JPH1054779A - 内燃機関における相対圧縮を測定するための測定装置、およびそれにおいてより高い測定精度を得るための方法 - Google Patents
内燃機関における相対圧縮を測定するための測定装置、およびそれにおいてより高い測定精度を得るための方法Info
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- JPH1054779A JPH1054779A JP9125284A JP12528497A JPH1054779A JP H1054779 A JPH1054779 A JP H1054779A JP 9125284 A JP9125284 A JP 9125284A JP 12528497 A JP12528497 A JP 12528497A JP H1054779 A JPH1054779 A JP H1054779A
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-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- 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
- G01L23/08—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
- G01L23/085—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 by measuring fluctuations of starter motor current or of battery voltage
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 相対圧縮を測定するためのより良い方法と、
そのための測定装置を提供する。 【解決手段】 圧縮信号はまず一連のデジタルサンプル
を得るためにアナログデジタル変換器を用いて複数のエ
ンジンサイクルにわたりバッテリ電圧をデジタル化する
ことによって得られる。圧縮信号は有限インパルス応答
（ＦＩＲ）フィルタなどの低域デジタルフィルタリング
技術およびスパイク除去を用いてフィルタリングされ、
それからゼロに並べられ、すなわち、シリンダの圧縮曲
線に対応するピークの各々は再スケーリングされ、極小
がゼロ基線に沿って置かれるようにされ、次に、エンジ
ンの複数サイクルにわたり平均化され、最後に、スケー
リングされ、エンジンのシリンダ間の相対圧縮レベルが
容易に確認できるような態様で表示される。
そのための測定装置を提供する。 【解決手段】 圧縮信号はまず一連のデジタルサンプル
を得るためにアナログデジタル変換器を用いて複数のエ
ンジンサイクルにわたりバッテリ電圧をデジタル化する
ことによって得られる。圧縮信号は有限インパルス応答
（ＦＩＲ）フィルタなどの低域デジタルフィルタリング
技術およびスパイク除去を用いてフィルタリングされ、
それからゼロに並べられ、すなわち、シリンダの圧縮曲
線に対応するピークの各々は再スケーリングされ、極小
がゼロ基線に沿って置かれるようにされ、次に、エンジ
ンの複数サイクルにわたり平均化され、最後に、スケー
リングされ、エンジンのシリンダ間の相対圧縮レベルが
容易に確認できるような態様で表示される。
Description
【０００１】
【発明の分野】この発明は、一般に、内燃機関を修理点
検するための電子計器に関し、特に、バッテリ電圧をモ
ニタすることで、内燃機関内のシリンダ間の相対圧縮を
決定するための装置および方法に関する。
検するための電子計器に関し、特に、バッテリ電圧をモ
ニタすることで、内燃機関内のシリンダ間の相対圧縮を
決定するための装置および方法に関する。
【０００２】内燃機関は適切に動作するためには、各シ
リンダ内に十分な圧縮レベルを有していなければならな
い。各シリンダ内の圧縮レベルのテストは、伝統的に
は、点火プラグまたはディーゼルインジェクタを取外
し、電気スタータモータを用いて、エンジンを１サイク
ル回し、シリンダ内に発生する圧力を測定することで、
行なわれてきた。こうして得られる測定により、絶対的
な圧縮レベルまたは圧縮比が与えられる。この態様での
圧力の測定は、煩雑であり、時間がかかる。特に単に、
エンジンのシリンダに圧縮の問題があるかどうかを決定
し、もしあれば、圧縮に問題のあるシリンダを識別し修
理するのが目的であるときはそうである。
リンダ内に十分な圧縮レベルを有していなければならな
い。各シリンダ内の圧縮レベルのテストは、伝統的に
は、点火プラグまたはディーゼルインジェクタを取外
し、電気スタータモータを用いて、エンジンを１サイク
ル回し、シリンダ内に発生する圧力を測定することで、
行なわれてきた。こうして得られる測定により、絶対的
な圧縮レベルまたは圧縮比が与えられる。この態様での
圧力の測定は、煩雑であり、時間がかかる。特に単に、
エンジンのシリンダに圧縮の問題があるかどうかを決定
し、もしあれば、圧縮に問題のあるシリンダを識別し修
理するのが目的であるときはそうである。
【０００３】相対圧縮の測定の無侵襲的技術を成功裏に
用いて、自動車修理点検技術者は、圧縮の問題を診断し
てきた。相対圧縮のテストによって、エンジンの全シリ
ンダの視覚的比較が、典型的には、最も高い圧縮レベル
により全体のスケーリング因数が決まる棒グラフの形で
与えられる。相対圧縮のテストは、これにより、典型的
なエンジン修理点検のシナリオでの典型的なエンジンの
圧縮の問題の、迅速かつ信頼できる診断がえられるの
で、自動車修理点検技術者にとり有用である。シリンダ
が障害を起こすのは、典型的には、圧力を増すことより
も圧力を失うためである。残りの「問題のない」シリン
ダを用いて、満足できる圧縮レベルを決定することがで
きる。グラフに上限を設定して残りのシリンダをその値
と比較するのである。
用いて、自動車修理点検技術者は、圧縮の問題を診断し
てきた。相対圧縮のテストによって、エンジンの全シリ
ンダの視覚的比較が、典型的には、最も高い圧縮レベル
により全体のスケーリング因数が決まる棒グラフの形で
与えられる。相対圧縮のテストは、これにより、典型的
なエンジン修理点検のシナリオでの典型的なエンジンの
圧縮の問題の、迅速かつ信頼できる診断がえられるの
で、自動車修理点検技術者にとり有用である。シリンダ
が障害を起こすのは、典型的には、圧力を増すことより
も圧力を失うためである。残りの「問題のない」シリン
ダを用いて、満足できる圧縮レベルを決定することがで
きる。グラフに上限を設定して残りのシリンダをその値
と比較するのである。
【０００４】相対圧縮のテストを行なう基本的な測定技
術は、米国特許第４，３０９，９００号「シリンダによ
る相対圧縮の測定および表示のための装置」クレフト他
（“Apparatus for Measurement and Display of Relat
ive compression by Cylinder ”，Kreft et al.）に詳
述されている。クレフト他は、ここで、エンジンシリン
ダの点火のタイミングでスタータの電流をサンプリング
することで、シリンダによる相対圧縮を決定するための
エンジンテスタを開示している。マイクロプロセッサ
が、シリンダの予め定められた点火順序とシリンダ１番
の信号を関連付けて、シリンダによる相対圧縮のレベル
を表示する。
術は、米国特許第４，３０９，９００号「シリンダによ
る相対圧縮の測定および表示のための装置」クレフト他
（“Apparatus for Measurement and Display of Relat
ive compression by Cylinder ”，Kreft et al.）に詳
述されている。クレフト他は、ここで、エンジンシリン
ダの点火のタイミングでスタータの電流をサンプリング
することで、シリンダによる相対圧縮を決定するための
エンジンテスタを開示している。マイクロプロセッサ
が、シリンダの予め定められた点火順序とシリンダ１番
の信号を関連付けて、シリンダによる相対圧縮のレベル
を表示する。
【０００５】相対圧縮の典型的測定は、電気スタータモ
ータがエンジンを１サイクル回す「クランク回し」段階
の間のバッテリ電流をモニタすることで行なわれる。１
エンジンサイクルはシリンダ１番の連続的点火により引
起こされるエンジンの完全な３６０°の回転を含むと通
常理解される。エンジンはクランク回し段階の間、始動
しないよう、故意に不能化される。バッテリ電流は、ク
ランク回し段階の間の各シリンダの圧縮の関数として変
化する。なぜなら、圧縮レベルが高ければ高いほど、ス
タータモータに及ぼされる機械抵抗が大きくなり、スタ
ータモータが引出す電流も増えるからだ。そしてバッテ
リ電圧は、バッテリ電流の関数として変化する。なぜな
らバッテリは電圧降下を生じさせる内部抵抗を有するか
らだ。圧縮信号を得るために、バッテリ電圧またはバッ
テリ電流のどちらを測定してもよい。
ータがエンジンを１サイクル回す「クランク回し」段階
の間のバッテリ電流をモニタすることで行なわれる。１
エンジンサイクルはシリンダ１番の連続的点火により引
起こされるエンジンの完全な３６０°の回転を含むと通
常理解される。エンジンはクランク回し段階の間、始動
しないよう、故意に不能化される。バッテリ電流は、ク
ランク回し段階の間の各シリンダの圧縮の関数として変
化する。なぜなら、圧縮レベルが高ければ高いほど、ス
タータモータに及ぼされる機械抵抗が大きくなり、スタ
ータモータが引出す電流も増えるからだ。そしてバッテ
リ電圧は、バッテリ電流の関数として変化する。なぜな
らバッテリは電圧降下を生じさせる内部抵抗を有するか
らだ。圧縮信号を得るために、バッテリ電圧またはバッ
テリ電流のどちらを測定してもよい。
【０００６】相対圧縮の測定技術が各シリンダ内の絶対
圧を個々に測定するよりも優れている点は、各シリンダ
エンジン内の圧縮レベルについての有用な診断情報を比
較的容易に得られるという点にある。相対圧縮の測定を
行なうため、自動車修理点検の環境で使用するに適した
手持ち型の測定装置が、さまざまな自動車にて使用する
ために求められよう。さらに、相対圧縮の測定を行なっ
た経験がごく限られているまたは稀であるような自動車
技術者も、この電子計器を使用できるだろう。したがっ
て、精度が向上し、測定誤差の原因に対する感応性が低
くなった測定装置によって相対圧縮の測定を得ること
は、自動車修理点検技術者にとり望ましいことである。
圧を個々に測定するよりも優れている点は、各シリンダ
エンジン内の圧縮レベルについての有用な診断情報を比
較的容易に得られるという点にある。相対圧縮の測定を
行なうため、自動車修理点検の環境で使用するに適した
手持ち型の測定装置が、さまざまな自動車にて使用する
ために求められよう。さらに、相対圧縮の測定を行なっ
た経験がごく限られているまたは稀であるような自動車
技術者も、この電子計器を使用できるだろう。したがっ
て、精度が向上し、測定誤差の原因に対する感応性が低
くなった測定装置によって相対圧縮の測定を得ること
は、自動車修理点検技術者にとり望ましいことである。
【０００７】
【発明の概要】この発明によって、相対圧縮を測定する
ためのより良い方法を用いた測定装置が提供される。こ
の測定装置は、バッテリから電流を引出す電気スタータ
モータを用いて、エンジンが１エンジンサイクル回転す
るクランク回し段階の間、エンジン内のバッテリ電圧ま
たはバッテリ電流をモニタする。完全なエンジンサイク
ルは、エンジンの各シリンダ、典型的には４個、６個、
８個の、番号の付けられたシリンダの完全圧縮を含む。
バッテリは内部抵抗を有するので、バッテリ端子にかか
る瞬時電圧は、エンジンのクランク回し抵抗の関数とし
て変化する。そして、これは、各シリンダの圧縮によっ
て変化する。したがって、バッテリ電圧をモニタするこ
とで圧縮信号が得られるのである。
ためのより良い方法を用いた測定装置が提供される。こ
の測定装置は、バッテリから電流を引出す電気スタータ
モータを用いて、エンジンが１エンジンサイクル回転す
るクランク回し段階の間、エンジン内のバッテリ電圧ま
たはバッテリ電流をモニタする。完全なエンジンサイク
ルは、エンジンの各シリンダ、典型的には４個、６個、
８個の、番号の付けられたシリンダの完全圧縮を含む。
バッテリは内部抵抗を有するので、バッテリ端子にかか
る瞬時電圧は、エンジンのクランク回し抵抗の関数とし
て変化する。そして、これは、各シリンダの圧縮によっ
て変化する。したがって、バッテリ電圧をモニタするこ
とで圧縮信号が得られるのである。
【０００８】圧縮信号は、まず、一連のデジタルサンプ
ルを得るため、アナログデジタル変換器（ＡＤＣ）を用
いて、少なくとも２つのエンジンサイクルにわたってバ
ッテリ電圧をデジタル化することで獲得される。この発
明が先行技術より優れているのは、相対圧縮信号がいく
つかの点でより容易に獲得できるからである。第１に、
バッテリ電流ではなくバッテリ電圧を獲得することで、
相対圧縮信号の獲得が簡素化される。電圧プローブで、
バッテリ端子のみを調べればよいので、直流電流プロー
ブを用いるより簡単で低コストなのだ。第２に、この発
明によるサンプリング速度は、実質的にシリンダの点火
速度より速いので、各サンプリングを正確なタイミング
で行なうことは重要ではなく、したがって、先行技術に
おいてサンプルクロックをシリンダの圧縮ピークに同期
させるため必要とされたシリンダクロック信号を得る必
要がない。バッテリ電圧から測定されたデジタル測定値
は、集められ、測定装置内のデジタルメモリに時間記録
として記憶される。
ルを得るため、アナログデジタル変換器（ＡＤＣ）を用
いて、少なくとも２つのエンジンサイクルにわたってバ
ッテリ電圧をデジタル化することで獲得される。この発
明が先行技術より優れているのは、相対圧縮信号がいく
つかの点でより容易に獲得できるからである。第１に、
バッテリ電流ではなくバッテリ電圧を獲得することで、
相対圧縮信号の獲得が簡素化される。電圧プローブで、
バッテリ端子のみを調べればよいので、直流電流プロー
ブを用いるより簡単で低コストなのだ。第２に、この発
明によるサンプリング速度は、実質的にシリンダの点火
速度より速いので、各サンプリングを正確なタイミング
で行なうことは重要ではなく、したがって、先行技術に
おいてサンプルクロックをシリンダの圧縮ピークに同期
させるため必要とされたシリンダクロック信号を得る必
要がない。バッテリ電圧から測定されたデジタル測定値
は、集められ、測定装置内のデジタルメモリに時間記録
として記憶される。
【０００９】各シリンダを識別するために、選択された
シリンダ、典型的にはシリンダ１番に対応する測定装置
に対するトリガ信号を発生させるため、誘導ピックアッ
ププローブその他のセンサを用いることができる。も
し、典型的にはテストされる特定のエンジンの仕様書に
示されているように、点火順序とシリンダの総数がわか
っていれば、クレフト他が示した態様で、表示器上に現
われる各相対圧縮ピークに、正しくシリンダ番号を割当
てられる。トリガ信号は、シリンダ１番の圧縮ピークに
関連させられ、他のシリンダは、ユーザが測定装置に与
えた予め定められた点火順序に基づき、シリンダ番号を
割当てられる。
シリンダ、典型的にはシリンダ１番に対応する測定装置
に対するトリガ信号を発生させるため、誘導ピックアッ
ププローブその他のセンサを用いることができる。も
し、典型的にはテストされる特定のエンジンの仕様書に
示されているように、点火順序とシリンダの総数がわか
っていれば、クレフト他が示した態様で、表示器上に現
われる各相対圧縮ピークに、正しくシリンダ番号を割当
てられる。トリガ信号は、シリンダ１番の圧縮ピークに
関連させられ、他のシリンダは、ユーザが測定装置に与
えた予め定められた点火順序に基づき、シリンダ番号を
割当てられる。
【００１０】この発明がさらに、先行技術よりも優れて
いる点は、時間記録に記憶された圧縮信号を処理する方
法を用いることで、相対圧縮をより正確に、かつ誤差な
く、決定するという点である。第１に圧縮信号を、有限
インパルス応答（ＦＩＲ）フィルタリングを含む低域デ
ジタルフィルタリング技術および、スパイク除去を用い
てフィルタリングする。スパイク除去は、圧縮に対応す
る所望のピークおよび谷を保ちながら、圧縮信号から高
周波数のノイズを除去する。ＦＩＲフィルタリング動作
は、ＦＩＲフィルタリング技術において周知の態様で、
ディスクリートなハードウェア回路としてもまたは、全
くソフトウェア内においても実現できよう。また、フィ
ルタリングは、測定装置の電圧入力とＡＤＣとの間に挿
入され高周波信号がサンプリングプロセスを妨げるのを
防ぐ、アナログ低域フィルタとしても達成できよう。
いる点は、時間記録に記憶された圧縮信号を処理する方
法を用いることで、相対圧縮をより正確に、かつ誤差な
く、決定するという点である。第１に圧縮信号を、有限
インパルス応答（ＦＩＲ）フィルタリングを含む低域デ
ジタルフィルタリング技術および、スパイク除去を用い
てフィルタリングする。スパイク除去は、圧縮に対応す
る所望のピークおよび谷を保ちながら、圧縮信号から高
周波数のノイズを除去する。ＦＩＲフィルタリング動作
は、ＦＩＲフィルタリング技術において周知の態様で、
ディスクリートなハードウェア回路としてもまたは、全
くソフトウェア内においても実現できよう。また、フィ
ルタリングは、測定装置の電圧入力とＡＤＣとの間に挿
入され高周波信号がサンプリングプロセスを妨げるのを
防ぐ、アナログ低域フィルタとしても達成できよう。
【００１１】取除くべきノイズの支配的な形態は、自動
車の点火装置からのインパルスノイズで、サンプリング
プロセスで「スパイク」として現われる。好ましい実施
例では、スパイク除去は、時間記録に記憶された第１
の、第２の、および第３の連続するサンプルの値を順次
比較することで達成される。もし、第１のサンプルと第
３のサンプルが実質的に等しく、一方、第２のサンプル
が予め定められた値より大きく異なっていれば、第２の
サンプルがスパイクと定められ、その値は第１の値また
は第３の値と置換えられる。スパイク除去動作は、時間
記録の全長を通して行なわれ、予め定められた値は、圧
縮信号から望ましくないスパイクを最適の態様で区別す
るよう、経験的に定められよう。
車の点火装置からのインパルスノイズで、サンプリング
プロセスで「スパイク」として現われる。好ましい実施
例では、スパイク除去は、時間記録に記憶された第１
の、第２の、および第３の連続するサンプルの値を順次
比較することで達成される。もし、第１のサンプルと第
３のサンプルが実質的に等しく、一方、第２のサンプル
が予め定められた値より大きく異なっていれば、第２の
サンプルがスパイクと定められ、その値は第１の値また
は第３の値と置換えられる。スパイク除去動作は、時間
記録の全長を通して行なわれ、予め定められた値は、圧
縮信号から望ましくないスパイクを最適の態様で区別す
るよう、経験的に定められよう。
【００１２】次にフィルタリングされた圧縮信号は「ゼ
ロに並べられる」。つまりシリンダの圧縮曲線に対応す
る各圧縮ピークを再スケーリングして、圧縮ピークの両
側の極小がゼロの基線に沿って位置するようにする。圧
縮ピークの両側の各極小点の間の傾斜およびオフセット
値は、ゼロ基線へと圧縮ピークを移動させるよう計算さ
れる。各圧縮ピークはこうして、基線のドリフトがなく
なるよう正規化され、共通の基線に沿って圧縮ピークの
振幅を比較し、平均することが容易になる。
ロに並べられる」。つまりシリンダの圧縮曲線に対応す
る各圧縮ピークを再スケーリングして、圧縮ピークの両
側の極小がゼロの基線に沿って位置するようにする。圧
縮ピークの両側の各極小点の間の傾斜およびオフセット
値は、ゼロ基線へと圧縮ピークを移動させるよう計算さ
れる。各圧縮ピークはこうして、基線のドリフトがなく
なるよう正規化され、共通の基線に沿って圧縮ピークの
振幅を比較し、平均することが容易になる。
【００１３】次に、ゼロに並べられた圧縮信号は、エン
ジンの複数のサイクルにわたり平均化される。それぞれ
のシリンダに対応するピークを複数のエンジンサイクル
にわたって互いに平均化して、各シリンダの相対圧縮レ
ベルのより正確な測定を得る。エンジン速度の変動によ
って異なるエンジンサイクルの圧縮ピーク間の時間遅延
も変化するので、各ピーク値に対して圧縮ピークの平均
化が行なわれるようエンジン速度の変動を考慮すべきで
あろう。もし、シリンダの圧縮が低くすぎて、ピークが
検出されなければ、欠落ピーク検出アルゴリズムを用い
て、欠落ピークの位置を検出し、他のピークがその圧縮
ピークの各々のタイミングに基づき適切に位置付けられ
るようにできるだろう。
ジンの複数のサイクルにわたり平均化される。それぞれ
のシリンダに対応するピークを複数のエンジンサイクル
にわたって互いに平均化して、各シリンダの相対圧縮レ
ベルのより正確な測定を得る。エンジン速度の変動によ
って異なるエンジンサイクルの圧縮ピーク間の時間遅延
も変化するので、各ピーク値に対して圧縮ピークの平均
化が行なわれるようエンジン速度の変動を考慮すべきで
あろう。もし、シリンダの圧縮が低くすぎて、ピークが
検出されなければ、欠落ピーク検出アルゴリズムを用い
て、欠落ピークの位置を検出し、他のピークがその圧縮
ピークの各々のタイミングに基づき適切に位置付けられ
るようにできるだろう。
【００１４】最後に、エンジンのシリンダ間の相対圧縮
レベルが容易に確定できるような態様で、平均化された
信号がスケーリングされ、表示される。典型的には、１
本の棒が１つのシリンダに対応し、最も圧力の高いシリ
ンダが表示上の１００％のレベルを決定するような棒グ
ラフの形で、相対圧縮が視覚的に表示される。他のすべ
てのシリンダのレベルは必然的に１００％またはそれよ
り小さく現われる。この相対圧縮の表示によって、すべ
てのシリンダの相対圧縮レベルを知ることで、自動車修
理点検技術者は、シリンダに圧縮の問題があるかどうか
容易に決定できる。他のシリンダの圧縮レベルを大きく
下回わる相対圧縮レベルならば、機械的欠陥があるかも
しれない。
レベルが容易に確定できるような態様で、平均化された
信号がスケーリングされ、表示される。典型的には、１
本の棒が１つのシリンダに対応し、最も圧力の高いシリ
ンダが表示上の１００％のレベルを決定するような棒グ
ラフの形で、相対圧縮が視覚的に表示される。他のすべ
てのシリンダのレベルは必然的に１００％またはそれよ
り小さく現われる。この相対圧縮の表示によって、すべ
てのシリンダの相対圧縮レベルを知ることで、自動車修
理点検技術者は、シリンダに圧縮の問題があるかどうか
容易に決定できる。他のシリンダの圧縮レベルを大きく
下回わる相対圧縮レベルならば、機械的欠陥があるかも
しれない。
【００１５】この発明の目的の１つは、エンジンにおけ
る相対圧縮を測定するための測定装置を提供することで
ある。
る相対圧縮を測定するための測定装置を提供することで
ある。
【００１６】この発明のもう１つの目的は、エンジンに
おける相対圧縮をより正確に測定するための測定装置を
提供することである。
おける相対圧縮をより正確に測定するための測定装置を
提供することである。
【００１７】この発明のまたさらなる目的は、相対圧縮
を決定するより良い方法を用いて、エンジンにおける相
対圧縮をより正確に測定するための測定装置を提供する
ことである。
を決定するより良い方法を用いて、エンジンにおける相
対圧縮をより正確に測定するための測定装置を提供する
ことである。
【００１８】この発明のまたさらなる目的は、圧縮信号
を簡便に獲得できる、クランク回しの間バッテリ電圧を
測定することによりエンジンにおける相対圧縮を測定す
るための測定装置を提供することである。
を簡便に獲得できる、クランク回しの間バッテリ電圧を
測定することによりエンジンにおける相対圧縮を測定す
るための測定装置を提供することである。
【００１９】その他の特徴、達成、および利点は付され
た図とともに以下の説明を読めば当業者には明確になる
であろう。
た図とともに以下の説明を読めば当業者には明確になる
であろう。
【００２０】
【詳細な説明】図１は、先行技術による、内燃機関２０
を含む典型的自動車１０の切落し図である。自動車１０
は、修理点検およびメンテナンスを必要とするであろう
内燃機関を含む多様な自動車の代表例である。内燃機関
は適切に動作するためには各シリンダ内に十分な圧縮レ
ベルを維持せねばならない。圧縮の損失の原因となる機
械的欠陥は特定され、エンジンが適切な動作を回復する
よう自動車修理点検技術者が修理せねばならない。自動
車で使用するよう製造される内燃機関の大部分は、４
個、６個、または８個のシリンダを有する。したがっ
て、典型的には点火プラグの取外しや圧力計の挿入を必
要とする、各個別シリンダの圧縮の個別のテストは、迅
速に圧縮の問題を診断する必要のある典型的修理点検シ
ナリオでは実際的でない。
を含む典型的自動車１０の切落し図である。自動車１０
は、修理点検およびメンテナンスを必要とするであろう
内燃機関を含む多様な自動車の代表例である。内燃機関
は適切に動作するためには各シリンダ内に十分な圧縮レ
ベルを維持せねばならない。圧縮の損失の原因となる機
械的欠陥は特定され、エンジンが適切な動作を回復する
よう自動車修理点検技術者が修理せねばならない。自動
車で使用するよう製造される内燃機関の大部分は、４
個、６個、または８個のシリンダを有する。したがっ
て、典型的には点火プラグの取外しや圧力計の挿入を必
要とする、各個別シリンダの圧縮の個別のテストは、迅
速に圧縮の問題を診断する必要のある典型的修理点検シ
ナリオでは実際的でない。
【００２１】図２は、この発明による測定装置３０が、
相対圧縮測定のためのテスト構成で内燃機関２０と結合
された図である。内燃機関は典型的には、バッテリから
電流を引出す電気スタータモータでエンジンをクランク
回しすることで始動する。相対圧縮のテストのこの方法
は、クランク回し段階の間にスタータモータが引出す電
流が、エンジンの圧縮レベルに比例するという事実を利
用している。
相対圧縮測定のためのテスト構成で内燃機関２０と結合
された図である。内燃機関は典型的には、バッテリから
電流を引出す電気スタータモータでエンジンをクランク
回しすることで始動する。相対圧縮のテストのこの方法
は、クランク回し段階の間にスタータモータが引出す電
流が、エンジンの圧縮レベルに比例するという事実を利
用している。
【００２２】この発明が先行技術より優れているのは、
バッテリ電流ではなくバッテリ電圧を測定することで圧
縮信号を得るという点である。測定装置３０の電圧入力
と結合された対の電圧プローブは、バッテリ５０の両端
子に結合されている。バッテリ５０は内燃機関２０が正
常に始動したとき、クランク回し段階の間内燃機関２０
のクランク回しのためエネルギを提供する。バッテリ５
０は内部抵抗を有するので、両端子にかかる電圧は、バ
ッテリ５０の送る電流の関数として変化する。シリンダ
がその圧縮サイクルを経る結果生じる電圧の変動の各々
が圧縮ピークである。クランク回し段階の少なくとも１
エンジンサイクルにわたり測定され記憶される電流の関
数としての電圧の変動は圧縮信号である。
バッテリ電流ではなくバッテリ電圧を測定することで圧
縮信号を得るという点である。測定装置３０の電圧入力
と結合された対の電圧プローブは、バッテリ５０の両端
子に結合されている。バッテリ５０は内燃機関２０が正
常に始動したとき、クランク回し段階の間内燃機関２０
のクランク回しのためエネルギを提供する。バッテリ５
０は内部抵抗を有するので、両端子にかかる電圧は、バ
ッテリ５０の送る電流の関数として変化する。シリンダ
がその圧縮サイクルを経る結果生じる電圧の変動の各々
が圧縮ピークである。クランク回し段階の少なくとも１
エンジンサイクルにわたり測定され記憶される電流の関
数としての電圧の変動は圧縮信号である。
【００２３】測定装置３０のトリガ入力と結合した誘導
ピックアッププローブ６０を使用して、シリンダ１番へ
の点火信号からトリガ信号を発生させ、装置３０に実際
のシリンダ番号に従った相対圧縮の表示を提供させるこ
とができよう。エンジンの点火順序は、特定のエンジン
の各々について決まっているが、測定装置３０に与えて
適切にシリンダ番号と相対圧縮を対応させねばならな
い。誘導ピックアッププローブがなくとも、相対圧縮の
簡便な検査として、相対圧縮のテストは行なえようが、
シリンダ番号を対応させることはできない。もし、圧縮
の問題が検出されれば、その圧縮の問題のあるシリンダ
の番号を特定するため、より徹底した分析を行なえよ
う。
ピックアッププローブ６０を使用して、シリンダ１番へ
の点火信号からトリガ信号を発生させ、装置３０に実際
のシリンダ番号に従った相対圧縮の表示を提供させるこ
とができよう。エンジンの点火順序は、特定のエンジン
の各々について決まっているが、測定装置３０に与えて
適切にシリンダ番号と相対圧縮を対応させねばならな
い。誘導ピックアッププローブがなくとも、相対圧縮の
簡便な検査として、相対圧縮のテストは行なえようが、
シリンダ番号を対応させることはできない。もし、圧縮
の問題が検出されれば、その圧縮の問題のあるシリンダ
の番号を特定するため、より徹底した分析を行なえよ
う。
【００２４】クランク回し段階の間、内燃機関２０は、
典型的には、点火コイルの１次コイル側を短絡させるこ
とで不能化される。測定装置３０は、シリンダの点火速
度よりも実質的に速いサンプル速度でバッテリ５０にか
かる電圧を測定し、各々のサンプルは順次、メモリに記
憶されて、圧縮信号を集合的に含む時間記録を作る。
典型的には、点火コイルの１次コイル側を短絡させるこ
とで不能化される。測定装置３０は、シリンダの点火速
度よりも実質的に速いサンプル速度でバッテリ５０にか
かる電圧を測定し、各々のサンプルは順次、メモリに記
憶されて、圧縮信号を集合的に含む時間記録を作る。
【００２５】図３は、この発明による測定装置３０（図
２に示す）の簡略なブロック図である。対の電圧プロー
ブ４０は測定装置３０の電圧入力に結合され、これはさ
らにアナログデジタル変換器（ＡＤＣ）７０に結合され
る。ＡＤＣ７０は電圧入力にかかる電圧を測定し、シリ
ンダの点火速度の２倍よりも実質的に速いサンプル速度
で、デジタル測定値を発生する。これにより、サンプリ
ングプロセスを外的に同期させずとも、各圧縮ピークの
振幅を許容可能な精度でとらえられよう。こうすると、
ピーク値をとらえるために、サンプルのタイミングをシ
リンダクロックまたは他の外的信号と同期させなくても
よい。
２に示す）の簡略なブロック図である。対の電圧プロー
ブ４０は測定装置３０の電圧入力に結合され、これはさ
らにアナログデジタル変換器（ＡＤＣ）７０に結合され
る。ＡＤＣ７０は電圧入力にかかる電圧を測定し、シリ
ンダの点火速度の２倍よりも実質的に速いサンプル速度
で、デジタル測定値を発生する。これにより、サンプリ
ングプロセスを外的に同期させずとも、各圧縮ピークの
振幅を許容可能な精度でとらえられよう。こうすると、
ピーク値をとらえるために、サンプルのタイミングをシ
リンダクロックまたは他の外的信号と同期させなくても
よい。
【００２６】ＡＤＣ７０からのデジタル測定値の流れ
は、マイクロプロセッサ８０に結合され、これは、さら
にデジタルデータバス１００を通ってメモリ９０にデジ
タル測定値を記憶する。表示器１１０はデジタルデータ
バス１００を通じて、マイクロプロセッサ８０と結合さ
れ、相対圧縮の測定結果を図的に表示する。この結果は
以下の説明のように計算される。
は、マイクロプロセッサ８０に結合され、これは、さら
にデジタルデータバス１００を通ってメモリ９０にデジ
タル測定値を記憶する。表示器１１０はデジタルデータ
バス１００を通じて、マイクロプロセッサ８０と結合さ
れ、相対圧縮の測定結果を図的に表示する。この結果は
以下の説明のように計算される。
【００２７】誘導ピックアッププローブ６０は、測定装
置３０のトリガ入力と結合し、さらにマイクロプロセッ
サ８０と結合する。トリガ信号を使って、マイクロプロ
セッサ８０はシリンダ１番とこれと対応する圧縮ピーク
とを関連付けることができよう。もし、シリンダの点火
順序がわかっていれば、マイクロプロセッサは、各ピー
クに実際のシリンダの番号を割当てられよう。
置３０のトリガ入力と結合し、さらにマイクロプロセッ
サ８０と結合する。トリガ信号を使って、マイクロプロ
セッサ８０はシリンダ１番とこれと対応する圧縮ピーク
とを関連付けることができよう。もし、シリンダの点火
順序がわかっていれば、マイクロプロセッサは、各ピー
クに実際のシリンダの番号を割当てられよう。
【００２８】図４は、この発明によって、より正確な相
対圧縮の測定結果を得るための、圧縮信号の処理方法の
フロー図である。プロセス２００は「圧縮信号を得る」
とラベル付けられている。ここでは、バッテリ５０にか
かる圧縮信号を時間記録を得るため、上述のように測定
装置３０によってサンプリングする。時間記録はメモリ
９０に記憶される。
対圧縮の測定結果を得るための、圧縮信号の処理方法の
フロー図である。プロセス２００は「圧縮信号を得る」
とラベル付けられている。ここでは、バッテリ５０にか
かる圧縮信号を時間記録を得るため、上述のように測定
装置３０によってサンプリングする。時間記録はメモリ
９０に記憶される。
【００２９】図５は、プロセス２００に従って、時間記
録としてとらえられた圧縮信号のグラフである。時間記
録の内容は振幅対時間の座標上に表示される。グラフに
見られるように、圧縮ピーク３００、３１０、３２０、
および３３０を含むトレースがプロットされている。圧
縮ピーク３００、３１０、３２０および３３０の各々
は、内燃機関３０の４つのエンジンサイクル３４０を通
じてとらえられ、４つのシリンダエンジンのシリンダに
対応する。
録としてとらえられた圧縮信号のグラフである。時間記
録の内容は振幅対時間の座標上に表示される。グラフに
見られるように、圧縮ピーク３００、３１０、３２０、
および３３０を含むトレースがプロットされている。圧
縮ピーク３００、３１０、３２０および３３０の各々
は、内燃機関３０の４つのエンジンサイクル３４０を通
じてとらえられ、４つのシリンダエンジンのシリンダに
対応する。
【００３０】表示されているように、バッテリ５０から
引出される電流を測定すると予想されるように、圧縮ピ
ーク３００、３１０、３２０および３３０の最大値はす
べて正の方向である。好ましい実施例においては、バッ
テリ５０にかかる電圧が代わりに測定されるので、トレ
ースは図示されているのとは反転するだろう。わかりや
すくするために、トレースはこの方向で示されている
が、この発明の実施においては実際にデジタル測定値を
反転させる必要はない。
引出される電流を測定すると予想されるように、圧縮ピ
ーク３００、３１０、３２０および３３０の最大値はす
べて正の方向である。好ましい実施例においては、バッ
テリ５０にかかる電圧が代わりに測定されるので、トレ
ースは図示されているのとは反転するだろう。わかりや
すくするために、トレースはこの方向で示されている
が、この発明の実施においては実際にデジタル測定値を
反転させる必要はない。
【００３１】時間記録は、また、自動車１０の電気装置
または他の原因からの外的ノイズを含み、これによって
測定が損なわれかねない。このようなノイズは、多く
は、高周波数で、本質的にランダムなので、低域フィル
タリングおよび平滑化技術により除去される。
または他の原因からの外的ノイズを含み、これによって
測定が損なわれかねない。このようなノイズは、多く
は、高周波数で、本質的にランダムなので、低域フィル
タリングおよび平滑化技術により除去される。
【００３２】時間記録を通じて、スパイク３６０が圧縮
信号に重ね合されている。スパイク３６０は、内燃機関
２０の点火装置によって引起こされる。スパイク３６０
は本質的にインパルス信号なので、各スパイクは典型的
には１サンプル幅しかなく、隣接するサンプルからの実
質的な振幅の偏移を引起こす。以下に説明する態様で、
より正確な測定を得るため、望ましからぬ干渉なしに所
望の圧縮信号をより良く測定するため、スパイク３６０
の各々を除去することが望ましい。
信号に重ね合されている。スパイク３６０は、内燃機関
２０の点火装置によって引起こされる。スパイク３６０
は本質的にインパルス信号なので、各スパイクは典型的
には１サンプル幅しかなく、隣接するサンプルからの実
質的な振幅の偏移を引起こす。以下に説明する態様で、
より正確な測定を得るため、望ましからぬ干渉なしに所
望の圧縮信号をより良く測定するため、スパイク３６０
の各々を除去することが望ましい。
【００３３】図５ではまた、より低いトレースで、トリ
ガ信号３５０が示されている。これは、シリンダ１番に
対する点火信号を受けるよう結合された、誘導ピックア
ッププローブ６０から受取られたトリガ信号に対応す
る。トリガ信号３５０により、示されているように、各
エンジンサイクル３４０の始動が決定される。シリンダ
１番はわかっているので、それに対応するピーク３００
をトリガ信号３５０と関連付けて、圧縮ピーク３００、
３１０、３２０、および３３０にシリンダ番号を割当て
ることができよう。適切にシリンダ番号を割当てるため
に、測定される内燃機関２０の点火順序はマイクロプロ
セッサ８０に与えられねばならない。
ガ信号３５０が示されている。これは、シリンダ１番に
対する点火信号を受けるよう結合された、誘導ピックア
ッププローブ６０から受取られたトリガ信号に対応す
る。トリガ信号３５０により、示されているように、各
エンジンサイクル３４０の始動が決定される。シリンダ
１番はわかっているので、それに対応するピーク３００
をトリガ信号３５０と関連付けて、圧縮ピーク３００、
３１０、３２０、および３３０にシリンダ番号を割当て
ることができよう。適切にシリンダ番号を割当てるため
に、測定される内燃機関２０の点火順序はマイクロプロ
セッサ８０に与えられねばならない。
【００３４】再び図４を参照すると、「圧縮信号をフィ
ルタリングする」とラベル付けされたプロセス２１０に
おいて、測定に対する外的ノイズの影響を減じるため、
さまざまなフィルタリング動作が行なわれる。サンプリ
ングプロセスの間に起こるランダムなノイズを除去する
ため、時間記録に対し低域フィルタリングが行なわれ得
る。低域フィルタリングは、この分野では周知のＦＩＲ
（有限インパルス応答）技術およびＩＩＲ（無限インパ
ルス応答）技術を含むさまざまな方法で、時間記録に記
憶された圧縮信号に対して行なわれよう。フィルタのカ
ットオフ周波数は、除去されるべきノイズの周波数範囲
に応じて選択され得ようが、圧縮ピーク３００、３１
０、３２０、および３３０の振幅に実質的影響を与える
ほど低くてはならない。
ルタリングする」とラベル付けされたプロセス２１０に
おいて、測定に対する外的ノイズの影響を減じるため、
さまざまなフィルタリング動作が行なわれる。サンプリ
ングプロセスの間に起こるランダムなノイズを除去する
ため、時間記録に対し低域フィルタリングが行なわれ得
る。低域フィルタリングは、この分野では周知のＦＩＲ
（有限インパルス応答）技術およびＩＩＲ（無限インパ
ルス応答）技術を含むさまざまな方法で、時間記録に記
憶された圧縮信号に対して行なわれよう。フィルタのカ
ットオフ周波数は、除去されるべきノイズの周波数範囲
に応じて選択され得ようが、圧縮ピーク３００、３１
０、３２０、および３３０の振幅に実質的影響を与える
ほど低くてはならない。
【００３５】加えて圧縮信号に対し行なわれ得るもう１
つのフィルタリング動作は、スパイク除去である。これ
は、インパルスノイズとして現われる点火装置のノイズ
の影響を取除く。スパイク除去は、時間記録のいずれか
の点で順次現われる第１、第２、および第３のサンプル
の比較を含む。もし、第１のサンプルと第３のサンプル
が実質的に等しく、かつ第２のサンプルが予め定められ
たスパイク値よりも大きい値で外れていれば、第２のサ
ンプルの値は第１のサンプルの値と置換えられる。ある
いは第２のサンプルの値は第１と第３のサンプルとの値
の平均と置換えることもできよう。このようにして、時
間記録のどの時点で起きたスパイク３６０（図５に図
示）も所望の圧縮信号に実質的影響を与えることなく除
去できよう。
つのフィルタリング動作は、スパイク除去である。これ
は、インパルスノイズとして現われる点火装置のノイズ
の影響を取除く。スパイク除去は、時間記録のいずれか
の点で順次現われる第１、第２、および第３のサンプル
の比較を含む。もし、第１のサンプルと第３のサンプル
が実質的に等しく、かつ第２のサンプルが予め定められ
たスパイク値よりも大きい値で外れていれば、第２のサ
ンプルの値は第１のサンプルの値と置換えられる。ある
いは第２のサンプルの値は第１と第３のサンプルとの値
の平均と置換えることもできよう。このようにして、時
間記録のどの時点で起きたスパイク３６０（図５に図
示）も所望の圧縮信号に実質的影響を与えることなく除
去できよう。
【００３６】図６は、図５の時間記録に対する低域フィ
ルタリングの影響を示すグラフである。好ましい実施例
においては、ＦＩＲフィルタリングおよびスパイク除去
の動作は、圧縮ピーク３００、３１０、３２０、および
３３０の振幅を実質的に変化させずに、高周波数の外的
ノイズを除去するように、時間記録に対し行なわれる。
ルタリングの影響を示すグラフである。好ましい実施例
においては、ＦＩＲフィルタリングおよびスパイク除去
の動作は、圧縮ピーク３００、３１０、３２０、および
３３０の振幅を実質的に変化させずに、高周波数の外的
ノイズを除去するように、時間記録に対し行なわれる。
【００３７】再び図４を参照すると、「圧縮信号をゼロ
に並べる」とラベル付けされたプロセス２２０におい
て、圧縮ピーク３００、３１０、３２０、および３３０
の各々に対し、ゼロに並べる動作が行なわれる。各ピー
クについて、ピークの前後の最小レベルが決定され、基
線からの相対的差が決定される。最小レベルの間で、オ
フセット値および傾斜を計算し、各圧縮ピークがゼロの
基線へ直線的に変換されるようにする。計算されたオフ
セット振幅は、ピークを含むデジタル測定値の各々から
減算され最小レベルが基線上にくるようになる。図７
は、ゼロに並べられた圧縮信号のグラフであり、圧縮ピ
ーク３００、３１０、３２０、および３３０の間の最小
点は各々基線上に位置付られ、よって、圧縮ピーク３０
０、３１０、３２０、および３３０が互いに正規化され
ている。
に並べる」とラベル付けされたプロセス２２０におい
て、圧縮ピーク３００、３１０、３２０、および３３０
の各々に対し、ゼロに並べる動作が行なわれる。各ピー
クについて、ピークの前後の最小レベルが決定され、基
線からの相対的差が決定される。最小レベルの間で、オ
フセット値および傾斜を計算し、各圧縮ピークがゼロの
基線へ直線的に変換されるようにする。計算されたオフ
セット振幅は、ピークを含むデジタル測定値の各々から
減算され最小レベルが基線上にくるようになる。図７
は、ゼロに並べられた圧縮信号のグラフであり、圧縮ピ
ーク３００、３１０、３２０、および３３０の間の最小
点は各々基線上に位置付られ、よって、圧縮ピーク３０
０、３１０、３２０、および３３０が互いに正規化され
ている。
【００３８】再び図４を参照すると、「圧縮信号を平均
化する」とラベル付けされたプロセス２３０において、
それぞれのピークの間の５つのサイクルにわたって、圧
縮ピーク３００、３１０、３２０、および３３０の各々
に平均化動作を行なうことで、１組の平均化されたピー
ク３００、３１０、３２０、および３３０を得る。平均
化された圧縮ピーク３００、３１０、３２０、および３
３０の振幅は、圧縮レベルのより正確な測定である。平
均化動作の図８はより高度に正確な相対圧縮測定を得る
べく、内燃機関２０の複数のエンジンサイクルにわたっ
て平均化された圧縮信号のグラフである。
化する」とラベル付けされたプロセス２３０において、
それぞれのピークの間の５つのサイクルにわたって、圧
縮ピーク３００、３１０、３２０、および３３０の各々
に平均化動作を行なうことで、１組の平均化されたピー
ク３００、３１０、３２０、および３３０を得る。平均
化された圧縮ピーク３００、３１０、３２０、および３
３０の振幅は、圧縮レベルのより正確な測定である。平
均化動作の図８はより高度に正確な相対圧縮測定を得る
べく、内燃機関２０の複数のエンジンサイクルにわたっ
て平均化された圧縮信号のグラフである。
【００３９】圧縮ピーク３３０が対応するシリンダは測
定されないほど小さな圧縮しかないか、または圧縮が全
くない。したがって圧縮ピーク３３０は全くピークがな
い。圧縮ピーク３００、３１０、３２０、および３３０
が複数のサイクルにわたって互いに適切に平均化される
ことを確実にするため、欠落パルス検出アルゴリズムを
用いて、他のパルスの位置に基づき、低振幅の圧縮ピー
クの位置を定めてもよい。もしいずれかの２つの隣接す
る圧縮ピークの間の時間が同一エンジンサイクル内の他
の２つの隣接する圧縮ピークの間の時間を、予め定めら
れた断片的な量で超えていれば、２つの隣接する圧縮ピ
ークの間に欠落パルスである圧縮ピークがあると判断さ
れる。このように、欠落パルス検出アルゴリズムによっ
て、他の圧縮ピークへの適切なシリンダ番号の割当を維
持することで、測定プロセス全体がさらに堅固になる。
定されないほど小さな圧縮しかないか、または圧縮が全
くない。したがって圧縮ピーク３３０は全くピークがな
い。圧縮ピーク３００、３１０、３２０、および３３０
が複数のサイクルにわたって互いに適切に平均化される
ことを確実にするため、欠落パルス検出アルゴリズムを
用いて、他のパルスの位置に基づき、低振幅の圧縮ピー
クの位置を定めてもよい。もしいずれかの２つの隣接す
る圧縮ピークの間の時間が同一エンジンサイクル内の他
の２つの隣接する圧縮ピークの間の時間を、予め定めら
れた断片的な量で超えていれば、２つの隣接する圧縮ピ
ークの間に欠落パルスである圧縮ピークがあると判断さ
れる。このように、欠落パルス検出アルゴリズムによっ
て、他の圧縮ピークへの適切なシリンダ番号の割当を維
持することで、測定プロセス全体がさらに堅固になる。
【００４０】好ましい実施例においては、予め定められ
た断片的な量とは１６０％である。したがって、図７で
は、圧縮ピーク３２０と３００の間の時間が他の隣接す
る対の圧縮ピークのいずれの間の時間も少なくとも１６
０％で超えているので、圧縮ピーク３３０は欠落パルス
と決定される。こうして、各サイクル内の圧縮ピーク３
００、３１０、および３２０の位置に基づき、圧縮ピー
ク３３０は、適切に位置付けられ、複数サイクルにわた
り平均化される。
た断片的な量とは１６０％である。したがって、図７で
は、圧縮ピーク３２０と３００の間の時間が他の隣接す
る対の圧縮ピークのいずれの間の時間も少なくとも１６
０％で超えているので、圧縮ピーク３３０は欠落パルス
と決定される。こうして、各サイクル内の圧縮ピーク３
００、３１０、および３２０の位置に基づき、圧縮ピー
ク３３０は、適切に位置付けられ、複数サイクルにわた
り平均化される。
【００４１】再び図４を参照すると、「相対圧縮を表示
する」とラベル付けされたプロセス２４０において、圧
縮ピーク３００、３１０、３２０、および３３０の各々
の振幅が決定される。４つの振幅レベルのうち最も高い
振幅によって棒グラフ上の１００％のレベルを設定し、
他の振幅レベルは、最高の振幅のパーセンテージでプロ
ットされる。
する」とラベル付けされたプロセス２４０において、圧
縮ピーク３００、３１０、３２０、および３３０の各々
の振幅が決定される。４つの振幅レベルのうち最も高い
振幅によって棒グラフ上の１００％のレベルを設定し、
他の振幅レベルは、最高の振幅のパーセンテージでプロ
ットされる。
【００４２】図９は、ユーザが表示器１１０（図３に図
示）に見ると同様の棒グラフの形で表示される相対圧縮
のグラフである。図示されているように、任意に３とラ
ベル付けされたシリンダが最も高い圧縮を有し、１００
％レベルを決定している。シリンダ１およびシリンダ２
は、シリンダ３と同様の相対圧縮レベルを有しており、
自動車修理点検技術者により仕様書内にあると決定され
るだろう。しかしシリンダ４は、シリンダ１、２、およ
び３に比べると、比較的小さな圧縮を有し、修理される
べき圧縮の問題があることを示している。
示）に見ると同様の棒グラフの形で表示される相対圧縮
のグラフである。図示されているように、任意に３とラ
ベル付けされたシリンダが最も高い圧縮を有し、１００
％レベルを決定している。シリンダ１およびシリンダ２
は、シリンダ３と同様の相対圧縮レベルを有しており、
自動車修理点検技術者により仕様書内にあると決定され
るだろう。しかしシリンダ４は、シリンダ１、２、およ
び３に比べると、比較的小さな圧縮を有し、修理される
べき圧縮の問題があることを示している。
【００４３】図１０は、ユーザが表示器１１０（図３に
図示）に見ると同様のトレースグラフの形で表示された
相対圧縮のグラフであり、図９にかわる相対圧縮の表示
である。図９の棒グラフと同様に、トレースグラフのピ
ークは１００％レベルに対して正規化されている。加え
て、トレースグラフは、自動車修理点検技術者が内燃機
関２０についてさらに診断情報を得られるような、各圧
縮ピークの形状を提供する。
図示）に見ると同様のトレースグラフの形で表示された
相対圧縮のグラフであり、図９にかわる相対圧縮の表示
である。図９の棒グラフと同様に、トレースグラフのピ
ークは１００％レベルに対して正規化されている。加え
て、トレースグラフは、自動車修理点検技術者が内燃機
関２０についてさらに診断情報を得られるような、各圧
縮ピークの形状を提供する。
【００４４】当業者には明らかなように、より広い局面
でのこの発明の精神から逸脱することなく、上述のこの
発明の好ましい実施例の細部について多くの変更ができ
よう。たとえば、相対圧縮の結果の表示方法は、数的な
ものでも、図的なものでもよいし、自動車修理点検技術
者が最も使いやすいよう適合されたフォーマットであっ
てよい。測定装置は、圧縮信号を得るため、バッテリ電
圧ではなくバッテリ電流を測定するよう、容易に適合さ
れるだろう。したがってこの発明の範囲は、前掲の請求
項によって定義されねばならない。
でのこの発明の精神から逸脱することなく、上述のこの
発明の好ましい実施例の細部について多くの変更ができ
よう。たとえば、相対圧縮の結果の表示方法は、数的な
ものでも、図的なものでもよいし、自動車修理点検技術
者が最も使いやすいよう適合されたフォーマットであっ
てよい。測定装置は、圧縮信号を得るため、バッテリ電
圧ではなくバッテリ電流を測定するよう、容易に適合さ
れるだろう。したがってこの発明の範囲は、前掲の請求
項によって定義されねばならない。
【図１】この発明による相対圧縮から、修理点検の用途
において潜在的に利益を得るであろう、内燃機関を含む
先行技術による典型的な自動車の切落し図である。
において潜在的に利益を得るであろう、内燃機関を含む
先行技術による典型的な自動車の切落し図である。
【図２】図１の内燃機関に結合されたこの発明による相
対圧縮を測定するための測定装置の図である。
対圧縮を測定するための測定装置の図である。
【図３】図２の測定装置の簡略ブロック図である。
【図４】図２の測定装置において相対圧縮を測定する方
法のフロー図である。
法のフロー図である。
【図５】デジタル方式でサンプルリングされメモリに記
憶された圧縮信号のグラフの図である。
憶された圧縮信号のグラフの図である。
【図６】低域フィルタリングされた図５の圧縮信号のグ
ラフの図である。
ラフの図である。
【図７】圧縮ピークの各々がゼロに並べられた図６の圧
縮信号のグラフの図である。
縮信号のグラフの図である。
【図８】それぞれのシリンダに対応する図７の圧縮ピー
クがともに平均化された図７の圧縮信号のグラフの図で
ある。
クがともに平均化された図７の圧縮信号のグラフの図で
ある。
【図９】図８の圧縮ピークの高さから計算された相対圧
縮の棒グラフの図である。
縮の棒グラフの図である。
【図１０】図８の圧縮ピークの高さから計算された相対
圧縮の線グラフの図である。
圧縮の線グラフの図である。
２０ 内燃機関 ３０ 測定装置 ４０ 電圧プローブ ５０ バッテリ ６０ 誘導ピックアッププローブ ７０ アナログデジタル変換器 ８０ マイクロプロセッサ ９０ メモリ
Claims (17)
- 【請求項１】 内燃機関における相対圧縮を測定するた
めの測定装置において、より高い測定精度を得るための
方法であって、 （ａ） 複数のエンジンサイクルにわたって、前記内燃
機関のクランク回し段階の間、デジタル測定値を得るた
めに、バッテリ電圧をサンプリングするステップと、 （ｂ） 前記エンジンサイクルの各々に対しての圧縮ピ
ークの組を含む圧縮信号を得るために、時間記録として
前記デジタル測定値を記憶するステップと、 （ｃ） ノイズを取除くために前記時間記録をフィルタ
リングするステップと、 （ｄ） 前記圧縮ピークの各々においてゼロに並べる動
作を行なうステップと、 （ｅ） 平均化された圧縮ピークの組を得るために、前
記複数エンジンサイクルの間の前記圧縮ピークの各々を
対応する圧縮ピークと平均化するステップと、 （ｆ） 前記平均化された圧縮ピークの振幅から前記相
対圧縮を計算するステップと、 （ｇ） 前記相対圧縮を表示するステップとを含む、よ
り高い測定精度を得るための方法。 - 【請求項２】 （ａ） 既知のシリンダの点火信号に応
答して前記クランク回し段階の間にトリガ信号を受ける
ステップと、 （ｂ） 前記トリガ信号を、前記平均化された圧縮ピー
クの組の１つの平均化された圧縮ピークと関連させるス
テップと、 （ｃ） 前記内燃機関に対して予め定められた点火順序
に基づいて、シリンダ番号を前記平均化された圧縮ピー
クの組に割当てるステップと、 （ｄ） 前記シリンダ番号に従って前記相対圧縮を表示
するステップとをさらに含む、請求項１に記載のより高
い測定精度を得るための方法。 - 【請求項３】 前記デジタル測定値が、前記圧縮ピーク
の速度の２倍よりも実質的に速いサンプル速度で得られ
る、請求項１に記載のより高い測定精度を得るための方
法。 - 【請求項４】 前記相対圧縮を棒グラフとしてさらに表
示する、請求項１に記載のより高い測定精度を得るため
の方法。 - 【請求項５】 前記相対圧縮をトレースグラフとしてさ
らに表示する、請求項１に記載のより高い測定精度を得
るための方法。 - 【請求項６】 前記平均化された圧縮ピークの組を得る
ために、前記エンジンサイクルの各々において、前記圧
縮ピークの組の間のタイミングの差を補償する一方で、
前記複数のエンジンサイクルの間の前記圧縮ピークの各
々を、対応する圧縮ピークと平均化するステップをさら
に含む、請求項１に記載のより高い測定精度を得るため
の方法。 - 【請求項７】 欠落パルス検出アルゴリズムによって、
欠落パルスを含むいかなる前記圧縮ピークの位置も決定
される、請求項６に記載のより高い測定精度を得るため
の方法。 - 【請求項８】 前記フィルタリングは前記圧縮信号の低
域フィルタリングを含む、請求項１に記載のより高い測
定精度を得るための方法。 - 【請求項９】 前記フィルタリングは前記圧縮信号上の
スパイク除去を含む、請求項１に記載のより高い測定精
度を得るための方法。 - 【請求項１０】 内燃機関において相対圧縮を測定する
よう適合された測定装置であって、 （ａ） 前記内燃機関の複数のエンジンサイクルにわた
ってクランク回し段階の間バッテリ電圧を受け取るため
に結合された入力を備え、前記バッテリ電圧からデジタ
ル測定値を生成する、アナログデジタル変換器と、 （ｂ） 前記デジタル測定値の各々を記憶するためのメ
モリと、 （ｃ） 前記相対圧縮を視覚的に表示するための表示器
と、 （ｄ） 前記エンジンサイクルの各々に対する圧縮ピー
クの組を含む圧縮信号を含む時間記録として前記デジタ
ル測定値を受け前記メモリに記憶するため、前記アナロ
グデジタル変換器に結合されたマイクロプロセッサとを
含み、前記マイクロプロセッサは、平均化された圧縮ピ
ークの組を得るために前記圧縮信号を処理し、前記相対
圧縮を計算し、前記相対圧縮を前記表示器に与える、内
燃機関における相対圧縮を測定するよう適合された測定
装置。 - 【請求項１１】 既知のシリンダ番号の点火信号に応答
して前記クランク回し段階の間トリガ信号を受けるため
の誘導ピックアッププローブをさらに含み、前記誘導ピ
ックアッププローブは前記トリガ信号を前記マイクロプ
ロセッサに結合し、前記マイクロプロセッサは前記トリ
ガ信号を前記平均化された圧縮ピークの組の１つの圧縮
ピークと関連させ、予め定められた点火順序に基づいて
前記平均化された圧縮ピークの組の平均化された圧縮ピ
ークの各々にシリンダ番号を割当て、前記シリンダ番号
に従って前記表示器に前記相対圧縮の表示を与える、請
求項１０に記載の内燃機関における相対圧縮を測定する
よう適合された測定装置。 - 【請求項１２】 前記相対圧縮が棒グラフとして表示さ
れる、請求項１０に記載の内燃機関における相対圧縮を
測定するよう適合された測定装置。 - 【請求項１３】 前記相対圧縮がトレースグラフとして
表示される、請求項１０に記載の内燃機関における相対
圧縮を測定するよう適合された測定装置。 - 【請求項１４】 前記平均化された圧縮ピークの組を得
るために前記サイクルの各々における前記圧縮ピークの
組の間のタイミングの差を補償する一方で、前記圧縮ピ
ークの各々が複数の前記エンジンサイクルの間で対応す
る圧縮ピークと平均化される、請求項１０に記載の内燃
機関における相対圧縮を測定するよう適合された測定装
置。 - 【請求項１５】 前記マイクロプロセッサが前記時間記
録に低域フィルタリングを行なう、請求項１０に記載の
内燃機関における相対圧縮を測定するよう適合された測
定装置。 - 【請求項１６】 前記マイクロプロセッサが前記時間記
録にスパイク除去動作を行なう、請求項１０に記載の内
燃機関における相対圧縮を測定するよう適合された測定
装置。 - 【請求項１７】 前記マイクロプロセッサが、欠落パル
スを含むいかなる前記圧縮ピークの位置も決定するため
に前記時間記録に欠落パルス検出動作を行なう、請求項
１０に記載の内燃機関における相対圧縮を測定するよう
適合された測定装置。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US08/649,343 US5663493A (en) | 1996-05-17 | 1996-05-17 | Apparatus and method for measuring relative compression |
| US08/649343 | 1996-05-17 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1054779A true JPH1054779A (ja) | 1998-02-24 |
| JP3201973B2 JP3201973B2 (ja) | 2001-08-27 |
Family
ID=24604383
Family Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP12528497A Expired - Fee Related JP3201973B2 (ja) | 1996-05-17 | 1997-05-15 | 内燃機関におけるシリンダ間の相対圧縮を測定するための測定装置、およびそれにおいてより高い測定精度を得るための方法 |
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| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5663493A (ja) |
| EP (1) | EP0809096A1 (ja) |
| JP (1) | JP3201973B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009270873A (ja) * | 2008-05-02 | 2009-11-19 | Ihi Corp | 油膜厚さ計測装置および方法 |
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| JP3672316B2 (ja) * | 1995-06-08 | 2005-07-20 | ルノー | 内燃機関のトルク測定装置および方法 |
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| US9188505B2 (en) | 2013-06-21 | 2015-11-17 | Ford Global Technologies, Llc | Method and system for cylinder compression diagnostics |
| US10620076B2 (en) | 2016-12-07 | 2020-04-14 | A & E Incorporated | Wireless pressure testing system and methods of use |
| USD821236S1 (en) | 2016-12-21 | 2018-06-26 | A & E Incorporated | Wireless pressure testing unit |
| WO2018119201A1 (en) | 2016-12-23 | 2018-06-28 | Cummins Inc. | Engine health diagnosis and fault isolation with cranking test |
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1996
- 1996-05-17 US US08/649,343 patent/US5663493A/en not_active Expired - Fee Related
-
1997
- 1997-03-24 EP EP97301993A patent/EP0809096A1/en not_active Withdrawn
- 1997-05-15 JP JP12528497A patent/JP3201973B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US5663493A (en) | 1997-09-02 |
| EP0809096A1 (en) | 1997-11-26 |
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