JPH026016B2 - - Google Patents
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- JPH026016B2 JPH026016B2 JP56000705A JP70581A JPH026016B2 JP H026016 B2 JPH026016 B2 JP H026016B2 JP 56000705 A JP56000705 A JP 56000705A JP 70581 A JP70581 A JP 70581A JP H026016 B2 JPH026016 B2 JP H026016B2
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- combustion engine
- cylinder pressure
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01M—TESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01M15/00—Testing of engines
- G01M15/04—Testing internal-combustion engines
- G01M15/08—Testing internal-combustion engines by monitoring pressure in cylinders
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)
- Testing Of Engines (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
(産業上の利用分野)
本発明は内燃機関の着火限界を検出する内燃機
関用着火限界検出装置に関する。
関用着火限界検出装置に関する。
このような内燃機関の着火限界を検出する手段
があれば、空燃比制御、EGR制御、点火時期制
御等に有利である。
があれば、空燃比制御、EGR制御、点火時期制
御等に有利である。
(従来の技術)
従来の内燃機関用着火限界検出装置としては、
例えば特開昭53―129717号のように、内燃機関の
シリンダ内圧力の検出値を上死点前の所定角度か
ら上死点まで時間積分した値と上死点から上死点
後の所定角度まで時間積分した値との差が所定値
以下になつたことを検知することにより失火状態
を検出するものがあつた。
例えば特開昭53―129717号のように、内燃機関の
シリンダ内圧力の検出値を上死点前の所定角度か
ら上死点まで時間積分した値と上死点から上死点
後の所定角度まで時間積分した値との差が所定値
以下になつたことを検知することにより失火状態
を検出するものがあつた。
ところが、上記従来技術では内燃機関の運転状
態(負荷状態)によつて同じ完全燃焼状態でも時
間積分値が大きく変化するので、積分値の差を一
定水準の所定値と比較して失火状態を判定するよ
うにしても、着火限界を正確に検出することはき
わめて困難であつた。
態(負荷状態)によつて同じ完全燃焼状態でも時
間積分値が大きく変化するので、積分値の差を一
定水準の所定値と比較して失火状態を判定するよ
うにしても、着火限界を正確に検出することはき
わめて困難であつた。
(発明が解決しようとする問題点)
今着火限界検出装置の必要性について空燃比制
御を例にとつて説明する。
御を例にとつて説明する。
第1図は内燃機関の燃焼室に供給される混合気
と排気ガス成分、燃料消費率の関係をNOX,
HC,COについて表わすグラフである。
と排気ガス成分、燃料消費率の関係をNOX,
HC,COについて表わすグラフである。
第1図の領域アの理想空燃比近傍(失火して
HCの増える直前の完全燃焼する理想的空燃比)
に内燃機関の混合気を制御できるならば、排気ガ
ス中の有害成分のCO及びHCは最低となり、
NOXは、一般に最もよく使われる理論空燃比近
傍に較べて減少しているので、排気ガス浄化上有
利となる。更に、燃料消費率も、この理想空燃比
近傍で最低となつており、経済的にも有利であ
る。
HCの増える直前の完全燃焼する理想的空燃比)
に内燃機関の混合気を制御できるならば、排気ガ
ス中の有害成分のCO及びHCは最低となり、
NOXは、一般に最もよく使われる理論空燃比近
傍に較べて減少しているので、排気ガス浄化上有
利となる。更に、燃料消費率も、この理想空燃比
近傍で最低となつており、経済的にも有利であ
る。
従つて排気ガス浄化上有利で、経済上有利な理
想空燃比近傍に混合気を制御したい訳であるが現
実には内燃機関の運転条件の変化・変動に対応し
て常に混合気を失火直前の理想空燃比に保つこと
は困難なので、確実に混合気に着火させるために
理想空燃比よりかなり濃い所で使用されている。
想空燃比近傍に混合気を制御したい訳であるが現
実には内燃機関の運転条件の変化・変動に対応し
て常に混合気を失火直前の理想空燃比に保つこと
は困難なので、確実に混合気に着火させるために
理想空燃比よりかなり濃い所で使用されている。
この問題を解決するためには、失火の起こる直
前の理想空燃比を検出する手段が必要である。従
来ある混合気の空燃比を直接検出する手段として
は、酸化ジルコニア等の金属酸化物半導体を用い
た空燃比検出器がある。しかし酸化ジルコニア空
燃比検出器は、理想空燃比近傍(第1図の空燃比
14.5〜15.0)しか検出できず、理想空燃比を検出
することができない。
前の理想空燃比を検出する手段が必要である。従
来ある混合気の空燃比を直接検出する手段として
は、酸化ジルコニア等の金属酸化物半導体を用い
た空燃比検出器がある。しかし酸化ジルコニア空
燃比検出器は、理想空燃比近傍(第1図の空燃比
14.5〜15.0)しか検出できず、理想空燃比を検出
することができない。
そこで間接的に失火直前の理想空燃比を検出す
る手段について考えて見ると、まず理想空燃比
は、前述の様に失火直前の完全燃焼する空燃比な
ので、失火直前の状態(部分燃焼)が検出される
空燃比よりわずか濃い所が理想空燃比として検出
される。
る手段について考えて見ると、まず理想空燃比
は、前述の様に失火直前の完全燃焼する空燃比な
ので、失火直前の状態(部分燃焼)が検出される
空燃比よりわずか濃い所が理想空燃比として検出
される。
したがつて失火直前の状態(部分燃焼)を検出
する検出器、即ち着火限界検出季で理想空燃比を
検出できる。
する検出器、即ち着火限界検出季で理想空燃比を
検出できる。
この空燃比の例で見られる様に着火限界装置は
有用である。
有用である。
第2図は内燃機関の気筒内圧力波形で燃焼状態
による差を示し、特にaは完全燃焼状態、bは失
火直線の部分燃焼状態、cは失火状態の場合をそ
れぞれ示す。
による差を示し、特にaは完全燃焼状態、bは失
火直線の部分燃焼状態、cは失火状態の場合をそ
れぞれ示す。
第2図からわかる様に気筒圧力Pと横軸のクラ
ンク角度で為す面積(S2+S1)は、燃焼状態が良
好になつて完全燃焼状態aになると大きくなる。
従つてこの面積(S1+S2)に相当するものを求め
て、所定値と比較して、その大小を知れば燃焼状
態を知ることができる。所が、内燃機関の運転状
況により同じ完全燃焼状態aでも、燃焼状態を表
わす面積(S1+S2)は、かなり違う。
ンク角度で為す面積(S2+S1)は、燃焼状態が良
好になつて完全燃焼状態aになると大きくなる。
従つてこの面積(S1+S2)に相当するものを求め
て、所定値と比較して、その大小を知れば燃焼状
態を知ることができる。所が、内燃機関の運転状
況により同じ完全燃焼状態aでも、燃焼状態を表
わす面積(S1+S2)は、かなり違う。
第3図は内燃機関の気筒内圧力波形で負荷状態
による差を示すグラフであり、特にaは高負荷燃
焼状態、bは軽負荷燃焼状態の場合をそれぞれ示
す。
による差を示すグラフであり、特にaは高負荷燃
焼状態、bは軽負荷燃焼状態の場合をそれぞれ示
す。
第3図から分るように同じ完全燃焼状態でも、
その面積(S1+S2)は大きく違う。今軽負荷bの
完全燃焼に着目すると、その面積(S1+S2)は、
高負荷の失火直前の部分燃焼と同じ程度の面積と
なつている。従つて一定水準の所定値αで比較す
ると、燃焼状態の判定を誤つてしまう。そこでこ
の問題を解決する為に同じ条件で失火した場合の
面積S1に着目すると、この面積S1は、軽負荷にな
れば小さくなるという様に内燃機関の機関条件を
表わしているので、燃焼状態を表わす面積(S1+
S2)を求めると同時に同じ条件で失火したとした
場合の面積S1を求めこの両者の比(S1+S2/S1)
を求め所定値αと比較することによつて、第3図
から明らかの様に、負荷にかかわらず常に失火直
前の部分燃焼か、完全燃焼かを一定水準で判定で
きる。即ち、負荷等の運転状況によらず着火限界
を知ることができる。
その面積(S1+S2)は大きく違う。今軽負荷bの
完全燃焼に着目すると、その面積(S1+S2)は、
高負荷の失火直前の部分燃焼と同じ程度の面積と
なつている。従つて一定水準の所定値αで比較す
ると、燃焼状態の判定を誤つてしまう。そこでこ
の問題を解決する為に同じ条件で失火した場合の
面積S1に着目すると、この面積S1は、軽負荷にな
れば小さくなるという様に内燃機関の機関条件を
表わしているので、燃焼状態を表わす面積(S1+
S2)を求めると同時に同じ条件で失火したとした
場合の面積S1を求めこの両者の比(S1+S2/S1)
を求め所定値αと比較することによつて、第3図
から明らかの様に、負荷にかかわらず常に失火直
前の部分燃焼か、完全燃焼かを一定水準で判定で
きる。即ち、負荷等の運転状況によらず着火限界
を知ることができる。
ところが、失火したとした場合の燃焼状態を表
わす面積は実際には直接求めることができない。
しかしながら第3図から分るように圧縮行程中の
混合気が爆発燃焼する以前の所定の部分(例えば
第3図のクランク角度−θAから−θCまでの部分)
の面積S1′は失火したとした場合の面積S1に比例
する。従つて面積S1′を求めた所定値K1との積
K1S1′を求めれば面積S1になる。
わす面積は実際には直接求めることができない。
しかしながら第3図から分るように圧縮行程中の
混合気が爆発燃焼する以前の所定の部分(例えば
第3図のクランク角度−θAから−θCまでの部分)
の面積S1′は失火したとした場合の面積S1に比例
する。従つて面積S1′を求めた所定値K1との積
K1S1′を求めれば面積S1になる。
なおクランク角度に関する信号によりN等分し
た点で圧力信号をデイジタル処理した値を加算し
てそれが面積S1及びS2を表わすものとして求める
場合には、圧縮工程中の混合気が爆発、燃焼する
以前の所定のクランク角度(例えば第3図の−
θD)の気筒内圧力値P(−θD)を求めて予め求
めた所定の値K2をかければ同様に失火したとし
た場合の面積を表わす値S1が求まる。
た点で圧力信号をデイジタル処理した値を加算し
てそれが面積S1及びS2を表わすものとして求める
場合には、圧縮工程中の混合気が爆発、燃焼する
以前の所定のクランク角度(例えば第3図の−
θD)の気筒内圧力値P(−θD)を求めて予め求
めた所定の値K2をかければ同様に失火したとし
た場合の面積を表わす値S1が求まる。
以上の様に失火したとした場合の面積に相当す
るS1を求めることができる。
るS1を求めることができる。
本発明の目的は各燃焼時について、気筒内の圧
力を検出する圧力検出器の信号をクランク角度に
関する信号で積分して燃焼状態を表わす面積(S1
+S2)を求めると同時に、同じ機関条件で失火し
たと仮定した場合に占める面積S1を演算して求
め、この両者の面積比(S1+S2/S1)が、所定の
値α以上であるかあるいは、以下であるかを判定
することによつて負荷等の内燃機関の運転状況に
関係なく常に着火限界を検出する点にある。
力を検出する圧力検出器の信号をクランク角度に
関する信号で積分して燃焼状態を表わす面積(S1
+S2)を求めると同時に、同じ機関条件で失火し
たと仮定した場合に占める面積S1を演算して求
め、この両者の面積比(S1+S2/S1)が、所定の
値α以上であるかあるいは、以下であるかを判定
することによつて負荷等の内燃機関の運転状況に
関係なく常に着火限界を検出する点にある。
(問題点を解決するための手段及び作用)
本発明は、上記目的を達成するために下記の技
術手段を採択・結合してなる内燃機関用着火限界
検出装置の構成を特徴とするものである。
術手段を採択・結合してなる内燃機関用着火限界
検出装置の構成を特徴とするものである。
イ 内燃機関の気筒内圧力を検出する圧力検出装
置; ロ 混合気が爆発・燃焼する以前の圧縮行程中の
内燃機関の第1の角度位置および膨張行程中の
内燃機関の第2の角度位置を検出するクランク
角度検出装置; ハ 前記圧力検出装置とクランク角度検出装置と
を接続し各燃焼毎に検出された前記気筒内圧力
信号をクランク角度に関する信号により前記第
1の角度位置から第2の角度位置まで積分する
第1の演算装置; ニ 前記圧力検出装置とクランク角度検出装置と
を接続し混合気が爆発・燃焼する以前の圧縮行
程中の所定角度における前記気筒内圧力信号を
検出し、この気筒内圧力信号に予め求めた所定
値を乗算することによつて、内燃機関の同じ条
件で失火したと仮定した場合の前記気筒内圧力
を前記クランク角度に関する信号により前記第
1の角度位置から第2の角度位置まで積分した
値を演算する第2の演算装置;及び ホ 該第1および第2の演算装置により求められ
た両積分値の比を所定値と比較して出力を出す
第3の演算装置とを備えるものである。
置; ロ 混合気が爆発・燃焼する以前の圧縮行程中の
内燃機関の第1の角度位置および膨張行程中の
内燃機関の第2の角度位置を検出するクランク
角度検出装置; ハ 前記圧力検出装置とクランク角度検出装置と
を接続し各燃焼毎に検出された前記気筒内圧力
信号をクランク角度に関する信号により前記第
1の角度位置から第2の角度位置まで積分する
第1の演算装置; ニ 前記圧力検出装置とクランク角度検出装置と
を接続し混合気が爆発・燃焼する以前の圧縮行
程中の所定角度における前記気筒内圧力信号を
検出し、この気筒内圧力信号に予め求めた所定
値を乗算することによつて、内燃機関の同じ条
件で失火したと仮定した場合の前記気筒内圧力
を前記クランク角度に関する信号により前記第
1の角度位置から第2の角度位置まで積分した
値を演算する第2の演算装置;及び ホ 該第1および第2の演算装置により求められ
た両積分値の比を所定値と比較して出力を出す
第3の演算装置とを備えるものである。
本発明は上記構成により内燃機関の運転状態に
よつて気筒内圧力が大きく変化しても、混合気が
燃焼する以前の圧縮行程中の第1の角度位置から
膨張行程中の第2の角度位置までの気筒内圧力の
積分値と失火時のそれに対応する積分値との比を
所定値と比較することによつて、負荷等の運転状
態によらず常に着火限界を正確に検出することが
できるという作用効果を奏する。
よつて気筒内圧力が大きく変化しても、混合気が
燃焼する以前の圧縮行程中の第1の角度位置から
膨張行程中の第2の角度位置までの気筒内圧力の
積分値と失火時のそれに対応する積分値との比を
所定値と比較することによつて、負荷等の運転状
態によらず常に着火限界を正確に検出することが
できるという作用効果を奏する。
(実施例)
以下本発明による内燃機関用着火限界検出装置
を実施例に従つて詳細に説明する。
を実施例に従つて詳細に説明する。
第4図は本発明による内燃機関用着火限界検出
装置の一実施例を示すブロツク図である。第4図
において1は内燃機関の気筒内の圧力を検出する
圧力検出装置である。2は内燃機関の各クランク
角度に関する信号と共に圧縮行程中の内燃機関の
第1の角度位置(−θA)と上死点TDC(Top
Dead Center)以降の膨張行程中の内燃機関の第
2の角度位置(+θB)に関する信号を検出す
るクランク角度検出装置である。3は圧力検出装
置1とクランク角度検出装置2とを接続して、各
燃焼時毎に圧力検出装置1の圧力信号を処理し、
且つクランク角度に関する信号により圧力信号を
第1の角度位置(−θA)から第2の角度位置
(+θB)まで積分してその値(S1+S2)を求
め、更に同じ条件で失火したと仮定した場合にな
る圧力信号を積分した値S1を演算して求め、その
両者の積分比(S1+S2/S1)を求め、その比を所
定の値と比較して出力を出す積算処理装置であ
る。
装置の一実施例を示すブロツク図である。第4図
において1は内燃機関の気筒内の圧力を検出する
圧力検出装置である。2は内燃機関の各クランク
角度に関する信号と共に圧縮行程中の内燃機関の
第1の角度位置(−θA)と上死点TDC(Top
Dead Center)以降の膨張行程中の内燃機関の第
2の角度位置(+θB)に関する信号を検出す
るクランク角度検出装置である。3は圧力検出装
置1とクランク角度検出装置2とを接続して、各
燃焼時毎に圧力検出装置1の圧力信号を処理し、
且つクランク角度に関する信号により圧力信号を
第1の角度位置(−θA)から第2の角度位置
(+θB)まで積分してその値(S1+S2)を求
め、更に同じ条件で失火したと仮定した場合にな
る圧力信号を積分した値S1を演算して求め、その
両者の積分比(S1+S2/S1)を求め、その比を所
定の値と比較して出力を出す積算処理装置であ
る。
第5図は第4図の詳細図、第6図は第5図の実
施例装置の動作を示すグラフである。第5図にお
いて、4は着火限界を求められるべき内燃機関で
ある。まずクランク角度検出装置2の構成につい
て説明すると、21は内燃機関4のクランクシヤ
フト41と直結する第1のプーリで、第2のプ
ーリ23とベルト22で結ばれている。第2の
プーリ23の直径は、第1のプーリ21の直
径の2倍であり内燃機関4のクランク・シヤフト
41が2回転すると1回転し、スリツト円板24
が第2のプーリ23に一体で取り付けられてい
る。従つてスリツト円板24はここには図示され
てないデイストリユビユータの軸に一体で取り付
けても良い。またスリツト円板24には、圧縮行
程中の内燃機関の第1の角度位置(−θA)を
示すスリツト24aと内燃機関の各クランク角度
毎を示すスリツト24bが切つてある。そしてス
リツト円板24には、スリツト円板の各スリツト
の通過を検出するスリツト検出装置25が組み合
わされている。そしてスリツト検出装置25が検
出した各スリツト24a,24b通過に関する2
種類の信号は、2つの波形成形回路26及び27
にそれぞれ供給され、クランク角度に関するパル
ス信号と上死点(TDC)前の圧縮行程中の内燃
機関の角度位置(−θA)に関するパルス信号
とが波形整形される。即ち、前述の様にスリツト
円板24には例えば、クランクの8゜毎の回転に対
して一つのスリツト信号を与えるスリツト24b
が切られており、これらのスリツト24bに対応
して波形整形回路26は、クランク角度信号に関
するパルス信号を第6図Bのように発生する。波
形整形回路27は第6図Aのようにクランクに関
するパルス信号2つで構成された様な巾をもつス
リツト24aにより第1の角度位置(−θA)に
関するパルスを発生するものである。波形整形回
路26により発生されたクランク角度に関するパ
ルス信号は、逓倍回路28に供給される。この場
合もしスリツト円板24が第5図に示されるよう
に前述の如くクランクの8゜回転毎にスリツトを備
えており、又逓倍回路28が例えば2倍の逓倍を
行なう如く構成されていると、逓倍回路28は第
6図Cに示されるように4゜回転する毎に1つの逓
倍パルスを発生する。
施例装置の動作を示すグラフである。第5図にお
いて、4は着火限界を求められるべき内燃機関で
ある。まずクランク角度検出装置2の構成につい
て説明すると、21は内燃機関4のクランクシヤ
フト41と直結する第1のプーリで、第2のプ
ーリ23とベルト22で結ばれている。第2の
プーリ23の直径は、第1のプーリ21の直
径の2倍であり内燃機関4のクランク・シヤフト
41が2回転すると1回転し、スリツト円板24
が第2のプーリ23に一体で取り付けられてい
る。従つてスリツト円板24はここには図示され
てないデイストリユビユータの軸に一体で取り付
けても良い。またスリツト円板24には、圧縮行
程中の内燃機関の第1の角度位置(−θA)を
示すスリツト24aと内燃機関の各クランク角度
毎を示すスリツト24bが切つてある。そしてス
リツト円板24には、スリツト円板の各スリツト
の通過を検出するスリツト検出装置25が組み合
わされている。そしてスリツト検出装置25が検
出した各スリツト24a,24b通過に関する2
種類の信号は、2つの波形成形回路26及び27
にそれぞれ供給され、クランク角度に関するパル
ス信号と上死点(TDC)前の圧縮行程中の内燃
機関の角度位置(−θA)に関するパルス信号
とが波形整形される。即ち、前述の様にスリツト
円板24には例えば、クランクの8゜毎の回転に対
して一つのスリツト信号を与えるスリツト24b
が切られており、これらのスリツト24bに対応
して波形整形回路26は、クランク角度信号に関
するパルス信号を第6図Bのように発生する。波
形整形回路27は第6図Aのようにクランクに関
するパルス信号2つで構成された様な巾をもつス
リツト24aにより第1の角度位置(−θA)に
関するパルスを発生するものである。波形整形回
路26により発生されたクランク角度に関するパ
ルス信号は、逓倍回路28に供給される。この場
合もしスリツト円板24が第5図に示されるよう
に前述の如くクランクの8゜回転毎にスリツトを備
えており、又逓倍回路28が例えば2倍の逓倍を
行なう如く構成されていると、逓倍回路28は第
6図Cに示されるように4゜回転する毎に1つの逓
倍パルスを発生する。
逓倍回路28の発生する逓倍パルス信号はカウ
ンター29へ供給される。このカウンタ29は波
形整形回路27より受け取つた内燃機関の角度位
置(−θA)に関するパルス信号の立ち上がり
を基準として逓倍パルス信号を第6図Dのように
計数し始め、あらかじめ設定された値N(角度位
置(−θA)から、角度位置(+θB)までに
発生する逓倍パルスの数)まで計数し終つたら、
演算処理装置3の演算装置34に第6図Eに示さ
れるような逓倍パルス信号に合つた信号を送る。
またカウンタ29は計数中逓倍パルス信号を第6
図Dのように演算処理装置3のA/Dコンバータ
31及び演算装置32へ供給する。
ンター29へ供給される。このカウンタ29は波
形整形回路27より受け取つた内燃機関の角度位
置(−θA)に関するパルス信号の立ち上がり
を基準として逓倍パルス信号を第6図Dのように
計数し始め、あらかじめ設定された値N(角度位
置(−θA)から、角度位置(+θB)までに
発生する逓倍パルスの数)まで計数し終つたら、
演算処理装置3の演算装置34に第6図Eに示さ
れるような逓倍パルス信号に合つた信号を送る。
またカウンタ29は計数中逓倍パルス信号を第6
図Dのように演算処理装置3のA/Dコンバータ
31及び演算装置32へ供給する。
一方圧力検出装置1の構成は、圧力センサ11
と圧力センサアンプ12より成り、圧力センサ1
1は内燃機関の気筒内圧力を検出するもので、内
燃機関の気筒内に取り付けられ第2図、第3図お
よび第6図に示されるように、気筒内圧力の上昇
に伴い電位の上昇するものである。また一般に圧
力センサ11には圧電式、容量式、ストレンゲー
ジ式等の各種のものがあり、いずれのものでも良
い。
と圧力センサアンプ12より成り、圧力センサ1
1は内燃機関の気筒内圧力を検出するもので、内
燃機関の気筒内に取り付けられ第2図、第3図お
よび第6図に示されるように、気筒内圧力の上昇
に伴い電位の上昇するものである。また一般に圧
力センサ11には圧電式、容量式、ストレンゲー
ジ式等の各種のものがあり、いずれのものでも良
い。
そして圧力センサ11により検出された圧力は
圧力センサアツプ12を経て演算処理装置3の
A/Dコンバータ31へ供給される。
圧力センサアツプ12を経て演算処理装置3の
A/Dコンバータ31へ供給される。
次に演算処理装置3について説明すると圧力信
号を圧力センサアンプ12から供給されたA/D
コンバータ31はカウンタ29から送られる逓倍
パルス信号の立上がり毎に圧力信号をデイジタル
信号に変換して第1の演算装置32及び第2の演
算装置33に供給する。第1の演算装置32は供
給されたデイジタル信号をカウンタ29から送ら
れる逓倍パルス信号の立下がり毎に加算する装置
であり、各燃焼時の圧力信号をクランク角度に関
する信号で積分した値(S1+S2)として求め、そ
の結果を第3の演算装置34に供給する。
号を圧力センサアンプ12から供給されたA/D
コンバータ31はカウンタ29から送られる逓倍
パルス信号の立上がり毎に圧力信号をデイジタル
信号に変換して第1の演算装置32及び第2の演
算装置33に供給する。第1の演算装置32は供
給されたデイジタル信号をカウンタ29から送ら
れる逓倍パルス信号の立下がり毎に加算する装置
であり、各燃焼時の圧力信号をクランク角度に関
する信号で積分した値(S1+S2)として求め、そ
の結果を第3の演算装置34に供給する。
又、この第1の演算装置32は波形成形回路2
7から送られてくる第1の角度位置(−θA)の
パルス信号の立上りで消去される。
7から送られてくる第1の角度位置(−θA)の
パルス信号の立上りで消去される。
一方、第2の演算装置33は第1の角度位置
(−θA)のパルス信号の立下がり部、即ち第3の
角度位置(−θD)でA/Dコンバータ31より
供給されるデイジタル信号P(−θD)をラツチす
ると共に予め求めた所定値K2を掛けて失火した
と仮定した場合の面積を表わす値S1を演算して第
3の演算装置34に供給する。
(−θA)のパルス信号の立下がり部、即ち第3の
角度位置(−θD)でA/Dコンバータ31より
供給されるデイジタル信号P(−θD)をラツチす
ると共に予め求めた所定値K2を掛けて失火した
と仮定した場合の面積を表わす値S1を演算して第
3の演算装置34に供給する。
なお、内燃機関の第3の角度位置(−θD)は
圧縮行程中の混合気が爆発燃焼する以前の所定の
角度位置である。
圧縮行程中の混合気が爆発燃焼する以前の所定の
角度位置である。
第3の演算装置34はカウンタ29から送られ
てくるN個の計数し終つた時に出る信号(第6図
E)により、第1の演算装置32から供給される
燃焼状態を表わす面積(S1+S2)を表わす信号
と、第2の演算装置33から供給される失火を表
わす面積S1を表わす信号とを取り入れて両者の比
(S1+S2)/S1を求め、この求めた両者の比と燃
焼状態の基準を表わす所定値αと比較判定して、
αより大きい場合には、パルス信号(第6図G)
を発する。
てくるN個の計数し終つた時に出る信号(第6図
E)により、第1の演算装置32から供給される
燃焼状態を表わす面積(S1+S2)を表わす信号
と、第2の演算装置33から供給される失火を表
わす面積S1を表わす信号とを取り入れて両者の比
(S1+S2)/S1を求め、この求めた両者の比と燃
焼状態の基準を表わす所定値αと比較判定して、
αより大きい場合には、パルス信号(第6図G)
を発する。
更に本発明による内燃機関用着火限界検出装置
の動作過程を第6図を用いて詳細に説明する。
の動作過程を第6図を用いて詳細に説明する。
第6図においてAは内燃機関の第1の角度位置
(−θA)から第3の角度位置(−θD)までのパ
ルス信号で、スリツト円板24に切られた第1の
角度位置(−θA)に関するスリツト24aの通
過をスリツト検出装置25で検出して波形成形回
路27で波形成形したものである。Bはクランク
角度に関する信号で、例えば内燃機関4のクラン
クが8゜回転する毎に発せられるパルス信号で、ス
リツト円板24に切られたクランク8゜毎に相当す
るスリツト24bの通過をスリツト検出装置25
で検出して波形成形回路26で波形整形したもの
である。Cはこのクランク角度に関する信号を逓
倍回路28で2倍に逓倍した逓倍パルス信号であ
る。Dは第1の角度位置(−θA)から第2の角
度位置(+θB)まで発せられるN個の逓倍パル
ス信号であり、即ちカウンタ29が波形成形回路
27からのパルス信号の立上がり(第1の角度位
置(−θA))で計数を始めあらかじめ設定された
N個(第2の角度位置(−θB)に相当する値)
まで計数し終わるまで計数しながら逓倍回路28
からの逓倍パルス信号を逓倍パルス毎に送出する
信号である。この信号は立ち上がりでA/Dコン
バータ31を作動さして、圧力信号をデイジタル
信号(第6図のグラフで黒丸の点)に変換すると
共に、この信号の立ち下がりで第1の演算装置3
2を動かし、この演算装置32により逓倍パルス
信号毎に圧力信号を加算する。従つてこの信号の
終る時には、N個のデイジタル化された圧力信号
が加算されたことになり、クランク角度に関する
信号で圧力信号を積分した面積に相当する値(S1
+S2)が演算装置32により求めることができ
る。
(−θA)から第3の角度位置(−θD)までのパ
ルス信号で、スリツト円板24に切られた第1の
角度位置(−θA)に関するスリツト24aの通
過をスリツト検出装置25で検出して波形成形回
路27で波形成形したものである。Bはクランク
角度に関する信号で、例えば内燃機関4のクラン
クが8゜回転する毎に発せられるパルス信号で、ス
リツト円板24に切られたクランク8゜毎に相当す
るスリツト24bの通過をスリツト検出装置25
で検出して波形成形回路26で波形整形したもの
である。Cはこのクランク角度に関する信号を逓
倍回路28で2倍に逓倍した逓倍パルス信号であ
る。Dは第1の角度位置(−θA)から第2の角
度位置(+θB)まで発せられるN個の逓倍パル
ス信号であり、即ちカウンタ29が波形成形回路
27からのパルス信号の立上がり(第1の角度位
置(−θA))で計数を始めあらかじめ設定された
N個(第2の角度位置(−θB)に相当する値)
まで計数し終わるまで計数しながら逓倍回路28
からの逓倍パルス信号を逓倍パルス毎に送出する
信号である。この信号は立ち上がりでA/Dコン
バータ31を作動さして、圧力信号をデイジタル
信号(第6図のグラフで黒丸の点)に変換すると
共に、この信号の立ち下がりで第1の演算装置3
2を動かし、この演算装置32により逓倍パルス
信号毎に圧力信号を加算する。従つてこの信号の
終る時には、N個のデイジタル化された圧力信号
が加算されたことになり、クランク角度に関する
信号で圧力信号を積分した面積に相当する値(S1
+S2)が演算装置32により求めることができ
る。
一方第2の演算装置33は波形整形回路27か
ら送られてくる第1の角度位置(−θA)のパル
ス信号の立下がり、即ち第3の角度位置(−θD)
の時にA/Dコンバータ31から供給されるデイ
ジタル化された圧力信号P(−θD)をラツチし
て、その値をK2倍する。従つて第2の演算装置
33に同じ条件で失火した場合による圧力信号を
クランク角度に関する信号で積分した面積に相当
する値S1が求まる。この両方の装置により求めら
れた(S1+S2)、及びS1を第3の演算装置34は
カウンタ29がN個の逓倍パルス信号を計数し終
つた時に出す信号(第6図E)で読み取り、その
後両者の比(S1+S2)/Sを求め、この両者の比
を燃焼状態の基準となる所定値α(1以上)とを
比較して、αより比の方が大きい場合には第6図
のパルス信号Gを出す。尚上記の動作を第3の演
算装置34は第6図Fのパルス巾の間に行なう。
ら送られてくる第1の角度位置(−θA)のパル
ス信号の立下がり、即ち第3の角度位置(−θD)
の時にA/Dコンバータ31から供給されるデイ
ジタル化された圧力信号P(−θD)をラツチし
て、その値をK2倍する。従つて第2の演算装置
33に同じ条件で失火した場合による圧力信号を
クランク角度に関する信号で積分した面積に相当
する値S1が求まる。この両方の装置により求めら
れた(S1+S2)、及びS1を第3の演算装置34は
カウンタ29がN個の逓倍パルス信号を計数し終
つた時に出す信号(第6図E)で読み取り、その
後両者の比(S1+S2)/Sを求め、この両者の比
を燃焼状態の基準となる所定値α(1以上)とを
比較して、αより比の方が大きい場合には第6図
のパルス信号Gを出す。尚上記の動作を第3の演
算装置34は第6図Fのパルス巾の間に行なう。
即ち第3の演算装置34は完全燃焼した時にパ
ルス信号を出し、失火及び失火直前の部分燃焼し
た時にはパルス信号を出さない。従つて失火直前
の部分燃焼をする燃焼状態即ち着火限界を検出で
きる。
ルス信号を出し、失火及び失火直前の部分燃焼し
た時にはパルス信号を出さない。従つて失火直前
の部分燃焼をする燃焼状態即ち着火限界を検出で
きる。
本発明装置の上記の実施例において、クランク
角度に関する信号は、スリツトのパルス信号を逓
倍して用いたが、逓倍信号は各パルス間の時間を
それに先行するパルス間の時間に基いて逓倍して
いる。従つて内燃機関4の回転が常に安定なら
ば、逓倍の値は10倍、20倍へ大きくとれるが、内
燃機関4の回転が不安定な時は、逓倍方式に於い
ては誤差が大きくなる。この様な時にはスリツト
24bの数を増し、逓倍の値を小さくするか、あ
るいはスリツト24bの数を増してスリツトのパ
ルス信号だけを用いれば良い。
角度に関する信号は、スリツトのパルス信号を逓
倍して用いたが、逓倍信号は各パルス間の時間を
それに先行するパルス間の時間に基いて逓倍して
いる。従つて内燃機関4の回転が常に安定なら
ば、逓倍の値は10倍、20倍へ大きくとれるが、内
燃機関4の回転が不安定な時は、逓倍方式に於い
ては誤差が大きくなる。この様な時にはスリツト
24bの数を増し、逓倍の値を小さくするか、あ
るいはスリツト24bの数を増してスリツトのパ
ルス信号だけを用いれば良い。
また内燃機関4のクランクシヤフト41の回転
角度を検出する装置としては、スリツト円板24
に代えてこれと同様の作用を行う他の任意の角度
検出装置を用いてよいことは明らかである。
角度を検出する装置としては、スリツト円板24
に代えてこれと同様の作用を行う他の任意の角度
検出装置を用いてよいことは明らかである。
また本発明装置の上記実施例では圧縮行程中の
内燃機関4の第1の角度位置(−θA)の検出と
クランク角度に関するパルス信号の計数とによつ
て第2の角度位置(−θB)及び第3の角度位置
(−θD)を求めたが、それぞれ直接角度位置検出
を行なつても同様の効果が得られる。
内燃機関4の第1の角度位置(−θA)の検出と
クランク角度に関するパルス信号の計数とによつ
て第2の角度位置(−θB)及び第3の角度位置
(−θD)を求めたが、それぞれ直接角度位置検出
を行なつても同様の効果が得られる。
また上記実施例では本発明装置はデイジタル回
路で構成されているが、これに対してアナログ回
路で構成して圧力信号を圧縮行程中の混合気が爆
発燃焼する以前の所定の第1の角度位置(−θA)
から上死点以降の膨張行程中の所定の第2の角度
位置(+θB)まで時間積分して(S1+S2)を求
めると共に第1の角度位置(−θA)と圧縮行程
中の混合気が爆発燃焼する以前の第1の角度位置
(−θA)以降の所定角度位置(−θC)間(第3
図)の圧力を時間積分し、所定値K1を掛けて失
火した場合のS1を求め、両者の比をとつて所定値
αと比較すれば同様に内燃機関の着火限界値を検
出することができる。
路で構成されているが、これに対してアナログ回
路で構成して圧力信号を圧縮行程中の混合気が爆
発燃焼する以前の所定の第1の角度位置(−θA)
から上死点以降の膨張行程中の所定の第2の角度
位置(+θB)まで時間積分して(S1+S2)を求
めると共に第1の角度位置(−θA)と圧縮行程
中の混合気が爆発燃焼する以前の第1の角度位置
(−θA)以降の所定角度位置(−θC)間(第3
図)の圧力を時間積分し、所定値K1を掛けて失
火した場合のS1を求め、両者の比をとつて所定値
αと比較すれば同様に内燃機関の着火限界値を検
出することができる。
また本発明装置の上記実施例では、1気筒だけ
に圧力センサ11を取り付けた場合について示し
たが、多気筒に圧力センサ11を取り付けて多気
筒について知りたい場合は、それぞれの気筒に圧
力センサ11を取り付けて圧力センサ11の信号
を加算するのと、スリツト円板24の各気筒の上
死点に対する第1の角度位置(−θA)の位置に
スリツト24aを設けてやれば同様に行なうこと
ができる。
に圧力センサ11を取り付けた場合について示し
たが、多気筒に圧力センサ11を取り付けて多気
筒について知りたい場合は、それぞれの気筒に圧
力センサ11を取り付けて圧力センサ11の信号
を加算するのと、スリツト円板24の各気筒の上
死点に対する第1の角度位置(−θA)の位置に
スリツト24aを設けてやれば同様に行なうこと
ができる。
第7図は本発明の他の実施例を示すブロツク
図、第8図は第7図に用いられるスリツト円板の
平面図である。
図、第8図は第7図に用いられるスリツト円板の
平面図である。
第7図において111,112,113,11
4は各気筒に取り付けた圧力センサ、121,1
22,123,124は、それぞれ圧力センサア
ンプ、13は加算装置で、今入力A,B,C,D
が入つてくるとA+B+C+Dを出力として出
す。また第8図において241は各気筒に対する
角度位置(−θA)を切つたスリツト円板である。
4は各気筒に取り付けた圧力センサ、121,1
22,123,124は、それぞれ圧力センサア
ンプ、13は加算装置で、今入力A,B,C,D
が入つてくるとA+B+C+Dを出力として出
す。また第8図において241は各気筒に対する
角度位置(−θA)を切つたスリツト円板である。
尚第7図の様に単純に加算しても、吸、排気行
程の圧力変化は小さいので他気筒の影響はほとん
ど受けないので問題ない。
程の圧力変化は小さいので他気筒の影響はほとん
ど受けないので問題ない。
(発明の効果)
以上述べた様に、本発明装置によれば、各燃焼
毎に内燃機関の気筒内圧力を混合気が爆発燃焼す
る以前の圧縮行程中の内燃機関の所定の第1の角
度位置(−θA)から、膨張行程中の所定の第2
角度位置(+θB)までをクランク角度に関する
信号で積分した値(S1+S2)を求めると、同時に
同じ条件で失火した場合に描くべき圧力波形をク
ランク角度に関する信号で積分した値S1を演算し
て求め、この両者の比(S1+S2)/S1を内燃機関
の燃焼状態を表わす所定値αと比較して、α以上
であるか以下であるかを検出することができる。
即ち完全燃焼(α以上)か、失火直前の部分燃焼
(α以下)かを検出できるので、内燃機関の運転
状況によらず常に一定水準で失火直前の部分燃焼
状態を検出することができ、従つて常に安定に着
火限界を検出できるという優れた効果がある。
毎に内燃機関の気筒内圧力を混合気が爆発燃焼す
る以前の圧縮行程中の内燃機関の所定の第1の角
度位置(−θA)から、膨張行程中の所定の第2
角度位置(+θB)までをクランク角度に関する
信号で積分した値(S1+S2)を求めると、同時に
同じ条件で失火した場合に描くべき圧力波形をク
ランク角度に関する信号で積分した値S1を演算し
て求め、この両者の比(S1+S2)/S1を内燃機関
の燃焼状態を表わす所定値αと比較して、α以上
であるか以下であるかを検出することができる。
即ち完全燃焼(α以上)か、失火直前の部分燃焼
(α以下)かを検出できるので、内燃機関の運転
状況によらず常に一定水準で失火直前の部分燃焼
状態を検出することができ、従つて常に安定に着
火限界を検出できるという優れた効果がある。
更に空燃比、排気ガス再循環量、点火時期等に
より影響される着火限界を幅広く検出することが
できるという効果がある。
より影響される着火限界を幅広く検出することが
できるという効果がある。
第1図は一般に内燃機関における空燃比と排気
ガス成分及び燃料消費率の関係を示すグラフ、第
2図は一般の内燃機関における内燃機関の気筒内
圧力波形で燃焼状態による差を示すグラフ、第3
図は一般の内燃機関の気筒内圧力波形で負荷状態
による差を示すグラフ、第4図は本発明装置の一
実施例を示すブロツク図、第5図は第4図の詳細
図、第6図は第5図の実施例の動作を示すグラ
フ、第7図は本発明の他の実施例を示すブロツク
図、第8図は第7図に用いられるスリツト円板の
平面図である。 1…圧力検出装置、2…クランク角度検出装
置、3…演算処理装置、4…内燃機関、11,1
11,112,113,114…圧力センサ、1
2,121,122,123,124…圧力セン
サアンプ、13…加算装置、21,23…プー
リ、24,241…スリツト円板、24a,24
b…スリツト、25…スリツト検出装置、26,
27…波形成形回路、28…逓倍回路、29…カ
ウンタ、31…A/Dコンバータ、32,33,
34…演算装置。
ガス成分及び燃料消費率の関係を示すグラフ、第
2図は一般の内燃機関における内燃機関の気筒内
圧力波形で燃焼状態による差を示すグラフ、第3
図は一般の内燃機関の気筒内圧力波形で負荷状態
による差を示すグラフ、第4図は本発明装置の一
実施例を示すブロツク図、第5図は第4図の詳細
図、第6図は第5図の実施例の動作を示すグラ
フ、第7図は本発明の他の実施例を示すブロツク
図、第8図は第7図に用いられるスリツト円板の
平面図である。 1…圧力検出装置、2…クランク角度検出装
置、3…演算処理装置、4…内燃機関、11,1
11,112,113,114…圧力センサ、1
2,121,122,123,124…圧力セン
サアンプ、13…加算装置、21,23…プー
リ、24,241…スリツト円板、24a,24
b…スリツト、25…スリツト検出装置、26,
27…波形成形回路、28…逓倍回路、29…カ
ウンタ、31…A/Dコンバータ、32,33,
34…演算装置。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1 内燃機関の気筒内圧力を検出する圧力検出装
置と、混合気が爆発・燃焼する以前の圧縮行程中
の該内燃機関の第1の角度位置および膨張行程中
の該内燃機関の第2の角度位置を検出するクラン
ク角度検出装置と、前記圧力検出装置とクランク
角度検出装置とを接続し各燃焼毎に検出された前
記気筒内圧力信号をクランク角度に関する信号に
より前記第1の角度位置から第2の角度位置まで
積分する第1の演算装置と、前記圧力検出装置と
クランク角度検出装置とを接続し混合気が爆発・
燃焼する以前の圧縮行程中の所定角度における前
記気筒内圧力信号を検出し、この気筒内圧力信号
に予め求めた所定値を乗算することによつて、内
燃機関の同じ条件で失火したと仮定した場合の前
記気筒内圧力を前記クランク角度に関する信号に
より前記第1の角度位置から第2の角度位置まで
積分した値を間接的に求める第2の演算装置と、
該第1および第2の演算装置により求められた両
積分値の比を所定値と比較して出力を出す第3の
演算装置とを備えることを特徴とする内燃機関用
着火限界検出装置。 2 前記第2の演算装置は前記第1の角度位置よ
り若干遅れた第3の角度位置における前記気筒内
圧力信号に対応するデイジタル信号に所定値を乗
算をするものであることを特徴とする特許請求の
範囲第1項記載の内燃機関用着火限界検出装置。 3 前記第2の演算装置は前記第1の角度位置か
らこの第1の角度位置より若干遅れた第3の角度
位置までの前記気筒内圧力信号を時間積分し、こ
の時間積分値に所定値を乗算するものであること
を特徴とする特許請求の範囲第1項記載の内燃機
関用着火限界検出装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56000705A JPS57114837A (en) | 1981-01-08 | 1981-01-08 | Detector for ignition limit for internal combustion engine |
| US06/337,247 US4438647A (en) | 1981-01-08 | 1982-01-05 | Ignition range detector for internal combustion engines |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56000705A JPS57114837A (en) | 1981-01-08 | 1981-01-08 | Detector for ignition limit for internal combustion engine |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS57114837A JPS57114837A (en) | 1982-07-16 |
| JPH026016B2 true JPH026016B2 (ja) | 1990-02-07 |
Family
ID=11481179
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP56000705A Granted JPS57114837A (en) | 1981-01-08 | 1981-01-08 | Detector for ignition limit for internal combustion engine |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4438647A (ja) |
| JP (1) | JPS57114837A (ja) |
Families Citing this family (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6022046A (ja) * | 1983-07-19 | 1985-02-04 | Toyota Motor Corp | 内燃機関の燃料噴射制御方法 |
| JPH0621590B2 (ja) * | 1984-12-11 | 1994-03-23 | 日本電装株式会社 | 内燃機関制御装置 |
| JPS61180125A (ja) * | 1985-11-06 | 1986-08-12 | Nissan Motor Co Ltd | 内燃機関の燃焼状態検出装置 |
| JPH0629709Y2 (ja) * | 1986-09-18 | 1994-08-10 | 日産自動車株式会社 | 内燃機関の燃焼状態検出装置 |
| US5503007A (en) * | 1992-10-05 | 1996-04-02 | Motorola, Inc. | Misfire detection method and apparatus therefor |
| US5387253A (en) * | 1992-12-28 | 1995-02-07 | Motorola, Inc. | Spectral misfire detection system and method therefor |
| EP0677165B1 (en) * | 1993-09-07 | 2000-02-23 | Motorola, Inc. | System to determine engine misfire |
| US5831263A (en) * | 1994-04-26 | 1998-11-03 | Hitachi, Ltd. | In-cylinder pressure sensing apparatus for multi-cylinder engine |
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| US20020008751A1 (en) * | 1998-03-25 | 2002-01-24 | Stephen L. Spurgeon | Decorating system for edible items |
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-
1982
- 1982-01-05 US US06/337,247 patent/US4438647A/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
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