JP3993497B2 - Engine system and operation method thereof - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は,エンジンシステムに関する。本発明は,特に,エンジンの燃焼状態を診断する燃焼診断装置に含まれるセンサおよび信号線の異常を簡便に検知可能にする技術に関する。
【0002】
【従来の技術】
エンジンの効率を向上するために,エンジンの燃焼状態を診断する燃焼診断装置が使用される。燃焼診断装置は,特許文献1乃至特許文献5に開示されている。特許文献4及び特許文献5は,本願と同一の出願人にかかる出願である。特許文献4及び特許文献5は,本願に関連するが,公知技術を構成するものではない。
【0003】
燃焼診断装置は,様々なセンサに接続され,該センサから得られる情報に基づいて内燃機関の燃焼状態を診断する。例えば,シリンダの内部の圧力を検知するセンサ,クランク軸の角度(クランク軸角度)を検知するセンサが,燃焼診断装置に接続される。
【0004】
シリンダの内部の圧力と,クランク軸角度との関係は,燃焼状態を診断する上で重要である。従って,シリンダの内部の圧力の検出とクランク軸角度の検出とは,同期されて行われることが好適である。このため,特許文献4に記載の燃焼診断装置には,クランク軸の回転に同期してパルスを出力するセンサが設けられ,該パルスが,シリンダの内部の圧力を検出するセンサのトリガとして使用される。
【0005】
エンジンの燃焼状態の診断の信頼性を高めるためには,センサが正常に動作していることを確認し,更に,センサと燃焼診断装置とを接続する信号線に断線のような異常がないことを確認することが必要である。このため,燃焼診断装置には,センサ及び信号線の異常を検出する機構が組み込まれることがある。特許文献6は,信号線の断線を正確に識別する車両用制御装置を開示している。センサ及び信号の異常を検知する燃焼診断装置は,センサから送られる信号を監視し,センサ及び信号線の異常を検知すると,異常通知手段によりその旨を出力する。異常通知手段としては,センサ及び信号線の異常が検出されたときに点灯されるLED(Light Emitting Diode)が例示される。
【0006】
センサ及び信号線の異常を検出する機構は,エンジンの運転状態に関わらずに動作することが好適である。より具体的には,エンジンが運転されていても,運転されていなくても,センサ及び信号線の異常の検出が可能であることが好適である。運転中にセンサ及び信号線の異常を検出できないことは,エンジンの最適運転の観点から好適でない。更に,センサ及び信号線の異常の検出にエンジンの運転が必要な構成は,センサ及び信号線の異常の検出のためだけにエンジンを起動する必要が発生するため好ましくない。特許文献4に記載の燃焼診断装置は,上述のように,シリンダの内部の圧力を検出する圧力センサを,クランク軸の回転に同期したパルスによってトリガする構成を採用しているため,内燃機関が運転されていない状態では,圧力センサの異常を検知できない。
【0007】
更に,複数のセンサが使用される燃焼診断装置は,どのセンサ,又は信号線に異常があるかを検知可能であることが重要である。センサ,又は信号線のそれぞれについて,該センサ,又は信号線の異常を通知する異常通知手段が設けられることは,異常を有するセンサ,又は信号線の識別を容易化する点で好ましい。しかし,センサ,又は信号線のそれぞれに異常通知手段が設けられる構成は,必要な異常通知手段の数の増加を招く。異常通知手段の数の増加は,コストの増大を招き好ましくない。異常通知手段の数を減少させながら,どのセンサ,又は信号線に異常があるかの判別が可能であることが望まれる。
【0008】
加えて,異常通知手段が正常に動作するかを確認することは,内燃機関の燃焼状態の診断の信頼性を高めるために重要である。センサの異常,及び信号線の断線を検出しても,異常通知手段が正常に動作しなければ,ユーザは,センサの異常,及び信号線の断線を知り得ない。このような事態は,エンジンの燃焼状態の診断の信頼性を失わせる。
【0009】
【特許文献1】
特開2000−110652号公報
【特許文献2】
特開平11−183330号公報
【特許文献3】
特許第2712332号公報
【特許文献4】
特願2001−098635号明細書
【特許文献5】
国際特許出願PCT/JP02/03197号明細書
【0010】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は,内燃機関の運転,非運転に関わらずセンサ及び信号線の異常の検出が可能である燃焼診断装置を備えたエンジンシステムを提供することにある。
【0011】
本発明の他の目的は,センサ及び信号線の異常をユーザに通知する異常通知手段の数を減少させながら,どのセンサ,又は信号線に異常があるかの判別が可能である燃焼診断装置を備えたエンジンシステムを提供することにある。
【0012】
本発明の更に他の目的は,センサ及び信号線の異常をユーザに通知する異常通知手段が正常に動作するかを確認することが可能な燃焼診断装置を備えたエンジンシステムを提供することにある。
【0013】
【課題を解決するための手段】
以下に,[発明の実施の形態]で使用される番号・符号を用いて,課題を解決するための手段を説明する。これらの番号・符号は,[特許請求の範囲]の記載と[発明の実施の形態]の記載との対応関係を明らかにするために付加されている。但し,付加された番号・符号は,[特許請求の範囲]に記載されている発明の技術的範囲の解釈に用いてはならない。
【0014】
本発明によるエンジンシステムは,エンジン(2)と燃焼診断装置(3)とを備えている。エンジン(2)は,シリンダ(6)と,シリンダ(6)に挿入されるピストン(12)とピストン(12)の往復運動によって回転されるクランク軸(17)と,クランク軸(17)に接合されたフライホイール(19)とを含む。燃焼診断装置(3)は,シリンダ(6)のシリンダ圧力を測定する筒内圧力センサ(27)と,フライホイール(19)の回転に同期してホイールパルス信号(25)を出力するフライホイールパルスセンサ(23)とを備えている。エンジン(2)が起動されているとき,筒内圧力センサ(27)は,ホイールパルス信号(25)によってトリガされてシリンダ圧力を取得し,燃焼診断装置(3)は,ホイールパルス信号(25)とシリンダ圧力とを使用して前記エンジン(2)の燃焼状態を診断し,かつ,シリンダ圧力を使用して前記筒内圧力センサ(27)の異常を検出する。エンジン(2)が起動されていないとき,筒内圧力センサ(27)は,ホイールパルス信号(25)以外の他のトリガによってトリガされて前記シリンダ圧力を取得し,燃焼診断装置(3)は,前記シリンダ圧力を使用して筒内圧力センサ(27)の異常を検出する。
【0015】
当該エンジンシステムは,更に,前記筒内圧力センサ(27)の異常を表示する表示灯(32)を備え,燃焼診断装置(3)は,燃焼診断装置(3)が起動されたときに,表示灯(32)を点灯し,表示灯(32)の点灯の後,一定の時間が経過したときに,表示灯(32)を消灯し,筒内圧力センサ(27)の異常を検知したとき表示灯(32)を再点灯することが好適である。
【0016】
本発明によるエンジンシステムは,クランク軸(17)と,前記クランク軸(17)に接合されたフライホイール(19)と,カム軸(21)とを含むエンジン(2)と,エンジン(2)の燃焼状態を診断する燃焼診断装置(3)と,表示灯(31)とを備えている。燃焼診断装置(3)は,フライホイール(19)の回転に同期したホイールパルス信号(25)を燃焼診断装置(3)に出力するフライホイールパルスセンサ(23)と,カム軸(21)の回転に同期してカム軸トップ位置信号を前記燃焼診断装置(3)に出力するカム軸トップセンサ(24)とを含む。燃焼診断装置(3)は,燃焼診断装置(3)が起動されたときに表示灯(31)を点灯し,表示灯(31)の点灯の後,ホイールパルス信号(25)が正常であるときに表示灯(31)を消灯し,表示灯(31)の消灯の後,ホイールパルス信号(25)とカム軸トップ位置信号(26)とが正常であるときに表示灯(31)の点灯及び消灯を反転する。
【0017】
燃焼診断装置(3)は,所定の時間長さを有する単位期間の間に,ホイールパルス信号(25)が有する立ち上がりエッジ又は立ち下がりエッジの数を使用して,ホイールパルス信号(25)が正常であるか否かを判断することが好適である。
【0018】
燃焼診断装置(3)は,それぞれが所定の時間長さを有する複数の単位期間のそれぞれについてホイールパルス信号(25)が有する立ち上がりエッジ又は立ち下がりエッジの数を測定し,複数の単位期間の,連続するN個の単位期間において,立ち上がりエッジ又は立ち下がりエッジの数が所定の範囲にある場合,ホイールパルス信号(25)が正常であると判断することが好適である。
【0019】
燃焼診断装置(3)は,カム軸トップ位置信号(26)に基づいて,カム軸(21)がカム軸トップ位置に到達したことを検出し,且つ,カム軸(21)が前記カム軸トップ位置になる2つの時刻の間にホイールパルス信号(25)が有する立ち上がりエッジ又は立ち下がりエッジの数が所定の範囲にあるときに表示灯(31)の点灯及び消灯を反転することが好適である。
【0020】
エンジン(2)は,シリンダ(6)を含み,燃焼診断装置(3)は,シリンダ(6)の圧力を計測する筒内圧力センサ(27)を含み,筒内圧力センサ(27)は,前記ホイールパルス信号(25)にトリガされてシリンダ(6)の圧力を測定し,燃焼診断装置(3)は,カム軸トップ位置信号(26)に基づいて前記クランク軸(17)のクランク軸角度の零点を検出し,ホイールパルス信号(25)に基づいて前記クランク軸角度を検出し,且つ,クランク軸角度とシリンダ(6)の圧力との対応関係から,エンジン(2)の燃焼状態を診断することが好適である。
【0021】
本発明によるエンジンシステムの動作方法は,シリンダ(6)と,シリンダ(6)に挿入されるピストン(12)と,ピストン(12)の往復運動によって回転されるクランク軸(17)と,クランク軸(17)に接合されたフライホイール(19)とを備えたエンジン(2)と,シリンダ(6)のシリンダ圧力を測定する筒内圧力センサ(27)と,フライホイール(19)の回転に同期してホイールパルス信号(25)を出力するフライホイールパルスセンサ(23)とを備えた燃焼診断装置(3)とを含むエンジンシステム(1)の動作方法である。当該動作方法は,
(a)エンジン(2)が起動されているとき,筒内圧力センサ(27)をホイールパルス信号(25)によってトリガしてシリンダ圧力を取得し,ホイールパルス信号(25)とシリンダ圧力とを使用してエンジン(2)の燃焼状態を診断し,シリンダ圧力を使用して筒内圧力センサ(27)の異常を検出するステップと,
(b)エンジン(2)が起動されていないとき,筒内圧力センサ(27)をホイールパルス信号(25)以外の他のトリガによってトリガしてシリンダ圧力を取得し,シリンダ圧力を使用して筒内圧力センサ(27)の異常を検出するステップ
とを備えている。
【0022】
当該動作方法は,更に,
(c)燃焼診断装置(3)が起動されたときに,表示灯(32)を点灯するステップと,
(d)表示灯(32)の点灯の後,一定の時間が経過したときに,表示灯(32)を消灯し,筒内圧力センサ(27)の異常を検知したとき表示灯(32)を再点灯するステップ
とを備えていることが好適である。
【0023】
本発明によるエンジンシステムの動作方法は,エンジン(2)と,エンジン(2)の燃焼状態を診断する燃焼診断装置(3)と表示灯(31)とを備えたエンジンシステムの動作方法である。エンジン(2)は,クランク軸(17)とクランク軸(17)に接合されたフライホイール(19)と,カム軸(21)とを備えている。燃焼診断装置(3)は,フライホイール(19)の回転に同期したホイールパルス信号(25)を出力するフライホイールパルスセンサ(23)と,カム軸(21)の回転に同期してカム軸トップ位置信号(26)を出力するカム軸トップセンサ(24)とを備えている。当該動作方法は,
(e)燃焼診断装置(3)が起動されたときに表示灯(31)を点灯するステップと,
(f)表示灯(31)の点灯の後,ホイールパルス信号(25)が正常であるときに表示灯(31)を消灯するステップと,
(g)表示灯(31)の消灯の後,ホイールパルス信号(25)とカム軸トップ位置信号(26)とが正常であるときに表示灯(31)の点灯及び消灯を反転するステップ
とを備えている。
【0024】
【発明の実施の形態】
図1は,本発明によるエンジンシステムの実施の一形態を示す。エンジンシステム1は,エンジン2を備えている。エンジン2は,エンジン2の燃焼状態を診断する燃焼診断装置3に接続されている。燃焼診断装置3は,燃焼状態の診断結果を示す診断結果情報28を燃焼制御装置4に送信する。燃焼制御装置4は,診断結果情報28に応答してエンジン2を制御する。燃焼状態の診断結果は,表示装置5にも送信され,表示装置5によって表示される。
【0025】
エンジン2の構造は,詳細には,以下の通りである。エンジン2は,シリンダ(気筒)6とガス噴射装置7と備えている。ガス噴射装置7には,給気管8を介して空気が,ガス供給管9を介して燃料ガスが供給される。ガス供給管9には,ガス供給電磁弁10が挿入されている。ガス供給電磁弁10は,燃焼制御装置4による制御の下,ガス噴射装置7に供給される燃料ガスの供給量を調節する。ガス噴射装置7は,供給された空気と燃料ガスとを混合して混合気を生成し,該混合気をシリンダ6に設けられた給気弁11を介してシリンダ6に供給する。
【0026】
シリンダ6は複数であり,従って,ガス噴射装置7,給気管8,ガス供給管9,ガス供給電磁弁10,及び後述の吸気弁11,ピストン12,着火装置13,排気弁14,排気管15,及びクランク16は,シリンダ6のそれぞれに対して一つずつ設けられている。しかし,図を見やすくするために,これらは一つしか図示されていない。
【0027】
シリンダ6のそれぞれには,ピストン12が挿入されている。シリンダ6とピストン12との間の空間は,混合気を燃焼する燃焼室を構成する。燃焼室の上端には着火装置13が設けられ,燃焼室に供給された混合気は,着火装置13によって点火されて燃焼する。混合気の燃焼により生成される排気ガスは,シリンダ6に設けられた排気弁14から排気管15に排気される。
【0028】
ピストン12は,クランク16を介してクランク軸(クランクシャフト)17に連結されている。ピストン12は,混合気の燃焼によって駆動されて往復運動を行い,該往復運動がクランク16によって回転運動に変換されてクランク軸17は回転する。クランク軸17の回転運動が,外部に動力として供給される。例えば,クランク軸17は,発電機18に接続され,発電機18はクランク軸17によって与えられる動力によって発電を行う。
【0029】
クランク軸17には,慣性モーメントをクランク軸17に与えるためのフライホイール19が接合されている。フライホイール19は,クランク軸17の回転運動を滑らかにする役割を果たす。フライホイール19は,クランク軸17と一体に回転する。
【0030】
フライホイール19の外周には,多数の歯が等間隔に設けられ,フライホイール19は,歯車として機能する。フライホイール19は,カム軸歯車20と噛み合わされている。
【0031】
カム軸歯車20は,カム軸21に接合され,カム軸21は,クランク軸17及びフライホイール19の回転に同期して回転する。カム軸21には,給気弁11と排気弁14とを開閉するためのカム(図示されない)が接合されている。フライホイール19の歯数とカム軸歯車20の歯数との比は2:1であり,クランク軸17が2回転すると,カム軸21は1回転する。これは,エンジン2の一の燃焼サイクルの間に,クランク軸17は,2回転することを意味する。
【0032】
カム軸歯車20には,更に,カム軸トップ近接片22が接合されている。カム軸トップ近接片22は,カム軸トップ位置に対応した位置においてカム軸21に接合されている。カム軸トップ近接片22は,カム軸21の回転に同期して回転する。後述されるように,カム軸トップ近接片22は,クランク軸角度の零点を検出するために使用される。
【0033】
燃焼診断装置3は,シリンダ6の圧力とクランク軸角度との対応関係に基づいて,エンジン2の燃焼状態を診断する。図2は,シリンダ6の圧力の,クランク軸角度に対する依存性の一例を示す。シリンダ6の圧力とクランク軸角度との対応関係は,シリンダ6の内部の燃焼状態を判断するために最適な情報である。燃焼診断装置3は、燃焼状態の診断結果を示す診断結果情報28を燃焼制御装置4に送信する。燃焼制御装置4は,診断結果情報28に応答して,ガス供給電磁弁10,及び着火装置13を制御する。更に,燃焼診断装置3は,燃焼状態の診断結果を表示装置5に表示する。
【0034】
シリンダ6の圧力を取得するために,シリンダ6には筒内圧力検出センサ27が設けられる。筒内圧力検出センサ27は,シリンダ6の内部の圧力を検出し,シリンダ6の内部の圧力を示すシリンダ圧力信号29を燃焼診断装置3に送信する。筒内圧力検出センサ27は,シリンダ6のそれぞれに一つずつ設けられる。
【0035】
クランク軸角度の検知は,フライホイール19の近傍に設けられるフライホイールパルスセンサ23と,カム軸トップ近接片22が回転する軌道の近傍に設けられるカム軸トップ位置センサ24とを使用して行われる。フライホイールパルスセンサ23には,電磁ピックアップが使用され,カム軸トップ位置センサ24には近接センサが使用される。
【0036】
フライホイールパルスセンサ23は,電磁誘導を利用して,フライホイール19の回転に同期した波形を有するホイールパルス信号25を出力する。図3(a)は,ホイールパルス信号25の典型的な波形を示している。フライホイール19の外周に設けられた歯の一つがフライホイールパルスセンサ23に接近すると,ホイールパルス信号25は立ち上がり,該歯が離れると,ホイールパルス信号25は立ち下がる。フライホイール19の歯数をnとすると,ホイールパルス信号25は,クランク軸17が360/n°だけ回転する毎に立ち上がる。燃焼診断装置3は,ホイールパルス信号25のパルスの立ち上がり(又は立ち下がりのエッジの数)をカウントすることにより,クランク軸角度を決定する。
【0037】
カム軸トップ位置センサ24は,カム軸トップ近接片22が接近する毎にパルスを出力する近接センサである。図3(b)は,カム軸トップ位置センサ24が出力するカム軸トップ位置信号26の波形を示している。カム軸トップ近接片22は,カム軸21がカム軸トップ位置に相当する位置に設けられているから,カム軸トップ位置センサ24は,カム軸21がカム軸トップ位置になる毎にパルスを出力することになる。カム軸トップ位置信号26が初めて基準しきい値VMより低くなったときに、カム軸21がカム軸トップ位置にあると判断され、カム軸21がカム軸トップ位置にあるときのクランク軸角度が、クランク軸角度の零点に定められる。
【0038】
このように,燃焼診断装置3は,筒内圧力検出センサ27から送られるシリンダ圧力信号29,フライホイールパルスセンサ23から送られるホイールパルス信号25,及びカム軸トップ位置センサ24から送られるカム軸トップ位置信号26とを用いてエンジン2の燃焼状態を診断する。
【0039】
エンジン2の燃焼状態の診断の信頼性を確保するために,燃焼診断装置3は,筒内圧力検出センサ27,フライホイールパルスセンサ23及びカム軸トップ位置センサ24,並びにこれらと燃焼診断装置3とを接続する信号線の異常を検知する。これらのセンサ及び信号線の異常の検知は,シリンダ圧力信号29,ホイールパルス信号25,及びカム軸トップ位置信号26を監視することによって行われる。
【0040】
燃焼診断装置3は,筒内圧力検出センサ27,フライホイールパルスセンサ23及びカム軸トップ位置センサ24,並びにこれらと燃焼診断装置3とを接続する信号線の異常の有無を,異常通知装置30によって出力する。図4は,異常通知装置30を示す。異常通知装置30は,パルス用LED31と筒内圧力検出センサ異常警告用LED32を含む。
【0041】
パルス用LED31は,フライホイールパルスセンサ23及びカム軸トップ位置センサ24,並びに,これらと燃焼診断装置3との接続する信号線の異常をユーザに通知するために使用される。パルス用LED31の点灯及び消灯は,フライホイールパルスセンサ23(及びフライホイールパルスセンサ23と燃焼診断装置3とを接続する信号線)の異常と,カム軸トップ位置センサ24(及びカム軸トップ位置センサ24と燃焼診断装置3とを接続する信号線)の異常とを判別可能であるように実行される。パルス用LED31の点灯及び消灯の手順の詳細は,後述され,ここでは記述されない。
【0042】
筒内圧力検出センサ異常警告用LED32は,シリンダ6と同数だけ設けられる。筒内圧力検出センサ異常警告用LED32は,シリンダ6のそれぞれに設けられた筒内圧力センサ27のそれぞれの異常(及び筒内圧力センサ27と燃焼診断装置3とを接続する信号線の異常)をユーザに通知するために使用される。筒内圧力センサ27に異常が検出されると,異常を有する筒内圧力センサ27に対応した筒内圧力検出センサ異常警告用LED32が点灯される。
【0043】
図5は,燃焼診断装置3が,筒内圧力センサ27,フライホイールパルスセンサ23及びカム軸トップ位置センサ24,並びにこれらと燃焼診断装置3とを接続する信号線の異常の有無を検知する動作を示すフローチャートである。
【0044】
まず,燃焼診断装置3は,パルス用LED31と筒内圧力検出センサ異常警告用LED32の全てを所定の時間だけ点灯する(ステップS01)。全てのLEDが点灯されることにより,パルス用LED31と筒内圧力検出センサ異常警告用LED32の異常の有無が目視により確認可能である。
【0045】
全てのLEDが所定の時間だけ点灯された後,燃焼診断装置3は,筒内圧力検出センサ異常警告用LED32を消灯する(ステップS02)。パルス用LED31の点灯は,継続される。
【0046】
続いて,燃焼診断装置3は,エラーフラグErrflg[0]〜Errflg[n−1]の全てをリセットして“OFF”にする(ステップS03)。ここでnは,シリンダ6の数であり,エラーフラグErrflg[0]〜Errflg[n−1]のそれぞれは,シリンダ6のそれぞれに設けられた筒内圧力センサ27それぞれの異常を示すフラグである。エラーフラグErrflg[j](jは,0以上n−1以下の任意の整数)が“OFF”であることは,そのエラーフラグErrflg[j]に対応する筒内圧力センサ27に異常が発見されていないことを示しており,対応する筒内圧力センサ27に異常が発見されると,エラーフラグErrflg[j]は,“ON”に設定される。
【0047】
続いて,燃焼診断装置3は,ホイール信号動作確認(ステップS04)を行う。ホイール信号動作確認とは,フライホイールパルスセンサ23と,フライホイールパルスセンサ23と燃焼診断装置3とを接続する信号線の異常を検知する動作である。フライホイールパルスセンサ23と,該信号線とに異常が存在しないと判断した場合,燃焼診断装置3は,パルス用LED31を消灯する。パルス用LED31が消灯されることにより,ユーザは,フライホイールパルスセンサ23と,該信号線とに異常が存在しないことを確認可能である。
【0048】
図7に示されているように,ホイール信号動作確認が行われる期間は,複数の単位期間に区分される。単位期間のそれぞれは,所定の時間長さ(たとえば,0.1秒)を有している。
【0049】
燃焼診断装置3は,単位期間ごとに,該単位期間に存在するホイールパルス信号25の立ち上がりエッジの数をカウントして算出し,算出された立ち上がりエッジの数が,エンジン2が正常に運転されているときにとり得る立ち上がりエッジの数の範囲にあるか否かを判断する。連続したN個の単位期間の全てにおいてホイールパルス信号25の立ち上がりエッジの数が正常である場合,燃焼診断装置3は,フライホイールパルスセンサ23と,フライホイールパルスセンサ23と燃焼診断装置3とを接続する信号線とに異常がないと判断し,パルス用LED31を消灯する。
【0050】
図8は,ホイール信号動作確認の詳細なフローチャートを示している。ホイール信号動作確認では,変数K_Pmin,K_Pmax,Pcnt,P_lvl,N_lvl,RevTermが使用される。変数K_Pminは,許容される最低のエンジン回転数でエンジン2が運転されたときに一の単位期間に存在するホイールパルス信号25の立ち上がりエッジの数であり,変数K_Pmaxは,許容される最高のエンジン回転数でエンジン2が運転されたときに,一の単位期間に存在するホイールパルス信号25の立ち上がりエッジの数である。本実施の形態では,単位期間は,0.1秒に定められる。ホイールパルス信号25の,0.1秒あたりの立ち上がりエッジの数がK_Pmin以上,K_Pmax以下であることは,ホイールパルス信号25が正常である,すなわち,フライホイールパルスセンサ23及びフライホイールパルスセンサ23と燃焼診断装置3とを接続する信号線が正常であることを示している。
【0051】
パルスカウンタPcntは,ある単位期間に測定された,ホイールパルス信号25の立ち上がりエッジの数である。Pcntが,K_Pmin及びK_Pmaxと比較され,ホイールパルス信号25が正常であるか否かが判断される。
【0052】
ホイールパルス前回レベルP_lvl及びホイールパルスレベルN_lvlは,いずれも,ホイールパルス信号25の電圧値を示している。N_lvlは,最新に測定されたホイールパルス信号25の電圧値を示し,P_lvlは,その前に測定されたホイールパルス信号25の電圧値を示す。P_lvl及びN_lvlにおいて,ホイールパルス信号25の電圧値は,2値化されて表現される。ホイールパルス信号25の電圧が正であることは,P_lvl及びN_lvlにおいて“ON”により表され,ホイールパルス信号25の電圧が負であることは,“OFF”により表現される。
【0053】
RevTermは,ホイールパルス信号25の立ち上がりエッジの数が連続して正常であると判断された単位期間の数である。一旦,ホイールパルス信号25の立ち上がりエッジの数が異常であると判断されると,RevTermは,0にリセットされる。
【0054】
図8に示されているように,ホイール信号動作確認は,K_PminとK_Pmaxとの設定で開始される(ステップS21)。K_Pminが,許容される最低のエンジン回転数でエンジン2が運転されたときに一の単位期間に存在するホイールパルス信号25の立ち上がりエッジの数に設定され,K_Pmaxが,許容される最高のエンジン回転数でエンジン2が運転されたときに,一の単位期間に存在するホイールパルス信号25の立ち上がりエッジの数である。
【0055】
続いて,N_lvlとRevTermとがリセットされ,N_lvlは“OFF”に,RevTermは0に設定される(ステップS22)。
【0056】
続いて,単位期間ごとのホイールパルス信号25の立ち上がりエッジの数をカウントする動作が行われる(ステップS23〜S30)。パルスカウンタPcntが0にリセットされた後(ステップS23),減時限タイマTが0.1秒に設定されてスタートされる(ステップS24)。減時限タイマTは,単位期間を計測するために使用されるタイマである。
【0057】
減時限タイマTがスタートされた後,ホイールパルスレベルN_lvlがホイール前回レベルP_lvlに代入される(ステップS25)。続いて,ホイールパルス信号25の電圧が測定され,ホイールパルス信号25の電圧に応答して,ホイールパルスレベルN_lvlが“OFF”又は“ON”に設定される(ステップS26)。
【0058】
ホイールパルスレベルN_lvlとホイール前回レベルP_lvlとを用いて,ホイールパルス信号25の立ち上がりエッジが検出される。ホイールパルスレベルN_lvlが“ON”であり(すなわち,現在のホイールパルス信号25が正であり),ホイール前回レベルP_lvlが“OFF”である(すなわち,前回のホイールパルス信号25が負である)場合(ステップS27,28),燃焼診断装置3は,ホイールパルス信号25の立ち上がりエッジを検出し,パルスカウンタPcntを1だけ増加する(ステップS29)。ホイールパルスレベルN_lvlと,ホイール前回レベルP_lvlとが,他の組み合わせである場合,ホイールパルスレベルN_lvlをホイール前回レベルP_lvlに代入して(ステップS25),ステップS26〜ステップS29を繰り返す。ステップS25〜ステップS29は,減時限タイマTが0になるまで,すなわち,減時限タイマTのスタート後,0.1秒経過するまで継続される。減時限タイマTのスタート後0.1秒が経過すると,現在の単位期間は終了する。
【0059】
続いて,パルスカウンタPcntが,K_Pmin及びK_Pmaxと比較される(ステップS31)。この時点におけるパルスカウンタPcntは,直前にの単位期間におけるホイールパルス信号25の立ち上がりエッジの数を示している。パルスカウンタPcntが,K_Pmin以上,K_Pmax以下である場合,RevTermを1だけ増加する(ステップS32)。パルスカウンタPcntがK_Pmin未満である,又は,K_Pmaxを超えている場合,RevTermを0にする。
【0060】
ステップS23からS33までの手順が,RevTermがNに到達するまで繰り返される(ステップS34)。RevTermは,ある単位期間の終了時にパルスカウンタPcntが,K_Pmin以上,K_Pmax以下である場合にのみ1だけ増加されるから,RevTermがNに到達することは,N個の連続した単位期間の全てにおいて,ホイールパルス信号25の立ち上がりエッジの数がK_Pmin以上,K_Pmax以下であることを示す。
【0061】
RevTermがNに到達すると,パルス用LED31が消灯される(ステップS35)。パルス用LED31の消灯により,ユーザは,フライホイールパルスセンサ23及びフライホイールパルスセンサ23と燃焼診断装置3とを接続する信号線に異常がないことを知ることができる。以上で,ホイール信号動作確認が完了する。
【0062】
図7は,ホイール信号動作確認の一例を示している。図7の例では,K_Pminが4,K_Pmaxが10であり,規定回数Nは,7回である。“ホイールパルス検知状態”の欄のインパルス波形は,ホイールパルス信号25に立ち上がりエッジが検知されたことを示している。ある単位期間におけるパルスカウンタPcntが4以上10以下の範囲に入っているとRevTermが増加される。時刻t1から時刻t2にかけての連続した7つの単位期間において,パルスカウンタPcntの値は,それぞれ“5”,“5”,“6”,“5”,“5”,“5”,“5”となっている。これにより,RevTermは,7までカウントアップされ,パルス用LED31が消灯されている。
【0063】
図5に示されているように,パルス用LED31が消灯され,ホイール信号動作確認(ステップS04)が完了すると,ホイールパルス割込が許可される(ステップS05)。ホイールパルス割込とは,ホイールパルス信号25の立ち上がりエッジが検知されたときに,図6に示されているように,シリンダ6の内部の圧力の検出(ステップS06)と,筒内圧力センサ27の異常の検出(ステップS07)と,診断時のパルス動作チェック(ステップS08)とが行われることをいう。
【0064】
ホイールパルス信号25の立ち上がりエッジが検知されると,まず,シリンダ6の内部の圧力が筒内圧力センサ27によって検出され,検出されたシリンダ6の内部の圧力を示すシリンダ圧力信号29が燃焼診断装置3に送られる(ステップS06)。燃焼診断装置3は,シリンダ6の内部の圧力を,エンジン2の燃焼状態の診断に使用する。
【0065】
続いて,燃焼診断装置3は,シリンダ圧力信号29から筒内圧力センサ27(及び,筒内圧力センサ27と燃焼診断装置3を接続する信号線)の異常の有無を判定する(ステップS07)。シリンダ圧力信号29に示されているシリンダ6の内部の圧力が異常である場合,燃焼診断装置3は,筒内圧力センサ27(又は,筒内圧力センサ27と燃焼診断装置3を接続する信号線)が異常であると判断し,異常である筒内圧力センサ27に対応する筒内圧力検出センサ異常警告用LED32を点灯する。
【0066】
燃焼診断装置3は,続いて,診断時のパルス動作チェック(ステップS08)を行う。診断時のパルス動作チェックでは,燃焼診断装置3は,隣接する2つのカム軸トップ位置の間に,ホイールパルス信号25の立ち上がりエッジが規定された範囲の数だけ存在するか否かを判断する。燃焼診断装置3は,カム軸トップ位置信号26によってカム軸21がカム軸トップ位置になったことを検出すると,前回にカム軸21がカム軸トップ位置になって以後に検出されたホイールパルス信号25の立ち上がりエッジの数が,規定の範囲内に入っているか否かを判断する。該立ち上がりエッジの数が規定の範囲内に入っている場合,燃焼診断装置3は,パルス用LED31の点灯/消灯状態を反転させる。パルス用LED31の点灯/消灯状態の反転は,ホイールパルス信号25とカム軸トップ位置信号26の両方が正常であるときにしか発生しない。ホイールパルス信号25が正常であることは,ステップS04のホイール信号動作確認で確認されているから,ステップS08におけるパルス用LED31の点灯/消灯状態の反転は,カム軸トップ位置信号26が正常である,すなわち,カム軸トップ位置センサ24,及び,カム軸トップ位置センサ24と燃焼診断装置3とを接続する信号線に異常が存在しないことを意味している。
【0067】
図9は,診断時のパルス動作チェック(ステップS08)の詳細なフローチャートを示す。診断時のパルス動作チェック(ステップS08)では,変数及び乗数として,Pcnt,Edgflg,cvalue,Icmin,Icmaxが使用される。
【0068】
パルスカウンタPcntは,ホイールパルス信号25の立ち上がりエッジの数を示している。
【0069】
カム軸トップ検出フラグEdgflgは、前回ホイールパルス信号25の立ち上がりエッジを検出したときに、カム軸トップ位置信号26の電圧が基準しきい値VMより低かったのか否かを示している。既述のとおり、カム軸トップ位置信号26の電圧が初めて基準しきい値VMより低くなったカム軸21の角度が、カム軸トップ位置と決定される。カム軸トップ検出フラグEdgflgは、カム軸トップ位置信号26の電圧が基準しきい値VMより低くなったのが、“初めて”であるのか否かを判断するために使用される。カム軸トップ検出フラグEdgflgが“OFF”であることは、前回ホイールパルス信号25の立ち上がりエッジを検出したときのカム軸トップ位置信号26の電圧が基準しきい値VMより高かったことを示し、Edgflgが“ON”であることは、前回ホイールパルス信号25の立ち上がりエッジを検出したときのカム軸トップ位置信号26の電圧が基準しきい値VMより低かったこと、すなわち、新たにホイールパルス信号25の立ち上がりエッジを検出したときにカム軸トップ位置信号26の電圧が基準しきい値VMより低くても、それは、カム軸21がカム軸トップ位置にあることを意味しないことを示している。カム軸21がカム軸トップ位置にあることを意味する。
【0070】
カム軸トップ電圧cvalueは,カム軸トップ位置信号26の電圧である。
【0071】
Icminは,隣接する2つのカム軸トップ位置の間に存在するホイールパルス信号25の立ち上がりエッジの数の許容最小値であり,Icmaxは,隣接する2つのカム軸トップ位置の間に存在するホイールパルス信号25の立ち上がりエッジの数の許容最大値である。隣接する2つのカム軸トップ位置の間に存在するホイールパルス信号25の立ち上がりエッジの数が,Icmin未満であること,又は,Icmaxを超えていることは,カム軸トップ位置信号26に異常があることを意味している。
【0072】
図9に示されているように,診断時のパルス動作チェック(ステップS08)では,まず,パルスカウンタPcntが1だけ増加される(ステップS51)。診断時のパルス動作チェック(ステップS08)は,ホイールパルス信号25の立ち上がりエッジが検出される毎に行われるのであり,カム軸トップ位置が検出される毎ではない。以下,詳細に説明されるように,ホイールパルス信号25の立ち上がりエッジが検出される毎に,カム軸21がカム軸トップ位置であるか否かが判断され,カム軸21がカム軸トップ位置である場合にのみ,前回にカム軸21がカム軸トップ位置になって以後に検出されたホイールパルス信号25の立ち上がりエッジの数が判断される。このような動作を実現するためには,ホイールパルス信号25の立ち上がりエッジの数を示すパルスカウンタPcntは,ホイールパルス信号25の立ち上がりエッジが検出され,診断時のパルス動作チェック(ステップS08)が行われる毎に1だけ増加される必要がある。
【0073】
パルスカウンタPcntが1だけ増加された後、燃焼診断装置3は、カム軸トップ検出フラグEdgflgが“OFF”であるか否かを判断する(ステップS52)。カム軸トップ検出フラグEdgflgが“ON”である場合には、カム軸21がカム軸トップ位置にあることはありえない。したがって、ホイールパルス信号25の立ち上がりエッジの数の判断は行われない。カム軸トップ検出フラグEdgflgが“ON”である場合、カム軸トップ電圧cvalueが基準しきい値VMよりも高いか否かが判断される(ステップS61)。カム軸トップ電圧cvalueが基準しきい値VMよりも高い場合、カム軸トップ検出フラグEdgflgが“OFF”にリセットされ(ステップS62)、カム軸トップ電圧cvalueが基準しきい値VMよりも低い場合、カム軸トップ検出フラグEdgflgは“ON”のままに保持される(ステップS63)。ステップS62又はステップS63により、診断時のパルス動作チェック(ステップS08)が完了され、次のホイールパルス信号25の立ち上がりエッジの検出まで、診断時のパルス動作チェック(ステップS08)は行われない。
【0074】
一方、ステップS52において、カム軸トップ検出フラグEdgflgが“OFF”である場合には、燃焼診断装置3は、カム軸トップ電圧cvalueによってカム軸21がカム軸トップ位置に到達したか否かを判断する。燃焼診断装置3は、カム軸トップ電圧cvalueと基準しきい値VMとを比較し(ステップS53),カム軸トップ電圧cvalueが基準しきい値VMよりも高い場合には,カム軸21がカム軸トップ位置に来ていないと判断し,カム軸トップ検出フラグEdgflgを“OFF”のままに保つ(ステップS60)。
【0075】
一方,カム軸トップ電圧cvalueが基準しきい値VMよりも低い場合には,燃焼診断装置3は、カム軸21がカム軸トップ位置に来たと判断する。この時点のパルスカウンタPcntが,前回にカム軸21がカム軸トップ位置になって以後に検出されたホイールパルス信号25の立ち上がりエッジの数である。燃焼診断装置3は,パルスカウンタPcntを既述のIcmin及びIcmaxと比較する(ステップS54)。パルスカウンタPcntがIcmin以上,Icmax以下であるとき,燃焼診断装置3は、パルスカウンタPcntに示された立ち上がりエッジの数が正常であると判断し(ステップS56),そうでないとき,パルスカウンタPcntに示された立ち上がりエッジの数が異常であると判断する(ステップS55)。燃焼診断装置3は,パルスカウンタPcntをリセットして0に戻す(ステップS57)。
【0076】
続いて燃焼診断装置3は,ステップS54においてパルスカウンタPcntに示された立ち上がりエッジの数が正常であると判断した場合にのみ,パルス用LED31の点灯/消灯を反転する(ステップS58)。ステップS55においてパルスカウンタPcntに示された立ち上がりエッジの数が異常であると判断したときには,そのサイクルにおける圧力波形測定値しいては診断結果が疑わしいとして,前サイクルの診断結果をそのまま保持する。パルスカウンタPcntに示された立ち上がりエッジの数が正常であることは,カム軸トップ位置信号26が正常であることを示し,従って,カム軸トップ位置センサ24及び,それと燃焼診断装置3とを接続する信号線とが正常であることを示している。ゆえに,パルス用LED31が,一定の間隔で点灯/消灯することを目視により確認すれば,ユーザは,カム軸トップ位置センサ24及び,それと燃焼診断装置3とを接続する信号線に異常がないことを確認できる。
【0077】
続いて燃焼診断装置3は,カム軸トップ検出フラグEdgflgを”ON”にする。これにより,次のホイールパルス割込において基準しきい値VMより低いカム軸トップ電圧cvalueが検出されても,カム軸21がカム軸トップ位置に到達したと判断されなくなる。以上で,診断時のパルス動作チェック(ステップS08)が完了する。
【0078】
図1を参照して,上述のステップS04及びステップS08の手順に従ってパルス用LED31を点灯及び消灯することにより,ユーザは,一のパルス用LED31によってホイールパルス信号25とカム軸トップ位置信号26の両方が正常であることを確認できる。このような動作は,異常通知装置30に搭載されるLEDの数の削減を可能にする点で好適である。
【0079】
上述の説明から明らかであるように,筒内圧力センサ27の異常の判定(ステップS07)は,ホイールパルス信号25に立ち上がりエッジが検出される毎に行われる。エンジン2が停止している場合には,ホイールパルス信号25には立ち上がりエッジが存在しないから,筒内圧力センサ27の異常の判定は,エンジン2が停止しているときには実行されない。
【0080】
エンジン2が停止している間に筒内圧力センサ27の異常の有無を判定するために,燃焼診断装置3は,図5のステップS09からステップS18を実行する。ステップS09からステップS18では,燃焼診断装置3は,一定時間おきに筒内圧力センサ27から出力されるシリンダ圧力信号29をそれぞれに取得し,シリンダ圧力信号29に示されたシリンダ(気筒)6の圧力が正常な範囲になければ,異常であるシリンダ圧力信号29を出力する筒内圧力センサ27(及び,その筒内圧力センサ27と燃焼診断装置3とを接続する信号線)が異常であると判断する。
【0081】
より詳細には,燃焼診断装置3は,エンジン起動スイッチ(図示されない)からの信号によって判断し,エンジン2が起動中であるか否かを判断する(ステップS09)。エンジン2が起動中である場合には,燃焼診断装置3は,ステップS10からステップS18を実行しない。エンジン2が起動中である場合には,適宜にホイールパルス割込が発生して筒内圧力センサ27の異常の判定が行われるため,ステップS10からステップS18を実行する必要がない。
【0082】
エンジン2が起動中である場合には,気筒番号(シリンダ番号)を示すjを0にリセットする(ステップS10)。気筒番号は,シリンダ6のそれぞれに与えられる0以上n−1(nは,シリンダ6の数)以下の整数であり,ステップS11からステップS18において,シリンダ6を識別するために使用される。
【0083】
続いて,気筒番号jを有するシリンダ6の圧力P[j]が,そのシリンダ6に設けられた筒内圧力センサ27によって測定される(ステップS11)。より詳細には,ホイールパルス信号25とは別にトリガが発生され,筒内圧力センサ27は,そのトリガによってトリガされたときにシリンダ6の圧力P[j]を測定する。ステップS10が行われた直後では,j=0であり,従って,気筒番号0を有するシリンダ6の圧力P[0]が測定されることになる。
【0084】
続いて,エラーフラグErrflg[j]が”OFF”であるか否かが判定される(ステップS13)。既述のとおり,エラーフラグErrflg[0]〜Errflg[n−1]のそれぞれは,シリンダ6のそれぞれに設けられた筒内圧力センサ27それぞれの異常を示すフラグである。エラーフラグErrflg[j]が”ON”であるということは,気筒番号jを有するシリンダ6に設けられた筒内圧力センサ27に既に異常が検出されていることを意味している。気筒番号jを有するシリンダ6に設けられた筒内圧力センサ27に既に異常が検出されている場合には,以下のステップS13〜S15は行われない。
【0085】
エラーフラグErrflg[j]が”OFF”である場合,燃焼診断装置3は,シリンダ6の圧力P[j]に基づいて,気筒番号jを有するシリンダ6に設けられた筒内圧力センサ27に,新たに異常が発生したか否かを判断する(ステップS13)。圧力P[j]が所定の下限値K_Uaよりも大きく,且つ,所定の上限値K_Ubよりも小さい場合,燃焼診断装置3は,気筒番号jを有するシリンダ6に設けられた筒内圧力センサ27が正常であると判断して,ステップS14,S15をスキップする。
【0086】
一方,圧力P[j]が所定の下限値K_Ua以下である,又は,所定の上限値K_Ub異常である場合,燃焼診断装置3は,気筒番号jを有するシリンダ6に設けられた筒内圧力センサ27に異常が存在すると判断する。この場合,燃焼診断装置3は,エラーフラグErrflg[j]を”ON”にして(ステップS14),更に,気筒番号jを有するシリンダ6に設けられた筒内圧力センサ27に対応する筒内圧力検出センサ異常警告用LED32を点灯する(ステップS15)。上述の動作から分かるように,一度,気筒番号jを有するシリンダ6に設けられた筒内圧力センサ27に異常が検出されると,その筒内圧力センサ27に対応する筒内圧力検出センサ異常警告用LED32は,継続して点灯される。これにより,ユーザが,筒内圧力検出センサ異常警告用LED32を現に目視確認していない時間が存在しても,その時間中に発生した筒内圧力センサ27の異常を確認できる。これは,筒内圧力センサ27,及び筒内圧力センサ27と燃焼診断装置3を結ぶ信号線の接触不良を検出できる点で好適である。
【0087】
続いて,一定時間だけ遅延時間が設けられた後(ステップS16),jが,1だけ増加される(ステップS17)。jが,n−1より小さい場合には,ステップS11からステップS17が繰り返して実行される。これにより全てのシリンダ6に設けられた筒内圧力センサ27について,異常の発生の検出が行われる。
【0088】
全てのシリンダ6に設けられた筒内圧力センサ27について異常の発生の検出が行われた場合には(ステップS18:NO),ステップS09に動作シーケンスが戻される。以下,同様に,エンジン2が起動中であるか否かに応じて,ステップS06〜S08,又は,ステップS10〜S18のいずれかが実行される。
【0089】
本実施の形態の燃焼診断装置は,エンジン2の運転時には,ホイールパルス信号25をトリガとして用いて筒内圧力センサ27によるシリンダ6の圧力の測定と,筒内圧力センサ27の異常の検知が行われる。エンジン2の非運転時には,ホイールパルス信号25と別のトリガが発生され,該別のトリガを用いて,筒内圧力センサ27の異常の検知が行われる。これにより,エンジン2の運転時には,シリンダ6の内部の圧力の検出とクランク軸角度の検出とが同期されて,シリンダ6の内部の圧力とクランク軸角度との対応関係の算出が容易化され,更に,エンジン2の運転及び非運転に関わらず,筒内圧力センサ27の異常の検出が可能である。
【0090】
更に,本実施の形態の燃焼診断装置は,起動された直後に,異常通知装置30に含まれる全てのLEDが点灯され,パルス用LED31と筒内圧力検出センサ異常警告用LED32の異常の有無が目視により確認可能である。
【0091】
更に,本実施の形態の燃焼診断装置は,ホイール信号動作確認(ステップS04)において,ホイールパルス信号25に含まれる立ち上がりエッジの数が適正な範囲にある単位期間がN回連続して検知されたときにパルス用LED31が消灯される。更に,本実施の形態の燃焼診断装置は,カム軸21がカム軸トップ位置にあると検知したとき,前回のカム軸トップ位置以降にホイールパルス信号25に検出された立ち上がりエッジの数が適正な範囲にある場合にパルス用LED31の点灯及び消灯を反転する。これにより,一のパルス用LED31によって,ホイールパルス信号25及びカム軸トップ位置信号26の異常の有無を目視によって確認する可能が可能になり,更に,ホイールパルス信号25及びカム軸トップ位置信号26に異常がある場合,いずれに異常があるかを確認できる。
【0092】
本実施の形態は,本発明の目的に則して変形可能である。例えば,上記の動作では,ホイールパルス信号25の立ち上がりエッジが使用されるが,立ち上がりエッジの代りに,ホイールパルス信号25の立ち下がりエッジが使用され得る。更に,パルス用LED31と筒内圧力検出センサ異常警告用LED32の代わりに,電球を使用したパイロットランプ等の表示灯が使用され得る。
【0093】
【発明の効果】
本発明により,内燃機関の運転,非運転に関わらずセンサ及び信号線の異常の検出が可能である燃焼診断装置を備えたエンジンシステムが提供される。
また,本発明により,センサ及び信号線の異常をユーザに通知する異常通知手段の数を減少させながら,どのセンサ,又は信号線に異常があるかの判別が可能である燃焼診断装置を備えたエンジンシステムが提供される。
また,本発明により,センサ及び信号線の異常をユーザに通知する異常通知手段が正常に動作するかを確認することが可能な燃焼診断装置を備えたエンジンシステムが提供される。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1は,本発明によるエンジンシステムの実施の一形態を示す。
【図2】図2は,クランク軸角度と,シリンダ6の圧力の対応関係の一例を示す。
【図3】図3は,ホイールパルス信号25とカム軸トップ位置信号26との波形を示す。
【図4】図4は,異常通知装置30を示す。
【図5】図5は,燃焼診断装置3が,筒内圧力センサ27,フライホイールパルスセンサ23及びカム軸トップ位置センサ24,並びにこれらと燃焼診断装置3とを接続する信号線の異常の有無を検知する動作を示すフローチャートである。
【図6】図6は,ホイールパルス割込が発生したときの燃焼診断装置3の動作を示すフローチャートである。
【図7】図7は,ホイール信号動作確認の一例を示している。
【図8】図8は,ホイール信号動作確認(ステップS04)の手順の詳細を示すフローチャートである。
【図9】図9は,診断時のパルス動作チェック(ステップS08)の手順の詳細を示すフローチャートである。
【符号の説明】
1:エンジンシステム
2:エンジン
3:燃焼診断装置
4:燃焼制御装置
5:表示装置
6:シリンダ
7:ガス噴射装置
8:給気管
9:ガス供給管
10:ガス供給電磁弁
11:給気弁
12:ピストン
13:着火装置
14:排気弁
15:排気管
16:クランク
17:クランク軸
18:発電機
19:フライホイール
20:カム軸歯車
21:カム軸
22:カム軸トップ近接片
23:フライホイールパルスセンサ
24:カム軸トップ位置センサ
25:ホイールパルス信号
26:カム軸トップ位置信号
27:筒内圧力センサ
28:診断結果情報
29:シリンダ圧力信号
30:異常通知装置[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an engine system. In particular, the present invention relates to a sensor included in a combustion diagnostic apparatus for diagnosing a combustion state of an engine and a technology that can easily detect abnormality of a signal line.
[0002]
[Prior art]
In order to improve the efficiency of the engine, a combustion diagnostic device that diagnoses the combustion state of the engine is used. Combustion diagnostic apparatuses are disclosed in
[0003]
The combustion diagnostic device is connected to various sensors and diagnoses the combustion state of the internal combustion engine based on information obtained from the sensors. For example, a sensor that detects the pressure inside the cylinder and a sensor that detects the angle of the crankshaft (crankshaft angle) are connected to the combustion diagnostic apparatus.
[0004]
The relationship between the pressure inside the cylinder and the crankshaft angle is important for diagnosing the combustion state. Therefore, it is preferable that the detection of the pressure inside the cylinder and the detection of the crankshaft angle are performed in synchronization. For this reason, the combustion diagnostic apparatus described in Patent Document 4 is provided with a sensor that outputs a pulse in synchronization with the rotation of the crankshaft, and this pulse is used as a trigger for a sensor that detects the pressure inside the cylinder. The
[0005]
In order to increase the reliability of the diagnosis of the combustion state of the engine, make sure that the sensor is operating normally, and that there is no abnormality such as disconnection in the signal line connecting the sensor and the combustion diagnostic device. It is necessary to confirm. For this reason, the combustion diagnostic apparatus may incorporate a mechanism for detecting abnormality of the sensor and the signal line.
[0006]
It is preferable that the mechanism for detecting abnormality of the sensor and the signal line operates regardless of the operating state of the engine. More specifically, it is preferable that the abnormality of the sensor and the signal line can be detected regardless of whether the engine is operated or not. Inability to detect sensor and signal line abnormalities during operation is not preferable from the viewpoint of optimum engine operation. Furthermore, a configuration that requires engine operation to detect abnormality of the sensor and signal line is not preferable because it is necessary to start the engine only for detection of abnormality of the sensor and signal line. As described above, the combustion diagnostic apparatus described in Patent Document 4 employs a configuration in which the pressure sensor that detects the pressure inside the cylinder is triggered by a pulse synchronized with the rotation of the crankshaft. Abnormal pressure sensor cannot be detected when not in operation.
[0007]
Furthermore, it is important that the combustion diagnostic apparatus using a plurality of sensors can detect which sensor or signal line is abnormal. For each sensor or signal line, it is preferable to provide abnormality notification means for notifying the abnormality of the sensor or signal line from the viewpoint of facilitating identification of the sensor or signal line having the abnormality. However, the configuration in which the abnormality notification means is provided in each of the sensors or the signal lines causes an increase in the number of necessary abnormality notification means. An increase in the number of abnormality notification means is undesirable because it increases costs. It is desirable to be able to determine which sensor or signal line is abnormal while reducing the number of abnormality notification means.
[0008]
In addition, it is important to confirm whether the abnormality notification means operates normally in order to improve the reliability of the diagnosis of the combustion state of the internal combustion engine. Even if a sensor abnormality and a signal line disconnection are detected, if the abnormality notification means does not operate normally, the user cannot know the sensor abnormality and the signal line disconnection. Such a situation makes the engine combustion state diagnosis unreliable.
[0009]
[Patent Document 1]
JP 2000-110652 A
[Patent Document 2]
JP 11-183330 A
[Patent Document 3]
Japanese Patent No. 2712332
[Patent Document 4]
Japanese Patent Application No. 2001-098635
[Patent Document 5]
International Patent Application PCT / JP02 / 03197 Specification
[0010]
[Problems to be solved by the invention]
An object of the present invention is to provide an engine system including a combustion diagnostic apparatus capable of detecting abnormality of a sensor and a signal line regardless of whether the internal combustion engine is operated or not.
[0011]
Another object of the present invention is to provide a combustion diagnostic apparatus capable of determining which sensor or signal line is abnormal while reducing the number of abnormality notification means for notifying the user of abnormality of the sensor and signal line. It is to provide an engine system provided.
[0012]
Still another object of the present invention is to provide an engine system including a combustion diagnostic device capable of confirming whether an abnormality notification means for notifying a user of abnormality of a sensor and a signal line operates normally. .
[0013]
[Means for Solving the Problems]
Hereinafter, means for solving the problem will be described using the numbers and symbols used in the [Embodiments of the Invention]. These numbers and symbols are added to clarify the correspondence between the description of [Claims] and the description of [Embodiments of the Invention]. However, the added numbers and symbols shall not be used for the interpretation of the technical scope of the invention described in [Claims].
[0014]
The engine system according to the present invention includes an engine (2) and a combustion diagnostic device (3). The engine (2) is joined to the cylinder (6), the piston (12) inserted into the cylinder (6), the crankshaft (17) rotated by the reciprocating motion of the piston (12), and the crankshaft (17). Flywheel (19). The combustion diagnostic device (3) includes an in-cylinder pressure sensor (27) that measures the cylinder pressure of the cylinder (6), and a flywheel pulse that outputs a wheel pulse signal (25) in synchronization with the rotation of the flywheel (19). And a sensor (23). When the engine (2) is activated, the in-cylinder pressure sensor (27) is triggered by the wheel pulse signal (25) to acquire the cylinder pressure, and the combustion diagnosis device (3) receives the wheel pulse signal (25). And the cylinder pressure are used to diagnose the combustion state of the engine (2), and the cylinder pressure is used to detect an abnormality in the in-cylinder pressure sensor (27). When the engine (2) is not started, the cylinder pressure sensor (27) is triggered by a trigger other than the wheel pulse signal (25) to acquire the cylinder pressure, and the combustion diagnostic device (3) An abnormality of the cylinder pressure sensor (27) is detected using the cylinder pressure.
[0015]
The engine system further includes an indicator lamp (32) for displaying an abnormality of the in-cylinder pressure sensor (27), and the combustion diagnostic device (3) displays when the combustion diagnostic device (3) is activated. Displayed when the lamp (32) is turned on, the indicator lamp (32) is turned off when a certain time has elapsed after the indicator lamp (32) is turned on, and an abnormality is detected in the in-cylinder pressure sensor (27). It is preferred to relight the lamp (32).
[0016]
An engine system according to the present invention includes an engine (2) including a crankshaft (17), a flywheel (19) joined to the crankshaft (17), and a camshaft (21), and an engine (2) A combustion diagnostic device (3) for diagnosing the combustion state and an indicator lamp (31) are provided. The combustion diagnostic device (3) includes a flywheel pulse sensor (23) that outputs a wheel pulse signal (25) synchronized with the rotation of the flywheel (19) to the combustion diagnostic device (3), and the rotation of the camshaft (21). And a camshaft top sensor (24) for outputting a camshaft top position signal to the combustion diagnostic device (3). The combustion diagnostic device (3) turns on the indicator lamp (31) when the combustion diagnostic device (3) is activated, and when the wheel pulse signal (25) is normal after the indicator lamp (31) is turned on. The indicator lamp (31) is turned off, and after the indicator lamp (31) is extinguished, the indicator lamp (31) is turned on when the wheel pulse signal (25) and the cam shaft top position signal (26) are normal. Reverse the light off.
[0017]
The combustion diagnostic device (3) uses the number of rising edges or falling edges of the wheel pulse signal (25) during a unit period having a predetermined time length, so that the wheel pulse signal (25) is normal. It is preferable to determine whether or not.
[0018]
The combustion diagnostic device (3) measures the number of rising edges or falling edges of the wheel pulse signal (25) for each of a plurality of unit periods each having a predetermined time length, and In the consecutive N unit periods, it is preferable to determine that the wheel pulse signal (25) is normal when the number of rising edges or falling edges is within a predetermined range.
[0019]
The combustion diagnostic device (3) detects that the cam shaft (21) has reached the cam shaft top position based on the cam shaft top position signal (26), and the cam shaft (21) It is preferable to turn on and off the indicator lamp (31) when the number of rising edges or falling edges included in the wheel pulse signal (25) is within a predetermined range between the two times when the position is reached. .
[0020]
The engine (2) includes a cylinder (6), the combustion diagnostic device (3) includes an in-cylinder pressure sensor (27) for measuring the pressure of the cylinder (6), and the in-cylinder pressure sensor (27) Triggered by the wheel pulse signal (25) to measure the pressure of the cylinder (6), the combustion diagnostic device (3) determines the crankshaft angle of the crankshaft (17) based on the camshaft top position signal (26). The zero point is detected, the crankshaft angle is detected based on the wheel pulse signal (25), and the combustion state of the engine (2) is diagnosed from the correspondence between the crankshaft angle and the pressure of the cylinder (6). Is preferred.
[0021]
An engine system operating method according to the present invention includes a cylinder (6), a piston (12) inserted into the cylinder (6), a crankshaft (17) rotated by a reciprocating motion of the piston (12), a crankshaft The engine (2) having a flywheel (19) joined to (17), an in-cylinder pressure sensor (27) for measuring the cylinder pressure of the cylinder (6), and synchronized with the rotation of the flywheel (19). And a combustion diagnostic device (3) having a flywheel pulse sensor (23) for outputting a wheel pulse signal (25). The operation method is as follows:
(A) When the engine (2) is started, the cylinder pressure sensor (27) is triggered by the wheel pulse signal (25) to acquire the cylinder pressure, and the wheel pulse signal (25) and the cylinder pressure are used. Diagnosing the combustion state of the engine (2) and detecting abnormality of the in-cylinder pressure sensor (27) using the cylinder pressure;
(B) When the engine (2) is not started, the cylinder pressure sensor (27) is triggered by a trigger other than the wheel pulse signal (25) to obtain the cylinder pressure, and the cylinder pressure is used to obtain the cylinder pressure. Detecting an abnormality of the internal pressure sensor (27)
And.
[0022]
The operation method is further
(C) turning on the indicator lamp (32) when the combustion diagnostic device (3) is activated;
(D) The indicator lamp (32) is turned off when a certain time has elapsed after the indicator lamp (32) is turned on, and the indicator lamp (32) is turned off when an abnormality is detected in the in-cylinder pressure sensor (27). Step to relight
It is preferable to comprise.
[0023]
The operation method of the engine system according to the present invention is an operation method of the engine system including the engine (2), the combustion diagnosis device (3) for diagnosing the combustion state of the engine (2), and the indicator lamp (31). The engine (2) includes a crankshaft (17), a flywheel (19) joined to the crankshaft (17), and a camshaft (21). The combustion diagnostic device (3) includes a flywheel pulse sensor (23) that outputs a wheel pulse signal (25) synchronized with the rotation of the flywheel (19), and a camshaft top synchronized with the rotation of the camshaft (21). And a camshaft top sensor (24) for outputting a position signal (26). The operation method is as follows:
(E) turning on the indicator lamp (31) when the combustion diagnostic device (3) is activated;
(F) after turning on the indicator lamp (31), turning off the indicator lamp (31) when the wheel pulse signal (25) is normal;
(G) After turning off the indicator lamp (31), when the wheel pulse signal (25) and the camshaft top position signal (26) are normal, turning on and off the indicator lamp (31) is reversed.
And.
[0024]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
FIG. 1 shows an embodiment of an engine system according to the present invention. The
[0025]
The structure of the engine 2 is as follows in detail. The engine 2 includes a
[0026]
There are a plurality of
[0027]
A
[0028]
The
[0029]
A flywheel 19 for giving an inertia moment to the crankshaft 17 is joined to the crankshaft 17. The flywheel 19 serves to smooth the rotational movement of the crankshaft 17. The flywheel 19 rotates integrally with the crankshaft 17.
[0030]
A large number of teeth are provided at equal intervals on the outer periphery of the flywheel 19, and the flywheel 19 functions as a gear. The flywheel 19 is meshed with the
[0031]
The
[0032]
A camshaft top proximity piece 22 is further joined to the
[0033]
The combustion diagnostic device 3 diagnoses the combustion state of the engine 2 based on the correspondence between the pressure of the
[0034]
In order to acquire the pressure of the
[0035]
The detection of the crankshaft angle is performed using a
[0036]
The
[0037]
The cam shaft
[0038]
As described above, the combustion diagnostic device 3 is configured such that the cylinder pressure signal 29 sent from the in-cylinder pressure detection sensor 27, the
[0039]
In order to ensure the reliability of the diagnosis of the combustion state of the engine 2, the combustion diagnostic device 3 includes an in-cylinder pressure detection sensor 27, a
[0040]
The combustion diagnostic device 3 uses an
[0041]
The
[0042]
The number of in-cylinder pressure detection sensor
[0043]
FIG. 5 shows an operation in which the combustion diagnostic device 3 detects the presence or absence of abnormality in the in-cylinder pressure sensor 27, the
[0044]
First, the combustion diagnostic device 3 lights all of the
[0045]
After all the LEDs are turned on for a predetermined time, the combustion diagnostic device 3 turns off the in-cylinder pressure detection sensor abnormality warning LED 32 (step S02). The lighting of the
[0046]
Subsequently, the combustion diagnostic device 3 resets all the error flags Errflg [0] to Errflg [n−1] to “OFF” (step S03). Here, n is the number of
[0047]
Subsequently, the combustion diagnostic device 3 performs wheel signal operation confirmation (step S04). The wheel signal operation check is an operation of detecting an abnormality of the
[0048]
As shown in FIG. 7, the period during which the wheel signal operation confirmation is performed is divided into a plurality of unit periods. Each unit period has a predetermined time length (for example, 0.1 seconds).
[0049]
The combustion diagnostic device 3 calculates the number of rising edges of the
[0050]
FIG. 8 shows a detailed flowchart of the wheel signal operation confirmation. In the wheel signal operation confirmation, variables K_Pmin, K_Pmax, Pcnt, P_lvl, N_lvl, and RevTerm are used. The variable K_Pmin is the number of rising edges of the
[0051]
The pulse counter Pcnt is the number of rising edges of the
[0052]
Both the wheel pulse previous level P_lvl and the wheel pulse level N_lvl indicate the voltage value of the
[0053]
RevTerm is the number of unit periods in which the number of rising edges of the
[0054]
As shown in FIG. 8, the wheel signal operation check is started by setting K_Pmin and K_Pmax (step S21). K_Pmin is set to the number of rising edges of the
[0055]
Subsequently, N_lvl and RevTerm are reset, N_lvl is set to “OFF”, and RevTerm is set to 0 (step S22).
[0056]
Subsequently, an operation of counting the number of rising edges of the
[0057]
After the time limit timer T is started, the wheel pulse level N_lvl is substituted for the wheel previous level P_lvl (step S25). Subsequently, the voltage of the
[0058]
The rising edge of the
[0059]
Subsequently, the pulse counter Pcnt is compared with K_Pmin and K_Pmax (step S31). The pulse counter Pcnt at this time indicates the number of rising edges of the
[0060]
The procedure from step S23 to S33 is repeated until RevTerm reaches N (step S34). RevTerm is incremented by 1 only when the pulse counter Pcnt is greater than or equal to K_Pmin and less than or equal to K_Pmax at the end of a certain unit period, so that RevTerm reaches N in all N consecutive unit periods. , The number of rising edges of the
[0061]
When RevTerm reaches N, the
[0062]
FIG. 7 shows an example of the wheel signal operation confirmation. In the example of FIG. 7, K_Pmin is 4 and K_Pmax is 10, and the specified number N is 7 times. The impulse waveform in the “wheel pulse detection state” column indicates that a rising edge is detected in the
[0063]
As shown in FIG. 5, when the
[0064]
When the rising edge of the
[0065]
Subsequently, the combustion diagnostic device 3 determines from the cylinder pressure signal 29 whether there is an abnormality in the cylinder pressure sensor 27 (and the signal line connecting the cylinder pressure sensor 27 and the combustion diagnostic device 3) (step S07). When the internal pressure of the
[0066]
Subsequently, the combustion diagnostic device 3 performs a pulse operation check at the time of diagnosis (step S08). In the pulse operation check at the time of diagnosis, the combustion diagnosis device 3 determines whether or not the rising edge of the
[0067]
FIG. 9 shows a detailed flowchart of the pulse operation check at the time of diagnosis (step S08). In the pulse operation check at the time of diagnosis (step S08), Pcnt, Edgflg, cvalue, Icmin, and Icmax are used as variables and multipliers.
[0068]
The pulse counter Pcnt indicates the number of rising edges of the
[0069]
The cam shaft top detection flag Edgflg indicates that the voltage of the cam shaft
[0070]
The cam shaft top voltage cvalue is a voltage of the cam shaft
[0071]
Icmin is an allowable minimum value of the number of rising edges of the
[0072]
As shown in FIG. 9, in the pulse operation check at the time of diagnosis (step S08), first, the pulse counter Pcnt is incremented by 1 (step S51). The pulse operation check at the time of diagnosis (step S08) is performed every time the rising edge of the
[0073]
After the pulse counter Pcnt is incremented by 1, the combustion diagnostic device 3 determines whether or not the camshaft top detection flag Edgflg is “OFF” (step S52). When the cam shaft top detection flag Edgflg is “ON”, the
[0074]
On the other hand, when the cam shaft top detection flag Edgflg is “OFF” in step S52, the combustion diagnostic device 3 determines whether the
[0075]
On the other hand, the camshaft top voltage cvalue is equal to the reference threshold value V. M If lower than that, the combustion diagnostic device 3 determines that the
[0076]
Subsequently, the combustion diagnostic device 3 reverses turning on / off of the
[0077]
Subsequently, the combustion diagnostic device 3 sets the camshaft top detection flag Edgflg to “ON”. As a result, at the next wheel pulse interrupt, the reference threshold V M Even if a lower camshaft top voltage cvalue is detected, it is not determined that the
[0078]
Referring to FIG. 1, by turning on and off the
[0079]
As is apparent from the above description, the abnormality determination (step S07) of the in-cylinder pressure sensor 27 is performed every time a rising edge is detected in the
[0080]
In order to determine whether or not the in-cylinder pressure sensor 27 is abnormal while the engine 2 is stopped, the combustion diagnostic device 3 executes steps S09 to S18 of FIG. In steps S09 to S18, the combustion diagnostic device 3 acquires the cylinder pressure signal 29 output from the in-cylinder pressure sensor 27 at regular intervals, and the cylinder (cylinder) 6 indicated by the cylinder pressure signal 29 is obtained. If the pressure is not in the normal range, the in-cylinder pressure sensor 27 that outputs the abnormal cylinder pressure signal 29 (and the signal line connecting the in-cylinder pressure sensor 27 and the combustion diagnostic device 3) is abnormal. to decide.
[0081]
More specifically, the combustion diagnosis device 3 makes a determination based on a signal from an engine start switch (not shown), and determines whether or not the engine 2 is starting (step S09). When the engine 2 is being started, the combustion diagnostic device 3 does not execute steps S10 to S18. When the engine 2 is in operation, a wheel pulse interruption is appropriately generated to determine whether or not the in-cylinder pressure sensor 27 is abnormal, so that it is not necessary to execute steps S10 to S18.
[0082]
If the engine 2 is in operation, j indicating the cylinder number (cylinder number) is reset to 0 (step S10). The cylinder number is an integer from 0 to n-1 (n is the number of cylinders 6) given to each of the
[0083]
Subsequently, the pressure P [j] of the
[0084]
Subsequently, it is determined whether or not the error flag Errflg [j] is “OFF” (step S13). As described above, each of the error flags Errflg [0] to Errflg [n−1] is a flag indicating an abnormality of each in-cylinder pressure sensor 27 provided in each of the
[0085]
When the error flag Errflg [j] is “OFF”, the combustion diagnosis device 3 applies an in-cylinder pressure sensor 27 provided in the
[0086]
On the other hand, when the pressure P [j] is equal to or lower than the predetermined lower limit value K_Ua, or when the predetermined upper limit value K_Ub is abnormal, the combustion diagnostic device 3 detects the in-cylinder pressure sensor provided in the
[0087]
Subsequently, after a delay time is provided for a certain time (step S16), j is increased by 1 (step S17). If j is smaller than n-1, steps S11 to S17 are repeated. As a result, the occurrence of abnormality is detected for the in-cylinder pressure sensors 27 provided in all the
[0088]
When the occurrence of abnormality is detected for the in-cylinder pressure sensors 27 provided in all the cylinders 6 (step S18: NO), the operation sequence is returned to step S09. Hereinafter, similarly, one of steps S06 to S08 or steps S10 to S18 is executed depending on whether or not the engine 2 is being activated.
[0089]
The combustion diagnostic apparatus according to the present embodiment measures the pressure of the
[0090]
Further, immediately after the combustion diagnosis apparatus of the present embodiment is activated, all the LEDs included in the
[0091]
Further, in the combustion diagnostic apparatus of the present embodiment, the unit period in which the number of rising edges included in the
[0092]
This embodiment can be modified in accordance with the object of the present invention. For example, in the above operation, the rising edge of the
[0093]
【The invention's effect】
According to the present invention, there is provided an engine system including a combustion diagnostic device capable of detecting abnormality of a sensor and a signal line regardless of whether the internal combustion engine is operated or not.
Further, according to the present invention, there is provided a combustion diagnostic device capable of determining which sensor or signal line is abnormal while reducing the number of abnormality notification means for notifying the user of abnormality of the sensor and signal line. An engine system is provided.
In addition, according to the present invention, an engine system including a combustion diagnostic apparatus capable of confirming whether or not an abnormality notification means for notifying a user of abnormality of a sensor and a signal line operates normally is provided.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 shows an embodiment of an engine system according to the present invention.
FIG. 2 shows an example of a correspondence relationship between a crankshaft angle and a pressure in a
FIG. 3 shows waveforms of a
FIG. 4 shows an
FIG. 5 shows that the combustion diagnostic apparatus 3 has an in-cylinder pressure sensor 27, a
FIG. 6 is a flowchart showing the operation of the combustion diagnostic apparatus 3 when a wheel pulse interrupt occurs.
FIG. 7 shows an example of a wheel signal operation check.
FIG. 8 is a flowchart showing details of a procedure of wheel signal operation confirmation (step S04).
FIG. 9 is a flowchart showing details of a procedure of a pulse operation check at the time of diagnosis (step S08).
[Explanation of symbols]
1: Engine system
2: Engine
3: Combustion diagnostic device
4: Combustion control device
5: Display device
6: Cylinder
7: Gas injection device
8: Air supply pipe
9: Gas supply pipe
10: Gas supply solenoid valve
11: Supply valve
12: Piston
13: Ignition device
14: Exhaust valve
15: Exhaust pipe
16: Crank
17: Crankshaft
18: Generator
19: Flywheel
20: Camshaft gear
21: Cam shaft
22: Camshaft top proximity piece
23: Flywheel pulse sensor
24: Camshaft top position sensor
25: Wheel pulse signal
26: Cam shaft top position signal
27: In-cylinder pressure sensor
28: Diagnostic result information
29: Cylinder pressure signal
30: Abnormality notification device
Claims (10)
燃焼診断装置
とを備え,
前記エンジンは,
シリンダと,
前記シリンダに挿入されるピストンと,
前記ピストンの往復運動によって回転されるクランク軸と,
前記クランク軸に接合されたフライホイール
とを含み,
前記燃焼診断装置は,
前記シリンダのシリンダ圧力を測定する筒内圧力センサと,
前記フライホイールの回転に同期してホイールパルス信号を出力するフライホイールパルスセンサ
とを備え,
前記エンジンが起動されているとき,前記筒内圧力センサは,前記ホイールパルス信号によってトリガされて前記シリンダ圧力を取得し,前記燃焼診断装置は,前記ホイールパルス信号から前記クランク軸の角度であるクランク軸角度を検知し、前記クランク軸角度と前記シリンダ圧力とを使用して前記エンジンの燃焼状態を診断し,かつ,前記シリンダ圧力を使用して前記筒内圧力センサの異常を検出し,
前記エンジンが起動されていないとき,前記筒内圧力センサは,前記ホイールパルス信号以外の他のトリガによってトリガされて前記シリンダ圧力を取得し,前記燃焼診断装置は,前記シリンダ圧力を使用して前記筒内圧力センサの異常を検出し,
当該エンジンシステムは,更に,前記筒内圧力センサの異常を表示する第1表示灯を備え,
前記燃焼診断装置は,前記燃焼診断装置が起動されたときに,前記第1表示灯を点灯し,前記第1表示灯の点灯の後,一定の時間が経過したときに,前記第1表示灯を消灯し,前記筒内圧力センサの異常を検知したとき前記第1表示灯を再点灯する
エンジンシステム。An engine,
A combustion diagnostic device,
The engine
A cylinder,
A piston inserted into the cylinder;
A crankshaft rotated by reciprocating movement of the piston;
A flywheel joined to the crankshaft,
The combustion diagnostic device comprises:
An in-cylinder pressure sensor for measuring the cylinder pressure of the cylinder;
A flywheel pulse sensor that outputs a wheel pulse signal in synchronization with the rotation of the flywheel,
When the engine is started, the in-cylinder pressure sensor is triggered by the wheel pulse signal to acquire the cylinder pressure, and the combustion diagnostic device detects the crankshaft angle from the wheel pulse signal. Detecting a shaft angle, diagnosing a combustion state of the engine using the crankshaft angle and the cylinder pressure, and detecting an abnormality of the in-cylinder pressure sensor using the cylinder pressure;
When the engine is not started, the in-cylinder pressure sensor is triggered by a trigger other than the wheel pulse signal to acquire the cylinder pressure, and the combustion diagnostic device uses the cylinder pressure to Detects an abnormality in the cylinder pressure sensor ,
The engine system further includes a first indicator lamp that displays an abnormality of the in-cylinder pressure sensor,
The combustion diagnostic device turns on the first indicator lamp when the combustion diagnostic device is activated, and the first indicator lamp is turned on when a certain time has elapsed after the first indicator lamp is turned on. Is turned off, and the first indicator light is turned on again when an abnormality of the in-cylinder pressure sensor is detected .
第2表示灯を更に備え,
前記エンジンは,カム軸を更に含み,
前記燃焼診断装置は,前記カム軸の回転に同期してカム軸トップ位置信号を前記燃焼診断装置に出力するカム軸トップセンサを更に含み,
前記燃焼診断装置は,前記燃焼診断装置が起動されたときに前記第2表示灯を点灯し,前記第2表示灯の点灯の後,前記ホイールパルス信号が正常であるときに前記第2表示灯を消灯し,前記第2表示灯の消灯の後,前記ホイールパルス信号と前記カム軸トップ位置信号とが正常であるときに前記第2表示灯の点灯及び消灯を反転する
エンジンシステム。 The engine system according to claim 1,
A second indicator lamp;
The engine further includes a camshaft,
The combustion diagnosis apparatus further comprises a cam shaft top sensor for outputting in synchronization with the rotation of the front Symbol camshaft camshaft top position signal to the combustion diagnosis apparatus,
The combustion diagnosis apparatus, the combustion diagnosis apparatus is lit with the second indicator when activated, after the lighting of the second indicator, the second indicator when the wheel pulse signal is normal turns off the, after turning off of the second indicator, engine system to invert the turning on and off of said second indicator when said wheel pulse signal and the cam shaft top position signal is normal.
前記燃焼診断装置は,所定の時間長さを有する単位期間の間に,前記ホイールパルス信号が有する立ち上がりエッジ又は立ち下がりエッジの数を使用して,前記ホイールパルス信号が正常であるか否かを判断する
エンジンシステム。The engine system according to claim 2 ,
The combustion diagnostic device uses the number of rising edges or falling edges of the wheel pulse signal during a unit period having a predetermined time length to determine whether the wheel pulse signal is normal. Judging engine system.
前記燃焼診断装置は,それぞれが所定の時間長さを有する複数の単位期間のそれぞれについて前記ホイールパルス信号が有する立ち上がりエッジ又は立ち下がりエッジの数を測定し,前記複数の単位期間の,連続するN個の単位期間において,前記立ち上がりエッジ又は前記立ち下がりエッジの数が所定の範囲にある場合,前記ホイールパルス信号が正常であると判断する
エンジンシステム。The engine system according to claim 2 ,
The combustion diagnostic device measures the number of rising edges or falling edges of the wheel pulse signal for each of a plurality of unit periods each having a predetermined time length, and continuously N of the plurality of unit periods. An engine system that determines that the wheel pulse signal is normal when the number of rising edges or falling edges is within a predetermined range in each unit period.
前記燃焼診断装置は,前記カム軸トップ位置信号に基づいて,前記カム軸がカム軸トップ位置に到達したことを検出し,且つ,前記カム軸が前記カム軸トップ位置になる2つの時刻の間に前記ホイールパルス信号が有する前記立ち上がりエッジ又は立ち下がりエッジの数が所定の範囲にあるときに前記第2表示灯の点灯及び消灯を反転する
エンジンシステム。The engine system according to claim 3 or 4 ,
The combustion diagnostic device detects that the camshaft has reached the camshaft top position based on the camshaft top position signal, and is in between two times when the camshaft becomes the camshaft top position. An engine system that reverses turning on and off of the second indicator lamp when the number of rising edges or falling edges of the wheel pulse signal is within a predetermined range.
前記燃焼診断装置は,前記カム軸トップ位置信号に基づいて前記クランク軸のクランク軸角度の零点を検出し,前記ホイールパルス信号に基づいて前記クランク軸角度を検出し,且つ,前記クランク軸角度と前記シリンダの前記圧力との対応関係から,前記エンジンの前記燃焼状態を診断する
エンジンシステム。In the engine system according to any one of claims 2 to 5 ,
Before SL combustion diagnosis apparatus, based on said camshaft top position signals to detect the zero point of the crankshaft angle of the crankshaft, to detect the crank angle based on the wheel pulse signal, and the crankshaft angle An engine system for diagnosing the combustion state of the engine from a correspondence relationship between the pressure of the cylinder and the pressure of the cylinder.
前記シリンダに挿入されるピストンと,
前記ピストンの往復運動によって回転されるクランク軸と,
前記クランク軸に接合されたフライホイール
とを備えたエンジンと,
前記シリンダのシリンダ圧力を測定する筒内圧力センサと,
前記フライホイールの回転に同期してホイールパルス信号を出力するフライホイールパルスセンサ
とを備えた燃焼診断装置
とを含むエンジンシステムの動作方法であって,
(a)前記エンジンが起動されているとき,前記筒内圧力センサを前記ホイールパルス信号によってトリガして前記シリンダ圧力を取得し,前記ホイールパルス信号から前記クランク軸の角度であるクランク軸角度を検知し、前記クランク軸角度と前記シリンダ圧力とを使用して前記エンジンの燃焼状態を診断し,前記シリンダ圧力を使用して前記筒内圧力センサの異常を検出するステップと,
(b)前記エンジンが起動されていないとき,前記筒内圧力センサを前記ホイールパルス信号以外の他のトリガによってトリガして前記シリンダ圧力を取得し,前記シリンダ圧力を使用して前記筒内圧力センサの異常を検出するステップと,
(c)前記燃焼診断装置が起動されたときに,第1表示灯を点灯するステップと,
(d)前記表示灯の点灯の後,一定の時間が経過したときに,前記第1表示灯を消灯し,前記筒内圧力センサの異常を検知したとき前記第1表示灯を再点灯するステップ
とを備えた
エンジンシステムの動作方法。A cylinder,
A piston inserted into the cylinder;
A crankshaft rotated by reciprocating movement of the piston;
An engine comprising a flywheel joined to the crankshaft;
An in-cylinder pressure sensor for measuring the cylinder pressure of the cylinder;
A combustion diagnostic apparatus including a flywheel pulse sensor that outputs a wheel pulse signal in synchronization with the rotation of the flywheel,
(A) When the engine is started, the in-cylinder pressure sensor is triggered by the wheel pulse signal to acquire the cylinder pressure, and a crankshaft angle which is an angle of the crankshaft is detected from the wheel pulse signal. Diagnosing the combustion state of the engine using the crankshaft angle and the cylinder pressure, and detecting an abnormality of the in-cylinder pressure sensor using the cylinder pressure;
(B) When the engine is not started, the cylinder pressure sensor is triggered by a trigger other than the wheel pulse signal to acquire the cylinder pressure, and the cylinder pressure is used to obtain the cylinder pressure sensor. the method comprising the steps of: detecting an abnormality,
( C) turning on the first indicator lamp when the combustion diagnostic device is activated;
(D) A step of turning off the first indicator lamp when a certain time has elapsed after the indicator lamp is turned on, and turning on the first indicator lamp again when an abnormality of the in-cylinder pressure sensor is detected. <br/> A method of operating an engine system comprising:
前記エンジンシステムは,更に第2表示灯を含み,
前記エンジンは,更にカム軸を備え,
前記燃焼診断装置は,前記カム軸の回転に同期してカム軸トップ位置信号を出力するカム軸トップセンサを更に備え,
当該動作方法は,更に,
(e)前記燃焼診断装置が起動されたときに前記第2表示灯を点灯するステップと,
(f)前記第2表示灯の点灯の後,前記ホイールパルス信号が正常であるときに前記第2表示灯を消灯するステップと,
(g)前記第2表示灯の消灯の後,前記ホイールパルス信号と前記カム軸トップ位置信号とが正常であるときに前記第2表示灯の点灯及び消灯を反転するステップ
とを備えた
エンジンシステムの動作方法。 A method of operating an engine system according to claim 7,
The engine system further includes a second indicator light,
The engine further includes a camshaft,
The combustion diagnostic device further includes a cam shaft top sensor that outputs a cam shaft top position signal in synchronization with rotation of the cam shaft,
The operation method is further
(E) turning on the second indicator lamp when the combustion diagnostic device is activated;
(F) after the lighting of the second indicator, the steps of the wheel pulse signal is turned off a second indicator when it is normal,
(G) after said turning off the second indicator, engine system comprising the steps of inverting the turning on and off of said second indicator when said wheel pulse signal and the cam shaft top position signal is normal How it works.
前記(f)ステップでは,所定の時間長さを有する単位期間の間に,前記ホイールパルス信号が有する立ち上がりエッジ又は立ち下がりエッジの数を使用して,前記ホイールパルス信号が正常であるか否かが判断される
エンジンシステムの動作方法。The operation method of the engine system according to claim 8 ,
In the step (f), whether or not the wheel pulse signal is normal using the number of rising edges or falling edges of the wheel pulse signal during a unit period having a predetermined time length. Is determined How the engine system operates.
前記(g)ステップは,
(h)前記カム軸トップ位置信号に基づいて,前記カム軸がカム軸トップ位置に到達したことを検出するステップと,
(i)前記カム軸が前記カム軸トップ位置になる2つの時刻の間に前記ホイールパルス信号が有する前記立ち上がりエッジ又は立ち下がりエッジの数が所定の範囲にあるときに前記第2表示灯の点灯及び消灯を反転するステップ
とを含む
エンジンシステムの動作方法。The operation method of the engine system according to claim 8 or 9 ,
The step (g) includes:
(H) detecting that the camshaft has reached the camshaft top position based on the camshaft top position signal;
(I) The second indicator lamp is turned on when the number of the rising edge or falling edge of the wheel pulse signal is within a predetermined range between two times when the cam shaft becomes the cam shaft top position. And a method of operating the engine system, including reversing the turning off.
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