JPS62650A - エンジンの燃焼圧検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明はエンジンの燃焼圧検出装置、特に燃焼圧に基づ
いて所定のエンジン制御を行うために筒内圧センサが備
えられたエンジンの燃焼圧検出装置に関する。

（従　　来　　技　　術） 一般に、エンジンが劣化すると、ピストンリングの摩耗
等により燃焼室のシール性が悪化し、そのため圧縮圧な
いし燃焼圧が低下してエンジンの性能を低下させること
になるが、この劣化が顕著になるとエンジン出力が極度
に低下し、更にはエンジンが始動不能状態に陥るといっ
た事態を招くことになる。このような事態を未然に防止
するには、燃焼室のシール性の悪化を早期に検出して所
要の対策を講じる必要があるが、このシール性の悪化の
検出は、従来においては、整備工場等で専用の装置を用
いて行う以外に適当な方法がなく、そのため上記シール
性の悪化を早期発見することは困難であった。

ところで、本発明は後述するように、エンジンの燃焼室
における筒内圧を検出し、この検出された筒内圧に基づ
いて燃焼室のシール性の悪化ないしエンジンの劣化を判
定するものであるが、このように燃焼室の筒内圧を検出
して所定の制御を行うものとして、例えば特開昭５３−
４１６４８号公報に掲載されたものが存在する。これは
、エンジンの燃焼室における筒内圧のピークと、このピ
ークが生じるクランク角度とを検出し、これらの検出結
果に基づいて点火時期を制御するようにしたものである
。

しかし、上記の場合における筒内圧のピークは、混合気
の着火直後に発生する燃焼圧のピークであり、この燃焼
圧のピーク値は点火プラグの着火性能や燃焼状態等に応
じて異なるものである。そのため、この燃焼圧のピーク
値に基づいて燃焼室のシール性の悪化ないしエンジンの
劣化を検出しようとしても正確な検出は困難である。

（発　　明　　の　　目　　的） 本発明はエンジンにおける燃焼室のシール性の悪化ない
しエンジンの劣化の検出に関する上記のような問題に対
処するもので、エンジンの燃焼室に面して筒内圧センサ
を設け、該センサからの出力値に基づいて点火時期等の
制御を行うようにした構成において、上記筒内圧センサ
を利用して燃焼室のシール状態を検出する。これにより
、専用の装置等を使用することなく、上記シール性の悪
化ないしエンジンの劣化の早期発見を可能とすると共に
、この早期発見によりエンジン性能の極度な低下或はエ
ンジンの始動不能等の不具合を未然に防止することを目
的とする。

〈発　　明　　の　　構　　成） 本発明は上記目的達成のため次のように構成したことを
特徴とする。

即ち、燃焼圧に基づいて点火時期の制御等を行うために
、燃焼室内の圧力を検出する筒内圧センサを備えたエン
ジンの燃焼圧検出装置において、エンジンの運転領域が
低回転低負荷領域にある時に、上記筒内圧センサによっ
て検出された圧縮上死点における圧縮圧に基づいてエン
ジンが劣化しているか否かを判定する判定手段を設ける
。

ところで、上記のようにエンジンの運転領域がアイドル
領域等の低回転低負荷領域にある時には点火時期を圧縮
上死点より遅らせるのが通例であり、そのためこの低回
転低負荷領域においては、燃焼室内に混合気の燃焼に起
因する燃焼圧のピークが生じる前に圧縮圧のピークが生
じ、この圧縮圧のピークが他の運転領域と比較して明瞭
に現われる。そして、上記燃焼圧のピーク値は混合気の
燃焼状態の変化等に応じてバラツキを生じるのに対し、
圧縮圧のピーク値はシール状態等の条件が同一であれば
略一定値となる。そこで、この圧縮圧のピークが明瞭に
現われる上記低回転低負荷領域において圧縮圧のピーク
値の変化を検出すれば、シール性の悪化ないしエンジン
の劣化を判定することが可能となる。

ここで、このエンジンの劣化の判定に際しては、自動車
が走行を開始してから、つまりエンジンの総運転時間が
零の状態から現時点に至るまでの間に検出された圧縮圧
のピーク値のうちの最大値を基準値とし、現時点におけ
るピーク値がこの基準値から予め設定された設定値を減
じた値以下となった時にエンジンが劣化したものと判定
するのがよく、このようにして劣化の判定基準となる値
を個々のエンジンについて設定すれば、エンジン毎の圧
縮圧の特性のバラツキに起因する誤った判定を防止でき
ることになる。

（発　　明　　の　　効　　果） 以上のように本発明によれば、点火時期の制御等を行う
既存の筒内圧センサを利用して、エンジンの運転状態が
少なくともアイドル領域を含む低回転低負荷領域にある
時に、圧縮圧のピーク値を検出し、この検出結果によっ
て燃焼室のシール性の悪化ないしエンジンの劣化を判定
するようにしたので、専用の装置等を用いることなく、
エンジンの劣化を早期に且つ容易に発見することが可能
となり、これによりエンジンが始動不能状態に陥るとい
った事態等を未然に防止することが可能となる。

（実　　施　　例） 以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。

第１図に示すように、エンジン１の燃焼室２は、シリン
ダブロック３に形成されたシリンダ４と、該シリンダ４
内を往復運動するピストン５と、シリンダブロック３の
上方に結合されたシリンダヘッド６とで構成されている
。そして、上記シリンダヘッド６には、吸気ボート７及
び排気ボート８が夫々形成されていると共に、両ボート
７．８の燃焼ｖ２への開口部を開通、遮断する吸気弁９
及び排気弁１０が夫々配設されている。また、このエン
ジン１においては、上記ピストン５にコネクティングロ
ッド１１を介して連結されたクランク軸１２にディスク
１３が固着され、且つ該ディスク１３には、円周方向に
沿って等間隔に配置された複数個のクランク角度検出用
孔１４・・・１４と、これらの孔１４・・・１４の内周
側に配置された単一の基準角度検出用孔１５とが形成さ
れていると共に、上記ディスク１３を挾むようにして、
第１゜第２発光素子１６．１７と第１．第２受光素子１
８．１９とが配設されている。そして、クランク軸１２
つまりディスク１３の回転時に上記第１発光素子１６か
ら照射された光が、上記ディスク１３のクランク角度検
出用孔１４・・・１４を間欠的に通過し、この間欠的に
通過した光が第１受光素子１８に受光されることにより
、一定クランク角度毎に該第１受光素子１８からサンプ
リング用パルス信号ａが出力されるようになっており、
また第２発光素子１７から照射された光は、上記基準角
度検出用孔１５をディスク１３の１回転につき１回通過
し、これが第２受光素子１９に受光されることにより、
該第２受光素子１９からクランク軸１２の１回転毎に基
準パルス信号すが出力されるようになっている。

以上の構成に加えてこのエンジン１には、上記燃焼室２
に面して設けられて該室２の筒内圧を検出する筒内圧セ
ンサ２０が備えられていると共に、このセンサ２０から
の筒内圧信＠Ｃと、図示しない吸気通路に配設されたス
ロットルバルブの開度を検出するスロットル開度センサ
２１からのスロットル開度信号ｄと、上記サンプリング
用パルス信号ａ及び基準パルス信号すとが入力される制
御回路２２が備えられている。この制御回路２２は、上
記基準パルス信号すに基づいてクランク軸１２の基準回
転角度つまり圧縮行程開始時のクランク角（０°）を検
出すると共に、この基準回転角度を通過した時点からの
サンプリング用パルス信号ａの入力回数に基づいて現実
のクランク角を検出する。そして、該制御回路２２は、
この現実のクランク角と上記筒内圧信号Ｃとに基づいて
現実のクランク角に対応する筒内圧を逐一検出すること
により、圧縮行程開始時から膨張行程終了時までの間（
クランク角が０°から３６０°までの範囲）における筒
内圧特性を求め、この筒内圧特性に基づいてイグナイタ
２３に制御信号ｅを出力する。

また、イグナイタ２３は制御信号ｅに応じて点火プラグ
２４に点火信号ｆを出力し、これにより所定の点火時期
の制御が行われるようになっている。

更に、この制御回路２２は、上記基準パルス信号すの周
波数から求められるエンジン回転数とスロットル開度信
号ｄが示すスロットル開度とに基づいてエンジン１の運
転領域がアイドル領域にあるか否かを判定し、アイドル
領域にある時には、上記基準パルス信号ｂ、サンプリン
グ用パルス信号ａ及び筒内圧信号Ｃによって得られる筒
内圧特性に基づいてニシン１が劣化しているか否かを判
定するようになっている。

次に、この制御回路２２の作動を第３図に示すフローチ
ャートに従って説明する。

エンジン１が始動されると、制御回路２２は先ずステッ
プ×１で基準パルス信号（エンジン回転数信号）ｂ及び
スロットル開度信号ｄに基づいてエンジン１の運転領域
がアイドル領域にあるが否かを判定し、アイドル領域に
ある時には、ステップ×２を実行して圧縮圧の最大値Ｐ
１を検出する。

ここで、運転領域がアイドル領域にある場合は、制御回
路２２に入力される基準パルス信号ｂ１サンプリング用
パルス信号ａ及び筒内圧信号Ｃに基づいて得られる筒内
圧曲線は、第２図に符号（イ）で示すように、圧縮上死
点つまりクランク角が１８０゛の近傍でビークＡが生じ
る特性となり、このビークＡにおける圧縮圧が最大値Ｐ
１となる。

このビークＡは、例えば同図に符号（ロ）で示すような
アイドル領Ｉ４（低回転低負荷領域）以外の通常の運転
領域における筒内圧曲線と比較すると明瞭に現れる。つ
まり、通常の運転領域では圧縮圧のビークの発生直後に
より大ぎな燃焼圧のビーりＢが発生するため圧縮圧のピ
ークが消滅してしまうのに対し、アイドル領域では燃焼
圧のピークＡ′が小さいため圧縮圧のピークＡが明瞭に
現れるのである。そして、この圧縮圧のピークＡは燃焼
状態等に拘らず、常に安定した状態で得られるのである
。

このようにして圧縮圧の最大値Ｐ１が検出されると、制
御回路２２はステップ×３でこの最大値Ｐ１が基準値Ｐ
ｏよりも大きいか否かを判定する。

その場合に、この基準値Ｐｏは、自動車が走行を開始し
てから、つまりエンジン１の総運転時間が零の時から現
時点に至るまでの間に検出された圧縮圧の最大値Ｐ１の
うちの最も大きな値である。

そして、例えばならし運転時等の場合には、総走行距離
の増加に伴って圧縮圧の最大値Ｐ１が徐々に大きくなる
のが通例であり、このような場合、つまり今回検出した
最大値Ｐ１の方が基準値ＰＯよりも大きい場合にはステ
ップＸ４を実行してこの最大値Ｐ１を新たな基準値ＰＯ
として設定する。

一方、ならし運転が終了し、燃焼室のシール性の悪化に
起因して圧縮圧の最大値Ｐ１が低下し始め、上記基準値
ＰＯよりも小さい場合或いは両者が等しい場合には、制
御回路２２はステップ×３からステップ×５を実行して
、今回検出した圧縮圧の最大値Ｐ１が上記基準値Ｐｏか
ら予め定められた許容値ＪＰを減じた値よりも小さいか
否かを判定する。そして、その結果、上記圧縮圧の最大
値Ｐ１の方が大きい場合は、別設の動作を行うことなく
制御を継続するが、圧縮圧の最大値Ｐ１が基準値Ｐｏか
ら許容値Ａｐを減じた値より小さくなった場合には、ス
テップＸ６を実行してエンジン１が劣化していると判定
し、所要の措置を講するべきことを指示する。このよう
に、筒内圧曲線に圧縮圧のピークが明瞭に現れるアイド
ル領域において、このピークにおける最大値Ｐ１が所定
値（基準値Ｐｏから所定の許容値を減じた値）よりも低
下しているか否かを判定するという簡単な方法によって
エンジンの劣化の判定が行われるので、従来のように整
備工場等で専用の装置を用いてエンジンの劣化を検出す
るといった面倒な作業が不要となると共に、この劣化の
早期発見が可能となる。そして、このようにエンジンの
劣化が早期発見された時点で所要の措置を講じることに
より、エンジンが始動不能状態に陥る等の事態が未然に
防止されることになる。

尚、第３図のフローチャートにおけるステップＸ１でエ
ンジン１の運転領域がアイドル領域にないことが判定さ
れた場合には、制御回路２２はステップ×１からステッ
プ×７を実行して、所定の点火時期の制御を行う。つま
り、この場合は、上記制御回路２２は例えば第２図に符
号（ロ）で示す曲線における燃焼圧のピークＢが生じる
クランク角を検出し、このクランク角とエンジン１の運
転状態等とに基づいてイグナイタ２３に制御信号ｅを出
力する。そして、イグナイタ２３がこの制御信号ｅに基
づいて点火プラグ２４に点火信号［を出力することによ
り該点火プラグ２４の点火時期が最適時期となるように
制御されるのである。

尚、この実施例においては、エンジンの運転領域がアイ
ドル領域にある場合においてのみ、エンジンの劣化の判
定を８行うようにしたが、第２図に符号（イ）で示す曲
線と同様の曲線が得られるアイドル領域以外の低回転低
負荷領域において、上記と同様のエンジンの劣化の判定
を行うようにしてもよい。

また、この実施例は、本発明をレシプロエンジンに適用
した場合のものであるが、これをロータリエンジンに適
用することもできる。

【図面の簡単な説明】

第１〜３図は本発明の実施例を示すもので、第１図は制
御システム図、第２図はクランク角に対する筒内圧を示
す筒内圧線図、第３図は制御回路の作動を示すフローチ
ャート図である。 １・・・エンジン、２・・・燃焼室、２ｏ・・・筒内圧
センサ、２２・・・判定手段（制御回路）。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）燃焼圧に応じたエンジン制御を行うべく燃焼室内
   の圧力を検出する筒内圧センサが設けられたエンジンの
   燃焼圧検出装置であって、エンジンの運転状態が少なく
   ともアイドル領域を含む低回転低負荷領域にある時に、
   上記筒内圧センサにより検出された圧縮上死点における
   圧縮圧に基づいてエンジンが劣化しているか否かを判定
   する判定手段を設けたことを特徴とするエンジンの燃焼
   圧検出装置。