JP2830160B2 - 内燃機関の筒内圧検出装置 - Google Patents
内燃機関の筒内圧検出装置Info
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- JP2830160B2 JP2830160B2 JP1236274A JP23627489A JP2830160B2 JP 2830160 B2 JP2830160 B2 JP 2830160B2 JP 1236274 A JP1236274 A JP 1236274A JP 23627489 A JP23627489 A JP 23627489A JP 2830160 B2 JP2830160 B2 JP 2830160B2
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- pressure
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- cylinder pressure
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、多気筒内燃機関の気筒内圧力を検出する
内燃機関の筒内圧検出装置に関するものである。
内燃機関の筒内圧検出装置に関するものである。
〔従来の技術〕 多気筒エンジンの気筒内圧力を検出し、特性を解析す
る装置としては第２図に示すものが一般的であった。図
において、１は＃１〜＃４の気筒２〜５を有するエンジ
ン、６〜９は各気筒２〜５の圧力を検出する圧力セン
サ、10はエンジン１のクランク角に対応してパルスを発
生し、圧力検出のタイミングを決定するクランク角セン
サである。11は圧力センサ６〜９及びクランク角センサ
10の出力を受け、筒内圧を計測する筒内圧計測部で、圧
力センサ６〜９の出力を電圧値に変換するインタフェー
ス（I/F）12〜15と、クランク角センサ10の出力を入力
させるタイミングインタフェース16と、インタフェース
12〜15の出力をデジタル値に変換するA/Dコンバータ17
〜20と、A/Dコンバータ17〜20の出力を記憶するメモリ2
1〜24と、タイミングインタフェース16及びメモリ21〜2
4の出力を入力されると共にA/Dコンバータ17〜20及びメ
モリ21〜24への出力を発生し、データのサンプル数、計
測開始、終了を制御すると共に、測定データの解析を行
うデータ収集解析装置25を有している。このデータ収集
解析装置25は例えばパーソナルコンピュータにより形成
され、筒内圧計測部11は一般に市販されている。
る装置としては第２図に示すものが一般的であった。図
において、１は＃１〜＃４の気筒２〜５を有するエンジ
ン、６〜９は各気筒２〜５の圧力を検出する圧力セン
サ、10はエンジン１のクランク角に対応してパルスを発
生し、圧力検出のタイミングを決定するクランク角セン
サである。11は圧力センサ６〜９及びクランク角センサ
10の出力を受け、筒内圧を計測する筒内圧計測部で、圧
力センサ６〜９の出力を電圧値に変換するインタフェー
ス（I/F）12〜15と、クランク角センサ10の出力を入力
させるタイミングインタフェース16と、インタフェース
12〜15の出力をデジタル値に変換するA/Dコンバータ17
〜20と、A/Dコンバータ17〜20の出力を記憶するメモリ2
1〜24と、タイミングインタフェース16及びメモリ21〜2
4の出力を入力されると共にA/Dコンバータ17〜20及びメ
モリ21〜24への出力を発生し、データのサンプル数、計
測開始、終了を制御すると共に、測定データの解析を行
うデータ収集解析装置25を有している。このデータ収集
解析装置25は例えばパーソナルコンピュータにより形成
され、筒内圧計測部11は一般に市販されている。
上記構成において、圧力センサ６〜９は気筒２〜５の
圧力を検出し、クランク角センサ10は所定間隔（例えば
クランク角で１゜間隔）で単位角パルスを発生する。圧
力センサ６〜９の出力はインタフェース12〜15及びA/D
コンバータ17〜20を介してメモリ21〜24に入力されて記
憶され、さらにデータ収集解析装置25に入力され、また
クランク角センサ10の出力もインタフェース16を介して
データ収集解析装置25に入力される。データ収集解析装
置25はこれらの入力に基づいて、メモリ21〜24の容量範
囲で定まるサンプル数で所定クランク角間隔毎にデータ
を連続して収集し、計測終了後データを解析し、Ｐ
（θ）線図（クランク角度毎）の圧力変化、Ｐ−Ｖ線図
（行程容積と圧力の相関）、Pi（図示平均有効圧）等の
機関の特性を示す評価指標に整理する。
圧力を検出し、クランク角センサ10は所定間隔（例えば
クランク角で１゜間隔）で単位角パルスを発生する。圧
力センサ６〜９の出力はインタフェース12〜15及びA/D
コンバータ17〜20を介してメモリ21〜24に入力されて記
憶され、さらにデータ収集解析装置25に入力され、また
クランク角センサ10の出力もインタフェース16を介して
データ収集解析装置25に入力される。データ収集解析装
置25はこれらの入力に基づいて、メモリ21〜24の容量範
囲で定まるサンプル数で所定クランク角間隔毎にデータ
を連続して収集し、計測終了後データを解析し、Ｐ
（θ）線図（クランク角度毎）の圧力変化、Ｐ−Ｖ線図
（行程容積と圧力の相関）、Pi（図示平均有効圧）等の
機関の特性を示す評価指標に整理する。
しかしながら、上記した従来装置においては、圧力デ
ータを連続的に収集して記憶した後、評価指標に整理し
て特性を解析する方式であるため、本質的にリアルタイ
ムでの計測は不可能であり、例えば運転中にエンジン特
性を検出し、悪化すれば修正改善するエンジン制御用途
には使用不能である。又、エンジン性能を把握するため
には、データ収集のためにある程度の燃焼サイクル数、
例えば750rpmのアイドル状態から6000rpmへの加速テス
ト中で少くとも30サイクルが必要であり、メモリ21〜24
の容量は30（サイクル）×720（４サイクルエンジンの
一行程クランク角）×1byte（圧力データを一通り記憶
するための容量）＝21.6kbyteとなり、圧力データが2by
te分あればさらに倍となり、メモリ容量が大きくなって
高価になるという課題があった。
ータを連続的に収集して記憶した後、評価指標に整理し
て特性を解析する方式であるため、本質的にリアルタイ
ムでの計測は不可能であり、例えば運転中にエンジン特
性を検出し、悪化すれば修正改善するエンジン制御用途
には使用不能である。又、エンジン性能を把握するため
には、データ収集のためにある程度の燃焼サイクル数、
例えば750rpmのアイドル状態から6000rpmへの加速テス
ト中で少くとも30サイクルが必要であり、メモリ21〜24
の容量は30（サイクル）×720（４サイクルエンジンの
一行程クランク角）×1byte（圧力データを一通り記憶
するための容量）＝21.6kbyteとなり、圧力データが2by
te分あればさらに倍となり、メモリ容量が大きくなって
高価になるという課題があった。
この発明は上記のような課題を解決するために成され
たものであり、筒内圧の計測をリアルタイムに計測する
ことができ、エンジン制御への適用が可能であると共
に、メモリ容量を低減して安価にすることができる内燃
機関の筒内圧検出装置を得ることを目的とする。
たものであり、筒内圧の計測をリアルタイムに計測する
ことができ、エンジン制御への適用が可能であると共
に、メモリ容量を低減して安価にすることができる内燃
機関の筒内圧検出装置を得ることを目的とする。
この発明に係る内燃機関の筒内圧検出装置は、燃焼サ
イクル内において等クランク角毎に複数の気筒の中の同
じ気筒の気筒圧が選択されるように各気筒の筒内圧を検
出する各圧力検出手段の出力を所定クランク角毎（例え
ば、クランク角で１゜間隔）に順次切換えて選択する信
号選択手段と、信号選択手段の出力をクランク角検出手
段の出力に応じて演算記憶する演算記憶手段を設けたも
のである。
イクル内において等クランク角毎に複数の気筒の中の同
じ気筒の気筒圧が選択されるように各気筒の筒内圧を検
出する各圧力検出手段の出力を所定クランク角毎（例え
ば、クランク角で１゜間隔）に順次切換えて選択する信
号選択手段と、信号選択手段の出力をクランク角検出手
段の出力に応じて演算記憶する演算記憶手段を設けたも
のである。
この発明における圧力検出手段の出力は所定クランク
角毎に切換えられて選択され、演算記憶されるので、各
気筒の圧力は燃焼サイクル毎にリアルタイムに計測され
るとともに、計測結果のメモリ容量も小さくなる。
角毎に切換えられて選択され、演算記憶されるので、各
気筒の圧力は燃焼サイクル毎にリアルタイムに計測され
るとともに、計測結果のメモリ容量も小さくなる。
以下、この発明の実施例を図面とともに説明する。第
１図はこの実施例による筒内圧検出装置の構成を示し、
26はA/D変換器27及びメモリ28を有するシングルチップ
マイコン、29はインタフェース12〜15の出力を選択して
切換えるマルチプレクサで、インタフェース12〜16とマ
ルチプレクサ29とマイコン26により筒内圧計測部30が構
成される。
１図はこの実施例による筒内圧検出装置の構成を示し、
26はA/D変換器27及びメモリ28を有するシングルチップ
マイコン、29はインタフェース12〜15の出力を選択して
切換えるマルチプレクサで、インタフェース12〜16とマ
ルチプレクサ29とマイコン26により筒内圧計測部30が構
成される。
上記構成において、圧力センサ６〜９の出力はインタ
フェース12〜15を介してマルチプレクサ29に入力され、
ここで信号が選択されてマイコン26に入力される。第３
図（ａ）〜（ｊ）は４ストロークエンジンのクランク角
に対する気筒２〜５の圧力変化と各部の波形を示し、TD
Cはエンジン１の上死点、BDCはエンジン１の下死点を示
す。クランク角センサ10は第３図（ｅ），（ｆ）に示す
ように720゜間隔で気筒識別信号を出力するとともに、
１゜間隔のクランク角信号を出力し、これらの信号はイ
ンタフェース16を介してマイコン26に入力される。これ
に応じて、マルチプレクサ29によって選択された圧力信
号はA/Dコンバータ27によって第３図（ｇ）〜（ｊ）に
示すように各気筒でクランク角の１゜間隔で例えば４気
筒エンジンであれば各気筒当り４゜間隔でA/D変換さ
れ、メモリ28に記憶される。このようなシーケンスで筒
内圧を計測すれば、全気筒の筒内圧情報が720゜間隔で
計測できる。なお、気筒数がｎの場合には、気筒毎の筒
内圧センサ出力をA/D変換する間隔はクランク角でｎ゜
間隔となる。ただし、気筒数ｎは720の約数であること
が望ましい。
フェース12〜15を介してマルチプレクサ29に入力され、
ここで信号が選択されてマイコン26に入力される。第３
図（ａ）〜（ｊ）は４ストロークエンジンのクランク角
に対する気筒２〜５の圧力変化と各部の波形を示し、TD
Cはエンジン１の上死点、BDCはエンジン１の下死点を示
す。クランク角センサ10は第３図（ｅ），（ｆ）に示す
ように720゜間隔で気筒識別信号を出力するとともに、
１゜間隔のクランク角信号を出力し、これらの信号はイ
ンタフェース16を介してマイコン26に入力される。これ
に応じて、マルチプレクサ29によって選択された圧力信
号はA/Dコンバータ27によって第３図（ｇ）〜（ｊ）に
示すように各気筒でクランク角の１゜間隔で例えば４気
筒エンジンであれば各気筒当り４゜間隔でA/D変換さ
れ、メモリ28に記憶される。このようなシーケンスで筒
内圧を計測すれば、全気筒の筒内圧情報が720゜間隔で
計測できる。なお、気筒数がｎの場合には、気筒毎の筒
内圧センサ出力をA/D変換する間隔はクランク角でｎ゜
間隔となる。ただし、気筒数ｎは720の約数であること
が望ましい。
マイコン26で収集される筒内圧情報としては、計測
クランク角（この場合は１゜）毎に演算するパラメー
タ、例えばクランク角をθ、筒内圧をＰとしてdp/dθ、
１燃焼サイクル計測終了時に演算するパラメータ、例
えばPi（図示平均有効圧）等があり、マイコン26はの
場合にはA/Dコンバータ27のA/D変換終了後に演算を実施
し、順次メモリ28にストアする。の場合には、１燃焼
サイクル計測終了時の計算値が評価指標になるように計
算し、その情報をメモリ28にストアする。情報を記憶す
るメモリ28の容量はサンプル数（例えば720byte）＋α
（各評価指標に変換するためのテンポラリーなレジス
タ）となり、従来より大幅に縮少される。なお、上記実
施例においては、４気筒エンジンでクランク角センサの
角度検出精度を１゜としたが、ｎ気筒エンジンのクラン
ク角センサの角度検出精度をｘ゜とすると、各気筒当た
り（n/x）゜間隔で筒内圧情報を計測できることは明ら
かである。
クランク角（この場合は１゜）毎に演算するパラメー
タ、例えばクランク角をθ、筒内圧をＰとしてdp/dθ、
１燃焼サイクル計測終了時に演算するパラメータ、例
えばPi（図示平均有効圧）等があり、マイコン26はの
場合にはA/Dコンバータ27のA/D変換終了後に演算を実施
し、順次メモリ28にストアする。の場合には、１燃焼
サイクル計測終了時の計算値が評価指標になるように計
算し、その情報をメモリ28にストアする。情報を記憶す
るメモリ28の容量はサンプル数（例えば720byte）＋α
（各評価指標に変換するためのテンポラリーなレジス
タ）となり、従来より大幅に縮少される。なお、上記実
施例においては、４気筒エンジンでクランク角センサの
角度検出精度を１゜としたが、ｎ気筒エンジンのクラン
ク角センサの角度検出精度をｘ゜とすると、各気筒当た
り（n/x）゜間隔で筒内圧情報を計測できることは明ら
かである。
以上のようにこの発明によれば、燃焼サイクル内にお
いて等クランク角毎に複数の気筒の中の同じ気筒の気筒
圧が選択されるように各気筒の圧力データを所定クラン
ク角毎に順次切換えて選択し、データ処理を行っている
ので、各気筒の圧力をリアルタイムに計測することがで
き、この計測結果をエンジンの空燃比制御や点火時期制
御に用いることによりエンジン特性の改善を図ることが
できる。又、メモリ容量も小さくて良く、安価にするこ
とができる。
いて等クランク角毎に複数の気筒の中の同じ気筒の気筒
圧が選択されるように各気筒の圧力データを所定クラン
ク角毎に順次切換えて選択し、データ処理を行っている
ので、各気筒の圧力をリアルタイムに計測することがで
き、この計測結果をエンジンの空燃比制御や点火時期制
御に用いることによりエンジン特性の改善を図ることが
できる。又、メモリ容量も小さくて良く、安価にするこ
とができる。
【図面の簡単な説明】 第１図はこの発明装置の構成図、第２図は従来装置の構
成図、第３図はこの発明による筒内圧特性図と各部出力
波形図である。 １……エンジン、２〜５……気筒、６〜９……圧力セン
サ、10……クランク角センサ、26……シングルチップマ
イコン、27……A/Dコンバータ、28……メモリ、29……
マルチプレクサ、30……筒内圧計測部。 なお、図中同一符号は同一又は相当部分を示す。
成図、第３図はこの発明による筒内圧特性図と各部出力
波形図である。 １……エンジン、２〜５……気筒、６〜９……圧力セン
サ、10……クランク角センサ、26……シングルチップマ
イコン、27……A/Dコンバータ、28……メモリ、29……
マルチプレクサ、30……筒内圧計測部。 なお、図中同一符号は同一又は相当部分を示す。
フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭58−185945（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−113245（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−90737（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−180125（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−131948（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−238433（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) F02D 45/00
Claims (1)
- 【請求項１】複数の気筒の各気筒圧をそれぞれ検出する
各圧力検出手段と、クランク角を検出するクランク角検
出手段と、燃焼サイクル内において等クランク角毎に前
記複数の気筒の中の同じ気筒の気筒圧が選択されるよう
に各圧力検出手段の出力を所定クランク角毎に順次切換
えて選択する信号選択手段と、信号選択手段の出力をク
ランク角検出手段の出力に応じて演算記憶する演算記憶
手段を備えたことを特徴とする内燃機関の筒内圧検出装
置。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1236274A JP2830160B2 (ja) | 1989-09-12 | 1989-09-12 | 内燃機関の筒内圧検出装置 |
| DE4020681A DE4020681C2 (de) | 1989-06-27 | 1990-06-25 | Vorrichtung zur Ermittlung mindestens eines Maschinenparameters bei einer Verbrrennungsmaschine |
| KR1019900009438A KR940006052B1 (ko) | 1989-06-27 | 1990-06-26 | 내연기관의 통내압 검출 장치 |
| US07/853,010 US5229945A (en) | 1989-06-27 | 1992-03-18 | Apparatus for detecting and calculating the indicated mean effective pressure for a multi-cylinder engine during real time |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1236274A JP2830160B2 (ja) | 1989-09-12 | 1989-09-12 | 内燃機関の筒内圧検出装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03100354A JPH03100354A (ja) | 1991-04-25 |
| JP2830160B2 true JP2830160B2 (ja) | 1998-12-02 |
Family
ID=16998356
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1236274A Expired - Fee Related JP2830160B2 (ja) | 1989-06-27 | 1989-09-12 | 内燃機関の筒内圧検出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2830160B2 (ja) |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH06100152B2 (ja) * | 1986-04-10 | 1994-12-12 | 日産自動車株式会社 | 内燃機関の燃焼状態検出装置 |
-
1989
- 1989-09-12 JP JP1236274A patent/JP2830160B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH03100354A (ja) | 1991-04-25 |
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Legal Events
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