JP7011008B2 - 吸気量測定装置およびエンジン - Google Patents
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Description
本発明に係る吸気量測定装置を備えたエンジンによれば、圧力検出手段は、温度検出手段と同様に、吸気分配手段内の領域のうち吸気の流れが比較的安定した位置にある吸気の圧力を検出する。そして、演算部は、吸気量センサ(MAFセンサ)に依らず、温度検出手段から伝達された吸気の温度と、圧力検出手段から伝達された吸気の圧力と、に基づいて吸気の流量を演算する。これにより、本発明に係る吸気量測定装置を備えたエンジンは、吸気配管を流れる吸気の流量の測定結果が吸気配管の形状に依存することをより一層抑え、吸気の流量をより一層安定的に測定することができる。
本発明に係る吸気量測定装置を備えたエンジンによれば、圧力検出手段は、温度検出手段により温度を検出される吸気よりも吸気分配手段の長手方向において吸気分配手段の一端に近い位置にある吸気の圧力を検出する。そのため、圧力検出手段は、例えば吸気分配手段内に設置された温度検出手段のプローブなどにより流れが乱された位置にある吸気ではなく、流れが乱される前のより安定した位置にある吸気の圧力を検出する。そのため、圧力検出手段は、吸気の圧力をより安定的に検出することができる。これにより、本発明に係る吸気量測定装置を備えたエンジンは、吸気配管を流れる吸気の流量の測定結果が吸気配管の形状に依存することをより一層抑え、吸気の流量をより一層安定的に測定することができる。
なお、以下に説明する実施形態は、本発明の好適な具体例であるから、技術的に好ましい種々の限定が付されているが、本発明の範囲は、以下の説明において特に本発明を限定する旨の記載がない限り、これらの態様に限られるものではない。また、各図面中、同様の構成要素には同一の符号を付して詳細な説明は適宜省略する。
図1は、本発明の実施形態に係る吸気量測定装置を備えるエンジンを示す模式図である。
まず、本実施形態に係る吸気量測定装置を備えるエンジン1の概要を説明する。図1に示すエンジン1は、内燃機関であって、例えば産業用ディーゼルエンジンである。エンジン1は、例えばターボチャージャ付きの過給式の高出力な4気筒エンジン等の立型の直列の多気筒エンジンである。エンジン1は、例えば建設機械、農業機械、芝刈り機のような車両等に搭載される。
図1に示すように、ターボチャージャ5は、タービン5Tとブロア5Bとを有し、吸気マニホールド3へ送る吸気を過給する。すなわち、ブロア5Bの部分は、吸気配管20と吸気通路21とに接続されている。吸気通路21は、インテークスロットルバルブ6を介して、吸気マニホールド3のインレットフランジ22に接続されている。タービン5Tの部分は、排気通路4Bに接続されている。排気マニホールド4の排気通路4Bを通して導かれた排気ガスEGがターボチャージャ5のタービン5Tに供給されると、タービン5Tとブロア5Bとは、高速回転する。ブロア5Bが高速回転することで、ターボチャージャ5のブロア5Bに供給され圧縮された吸気ARは、吸気通路21を通じて吸気マニホールド3へ過給される。
次に、本実施形態に係る吸気量測定装置200について説明する。
吸気量測定装置200は、圧力センサ201と、温度センサ202と、EGR差圧センサ203と、ECU100と、を有する。本実施形態の圧力センサ201は、本発明の「圧力検出手段」の一例である。本実施形態の温度センサ202は、本発明の「温度検出手段」の一例である。本実施形態のEGR差圧センサ203は、本発明の「差圧検出手段」の一例である。
図6は、本実施形態のスペーサの構造例を示す断面図である。
なお、図6は、EGRガス経路23を流れる排気還流ガスECGの流れ方向に対して垂直な切断面A-A(図5参照)における断面図である。
次に、吸気量測定装置200を用いた吸気配管20における吸気ARの流量(吸気量mfair)の演算例を説明する。
一般的に、ディーゼルエンジン等の内燃機関では、吸気配管を流れる空気(吸気)の吸気量を検出する吸気量センサ(MAFセンサ)が吸気配管に設けられている。なお、吸気量は、吸気配管を流れる空気(吸気)の流量であり、吸気流量やMAFなどとも呼ばれる。しかし、吸気配管に設けられた吸気量センサの出力特性は、吸気量センサよりも上流側の吸気系(例えば吸気配管)の形状に依存する。吸気量センサよりも上流側の吸気系は、例えば産業用ディーゼルエンジン等に搭載されるアプリケーション毎に異なる。そのため、吸気量センサの校正作業が、エンジンに搭載されるアプリケーション毎に必要になり煩雑である。
次に、図1~図4を参照して、第1測圧部213および温度センサ202の設定位置PSについて説明する。
図2は、本発明者が実施したCFD流体解析の乱流エネルギーの結果を例示する模式図である。
図3は、本発明者が実施したCFD流体解析の圧力の結果を例示する模式図である。
図4は、本発明者が実施したCFD流体解析の温度の結果を例示する模式図である。
なお、図2(A)、図3(A)および図4(A)は、第1気筒11の吸気工程時の解析結果を例示する模試図である。図2(B)、図3(B)および図4(B)は、第2気筒12の吸気工程時の解析結果を例示する模試図である。図2(C)、図3(C)および図4(C)は、第3気筒13の吸気工程時の解析結果を例示する模試図である。図2(D)、図3(D)および図4(D)は、第4気筒14の吸気工程時の解析結果を例示する模試図である。
例えば、本発明のエンジンの例として、本実施形態に係るエンジン1を例示している。エンジン1は、ターボチャージャ付きの過給式のディーゼルエンジンである。しかし、これに限らず、本発明のエンジンは、自然吸気式のディーゼルエンジン、ターボチャージャ付きの過給式のガソリンエンジン、自然吸気式のガソリンエンジン等であってもよい。また、エンジン1の種類は、例えばターボチャージャ付きの過給式の高出力な4気筒エンジン等の多気筒エンジンである。但し、エンジン1の種類は、これだけに限定されるわけではなく、3気筒あるいは5気筒以上のエンジンであっても良い。エンジン1は、例えば建設機械、農業機械、芝刈り機のような車両以外の種類の車両に搭載できる。
Claims (7)
- 直列で3つ以上の気筒を有するエンジンの吸気の流量を測定する吸気量測定装置であって、
前記エンジンの前記気筒に前記吸気を分配する吸気分配手段と、
前記吸気の温度を検出する温度検出手段と、
前記吸気の圧力を検出する圧力検出手段と、
前記温度検出手段から伝達された前記温度と前記圧力検出手段から伝達された前記圧力とに基づいて前記流量を演算する演算部と、
を備え、
前記吸気分配手段の長手方向は、前記エンジンの前記気筒が並ぶ方向に沿っており、
前記吸気は、前記長手方向の一端から前記吸気分配手段に流入し、
前記温度検出手段は、前記吸気分配手段の内部のうち、前記長手方向において前記一端から最も遠い位置に設けられた前記エンジンの第1気筒に接続された前記吸気分配手段の第1枝部と、前記長手方向において前記第1気筒の次に前記一端から遠い位置に設けられた前記エンジンの第2気筒に接続された前記吸気分配手段の第2枝部と、の間の位置にある前記吸気の前記温度を検出し、
前記圧力検出手段は、前記第1枝部と前記第2枝部との間の前記位置にある前記吸気のうち前記温度検出手段により前記温度を検出される前記吸気よりも前記長手方向において前記一端に近い位置にある前記吸気の前記圧力であって吸気圧取得経路を通して取り出され伝わった前記圧力を検出することを特徴とする吸気量測定装置。 - 前記エンジンの排気を還流する排気還流手段と、
前記排気還流手段を流れる前記排気と前記吸気分配手段を流れる前記吸気との差圧を検出し、前記演算部に伝達する差圧検出手段と、
をさらに備え、
前記演算部は、前記差圧検出手段から伝達された前記差圧にさらに基づいて前記流量を演算し、
前記差圧検出手段は、前記第1枝部と前記第2枝部との間の前記位置にある前記吸気のうち前記温度検出手段により前記温度を検出される前記吸気よりも前記長手方向において前記一端に近い前記位置にある前記吸気の前記圧力であって前記吸気圧取得経路を通して取り出され伝わった前記圧力に基づいて前記差圧を検出することを特徴とする請求項1に記載の吸気量測定装置。 - 前記差圧検出手段は、前記圧力検出手段により前記圧力を検出される前記吸気と前記長手方向において同じ位置にある前記吸気の前記圧力に基づいて前記差圧を検出することを特徴とする請求項2に記載の吸気量測定装置。
- 前記差圧検出手段は、前記排気還流手段を流れる前記排気を冷却する冷却手段と、前記冷却手段よりも下流側の前記排気還流手段を流れる前記排気の流量を調整する流量調整手段と、の間にある前記排気の圧力に基づいて前記差圧を検出することを特徴とする請求項2または3に記載の吸気量測定装置。
- 前記冷却手段と前記流量調整手段との間における前記排気還流手段に設けられたスペーサをさらに備え、
前記スペーサは、前記排気還流手段を流れる前記排気の流れに対して交差する方向に貫通して形成された孔を有し、
前記差圧検出手段は、前記スペーサの前記孔を通して取り出された前記排気の圧力に基づいて前記差圧を検出することを特徴とする請求項4に記載の吸気量測定装置。 - 前記スペーサと前記差圧検出手段とに接続され前記孔を通して取り出された前記排気の圧力を前記差圧検出手段に伝える排気圧取得経路をさらに備え、
前記排気圧取得経路のうちの少なくとも前記スペーサに接続された部分は、金属製であることを特徴とする請求項5に記載の吸気量測定装置。 - 吸気の流量を測定する吸気量測定装置を備え、直列で3つ以上の気筒を有するエンジンであって、
前記吸気量測定装置は、
前記エンジンの前記気筒に前記吸気を分配する吸気分配手段と、
前記吸気の温度を検出する温度検出手段と、
前記吸気の圧力を検出する圧力検出手段と、
前記温度検出手段から伝達された前記温度と前記圧力検出手段から伝達された前記圧力とに基づいて前記流量を演算する演算部と、
を有し、
前記吸気分配手段の長手方向は、前記エンジンの前記気筒が並ぶ方向に沿っており、
前記吸気は、前記長手方向の一端から前記吸気分配手段に流入し、
前記温度検出手段は、前記吸気分配手段の内部のうち、前記長手方向において前記一端から最も遠い位置に設けられた前記エンジンの第1気筒に接続された前記吸気分配手段の第1枝部と、前記長手方向において前記第1気筒の次に前記一端から遠い位置に設けられた前記エンジンの第2気筒に接続された前記吸気分配手段の第2枝部と、との間の位置にある前記吸気の前記温度を検出し、
前記圧力検出手段は、前記第1枝部と前記第2枝部との間の前記位置にある前記吸気のうち前記温度検出手段により前記温度を検出される前記吸気よりも前記長手方向において前記一端に近い位置にある前記吸気の前記圧力であって吸気圧取得経路を通して取り出され伝わった前記圧力を検出することを特徴とするエンジン。
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Citations (7)
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---|---|---|---|---|
JP2005194943A (ja) | 2004-01-08 | 2005-07-21 | Hitachi Ltd | エンジン制御用圧力検出装置とその方法 |
JP2005299591A (ja) | 2004-04-15 | 2005-10-27 | Yamaha Marine Co Ltd | 船外機 |
JP2011185263A (ja) | 2010-02-09 | 2011-09-22 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | ターボチャージャ付きエンジンの制御装置 |
US20130133631A1 (en) | 2011-11-30 | 2013-05-30 | Caterpillar Inc. | System to measure parameters of a particulate laden flow |
US20160223371A1 (en) | 2013-09-12 | 2016-08-04 | Endress+Hauser Gmbh+Co. Kg | Differential-pressure measuring assembly having effective- pressure lines and method for detecting plugged effective- pressure lines |
CN206860323U (zh) | 2017-03-28 | 2018-01-09 | 东风朝阳朝柴动力有限公司 | 具有多功能的发动机进气管 |
JP2018145927A (ja) | 2017-03-08 | 2018-09-20 | 三菱電機株式会社 | 内燃機関の制御装置及び制御方法 |
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Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2005194943A (ja) | 2004-01-08 | 2005-07-21 | Hitachi Ltd | エンジン制御用圧力検出装置とその方法 |
JP2005299591A (ja) | 2004-04-15 | 2005-10-27 | Yamaha Marine Co Ltd | 船外機 |
JP2011185263A (ja) | 2010-02-09 | 2011-09-22 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | ターボチャージャ付きエンジンの制御装置 |
US20130133631A1 (en) | 2011-11-30 | 2013-05-30 | Caterpillar Inc. | System to measure parameters of a particulate laden flow |
US20160223371A1 (en) | 2013-09-12 | 2016-08-04 | Endress+Hauser Gmbh+Co. Kg | Differential-pressure measuring assembly having effective- pressure lines and method for detecting plugged effective- pressure lines |
JP2018145927A (ja) | 2017-03-08 | 2018-09-20 | 三菱電機株式会社 | 内燃機関の制御装置及び制御方法 |
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