イノベートテクノロジーの空燃比測定について
InnovateTechnology! は、世界最先端の技術を有する「技術者の集団」です。
開発責任者の Klaus Allmendinger は、BOSCH社とNASAの技術者として、様々な開発をおこなってきました。
Klaus Allmendinger は、BOSCH社でワイドバンドO2センサーを開発した技術者です。 ワイドバンドO2センサー開発時には10万キロ以上の連続運転にも携わり、世界中で使用される十分な性能を証明しました。 したがって、弊社の製品はワイドバンドO2センサーの性能を100%引き出すことができます。
■ 超高速空燃比計測 Direct Digital 「ダイレクトデジタル制御」 米国特許 #6,978,655
ワイドバンドO2センサーは構造上、測定速度はどれも ほとんど変わりません。
この技術は、コントロール方法の根本的な解決により、O2センサー単体の性能を400%以上向上させます。
これは、O2センサーを保護しながら、従来のセンサー単体での計測速度限界を大幅に引き上げる技術です。
エンジンの燃焼フィードバックを より高速に行うことにより、燃費の圧倒的な向上を可能にします。
現在、20AFR～12AFR = 20ms のモジュールを出荷しています。
（モジュール、O2センサー、センサーケーブルの供給をしていますので、お問い合わせください）
新しい燃料制御が、「ダイレクトディジタル」広帯域コントロールによって可能になります。
ダイレクトデジタルのO2測定原理は従来の制御と全く異なり、一般的なPIDフィードバックを使用しません。
これは、燃料制御の今までに無い手法を可能にし、特許によりイノベートテクノロジーだけが利用できます。
米国特許 #6,978,655 「システム、装置、およびガスの酸素濃度を測定する方法」
A/Fが20から12に変化した場合、他の空燃比計が約 0.46秒必要なのに対し
Innovate! の DirectDigital では約 0.01秒で追従が可能
（現在、応答速度20msのモジュールをすでに供給開始しています）
1) 迅速なロード過渡性能
応答時間の遅いPIDシステムでは、最新の高度な燃調技術でも500ms以内のオープンループを実現できません。
実際の運転状況は非常に複雑で、PIDの遅いオープンループ制御では過度の燃料噴射により、無駄な燃料の消費やレスポンスの悪化を招いています。
ダイレクトデジタル制御によるオープンループの最適化により、7%もの平均燃費の改善が可能と推測されます。
2) インジェクターバランシング
新品のインジェクターでも、通常5%の噴射量誤差が許容されています。
実際問題として、時間と共にインジェクター誤差はさらに悪化します。
その誤差によって過度のNOxやCOが発生し、大きなパワーロスを生むことになります。
個別のシリンダー空燃比誤差は、触媒への負担やエンジンへの負担を生じ、放射熱を10%以上高めます。
ダイレクトディジタル技術は、エンジン1サイクルごとに、それぞれのシリンダー空燃比を検知できるほど高速です。
これは、ECUがそれぞれのインジェクターの噴射量を正確に制御することを可能にします。
■ ワイドバンドO2センサーについて
Klaus の開発したBOSCHワイドバンドO2センサーを使用しています。 O2センサーは、高度で非常に精密なセンサーで、すべての内燃機関や燃焼エンジンの空燃比測定の基本となるセンサーです。 ワイドバンドO2センサーの詳細な仕様書は一般に公開されておらず、一部の自動車メーカーと InnovateTechnology! だけが所有しています。
一般の空燃比計測定器メーカーでは、一般公開されている資料や、データを推測して製品開発することしかできません。
このセンサーは、希薄燃焼エンジンやワーゲンなど純正車両に搭載されています。 また、空燃比計で使用するO2センサーの多くが、このセンサーを使用しています。 センサーは耐久性に優れていますが高精度な精密部品です。異常に濃い空燃比や水分は劣化を早めます。
■ 較正について
正確な測定には必ず手動較正が必要です。
ワイドバンドO2センサーは大気圧が変動した場合や経年変化などにより、一定の期間で大気、または専用のガスによる較正を行わなければなりません。 また特性はO2センサーすべてで異なり、センサーを交換した場合には必ず較正を行う必要があります。 Innovate の空燃比計は、正確な大気を使用して簡単にセンサー較正をすることができます。
第一に、空燃比は気圧によって変化します。 たとえば低地や山間部、もちろん気象の変化にも影響されます。 さらにセンサーの個体差、経年変化により、変化します。 一般的に自動較正と言われる方法は、実際の空燃比が異なっていても表示だけ14.7前後とする方法があります。
O2センサーは 空燃比±0.8 程度など、多きな誤差が許されるならば、較正をしなくても利用できます。 しかし、測定器として正確な測定が必要な場合には、測定時に手動で較正を行わなければなりません。
同種のセンサーは、車両の純正O2センサーとして搭載されている場合には、エンジンコンピューターが較正を行っています。 インジェクションエンジンは、エンジンブレーキ中は燃料を噴射しないためO2センサー部は大気と同じ状態になります。 このタイミングでECUが較正を行うことにより、大気による手動較正と同様の結果を得ています。
しかし、運転者がアクセルをオンした場合には較正をキャンセルするなど、エンジン制御とセットでなければ利用できません。 したがって、空燃比計など後付の計測器として搭載する場合や、正確な測定値を得るためには手動による較正を行わなければなりません。 つまり、自動較正の状態では、ある程度の経年変化を予測することしかできず、測定結果には大きな誤差を生じています。
エンジンブレーキ中にエンジンを停止すると、インジェクターは噴射しないため、エキゾーストマニホールド部は大気と同じ状態になり、センサーを外さなくても簡単に正確な較正をおこなうことができます。（一般道では行わないでください）
Innovate! 以外のほとんどのメーカーでは、O2センサーの詳細な仕様書を持っていません。 したがって、手動較正する技術が無いか、ある程度のデータを予測して計測することしかできないのです。
■ センサーのエラーについて
測定器は正確な測定結果を得られて、はじめて意味を持ちます。
大きな誤差を含んだデータでは、利用する価値がありません。 ワイドバンドO2センサーは通常のセンサー類と異なり非常に精密で、センサー内部に様々な機構や機能を持っていますが、センサーのメーカーではその詳細を公表していません。
弊社の空燃比計は、O2センサーを開発した技術者本人が開発、設計していますので、センサーの能力を100%引き出すことができます。 また、センサーの状態を常時監視し、問題が発生しそうなときや測定品質が保てないと判断した場合はエラーとなります。
ほとんどの空燃比計は、センサーの出力をただ利用するだけでエラー制御や補正をしていません。 つまり、信頼性が満足できないセンサーでも正常なように動作し、手動による補正も行うことができず、正しい制御も行わないので測定結果は期待できません。
■ 低価格
イノベートテクノロジーは世界で唯一、一体成形コネクターを販売することができます。
LC-1 ワイドバンド空燃比アンプ
イノベートテクノロジーの名前は、一般には知られていません。 しかし、多くの人が知っている会社と非常に深い関係にあります。 また、イノベートテクノロジーには様々なグループ企業があります。 お手元の LM-1やLC-1のコネクターを見ていただくと、イノベートテクノロジーがどのような会社か、およそご理解いただけると思います。
LM-1 ワイドバンド空燃比ロガー センサーケーブル
■ 防水性能
センサーはエンジンルームやエキゾーストに装着するために防水性能が求められますが、防水性能を得るためには、このコネクターを利用するしかありません。
イノベートテクノロジーは、正確な空燃比計を低価格で販売することができます。