JP2013127212A - ディーゼルエンジンの回転安定度検出装置、ディーゼルエンジン及びディーゼルエンジンの回転安定度検出方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】 石油系燃料油とエステル化処理のような改質をしない非精製の廃油との混合油を使用して、ディーゼルエンジンを長期間安定して運転可能にするエンジン回転の安定度検出装置を提供する。
【解決手段】 回転角センサから出力された回転パルス信号のパルス幅を計測するパルス幅計測手段と、回転角センサから出力された回転パルス信号を順次計数すると共に、検出基準部が検出された際にその計数値をゼロにする回転パルス計数手段と、パルス幅計測手段がパルス幅の異常を検出した際に、計数値に基づいて複数の気筒のうちどの気筒に燃焼異常が生じているかを特定する気筒特定手段を備える。
【選択図】図２
【解決手段】 回転角センサから出力された回転パルス信号のパルス幅を計測するパルス幅計測手段と、回転角センサから出力された回転パルス信号を順次計数すると共に、検出基準部が検出された際にその計数値をゼロにする回転パルス計数手段と、パルス幅計測手段がパルス幅の異常を検出した際に、計数値に基づいて複数の気筒のうちどの気筒に燃焼異常が生じているかを特定する気筒特定手段を備える。
【選択図】図２
Description
本発明は、軽油や重油等の石油系燃料油と非精製の動植物性廃食油や鉱物油等の廃油とを混合し、当該混合油を燃料として使用するディーゼルエンジンの回転安定度検出装置等に関する。
近年、食品産業や一般家庭などから排出され、廃棄物として処理されていた食用油脂などの動植物性の廃食油やエンジンオイル等の鉱物油をディーゼルエンジン燃料の原料として再利用する研究開発が資源の保護及び環境保全の観点から進められてきている。
本明細書中においては、上記使用済の廃食油及び鉱物油の総称を「廃油」と表記する。
本明細書中においては、上記使用済の廃食油及び鉱物油の総称を「廃油」と表記する。
例えば特許文献１には、廃食油とメチルアルコールを特定の条件下でエステル交換反応により精製して得た脂肪酸メチルエステルをバイオディーゼル燃料として利用する技術が開示されている。
このような廃食油を精製して得られるバイオディーゼル燃料はカーボンニュートラルであるため環境負荷の少ない燃料として注目されている。
このような廃食油を精製して得られるバイオディーゼル燃料はカーボンニュートラルであるため環境負荷の少ない燃料として注目されている。
しかし、廃食油をエステル化処理するための設備が別途必要になると共に、当該設備の建設費やエステル化処理費のコストが価格に転嫁されるために燃料価格が高くなってしまうという問題がある。
また、燃料価格が高いこと等が原因となってバイオディーゼル燃料の普及に遅れが生じている。
また、燃料価格が高いこと等が原因となってバイオディーゼル燃料の普及に遅れが生じている。
そこで、廃食油を石油系燃料油と改質せずに混合し、この混合油をディーゼルエンジンの燃料として使用する技術も知られている。
廃食油は一般的に粘度が高いため、例えば低温状況下でディーゼルエンジンを始動させた場合に燃料供給路内をスムーズに流れず、燃料供給が不安定になるおそれがある。したがって、廃食油を燃料供給路中で加熱することで適正な粘度に調整する技術が知られている。しかし、廃食油は加熱により酸化劣化し易いため、燃費悪化等の悪影響がでるおそれがある。
そこで、特許文献２には、低粘度の石油系燃料油と高粘度の非精製の廃食油を混合したものを燃料油とし、予め設定した粘度条件を満たしつつ且つ高粘度の非精製の廃食油の含有量が最大となるように、燃料油を加熱することなくその混合比を補正していく技術が開示されている。これによれば、石油系燃料油と比較して価格及び二酸化炭素排出量の観点から有利な高粘度の非精製の廃食油を最大限に使用することができる。
廃食油は一般的に粘度が高いため、例えば低温状況下でディーゼルエンジンを始動させた場合に燃料供給路内をスムーズに流れず、燃料供給が不安定になるおそれがある。したがって、廃食油を燃料供給路中で加熱することで適正な粘度に調整する技術が知られている。しかし、廃食油は加熱により酸化劣化し易いため、燃費悪化等の悪影響がでるおそれがある。
そこで、特許文献２には、低粘度の石油系燃料油と高粘度の非精製の廃食油を混合したものを燃料油とし、予め設定した粘度条件を満たしつつ且つ高粘度の非精製の廃食油の含有量が最大となるように、燃料油を加熱することなくその混合比を補正していく技術が開示されている。これによれば、石油系燃料油と比較して価格及び二酸化炭素排出量の観点から有利な高粘度の非精製の廃食油を最大限に使用することができる。
しかしながら、上記特許文献２に開示された技術では以下のような問題があった。
すなわち、特許文献２に開示された技術は混合油の粘度に着目したものであり、ディーゼルエンジンへの供給に適した混合油の粘度条件を予め設定しておき、この粘度条件を満たすべく、混合比と粘度と温度との対応関係を示す燃料マップを参照しながら混合比を補正するものである。
したがって、予め設定しておいた粘度条件が適切でなかった場合や、ディーゼルエンジン運転中の環境変化（気温、湿度及び気圧の変化）や、廃食油の品質の変化及びバラツキに対応することが困難であるという問題があった。
すなわち、特許文献２に開示された技術は混合油の粘度に着目したものであり、ディーゼルエンジンへの供給に適した混合油の粘度条件を予め設定しておき、この粘度条件を満たすべく、混合比と粘度と温度との対応関係を示す燃料マップを参照しながら混合比を補正するものである。
したがって、予め設定しておいた粘度条件が適切でなかった場合や、ディーゼルエンジン運転中の環境変化（気温、湿度及び気圧の変化）や、廃食油の品質の変化及びバラツキに対応することが困難であるという問題があった。
また、非精製の廃食油には様々な不純物が含まれており、たとえ同一の原料から得られた廃食油であっても、その粘度と温度との対応関係は一様ではない。
したがって、ディーゼルエンジン運転中に燃料油の混合比を正確に補正するには、使用予定の廃食油毎に燃料マップを作成する必要がある。換言すると、一種類の廃食油の原料に対して一種類の燃料マップを使用するものとすると、混合比の補正を正確に行えず、ディーゼルエンジンを長期間にわたって安定して運転することが難しいという問題があった。
このように、石油系燃料油と非精製の廃油との混合油を使用するディーゼルエンジンに関して、長期間の安定的な運転を実現するための技術が種々研究・開発されているが、その技術が未だ確立されていないのが現状である。
したがって、ディーゼルエンジン運転中に燃料油の混合比を正確に補正するには、使用予定の廃食油毎に燃料マップを作成する必要がある。換言すると、一種類の廃食油の原料に対して一種類の燃料マップを使用するものとすると、混合比の補正を正確に行えず、ディーゼルエンジンを長期間にわたって安定して運転することが難しいという問題があった。
このように、石油系燃料油と非精製の廃油との混合油を使用するディーゼルエンジンに関して、長期間の安定的な運転を実現するための技術が種々研究・開発されているが、その技術が未だ確立されていないのが現状である。
本発明はこのような問題に鑑み、石油系燃料油とエステル化処理のような改質をしない非精製の廃油との混合油を使用するディーゼルエンジンにおいて、不安定になった運転状態を検出して適切な処置を行うことで、ディーゼルエンジンを長期間安定して運転可能にするエンジン回転の安定度検出装置、ディーゼルエンジン及びエンジン回転の安定度検出方法を提供することを目的とする。
本発明のディーゼルエンジンの回転安定度検出装置は、石油系燃料油と非精製の廃油とを混合した混合油を燃料として使用するディーゼルエンジンの回転安定度検出装置であって、エンジンの回転に同期して回転駆動するフライホイール上に、回転パルス信号発生用の歯と、クランク角の検出基準位置に対応する位置に存在する検出基準部とを備えており、更に、前記歯及び検出基準部の存在を検出して前記フライホイールの回転パルス信号を出力する回転角センサと、前記回転角センサから出力された前記回転パルス信号のパルス幅を計測するパルス幅計測手段と、前記回転角センサから出力された前記回転パルス信号を順次計数すると共に、前記検出基準部が検出された際にその計数値をゼロにする回転パルス計数手段と、前記パルス幅計測手段が前記パルス幅の異常を検出した際に、前記計数値に基づいて複数の気筒のうちどの気筒に燃焼異常が生じているかを特定する気筒特定手段を備えることを特徴とする。
また、本発明のディーゼルエンジンは上記ディーゼルエンジンの回転安定度検出装置を備えることを特徴とする。
また、本発明のディーゼルエンジンの回転安定度検出方法は、石油系燃料油と非精製の廃油とを混合した混合油を燃料として使用するディーゼルエンジンの回転安定度検出方法であって、回転角センサが、エンジンの回転に同期して回転駆動するフライホイールの回転パルス信号発生用の歯及びクランク角の検出基準位置に対応する位置に存在する検出基準部の存在を検出して当該フライホイールの回転パルス信号を出力するステップと、パルス幅計測手段が、前記回転角センサから出力された前記回転パルス信号のパルス幅を計測するステップと、回転パルス計数手段が、前記回転角センサから出力された前記回転パルス信号を順次計数すると共に、前記検出基準部を検出することでその計数値をゼロにするステップと、気筒特定手段が、前記パルス幅計測手段が前記パルス幅の異常を検出した際に、前記計数値に基づいて複数の気筒のうちどの気筒に燃焼異常が生じているかを特定するステップとを備えることを特徴とする。
本発明によれば、パルス幅計測手段がパルス幅の異常を検出した際に、回転パルス計数手段による計数値に基づいて気筒特定手段が複数の気筒のうちどの気筒に燃焼異常が生じているかを特定できるので、異常燃焼状態を早期かつ容易に検知でき、異常に対する適切な対応をすることで、石油系燃料油と非精製の廃油の混合油を使用するディーゼルエンジンを長期間にわたって安定して運転することが可能となる。
次に本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
図１及び図２に示すように、本実施の形態に示すディーゼルエンジンの回転安定度検出装置１０は、軽油等の石油系燃料油と、エステル化処理による改質を行っていない非精製の廃食油等の廃油とを混合し、この混合油を燃料として使用するディーゼルエンジン２０に適用するものである。
本実施の形態では発電機の駆動源として使用されるディーゼルエンジンに回転安定度検出装置を適用した例を示す。
図１及び図２に示すように、本実施の形態に示すディーゼルエンジンの回転安定度検出装置１０は、軽油等の石油系燃料油と、エステル化処理による改質を行っていない非精製の廃食油等の廃油とを混合し、この混合油を燃料として使用するディーゼルエンジン２０に適用するものである。
本実施の形態では発電機の駆動源として使用されるディーゼルエンジンに回転安定度検出装置を適用した例を示す。
まず、ディーゼルエンジン２０の構成について説明するが、一般的に広く知られているディーゼルエンジンの構成と同一となる箇所については詳しい説明を省略する。
ディーゼルエンジン２０は、石油系燃料油と非精製の廃油との混合油を燃焼させることにより回転エネルギーを取り出すエンジン本体３０と、補記類としてエンジン本体３０に混合油を供給する燃料供給手段４０と、エンジン本体３０に空気を供給する空気供給手段５０と、エキゾーストマニホールド６０を含んで構成される。
なお、燃料供給手段４０からエンジン本体３０に対して上記混合油ではなく、エンジンの駆動状況に応じて石油系燃料油のみを供給することもできるが、以下、混合油を供給する場合について主に説明する。
ディーゼルエンジン２０は、石油系燃料油と非精製の廃油との混合油を燃焼させることにより回転エネルギーを取り出すエンジン本体３０と、補記類としてエンジン本体３０に混合油を供給する燃料供給手段４０と、エンジン本体３０に空気を供給する空気供給手段５０と、エキゾーストマニホールド６０を含んで構成される。
なお、燃料供給手段４０からエンジン本体３０に対して上記混合油ではなく、エンジンの駆動状況に応じて石油系燃料油のみを供給することもできるが、以下、混合油を供給する場合について主に説明する。
燃料供給手段４０は、燃料混合タンク１３ａからの混合油をエンジン本体３０の燃料噴射弁(図示省略)に供給するものである。
燃料供給手段４０は、燃料供給ポンプ４１と、噴射量制御装置(ガバナ一)４２と、アクチュエータ４３とを含んで構成される。
噴射量制御装置４２は、後述するＥＣＵ(Electronic Control Unit:電子制御ユニット)８０により制御されるアクチュエータ４３によって駆動されるものであり、燃料供給ホンプ４１から燃料噴射弁を介してシリンダ（図示省略）内に噴射される燃料の噴射量を調整する。
燃料供給手段４０は、燃料供給ポンプ４１と、噴射量制御装置(ガバナ一)４２と、アクチュエータ４３とを含んで構成される。
噴射量制御装置４２は、後述するＥＣＵ(Electronic Control Unit:電子制御ユニット)８０により制御されるアクチュエータ４３によって駆動されるものであり、燃料供給ホンプ４１から燃料噴射弁を介してシリンダ（図示省略）内に噴射される燃料の噴射量を調整する。
空気供給手段５０は、エアクリーナ５１、過給器５２等を備えており、空気中の塵埃をエアクリーナ５１で除去した後、過給器５２で外気圧より高圧にした状態でエンジン本体３０の各気筒に供給する。各気筒で燃焼された後の排気ガスはエキゾーストマニホールド６０及びマフラー（図示省略）を介して大気中に放出される。なお、過給器５２を備えないことにしてもよい。
ディーゼルエンジン２０の回転軸２１の一端には、三相交流発電機２２の回転軸２３が継手２４を介して連結されている。また、エンジン本体３０には、ディーゼルエンジン２０の回転数を検出する回転数検出器２５が設けられている。
図１及び図３に示すように、回転数検出器２５は、回転軸２６の一端に設けられたフライホイール２５ａと、フライホイール２５ａに近接して配置された回転角センサ２５ｂとから構成される。
図１及び図３に示すように、回転数検出器２５は、回転軸２６の一端に設けられたフライホイール２５ａと、フライホイール２５ａに近接して配置された回転角センサ２５ｂとから構成される。
フライホイール２５ａはディーゼルエンジン２０の回転に同期して回転駆動するものであり、その外周縁に一定のピッチで凸状の歯２５ｃが設けられており、さらにクランク角の検出基準位置に対応する位置に検出基準部２５ｄが設けられている。
回転角センサ２５ｂは回転するフライホイール２５ａの歯２５ｃを検知し、歯２５ｃの幅に対応したパルス信号（図４（ａ）参照）を生成する。このパルス信号は後述するＥＣＵ８０(Electronic Control Unit:電子制御ユニット)内のパルス幅計測手段８１及び回転パルス計数手段８２に送信される。また、回転角センサ２５ｂは検出基準部２５ｄを検知して検出信号を回転パルス計数手段８２に送信する。
回転角センサ２５ｂは回転するフライホイール２５ａの歯２５ｃを検知し、歯２５ｃの幅に対応したパルス信号（図４（ａ）参照）を生成する。このパルス信号は後述するＥＣＵ８０(Electronic Control Unit:電子制御ユニット)内のパルス幅計測手段８１及び回転パルス計数手段８２に送信される。また、回転角センサ２５ｂは検出基準部２５ｄを検知して検出信号を回転パルス計数手段８２に送信する。
ディーゼルエンジン２０は補記類として更に廃油を貯留する第１の燃料タンク１１、石油系燃料油を貯留する第２の燃料タンク１２、第１の燃料タンク１１及び第２の燃料タンク１２と繋がる燃料混合手段１３、廃油量調節手段１４、石油系燃料油量調節手段１５、燃料切換バルブ１６、ＥＣＵ８０、燃料リターン用切換バルブ１７を備えている。
第１の燃料タンク１１の廃油流出口１１ａには、廃油流出管１１ｂを介してフィルタ１１ｃが接続されている。このフィルタ１１ｃは、廃油中に浮遊している廃油の酸化劣化で生じた生成物質やその他の不純物質（塵埃）を捕集するもので、濾材を含んで構成されている。このフィルタ１１ｃを備えることによりレストランや各家庭等から集めた廃油、すなわちエステル化などの改質処理を施していない非精製の廃油を直接第１の燃料タンク１１に投入してディーゼルエンジン２０の燃料として利用することが可能になる。
燃料混合手段１３は、第１の燃料タンク１１から供給される廃油と、第２の燃料タンク１２から供給される石油系燃料油とを混合するもので、燃料混合タンク１３ａ、廃油と石油系燃料油を撹絆混合する撹絆機１３ｂ、燃料混合タンク１３ａ内の混合油ＭＯの液面レベルを上限レベルと下限レベルの２点で検出する液面計１３ｃを含んで構成されている。
液面計１３ｃで検出される上限レベル及び下限レベルの信号はＥＣＵ８０に取り込まれ、廃油量調節手段１４、石油系燃料油量調節手段１５及び撹絆機１３ｂの制御に供される。
液面計１３ｃで検出される上限レベル及び下限レベルの信号はＥＣＵ８０に取り込まれ、廃油量調節手段１４、石油系燃料油量調節手段１５及び撹絆機１３ｂの制御に供される。
廃油量調節手段１４は、フィルタ１１ｃと燃料混合タンク１３ａとの間を連通状態に接続する配管１４ａと、この配管１４ａの上流端側と下流端側にそれぞれ設けた開閉バルブ１４ｂ、１４ｃと、フィルタ１１ｃを透過した廃油を燃料混合タンク１３ａに送給する電磁ポンプ１４ｄと、電磁ボンプ１４ｄからの廃油流量を制御する流量制御バルブ１４ｅとを含んで構成される。また、電磁ホンプ１４ｄ及び流量制御バルブ１４ｅはＥＣＵ８０によって制御される。
石油系燃料油量調節手段１５は、第２の燃料タンク１２と燃料混合タンク１３ａの間を連通状態に接続する配管１５ａと、この配管１５ａの上流端側と下流端側にそれぞれ設けた開閉バルブ１５ｂ、１５ｃと、第２の燃料タンク１２からの石油系燃料油を燃料混合タンク１３ａに送給する電磁ホンプ１５ｄと、電磁ホンプ１５ｄからの石油系燃料油流量を制御する流量制御バルブ１５ｅとを含んで構成されている。また、電磁ボンプ１５ｄ及び流量制御バルブ１５ｅはＥＣＵ８０によって制御される。
石油系燃料油量調節手段１５は、第２の燃料タンク１２と燃料混合タンク１３ａの間を連通状態に接続する配管１５ａと、この配管１５ａの上流端側と下流端側にそれぞれ設けた開閉バルブ１５ｂ、１５ｃと、第２の燃料タンク１２からの石油系燃料油を燃料混合タンク１３ａに送給する電磁ホンプ１５ｄと、電磁ホンプ１５ｄからの石油系燃料油流量を制御する流量制御バルブ１５ｅとを含んで構成されている。また、電磁ボンプ１５ｄ及び流量制御バルブ１５ｅはＥＣＵ８０によって制御される。
燃料混合タンク１３ａに接続する混合油供給管１３ｄと、第２の燃料タンク１２に接続する石油系燃料油供給管１５ｆと、燃料供給ポンプ４１に接続する燃料供給管４１ａは燃料切換バルブ１６を介して接続されている。
燃料切換バルブ１６は、燃料供給管４１ａに接続する管を混合油供給管１３ｄと石油系燃料油供給管１５ｆのいずれか一方に切り換えるために設けられており、ＥＣＵ８０から出力される指令信号に基づいて動作する。
なお、混合油供給管１３ｄの上流側には開閉バルブ１４ｆが設けられ、石油系燃料油供給管１５ｆの上流側にも開閉バルブ１５ｇが設けられている。
燃料切換バルブ１６は、燃料供給管４１ａに接続する管を混合油供給管１３ｄと石油系燃料油供給管１５ｆのいずれか一方に切り換えるために設けられており、ＥＣＵ８０から出力される指令信号に基づいて動作する。
なお、混合油供給管１３ｄの上流側には開閉バルブ１４ｆが設けられ、石油系燃料油供給管１５ｆの上流側にも開閉バルブ１５ｇが設けられている。
燃料混合タンク１３ａに接続する混合油戻し管１３ｅと、第２の燃料タンク１２に接続する石油系燃料油戻し管１５ｈと、燃料供給ポンプ４１に接続する燃料戻し管４１ｂは燃料リターン用切換バルブ１７を介して接続されている。
燃料リターン用切換バルブ１７は、燃料戻し管４１ｂに接続する管を混合油戻し管１３ｅと石油系燃料戻し管１５ｈのいずれか一方に切り換えるために設けられており、ＥＣＵ８０から出力される指令信号に基づいて動作する。
燃料リターン用切換バルブ１７は、燃料戻し管４１ｂに接続する管を混合油戻し管１３ｅと石油系燃料戻し管１５ｈのいずれか一方に切り換えるために設けられており、ＥＣＵ８０から出力される指令信号に基づいて動作する。
なお、混合油戻し管１３ｅの上流側には開閉バルブ１３ｆが設けられ、石油系燃料油戻し管１５ｈの上流側にも開閉バルブ１５ｉが設けられている。
燃料供給ポンプ４１から燃料噴射ノズルに供給される廃油のうち余剰分は燃料リターン用切換バルブ１７の動作により混合油戻し管１３ｅを介して燃料混合タンク１３ａに戻される。また、燃料供給ボンプ４１から燃料噴射ノズルに石油系燃料油のみが供給される場合には、当該石油系燃料油のうち余剰分は燃料リターン用切換バルブ１７の動作により石油系燃料戻し管１５ｈを介して第２の燃料タンク１２に戻される。
燃料供給ポンプ４１から燃料噴射ノズルに供給される廃油のうち余剰分は燃料リターン用切換バルブ１７の動作により混合油戻し管１３ｅを介して燃料混合タンク１３ａに戻される。また、燃料供給ボンプ４１から燃料噴射ノズルに石油系燃料油のみが供給される場合には、当該石油系燃料油のうち余剰分は燃料リターン用切換バルブ１７の動作により石油系燃料戻し管１５ｈを介して第２の燃料タンク１２に戻される。
次に、ディーゼルエンジンの回転安定度検出装置１０の構成について説明する。
図２に示すように、ディーゼルエンジンの回転安定度検出装置１０はパルス幅計測手段８１、回転パルス計数手段８２、気筒特定手段８３及び上述したフライホイール２５ａと回転角センサ２５ｂから構成されている。パルス幅計測手段８１、回転パルス計数手段８２及び気筒特定手段８３は、ディーゼルエンジン２０及び補機類の駆動を管理し制御するＥＣＵ８０内に格納されている。
図２に示すように、ディーゼルエンジンの回転安定度検出装置１０はパルス幅計測手段８１、回転パルス計数手段８２、気筒特定手段８３及び上述したフライホイール２５ａと回転角センサ２５ｂから構成されている。パルス幅計測手段８１、回転パルス計数手段８２及び気筒特定手段８３は、ディーゼルエンジン２０及び補機類の駆動を管理し制御するＥＣＵ８０内に格納されている。
パルス幅計測手段８１は、回転角センサ２５ｂから出力された回転パルス信号のパルス幅を計測するものである。
ディーゼルエンジン２０の運転が安定している状態、つまり各気筒において圧縮・自己着火・燃焼・排気のサイクルが規則正しく行われている状態では、第一の気筒で燃焼（爆発）が発生した直後にフライホイール２５ａの回転速度（角速度）が増加し、次の第二の気筒が燃焼するまでフライホイール２５ａの回転速度が減少し、第二の気筒が燃焼した直後に回転速度が再び増加するということが繰り返され、全気筒の燃焼が完了した時点でフライホイール２５ａの検出基準部２５ｄが回転角センサ２５ｂに対向する位置に戻ることになる。
ディーゼルエンジン２０の運転が安定している状態、つまり各気筒において圧縮・自己着火・燃焼・排気のサイクルが規則正しく行われている状態では、第一の気筒で燃焼（爆発）が発生した直後にフライホイール２５ａの回転速度（角速度）が増加し、次の第二の気筒が燃焼するまでフライホイール２５ａの回転速度が減少し、第二の気筒が燃焼した直後に回転速度が再び増加するということが繰り返され、全気筒の燃焼が完了した時点でフライホイール２５ａの検出基準部２５ｄが回転角センサ２５ｂに対向する位置に戻ることになる。
フライホイール２５ａの回転速度の増加・減少はパルス信号の長さ（幅）に表れるため、ディーゼルエンジン２０が安定的に回転している状態では回転パルス信号のパルス幅も図４（ａ）に示すように第一の気筒が燃焼した直後Ｐ１―１では短く、その後Ｐ１―２からＰ１―６に至るまで次第に長くなっていき、第二の気筒が燃焼した直後に再び短くなる（Ｐ２―１）ということが規則正しく繰り返される。
そこで、パルス幅計測手段８１は回転パルス信号のパルス幅を計測し続け、当該パルス幅に異常が生じた場合に、気筒特定手段８３に異常信号を出力する。
パルス幅に異常が生じた場合とは、例えば図４（ｂ）に示すように、第二の気筒のパルス幅Ｐ２―１〜Ｐ２―６までがほぼ同じになった場合や、図４（ａ）の安定状態と比較して顕著にパルス幅が長くなったり、短くなったりした場合を指す。
そこで、パルス幅計測手段８１は回転パルス信号のパルス幅を計測し続け、当該パルス幅に異常が生じた場合に、気筒特定手段８３に異常信号を出力する。
パルス幅に異常が生じた場合とは、例えば図４（ｂ）に示すように、第二の気筒のパルス幅Ｐ２―１〜Ｐ２―６までがほぼ同じになった場合や、図４（ａ）の安定状態と比較して顕著にパルス幅が長くなったり、短くなったりした場合を指す。
回転パルス計数手段８２は、回転角センサ２５ｂから出力された回転パルス信号を順次計数し、気筒特定手段８３に送信すると共に、回転角センサ２５ｂから出力される検出信号を受信した場合にその計数値をゼロにして、気筒特定手段８３に送信する。
気筒特定手段８３は、パルス幅計測手段８１から送信された異常信号を受信した際に、回転パルス計数手段８２から受信した計数値に基づいて複数の気筒のうちどの気筒に燃焼異常が生じているかを特定するものである。
気筒特定手段８３は、パルス幅計測手段８１から送信された異常信号を受信した際に、回転パルス計数手段８２から受信した計数値に基づいて複数の気筒のうちどの気筒に燃焼異常が生じているかを特定するものである。
具体的には、例えばパルス幅が安定状態と比較して長くなった場合には、フライホイール２５ａの回転速度が減少し、回転角センサ２５ｂの直前を通過する歯２５ｃの移動速度が低下したことを意味する。そこで、パルス幅に乱れが生じた際に、当該乱れの原因となっているパルスを発生させた歯２５ｃが、検出基準部から何番目に形成されている歯２５ｃであるかを計数値に基づいて算出することで当該歯２５ｃを特定し、これにより複数の気筒のうちどの気筒で燃焼異常が発生したかを特定する。
ＥＣＵ８０には上記パルス幅計測手段８１、回転パルス計数手段８２、気筒特定手段８３以外にも、図示は省略するが、ＣＰＵ、制御プログラムおよび各種データなどを格納するＲＯＭ、ワーキングエリアを提供するＲＡＭ、周辺回路とのインターフェース部などが格納されており、これらがバスによって接続されて構成されている。そして、ＣＰＵが制御プログラムを実行することにより上記パルス幅計測手段８１、回転パルス計数手段８２、気筒特定手段８３等が実現される。
気筒特定手段８３によって燃焼異常が発生している気筒が特定された場合には、例えば、ＥＣＵ８０から出力される指令信号により、燃料切換バルブ１６が燃料供給管４１ａに接続する管を石油系燃料油供給管１５ｆに切り換えることで石油系燃料油のみでディーゼルエンジン２０を駆動させたり、流量制御バルブ１４ｅ及び１５ｅによって廃油と石油系燃料油との混合割合を調節したり、あるいはディーゼルエンジン２０の駆動を停止させるなどの処理が行われる。
なお、本実施の形態では図３等においてディーゼルエンジン２０が３つ以上の気筒を備えるものとしたが、これに限らず、気筒の数は２以上であればよい。
気筒特定手段８３によって燃焼異常が発生している気筒が特定された場合には、例えば、ＥＣＵ８０から出力される指令信号により、燃料切換バルブ１６が燃料供給管４１ａに接続する管を石油系燃料油供給管１５ｆに切り換えることで石油系燃料油のみでディーゼルエンジン２０を駆動させたり、流量制御バルブ１４ｅ及び１５ｅによって廃油と石油系燃料油との混合割合を調節したり、あるいはディーゼルエンジン２０の駆動を停止させるなどの処理が行われる。
なお、本実施の形態では図３等においてディーゼルエンジン２０が３つ以上の気筒を備えるものとしたが、これに限らず、気筒の数は２以上であればよい。
次に、本実施の形態におけるディーゼルエンジンの回転安定度検出装置１０を用いた回転安定度検出方法について図５を参照して説明する。
まず、操作者がディーゼルエンジン２０を始動させた時点での燃料中の廃油の混合割合はゼロあるいは低く（例えば５％）抑えられている。
まず、操作者がディーゼルエンジン２０を始動させた時点での燃料中の廃油の混合割合はゼロあるいは低く（例えば５％）抑えられている。
パルス幅計測手段８１は、回転角センサ２５ｂから出力された回転パルス信号のパルス幅を計測し、パルス幅に異常が生じたか否かを判定する（ステップ１）。
そして、ステップ１において「ＹＥＳ」、すなわちパルス幅に異常が生じた場合にはステップ２へ移行する。
ステップ２において、気筒特定手段８３は、パルス幅計測手段８１から異常信号を受信したか否かを判断し、受信した際には（ＹＥＳ）、回転パルス計数値に基づいて燃焼異常が生じている気筒を特定して一連の処理動作が終了する。
そして、ステップ１において「ＹＥＳ」、すなわちパルス幅に異常が生じた場合にはステップ２へ移行する。
ステップ２において、気筒特定手段８３は、パルス幅計測手段８１から異常信号を受信したか否かを判断し、受信した際には（ＹＥＳ）、回転パルス計数値に基づいて燃焼異常が生じている気筒を特定して一連の処理動作が終了する。
なお、上記実施の形態では、本発明のディーゼルエンジンの回転安定度検出装置を発電機の駆動源として使用されるディーゼルエンジンに適用した例を示したが、これに限らず、車両用のディーゼルエンジンにも適用できる。
図６は車両用のディーゼルエンジンに適用した場合の構成を示すものである。基本構成は上記各実施の形態で示したものと同様だが、ディーゼルエンジン２０の出力が三相交流発電機２２ではなく、ドライブシャフトや駆動輪等からなる車両駆動機構９０に伝達される点及び噴射量制御装置４２を駆動するためのアクチュエータ４３を備えない点が相違する。なお、噴射量制御装置４２は操作者がアクセルペダル（図示略）の踏み込み量を調節することで制御される。
図６は車両用のディーゼルエンジンに適用した場合の構成を示すものである。基本構成は上記各実施の形態で示したものと同様だが、ディーゼルエンジン２０の出力が三相交流発電機２２ではなく、ドライブシャフトや駆動輪等からなる車両駆動機構９０に伝達される点及び噴射量制御装置４２を駆動するためのアクチュエータ４３を備えない点が相違する。なお、噴射量制御装置４２は操作者がアクセルペダル（図示略）の踏み込み量を調節することで制御される。
石油系燃料油と非精製の廃油との混合油を使用して、ディーゼルエンジンを長期間安定して運転可能にするエンジン回転の安定度検出装置等に関するものであり、産業上の利用可能性を有する。
１０ ディーゼルエンジンの回転安定度検出装置
１１ 第１の燃料タンク
１２ 第２の燃料タンク
１３ａ 燃料混合タンク
１４ 廃油量調節手段
１５ 石油系燃料油量調節手段
２０ ディーゼルエンジン
２５ 回転数検出器
２５ａ フライホイール
２５ｂ 回転角センサ
３０ エンジン本体
４０ 燃料供給手段
５０ 空気供給手段
６０ エキゾーストマニホールド
８０ ＥＣＵ
８１ パルス幅計測手段
８２ 回転パルス計数手段
８３ 気筒特定手段
９０ 車両駆動機構
１１ 第１の燃料タンク
１２ 第２の燃料タンク
１３ａ 燃料混合タンク
１４ 廃油量調節手段
１５ 石油系燃料油量調節手段
２０ ディーゼルエンジン
２５ 回転数検出器
２５ａ フライホイール
２５ｂ 回転角センサ
３０ エンジン本体
４０ 燃料供給手段
５０ 空気供給手段
６０ エキゾーストマニホールド
８０ ＥＣＵ
８１ パルス幅計測手段
８２ 回転パルス計数手段
８３ 気筒特定手段
９０ 車両駆動機構
Claims (3)
- 石油系燃料油と非精製の廃油とを混合した混合油を燃料として使用するディーゼルエンジンの回転安定度検出装置であって、
エンジンの回転に同期して回転駆動するフライホイール上に、回転パルス信号発生用の歯と、クランク角の検出基準位置に対応する位置に存在する検出基準部とを備えており、更に、前記歯及び検出基準部の存在を検出して前記フライホイールの回転パルス信号を出力する回転角センサと、前記回転角センサから出力された前記回転パルス信号のパルス幅を計測するパルス幅計測手段と、前記回転角センサから出力された前記回転パルス信号を順次計数すると共に、前記検出基準部が検出された際にその計数値をゼロにする回転パルス計数手段と、前記パルス幅計測手段が前記パルス幅の異常を検出した際に、前記計数値に基づいて複数の気筒のうちどの気筒に燃焼異常が生じているかを特定する気筒特定手段を備えることを特徴とするディーゼルエンジンの回転安定度検出装置。 - 請求項１に記載のディーゼルエンジンの回転安定度検出装置を備えることを特徴とするディーゼルエンジン。
- 石油系燃料油と非精製の廃油とを混合した混合油を燃料として使用するディーゼルエンジンの回転安定度検出方法であって、
回転角センサが、エンジンの回転に同期して回転駆動するフライホイールの回転パルス信号発生用の歯及びクランク角の検出基準位置に対応する位置に存在する検出基準部の存在を検出して当該フライホイールの回転パルス信号を出力するステップと、
パルス幅計測手段が、前記回転角センサから出力された前記回転パルス信号のパルス幅を計測するステップと、
回転パルス計数手段が、前記回転角センサから出力された前記回転パルス信号を順次計数すると共に、前記検出基準部を検出することでその計数値をゼロにするステップと、
気筒特定手段が、前記パルス幅計測手段が前記パルス幅の異常を検出した際に、前記計数値に基づいて複数の気筒のうちどの気筒に燃焼異常が生じているかを特定するステップとを備えることを特徴とするディーゼルエンジンの回転安定度検出方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2011276544A JP2013127212A (ja) | 2011-12-18 | 2011-12-18 | ディーゼルエンジンの回転安定度検出装置、ディーゼルエンジン及びディーゼルエンジンの回転安定度検出方法 |
Applications Claiming Priority (1)
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Publications (1)
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| JP2013127212A true JP2013127212A (ja) | 2013-06-27 |
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| JP2011276544A Pending JP2013127212A (ja) | 2011-12-18 | 2011-12-18 | ディーゼルエンジンの回転安定度検出装置、ディーゼルエンジン及びディーゼルエンジンの回転安定度検出方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
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| JP (1) | JP2013127212A (ja) |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62118031A (ja) * | 1985-11-18 | 1987-05-29 | Nissan Motor Co Ltd | 内燃機関の失火検出装置 |
| JP2001241353A (ja) * | 2000-02-29 | 2001-09-07 | Denso Corp | 多気筒内燃機関の異常気筒検出装置 |
| JP2008002325A (ja) * | 2006-06-21 | 2008-01-10 | Lion Power Kk | ディーゼルエンジン用制御装置 |
| JP2009121367A (ja) * | 2007-11-15 | 2009-06-04 | Yanmar Co Ltd | 燃料供給装置及び燃料供給方法 |
| JP2009228534A (ja) * | 2008-03-21 | 2009-10-08 | Nippon Soken Inc | 燃料性状判定装置、およびそれを備えた内燃機関の燃料噴射制御装置 |
-
2011
- 2011-12-18 JP JP2011276544A patent/JP2013127212A/ja active Pending
Patent Citations (5)
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