱量を最大とするのに十分な上:J、シも多くなる。
したがって、添加される6ン’、 ’j?;への切り換
えと、この燃料過剰状た(号への到述との間のある時刻
に、標本化された排気b1シの慣足の箪/燃比における
最大放熱1j−に対してその+jL”、刺濃度が一時的
に正しくなる。センサの変化する出刃がrfe #j:
、され、最大放熱量に対応する値が選択されるものとす
ると、これはその特定の空/燃比に対するセンサの出力
を正確に表す。この過程は「最大値捕獲」として定義さ
れる。そのだめに2種類の方法が用いられている。yJ
Llの方法においては、マイクロプロセツサによる切υ
換えの後の期間中に短い間隔をおいて(特定の例におい
ては1.44m5ごとに)センサの出力が連続して走査
され、最大放熱量に対応する値が数値的に選択される。
えと、この燃料過剰状た(号への到述との間のある時刻
に、標本化された排気b1シの慣足の箪/燃比における
最大放熱1j−に対してその+jL”、刺濃度が一時的
に正しくなる。センサの変化する出刃がrfe #j:
、され、最大放熱量に対応する値が選択されるものとす
ると、これはその特定の空/燃比に対するセンサの出力
を正確に表す。この過程は「最大値捕獲」として定義さ
れる。そのだめに2種類の方法が用いられている。yJ
Llの方法においては、マイクロプロセツサによる切υ
換えの後の期間中に短い間隔をおいて(特定の例におい
ては1.44m5ごとに)センサの出力が連続して走査
され、最大放熱量に対応する値が数値的に選択される。
第2の方法は、切り換え後の期間に伺られる放熱量の最
大値を記録するために従来のアナログ回路を用いるもの
である。
大値を記録するために従来のアナログ回路を用いるもの
である。
濃厚領域に対しては、過剰な空気は放熱量をあまシ大幅
には減少させないから「最大値捕獲」を用いることは重
要ではない。しかし、稀釈により少し減少できるように
するためには、稀薄領域におけるのはもちろん、濃厚領
域においてもこの方法を用いることが好都合であること
が見出される。
には減少させないから「最大値捕獲」を用いることは重
要ではない。しかし、稀釈により少し減少できるように
するためには、稀薄領域におけるのはもちろん、濃厚領
域においてもこの方法を用いることが好都合であること
が見出される。
第4図1は導電線の一定な平均温度1000℃における
稀薄領域較正を示す7.「定常状態最適」と名づけられ
ているカーブは、最大放熱量に対するプロパンの量を調
整することにより得られたものであシ、「切り換え動作
」と名づけられているカーブは石油を用いる「最大値捕
獲」法によシ得られたものである。この図は、最大値捕
獲法によシ得られた出力が最大放熱量に良く一致するこ
とを示すものである。900〜1000℃の範囲で選択
された導電線温度は、その温度が一定に保たれている限
シは、較正の温度にほんの小さい影響を及はすだけであ
った。
稀薄領域較正を示す7.「定常状態最適」と名づけられ
ているカーブは、最大放熱量に対するプロパンの量を調
整することにより得られたものであシ、「切り換え動作
」と名づけられているカーブは石油を用いる「最大値捕
獲」法によシ得られたものである。この図は、最大値捕
獲法によシ得られた出力が最大放熱量に良く一致するこ
とを示すものである。900〜1000℃の範囲で選択
された導電線温度は、その温度が一定に保たれている限
シは、較正の温度にほんの小さい影響を及はすだけであ
った。
第5図は導電線の平均温度900℃における濃厚領域較
正を示す。「定常状態最適」と名づけられているカーブ
は、最大放熱量に対する添加空気の貝を調整することに
より得られたものであυ・「切シ換え動作」と名づけら
れているカーブを用いる「最大値捕獲」法を用いて得ら
れたものであって、最大放熱量によυ良く一致するもの
である。
正を示す。「定常状態最適」と名づけられているカーブ
は、最大放熱量に対する添加空気の貝を調整することに
より得られたものであυ・「切シ換え動作」と名づけら
れているカーブを用いる「最大値捕獲」法を用いて得ら
れたものであって、最大放熱量によυ良く一致するもの
である。
この領域における一定電流動作よりも一定温度動作が優
れている別の点は、導電線を過熱することなしに10.
3 : 1というエンジン空/燃比でエンジンを運転さ
せることカスできることである。
れている別の点は、導電線を過熱することなしに10.
3 : 1というエンジン空/燃比でエンジンを運転さ
せることカスできることである。
センサは、濃厚側における10 : 1の空/燃比から
稀薄側における20:1の空/燃比までの動作範囲を示
しているものであって、要求があれば限定されただけそ
の範囲を拡張することが可能である。
稀薄側における20:1の空/燃比までの動作範囲を示
しているものであって、要求があれば限定されただけそ
の範囲を拡張することが可能である。
それら2つの範囲の間の化学量論的値のいずれかの側に
ほんの小さい中間領域がある。濃厚の限界値は一5℃ま
でのエンジン冷却水温度における暖れる巡航空/燃比に
対応するのに適切である。限定された数の導電線を試験
しただけであるから、絶対確度を評価することは困難で
ある。しかし、注意して設計を行えばプラスマイナス0
.25%の空/燃比が可能であることが経験によって判
明している。これは、欧州特許における気化器その他の
燃料制御装置の制御に必ずfr容できるものである。
ほんの小さい中間領域がある。濃厚の限界値は一5℃ま
でのエンジン冷却水温度における暖れる巡航空/燃比に
対応するのに適切である。限定された数の導電線を試験
しただけであるから、絶対確度を評価することは困難で
ある。しかし、注意して設計を行えばプラスマイナス0
.25%の空/燃比が可能であることが経験によって判
明している。これは、欧州特許における気化器その他の
燃料制御装置の制御に必ずfr容できるものである。
本発明が空/燃此の帰還制御のだめの信号を得るために
用いられる場合には、正常な運転法には、既知のエンジ
ン運転条件から希望の空/燃比を指定するごどが含まれ
ることになる。しだがって、空気または燃料の適切な添
加は既知である。エンジンが稀薄側で運転されていて空
気が添加され、またエンジンが濃厚側で運転していて燃
料が添加されるものとすると、添加された標本に対する
導電線の電流値と、添加されていない標本に対する導電
線の電流値との差であるセンサからの信号は零である。
用いられる場合には、正常な運転法には、既知のエンジ
ン運転条件から希望の空/燃比を指定するごどが含まれ
ることになる。しだがって、空気または燃料の適切な添
加は既知である。エンジンが稀薄側で運転されていて空
気が添加され、またエンジンが濃厚側で運転していて燃
料が添加されるものとすると、添加された標本に対する
導電線の電流値と、添加されていない標本に対する導電
線の電流値との差であるセンサからの信号は零である。
しだがって、マイクロブロセツーリ゛は求められている
空/燃比に対する適切な添加へ切り換えることができ、
空/燃比を目標値にするためにエンジンを濃厚側にする
か、稀薄側にするかを指定できる。それから、マイクロ
プロセツサは、要求されでいる空/燃比に徐々に接近す
るために適切であるように、エンジンの燃料装鮪たとえ
ば気化器を調整する。未知の優先する空、/燃比を定め
ることが必要な場合には、センサからの零信号は誤った
添加が使用されているかもしれないことを示すものであ
る。このセンサの出力が零であって、添加が空気から燃
料へ、または燃料がら空気へ変えられるものとすると、
前記2つの範囲の間の化学品、論的値のいずれかの側の
比較的小さい中間領域に含井れることになる。
空/燃比に対する適切な添加へ切り換えることができ、
空/燃比を目標値にするためにエンジンを濃厚側にする
か、稀薄側にするかを指定できる。それから、マイクロ
プロセツサは、要求されでいる空/燃比に徐々に接近す
るために適切であるように、エンジンの燃料装鮪たとえ
ば気化器を調整する。未知の優先する空、/燃比を定め
ることが必要な場合には、センサからの零信号は誤った
添加が使用されているかもしれないことを示すものであ
る。このセンサの出力が零であって、添加が空気から燃
料へ、または燃料がら空気へ変えられるものとすると、
前記2つの範囲の間の化学品、論的値のいずれかの側の
比較的小さい中間領域に含井れることになる。
排気中のoJ燃性成分すなわち燃焼支持成分の任意の反
nニスしていない組合せは、添加されてい力2い期間中
に高温の導電線上で反応させられることをつけ加えなけ
ればなら方い。その期間中には、導電線における電圧と
電流との最大値を測定する代シに、添加されていない期
間中に電流または’%圧の値の平均を求める。
nニスしていない組合せは、添加されてい力2い期間中
に高温の導電線上で反応させられることをつけ加えなけ
ればなら方い。その期間中には、導電線における電圧と
電流との最大値を測定する代シに、添加されていない期
間中に電流または’%圧の値の平均を求める。
次に第6図を参照する。図に示す第2の装置は前記した
第1の装置のセンサ28に類似する高温導電線センサ3
3を有する。そのセンサ33には通路34を通ってとシ
出された排気の標本と、通路34を通ってと9出され、
ソレノイド弁35により制御されてブタンを添加された
排気の標本とが又互に当てられる。弁35が開かれると
、添加された排気がセンサ33に当てられ、弁35が閉
じられると、添加されていない排気がセンサ33に当て
られる。オリフ・rス36によりブタンを排気に混合で
きる。
第1の装置のセンサ28に類似する高温導電線センサ3
3を有する。そのセンサ33には通路34を通ってとシ
出された排気の標本と、通路34を通ってと9出され、
ソレノイド弁35により制御されてブタンを添加された
排気の標本とが又互に当てられる。弁35が開かれると
、添加された排気がセンサ33に当てられ、弁35が閉
じられると、添加されていない排気がセンサ33に当て
られる。オリフ・rス36によりブタンを排気に混合で
きる。
この装置は先細・末広ノズル3Tを介して吸気マニホル
ドに連結される。そのノズル3Tの表面は、高温の導電
線センサ33の中を流れる排気の流量を、マニホルド内
の柚々の低圧範囲にわたってほぼ一足に保つ。よシ大き
い先細・末広ノズル37を使用できるようにするだめに
側路38が設けられる。オリフィス39と40は通路3
4.38を流れる相対的な流れを制御する。この装置を
オフ状態に切り換えるだめにオン−オフ・ソレノイド弁
39aを設けることができる。この装置は燃料装置の較
正を点検および調整するだめの定期的な、すなわち、1
日に1回の稀薄空/燃比基準として用いることができる
。この装置は連続帰還制御のために用いる必要はない。
ドに連結される。そのノズル3Tの表面は、高温の導電
線センサ33の中を流れる排気の流量を、マニホルド内
の柚々の低圧範囲にわたってほぼ一足に保つ。よシ大き
い先細・末広ノズル37を使用できるようにするだめに
側路38が設けられる。オリフィス39と40は通路3
4.38を流れる相対的な流れを制御する。この装置を
オフ状態に切り換えるだめにオン−オフ・ソレノイド弁
39aを設けることができる。この装置は燃料装置の較
正を点検および調整するだめの定期的な、すなわち、1
日に1回の稀薄空/燃比基準として用いることができる
。この装置は連続帰還制御のために用いる必要はない。
もつとも、希望によっては連続帰還制御のためにこの装
置を用いることもできる。
置を用いることもできる。
センサの燃料はブタンであって、比較的小さい容器に入
れられる。
れられる。
弁35は2秒間隔で開閉する。添加される期間は、第1
の装置によ、!l) 1.44ミ’)秒の間隔で標本化
することに太り、先に説明したようにして測定され、添
加されない期間のだめの測定は、添加されない各期間の
最後の4分の1秒間にわたってf’ii温の導電静から
の信号の平均を計算することによ9行われる。
の装置によ、!l) 1.44ミ’)秒の間隔で標本化
することに太り、先に説明したようにして測定され、添
加されない期間のだめの測定は、添加されない各期間の
最後の4分の1秒間にわたってf’ii温の導電静から
の信号の平均を計算することによ9行われる。
高温の導電iiカセセン33は一足温度モードで用いら
iする。高717の導電線センサ33を流れるF(i流
(1)il、次式によシ、導電線のIP位長当シの化学
的発熱量σ1)に関係させられる。
iする。高717の導電線センサ33を流れるF(i流
(1)il、次式によシ、導電線のIP位長当シの化学
的発熱量σ1)に関係させられる。
この式で、右辺の分母の第1項はある導電線の長さのザ
ボートへの導電■、を表し、第2項は単位長当りの対流
による熱損失を表し、1】はレイノルズ数の関敬であり
、I)は導電病jの直径、θIHe allは周囲の標
本ガスのイ均温度より高い導電線のイ均温度がその標本
ガスの平均温度をこえている温匪を表し第3項目、小さ
い放射損失を表し、第4項は反応していない成分からの
小さい発熱量を表す。第1項は、本発明Vておけるよう
に、5〜20ミリメートルの範囲の長さの導電線に対し
ても小さい。
ボートへの導電■、を表し、第2項は単位長当りの対流
による熱損失を表し、1】はレイノルズ数の関敬であり
、I)は導電病jの直径、θIHe allは周囲の標
本ガスのイ均温度より高い導電線のイ均温度がその標本
ガスの平均温度をこえている温匪を表し第3項目、小さ
い放射損失を表し、第4項は反応していない成分からの
小さい発熱量を表す。第1項は、本発明Vておけるよう
に、5〜20ミリメートルの範囲の長さの導電線に対し
ても小さい。
Hとhはレイノルズ数の同じ関数であるから、その結果
として、上の式の左辺は、与えられた空/燃比に約しで
ある定数にほぼ等しい。このことは、上の式の左辺が2
種類の流れの変動に比較的影響されないことを意味する
。本願発明者が行った試験によれは、流量が1時間当シ
80グラムから120グラムの間で変化してもこの量が
変化しないことが判明している。上の式の左辺は空/燃
此の関数でもあり、それはその是がどのようにして決定
されるかを示すものである。
として、上の式の左辺は、与えられた空/燃比に約しで
ある定数にほぼ等しい。このことは、上の式の左辺が2
種類の流れの変動に比較的影響されないことを意味する
。本願発明者が行った試験によれは、流量が1時間当シ
80グラムから120グラムの間で変化してもこの量が
変化しないことが判明している。上の式の左辺は空/燃
此の関数でもあり、それはその是がどのようにして決定
されるかを示すものである。
En1図は本発明の装置の第1の実施例の線図、第2,
3図はある範囲の空/燃比に幻する熱出力と、排気標本
に絵肌する必要のある添加物質のおSとの関係の、稀尚
混合気と濃厚混合気に対するそれぞれのグラフ、第4,
5図は理想的な定?’+S状態におりる種々の空/燃比
に対する添加された排気流と添加されない排気流を、本
発明の1最大値捕獲」を用いて2秒間隔で切p換えで当
てられる尋電線の温度を一定に保つために必偲々電流の
差の、稀薄混合気と濃厚混合気とに苅するそれぞれのグ
ラフ、第6図は本発明の装置の第1の実施例の線図であ
る。 11 .17,20,21 ・拳・・ダクト、12゜3
5 、39a・昏・・ソレノイド弁、15,22゜30
.31 ・・ ・ ・it量オリフィス、1f3,3
6゜39.40・・・・オリフィス、17−−・Φ共通
ダクト、18,19,23・・・Φ弁、2411−・・
芯、27,29,34.38・・・・jσ1路、28.
33Φ・@Φ導電線セセン、37・拳e善先細・末広ノ
ズル。 特許出願人 ヒーエル・チクノロシイ・リミテッド化
理 人 山 川 政 樹(I’Eか1名)L続r
由11:、占(−λ−人゛) 昭fuし$τ1特 、〆1」11第qqz6oす11
件との関係 特 許1i願人と1杓1(氏
名)ヒ゛−エ(シ・了りメロジf、’)Sう・/(\乙
油止の対象 図 面 Y補正の内容 図面の浄j!)(内容(こ変更なし) 258−
3図はある範囲の空/燃比に幻する熱出力と、排気標本
に絵肌する必要のある添加物質のおSとの関係の、稀尚
混合気と濃厚混合気に対するそれぞれのグラフ、第4,
5図は理想的な定?’+S状態におりる種々の空/燃比
に対する添加された排気流と添加されない排気流を、本
発明の1最大値捕獲」を用いて2秒間隔で切p換えで当
てられる尋電線の温度を一定に保つために必偲々電流の
差の、稀薄混合気と濃厚混合気とに苅するそれぞれのグ
ラフ、第6図は本発明の装置の第1の実施例の線図であ
る。 11 .17,20,21 ・拳・・ダクト、12゜3
5 、39a・昏・・ソレノイド弁、15,22゜30
.31 ・・ ・ ・it量オリフィス、1f3,3
6゜39.40・・・・オリフィス、17−−・Φ共通
ダクト、18,19,23・・・Φ弁、2411−・・
芯、27,29,34.38・・・・jσ1路、28.
33Φ・@Φ導電線セセン、37・拳e善先細・末広ノ
ズル。 特許出願人 ヒーエル・チクノロシイ・リミテッド化
理 人 山 川 政 樹(I’Eか1名)L続r
由11:、占(−λ−人゛) 昭fuし$τ1特 、〆1」11第qqz6oす11
件との関係 特 許1i願人と1杓1(氏
名)ヒ゛−エ(シ・了りメロジf、’)Sう・/(\乙
油止の対象 図 面 Y補正の内容 図面の浄j!)(内容(こ変更なし) 258−
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 (1)表面が触媒として作用し、かつ温度により抵抗値
が変化する導電体と、不足しているいずれの可燃性物質
すなわち燃焼支持物質をも添加された排気と、それらの
物質を添加されていない排気とを導電体に交互に当てる
ための要素と、添加された排気が導電体に当てられた時
にその導電体の電流と電圧の少くとも一方をくシ返えし
標本化し、最大の放熱量に対応する値を得、それらの値
を、添加されていない排気が導電体に当てられた時の導
電体の電流と電圧の少くとも一方の値と比較するだめの
要素とを備えることを特徴とする内燃機関からの排気中
の可燃性成分すなわち燃焼支持成分を検出する装置。 (2、特許請求の範囲第1項記載の装置であって、導電
体を流れる電流を一定に保つために導電体の両端間の電
圧を変えるだめの要素が設けられることを特徴とする装
置。 (3)特許請求の範囲第1項記載の製餡であって、導電
体の平均温度を一足に保つために導電体中で消費される
電力を変えるだめの要素が設けられることを特徴とする
装置。 (4)特許請求の範囲第1〜3項のいずれかに記載の装
置であって、導電体は通路の中に配置され、その通路の
一端部に排気を入れるだめにその通路の他端部はエンジ
ンの吸気マニホルドに連結されることを特徴とする装置
。 (5)特許請求の範囲第4項記載の装置であって、導電
体のすぐ上流側に導電体から隔てて配置されている要素
により排気は使用時に添加され、通路は添加された排気
の流れと添加さ才[ていない排気の流れに共通であるこ
とを特徴とする装置。 (6)特許請求の範囲第5項記載の装fr:fであって
、添加要素の下流側にオリスイスが設けられることを特
徴とする装置。 (力表面が触媒として作用し、かつ温度によシ抵抗値が
変化する導電体に、不足している可に、3性物質すなわ
ち燃焼支持物質であればどのような燃焼支持物質でも添
加された排気と、それらの物質を添加されていない排気
とを交互に機てるための過程と、添加された排気が導電
体に当てられた時にその導電体の電流と電圧の少くとも
一方をくり返えし標本化する過程と、最大の放熱量、に
対応する電流と電圧の少くども一方の値をイ)〒る望)
程と、それらの値を、添加されていたい制気が導■イ1
体に当てられた時の導電体の電流と電圧の少くとも一方
の値と比較する講和とを備えることを特徴とする内燃機
関からの排気中のNf燃燃成成分なわち燃焼支持成分を
検出する方法。 (8)特許請求の範囲第7項記載の方法であって、導電
体を流れる電流を一定に保つためにうn電体の両端の電
圧を変えることを特徴とする方法。 (9)特許請求の範囲第8項記載の方法てあって、導電
体の平均温度を一定に保つために導電体中で消費される
電力を変えることを特徴とする方法。 (10)%¥l請求の範囲第8〜9項のいずれかに記載
の方法であって、導電体を横切って排気をとり入れるた
めに吸気マニホルド内の低圧を利用することを特徴とす
る方法。 (11)特許請求の範囲第10項記載の方法であって、
導電体から離隔されている位置において排気に添加し、
添加された排気の流れと添加されてい々い排気の流れを
導電体まで共通の通路を交尾に通すことを特徴とする方
法。 02特許請求の範囲第11項記載の方法であって、添加
された流れはオリフィスを辿ってから導電体に達するこ
とを特徴とする方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| GB8216444 | 1982-06-05 | ||
| GB8216444 | 1982-06-05 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5990041A true JPS5990041A (ja) | 1984-05-24 |
Family
ID=10530863
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9926083A Pending JPS5990041A (ja) | 1982-06-05 | 1983-06-03 | 内燃機関からの排気中の可燃性成分すなわち燃焼支持成分を検出する装置および方法 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP0096514A3 (ja) |
| JP (1) | JPS5990041A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3923737C2 (de) * | 1989-07-18 | 1995-12-14 | Gutmann Messtechnik Ag | Verfahren zum Messen von Abgaswerten bei Kraftfahrzeugen mit geregeltem Drei-Wege-Katalysator und Lambdasonde |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| DE2457650A1 (de) * | 1974-12-06 | 1976-06-10 | Bosch Gmbh Robert | Einrichtung zur ueberpruefung von gasen |
| FR2367285A1 (fr) * | 1976-10-08 | 1978-05-05 | Charbonnages De France | Procede et appareil de mesure de la teneur en oxygene d'un me lange gazeux, tel qu'une atmosphere |
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-
1983
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- 1983-06-03 JP JP9926083A patent/JPS5990041A/ja active Pending
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP0096514A3 (en) | 1984-10-31 |
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