JPH0214552B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0214552B2 JPH0214552B2 JP23083A JP23083A JPH0214552B2 JP H0214552 B2 JPH0214552 B2 JP H0214552B2 JP 23083 A JP23083 A JP 23083A JP 23083 A JP23083 A JP 23083A JP H0214552 B2 JPH0214552 B2 JP H0214552B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- ignition timing
- pressure
- circuit
- output
- ignition
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
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Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02P—IGNITION, OTHER THAN COMPRESSION IGNITION, FOR INTERNAL-COMBUSTION ENGINES; TESTING OF IGNITION TIMING IN COMPRESSION-IGNITION ENGINES
- F02P17/00—Testing of ignition installations, e.g. in combination with adjusting; Testing of ignition timing in compression-ignition engines
- F02P17/02—Checking or adjusting ignition timing
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Ignition Installations For Internal Combustion Engines (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、デイーゼル機関用の着火時期検出装
置に関する。
置に関する。
デイーゼル機関において、燃料噴射の開始時期
から燃焼反応が急激に進行し燃焼室圧力が急激に
上昇する着火時期までの時間を着火遅れという。
この着火遅れはその後の燃焼に重大な影響を及ぼ
す。
から燃焼反応が急激に進行し燃焼室圧力が急激に
上昇する着火時期までの時間を着火遅れという。
この着火遅れはその後の燃焼に重大な影響を及ぼ
す。
すなわち着火遅れが長くなると着火前に形成さ
れる可燃混合気量が後に一度に燃焼するため急激
な圧力上昇をきたし、振動やノツク音を生ずる。
一方、着火遅れが長いと、その間に燃料の蒸発や
拡散が十分に進行するため、燃焼が完全に行われ
る。このため着火時期を検出して燃料の噴射時期
や噴射幅にフイードバツクすれば、デイーゼル機
関の燃焼を制御することが可能となる。そして、
着火時期を圧力波形より検出することが可能であ
る。
れる可燃混合気量が後に一度に燃焼するため急激
な圧力上昇をきたし、振動やノツク音を生ずる。
一方、着火遅れが長いと、その間に燃料の蒸発や
拡散が十分に進行するため、燃焼が完全に行われ
る。このため着火時期を検出して燃料の噴射時期
や噴射幅にフイードバツクすれば、デイーゼル機
関の燃焼を制御することが可能となる。そして、
着火時期を圧力波形より検出することが可能であ
る。
圧力波形より着火時期を検出する方法を考える
うえで、検出対象としては圧力そのものおよび圧
力上昇率が挙げられる。
うえで、検出対象としては圧力そのものおよび圧
力上昇率が挙げられる。
一般にデイーゼル機関では圧縮着火であるた
め、ガソリン機関と比べると圧力波形は大きく異
なる。すなわち、ガソリン機関では、圧縮比が８
前後で圧縮圧力は10Kg／cm2前後であるが、デイー
ゼル機関では、圧縮比は20以上であり圧縮圧力は
50Kg／cm2以上に達する場合もある。それゆえ、ガ
ソリン機関では、着火すれば燃焼圧は圧縮圧力よ
りも大きくなるものは確実である。燃焼圧は最大
でも30〜40Kg／cm2である。これに反しデイーゼル
機関では、着火しても圧縮圧力よりも大きくなら
ない場合もある。
め、ガソリン機関と比べると圧力波形は大きく異
なる。すなわち、ガソリン機関では、圧縮比が８
前後で圧縮圧力は10Kg／cm2前後であるが、デイー
ゼル機関では、圧縮比は20以上であり圧縮圧力は
50Kg／cm2以上に達する場合もある。それゆえ、ガ
ソリン機関では、着火すれば燃焼圧は圧縮圧力よ
りも大きくなるものは確実である。燃焼圧は最大
でも30〜40Kg／cm2である。これに反しデイーゼル
機関では、着火しても圧縮圧力よりも大きくなら
ない場合もある。
そこで着火時期を検出するには圧力を検出対象
とする場合、単に圧力の絶対値のみを検出するだ
けでは困難である。
とする場合、単に圧力の絶対値のみを検出するだ
けでは困難である。
そこで圧力波形の微分すなわち圧力上昇率を検
出対象に選ぶ。それにより、デイーゼル機関の圧
力波形における圧縮圧力波形から燃焼圧波形への
移行点を着火時期として検出することが可能であ
る。本発明はこのような知見を前提とする（本出
願人による先行の出願「デイーゼル機関用の着火
時期検出装置」参照）。
出対象に選ぶ。それにより、デイーゼル機関の圧
力波形における圧縮圧力波形から燃焼圧波形への
移行点を着火時期として検出することが可能であ
る。本発明はこのような知見を前提とする（本出
願人による先行の出願「デイーゼル機関用の着火
時期検出装置」参照）。
ところで、圧力上昇率を検出対象とする場合、
回転数の影響を補正するために回転数Ｎによる除
算を行い、dP／dθ∝１／Ｎ dP／dtの関係にもとづく変
換 を行う必要がある。この除算のためには除算回路
が必要であるが、除算回路を演算増幅回路で構成
することは一般に困難であり、また、除算用モジ
ユール回路は比較的高価であるという問題点があ
る。本発明は、従来技術におけるこのような事情
にもとづいて探究されたものである。
回転数の影響を補正するために回転数Ｎによる除
算を行い、dP／dθ∝１／Ｎ dP／dtの関係にもとづく変
換 を行う必要がある。この除算のためには除算回路
が必要であるが、除算回路を演算増幅回路で構成
することは一般に困難であり、また、除算用モジ
ユール回路は比較的高価であるという問題点があ
る。本発明は、従来技術におけるこのような事情
にもとづいて探究されたものである。
本発明の目的は、前述の事情にかんがみ、圧縮
行程中の圧力上昇率を比較対象とし、TDC以後
の圧力上昇率と比較することで、回転数の補正を
行うという着想にもとづき、デイーゼル機関にお
ける着火時期検出を、比較的簡単な構成により、
より的確に行うことにある。
行程中の圧力上昇率を比較対象とし、TDC以後
の圧力上昇率と比較することで、回転数の補正を
行うという着想にもとづき、デイーゼル機関にお
ける着火時期検出を、比較的簡単な構成により、
より的確に行うことにある。
本発明においては、圧電素子を使用した圧力検
出器、角度信号と基準信号からタイミングを検出
するタイミング検出回路、および、該圧力検出器
の出力信号と該タイミング検出回答を受ける着火
時期判定回路であつて、該圧力検出器の出力信号
を圧縮行程中の所定クランク角でサンプル・ホー
ルドするサンプル・ホールド回路部および比較回
路部を有するもの、を具備し、該着火時期判定回
路において爆発行程中の該圧力検出器の出力が該
サンプル・ホールド回路の出力の所定倍より大と
なつた時点が着火時期であるとの判定が行われる
ようになつている、ことを特徴とするデイーゼル
機関用着火時期検出装置、が提供される。
出器、角度信号と基準信号からタイミングを検出
するタイミング検出回路、および、該圧力検出器
の出力信号と該タイミング検出回答を受ける着火
時期判定回路であつて、該圧力検出器の出力信号
を圧縮行程中の所定クランク角でサンプル・ホー
ルドするサンプル・ホールド回路部および比較回
路部を有するもの、を具備し、該着火時期判定回
路において爆発行程中の該圧力検出器の出力が該
サンプル・ホールド回路の出力の所定倍より大と
なつた時点が着火時期であるとの判定が行われる
ようになつている、ことを特徴とするデイーゼル
機関用着火時期検出装置、が提供される。
本発明の一実施例としての、デイーゼル機関用
の着火時期検出装置が第１図に示される。第１図
装置は、４気筒デイーゼル機関Ｅ、圧力検出器
１、タイミング検出回路２、着火時期判定回路
３、燃料噴射時期制御回路４、燃料噴射ポンプ
５、および燃料噴射ノズル６１，６２，６３，６
４を具備する。
の着火時期検出装置が第１図に示される。第１図
装置は、４気筒デイーゼル機関Ｅ、圧力検出器
１、タイミング検出回路２、着火時期判定回路
３、燃料噴射時期制御回路４、燃料噴射ポンプ
５、および燃料噴射ノズル６１，６２，６３，６
４を具備する。
タイミング検出回路２は、クランク軸と同期し
て回転し、クランク軸２回転に１回転し、かつ突
起を有するロータ２１１、角度位置検出器２２、
基準位置検出器２３、およびタイミング演算回路
２４を具備する。着火時期判定回路３は、サンプ
ル・ホールド回路３１、非反転増幅器３２、比較
回路３３、ゲート回路３４、およびカウンタ回路
３５を具備する。
て回転し、クランク軸２回転に１回転し、かつ突
起を有するロータ２１１、角度位置検出器２２、
基準位置検出器２３、およびタイミング演算回路
２４を具備する。着火時期判定回路３は、サンプ
ル・ホールド回路３１、非反転増幅器３２、比較
回路３３、ゲート回路３４、およびカウンタ回路
３５を具備する。
第１図装置に使用される圧力検出器１の一例が
第２図に示される。圧電素子１０１とダイヤフラ
ム１０２の間には、圧力媒体たる受圧栓１０３が
挿設してある。１０４は出力用の電極であり、コ
ネクタ１０５のターミナル１０６にリード線１０
７で接続される。１０８は接地用の電極であり、
受圧栓１０３およびダイヤフラム１０２を介して
ハウジング１０９に接地される。１１０，１１１
は絶縁体で圧電素子１０１をセンサボデイ１１２
より絶縁する。同じく１１３は絶縁体で出力用の
電極１０４をセンサボデイ１１２より絶縁する。
第２図に示される。圧電素子１０１とダイヤフラ
ム１０２の間には、圧力媒体たる受圧栓１０３が
挿設してある。１０４は出力用の電極であり、コ
ネクタ１０５のターミナル１０６にリード線１０
７で接続される。１０８は接地用の電極であり、
受圧栓１０３およびダイヤフラム１０２を介して
ハウジング１０９に接地される。１１０，１１１
は絶縁体で圧電素子１０１をセンサボデイ１１２
より絶縁する。同じく１１３は絶縁体で出力用の
電極１０４をセンサボデイ１１２より絶縁する。
センササブアツセンブリは次の手順により組み
付けられる。センサボデイ１１２の下部より、絶
縁体１１０、電極１０４、圧電体１０１、受圧体
１０３および絶縁体１１１を入れ、受圧栓１０３
の外周部に金属中空リング１１４およびスペーサ
１１５を介してセンサボデイのかしめ部１１６を
かしめることにより、圧電素子１０１および受圧
栓１０３をセンサボデイに固定する。一方センサ
ボデイ１１２の上部より絶縁体１１３を入れ、ス
ペーサ１１７を圧入することでセンササブアセン
ブリが構成される。なお、圧電素子１０１には金
属中空リング１１４のバネ性により予荷重が加え
られる。
付けられる。センサボデイ１１２の下部より、絶
縁体１１０、電極１０４、圧電体１０１、受圧体
１０３および絶縁体１１１を入れ、受圧栓１０３
の外周部に金属中空リング１１４およびスペーサ
１１５を介してセンサボデイのかしめ部１１６を
かしめることにより、圧電素子１０１および受圧
栓１０３をセンサボデイに固定する。一方センサ
ボデイ１１２の上部より絶縁体１１３を入れ、ス
ペーサ１１７を圧入することでセンササブアセン
ブリが構成される。なお、圧電素子１０１には金
属中空リング１１４のバネ性により予荷重が加え
られる。
センササブアセンブリは、ハウジング１０９の
内壁に圧入し、受圧栓先端の突起部１０３１およ
びハウジング１０９の先端の突起部１０９１にダ
イヤフラム１０２が溶接される。
内壁に圧入し、受圧栓先端の突起部１０３１およ
びハウジング１０９の先端の突起部１０９１にダ
イヤフラム１０２が溶接される。
コネクタ１０５は、スペーサ１１８、Ｏリング
１１９を介して、ハウジング１０９のかしめ部１
０９２をかしめることで、ハウジング１０９に固
定される。
１１９を介して、ハウジング１０９のかしめ部１
０９２をかしめることで、ハウジング１０９に固
定される。
圧力検出器は、圧電素子を使用しているため、
時間当たりの圧力変化、すなわちdP／dtをあら
わす信号Ｓ１を出力する。
時間当たりの圧力変化、すなわちdP／dtをあら
わす信号Ｓ１を出力する。
タイミング検出回路２の構成が第３図に示され
る。角度位置検出器２２は、所定のパルス幅をも
ち、１回転当り所定のパルス数を発生することに
より角度検出を行う。基準位置検出器２３は、所
定のパルス幅をもち、１回転当り１パルスを発生
することにより基準位置を検出する。
る。角度位置検出器２２は、所定のパルス幅をも
ち、１回転当り所定のパルス数を発生することに
より角度検出を行う。基準位置検出器２３は、所
定のパルス幅をもち、１回転当り１パルスを発生
することにより基準位置を検出する。
タイミング演算回路２４は、上死点（TDC）
信号Ｓ２４３およびサンプル・ホールド開始信号
Ｓ２４１を出力する。タイミング演算回路２４
は、ダウンカウンタ２４３，２４１およびピアノ
スイツチ２４４，２４２を有する。スイツチ列
（ピアノスイツチ）２４４，２４２は所定の予設
定入力（JAM入力）のみを高レベルに設定する。
ダウンカウンタ２４３，２４１は下記のように動
作する。すなわち、基準検出器の出力の立ち上り
で予設定入力がセツトされ、カウンタに所定の値
がセツトされ、立ち下りでクロツクをダウンカウ
ント開始する。カウンタの内容が零になると、ダ
ウンカウンタ２４３，２４１のＺ／Ｄ端子に高レ
ベル信号が発生し、これがTDC信号Ｓ２４３お
よびサンプル・ホールド開始信号Ｓ２４１とな
る。
信号Ｓ２４３およびサンプル・ホールド開始信号
Ｓ２４１を出力する。タイミング演算回路２４
は、ダウンカウンタ２４３，２４１およびピアノ
スイツチ２４４，２４２を有する。スイツチ列
（ピアノスイツチ）２４４，２４２は所定の予設
定入力（JAM入力）のみを高レベルに設定する。
ダウンカウンタ２４３，２４１は下記のように動
作する。すなわち、基準検出器の出力の立ち上り
で予設定入力がセツトされ、カウンタに所定の値
がセツトされ、立ち下りでクロツクをダウンカウ
ント開始する。カウンタの内容が零になると、ダ
ウンカウンタ２４３，２４１のＺ／Ｄ端子に高レ
ベル信号が発生し、これがTDC信号Ｓ２４３お
よびサンプル・ホールド開始信号Ｓ２４１とな
る。
第１図装置における着火時期判定回路３の構成
が第４図に示される。着火時期判定回路３は、サ
ンプル・ホールド回路３１、非反転増幅器３２、
比較回路３３、ゲート回路３４、およびカウンタ
回路３５を有する。サンプル・ホールド回路３１
は、オペアンプ３１３，３１４、アナログスイツ
チ３１５、ホールド用コンデンサ３１１、および
オフセツト調整用可変抵抗３１２を有する。ゲー
ト回路３４は、ワンシヨツトマルチバイブレータ
３４１およびアンド回路３４２を有する。サンプ
ル・ホールド回路３１としては、例えばデイテル
社のモジユールSHMシリーズを用いることがで
きる。
が第４図に示される。着火時期判定回路３は、サ
ンプル・ホールド回路３１、非反転増幅器３２、
比較回路３３、ゲート回路３４、およびカウンタ
回路３５を有する。サンプル・ホールド回路３１
は、オペアンプ３１３，３１４、アナログスイツ
チ３１５、ホールド用コンデンサ３１１、および
オフセツト調整用可変抵抗３１２を有する。ゲー
ト回路３４は、ワンシヨツトマルチバイブレータ
３４１およびアンド回路３４２を有する。サンプ
ル・ホールド回路３１としては、例えばデイテル
社のモジユールSHMシリーズを用いることがで
きる。
着火時期判定回路３の動作が下記に記述され
る。マルチバイブレータ３４１はTDC信号によ
りトリガされ、Ｒ、Ｃの時定数で決定される時間
のみ、出力Ｑは高レベルとなる。比較回路３３と
出力と信号Ｓ３４１のアンドがアンド回路３４２
においてとられ、TDC以後の燃焼による圧力上
昇率のみが比較、検出される（第５図参照）。カ
ウンタ回路３５はTDC信号の立ち上りでリセツ
トされ、立ち下りで計数が開始される。計数の停
止はアンド回路３４２の出力信号により行われ
る。それにより、計数停止時のカウンタ回路３５
の内容が着火時期に相当することになる。
る。マルチバイブレータ３４１はTDC信号によ
りトリガされ、Ｒ、Ｃの時定数で決定される時間
のみ、出力Ｑは高レベルとなる。比較回路３３と
出力と信号Ｓ３４１のアンドがアンド回路３４２
においてとられ、TDC以後の燃焼による圧力上
昇率のみが比較、検出される（第５図参照）。カ
ウンタ回路３５はTDC信号の立ち上りでリセツ
トされ、立ち下りで計数が開始される。計数の停
止はアンド回路３４２の出力信号により行われ
る。それにより、計数停止時のカウンタ回路３５
の内容が着火時期に相当することになる。
第１図装置の各部の信号波形が第５図に示され
る。第５図においては、(1)燃焼圧力PC、(2)圧力
検出力Ｓ１およびサンプル・ホールド回路出力、
(3)ダウンカウンタ２４３の出力Ｓ２４３、(4)ダウ
ンカウンタ２４１の出力Ｓ２４１、(5)比較回路３
３の出力Ｓ３３、(6)ワンシヨツトマルチバイブレ
ータ３４１の出力Ｓ３４１、および、(7)ゲート回
路３４２の出力Ｓ３４２が示される。
る。第５図においては、(1)燃焼圧力PC、(2)圧力
検出力Ｓ１およびサンプル・ホールド回路出力、
(3)ダウンカウンタ２４３の出力Ｓ２４３、(4)ダウ
ンカウンタ２４１の出力Ｓ２４１、(5)比較回路３
３の出力Ｓ３３、(6)ワンシヨツトマルチバイブレ
ータ３４１の出力Ｓ３４１、および、(7)ゲート回
路３４２の出力Ｓ３４２が示される。
このように、第１図装置においては、TDCよ
り前の所定の時点で圧力検出器出力をサンプル・
ホールドし、この値の何倍かの値に圧力検出器出
力が到達すれば、着火時期であると判定し、信号
Ｓ３３を出力する。一方、タイミング検出回路に
て基準クランク角度位置、例えばTDCまたは燃
料噴射開始時点にパルスＳ２４１を出し、カウン
タ回路の計数を開始し、パルスＳ３４２が出力さ
れた場合には着火と判定し、カウンタの表示が着
火遅れに対応する。失火した場合、すなわちパル
スＳ３４２が出力されない場合には、タイミング
検出回路のリセツトパルスを送出する。
り前の所定の時点で圧力検出器出力をサンプル・
ホールドし、この値の何倍かの値に圧力検出器出
力が到達すれば、着火時期であると判定し、信号
Ｓ３３を出力する。一方、タイミング検出回路に
て基準クランク角度位置、例えばTDCまたは燃
料噴射開始時点にパルスＳ２４１を出し、カウン
タ回路の計数を開始し、パルスＳ３４２が出力さ
れた場合には着火と判定し、カウンタの表示が着
火遅れに対応する。失火した場合、すなわちパル
スＳ３４２が出力されない場合には、タイミング
検出回路のリセツトパルスを送出する。
本発明によれば、デイーゼル機関における圧力
変化率検出形の着火時期検出を、比較的簡単な構
成を用いて的確に行うことができる。
変化率検出形の着火時期検出を、比較的簡単な構
成を用いて的確に行うことができる。
第１図は本発明の一実施例としてのデイーゼル
機関用の着火時期検出装置を示す図、第２図は第
１図装置における圧力検出器の構成を示す図、第
３図は第１図装置におけるタイミング検出回路の
構成を示す図、第４図は第１図装置における着火
時期判定回路の構成を示す図、第５図は第１図装
置の各部の信号波形を示す波形図である。 （符号の説明）、１……圧力検出器、２……タ
イミング検出回路、２１１……ロータ、２１２，
２１３……電磁ピツクアツプ、２２……角度位置
検出器、２３……基準位置検出器、２４……タイ
ミング演算回路、３……着火時期判定回路、３１
……サンプル・ホールド回路、３２……非反転増
幅器、３３……比較回路、３４……ゲート回路、
３５……カウンタ回路、４……燃料噴射時期判定
回路、５……燃料噴射ポンプ、６１，６２，６
３，６４……燃料噴射ノズル、Ｅ……デイーゼル
機関。
機関用の着火時期検出装置を示す図、第２図は第
１図装置における圧力検出器の構成を示す図、第
３図は第１図装置におけるタイミング検出回路の
構成を示す図、第４図は第１図装置における着火
時期判定回路の構成を示す図、第５図は第１図装
置の各部の信号波形を示す波形図である。 （符号の説明）、１……圧力検出器、２……タ
イミング検出回路、２１１……ロータ、２１２，
２１３……電磁ピツクアツプ、２２……角度位置
検出器、２３……基準位置検出器、２４……タイ
ミング演算回路、３……着火時期判定回路、３１
……サンプル・ホールド回路、３２……非反転増
幅器、３３……比較回路、３４……ゲート回路、
３５……カウンタ回路、４……燃料噴射時期判定
回路、５……燃料噴射ポンプ、６１，６２，６
３，６４……燃料噴射ノズル、Ｅ……デイーゼル
機関。
Claims (1)
- １ 内燃機関の燃焼圧の変化を検出する圧力検出
器、機関の回転が所定クランク角であることを検
出するタイミング検出回路を有し、前記圧力検出
器の出力信号と前記タイミング検出回路の出力信
号とを受けて着火時期を検出する着火時期検出装
置であつて、爆発行程中の前記圧力検出器の出力
が、圧縮行程中の所定クランク角における前記圧
力検出器の出力の所定倍より大となつた時点を着
火時期であると判定する着火時期判定手段を備え
ることを特徴とするデイーゼル機関用着火時期検
出装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23083A JPS59126076A (ja) | 1983-01-06 | 1983-01-06 | デイ−ゼル機関用着火時期検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23083A JPS59126076A (ja) | 1983-01-06 | 1983-01-06 | デイ−ゼル機関用着火時期検出装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59126076A JPS59126076A (ja) | 1984-07-20 |
| JPH0214552B2 true JPH0214552B2 (ja) | 1990-04-09 |
Family
ID=11468159
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP23083A Granted JPS59126076A (ja) | 1983-01-06 | 1983-01-06 | デイ−ゼル機関用着火時期検出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59126076A (ja) |
-
1983
- 1983-01-06 JP JP23083A patent/JPS59126076A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS59126076A (ja) | 1984-07-20 |
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