JPS5814976B2 - Method and device for measuring the indicated average effective pressure fluctuation rate of an engine - Google Patents
Method and device for measuring the indicated average effective pressure fluctuation rate of an engineInfo
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- JPS5814976B2 JPS5814976B2 JP9939376A JP9939376A JPS5814976B2 JP S5814976 B2 JPS5814976 B2 JP S5814976B2 JP 9939376 A JP9939376 A JP 9939376A JP 9939376 A JP9939376 A JP 9939376A JP S5814976 B2 JPS5814976 B2 JP S5814976B2
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Description
【発明の詳細な説明】
本発明はエンジンの図示平均有効圧力変動率測定方法及
び装置に関するものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a method and apparatus for measuring the indicated mean effective pressure fluctuation rate of an engine.
エンジンの性能値は主として図示平均有効圧力及び燃料
消費率の2個の特性によって評価され、特に図示平均有
効圧力の変動は実際の車両走行時にエンジンの異常振動
を生じさせるなど極めて主要な要因であると考えられて
いる。The performance value of an engine is mainly evaluated based on two characteristics: indicated mean effective pressure and fuel consumption rate. In particular, fluctuations in indicated mean effective pressure are extremely important factors, such as causing abnormal engine vibration when the vehicle is actually running. It is believed that.
図示平均有効圧力が変動すると、この出力変動は駆動系
の固有振動数において共振作用を起し、車両の走行時に
は車両の前後方向に振動するいわゆるサージ現象を生じ
る。When the indicated average effective pressure fluctuates, this output fluctuation causes a resonance effect at the natural frequency of the drive system, causing a so-called surge phenomenon in which the vehicle vibrates in the longitudinal direction when the vehicle is running.
このサージ現象は車両の運転特性を著しく低下させ、又
、エンジン自体の各部に機械的な悪影響を与える点およ
び車両運転者のフィーリングをそこねる点で排除されな
ければならない。This surge phenomenon must be eliminated because it significantly deteriorates the driving characteristics of the vehicle, and also has an adverse mechanical effect on various parts of the engine itself and impairs the feeling of the vehicle driver.
これらの現象の多くはエンジンの大きな回転差動やトル
ク変動によってひきおこされるものであって、シリンダ
内燃焼によって生ずる図示平均有効圧力の変動に基くも
のである。Many of these phenomena are caused by large rotational differentials and torque fluctuations of the engine, and are based on fluctuations in indicated mean effective pressure caused by combustion in the cylinders.
図示平均有効圧力の変動は近年の排気ガス浄イ対策車両
において特に著しい問題を生じている。Fluctuations in the indicated mean effective pressure have caused a particularly serious problem in recent vehicles with exhaust gas cleaning measures.
即ち、排気ガス浄化対策として希薄燃焼装置、EGR装
置あるいは点火時期制御装置などの処用装置が設けられ
ているが、これらの装置はいすねもエンジンの燃焼状態
に変動を与える為、図示平均有効圧力の変動を増加させ
る大きな要因となこてきた。In other words, treatment devices such as lean burn devices, EGR devices, and ignition timing control devices are installed as exhaust gas purification measures, but these devices also cause fluctuations in the combustion state of the engine, so the indicated mean effective pressure This has become a major factor in increasing the fluctuations in
しかしてサージ現象を測定する手段としてはトルク変動
や回転変動や車両の加速度を検出して測定されてきた。However, the surge phenomenon has been measured by detecting torque fluctuations, rotational fluctuations, and vehicle acceleration.
しかしながらサージ現象はエンジン自体ばかりでなくク
ラッチ、トランスミッション等の駆動系に起因する場合
もありうる。However, the surge phenomenon may be caused not only by the engine itself but also by the drive system such as the clutch and transmission.
又エンジン自体についてもとの気筒がその原因になって
いるのか判別することができない。Also, regarding the engine itself, it is not possible to determine whether the original cylinder is the cause of the problem.
従って、この検出には各気筒の図示平均有効圧力の変動
を検出する必要がある。Therefore, this detection requires detecting fluctuations in the indicated mean effective pressure of each cylinder.
そこでエンジンの図示平均有効圧力変動はその変動率を
確実に測定して迅速な対応手段を講じなければならない
。Therefore, it is necessary to reliably measure the rate of change in the engine's indicated mean effective pressure and take prompt countermeasures.
しかしながら、図示平均有効圧力はエンジンの行程容積
に対する1サイクルあたりの仕事量で定義され、この変
動を正しく測定することは極めて困難であった。However, the indicated mean effective pressure is defined by the amount of work per cycle relative to the stroke volume of the engine, and it has been extremely difficult to accurately measure this variation.
従来の図示平均有効圧力測定手段にはいくつかのものが
存するが、いずれも十分に満足することの出来る手段で
はなかった。Although there are several conventional means for measuring indicated mean effective pressure, none of them are fully satisfactory.
第1の従来装置は、エンジンの指圧線図に基すいてクラ
ンクシャフトの回転角度ごとにエンジンの内圧を測定記
憶してこれを演算処理するものであり、大容量の記憶装
置及び高速演算装置を必要とし、特殊な研究用としての
み成立するものであった。The first conventional device measures and stores the internal pressure of the engine for each rotation angle of the crankshaft based on the engine's acupressure diagram, and performs arithmetic processing on this. It was necessary and could only be used for special research purposes.
従って、このような装置を車両に搭載させて図示平均有
効圧力の変動に対応して車両の燃焼条件を制御すること
など到底不可能であった。Therefore, it has been impossible to mount such a device on a vehicle and control the combustion conditions of the vehicle in response to fluctuations in the indicated mean effective pressure.
第2の従来装置は指圧線図を連続的に測定し、特定のト
リガーレベルで設定された出力信号の時間幅の変動で燃
焼変動を検出する装置であり、特開昭50−14572
9号に記載されている。The second conventional device is a device that continuously measures acupressure diagrams and detects combustion fluctuations based on fluctuations in the time width of an output signal set at a specific trigger level.
It is stated in No. 9.
しかしながら、この従来装置では正確な図示平均有効圧
力の変動率を測定することは不可能であった。However, with this conventional device, it was impossible to accurately measure the rate of variation in the indicated mean effective pressure.
従来の第3の装置としてはエンジン出力をトルクメータ
で測定し、特定の周波数領域における平均変動幅で燃焼
変動を示す装置が知られているが、この従来装置では全
気筒の合計した変動幅のみ測定され、又、駆動系のねじ
り振動を含むなど実際の変動率とは極めて異なるもので
ある。As a conventional third device, a device is known that measures engine output with a torque meter and shows combustion fluctuations by the average fluctuation width in a specific frequency range, but this conventional device only measures the total fluctuation width of all cylinders. The measured fluctuation rate is extremely different from the actual fluctuation rate, as it includes torsional vibration of the drive system.
更に従来の第4の装置としては、エンジンの振動を加速
度計で検出して変動を示す装置がある。Furthermore, as a fourth conventional device, there is a device that detects engine vibrations using an accelerometer to indicate fluctuations.
しかしながら、この装置も前述した第3の従来装置と同
様に良好な精度を期待することが出来ない欠点があった
。However, like the third conventional device described above, this device also has the drawback that good accuracy cannot be expected.
本発明は上記従来の課題に鑑みなされたものであり、そ
の目的は、極めて高精度で且つ簡単な構成により図示平
均有効圧力の変動率を測定することが出来る図示平均有
効圧力変動率測定方法及び装置を提供することにある。The present invention has been made in view of the above-mentioned conventional problems, and its purpose is to provide a method and method for measuring the rate of change in indicated mean effective pressure, which can measure the rate of change in indicated mean effective pressure with extremely high precision and a simple configuration. The goal is to provide equipment.
上記目的を達成する為に、本発明は、エンジンの図示平
均有効圧力の変動率が特定のクランク角度における瞬時
的なシリンダ内圧の変動と極めて一致することを利用し
たものである。To achieve the above object, the present invention takes advantage of the fact that the rate of variation in the indicated mean effective pressure of the engine closely matches the instantaneous variation in cylinder internal pressure at a particular crank angle.
エンジンの図示平均有効圧力Piは周知のように以下の
数式で示され、またこれから標準偏差σPi及び変動率
△Piもそれぞれ以下の式で求められる。As is well known, the indicated mean effective pressure Pi of the engine is expressed by the following formula, and from this, the standard deviation σPi and fluctuation rate ΔPi are also determined by the following formulas.
ここでvhは行程容積
Pはシリンダ内圧
であり、またクランク角θ(圧縮上死点を00とする)
に対する容積微分dVは以下のように求められる。Here, vh is the stroke volume P is the cylinder internal pressure, and the crank angle θ (compression top dead center is 00)
The volumetric differential dV with respect to dV is determined as follows.
ここでV。Here V.
は上死点での燃焼室容積、Dはシリンダボア径、
rはクランク半径、
λはクランク半径に対するコンロッド長さlの比:l/
r。is the combustion chamber volume at top dead center, D is the cylinder bore diameter, r is the crank radius, λ is the ratio of the connecting rod length l to the crank radius: l/
r.
である。It is.
以上の数式から明らかなように(1)式において容積微
分dVはクランク角によってのみ定まる値であり、サイ
クル間変動は零である。As is clear from the above equation, the volumetric differential dV in equation (1) is a value determined only by the crank angle, and the cycle-to-cycle fluctuation is zero.
従って、図示平均有効圧力Piの変動は圧力Pの変動に
容積微分dVなる重みを乗じた重みづき平均であること
が理解される。Therefore, it is understood that the fluctuation of the indicated average effective pressure Pi is a weighted average obtained by multiplying the fluctuation of the pressure P by the weight of the volumetric differential dV.
又、圧力Pの変動は各クランク角で独立に定まる値では
なく、シリンダ内熱発生率によって定まる連続した変化
量である為に容積微分dVが最も大きい特定のクランク
角における内圧変動で図示平均有効圧力Piの変動を代
表することが出来る。In addition, the fluctuation in pressure P is not a value determined independently at each crank angle, but is a continuous change determined by the heat release rate in the cylinder, so the indicated average is effective for internal pressure fluctuation at a specific crank angle where the volumetric differential dV is largest. It can represent fluctuations in pressure Pi.
本発明はこの点に着目してなされたものであり、特定の
クランク角におけるピストン内圧変動によって図示平均
有効圧力Piの変動率を測定することを特徴とする。The present invention has been made with attention to this point, and is characterized in that the rate of variation in the indicated mean effective pressure Pi is measured based on the variation in piston internal pressure at a specific crank angle.
容積微分dVが最大となるクランク角は前述した式より
クランク半径に対するコネクティングロッド長さlの比
λによってのみ定まり、又、λの値は一般的に実用化さ
れているエンジンではほぼ一定の値となり、実際上(3
,s)程度の値に設定されている。According to the above formula, the crank angle at which the volumetric differential dV is maximum is determined only by the ratio λ of the connecting rod length l to the crank radius, and the value of λ is approximately constant in engines that are generally in practical use. , in practice (3
, s).
第1図には横軸のクランク角度に対する容積微分dVの
特性が示され、容積微分dVの最大値をとるクランク角
は膨張行程にあっては圧縮上死点後75度であることが
理解される。Figure 1 shows the characteristics of the volumetric differential dV with respect to the crank angle on the horizontal axis, and it is understood that the crank angle at which the volumetric differential dV takes the maximum value is 75 degrees after compression top dead center in the expansion stroke. Ru.
すなわち容積微分dVの最大値になるクランク角は換言
すればピストン速度の最大になる角度になっている。In other words, the crank angle at which the volumetric differential dV becomes the maximum value is the angle at which the piston speed becomes the maximum.
第2図には図示平均有効圧力△Piに対する75度のク
ランク角における内圧の変動率△Pの実験結果が示され
、極めて良好な相関関係を示していることが理解される
。FIG. 2 shows the experimental results of the fluctuation rate ΔP of the internal pressure at a crank angle of 75 degrees with respect to the indicated mean effective pressure ΔPi, and it is understood that there is an extremely good correlation.
実際に内圧の変動率を検出する場合、電気的ノイズ、指
圧針の気柱振動などにより、実際の内圧変動率より大き
な変動率を検出する恐れがあり、あるクランク角範囲に
おける内圧の平均的な変動を計測することが好ましい。When actually detecting the internal pressure fluctuation rate, there is a risk that a fluctuation rate larger than the actual internal pressure fluctuation rate will be detected due to electrical noise, air column vibration of the acupressure needle, etc. Preferably, the variation is measured.
このためには、特定のクランク角度に適当な幅を持たせ
て測定を行なうことがよい。For this purpose, it is preferable to measure by giving an appropriate width to a specific crank angle.
第3図はクランク角75度を中心とした前後10度、即
ちクランク角65度〜85度の範囲における図示平均有
効圧力変動率と内圧変動率との関係を示すものであり、
第2図と同様に良好な相関関係のあることを示している
。FIG. 3 shows the relationship between the indicated average effective pressure fluctuation rate and the internal pressure fluctuation rate in the range of 10 degrees before and after the crank angle of 75 degrees, that is, the crank angle range of 65 degrees to 85 degrees.
Similar to FIG. 2, this shows that there is a good correlation.
これに対し最大内圧(シリンダ内燃焼最大圧力Pmax
)の得られる近傍にあるクランク角20度〜40度(膨
張行程初期)における特性が第4図に示され、このクラ
ンク角においては所望の相関関係を得ることが出来ない
。On the other hand, the maximum internal pressure (internal combustion maximum pressure Pmax
) is shown in FIG. 4 at a crank angle of 20 degrees to 40 degrees (early stage of the expansion stroke), where the desired correlation cannot be obtained at this crank angle.
更に第5図には排気弁が開く直前(膨張行程の末期)で
あるクランク角100度〜120度範囲における特性を
示し、このときにも相関関係がないことが理解される。Furthermore, FIG. 5 shows the characteristics in the crank angle range of 100 degrees to 120 degrees, which is just before the exhaust valve opens (at the end of the expansion stroke), and it is understood that there is no correlation even at this time.
以上の実験結果から明らかなように、本発明においては
ある特定のクランク角範囲内におけるシリンダ内圧の変
動率を測定すれば、エンジンの図示平均有効圧力と顕著
な対応関係により、図示平均有効圧力の変動率自体を知
ることが可能である。As is clear from the above experimental results, in the present invention, if the fluctuation rate of the cylinder internal pressure within a certain crank angle range is measured, the indicated mean effective pressure can be measured due to the remarkable correspondence with the indicated mean effective pressure of the engine. It is possible to know the volatility itself.
そして、この特定のクランク角は点火時期より遅い膨張
行程にあることが理解される。It is understood that this specific crank angle is in an expansion stroke that is later than the ignition timing.
以上の説明より特定のクランク角における図示平均有効
圧力変動率と内圧変動率との相関関係とが主として容積
微分dVにより解明されたが、このことはまたエンジン
のトルク(仕事)の面からも説明することが可能である
。From the above explanation, the correlation between the indicated average effective pressure variation rate and the internal pressure variation rate at a specific crank angle has been elucidated mainly by the volumetric differential dV, but this can also be explained from the perspective of engine torque (work). It is possible to do so.
即ち、第9図には膨張行程にあるピストンクランク機構
が示され、シリンダ200内の爆発圧力に上りピストン
202が下方に押し下げられ、この力がコネクティング
ロッド204を介してクランクシャフト206に伝達さ
れている。That is, FIG. 9 shows the piston crank mechanism in the expansion stroke, where the explosion pressure in the cylinder 200 rises and pushes the piston 202 downward, and this force is transmitted to the crankshaft 206 via the connecting rod 204. There is.
第9図は膨張行程にお・てクランク角が75度に成った
状態を示し、こつときコネクティングロッド204とク
ランクシャフト206とは90度と成っていることが理
解される。FIG. 9 shows a state where the crank angle is 75 degrees during the expansion stroke, and it is understood that the angle between the connecting rod 204 and the crankshaft 206 is 90 degrees.
従って、このときにはピストン202を押し下げる力が
クランクシャフト206にもつとも効率よく伝達される
ときであり、このことからも、特定のクランク角におけ
るシリンダ内圧が全体の図示平均有効圧力変動率を代表
できることが理解される。Therefore, at this time, the force pushing down the piston 202 is efficiently transmitted to the crankshaft 206. From this, it can be understood that the cylinder internal pressure at a specific crank angle can represent the overall indicated average effective pressure fluctuation rate. be done.
第6図には本発明に係る測定装置のブロック線図が示さ
れている。FIG. 6 shows a block diagram of a measuring device according to the invention.
シリンダ内圧はシリンダ内に挿入された圧力検出器10
によって電気信号に変換される。The cylinder internal pressure is detected by a pressure detector 10 inserted into the cylinder.
is converted into an electrical signal by
圧力検出器10の出力はフィルタ12を通ってノイズ成
分が除去され、ゲート回路14に供給される。The output of the pressure detector 10 passes through a filter 12 to remove noise components, and is supplied to a gate circuit 14.
ゲート回路14は特定のクランク角範囲においてゲート
を開き、内圧信号がゲート回路14から出力される。The gate circuit 14 opens the gate in a specific crank angle range, and an internal pressure signal is output from the gate circuit 14.
特定のクランク角範囲を検出する為のクランク角検出器
がクランクシャフト16に固定されたスリットリング1
8と光学的検知手段20から構成されている。A slit ring 1 having a crank angle detector fixed to a crankshaft 16 for detecting a specific crank angle range.
8 and an optical detection means 20.
光学的検知手段20により検出されたクランク角信号は
波形整形回路22により所定のパルス幅を有するパルス
に変換されゲート回路14のゲート端子に供給される。The crank angle signal detected by the optical detection means 20 is converted into a pulse having a predetermined pulse width by the waveform shaping circuit 22 and is supplied to the gate terminal of the gate circuit 14.
第7図にはエンジン指圧線図とゲート信号パルスとの関
係が示される。FIG. 7 shows the relationship between the engine acupressure diagram and the gate signal pulse.
第7図の実施例ではクランク角75度の位置及び(75
−360)度既ち一285度の2箇所でゲート回路14
が開くことが理解される。In the embodiment shown in FIG. 7, the position of the crank angle is 75 degrees and
-360) degree and gate circuit 14 at two points at -1285 degree.
is understood to open.
−285度における圧力信号は吸入行程であって圧力は
各サイクルでほぼ等しい値に保たれ本発明において図示
平均有効圧力を求める為には有効ではない。The pressure signal at -285 degrees is a suction stroke in which the pressure is maintained at approximately the same value each cycle and is not useful in the present invention for determining the indicated mean effective pressure.
しかしながら、図示した実施例においては、この−28
5度における内圧を基準零電圧として用いることにより
、圧力検出器1.0の較正を不要とするなど使用手段を
極めて簡単にすることが出来、簡単な構成の測定装置を
得る為に有益である。However, in the illustrated embodiment, this -28
By using the internal pressure at 5 degrees as the reference zero voltage, the means of use can be made extremely simple, such as eliminating the need to calibrate the pressure detector 1.0, which is useful for obtaining a measuring device with a simple configuration. .
第7図において、−285度における内圧はPoで示さ
れ、又、75度における内圧がPnで示されている。In FIG. 7, the internal pressure at -285 degrees is shown as Po, and the internal pressure at 75 degrees is shown as Pn.
従って、変動率を求める際に、(Pn−Po)によって
演算を行なえば圧力検出器あるいは後述する信号変換回
路の較正を必要とすることなく、正しい変動率を簡単に
演算処理することが可能である。Therefore, when calculating the fluctuation rate, if you calculate it using (Pn-Po), you can easily calculate the correct fluctuation rate without requiring calibration of the pressure detector or the signal conversion circuit described later. be.
このような−285度における基準零位置信号を得る為
には4サイクルエンジンでは第6図に示されるようにス
リットリング18に単一のスリン)18aを設ければ良
く、又。In order to obtain such a reference zero position signal at -285 degrees, in a four-stroke engine, a single slit ring 18a may be provided in the slit ring 18 as shown in FIG.
2サイクルエンジンではスリットの数を適当に2個設定
することにより得られる。In a two-stroke engine, this can be achieved by appropriately setting the number of slits to two.
ゲート回路14が開くとこのときのシリンダ内圧P。When the gate circuit 14 opens, the cylinder internal pressure P at this time.
及びPnがアンプ24に供給され、適当な増幅率が与え
られる。and Pn are supplied to an amplifier 24 to give an appropriate amplification factor.
アンプ24には積分器26が接続され、ゲート開放期間
中の増幅された内圧信号が積分器26によって積分され
た内圧信号が積分器26によって積分される。An integrator 26 is connected to the amplifier 24, and the integrator 26 integrates the internal pressure signal obtained by integrating the amplified internal pressure signal during the gate open period.
そしてこのアナログ量はADコンバータ28によりデジ
タル信号に変換される。This analog amount is then converted into a digital signal by the AD converter 28.
アンプ24には零点設定用の調整抵抗30及びスパン調
整用の調整抵抗32が設けられ、ゲート回路14から供
給された信号P。The amplifier 24 is provided with an adjustment resistor 30 for zero point setting and an adjustment resistor 32 for span adjustment, and receives a signal P supplied from the gate circuit 14.
がADコンバータ28の零に、又、PnがADコンバー
タ28のフルスケースを超えない十分大きな値になるよ
うにアンプ24の増幅率を調整する。The amplification factor of the amplifier 24 is adjusted so that Pn becomes zero of the AD converter 28 and Pn becomes a sufficiently large value that does not exceed the full scale of the AD converter 28.
この結果、ADコンバータ28はシリンダ内圧を(Pn
−Po)に比例したデジタル信号として変換することが
出来る。As a result, the AD converter 28 adjusts the cylinder internal pressure (Pn
-Po) can be converted into a digital signal proportional to
ADコンバータ28の変換特性はモニタ回路34を介し
て発光ダイオードなどからなる表示器36.38によっ
て表示される。The conversion characteristics of the AD converter 28 are displayed via the monitor circuit 34 on indicators 36 and 38 consisting of light emitting diodes and the like.
表示器36はP。The display 36 is P.
の値が零以下であるときに点灯し、表示器38はPnの
値がスケールオーバしたときに点灯表示され、いづれの
場合もアンプ24の調整不良を意味する。The indicator 38 lights up when the value of Pn is less than zero, and the indicator 38 lights up when the value of Pn exceeds the scale. In either case, it means that the amplifier 24 is maladjusted.
積分器26はその積分時定数で定まる時間、アンプ24
の出力信号を積分するが、このときの積分時定数をエン
ジン回転数に対応させることによって、エンジンの気柱
振動及びノイズなどの影響を受けることなく特定クラン
ク角における正しいシリンダ内圧を得ることが出来る。The integrator 26 has a time determined by its integration time constant, and the amplifier 24
By making the integration time constant correspond to the engine speed, it is possible to obtain the correct cylinder internal pressure at a specific crank angle without being affected by engine air column vibration or noise. .
即ち、ディストリビュータの1次信号から得られたエン
ジン回転数信号は端子40を介して波形整形回路42に
供給され、エンジン回転数に反比例した積分時定数を出
力する積分時定数発生回路44を介して積分器26に与
えられる。That is, the engine speed signal obtained from the primary signal of the distributor is supplied to a waveform shaping circuit 42 via a terminal 40, and is then supplied to a waveform shaping circuit 42 via an integral time constant generating circuit 44 that outputs an integral time constant that is inversely proportional to the engine speed. is applied to an integrator 26.
この結果、エンジン回転数が高い場合には短い積分時間
でアンプ24の出力がADコンバータ28に送られ、又
、エンジン回転数が低い場合には長い積分時間でADコ
ンバータ28に出力が供給される。As a result, when the engine speed is high, the output of the amplifier 24 is sent to the AD converter 28 with a short integration time, and when the engine speed is low, the output is sent to the AD converter 28 with a long integration time. .
従って、本実施例においては、ゲート回路14の開放時
間は直接内圧の積分時間を決めるものではなく、積分時
間は回路44の積分時定数で定まることが理解される。Therefore, in this embodiment, it is understood that the opening time of the gate circuit 14 does not directly determine the integration time of the internal pressure, but that the integration time is determined by the integration time constant of the circuit 44.
以上のようにして、ADコンバータ28にはエンジン1
サイクルにおける特定クランク角でのシリング内圧をデ
ジタル信号に積分平均化し、このデジタル値はいったん
バッファ回路46に記憶される。As described above, the AD converter 28 has the engine 1
Schilling internal pressure at a specific crank angle in a cycle is integrated and averaged into a digital signal, and this digital value is temporarily stored in the buffer circuit 46.
そして、ADコンバータ28の変換作動が終了したとき
信号48によりバッファ回路46の記憶値が演算回路5
0に供給される。When the conversion operation of the AD converter 28 is completed, the stored value of the buffer circuit 46 is transferred to the arithmetic circuit 5 by the signal 48.
0.
エンジン名サイクルにおける内圧測定が終了し、その結
果が演算回路50に送られるとADコンバータ28及び
バッファ回路46の記憶値は零にリセットされる。When the internal pressure measurement in the engine cycle is completed and the result is sent to the arithmetic circuit 50, the values stored in the AD converter 28 and the buffer circuit 46 are reset to zero.
内圧変動率を求める為に、あらかじめ定められた計測回
数nだけ、以上の測定が繰返し行なわれその測定値が演
算器50により順次演算処理される。In order to obtain the internal pressure fluctuation rate, the above measurements are repeated a predetermined number of measurements n, and the measured values are sequentially processed by the calculator 50.
回数設定器52の設定値はクランク角信号とコンパレー
タ54により比較される。The set value of the number setting device 52 is compared with the crank angle signal by a comparator 54.
コンパレータ54は周知の減算カウンタなどから構成す
ることが可能である。The comparator 54 can be constructed from a well-known subtraction counter or the like.
コンパレータ54が所定回数カウントすると、終了信号
55が演算回路50に供給され、演算が終了する。When the comparator 54 counts a predetermined number of times, an end signal 55 is supplied to the calculation circuit 50, and the calculation ends.
次に演算回路50について説明する。Next, the arithmetic circuit 50 will be explained.
バッファ回路46の信号は加算器56に加えられ、アキ
ュムレータ58と共にΣPnを演算する。The signal of the buffer circuit 46 is applied to an adder 56, and together with an accumulator 58, ΣPn is calculated.
(実際は(Pn−Po)の総和であるがP。(Actually, it is the sum of (Pn-Po), but P.
をOとした為に以下Pnで示す。Since it is set to O, it will be referred to as Pn below.
)バッファ回路46の信号Pnは更に乗算器60、加算
器62及びアキュムレータ64からなる乗算積算回路に
供給され、ΣPn′を演算する。) The signal Pn of the buffer circuit 46 is further supplied to a multiplication/accumulation circuit consisting of a multiplier 60, an adder 62, and an accumulator 64 to calculate ΣPn'.
前述した終了信号55はアキュムレータ58.64に供
給され、変動率を計算する所定回数が終了したことを確
認し、アキュムレータ58.64の出力がそれぞれ演算
器66に供給される。The aforementioned end signal 55 is supplied to the accumulators 58 and 64 to confirm that the predetermined number of times of calculating the fluctuation rate has been completed, and the outputs of the accumulators 58 and 64 are respectively supplied to the arithmetic unit 66.
演算器66にはROM(読取専用メモリ)67が接続さ
れ、ROM67のメモリに従って入力された両信号を演
算処理する。A ROM (read only memory) 67 is connected to the arithmetic unit 66, and arithmetic processing is performed on both input signals according to the memory of the ROM 67.
この演算器66は変動率を演算すると共に、第2図に示
した内圧変動率と図示平均有効圧力の交換定数を演算す
る。This calculator 66 calculates the fluctuation rate and also calculates the exchange constant between the internal pressure fluctuation rate and the indicated mean effective pressure shown in FIG.
即ち、図示平均有効圧力変動率△Piは以下の式によっ
て得られる。That is, the indicated average effective pressure fluctuation rate ΔPi is obtained by the following formula.
上式においてa、bは第2図の特性図から定まる一定値
であり、特定クランク角を75度に設定した場合、実験
によれば、a=0.88、b−一2.03に設定される
。In the above equation, a and b are constant values determined from the characteristic diagram in Figure 2, and when the specific crank angle is set to 75 degrees, according to experiments, a = 0.88, b - - 2.03. be done.
以上の演算工程により所望の図示平均有効圧力△Piが
求められ、この値が表示器68により表示される。The desired indicated mean effective pressure ΔPi is obtained through the above calculation steps, and this value is displayed on the display 68.
以上説明したように、本発明によれば特定クランク角に
おける内圧変動率によりエンジンの図示平均有効圧力の
変動率を得ることが出来、従来の測定装置に比較して極
めて簡略化された装置により高精度の変動率を測定する
ことが可能である。As explained above, according to the present invention, the rate of change in the indicated mean effective pressure of the engine can be obtained from the rate of change in internal pressure at a specific crank angle, and the rate of change in the indicated mean effective pressure of the engine can be obtained using a device that is extremely simplified compared to conventional measuring devices. It is possible to measure the rate of variation in accuracy.
この測定された変動率は多気筒エンジンの各気筒におい
て測定操作が行なわれ、これらの測定結果を比較するこ
とにより、エンジンの特性診断を適確に行なえるなど、
エンジンの生産工程において、あるいは点検整備工程に
おいて極めて良好な測定装置を提供することが出来る。This measured fluctuation rate is measured in each cylinder of a multi-cylinder engine, and by comparing these measurement results, it is possible to accurately diagnose engine characteristics, etc.
An extremely good measuring device can be provided in the engine production process or in the inspection and maintenance process.
本発明は更に以上の変動率測定結果に基すいてエンジン
の燃焼状態を制御し、車両の走行中にエンジンの燃焼変
動を減少させることが出来、この自動制御システムの採
用によって車両の走行安定性及び運転操作性を極めて向
上させることが出来る。The present invention further controls the combustion state of the engine based on the above fluctuation rate measurement results, and can reduce engine combustion fluctuations while the vehicle is running.By adopting this automatic control system, the running stability of the vehicle can be improved. And the driving operability can be greatly improved.
又、これらの結果エンジンに加わる振動及びサージが減
少されエンジンの耐久性を改善することが可能である。Furthermore, as a result of these, vibrations and surges applied to the engine are reduced, making it possible to improve the durability of the engine.
特に排気ガス浄化対策の施されたエンジンにあっては、
これらの浄化装置を適当に変動率測定値から制御するこ
とが可能となる。Especially for engines with exhaust gas purification measures,
It becomes possible to appropriately control these purifying devices from the fluctuation rate measurement values.
第8図には排気ガス浄化対策の施されたエンジンの概略
が示されている。FIG. 8 schematically shows an engine equipped with exhaust gas purification measures.
エンジン本体70にはエアクリーナ72からキャブレタ
74及びインテークマニフオルド76を介して混合気が
供給され、燃焼排気ガスはエキゾーストマニフオルド7
8から触媒コンバータ79を通って排出される。An air-fuel mixture is supplied to the engine body 70 from an air cleaner 72 via a carburetor 74 and an intake manifold 76, and combustion exhaust gas is supplied to the exhaust manifold 7.
8 through a catalytic converter 79.
キャプレタ74の負圧は三方弁80を介して進角装置8
2に供給され、ディストリビュータ84の点火時期が進
角制御される。The negative pressure of the capretor 74 is passed through the three-way valve 80 to the advance angle device 8.
2, and the ignition timing of the distributor 84 is advanced.
又、キャプレタ74の負圧は三方弁85を介してEGR
バルブ86に供給され、エキゾーストマニフオルド78
の排気ガスがEGRパルプ86を介してインテークマニ
フオルド76に一部が戻される。In addition, the negative pressure of the capretor 74 is transferred to EGR via a three-way valve 85.
is supplied to the valve 86 and the exhaust manifold 78
A portion of the exhaust gas is returned to the intake manifold 76 via the EGR pulp 86.
又、キャブレタ74のプライマリ−メイン系のエアブリ
ード及びスロー系のエアブリードを大気に開放する為に
三方弁88.90が設けられている。Furthermore, three-way valves 88 and 90 are provided to release the primary-main system air bleed and the slow system air bleed of the carburetor 74 to the atmosphere.
更に2次空気噴射ポンプ92からの二次空気が三方弁9
4を介して排気弁の直後に供給されている。Furthermore, secondary air from the secondary air injection pump 92 is supplied to the three-way valve 9.
4 directly after the exhaust valve.
以上のように第8図のエンジンには種々の排気ガス浄化
装置が設けられているが、これらの装置と共に本発明に
係る図示平均有効圧力変動率測定装置を設けることによ
り変動率が所定値以上に達したとき各浄化装置の作動を
適当に制御することが可能である。As described above, the engine shown in FIG. 8 is equipped with various exhaust gas purification devices, and by providing the indicated mean effective pressure fluctuation rate measuring device according to the present invention together with these devices, the fluctuation rate can be adjusted to a predetermined value or more. It is possible to suitably control the operation of each purification device when this is reached.
即ち、クランクシャフト16に設けられたスリットリン
グ1Bと光学検出手段20からなるクランク角検出信号
が変動率測定装置96に供給され、又エンジン本体70
のシリンダヘッド98に設けられた内圧検出器10から
の信号及びディスリピユータ84からの信号が同様に測
定装置96に供給されている。That is, a crank angle detection signal made up of the slit ring 1B provided on the crankshaft 16 and the optical detection means 20 is supplied to the fluctuation rate measuring device 96, and the engine body 70
Similarly, a signal from an internal pressure detector 10 provided in a cylinder head 98 and a signal from a distributor 84 are supplied to a measuring device 96.
変動率測定装置は第6図に示した構成からなり、前述し
た説明からエンジンの図示平均有効圧力変動率が演算測
定されることが理解される。The fluctuation rate measuring device has the configuration shown in FIG. 6, and it is understood from the above description that the indicated mean effective pressure fluctuation rate of the engine is calculated and measured.
そしてこの測定結果は比較器100によって所定の値と
比較され、その比較結果が制御装置102に供給され、
制御装置102からの制御信号によって三方弁80,8
5,94及び二方弁88.90が制御され、変動率を所
定範囲に規制するように各浄化装置を制御する。This measurement result is then compared with a predetermined value by the comparator 100, and the comparison result is supplied to the control device 102,
The three-way valves 80, 8 are controlled by control signals from the control device 102.
5, 94 and two-way valves 88, 90 are controlled to control each purifying device so as to regulate the fluctuation rate within a predetermined range.
以上説明したように、本発明によれば、エンジンの図示
平均有効圧力変動率を正確に且つ簡単に測定することが
出来、エンジンの特性診断装置として極めて利用価値の
高い装置を提供することが出来る。As explained above, according to the present invention, it is possible to accurately and easily measure the indicated mean effective pressure fluctuation rate of an engine, and it is possible to provide a device that is extremely useful as an engine characteristic diagnostic device. .
更に本発明における測定装置は車両に装備することが可
能であり、変動率を常に監視してエンジンの燃焼状態を
最適に制御することを可能とする大きな利点がある。Furthermore, the measuring device according to the present invention can be installed in a vehicle, and has the great advantage of constantly monitoring the fluctuation rate and making it possible to optimally control the combustion state of the engine.
第1図はクランク角と容積微分との関係を示す特性図、
第2図は本発明に係る特定方式の特徴を説明する図示平
均有効圧力変動率と特定クランク角における内圧変動率
との相関関係を示す特性図、第3図は第2図と類似する
他の特定クランク角における特性図、第4,5図は更に
他のクランク角における特性図、第6図は本発明に係る
測定装置の好適な実施例を示すブロック線図、第7図は
第6図の特定クランク角におけるゲートパルスと指圧線
図を示す特性図、第8図は本発明に係る測定装置を用い
て排気ガス浄化装置を制御する好適な実施例を示す概略
構成図、第9図は本発明を説明するためのピストンクラ
ンク機構の概略図である。
10・・・・圧力検出器、14・・・・・・ゲート回路
、20・・・・・・クランク角検出器、26・・・・・
・積分器、28・・・・・・ADコンバータ、50・・
・・・・演算回路。Figure 1 is a characteristic diagram showing the relationship between crank angle and volumetric differential.
FIG. 2 is a characteristic diagram showing the correlation between the indicated average effective pressure fluctuation rate and the internal pressure fluctuation rate at a specific crank angle, explaining the characteristics of the identification method according to the present invention, and FIG. 4 and 5 are characteristic diagrams at a specific crank angle. FIG. 6 is a block diagram showing a preferred embodiment of the measuring device according to the present invention. FIG. 7 is a diagram showing characteristics at other crank angles. FIG. 8 is a schematic configuration diagram showing a preferred embodiment of controlling an exhaust gas purification device using the measuring device according to the present invention, and FIG. FIG. 2 is a schematic diagram of a piston crank mechanism for explaining the present invention. 10...Pressure detector, 14...Gate circuit, 20...Crank angle detector, 26...
・Integrator, 28...AD converter, 50...
...Arithmetic circuit.
Claims (1)
定することによりエンジンの図示平均有効圧力変動率を
演算測定することを特徴とするエンジンの図示平均有効
圧力変動率測定方法。 2、特許請求の範囲1において、特定のクランク角を点
火時期に後続する膨張行程に設定したことを特徴とする
エンジンの図示平均有効圧力変動率測定方法。 3 特許請求の範囲1において、特定のクランク角を容
積微分dVが最大と成る近傍に設定したことを特徴とす
るエンジンの図示平均有効圧力変動率測定方法。 4 シリンダ内圧を電気信号に変換して検出する圧力検
出器と、 圧力検出器の出力側に接続されたゲート回路と、特定の
クランク角範囲を検出してゲート回路をその期間のみ開
(クランク角検出器と、 ゲート回路の出力信号を信号変換する処理回路と、 内圧変動を演算するための測定回数検出回路と、処理回
路と測定回数検出回路との出力信号により変動率を演算
する演算回路と、 を含むエンジンの図示平均有効圧力変動率測定装置。 5 特許請求の範囲4において、処理回路はADコンバ
ータを含むことを特徴とするエンジンの図示平均有効圧
力変動率測定装置。 6 特許請求の範囲4.5において、処理回路はゲート
回路出力の積分時定数をエンジン回転数に対応させる積
分回路を含むことを特徴とするエンジンの図示平均有効
圧力変動率測定装置。 7 特許請求の範囲1.2.3において、少な(とも1
つ以上の排気ガス浄化装置を制御するための信号として
シリンダ内圧の変動率を検出したことを特徴とするエン
ジンの図示平均有効圧力変動率測定方法。[Scope of Claims] 1. A method for measuring the indicated mean effective pressure variation rate of an engine, which comprises calculating and measuring the indicated mean effective pressure variation rate of the engine by measuring fluctuations in cylinder internal pressure at a specific crank angle. 2. The method for measuring the indicated mean effective pressure fluctuation rate of an engine according to claim 1, characterized in that a specific crank angle is set in the expansion stroke following the ignition timing. 3. The method for measuring the indicated mean effective pressure fluctuation rate of an engine according to claim 1, characterized in that a specific crank angle is set in the vicinity where the volumetric differential dV is maximum. 4 A pressure detector that converts the cylinder internal pressure into an electrical signal and detects it, a gate circuit connected to the output side of the pressure detector, and a gate circuit that detects a specific crank angle range and opens the gate circuit only during that period (crank angle A detector, a processing circuit that converts the output signal of the gate circuit, a measurement number detection circuit for calculating the internal pressure fluctuation, and an arithmetic circuit that calculates the fluctuation rate from the output signals of the processing circuit and the measurement number detection circuit. An apparatus for measuring an indicated average effective pressure fluctuation rate of an engine, comprising the following: 5. An apparatus for measuring an indicated average effective pressure fluctuation rate of an engine according to claim 4, characterized in that the processing circuit includes an AD converter. 6. Claims 6. 4.5, the processing circuit includes an integral circuit that makes the integral time constant of the gate circuit output correspond to the engine rotational speed. 7 Claim 1.2 In .3, there is a small
1. A method for measuring an indicated average effective pressure fluctuation rate of an engine, characterized in that a fluctuation rate of cylinder internal pressure is detected as a signal for controlling two or more exhaust gas purification devices.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9939376A JPS5814976B2 (en) | 1976-08-19 | 1976-08-19 | Method and device for measuring the indicated average effective pressure fluctuation rate of an engine |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9939376A JPS5814976B2 (en) | 1976-08-19 | 1976-08-19 | Method and device for measuring the indicated average effective pressure fluctuation rate of an engine |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5324877A JPS5324877A (en) | 1978-03-08 |
| JPS5814976B2 true JPS5814976B2 (en) | 1983-03-23 |
Family
ID=14246244
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9939376A Expired JPS5814976B2 (en) | 1976-08-19 | 1976-08-19 | Method and device for measuring the indicated average effective pressure fluctuation rate of an engine |
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| JP (1) | JPS5814976B2 (en) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6013618A (en) * | 1983-06-29 | 1985-01-24 | 東洋製罐株式会社 | Fixed-quantity filling canning manufacture and device for fish meat, etc. |
| DE3660941D1 (en) * | 1986-04-29 | 1988-11-17 | Voest Alpine Ind Anlagen | Method and apparatus for continuous hot gas sampling for analysis in a reactor |
-
1976
- 1976-08-19 JP JP9939376A patent/JPS5814976B2/en not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5324877A (en) | 1978-03-08 |
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