JPH073381B2 - 気筒内圧力検出方法 - Google Patents
気筒内圧力検出方法Info
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- JPH073381B2 JPH073381B2 JP60271123A JP27112385A JPH073381B2 JP H073381 B2 JPH073381 B2 JP H073381B2 JP 60271123 A JP60271123 A JP 60271123A JP 27112385 A JP27112385 A JP 27112385A JP H073381 B2 JPH073381 B2 JP H073381B2
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- G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
- G01L23/00—Devices or apparatus for measuring or indicating or recording rapid changes, such as oscillations, in the pressure of steam, gas, or liquid; Indicators for determining work or energy of steam, internal-combustion, or other fluid-pressure engines from the condition of the working fluid
- G01L23/22—Devices or apparatus for measuring or indicating or recording rapid changes, such as oscillations, in the pressure of steam, gas, or liquid; Indicators for determining work or energy of steam, internal-combustion, or other fluid-pressure engines from the condition of the working fluid for detecting or indicating knocks in internal-combustion engines; Units comprising pressure-sensitive members combined with ignitors for firing internal-combustion engines
- G01L23/221—Devices or apparatus for measuring or indicating or recording rapid changes, such as oscillations, in the pressure of steam, gas, or liquid; Indicators for determining work or energy of steam, internal-combustion, or other fluid-pressure engines from the condition of the working fluid for detecting or indicating knocks in internal-combustion engines; Units comprising pressure-sensitive members combined with ignitors for firing internal-combustion engines for detecting or indicating knocks in internal combustion engines
- G01L23/225—Devices or apparatus for measuring or indicating or recording rapid changes, such as oscillations, in the pressure of steam, gas, or liquid; Indicators for determining work or energy of steam, internal-combustion, or other fluid-pressure engines from the condition of the working fluid for detecting or indicating knocks in internal-combustion engines; Units comprising pressure-sensitive members combined with ignitors for firing internal-combustion engines for detecting or indicating knocks in internal combustion engines circuit arrangements therefor
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- 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
- F02P5/00—Advancing or retarding ignition; Control therefor
- F02P5/04—Advancing or retarding ignition; Control therefor automatically, as a function of the working conditions of the engine or vehicle or of the atmospheric conditions
- F02P5/145—Advancing or retarding ignition; Control therefor automatically, as a function of the working conditions of the engine or vehicle or of the atmospheric conditions using electrical means
- F02P5/15—Digital data processing
- F02P5/152—Digital data processing dependent on pinking
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- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
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- G01L23/08—Devices or apparatus for measuring or indicating or recording rapid changes, such as oscillations, in the pressure of steam, gas, or liquid; Indicators for determining work or energy of steam, internal-combustion, or other fluid-pressure engines from the condition of the working fluid operated electrically
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- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
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Description
【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は内燃機関の気筒内圧力のピーク値、更に必要に
応じてそのピーク値発生のクランク角度を検出する方法
に関する。
応じてそのピーク値発生のクランク角度を検出する方法
に関する。
（従来の技術） 従来、気筒内圧力のピーク値を検出する方法には特公昭
59−2796号公報に示される如く、演算増幅器、コンデン
サ等でピーク値検出回路を構成し、圧力センサ出力を加
算して、該回路に入力せしめてピーク値を検出し、該コ
ンデンサを充電せしめて記憶させる手法を用いていた。
59−2796号公報に示される如く、演算増幅器、コンデン
サ等でピーク値検出回路を構成し、圧力センサ出力を加
算して、該回路に入力せしめてピーク値を検出し、該コ
ンデンサを充電せしめて記憶させる手法を用いていた。
又、気筒内圧力のピーク値発生クランク角度、即ち圧力
最大角（以下「θpmax」という）を検出するには、特公
昭58−33394号公報に示される如く、センサ出力を微分
したる後比較する手法に依存していた。
最大角（以下「θpmax」という）を検出するには、特公
昭58−33394号公報に示される如く、センサ出力を微分
したる後比較する手法に依存していた。
（この発明が解決しようとする問題点） 然しながら、かかる従来例はアナログ回路を使用して検
出する手法であるため、検出精度が必ずしも満足出来る
ものではなく、又、追随性においても機関高回転時には
十分とは言い難いものであり、更に、回路構成が複雑に
なると云う欠点があった。
出する手法であるため、検出精度が必ずしも満足出来る
ものではなく、又、追随性においても機関高回転時には
十分とは言い難いものであり、更に、回路構成が複雑に
なると云う欠点があった。
従って、本発明の目的は従来技術の上述の欠点を解消
し、精度及び追随性の向上する気筒内圧力最大値および
最大角の検出方法を提供するものである。
し、精度及び追随性の向上する気筒内圧力最大値および
最大角の検出方法を提供するものである。
（問題点を解決するための手段） 上記の目的を達成するために、本発明に係る方法は第１
図に示す如く気筒内圧力センサ出力をデジタル・サンプ
リングし（ステップ10）、該デジタル・データの変化率
を算出し、該変化率が所定値を超える場合はノッキング
と判定し（ステップ12−16）、該変化率が所定値を超え
ない場合は隣接する該データの間の差を求めて誤差が所
定の範囲内か否か判断し、所定の範囲内と判断されると
き前記データ中の最大値を気筒内圧力最大値として検出
すると共に、前記差が前記所定の範囲外となる時点を求
め、該求めた時点に基づいて気筒内圧力最大角を検出す
る（ステップ18）如く構成した。
図に示す如く気筒内圧力センサ出力をデジタル・サンプ
リングし（ステップ10）、該デジタル・データの変化率
を算出し、該変化率が所定値を超える場合はノッキング
と判定し（ステップ12−16）、該変化率が所定値を超え
ない場合は隣接する該データの間の差を求めて誤差が所
定の範囲内か否か判断し、所定の範囲内と判断されると
き前記データ中の最大値を気筒内圧力最大値として検出
すると共に、前記差が前記所定の範囲外となる時点を求
め、該求めた時点に基づいて気筒内圧力最大角を検出す
る（ステップ18）如く構成した。
（実施例） 以下、本発明の実施例を説明する。
最初に、本方法発明を実現する手段たる装置について第
２図を参照しつつ説明する。
２図を参照しつつ説明する。
内燃機関の燃焼室を臨む位置に配設された気筒内圧力セ
ンサ20の出力は適宜増幅された後ローパス・フィルタ22
に入力される。該フィルタのカット周波数は、予想され
るノッキング周波数よりも高く設定する。従って、高周
波成分を含むセンサ出力は、高速A/Dコンバータ24でデ
ジタル変換され、該デジタル・データは制御ユニット26
に入力される。該ユニットはマイクロ・コンピュータに
より構成し、入出力インタフェース26a、CPU26b、メモ
リ26cおよびクロック26dを備える。該CPUはクロックよ
りのパルスを計数するタイマ・カウンタおよびフラグ・
レジスタを内蔵する。又、クランク角センサ28より所定
クランク角度、TDC等、で同期信号が制御ユニットに送
出される。該ユニットは、かかる情報から点火時期を演
算して点火装置30に出力する。
ンサ20の出力は適宜増幅された後ローパス・フィルタ22
に入力される。該フィルタのカット周波数は、予想され
るノッキング周波数よりも高く設定する。従って、高周
波成分を含むセンサ出力は、高速A/Dコンバータ24でデ
ジタル変換され、該デジタル・データは制御ユニット26
に入力される。該ユニットはマイクロ・コンピュータに
より構成し、入出力インタフェース26a、CPU26b、メモ
リ26cおよびクロック26dを備える。該CPUはクロックよ
りのパルスを計数するタイマ・カウンタおよびフラグ・
レジスタを内蔵する。又、クランク角センサ28より所定
クランク角度、TDC等、で同期信号が制御ユニットに送
出される。該ユニットは、かかる情報から点火時期を演
算して点火装置30に出力する。
第３図（Ａ）（Ｂ）は、本方法に係るデシタル・サンプ
リングの説明図である。
リングの説明図である。
前記ローパス・フィルタを経たセンサ出力は、所定時間
（以下「Tsamp」と称す）ごとにデシタル値に変換され
る。このTsampの値は、機関高回転時をも考慮して、例
えば10−25μｓ程度とする。該デシタル値を、pn−１、
pn…とし、その差をps（＝pn−pn−１）とすると、絶対
変化率αｎは となる。従って、前回の変化率をαｎ−１とすれば、α
ｎとαｎ−１を比較することにより、その波形勾配変化
を識別し得る。
（以下「Tsamp」と称す）ごとにデシタル値に変換され
る。このTsampの値は、機関高回転時をも考慮して、例
えば10−25μｓ程度とする。該デシタル値を、pn−１、
pn…とし、その差をps（＝pn−pn−１）とすると、絶対
変化率αｎは となる。従って、前回の変化率をαｎ−１とすれば、α
ｎとαｎ−１を比較することにより、その波形勾配変化
を識別し得る。
第４図は、本発明に係る方法の実施例を示すフローチャ
ートである。
ートである。
先ず、ステップ40において隣接し合うデシタル・データ
の差を算出する。
の差を算出する。
続いて、ステップ42で前記変化率を算出し、ステップ44
で前回の変化率αｎ−１と比較する。尚、第１回目の検
出に際しては、適当な値をαｎ−１として初期設定し、
第２回目以降の検出の際には前回の変化率をαｎ−１と
する。
で前回の変化率αｎ−１と比較する。尚、第１回目の検
出に際しては、適当な値をαｎ−１として初期設定し、
第２回目以降の検出の際には前回の変化率をαｎ−１と
する。
ステップ44において、今回の変化率αｎが前回（乃至は
初期値）のαｎ−１より所定値以上大きい場合は、波形
急峻性を示すので、ノッキングと判断し（ステップ4
6）、今回の変化率αｎ−１を次回検出用のαｎ−１と
して記憶し（ステップ48）、リターンすると共に別途遅
角補正等ノッキング制御を行う。例えば、第３図（Ａ）
に示す如く、その頂部付近で変化率が急増している場合
は、ノッキングと判断出来る。従って、換言すれば該所
定値はノッキングを判別するに足る値であることを意味
する。
初期値）のαｎ−１より所定値以上大きい場合は、波形
急峻性を示すので、ノッキングと判断し（ステップ4
6）、今回の変化率αｎ−１を次回検出用のαｎ−１と
して記憶し（ステップ48）、リターンすると共に別途遅
角補正等ノッキング制御を行う。例えば、第３図（Ａ）
に示す如く、その頂部付近で変化率が急増している場合
は、ノッキングと判断出来る。従って、換言すれば該所
定値はノッキングを判別するに足る値であることを意味
する。
ステップ44において、その差が所定値以内とされた場
合、続いてステップ50においてpsが零又は負であるか判
断する。波形頂部に達すると、差psは零乃至直ちに負に
なるので、然らざる場合は今回の変化率αｎを次回検出
比較用のαｎ−１として記憶して（前記ステップ48）リ
ターンする。
合、続いてステップ50においてpsが零又は負であるか判
断する。波形頂部に達すると、差psは零乃至直ちに負に
なるので、然らざる場合は今回の変化率αｎを次回検出
比較用のαｎ−１として記憶して（前記ステップ48）リ
ターンする。
ステップ50において肯定されると、この肯定が始めてか
否かパルス・フラグ（PF）を見て判断、即ちデータ最大
値（pnmax）の検出前後か否かを判断し（ステップ5
2）、初めての場合パルス・フラグを立てる（ステップ5
4）と共に、波形頂部に達したことを意味するので、第
３図（Ｂ）に示す如く、データ最大値（pnmax）をもっ
て、ピーク値（Pmax）とみなして近似的に検出する（ス
テップ56）と共に今回のαｎ−１を次回検出比較用のα
ｎ−１として記憶し（前記ステップ43）、ピーク値（Pm
ax）検出後のノッキング判別に備える。尚、近似的な検
出とは云え、前記のTsampを十分小さく設定すれば、略
実際値に等しい値を検出し得る。
否かパルス・フラグ（PF）を見て判断、即ちデータ最大
値（pnmax）の検出前後か否かを判断し（ステップ5
2）、初めての場合パルス・フラグを立てる（ステップ5
4）と共に、波形頂部に達したことを意味するので、第
３図（Ｂ）に示す如く、データ最大値（pnmax）をもっ
て、ピーク値（Pmax）とみなして近似的に検出する（ス
テップ56）と共に今回のαｎ−１を次回検出比較用のα
ｎ−１として記憶し（前記ステップ43）、ピーク値（Pm
ax）検出後のノッキング判別に備える。尚、近似的な検
出とは云え、前記のTsampを十分小さく設定すれば、略
実際値に等しい値を検出し得る。
第５図は、本発明の別の実施例を示し、この場合、ピー
ク値と共に圧力最大角（θpmax）をも検出する。尚、第
６図は、この演算法の説明図である。
ク値と共に圧力最大角（θpmax）をも検出する。尚、第
６図は、この演算法の説明図である。
先ず、ステップ60において、前記クランク角センサ28よ
りTDC信号が到達した時点でCPU内蔵タイマ・カウンタを
スタートさせ、時間計測を開始する。
りTDC信号が到達した時点でCPU内蔵タイマ・カウンタを
スタートさせ、時間計測を開始する。
続いて、ステップ62においてTDC後の第１の所定角度到
達を確認すると、第１実施例と同様変化率を算出して結
果を識別し判断する（ステップ64−70）。所定角度以後
としたのは、検索領域を必要最小限に止めるためであ
る。
達を確認すると、第１実施例と同様変化率を算出して結
果を識別し判断する（ステップ64−70）。所定角度以後
としたのは、検索領域を必要最小限に止めるためであ
る。
続いて、ステップ72において波形頂部に達したか否か判
断し、頂部到達が確認されると、第１実施例同様Pnmax
値をPmax値としてピーク値を検出し（ステップ74）、続
いてps＝０の回数を計数し、計数値Ｎを記憶しておく
（ステップ76）。即ち、第６図に示す如く、Tsampを微
小値に設定すると波形はその頂部においてps＝０が連続
するフラット部となるので、その中間点をもってθpmax
に相当する時点とするためである。
断し、頂部到達が確認されると、第１実施例同様Pnmax
値をPmax値としてピーク値を検出し（ステップ74）、続
いてps＝０の回数を計数し、計数値Ｎを記憶しておく
（ステップ76）。即ち、第６図に示す如く、Tsampを微
小値に設定すると波形はその頂部においてps＝０が連続
するフラット部となるので、その中間点をもってθpmax
に相当する時点とするためである。
即ち、ステップ78において、psが負に転じフラット部が
終わったことを確認した時点で、前記タイマ・カウンタ
をストップして時間計測を停止する（ステップ80）。該
停止時点までの経過時間をTstopとし、θpmaxに相当す
る位置までの経過時間をTpmaxとすると、該Tpmaxは、 Tstop−（（Tsamp×1/2×Ｎ）＋Δｔ） となる。尚、Δｔはフラット部終了を確認するために必
要な遅れ時間である（ステップ82）。
終わったことを確認した時点で、前記タイマ・カウンタ
をストップして時間計測を停止する（ステップ80）。該
停止時点までの経過時間をTstopとし、θpmaxに相当す
る位置までの経過時間をTpmaxとすると、該Tpmaxは、 Tstop−（（Tsamp×1/2×Ｎ）＋Δｔ） となる。尚、Δｔはフラット部終了を確認するために必
要な遅れ時間である（ステップ82）。
従って、Tpmaxに角度変換定数ｋを乗算すれば、θpmax
が求められる（ステップ84）。この定数ｋは、（（機関
回転数rpm）×360（度）/60（秒））で算出出来る。
が求められる（ステップ84）。この定数ｋは、（（機関
回転数rpm）×360（度）/60（秒））で算出出来る。
尚、ステップ70、76、78及び84処理後は、今回の変化率
αｎを次回検出比較用αｎ−１として記憶し（ステップ
86）、第２の所定クランク角度到達まで繰り返す（ステ
ップ88）。
αｎを次回検出比較用αｎ−１として記憶し（ステップ
86）、第２の所定クランク角度到達まで繰り返す（ステ
ップ88）。
又、上記第１及び第２実施例において、高電圧のスイッ
チングを行う点火装置を使用した場合等、圧力センサ出
力にノイズが混入して第７図に示す如き微少に変動し続
ける波形になる恐れもある。その再、psが零乃至負にな
った時点をピーク値をすると、同図（Ｂ）に示す如く頂
部以前の小突起部分p1をピーク値と誤認する恐れがあ
る。従って、前記Psの値に所定の範囲内で不感帯を与え
ることが望ましい。即ち、その所定の範囲内にある限り
同一値とすることによって頂部以前に小突起があっても
誤認することを回避出来る。
チングを行う点火装置を使用した場合等、圧力センサ出
力にノイズが混入して第７図に示す如き微少に変動し続
ける波形になる恐れもある。その再、psが零乃至負にな
った時点をピーク値をすると、同図（Ｂ）に示す如く頂
部以前の小突起部分p1をピーク値と誤認する恐れがあ
る。従って、前記Psの値に所定の範囲内で不感帯を与え
ることが望ましい。即ち、その所定の範囲内にある限り
同一値とすることによって頂部以前に小突起があっても
誤認することを回避出来る。
第８図は、前記不感帯を機関回転数乃至機関負荷と関連
づけて設定した場合を示す。例えば、所定回転数領域に
おいて該不感帯を設ける等した場合を示すものである。
づけて設定した場合を示す。例えば、所定回転数領域に
おいて該不感帯を設ける等した場合を示すものである。
（発明の効果） 本発明は上記の如く構成したことから、A/D変換データ
を大量にメモリすることなく、ノッキングの有無と気筒
内圧力最大値と最大角とを検出することができ、また検
出精度が向上すると共に機関高回転時の追随性も向上す
る利点を備える。
を大量にメモリすることなく、ノッキングの有無と気筒
内圧力最大値と最大角とを検出することができ、また検
出精度が向上すると共に機関高回転時の追随性も向上す
る利点を備える。
第１図は本発明のクレーム対応図、第２図は本発明を実
現する装置のブロック図、第３図は本発明によるデシタ
ル・サンプリングの説明図、第４図は本発明の第１実施
例を示すフロー・チャート、第５図は本発明の第２実施
例を示すフロー・チャート、第６図はその説明図、第７
図及び第８図は不感帯制御を示す説明図である。
現する装置のブロック図、第３図は本発明によるデシタ
ル・サンプリングの説明図、第４図は本発明の第１実施
例を示すフロー・チャート、第５図は本発明の第２実施
例を示すフロー・チャート、第６図はその説明図、第７
図及び第８図は不感帯制御を示す説明図である。
Claims (2)
- 【請求項１】a.気筒内圧力センサ出力をデジタル・サン
プリングし、 b.該デジタル・データの変化率を算出し、該変化率が所
定値を超える場合はノッキングと判定し、 c.該変化率が所定値を超えない場合は隣接する該データ
の間の差を求めて該差が所定の範囲内か否か判断し、所
定の範囲内と判断されるとき前記データ中の最大値を気
筒内圧力最大値として検出すると共に、前記差が前記所
定の範囲外となる時点を求め、該求めた時点に基づいて
気筒内圧力最大角を検出する、 ことを特徴とする気筒内圧力検出方法。 - 【請求項２】前記気筒内圧力最大角は、所定クランク角
位置から、前記差が前記所定の範囲内と判断された後、
前記所定の範囲外となるまでの第１の時間を計測すると
共に、前記差が前記所定の範囲内にある時間を計測して
そのほぼ1/2に相当する第２の時間を求め、該第２の時
間と前記第１の時間の差に相当する第３の時間を求め、
該第３の時間を角度に変換して検出することを特徴とす
る特許請求の範囲第１項記載の気筒内圧力検出方法。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60271123A JPH073381B2 (ja) | 1985-12-02 | 1985-12-02 | 気筒内圧力検出方法 |
| DE19863641114 DE3641114A1 (de) | 1985-12-02 | 1986-12-02 | Verfahren zur zylinderdruckdetektion bei einer brennkraftmaschine |
| GB08628829A GB2184619B (en) | 1985-12-02 | 1986-12-02 | Method of detecting cylinder pressure in internal combustion engine |
| US06/937,172 US4760733A (en) | 1985-12-02 | 1986-12-02 | Method of detecting cylinder pressure in internal combustion engine |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60271123A JPH073381B2 (ja) | 1985-12-02 | 1985-12-02 | 気筒内圧力検出方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62130330A JPS62130330A (ja) | 1987-06-12 |
| JPH073381B2 true JPH073381B2 (ja) | 1995-01-18 |
Family
ID=17495648
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60271123A Expired - Lifetime JPH073381B2 (ja) | 1985-12-02 | 1985-12-02 | 気筒内圧力検出方法 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4760733A (ja) |
| JP (1) | JPH073381B2 (ja) |
| DE (1) | DE3641114A1 (ja) |
Families Citing this family (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6415934U (ja) * | 1987-07-13 | 1989-01-26 | ||
| JP2830011B2 (ja) * | 1989-02-23 | 1998-12-02 | 三菱自動車工業株式会社 | 燃焼制御マップ作成方法 |
| JP2830012B2 (ja) * | 1989-02-23 | 1998-12-02 | 三菱自動車工業株式会社 | 燃焼状態計測方法 |
| JPH0364653A (ja) * | 1989-07-31 | 1991-03-20 | Japan Electron Control Syst Co Ltd | 内燃機関の筒内圧力検出装置 |
| US5386722A (en) * | 1993-03-24 | 1995-02-07 | Ford Motor Company | Method and apparatus for statistically determining knock borderline and evaluating knock intensity in an internal combustion engine |
| US5763769A (en) * | 1995-10-16 | 1998-06-09 | Kluzner; Michael | Fiber optic misfire, knock and LPP detector for internal combustion engines |
| US7255090B2 (en) * | 2005-12-15 | 2007-08-14 | Ford Global Technologies, Llc | Compression ignition engine with pressure-based combustion control |
| JP4840288B2 (ja) * | 2006-11-14 | 2011-12-21 | 株式会社デンソー | 燃料噴射装置及びその調整方法 |
| DE102011089370A1 (de) * | 2011-12-21 | 2013-06-27 | Robert Bosch Gmbh | Verfahren und Vorrichtung zum Betreiben einer Kaltstart-Emissions-Steuerung einer Brennkraftmaschine |
| DE102015106881B4 (de) * | 2015-05-04 | 2016-12-29 | Rofa Laboratory & Process Analyzers | Verfahren zur Bestimmung einer die Klopffestigkeit charakterisierenden Kenngröße eines Kraftstoffs sowie entsprechende Prüfanordnung |
| KR101891477B1 (ko) * | 2018-04-23 | 2018-09-28 | 정균식 | 대형 저속 엔진의 연소분석장치 및 이를 이용한 엔진의 연소상태 판단방법 |
Family Cites Families (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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1986
- 1986-12-02 DE DE19863641114 patent/DE3641114A1/de active Granted
- 1986-12-02 US US06/937,172 patent/US4760733A/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
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|---|---|
| DE3641114C2 (ja) | 1990-05-17 |
| JPS62130330A (ja) | 1987-06-12 |
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