JP2934799B2 - 多気筒内燃機関の燃焼状態監視装置 - Google Patents
多気筒内燃機関の燃焼状態監視装置Info
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- Ignition Installations For Internal Combustion Engines (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はシリンダ内圧を検出し内
燃機関の失火、ノック等の燃焼異常等を検出する内燃機
関の燃焼状態監視装置に関する。
燃機関の失火、ノック等の燃焼異常等を検出する内燃機
関の燃焼状態監視装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来より、２ストロークエンジン、４ス
トロークエンジンあるいはロータリーエンジン等の内燃
機関のスパークプラグの座金の位置に圧電素子からなる
圧力センサを挿入してスパークプラグを締め付け、シリ
ンダ内圧を検出して失火、ノック等の燃焼状態を検出す
るものがある。従来のこの種の装置には、回路の簡略化
のため、各気筒に配設した圧力センサの出力をまとめて
増幅器（電荷−電圧増幅器）に接続し、その出力を積分
回路、演算判定回路等に接続して失火等の燃焼状態を検
出するものがあった。しかし、それでは燃焼行程中の気
筒の筒内圧力出力に、他の気筒の吸気弁及び排気弁の着
座による高周波出力が重畳してしまう。そこで、入力回
路にフィルタを付加し高周波出力を除去することが行わ
れていた。また、実開昭５９−１５５５３２号公報に
は、爆発行程と圧縮行程とが重ならない気筒毎にまとめ
て圧力センサの出力を入力回路に入力するようにしたも
のが提案されている。
トロークエンジンあるいはロータリーエンジン等の内燃
機関のスパークプラグの座金の位置に圧電素子からなる
圧力センサを挿入してスパークプラグを締め付け、シリ
ンダ内圧を検出して失火、ノック等の燃焼状態を検出す
るものがある。従来のこの種の装置には、回路の簡略化
のため、各気筒に配設した圧力センサの出力をまとめて
増幅器（電荷−電圧増幅器）に接続し、その出力を積分
回路、演算判定回路等に接続して失火等の燃焼状態を検
出するものがあった。しかし、それでは燃焼行程中の気
筒の筒内圧力出力に、他の気筒の吸気弁及び排気弁の着
座による高周波出力が重畳してしまう。そこで、入力回
路にフィルタを付加し高周波出力を除去することが行わ
れていた。また、実開昭５９−１５５５３２号公報に
は、爆発行程と圧縮行程とが重ならない気筒毎にまとめ
て圧力センサの出力を入力回路に入力するようにしたも
のが提案されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、入力回
路にフィルタを付加したものは入力回路が複雑になると
共に、ノックの検出が困難になるという問題点があっ
た。また、単純に爆発行程と圧縮行程とが重ならない気
筒毎にまとめたものでは、吸気弁、排気弁のない２スト
ロークエンジンとかロータリーエンジンを除き、例えば
６気筒の内燃機関に適用した場合、吸気弁着座ノイズが
重畳したり、排気弁着座ノイズが重畳してしまう。たと
えば、図３に示す様に、第１気筒と第５気筒との圧力セ
ンサを接続すると、燃焼状態を監視する上死点前６０度
から上死点後６０度の範囲Ａ１に第５気筒の吸気弁着座
ノイズＣ５が重畳してしまう。一方、図４に示す様に、
第１気筒と第６気筒との圧力センサを接続すると、燃焼
状態を監視する上死点前６０度から上死点後６０度の範
囲Ａ６に第１気筒の排気弁着座ノイズＢ１が重畳してし
まうという問題点があった。本発明は上記の問題点を解
決するためなされたものであり、その目的とするところ
は、幾つかの圧力センサをまとめて１つの入力回路に入
力することにより入力回路の個数を減少させながら吸気
弁着座ノイズや排気弁着座ノイズの重畳を排除し、正確
な圧力変化を検出することができ、信頼性の高い燃焼状
態の判定をすることができる多気筒内燃機関の燃焼状態
監視装置を提供することにある。
路にフィルタを付加したものは入力回路が複雑になると
共に、ノックの検出が困難になるという問題点があっ
た。また、単純に爆発行程と圧縮行程とが重ならない気
筒毎にまとめたものでは、吸気弁、排気弁のない２スト
ロークエンジンとかロータリーエンジンを除き、例えば
６気筒の内燃機関に適用した場合、吸気弁着座ノイズが
重畳したり、排気弁着座ノイズが重畳してしまう。たと
えば、図３に示す様に、第１気筒と第５気筒との圧力セ
ンサを接続すると、燃焼状態を監視する上死点前６０度
から上死点後６０度の範囲Ａ１に第５気筒の吸気弁着座
ノイズＣ５が重畳してしまう。一方、図４に示す様に、
第１気筒と第６気筒との圧力センサを接続すると、燃焼
状態を監視する上死点前６０度から上死点後６０度の範
囲Ａ６に第１気筒の排気弁着座ノイズＢ１が重畳してし
まうという問題点があった。本発明は上記の問題点を解
決するためなされたものであり、その目的とするところ
は、幾つかの圧力センサをまとめて１つの入力回路に入
力することにより入力回路の個数を減少させながら吸気
弁着座ノイズや排気弁着座ノイズの重畳を排除し、正確
な圧力変化を検出することができ、信頼性の高い燃焼状
態の判定をすることができる多気筒内燃機関の燃焼状態
監視装置を提供することにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明では、気筒毎に設けられ各気筒のシリンダ内
圧をその圧力値に応じた電気信号に変換し検出する圧力
センサと、内燃機関のクランク角を検出するクランク角
センサと、前記各気筒毎の圧力センサの出力が接続され
て入力される増幅器と、前記クランク角センサからの信
号に基づき各気筒の上死点前後の所定期間だけ前記増幅
器からの出力信号を通す選択手段とを備えた多気筒内燃
機関の燃焼状態監視装置において、爆発行程が互いにク
ランク角で２４０度離れている気筒の圧力センサの出力
を組合せ、その組合せ出力を前記増幅器に供給するよう
にしたことを特徴とする多気筒内燃機関の燃焼状態監視
装置が提供される。
め、本発明では、気筒毎に設けられ各気筒のシリンダ内
圧をその圧力値に応じた電気信号に変換し検出する圧力
センサと、内燃機関のクランク角を検出するクランク角
センサと、前記各気筒毎の圧力センサの出力が接続され
て入力される増幅器と、前記クランク角センサからの信
号に基づき各気筒の上死点前後の所定期間だけ前記増幅
器からの出力信号を通す選択手段とを備えた多気筒内燃
機関の燃焼状態監視装置において、爆発行程が互いにク
ランク角で２４０度離れている気筒の圧力センサの出力
を組合せ、その組合せ出力を前記増幅器に供給するよう
にしたことを特徴とする多気筒内燃機関の燃焼状態監視
装置が提供される。
【０００５】
【作用】上記の様に構成された多気筒内燃機関の燃焼状
態監視装置では、爆発行程が互いにクランク角で２４０
度離れている３つの気筒の圧力センサの出力が１つの増
幅器に入力される。そして、３つの気筒の吸気弁着座ノ
イズと排気弁着座ノイズは各気筒の上死点近傍から離れ
た位置で発生するため選択手段により排除され出力信号
に重畳しない。
態監視装置では、爆発行程が互いにクランク角で２４０
度離れている３つの気筒の圧力センサの出力が１つの増
幅器に入力される。そして、３つの気筒の吸気弁着座ノ
イズと排気弁着座ノイズは各気筒の上死点近傍から離れ
た位置で発生するため選択手段により排除され出力信号
に重畳しない。
【０００６】
【実施例】本発明の実施例について図面を参照し説明す
る。図１は燃焼状態監視装置を示すブロック図である。
６気筒の内燃機関１の各スパークプラグ２には圧力セン
サ３が取り付けられている。この圧力センサ３はスパー
クプラグ２とシリンダブロックとの間に座金の代わりに
取り付けられる圧電式のセンサであり、各シリンダの内
部圧力に比例した電荷Ｑを発生する。各気筒毎の６つの
圧力センサ３の出力は３つずつ並列に接続されチャージ
アンプ（電荷−電圧増幅器）４に入力される。第１のチ
ャージアンプ４には第１、第２及び第３気筒の圧力セン
サ３が接続され、第２のチャージアンプ４′には第４、
第５及び第６気筒の圧力センサ３が接続される。チャー
ジアンプ４はオペアンプ４１、零点ドリフトを防ぐ帰還
抵抗４２、及び帰還容量４３で構成され、各圧力センサ
３から出力された電荷Ｑを、Ｖ＝Ｑ／Ｃの関係で電圧Ｖ
に変換して増幅する。
る。図１は燃焼状態監視装置を示すブロック図である。
６気筒の内燃機関１の各スパークプラグ２には圧力セン
サ３が取り付けられている。この圧力センサ３はスパー
クプラグ２とシリンダブロックとの間に座金の代わりに
取り付けられる圧電式のセンサであり、各シリンダの内
部圧力に比例した電荷Ｑを発生する。各気筒毎の６つの
圧力センサ３の出力は３つずつ並列に接続されチャージ
アンプ（電荷−電圧増幅器）４に入力される。第１のチ
ャージアンプ４には第１、第２及び第３気筒の圧力セン
サ３が接続され、第２のチャージアンプ４′には第４、
第５及び第６気筒の圧力センサ３が接続される。チャー
ジアンプ４はオペアンプ４１、零点ドリフトを防ぐ帰還
抵抗４２、及び帰還容量４３で構成され、各圧力センサ
３から出力された電荷Ｑを、Ｖ＝Ｑ／Ｃの関係で電圧Ｖ
に変換して増幅する。
【０００７】クランク角センサ５はクランク軸の回転角
を光学的に検出し、その回転角に応じたクランク角信号
Ｋを送出する。チャージアンプ４、４′の出力が入力す
るアナログスイッチ回路６、６′では、クランク角信号
Ｋに基づき、各気筒の燃焼状態における上死点前６０°
から上死点後６０°までの圧力信号を燃焼状態判定回路
７に入力させる。燃焼状態判定回路７はバンドパスフィ
ルタ７１、ノック判定回路７２、表示回路７３からな
る。ノック判定回路７２には速度センサ８１、吸気量セ
ンサ８２等からの信号が入力される。表示回路７３は例
えば６個のＬＥＤを有し、ノック判定回路７２からの信
号及びクランク角信号Ｋに基づいてノックを生じた気筒
に該当するＬＥＤを点灯させる。
を光学的に検出し、その回転角に応じたクランク角信号
Ｋを送出する。チャージアンプ４、４′の出力が入力す
るアナログスイッチ回路６、６′では、クランク角信号
Ｋに基づき、各気筒の燃焼状態における上死点前６０°
から上死点後６０°までの圧力信号を燃焼状態判定回路
７に入力させる。燃焼状態判定回路７はバンドパスフィ
ルタ７１、ノック判定回路７２、表示回路７３からな
る。ノック判定回路７２には速度センサ８１、吸気量セ
ンサ８２等からの信号が入力される。表示回路７３は例
えば６個のＬＥＤを有し、ノック判定回路７２からの信
号及びクランク角信号Ｋに基づいてノックを生じた気筒
に該当するＬＥＤを点灯させる。
【０００８】図２は各気筒の行程と着座ノイズとの関係
を示すタイミングチャートである。６気筒のエンジンで
あるから点火順序は第１、第５、第３、第６、第２、第
４気筒の順序であり各気筒の行程は１２０度クランク角
ずつずれている。燃焼状態を監視するのに必要な区間で
ある圧縮上死点前６０度から圧縮上死点後６０度までの
区間を図中に斜線部Ａ１〜Ａ６で示す。排気弁着座ノイ
ズは各吸気行程の初期に発生し、図中に矢印Ｂ１〜Ｂ６
で示す。また、吸気弁着座ノイズは各圧縮行程の初期に
発生し、図中に矢印Ｃ１〜Ｃ６で示す。そして、行程が
互いに２４０度ずつ離れた３つの気筒、たとえば第１、
第３、第２気筒の信号を組み合わせると丁度１２０度の
間隔で燃焼状態監視区間Ａ１、Ａ３、Ａ２が現れ、その
１２０度の間隔部分に各排気弁着座ノイズＢ１〜Ｂ３と
吸気弁着座ノイズＣ１〜Ｃ３が発生する。燃焼状態監視
区間Ａ１、Ａ３、Ａ２に各ノイズＢ１〜Ｂ３、Ｃ１〜Ｃ
３が重畳しないので正確な燃焼状態の把握が可能にな
る。行程が互いに２４０度ずつ離れた第４、第５、第６
気筒の組合せについても同様のことがいえる。
を示すタイミングチャートである。６気筒のエンジンで
あるから点火順序は第１、第５、第３、第６、第２、第
４気筒の順序であり各気筒の行程は１２０度クランク角
ずつずれている。燃焼状態を監視するのに必要な区間で
ある圧縮上死点前６０度から圧縮上死点後６０度までの
区間を図中に斜線部Ａ１〜Ａ６で示す。排気弁着座ノイ
ズは各吸気行程の初期に発生し、図中に矢印Ｂ１〜Ｂ６
で示す。また、吸気弁着座ノイズは各圧縮行程の初期に
発生し、図中に矢印Ｃ１〜Ｃ６で示す。そして、行程が
互いに２４０度ずつ離れた３つの気筒、たとえば第１、
第３、第２気筒の信号を組み合わせると丁度１２０度の
間隔で燃焼状態監視区間Ａ１、Ａ３、Ａ２が現れ、その
１２０度の間隔部分に各排気弁着座ノイズＢ１〜Ｂ３と
吸気弁着座ノイズＣ１〜Ｃ３が発生する。燃焼状態監視
区間Ａ１、Ａ３、Ａ２に各ノイズＢ１〜Ｂ３、Ｃ１〜Ｃ
３が重畳しないので正確な燃焼状態の把握が可能にな
る。行程が互いに２４０度ずつ離れた第４、第５、第６
気筒の組合せについても同様のことがいえる。
【０００９】前記実施例では６気筒のエンジンを例に説
明したが、３気筒のエンジンでも同様のことが成立する
ことは明らかである。３気筒エンジンの場合は各気筒の
行程が２４０度クランク角ずつずれているので、３つの
気筒の圧力センサの出力を１つにまとめればよい。
明したが、３気筒のエンジンでも同様のことが成立する
ことは明らかである。３気筒エンジンの場合は各気筒の
行程が２４０度クランク角ずつずれているので、３つの
気筒の圧力センサの出力を１つにまとめればよい。
【００１０】前記実施例ではアナログスイッチ回路６に
より上死点の前後を６０°毎の等間隔でシリンダ圧を検
出するようにしたが、これらのクランク角は内燃機関の
気筒数に応じて適当に選択すればよく、また、上死点の
前後で検出角度を変えてもよい。また、任意のクランク
角領域における圧力状態を検出するようにすることもで
きる。
より上死点の前後を６０°毎の等間隔でシリンダ圧を検
出するようにしたが、これらのクランク角は内燃機関の
気筒数に応じて適当に選択すればよく、また、上死点の
前後で検出角度を変えてもよい。また、任意のクランク
角領域における圧力状態を検出するようにすることもで
きる。
【００１１】
【発明の効果】本発明は、上記の構成を有し爆発行程が
互いにクランク角で２４０度離れている気筒の圧力セン
サの出力を組合せ、その組合せ出力を増幅器に供給する
ようにしたものであるから、増幅器の個数が圧力センサ
の個数より少ない構成でもって、吸気弁や排気弁の着座
ノイズが信号に重畳することがなくなり、正確な燃焼状
態の監視が可能になるという優れた効果がある。
互いにクランク角で２４０度離れている気筒の圧力セン
サの出力を組合せ、その組合せ出力を増幅器に供給する
ようにしたものであるから、増幅器の個数が圧力センサ
の個数より少ない構成でもって、吸気弁や排気弁の着座
ノイズが信号に重畳することがなくなり、正確な燃焼状
態の監視が可能になるという優れた効果がある。
【図１】 燃焼状態監視装置を示すブロック図、
【図２】 各気筒の行程と着座ノイズとの関係を示すタ
イミングチャート
イミングチャート
【図３】 タイミングチャート、
【図４】 タイミングチャート。
１．．内燃機関、 ２．．スパークプラグ、 ３．．圧
力センサ、 ４．．チャージアンプ（増幅器）、
５．．クランク角センサ、 ６．．アナログスイッチ回
路（選択手段）、 ７．．燃焼状態判定回路。
力センサ、 ４．．チャージアンプ（増幅器）、
５．．クランク角センサ、 ６．．アナログスイッチ回
路（選択手段）、 ７．．燃焼状態判定回路。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭62−203021（ＪＰ，Ａ) 実開 昭59−155532（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭63−44133（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) F02D 41/00 - 45/00 395
Claims (1)
- 【請求項１】 気筒毎に設けられ各気筒のシリンダ内圧
をその圧力値に応じた電気信号に変換し検出する圧力セ
ンサと、内燃機関のクランク角を検出するクランク角セ
ンサと、前記各気筒毎の圧力センサの出力が接続されて
入力される増幅器と、前記クランク角センサからの信号
に基づき各気筒の上死点前後の所定期間だけ前記増幅器
からの出力信号を通す選択手段とを備えた多気筒内燃機
関の燃焼状態監視装置において、爆発行程が互いにクラ
ンク角で２４０度離れている気筒の圧力センサの出力を
組合せ、その組合せ出力を前記増幅器に供給するように
したことを特徴とする多気筒内燃機関の燃焼状態監視装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13556491A JP2934799B2 (ja) | 1991-05-11 | 1991-05-11 | 多気筒内燃機関の燃焼状態監視装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13556491A JP2934799B2 (ja) | 1991-05-11 | 1991-05-11 | 多気筒内燃機関の燃焼状態監視装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04334745A JPH04334745A (ja) | 1992-11-20 |
| JP2934799B2 true JP2934799B2 (ja) | 1999-08-16 |
Family
ID=15154765
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13556491A Expired - Fee Related JP2934799B2 (ja) | 1991-05-11 | 1991-05-11 | 多気筒内燃機関の燃焼状態監視装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2934799B2 (ja) |
-
1991
- 1991-05-11 JP JP13556491A patent/JP2934799B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04334745A (ja) | 1992-11-20 |
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Legal Events
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