JPH0733809B2 - 内燃機関の出力変動測定方法 - Google Patents
内燃機関の出力変動測定方法Info
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- JPH0733809B2 JPH0733809B2 JP59133504A JP13350484A JPH0733809B2 JP H0733809 B2 JPH0733809 B2 JP H0733809B2 JP 59133504 A JP59133504 A JP 59133504A JP 13350484 A JP13350484 A JP 13350484A JP H0733809 B2 JPH0733809 B2 JP H0733809B2
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- combustion engine
- cylinder
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- G01—MEASURING; TESTING
- G01M—TESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01M15/00—Testing of engines
- G01M15/04—Testing internal-combustion engines
- G01M15/042—Testing internal-combustion engines by monitoring a single specific parameter not covered by groups G01M15/06 - G01M15/12
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-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
- F02D2200/00—Input parameters for engine control
- F02D2200/02—Input parameters for engine control the parameters being related to the engine
- F02D2200/10—Parameters related to the engine output, e.g. engine torque or engine speed
- F02D2200/1015—Engines misfires
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)
- Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔技術分野〕 本発明は内燃機関の出力変動を測定する方法に関するも
のである。
のである。
近年、排気公害防止あるいは省エエルギーの対策とし
て、エンジンの点火時期や空燃比を最適に調整するため
の努力がされているが、点火時期や空燃比の適否を検出
する一手段としてエンジンの出力変動を測定することが
行われている。
て、エンジンの点火時期や空燃比を最適に調整するため
の努力がされているが、点火時期や空燃比の適否を検出
する一手段としてエンジンの出力変動を測定することが
行われている。
この出力変動測定の従来方法としては、特開昭51−1041
06号、特開昭53−65531号公報、特開昭57−106834号等
に記載の方法が知られている。これら従来の方法はいず
れもクランクシャフト1回転に要する時間Tiを時系列的
に測定し、その各1回転の平均回転数を逐次に比較し、
内燃機関の変動を求めようとするものである。
06号、特開昭53−65531号公報、特開昭57−106834号等
に記載の方法が知られている。これら従来の方法はいず
れもクランクシャフト1回転に要する時間Tiを時系列的
に測定し、その各1回転の平均回転数を逐次に比較し、
内燃機関の変動を求めようとするものである。
一方、実車における機関の回転数は、舗装路か悪路かの
路面状態の違いによっても影響を受ける。第1図は車両
を一定速度で走行させ、クランクシャフトの30℃Aの回
転間隔で測定した回転数の変動波形を示したものであ
り、それぞれ(1)は台上の場合、(2)は舗装路の場
合、(3)は悪路の場合の波形である。ここに1回転は
360℃Aに相当し、空燃比A/Fは14.5に選ばれている。こ
の第1図からも明らかなように、車両が一定速度で走行
しているにもかかわらず、悪路の場合は路面の凹凸によ
り回転数が大きく変化する。
路面状態の違いによっても影響を受ける。第1図は車両
を一定速度で走行させ、クランクシャフトの30℃Aの回
転間隔で測定した回転数の変動波形を示したものであ
り、それぞれ(1)は台上の場合、(2)は舗装路の場
合、(3)は悪路の場合の波形である。ここに1回転は
360℃Aに相当し、空燃比A/Fは14.5に選ばれている。こ
の第1図からも明らかなように、車両が一定速度で走行
しているにもかかわらず、悪路の場合は路面の凹凸によ
り回転数が大きく変化する。
このようにクランクシャフト1回転に要する時間Tiで測
定した平均回転数は、エンジンの出力変動以外に路面の
凹凸によるエンジンの負荷変動によっても大きく影響さ
れる。したがって、クランクシャフト1回転に要する時
間Tiから1回転ごとの平均回転数を測定して回転数変
動、すなわち出力変動を測定する従来方式では出力変動
を厳密に検出することが困難であるという問題点があ
る。
定した平均回転数は、エンジンの出力変動以外に路面の
凹凸によるエンジンの負荷変動によっても大きく影響さ
れる。したがって、クランクシャフト1回転に要する時
間Tiから1回転ごとの平均回転数を測定して回転数変
動、すなわち出力変動を測定する従来方式では出力変動
を厳密に検出することが困難であるという問題点があ
る。
本発明の目的は、実車走行時において、路面状態の影響
を受けずに、また負荷変動やアクセルペダルの操作すな
わち過渡状態においても影響されることなく、内燃機関
の定常状態、過渡状態のいずれの出力変動をも正確に測
定できるようにすることにある。
を受けずに、また負荷変動やアクセルペダルの操作すな
わち過渡状態においても影響されることなく、内燃機関
の定常状態、過渡状態のいずれの出力変動をも正確に測
定できるようにすることにある。
本発明においては、気筒の各爆発行程にともなってあら
われる周期的、脈動的な機関回転速度の変動に着目し、
前記気筒の1爆発行程内の少なくとも2点で内燃機関の
回転速度を検出し、その回転速度の2乗値の差により前
記1爆発行程内における前記機関の回転速度変化量を求
め、逐次求められた回転速度変化量を演算処理し、該演
算処理の結果を用いて前記機関の回転変動量を検出する
内燃機関の出力変動測定方法が提供される。
われる周期的、脈動的な機関回転速度の変動に着目し、
前記気筒の1爆発行程内の少なくとも2点で内燃機関の
回転速度を検出し、その回転速度の2乗値の差により前
記1爆発行程内における前記機関の回転速度変化量を求
め、逐次求められた回転速度変化量を演算処理し、該演
算処理の結果を用いて前記機関の回転変動量を検出する
内燃機関の出力変動測定方法が提供される。
以下図面に基づいて本発明の実施例について説明する。
本発明は、本発明者の得た下記の知見に基づいている。
すなわち、第2図に4サイクル、4気筒エンジンの回転
数の経時変化が示される。各気筒は第1,第3,第4,第2気
筒の順に爆発行程を繰り返しており、第2図中、I,II,I
II,IVはそれぞれ第1,第2,第3,第4気筒の爆発行程にお
ける回転数変化であることを示す。S(TDC)は上死点
信号をあらわし、S′はクランクシャフトの30℃Aの回
転ごとに出力される回転周期信号をあらわす。Nn
(1),Nm(1),Nn(2),Nm(2)はそれぞれ所定の
気筒(この場合は第1気筒)の所定のクランクシャフト
回転角における平均回転数をあらわし、Nn(1)等の添
字のnはTDC後の30℃Aから60℃Aまでの平均回転数で
あることを、またNm(1)等のmはTDC後の90℃Aから1
20℃Aまでの平均回転数であることをあらわし、さらに
Nn(1),Nn(2)等の(1),(2),(3)の数字
は、それぞれ所定の気筒の第1回目、第2回目の爆発行
程における平均回転数であることをあらわす。
数の経時変化が示される。各気筒は第1,第3,第4,第2気
筒の順に爆発行程を繰り返しており、第2図中、I,II,I
II,IVはそれぞれ第1,第2,第3,第4気筒の爆発行程にお
ける回転数変化であることを示す。S(TDC)は上死点
信号をあらわし、S′はクランクシャフトの30℃Aの回
転ごとに出力される回転周期信号をあらわす。Nn
(1),Nm(1),Nn(2),Nm(2)はそれぞれ所定の
気筒(この場合は第1気筒)の所定のクランクシャフト
回転角における平均回転数をあらわし、Nn(1)等の添
字のnはTDC後の30℃Aから60℃Aまでの平均回転数で
あることを、またNm(1)等のmはTDC後の90℃Aから1
20℃Aまでの平均回転数であることをあらわし、さらに
Nn(1),Nn(2)等の(1),(2),(3)の数字
は、それぞれ所定の気筒の第1回目、第2回目の爆発行
程における平均回転数であることをあらわす。
このようにエンジンの回転数変化をミクロ的に観察する
と、エンジンの回転数変化はアクセル操作や上記負荷作
動に起因する比較的周期の長い回転数変化に、各気筒の
爆発行程で生じる短い周期の脈動的な回転変化が重畳し
ている。
と、エンジンの回転数変化はアクセル操作や上記負荷作
動に起因する比較的周期の長い回転数変化に、各気筒の
爆発行程で生じる短い周期の脈動的な回転変化が重畳し
ている。
この内燃機関の爆発行程にあらわれる上記脈動的回転数
を用いて、所定の気筒の爆発行程における所定タイミン
グでの回転数変化量ΔNを次式、 ΔN=Nm2−Nn2 で求める。この回転速度変化量ΔNと平均有効圧力Piと
の関係を第3図,第4図に示す。第3図,第4図におい
て、横軸は平均有効圧力Pi〔kg/cm2〕を、縦軸は回転速
度変化量ΔN〔rpm〕をあらわし、第3図は1000rpmの場
合、第4図は1500rpmの場合である。第5図は上記第3
図,第4図,及び上記以外の回転数における回転速度変
化量ΔNと平均有効圧力Piとの関係を全て示したもので
ある。第5図からわかるように、ΔNは回転数によら
ず、PiとΔNは同じ傾きであり、ΔNでもって常に正常
にPiを推定することができる。
を用いて、所定の気筒の爆発行程における所定タイミン
グでの回転数変化量ΔNを次式、 ΔN=Nm2−Nn2 で求める。この回転速度変化量ΔNと平均有効圧力Piと
の関係を第3図,第4図に示す。第3図,第4図におい
て、横軸は平均有効圧力Pi〔kg/cm2〕を、縦軸は回転速
度変化量ΔN〔rpm〕をあらわし、第3図は1000rpmの場
合、第4図は1500rpmの場合である。第5図は上記第3
図,第4図,及び上記以外の回転数における回転速度変
化量ΔNと平均有効圧力Piとの関係を全て示したもので
ある。第5図からわかるように、ΔNは回転数によら
ず、PiとΔNは同じ傾きであり、ΔNでもって常に正常
にPiを推定することができる。
平均有効圧力Piの標準偏差σ(ΔN)の関係を第6図,
第7図に示す。第6図において横軸は空燃比A/Fを、左
側縦軸(白丸印)は平均有効圧力Piの標準偏差σ(Pi)
〔kg/cm2〕を、右側縦軸(黒四角印)は回転速度変化量
ΔNの標準偏差σ(ΔN)〔rpm〕をあらわす。第6図
においては回転数を1000rpm、トルクを4kg・mとしてい
る。第7図において横軸はσ(Pi)〔kg/cm2〕を、縦軸
はσ(ΔN)〔rpm〕をあらわす。
第7図に示す。第6図において横軸は空燃比A/Fを、左
側縦軸(白丸印)は平均有効圧力Piの標準偏差σ(Pi)
〔kg/cm2〕を、右側縦軸(黒四角印)は回転速度変化量
ΔNの標準偏差σ(ΔN)〔rpm〕をあらわす。第6図
においては回転数を1000rpm、トルクを4kg・mとしてい
る。第7図において横軸はσ(Pi)〔kg/cm2〕を、縦軸
はσ(ΔN)〔rpm〕をあらわす。
第3図ないし第7図に示すように、内燃機関の爆発行程
にあらわれる上記脈動的な回転数を用いれば、内燃機関
の出力をかなり精度よく検出できる。
にあらわれる上記脈動的な回転数を用いれば、内燃機関
の出力をかなり精度よく検出できる。
次に、上記内燃機関の爆発行程にあらわれる脈動的回転
数を用い、各爆発行程での回転速度変化量ΔN1,ΔN2を
それぞれ、 ΔN1=Nm(1)2−Nn(1)2 ΔN2=Nm(2)2−Nm(2)2 で求める。これらの値は第3図,第4図に示すように内
燃機関の燃焼に対応した値である。
数を用い、各爆発行程での回転速度変化量ΔN1,ΔN2を
それぞれ、 ΔN1=Nm(1)2−Nn(1)2 ΔN2=Nm(2)2−Nm(2)2 で求める。これらの値は第3図,第4図に示すように内
燃機関の燃焼に対応した値である。
さらにこれら変化量の差分である回転数変動成分を、 ΔN12=ΔN1−ΔN2 =(Nm(1)2−Nn(1)2) −(Nm(2)2−Nn(2)2) と計算して、これにより燃焼変動を検出する。ΔN1,N2
は燃焼に対応した値であり、その関係は第5図に示すよ
うに回転数が変化しても、ΔNとPiは同じ傾きを持った
関係である。このため内燃機関の過渡状態においても正
確な出力変動を行なうことができる。
は燃焼に対応した値であり、その関係は第5図に示すよ
うに回転数が変化しても、ΔNとPiは同じ傾きを持った
関係である。このため内燃機関の過渡状態においても正
確な出力変動を行なうことができる。
第8図,第9図は路面状態を変えたときの従来方法で求
めたΔ(ΔN)と爆発行程時での脈動変化量の差から計
算したΔ(ΔN)を示したものであり、第8図は従来方
法の場合、第9図は爆発行程時での脈動変化量の差から
計算する本発明における方法の場合をあらわす。第8
図,第9図において(1)は台上の場合を、(2)は悪
路の場合をあらわす。
めたΔ(ΔN)と爆発行程時での脈動変化量の差から計
算したΔ(ΔN)を示したものであり、第8図は従来方
法の場合、第9図は爆発行程時での脈動変化量の差から
計算する本発明における方法の場合をあらわす。第8
図,第9図において(1)は台上の場合を、(2)は悪
路の場合をあらわす。
第8図に示すように、クランクシャフト1回転に要する
時間Tiを時系列的に測定し、その値から求めた回転数を
逐次比較して内燃機関の回転数変動すなわち燃焼変動を
求める従来方式は路面状態の影響を大きく受ける。これ
に対し、第9図に示すように、内燃機関の爆発行程にあ
らわれる脈動的な回転数変化量を求め、所定気筒におけ
る相続く爆発行程での前記回転数変化量を逐次に比較し
て燃焼変動を求めた本方式では路面の影響がごく小さい
ことが明らかである。すなわち、これは各爆発行程での
脈動変化量は極めて短時間において測定されるものであ
って、その間におけるアクセル操作ないしエンジン負荷
変動による回転数変化量はほとんど無視し得るからであ
り、これにより路面状態に影響されない出力測定が可能
であることが明らかとなる。
時間Tiを時系列的に測定し、その値から求めた回転数を
逐次比較して内燃機関の回転数変動すなわち燃焼変動を
求める従来方式は路面状態の影響を大きく受ける。これ
に対し、第9図に示すように、内燃機関の爆発行程にあ
らわれる脈動的な回転数変化量を求め、所定気筒におけ
る相続く爆発行程での前記回転数変化量を逐次に比較し
て燃焼変動を求めた本方式では路面の影響がごく小さい
ことが明らかである。すなわち、これは各爆発行程での
脈動変化量は極めて短時間において測定されるものであ
って、その間におけるアクセル操作ないしエンジン負荷
変動による回転数変化量はほとんど無視し得るからであ
り、これにより路面状態に影響されない出力測定が可能
であることが明らかとなる。
第10図は本発明の一実施例としての内燃機関の出力変動
測定方法を行なう装置を示すもので、図中Eは出力変動
測定対象たる4サイクル、4気筒のエンジンで、そのク
ランクシャフト1の先端に位置するブーリ2には角度信
号板3取付けてある。角度信号板3は磁性体の円板で、
その周上には12枚の歯が形成してある。4は上記信号板
3の歯と対向するように設けた角度信号センサで、シャ
フト1と一体回転する上記信号板3の各歯の通過毎にパ
ルス信号を出力する。したがってセンサ4はシャフト1
の1回転で12パルスの信号を出力する。またシャフト1
は第1気筒より第4気筒まで爆発行程が一巡する間に2
回転する。
測定方法を行なう装置を示すもので、図中Eは出力変動
測定対象たる4サイクル、4気筒のエンジンで、そのク
ランクシャフト1の先端に位置するブーリ2には角度信
号板3取付けてある。角度信号板3は磁性体の円板で、
その周上には12枚の歯が形成してある。4は上記信号板
3の歯と対向するように設けた角度信号センサで、シャ
フト1と一体回転する上記信号板3の各歯の通過毎にパ
ルス信号を出力する。したがってセンサ4はシャフト1
の1回転で12パルスの信号を出力する。またシャフト1
は第1気筒より第4気筒まで爆発行程が一巡する間に2
回転する。
5はディストリビュータ、6はディストリビュータ5に
内蔵された気筒判別センサで、第1気筒の圧縮上死点に
てパルス信号を出力する。7は出力変動の演算ユニット
であり、上記角度信号センサ4および気筒判別センサ6
のパルス信号が入力する。
内蔵された気筒判別センサで、第1気筒の圧縮上死点に
てパルス信号を出力する。7は出力変動の演算ユニット
であり、上記角度信号センサ4および気筒判別センサ6
のパルス信号が入力する。
第11図は第10装置における演算ユニット7の構成を示す
もので、第11図中71A,71Bは波形整形回路、72は計数回
路、73は読込み回路、74はマイクロコンピュータ内蔵の
計算回路、75はディジタル−アナログ(D/A)変化回路
である。
もので、第11図中71A,71Bは波形整形回路、72は計数回
路、73は読込み回路、74はマイクロコンピュータ内蔵の
計算回路、75はディジタル−アナログ(D/A)変化回路
である。
角度信号センサ4のパルス信号は波形整形回路71Aを経
て計数回路72に入力される。計数回路72では上記パルス
信号の周期を計数する。パルス信号はクランクシャフト
の1回転につき12パルスが出力されるから、その周期は
シャフト1が30度回転する周期である。計数回路72の出
力は計算回路74に入力される。
て計数回路72に入力される。計数回路72では上記パルス
信号の周期を計数する。パルス信号はクランクシャフト
の1回転につき12パルスが出力されるから、その周期は
シャフト1が30度回転する周期である。計数回路72の出
力は計算回路74に入力される。
一方、気筒判別センサ6の判別信号は波形整形回路71
B、読込み回路73を経て計算回路74に入力される。上記
計算回路74で演算されたエンジンの回転数ないしトルク
変動量はD/A変換回路75でアナログ信号に変換され、図
示しない空燃比制御装置あるいは点火時期制御装置に送
られる。
B、読込み回路73を経て計算回路74に入力される。上記
計算回路74で演算されたエンジンの回転数ないしトルク
変動量はD/A変換回路75でアナログ信号に変換され、図
示しない空燃比制御装置あるいは点火時期制御装置に送
られる。
第12図に計数回路72の回路例を示す。図中721は水晶振
動子を使用した発振回路、722は分周回路で、端子CKに
入力する発振回路721の出力を分周して端子Qに出力す
る。723はカウンタで、端子Rの入力「0」レベルの場
合に、端子CEと接続された出力端子Q4が「1」レベルに
なるまで端子CLに入力するクロックパルスをカウントす
る。この間に他の出力端子Q1、Q3よりパルス信号が発せ
られる。
動子を使用した発振回路、722は分周回路で、端子CKに
入力する発振回路721の出力を分周して端子Qに出力す
る。723はカウンタで、端子Rの入力「0」レベルの場
合に、端子CEと接続された出力端子Q4が「1」レベルに
なるまで端子CLに入力するクロックパルスをカウントす
る。この間に他の出力端子Q1、Q3よりパルス信号が発せ
られる。
724,725はそれぞれ4ビット、12ビットのバイナリカウ
ンタで、直列に接続されて16ビットのカウンタとしてあ
る。端子CKは入力端子、端子CLRは出力クリア端子、端
子Qは出力端子である。726A,726B,726C,726Dは4ビッ
トのデータラッチで、端子CKに入力するパルス信号のタ
イミングで端子Dへの入力信号を記憶し、かつ端子Qへ
出力する。727はバスラインBとのインターフェース回
路で、3ステートバッファより成る。バスラインBはラ
インB0よりB11までの12ビット用である。
ンタで、直列に接続されて16ビットのカウンタとしてあ
る。端子CKは入力端子、端子CLRは出力クリア端子、端
子Qは出力端子である。726A,726B,726C,726Dは4ビッ
トのデータラッチで、端子CKに入力するパルス信号のタ
イミングで端子Dへの入力信号を記憶し、かつ端子Qへ
出力する。727はバスラインBとのインターフェース回
路で、3ステートバッファより成る。バスラインBはラ
インB0よりB11までの12ビット用である。
第13図のタイムチャートに基づき、計数回路72の作動を
説明する。上記波形整形回路71Aで整形された角度検出
センサ4の出力パルス信号すなわちクランクシャフト1
の30度回転周期信号71a(第13図(1))はカウンタ723
の端子Rに入力される。カウンタ723は周期信号71aが
「0」レベルの間に出力端子Q4がカウントアップするま
でカウント動作を行ない、その出力端子Q1,Q3からそれ
ぞれパルス信号723a(第13図(2))、723b(第13図
(3))を出力する。この時のインバータ728の出力信
号728aを第13図(4)に示す。上記信号728aが「1」レ
ベルの時ナンドゲート729が開き、分周回路722の出力パ
ルスがカウンタ724の端子CKに入力されてカウントさ
れ、カウンタ724,725の端子Qにはクランクシャフト1
の30度回転周期に比例した16ビットのバイナリデータT
が出力される。上記ナンドゲート729の出力信号729aを
第13図(5)に示す。
説明する。上記波形整形回路71Aで整形された角度検出
センサ4の出力パルス信号すなわちクランクシャフト1
の30度回転周期信号71a(第13図(1))はカウンタ723
の端子Rに入力される。カウンタ723は周期信号71aが
「0」レベルの間に出力端子Q4がカウントアップするま
でカウント動作を行ない、その出力端子Q1,Q3からそれ
ぞれパルス信号723a(第13図(2))、723b(第13図
(3))を出力する。この時のインバータ728の出力信
号728aを第13図(4)に示す。上記信号728aが「1」レ
ベルの時ナンドゲート729が開き、分周回路722の出力パ
ルスがカウンタ724の端子CKに入力されてカウントさ
れ、カウンタ724,725の端子Qにはクランクシャフト1
の30度回転周期に比例した16ビットのバイナリデータT
が出力される。上記ナンドゲート729の出力信号729aを
第13図(5)に示す。
カウンタ725,725の回転周期データTは信号723aのタイ
ミングでデータラッチ726A〜726Dに移って記憶されると
ともにその端子Qより出力される。またカウンタ724,72
5の出力は信号723bのタイミングでリセットされる。
ミングでデータラッチ726A〜726Dに移って記憶されると
ともにその端子Qより出力される。またカウンタ724,72
5の出力は信号723bのタイミングでリセットされる。
データラッチ726A〜726Dの回転周期データTは計算回路
74が発するリードパルス信号SEL1,SEL2,I/Oのタイミン
グで12ビットと4ビットの2回に分けてインターフェー
ス回路727を介し、バスラインBを経て計算回路74に読
み込まれる。
74が発するリードパルス信号SEL1,SEL2,I/Oのタイミン
グで12ビットと4ビットの2回に分けてインターフェー
ス回路727を介し、バスラインBを経て計算回路74に読
み込まれる。
第14図には読込み回路73の回路例が示される。波形整形
回路71Bで整形された気筒判別信号71bは計算回路74が発
するリードパルス信号SEL3,I/Oのタイミングで3ステー
トバッファ731を介し、バスラインBのMSBラインB11を
経て計算回路71に読み込まれる。
回路71Bで整形された気筒判別信号71bは計算回路74が発
するリードパルス信号SEL3,I/Oのタイミングで3ステー
トバッファ731を介し、バスラインBのMSBラインB11を
経て計算回路71に読み込まれる。
計算回路74内で行なわれる回転数変動の算出手順が第15
図,第16図により説明される。
図,第16図により説明される。
第15図(1)に気筒判別信号71bを示す。信号71bは第1
気筒が上死点に達したしばらく後からクランクシャフト
1が30度回転したしばらく後まで「0」レベルとなる。
気筒が上死点に達したしばらく後からクランクシャフト
1が30度回転したしばらく後まで「0」レベルとなる。
第15図(2)には回転周期信号71aを示す。信号71aの各
パルスの番号はクランクシャフト1が第1気筒上死点か
ら30度回転する毎に順次付したもので、第1気筒は0な
いし5に対応し、以下順次第3,第4,第2の各気筒に対応
して23まで付してある。
パルスの番号はクランクシャフト1が第1気筒上死点か
ら30度回転する毎に順次付したもので、第1気筒は0な
いし5に対応し、以下順次第3,第4,第2の各気筒に対応
して23まで付してある。
第15図(3)にはクランクシャフトの30℃Aの回転ごと
の平均回転数が棒グラフで示される。
の平均回転数が棒グラフで示される。
さて、回転周期信号71aの立下り毎に計算回路74には割
込み信号が発せられ、第16図にフローチャートを示す回
転数変動演算プログラムが起動する。
込み信号が発せられ、第16図にフローチャートを示す回
転数変動演算プログラムが起動する。
上記演算プログラムはステップS01にて割込み前のレジ
スタの内容をメモリに退避し、次にステップS02にてリ
ードパルス信号SEL3を発してバスBに現われた気筒判別
信号71bをレジスタA1に読み込む。ステップS03にてレジ
スタA1のMSBすなわち気筒判別信号71bのレベルを判定
し、第1気筒の爆発行程開始を示す「0」レベルである
場合にはステップS05にてカウント用メモリmをクリア
する。「1」レベルの場合にはステップS04にてメモリ
mに1を加える。ステップS06ではメモリmの内容が1,
3,7,9,13,15,19,21のいずれかであればステップS07以降
に進み、それ以外はステップS16へジャンプして処理を
終える。
スタの内容をメモリに退避し、次にステップS02にてリ
ードパルス信号SEL3を発してバスBに現われた気筒判別
信号71bをレジスタA1に読み込む。ステップS03にてレジ
スタA1のMSBすなわち気筒判別信号71bのレベルを判定
し、第1気筒の爆発行程開始を示す「0」レベルである
場合にはステップS05にてカウント用メモリmをクリア
する。「1」レベルの場合にはステップS04にてメモリ
mに1を加える。ステップS06ではメモリmの内容が1,
3,7,9,13,15,19,21のいずれかであればステップS07以降
に進み、それ以外はステップS16へジャンプして処理を
終える。
ステップS07ではリードパルス信号SEL1,SEL2を発し、計
数回路72(第11図参照)よりレジスタA2に回転周期デー
タTを読み込む。続くステップS08にてレジスタA2の内
容すなわち回転周期データTの逆数をとり、適当な比例
定数Kを乗じて平均回転数を算出し、レジスタA3に格納
する。
数回路72(第11図参照)よりレジスタA2に回転周期デー
タTを読み込む。続くステップS08にてレジスタA2の内
容すなわち回転周期データTの逆数をとり、適当な比例
定数Kを乗じて平均回転数を算出し、レジスタA3に格納
する。
レジスタA3の内容はステップS09にて平均回転数記憶用
のメモリに記憶される。このメモリはカウント用メモリ
mのとりうる値、すなわち1,3,7,9,13,15,19,21に対応
して1回の爆発行程に対して8個準備される。メモリMm
(1)が第1回目の爆発行程における平均回転数を記憶
するメモリであり、メモリMm(2)は第2回目の爆発行
程に対するメモリである。すなわち、たとえばメモリM1
(2)には第1気筒の第2回目の爆発行程においてクラ
ンクシャフト1が30度から60度まで回転する場合の平均
回転数が記憶され、メモリM21(2)には回転数変動測
定サイクルの最後の気筒である第2気筒の爆発行程にお
いてクランクシャフト1が90度から120度まで回転する
場合の平均回転数が記憶される。
のメモリに記憶される。このメモリはカウント用メモリ
mのとりうる値、すなわち1,3,7,9,13,15,19,21に対応
して1回の爆発行程に対して8個準備される。メモリMm
(1)が第1回目の爆発行程における平均回転数を記憶
するメモリであり、メモリMm(2)は第2回目の爆発行
程に対するメモリである。すなわち、たとえばメモリM1
(2)には第1気筒の第2回目の爆発行程においてクラ
ンクシャフト1が30度から60度まで回転する場合の平均
回転数が記憶され、メモリM21(2)には回転数変動測
定サイクルの最後の気筒である第2気筒の爆発行程にお
いてクランクシャフト1が90度から120度まで回転する
場合の平均回転数が記憶される。
ステップS10ではメモリmの内容が3,9,15,21のいずれか
であればステップS11以降に進み、それ以外はステップS
16へジャンプして処理を終える。ステップS11では前ス
テップS07,S08,S09で算出されてメモリMm(2)に記憶
された第2回目の爆発行程での所定気筒の所定クランク
シャフト回転角における平均回転数Nm(2)と、第1回
目の爆発行程である前回測定サイクルで算出されてメモ
リMm(1)に記憶されている所定気筒の所定クランクシ
ャフト回転角における平均回転数Nm(1)とから、所定
の気筒の回転速度変動差分Δ(ΔN)を計算する。この
計算式は次式で示される。
であればステップS11以降に進み、それ以外はステップS
16へジャンプして処理を終える。ステップS11では前ス
テップS07,S08,S09で算出されてメモリMm(2)に記憶
された第2回目の爆発行程での所定気筒の所定クランク
シャフト回転角における平均回転数Nm(2)と、第1回
目の爆発行程である前回測定サイクルで算出されてメモ
リMm(1)に記憶されている所定気筒の所定クランクシ
ャフト回転角における平均回転数Nm(1)とから、所定
の気筒の回転速度変動差分Δ(ΔN)を計算する。この
計算式は次式で示される。
Δ(ΔN)={(Nm−2(1)2−Nm(1)2) −(Nm−2(2)2−Nm(2)2) …(1) (1)式中、mは第1,第3,第4,第2の各気筒に対応して
3,9,15,21の値となる。
3,9,15,21の値となる。
(1)式において、(Nm−2(1)2−Nm(1)2),
(Nm−2(2)2−Nm(2)2)にて第3図,第4図に
示すように内燃機関の爆発に対応した、しかも第9図に
示すように路面状態に影響されない値を得ることができ
る。
(Nm−2(2)2−Nm(2)2)にて第3図,第4図に
示すように内燃機関の爆発に対応した、しかも第9図に
示すように路面状態に影響されない値を得ることができ
る。
第16図の流れ図において、ステップS12では前ステップS
11で計算した各気筒の回転数変動Δ(ΔN)をD/A変換
回路75(第11図)に出力する。ステップS13ではメモリ
mの内容をチェックし、その内容が21であればステップ
S14に進み、それ以外はステップS16にジャンプして処理
を終える。ステップS14ではメモリMm(2)の内容をメ
モリMm(1)に移す。ステップS16では演算プログラム
の最初にメモリに退避した割込み前のレジスタの内容を
復帰する。
11で計算した各気筒の回転数変動Δ(ΔN)をD/A変換
回路75(第11図)に出力する。ステップS13ではメモリ
mの内容をチェックし、その内容が21であればステップ
S14に進み、それ以外はステップS16にジャンプして処理
を終える。ステップS14ではメモリMm(2)の内容をメ
モリMm(1)に移す。ステップS16では演算プログラム
の最初にメモリに退避した割込み前のレジスタの内容を
復帰する。
上記回転数変動演算プログラムは周期信号71aの立下り
ごとに起動せしめられ、メモリMm(1),メモリMm
(2)には第14図(3)に模式的に示すような平均回転
数が記憶される。第15図(3)において、棒グラフの高
さは平均回転数の大きさを示し、各グラフの上部に各平
均回転数を示す。
ごとに起動せしめられ、メモリMm(1),メモリMm
(2)には第14図(3)に模式的に示すような平均回転
数が記憶される。第15図(3)において、棒グラフの高
さは平均回転数の大きさを示し、各グラフの上部に各平
均回転数を示す。
クランクシャフト1の30度毎の平均回転数は各気筒の爆
発行程に伴って図中点線で示すように周期的な脈動を示
す。計算回路74では第16図のフローチャートで示した如
く、各気筒の爆発行程についてクランクシャフト1の30
度から60度までおよび90度から120度までの平均回転数
のみを計算している。これを第15図(3)において実線
で示す。
発行程に伴って図中点線で示すように周期的な脈動を示
す。計算回路74では第16図のフローチャートで示した如
く、各気筒の爆発行程についてクランクシャフト1の30
度から60度までおよび90度から120度までの平均回転数
のみを計算している。これを第15図(3)において実線
で示す。
本発明によれば、実車走行時において、路面状態の影響
を受けずに、また負荷変動やアクセルペダルの操作すな
わち過渡状態においても影響されることなく、内燃機関
の定常状態、過渡状態のいずれの出力変動をも正確に測
定できる。また実車走行時における出力変動の正確な測
定が可能となり、この結果、内燃機関の希薄限界制御に
応用することが可能となる。
を受けずに、また負荷変動やアクセルペダルの操作すな
わち過渡状態においても影響されることなく、内燃機関
の定常状態、過渡状態のいずれの出力変動をも正確に測
定できる。また実車走行時における出力変動の正確な測
定が可能となり、この結果、内燃機関の希薄限界制御に
応用することが可能となる。
第1図は路面状態が変化したときのエンジン回転数の挙
動を示す波形図、第2図は4サイクル,4気筒エンジンの
回転数の経時変化を示す波形図、第3図および第4図は
爆発時回転数変化量ΔNと平均有効圧力Piの関係を示す
特性図、第5図は回転数変化量ΔNと平均有効圧力Piと
の関係を示す特性図、第6図および第7図は爆発時回転
数変化量ΔNの偏差偏差σ(ΔN)と平均有効圧力Piの
標準偏差σ(Pi)の関係を示す特性図、第8図および第
9図は路面状態を変えたとき従来方法と本発明方法で測
定する状況を示す波形図、第10図は本発明の一実施例と
しての内燃機関の出力変動測定方法を行なう装置を示す
図、第11図は第10図装置における演算ユニットの構成を
示す図、第12図は第11図の演算ユニットにおける計数回
路の回路図、第13図は計数回路中の各信号のタイムチャ
ート図、第14図は第11図の演算ユニットにおける読込み
回路の回路図、第15図は気筒判別信号,回転周期信号、
および回転数変動演算プログラムで演算された回転数を
示す波形図、第16図は第11図の演算ユニットの演算プロ
グラムを示す流れ図である。 E……エンジン、1……クランクシャフト、2……プー
リ、3……角度信号板、4……角度信号センサ、5……
ディストリビュータ、6……気筒判別センサ、7……演
算ユニット、71A,71B……波形整形回路、72……計数回
路、73……読込み回路、74……計算回路、75……D/A変
換回路。
動を示す波形図、第2図は4サイクル,4気筒エンジンの
回転数の経時変化を示す波形図、第3図および第4図は
爆発時回転数変化量ΔNと平均有効圧力Piの関係を示す
特性図、第5図は回転数変化量ΔNと平均有効圧力Piと
の関係を示す特性図、第6図および第7図は爆発時回転
数変化量ΔNの偏差偏差σ(ΔN)と平均有効圧力Piの
標準偏差σ(Pi)の関係を示す特性図、第8図および第
9図は路面状態を変えたとき従来方法と本発明方法で測
定する状況を示す波形図、第10図は本発明の一実施例と
しての内燃機関の出力変動測定方法を行なう装置を示す
図、第11図は第10図装置における演算ユニットの構成を
示す図、第12図は第11図の演算ユニットにおける計数回
路の回路図、第13図は計数回路中の各信号のタイムチャ
ート図、第14図は第11図の演算ユニットにおける読込み
回路の回路図、第15図は気筒判別信号,回転周期信号、
および回転数変動演算プログラムで演算された回転数を
示す波形図、第16図は第11図の演算ユニットの演算プロ
グラムを示す流れ図である。 E……エンジン、1……クランクシャフト、2……プー
リ、3……角度信号板、4……角度信号センサ、5……
ディストリビュータ、6……気筒判別センサ、7……演
算ユニット、71A,71B……波形整形回路、72……計数回
路、73……読込み回路、74……計算回路、75……D/A変
換回路。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 河合 寿 愛知県西尾市下羽角町岩谷14番地 株式会 社日本自動車部品総合研究所内 (72)発明者 伊奈 敏和 愛知県西尾市下羽角町岩谷14番地 株式会 社日本自動車部品総合研究所内 (72)発明者 小浜 時男 愛知県刈谷市昭和町1丁目1番地 日本電 装株式会社内 (72)発明者 重松 崇 愛知県豊田市トヨタ町1番地 トヨタ自動 車株式会社内 (72)発明者 所 節夫 愛知県豊田市トヨタ町1番地 トヨタ自動 車株式会社内 (56)参考文献 特開 昭58−217732(JP,A) 特開 昭60−27761(JP,A) 特開 昭60−1356(JP,A)
Claims (3)
- 【請求項1】気筒の各爆発行程にともなってあらわれる
周期的かつ脈動的な機関回転速度を前記気筒の1爆発行
程内の少なくとも2点で検出し、該検出された回転速度
の2乗値の差により前記1爆発行程内における前記機関
の回転速度変化量を求め、逐次求められた該回転速度変
化量を演算処理し、該演算処理の結果を用いて前記機関
の回転変動量を検出する内燃機関の出力変動測定方法。 - 【請求項2】前記演算処理が、前回の回転速度変化量と
今回の回転速度変化量の差である特許請求の範囲第1項
記載の内燃機関の出力変動測定方法。 - 【請求項3】前記演算処理が逐次求められた回転速度変
化量の標準偏差を演算することである特許請求の範囲第
1項に記載の内燃機関の出力変動測定方法。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59133504A JPH0733809B2 (ja) | 1984-06-27 | 1984-06-27 | 内燃機関の出力変動測定方法 |
| US06/749,087 US4691286A (en) | 1984-06-27 | 1985-06-26 | Method and apparatus for detecting combustion variations in internal combustion engine |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59133504A JPH0733809B2 (ja) | 1984-06-27 | 1984-06-27 | 内燃機関の出力変動測定方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6111440A JPS6111440A (ja) | 1986-01-18 |
| JPH0733809B2 true JPH0733809B2 (ja) | 1995-04-12 |
Family
ID=15106313
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59133504A Expired - Fee Related JPH0733809B2 (ja) | 1984-06-27 | 1984-06-27 | 内燃機関の出力変動測定方法 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4691286A (ja) |
| JP (1) | JPH0733809B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6199426B1 (en) | 1996-12-17 | 2001-03-13 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Method of detection of output fluctuation in internal combustion engine |
| JP2012127331A (ja) * | 2010-12-17 | 2012-07-05 | Honda Motor Co Ltd | エンジン制御装置 |
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| US5157613A (en) * | 1987-01-14 | 1992-10-20 | Lucas Industries Public Limited Company | Adaptive control system for an engine |
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| GB8715130D0 (en) * | 1987-06-27 | 1987-08-05 | Lucas Ind Plc | Adaptive control system for i c engine |
| GB8721688D0 (en) * | 1987-09-15 | 1987-10-21 | Lucas Ind Plc | Adaptive control system |
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| US4691286A (en) | 1987-09-01 |
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