JPH0692771B2 - エンジンの燃焼解析装置 - Google Patents
エンジンの燃焼解析装置Info
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- JPH0692771B2 JPH0692771B2 JP17004385A JP17004385A JPH0692771B2 JP H0692771 B2 JPH0692771 B2 JP H0692771B2 JP 17004385 A JP17004385 A JP 17004385A JP 17004385 A JP17004385 A JP 17004385A JP H0692771 B2 JPH0692771 B2 JP H0692771B2
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- 238000009838 combustion analysis Methods 0.000 claims description 15
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 8
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 7
- 230000020169 heat generation Effects 0.000 description 7
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 4
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- 238000002347 injection Methods 0.000 description 3
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Landscapes
- Electrical Control Of Ignition Timing (AREA)
- Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)
Description
本発明は、エンジンの燃焼室内圧力に基づき燃焼期間を
求め、エンジン制御量を設定するものに関し、詳しく
は、燃焼期間を正しく求めるエンジンの燃焼解析装置に
関する。
求め、エンジン制御量を設定するものに関し、詳しく
は、燃焼期間を正しく求めるエンジンの燃焼解析装置に
関する。
この種のエンジンの燃焼解析装置を第３図に示す機能ブ
ロック図に基づき説明する。 図において、符号１はエンジンのシリンダヘッド等に配
設された筒内圧センサで、燃焼室内圧力を計測する。２
はクランク角センサであり、エンジンの稼働により一定
クランク角毎にパルス信号を発生する。３はチャージア
ンプで、筒内圧センサ１からの信号を燃焼室内圧力に応
じた電圧信号として出力する。10はマイクロコンピュー
タ等からなる制御装置内に構成される燃焼解析装置、11
はA/D変換機能を有する入力装置で、チャージアンプ３
を介する筒内圧センサ１からの電圧信号を、クランク角
センサ２のパルス信号をトリガとして燃焼解析装置10に
取り込む。12はRAM等でなるメモリで、燃焼室内圧力履
歴を記憶する。13はメモリ12に記憶された電圧信号値を
１サイクル毎（各気筒の燃焼行程における所定クランク
角毎）に読み出し、燃焼室内圧力に変換する電圧−物理
量変換手段、14は変換されたクランク角毎の燃焼室内圧
力から図示平均有効圧力Piを算出する図示平均有効圧力
算出手段である。15は燃焼変動率算出手段であり、図示
平均有効圧Piからサイクル毎の燃焼変動率を算出する。
16はサイクル数判定手段、17は熱発生率算出手段、18は
燃焼期間判定手段、19は出力手段である。 動作について説明すると、燃焼解析装置10は、筒内圧セ
ンサ１の信号をチャージアンプ３を介して、クランク角
センサ２からのパルス列信号をトリガとしてサンプリン
グし、入力装置11でA/D変換してメモリ12に入力し、燃
焼室内圧力履歴として記憶する。この記憶された燃焼室
内圧力履歴データから各種計算が行われるが、その一つ
として、電圧−物理量変換手段13からのクランク角毎の
燃焼室内圧力は、図示平均有効圧力算出手段14によっ
て、図示平均有効圧力Piとして算出され、燃焼変動率算
出手段15によってサイクル毎の燃焼変動率が算出されて
出力手段19から燃焼変動率データとして図示しないエン
ジン制御手段に与えられる。 また、他の計算（本発明の対象となる）として、サイク
ル数判定手段16を介して、予め設定されている平均サイ
クル数、例えば、400サイクル分の燃焼室内圧力履歴が
熱発生率算出手段17に与えられ、ここで指圧線図を加算
して平均化し、この平均化された指圧線図からクランク
角に対する熱発生率の変動を求め、熱発生率の積分値を
計算して積分を開始する点を燃焼間始点とし、熱発生率
が100％の値の点を燃焼終了点として、燃焼期間を燃焼
期間判定手段18において判定する。そして、出力手段19
より上記燃焼変動率データと共に燃焼期間データが制御
装置におけるエンジン制御手段に与えられ、エンジン制
御量演算のためのデータとして用いられ、例えば、燃料
噴射量、点火時期等の補正に用いられる。なお、関連技
術として特開昭60−22046号がある。
ロック図に基づき説明する。 図において、符号１はエンジンのシリンダヘッド等に配
設された筒内圧センサで、燃焼室内圧力を計測する。２
はクランク角センサであり、エンジンの稼働により一定
クランク角毎にパルス信号を発生する。３はチャージア
ンプで、筒内圧センサ１からの信号を燃焼室内圧力に応
じた電圧信号として出力する。10はマイクロコンピュー
タ等からなる制御装置内に構成される燃焼解析装置、11
はA/D変換機能を有する入力装置で、チャージアンプ３
を介する筒内圧センサ１からの電圧信号を、クランク角
センサ２のパルス信号をトリガとして燃焼解析装置10に
取り込む。12はRAM等でなるメモリで、燃焼室内圧力履
歴を記憶する。13はメモリ12に記憶された電圧信号値を
１サイクル毎（各気筒の燃焼行程における所定クランク
角毎）に読み出し、燃焼室内圧力に変換する電圧−物理
量変換手段、14は変換されたクランク角毎の燃焼室内圧
力から図示平均有効圧力Piを算出する図示平均有効圧力
算出手段である。15は燃焼変動率算出手段であり、図示
平均有効圧Piからサイクル毎の燃焼変動率を算出する。
16はサイクル数判定手段、17は熱発生率算出手段、18は
燃焼期間判定手段、19は出力手段である。 動作について説明すると、燃焼解析装置10は、筒内圧セ
ンサ１の信号をチャージアンプ３を介して、クランク角
センサ２からのパルス列信号をトリガとしてサンプリン
グし、入力装置11でA/D変換してメモリ12に入力し、燃
焼室内圧力履歴として記憶する。この記憶された燃焼室
内圧力履歴データから各種計算が行われるが、その一つ
として、電圧−物理量変換手段13からのクランク角毎の
燃焼室内圧力は、図示平均有効圧力算出手段14によっ
て、図示平均有効圧力Piとして算出され、燃焼変動率算
出手段15によってサイクル毎の燃焼変動率が算出されて
出力手段19から燃焼変動率データとして図示しないエン
ジン制御手段に与えられる。 また、他の計算（本発明の対象となる）として、サイク
ル数判定手段16を介して、予め設定されている平均サイ
クル数、例えば、400サイクル分の燃焼室内圧力履歴が
熱発生率算出手段17に与えられ、ここで指圧線図を加算
して平均化し、この平均化された指圧線図からクランク
角に対する熱発生率の変動を求め、熱発生率の積分値を
計算して積分を開始する点を燃焼間始点とし、熱発生率
が100％の値の点を燃焼終了点として、燃焼期間を燃焼
期間判定手段18において判定する。そして、出力手段19
より上記燃焼変動率データと共に燃焼期間データが制御
装置におけるエンジン制御手段に与えられ、エンジン制
御量演算のためのデータとして用いられ、例えば、燃料
噴射量、点火時期等の補正に用いられる。なお、関連技
術として特開昭60−22046号がある。
しかしながら、上述のような従来の燃焼解析装置では、
予め設定された平均サイクル数に一義的にサイクル数が
達したとき熱発生率を算出し、燃焼期間を判定するよう
にしているため、燃焼が常に正常な場合には正しく燃焼
期間を判定することができるが、第４図（ａ）に示すよ
うに、点火時期の過進角が行われて失火サイクルが生じ
たときなど、平均サイクルの中に失火サイクルが含まれ
て平均熱発生率が見掛け上小さくなり、第４図（ｂ）の
実線で示すように燃焼期間を実際より短く判定してしま
い、正しい燃焼期間を得られないという課題があった。 本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、失火サイク
ルや部分燃焼サイクルが生じた場合でも、常に正常燃焼
しているサイクルの燃焼期間を正しく判定することが可
能なエンジンの燃焼解析装置を提供することを目的とす
る。
予め設定された平均サイクル数に一義的にサイクル数が
達したとき熱発生率を算出し、燃焼期間を判定するよう
にしているため、燃焼が常に正常な場合には正しく燃焼
期間を判定することができるが、第４図（ａ）に示すよ
うに、点火時期の過進角が行われて失火サイクルが生じ
たときなど、平均サイクルの中に失火サイクルが含まれ
て平均熱発生率が見掛け上小さくなり、第４図（ｂ）の
実線で示すように燃焼期間を実際より短く判定してしま
い、正しい燃焼期間を得られないという課題があった。 本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、失火サイク
ルや部分燃焼サイクルが生じた場合でも、常に正常燃焼
しているサイクルの燃焼期間を正しく判定することが可
能なエンジンの燃焼解析装置を提供することを目的とす
る。
上記目的を達成するため、本発明によるエンジンの燃焼
解析装置は、エンジンの燃焼室内圧力を計側して燃焼期
間を求め、該燃焼期間に基づきエンジン制御量を設定す
るものにおいて、燃焼室内圧力に基づき各サイクル毎の
熱発生率を算出するサイクル毎熱発生率算出手段と、上
記各サイクル毎の熱発生率に基づき、失火サイクルおよ
び部分燃焼サイクルを除外して正常燃焼サイクルのみを
取出す失火部分サイクル除外手段と、上記正常燃焼サイ
クル毎に正常燃焼サイクル数をカウントアップし、予め
設定された平均サイクル数に上記正常燃焼サイクル数が
達したかを判定するサイクル数判定手段と、上記正常燃
焼サイクル数が平均サイクル数に達した場合、上記正常
燃焼サイクルにおける平均熱発生率を算出する平均熱発
生率算出手段と、上記平均熱発生率に基づき燃焼期間を
判定する燃焼期間判定手段とを備えることを特徴とす
る。
解析装置は、エンジンの燃焼室内圧力を計側して燃焼期
間を求め、該燃焼期間に基づきエンジン制御量を設定す
るものにおいて、燃焼室内圧力に基づき各サイクル毎の
熱発生率を算出するサイクル毎熱発生率算出手段と、上
記各サイクル毎の熱発生率に基づき、失火サイクルおよ
び部分燃焼サイクルを除外して正常燃焼サイクルのみを
取出す失火部分サイクル除外手段と、上記正常燃焼サイ
クル毎に正常燃焼サイクル数をカウントアップし、予め
設定された平均サイクル数に上記正常燃焼サイクル数が
達したかを判定するサイクル数判定手段と、上記正常燃
焼サイクル数が平均サイクル数に達した場合、上記正常
燃焼サイクルにおける平均熱発生率を算出する平均熱発
生率算出手段と、上記平均熱発生率に基づき燃焼期間を
判定する燃焼期間判定手段とを備えることを特徴とす
る。
本発明によるエンジンの燃焼解析装置では、燃焼室内圧
力に基づき各サイクル毎の熱発生率が算出され、この各
サイクル毎の熱発生率に基づき、失火サイクルおよび部
分燃焼サイクルを除外して正常燃焼サイクルのみが取出
される。そして、正常燃焼サイクル毎に正常燃焼サイク
ル数がカウントアップされ、予め設定された平均サイク
ル数に達すると、正常燃焼サイクルにおける平均熱発生
率が算出されて、この平均熱発生率に基づき燃焼期間が
判定される。
力に基づき各サイクル毎の熱発生率が算出され、この各
サイクル毎の熱発生率に基づき、失火サイクルおよび部
分燃焼サイクルを除外して正常燃焼サイクルのみが取出
される。そして、正常燃焼サイクル毎に正常燃焼サイク
ル数がカウントアップされ、予め設定された平均サイク
ル数に達すると、正常燃焼サイクルにおける平均熱発生
率が算出されて、この平均熱発生率に基づき燃焼期間が
判定される。
以下、本発明の一実施例を図面に基づき具体的に説明す
る。 第１図は本発明の一実施例を示す機能ブロック図であ
り、図において、第３図の従来装置と同一の機能をなす
同一の構成品および手段は同一符号を付して説明を省略
する。 符号30は、マイクロコンピュータからなる制御装置内に
構成される燃焼解析装置手段であり、サイクル毎熱発生
率算出手段31は、燃焼室内圧力に基づきサイクル毎の熱
発生率を算出する。サイクル毎の熱発生率に基づき失火
部分サイクル除外手段32は、熱発生のない失火サイク
ル、及び熱発生の著しく少ない部分燃焼サイクルを除外
して正常燃焼サイクルのみを取出し、サイクル数判定手
段33へ与える。 サイクル数判定手段33には、予め設定されたサイクル
数、例えば400サイクル分の指圧線図（すなわちクラン
ク角と熱発生率との関係図）を加算して平均化するため
の、平均サイクル数が設定されており、正常燃焼サイク
ル数をカウントアップして正常燃焼サイクル数が平均サ
イクル数に達したかを判定する。正常燃焼サイクル数が
平均サイクル数に達すると、平均熱発生率算出手段34
は、平均サイクル、すなわち正常燃焼における平均熱発
生率を算出し、平均熱発生率の積分値を計算する。 判定手段18は、積分を開始する点を燃焼間始点とし、熱
発生率が100％の値に移行した点を燃焼終了点として、
燃焼期間を判定し、燃焼期間データを出力手段19を介し
て図示しないエンジン制御手段へ与える。 次に、第２図のフローチャートに基づき燃焼解析装置手
段30の制御手順を説明する。 チャージアンプ３を介する筒内圧センサ１からの電圧信
号が、クランク角センサ２のパルス列信号をトリガとし
て燃焼解析装置手段30に取り込まれ、ステップS1で、サ
イクル毎の燃焼室内圧力に基づき、サイクル毎の熱発生
率が算出される。そして、ステップS2では熱発生率に基
づき、熱発生のない失火サイクルかを判断して、失火サ
イクルの場合にはステップS5へジャンプし、失火サイク
ル以外の場合にはステップS3へ進む。ステップS3では熱
発生の極端に少ない部分燃焼サイクルかを判断して、部
分燃焼サイクルの場合には同様にステップS5へジャンプ
する。一方、上記ステップS3において正常燃焼サイクル
と判断された場合にはステップS4へ進み、正常燃焼サイ
クル数をカウントアップする。 そして、ステップS5で、正常燃焼サイクル数が予め設定
された平均サイクル数（例えば、400サイクル）に達し
たかが判断されて、平均サイクル数に達していない場合
にはステップS1に戻り、平均サイクル数に達した場合に
はステップS6へ進む。 ステップS6では、平均サイクル数、すなわち正常燃焼に
おける熱発生率の平均化処理を行い、ステップS7で、平
均熱発生率を求め、平均熱発生率の積分値を計算し、積
分開始点を燃焼開始点とし、熱発生率が100％の値に移
行した点を燃焼終了点としで燃焼期間を判定する。 そして、この燃焼期間のデータは、燃焼変動率ととも
に、エンジン制御量の演算に用いられ、例えば、燃料噴
射量、点火時期等の補正に用いられるのである。 このように、失火サイクルおよび部分燃焼サイクルを除
外して、正常燃焼サイクルのみによって燃焼期間を判定
するので、燃焼期間の判定を正しく行うことができ、こ
の燃焼期間を用いて設定されるエンジン制御量、例え
ば、燃料噴射量、点火時期等の補正をエンジンにおける
実際の燃焼状態に応じて適正に行うことができる。 なお、本発明によるエンジンの燃焼解析装置は、マイク
ロコンピュータ等からなるエンジン制御装置に組込むこ
とに限らず、制御装置と別体として専用のマイクロコン
ピユータを用いるようにしてもよい。
る。 第１図は本発明の一実施例を示す機能ブロック図であ
り、図において、第３図の従来装置と同一の機能をなす
同一の構成品および手段は同一符号を付して説明を省略
する。 符号30は、マイクロコンピュータからなる制御装置内に
構成される燃焼解析装置手段であり、サイクル毎熱発生
率算出手段31は、燃焼室内圧力に基づきサイクル毎の熱
発生率を算出する。サイクル毎の熱発生率に基づき失火
部分サイクル除外手段32は、熱発生のない失火サイク
ル、及び熱発生の著しく少ない部分燃焼サイクルを除外
して正常燃焼サイクルのみを取出し、サイクル数判定手
段33へ与える。 サイクル数判定手段33には、予め設定されたサイクル
数、例えば400サイクル分の指圧線図（すなわちクラン
ク角と熱発生率との関係図）を加算して平均化するため
の、平均サイクル数が設定されており、正常燃焼サイク
ル数をカウントアップして正常燃焼サイクル数が平均サ
イクル数に達したかを判定する。正常燃焼サイクル数が
平均サイクル数に達すると、平均熱発生率算出手段34
は、平均サイクル、すなわち正常燃焼における平均熱発
生率を算出し、平均熱発生率の積分値を計算する。 判定手段18は、積分を開始する点を燃焼間始点とし、熱
発生率が100％の値に移行した点を燃焼終了点として、
燃焼期間を判定し、燃焼期間データを出力手段19を介し
て図示しないエンジン制御手段へ与える。 次に、第２図のフローチャートに基づき燃焼解析装置手
段30の制御手順を説明する。 チャージアンプ３を介する筒内圧センサ１からの電圧信
号が、クランク角センサ２のパルス列信号をトリガとし
て燃焼解析装置手段30に取り込まれ、ステップS1で、サ
イクル毎の燃焼室内圧力に基づき、サイクル毎の熱発生
率が算出される。そして、ステップS2では熱発生率に基
づき、熱発生のない失火サイクルかを判断して、失火サ
イクルの場合にはステップS5へジャンプし、失火サイク
ル以外の場合にはステップS3へ進む。ステップS3では熱
発生の極端に少ない部分燃焼サイクルかを判断して、部
分燃焼サイクルの場合には同様にステップS5へジャンプ
する。一方、上記ステップS3において正常燃焼サイクル
と判断された場合にはステップS4へ進み、正常燃焼サイ
クル数をカウントアップする。 そして、ステップS5で、正常燃焼サイクル数が予め設定
された平均サイクル数（例えば、400サイクル）に達し
たかが判断されて、平均サイクル数に達していない場合
にはステップS1に戻り、平均サイクル数に達した場合に
はステップS6へ進む。 ステップS6では、平均サイクル数、すなわち正常燃焼に
おける熱発生率の平均化処理を行い、ステップS7で、平
均熱発生率を求め、平均熱発生率の積分値を計算し、積
分開始点を燃焼開始点とし、熱発生率が100％の値に移
行した点を燃焼終了点としで燃焼期間を判定する。 そして、この燃焼期間のデータは、燃焼変動率ととも
に、エンジン制御量の演算に用いられ、例えば、燃料噴
射量、点火時期等の補正に用いられるのである。 このように、失火サイクルおよび部分燃焼サイクルを除
外して、正常燃焼サイクルのみによって燃焼期間を判定
するので、燃焼期間の判定を正しく行うことができ、こ
の燃焼期間を用いて設定されるエンジン制御量、例え
ば、燃料噴射量、点火時期等の補正をエンジンにおける
実際の燃焼状態に応じて適正に行うことができる。 なお、本発明によるエンジンの燃焼解析装置は、マイク
ロコンピュータ等からなるエンジン制御装置に組込むこ
とに限らず、制御装置と別体として専用のマイクロコン
ピユータを用いるようにしてもよい。
本発明は、以上詳述したように、失火あるいは部分燃焼
サイクルが発生したときには、そのサイクルを除外して
正常燃焼サイクルのみにより、燃焼期間が判定されるの
で、失火や部分燃焼のサイクル発生時においても、正常
燃焼しているサイクルの燃焼期間を正しく求めることが
でき、この燃焼期間を用いて設定されるエンジン制御量
も最適かつ安定したものとすることができる。
サイクルが発生したときには、そのサイクルを除外して
正常燃焼サイクルのみにより、燃焼期間が判定されるの
で、失火や部分燃焼のサイクル発生時においても、正常
燃焼しているサイクルの燃焼期間を正しく求めることが
でき、この燃焼期間を用いて設定されるエンジン制御量
も最適かつ安定したものとすることができる。
第１図は本発明の一実施例を示す機能ブロック図、 第２図は燃焼解析装置における制御手順の一例を示すフ
ローチャート、 第３図は従来装置の機能ブロック図、 第４図は失火サイクルが生じた時の燃焼期間の誤判定を
説明する図である。 31……サイクル毎熱発生率算出手段、 32……失火部分サイクル除外手段、 33……サイクル数判定手段、 34……平均熱発生率算出手段、 35……燃焼期間判定手段。
ローチャート、 第３図は従来装置の機能ブロック図、 第４図は失火サイクルが生じた時の燃焼期間の誤判定を
説明する図である。 31……サイクル毎熱発生率算出手段、 32……失火部分サイクル除外手段、 33……サイクル数判定手段、 34……平均熱発生率算出手段、 35……燃焼期間判定手段。
Claims (1)
- 【請求項１】エンジンの燃焼室内圧力を計測して燃焼期
間を求め、該燃焼期間に基づきエンジン制御量を設定す
るものにおいて、 燃焼室内圧力に基づき各サイクル毎の熱発生率を算出す
るサイクル毎熱発生率算出手段と、 上記各サイクル毎の熱発生率に基づき、失火サイクルお
よび部分燃焼サイクルを除外して正常燃焼サイクルのみ
を取出す失火部分サイクル除外手段と、 上記正常燃焼サイクル毎に正常燃焼サイクル数をカウン
トアップし、予め設定された平均サイクル数に上記正常
燃焼サイクル数が達したかを判定するサイクル数判定手
段と、 上記正常燃焼サイクル数が平均サイクル数に達した場
合、上記正常燃焼サイクルにおける平均熱発生率を算出
する平均熱発生率算出手段と、 上記平均熱発生率に基づき燃焼期間を判定する燃焼期間
判定手段とを備えることを特徴とするエンジンの燃焼解
析装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17004385A JPH0692771B2 (ja) | 1985-07-31 | 1985-07-31 | エンジンの燃焼解析装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17004385A JPH0692771B2 (ja) | 1985-07-31 | 1985-07-31 | エンジンの燃焼解析装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6229748A JPS6229748A (ja) | 1987-02-07 |
| JPH0692771B2 true JPH0692771B2 (ja) | 1994-11-16 |
Family
ID=15897550
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17004385A Expired - Lifetime JPH0692771B2 (ja) | 1985-07-31 | 1985-07-31 | エンジンの燃焼解析装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0692771B2 (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH04109062A (ja) * | 1990-08-28 | 1992-04-10 | Hitachi Ltd | 内燃機関の異常燃焼検出装置および内燃機関のトルク制御装置 |
| JP2004263680A (ja) * | 2003-03-04 | 2004-09-24 | Denso Corp | エンジン失火領域推定方法及びエンジン制御パラメータ適合方法並びにエンジン失火領域推定装置及びエンジン制御パラメータ適合装置 |
| US7133761B2 (en) * | 2003-06-30 | 2006-11-07 | Westport Research Inc. | Method and apparatus for controlling an internal combustion engine using accelerometers |
| EP3669060B1 (en) * | 2017-08-18 | 2021-10-27 | Wärtsilä Finland Oy | A method of controlling combustion of fuel in a multi-cylinder internal combustion engine and a computer control system configured to control combustion process in a multi-cylinder internal combustion piston engine |
| CN116228015B (zh) * | 2023-02-21 | 2025-12-12 | 北京理工大学 | 一种直线内燃发电系统燃烧放热分析方法及系统 |
-
1985
- 1985-07-31 JP JP17004385A patent/JPH0692771B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6229748A (ja) | 1987-02-07 |
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