JPS6310372B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、スタータが装備された多気筒内燃機
関の圧縮圧力変動測定装置に関する。

〔従来の技術〕

スタータの装備された内燃機関において、該ス
タータによつて回転駆動される機関はスタータに
対して回転負荷となる。従つてスタータを駆動せ
しめるためのスタータ電流の強さはスタータの負
荷となる機関の圧縮圧力に相関すると云う事実は
一般的に知られており、また、前記スタータ電流
の強さから機関の圧縮圧力の相対値を測定する装
置は、例えば、特公昭47−40203号公報に示され
る如く、公知である。さらに、スタータ電流の交
流成分により圧縮圧力変動を測定する装置は、特
開昭53−48105号公報、特開昭53−107509号公報
に示される如く公知である。

例えば、特公昭47−40203号公報に記載された
従来装置におけるスタータ電流の強さと圧縮圧力
との相関を得る手法は、スタータの回動によつて
機関が駆動せしめられている期間において、スタ
ータ電流の気筒に対応した最大値が機関の最大圧
縮時点と一致すると云う事実にもとづき、スター
タ電流の各気筒に対応した最大電流値を検出し、
該各気筒の最大電流値の相対値を演算せしめて、
機関の各気筒に対する圧縮圧力の相対変化量を測
定しているものである。

従つて、従来装置におけるスタータ電流の演算
回路においては、スタータ電流の全電流振幅値を
忠実に演算せしめる必要がある。

特開昭53−48105号公報に記載された従来の圧
縮圧力測定装置は、スタータ電流の各サイクルの
交流成分の下方面積を積分し、該積分値の最小値
と最大値を比較し、その結果がある定められた値
よりも小さいときを表示し、各シリンダの少なく
とも一つが不充分な圧縮力であると判断するもの
である。

一方、特開昭53−107509号公報に記載された従
来の圧縮圧力測定装置は、スタータ電流の交流成
分の電流最小値毎に、その最小値を結ぶ時間軸で
積分し、少なくとも全機関サイクルの平均積分値
と各気筒毎の積分値を比較する装置である。

〔発明が解決しようとする問題点〕 (1) 上記各従来装置によれば、 スタータ電流の強さと圧縮圧力の相対変化
量との相関を得る目的から、センサ感度に直
線性が要求されること、 該スタータ電流の強さを検出するスタータ
電流検出手段は、スタータを駆動せしめるに
必要なスタータ電流の直流値から交流成分迄
の全電流を検出する必要があるため、広いダ
イナミツクレンジが要求されること、 広いダイナミツクレンジを満足させるた
め、スタータを駆動せしめるため電源と該ス
タータ間に挿入されるシヤント抵抗などの電
流検出器も用いる必要があること、 広いダイナミツクレンジを満足させるため
電流回線にクランプされるホール素子などを
応用した磁電変換型の電流検出器を用いる必
要があること、 シヤント抵抗などの電流検出器を用いる場
合は、スタータ電流値を正確に検出するため
に、スタータとスタータを駆動するための電
源との間の電流回線を取り外して装着する必
要があること、 磁電変換型の電流検出器を用いる場合は、
一般的に数100［Ａ］の大きさを有するスター
タ電流を直流値から交流成分まで忠実、且つ
正確に検出する必要があり、このような目的
に使用できる磁電変換型電流検出器は高価、
且つ形状が大きくなること、 などの問題がある。

(2) また、一般的な自動車等の内燃機関において
は、エンジンの形式や、エンジンの負荷となる
空調装置等のモータなどの容量によつて、スタ
ータ電流値は大きく変化し、該電流振幅値は広
範囲に変化することから、演算回路等の動作領
域を極めて大きくする必要があり、演算回路自
体の精度低下や、飽和などを生じると云う問題
がある。

(3) また、機関の各気筒に対応するスタータ電流
の最大値の相対値と機関の最大圧縮圧力の相対
値との相関は、機関のエンジン型式などによつ
て差異が存在し、前記相関特性は１つの直線関
係で表現されず、不特定多数のエンジンを検査
する場合には、極めて広い特性幅を有する相関
特性となり、圧縮圧力の相対値を測定する上
に、大きな測定誤差を与えるか、あるいは被測
定対象となるエンジンのスタータ電流値の相対
値と圧縮圧力の相対値との相関特性をあらかじ
め調査し、被測定エンジンの形式等に対応させ
て、前記相関特性を補正する必要があるという
問題が存在している。

(4) また、処理回路としては、直流増幅器を用い
るので、温度ドリフト、オフセツトなどによる
測定誤差が生じ、それを補償するためにはセン
サーを含めた零点適整が必要になる。

(5) 更に、スタータ電流のピーク値を検出するも
のであるため、信号の直流成分の安定した時す
なわち安定したクランキング状態の時に検出し
なければならないという制約がある。

本発明は、前記従来の問題点を解消するべくな
されたもので、各気筒間の圧縮圧力の相対変動を
簡単且つ安価な装置で装定できる多気筒内燃機関
の圧縮圧力変動測定装置を提供することを目的と
する。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は、スタータの回動負荷が機関のエンジ
ンの回動負荷であり、該エンジンの回動負荷が、
エンジンの圧縮圧力に相関することから、スター
タの回転速度がエンジンの圧縮圧力に依存し、該
スタータの回転速度の変化量が、圧縮圧力の相対
変化量に相関するという発明者が発見した実験事
実に基づいてなされたものである。

まず本発明の原理を明確にするために、スター
タ電流の交流成分の周期と圧縮圧力との相関を実
験事実によつて説明する。第１図は、４気筒エン
ジン（点火順序１−３−４−２）におけるスター
タ電流交流成分と圧縮圧力との相関を示す実験例
であり、第１図Ａは、第１、第２、第３気筒の圧
縮圧力を12Kg／cm²とし、第４気筒の圧縮圧力のみ
を11.4Kg／cm²に設定した場合、以下第１図Ｂは、
同じく、第４気筒の圧縮圧力のみを10.5Kg／cm²
に、第１図Ｃは、同じく、第４気筒の圧縮圧力の
みを9.5Kg／cm²に、第１図Ｄは、同じく、第４気
筒の圧縮圧力のみを8.9Kg／cm²に、第１図Ｅは、
同じく、第４気筒の圧縮圧力のみを7.3Kg／cm²に、
第１図Ｆは、同じく、第４気筒の圧縮圧力のみを
6.8Kg／cm²にそれぞれ設定し、他気筒の圧縮圧力
は全て12Kg／cm²とした場合のそれぞれのスタータ
電流交流成分の波形を示す。

又、第２図は、６気筒エンジン（点火順序１−
５−３−６−２−４）における前記第１図と同様
の実験例であり、第２図Ａは、第１、第２、第
３、第４、第６気筒の圧縮圧力を12Kg／cm²に、第
５気筒の圧縮圧力のみを10.9Kg／cm²に設定した場
合で、以下第２図Ｂは、同じく、第５気筒の圧縮
圧力のみを10.6Kg／cm²に、第２図Ｃ、同じく、第
５気筒の圧縮圧力のみを10Kg／cm²に、第２図Ｄ
は、同じく、第５気筒の圧縮圧力のみを9.5Kg／
cm²に、第２図Ｅは、同じく第５気筒の圧縮圧力の
みを8.9Kg／cm²に、第２図Ｆは、同じく第５気筒
の圧縮圧力のみを8.2Kg／cm²に、それぞれ設定た
場合のそれぞれのスタータ電流交流成分の波形を
示す。

第１図および第２図における実験事実からも明
らかなように他気筒と比較して圧縮圧力の低下し
ている気筒に対応するスタータ電流交流成分の周
期（時間幅）は短くなり、圧縮圧力低下気筒の次
に位置する気筒に対応するスタータ電流交流成分
の周期（時間幅）が他気筒に比較して長くなるこ
とがわかる。これは、圧縮圧力の低下した気筒に
対してはスタータの回転負荷が軽くなり、スター
タの回転速度が上昇するが、圧縮圧力の低下した
気筒の次に位置する気筒は、前気筒の圧縮反力が
小さいことから、スタータの回転負荷として重く
なり、スタータの回転速度が低下することによる
ものである。

従つて、スタータ電流の交流成分の周期（くり
返し時間幅）の変化量を測定すれば、内燃機関の
圧縮圧力の相対変化として検出、測定できること
は明確である。又、一般的に多気筒内燃機関の圧
縮圧力の全気筒がそろつて低下することはなく、
特定の一つか二つの気筒が低下するだけである。
従つて、圧縮圧力の絶対値測定は不用であり、圧
縮圧力の相対測定をすれば充分であるのである。

そこで上記目的を達成するために本発明は、ス
タータが装備された多気筒内燃機関において、ス
タータ電流の交流電流成分を検出する誘導コイル
式の電流検出手段と、波形整形回路により該電流
検出手段から出力される各筒気に対応する電流信
号の交流成分の周期を検出し、この周期に比例し
た直流電気信号に変換する変換回路手段と、該変
換回路手段の出力から、各気筒のスタータ電流の
交流成分の周期変化量を演算せしめ、この演算結
果から機関の圧縮圧力の相対変化量に比例した信
号を出力する演算回路手段と、該演算回路手段か
らの出力を機関の圧縮圧力の相対変化として表示
する表示手段とを具備してなることを特徴とする
ものである。

〔作用〕

スタータ電流の交流成分を誘導コイル式の電流
検出手段により検出する。この電流検出手段から
出力される各気筒に対応する電流信号を変換回路
手段に取り込み、この変換回路手段の波形整形回
路で前記電流信号の交流成分の周期を検出し、こ
の周期に比例した直流電気信号に変換する。この
直流電気信号を取り込む演算回路手段は、その信
号から各気筒のスタータ電流の交流成分の周期変
化量を演算し、この演算結果から機関の圧縮圧力
の相対変化に比例した信号を出力する。この出力
信号を機関の圧縮圧力の相対変化として表示手段
により表示する。

本発明は、スタータ電流の交流成分の周期を検
出するものであるため、従来装置の様にセンサー
自体の直線性が要求されないという利点を有し、
後段の回路で交流成分を処理するだけ良いためセ
ンサーのダイナミツクレンジが従来装置の半分以
下で済むという利点を有するとともに小型、低コ
ストの誘導コイルを用いることができる。

また、本発明は、回路において交流成分を処理
するだけであるため、直流成分処理も伴う従来装
置の様に直流増幅器を用いる必要が無く、誤差要
因が少ないという利点を有するとともに、零点の
調整が不要であるという利点を有する。

更に本発明は、従来装置の様にピーク値そのも
のを検出するものでないため、クランキング状態
であれば良く、安定したクランキング状態である
必要が無いため、検出期間および検出状態の制約
が無いという利点を有する。

〔実施例〕

以下図面を参照して、本発明の具体的な実施例
を詳細に説明する。

第３図は、本発明に係る圧縮圧力変動測定装置
の基本的な構成を示すブロツク線図である。

この圧縮圧力変動測定装置は、スタータ電流を
検出する電流検出手段と、該電流検出手段か
ら出力されるスタータ電流信号の周期を、これに
比例した電気信号に変換する変換回路手段と、
該変換回路手段の出力を圧縮圧力の変化と対応
させて演算せしめ、該圧縮圧力の相対変化量を出
力する演算回路手段と、該演算回路手段から
の出力を圧縮圧力の相対変化量として表示する表
示手段とから成る。

前記電流検出手段は、スタータ電流の交流成
分を検出するものであつて、該電流検出手段の
機能は、図示していないが、スタータを回動する
ための電源とスタータとが接続される電流回線中
において、例えば、一般的に知られている誘導コ
イル方式によつてスタータ電流の交流成分のみを
検出する。

前者は、前記電流回線中に流れるスタータ電流
の交流成分によつて、該電流回線の外周に発生す
る交番磁束を一般的に磁性体と巻回コイルとから
構成されるクランプ型の誘導コイルによつて検出
し、前記スタータ電流の交流成分として検出でき
るため、センサー自体の直線性が要求されない、
ダイナミツクレンジが狭くて良い、および、極め
て簡単な構成から成る等の利点を有する。

後者は、スタータ電流の直流成分も検出する機
能上、一般的にはホール素子などの磁電変換素子
が応用された構成となり、電流検出手段として
は構造も複雑で高価となる。

次に前記電流検出手段によつて検出されたス
タータ電流の交流成分信号は、前記変換回路手段
に入力され、前記交流成分信号の正方向対応し
た周期に比例した直流電圧信号に変換される。従
つて、該変換回路手段は、スタータ電流の各気
筒毎に対する正方向の交流成分の時間幅を、ある
いは前記交流成分の一周期をそれぞれに比例した
直流電圧信号に変換する機能を有する。

次に前記変換回路手段から出力された、前記
スタータ電流の正方向の交流成分の時間幅に比例
した直流電圧信号は、演算回路手段に入力さ
れ、前記直流電圧信号のエンジン気筒毎の変化量
が演算され、エンジンの圧縮圧力の相対変化に比
例した演算結果が出力される。すなわち、前記第
１図、第２図によつて説明した如く、エンジンの
圧縮圧力の変化に対応して、これと対応するエン
ジン気筒位置のスタータ電流交流成分の時間幅が
変化することから、該時間幅の変化量を演算せし
めることによつて、エンジンの圧縮圧力の相対変
化として測定できるものである。

次に前記演算回路手段から出力される演算結
果は表示手段に入力され、適当なアナログメー
タやデイジタル表示などによつて、エンジンの圧
縮圧力の相対変化量として表示されるものであ
る。

以下、第３図の多気筒内燃機関の圧縮圧力変動
測定装置の基本構成にもとづく各手段部の具体的
な実施例を説明する。

第４図は、前記変換回路手段の一実施例であ
る、クランキング電流の増加方向（正方向）に対
する交流成分の時間幅をこれと比例した直流電圧
信号に変換するための電圧変換回路ａを示すも
のであり、第５図は、第４図の回路の各部信号波
形を示すタイムチヤートである。

図示していないが、前述した如く電流検出手段
は一般的に知られている簡便な誘導コイル方式
を適用してスタータとスタータの電源との電流回
線中から、スタータ電流の交流成分のみを検出
し、該スタータ電流交流成分（第５図−ａ）が前
記電圧変換回路ａの入力端に入力される。

該電圧変換回路ａは、フイルタ回路１、波形
整形回路２、第１のモノマルチ回路３、第２のモ
ノマルチ回路４、ピーク・ホールド回路５、保持
回路６、および定電流積分回路７から構成され
る。

前記スタータ電流交流成分（第５図−ａ）が入
力されるフイルタ回路１は、該スタータ電流交流
成分中に含まれるスタータ自体の電気雑音などの
高周波成分を除去する作用を行ない、該フイルタ
回路１の出力は波形整形回路２に入力される。該
波形整形回路２は、スタータ電流の増加方向（正
方向）に対応したスタータ電流交流成分（第５図
−ａ）の時間幅に対応したパルス信号（第５図−
ｂ）に変換し、該パルス信号を第１のモノマルチ
回路３、第２のモノマルチ回路４および定電流積
分回路７にそれぞれ出力する。第１のモノマルチ
回路３は、前記パルス信号（第５図−ｂ）の立ち
上り部に同期して、一定時間幅のリセツト信号
（第５図−ｃ）を発生し、ピーク・ホールド回路
５のリセツト入力端に出力する。第２のモノマル
チ回路４は、前記パルス信号（第５図−ｂ）の立
ち下り部に同期して一定時間幅のゲート信号（第
５図−ｄ）を発生し、保持回路６のゲート入力端
に出力する。前記パルス信号（第５図−ｂ）の入
力される定電流積分回路７は、一定の時定数τに
より、前記パルス信号を積分し、該積分出力が次
第のピーク・ホールド回路５に出力されて、該積
分出力の最大値が保持される。従つて、前記定電
流積分回路７とピーク・ホールド回路５との作用
効果により、前記パルス信号（第５図−ｂ）の時
間幅に比例した電圧が前記第１のモノマルチ回路
３から、ピーク・ホールド回路５に入力されるリ
セツト信号（第５図−ｃ）の周期毎に、その最大
値が更新されるピーク電圧出力（第５図−ｅ）と
して、前記ピーク・ホールド回路出力５から出力
される。該ピーク・ホールド回路出力（第５図−
ｅ）はホールド回路６に入力され、前記第２のモ
ノマルチ回路４から出力されるゲート信号（第５
図−ｄ）の作用により、該ピーク・ホールド出力
の最大値のみに比例し、前記ゲート信号（第５図
−ｄ）の周期毎にその最大値が更新される保持出
力（第５図−ｆ）に変換され出力される。

以上の構成から成る電圧変換回路ａによれ
ば、前記スタータ電流の増加方向（正方向）に対
する交流成分の時間幅（例えば第５図−ａの
tmin、tmax）は、これに比例した直流電圧信号
（第５図−ｆのVtmin Vtmax）に変換され、前
記時間幅tmin、tmaxが直流電圧Vtmin、Vtmax
として検出される。

次に第６図に、同じく前記変換回路手段の他
の実施例である、スタータ電流交流成分の一周期
をこれと比例した直流電圧信号に変換するための
電圧変換回路ｂの構成を示す。第７図に第６図
にもとづく各部信号波形を示す。第６図におい
て、前記第４図の電圧変換回路ａと同一機能、
作用効果を奏する部分は同一記号を符し、説明は
省略する。

前記電流検出手段によつて検出されるスター
タ電流交流成分（第７図−ａ）は電圧変換回路
ｂの入力端に入力される。該電圧変換回路ｂは
フイルタ回路１、波形整形回路２、第１のモノマ
ルチ回路３、第２のモノマルチ回路４、ピーク・
ホールド回路５、保持回路６、フリツプフロツプ
回路８、第１の定電流積分回路９、第１のスイツ
チ回路１０、第２の定電流積分回路１１、第２の
スイツチ回路１２および加算回路１３から構成さ
れる。

前記スタータ電流交流成分（第７図−ａ）はフ
イルタ回路１に入力され、スタータ電流信号中に
含まれる電気雑音などの高周波成分が除去され、
該フイルタ回路１の出力は波形整形回路２に入力
されて、パルス信号（第７図−ｂ）に変換され
る。該パルス信号（第７図−ｂ）はフリツプフロ
ツプ回路８、第１のモノマルチ回路３および第２
のモノマルチ回路４にそれぞれ出力される。フリ
ツプフロツプ回路８は、前記パルス信号（第７図
−ｂ）を一周期の周期信号に変換し、該フリツプ
フロツプ回路８の周期信号Ｑ（第７図−ｄ）は第
１の定電流積分回路９に出力され、該フリツプフ
ロツプ回路８の周期信号（第７図−ｆ）は第２
の定電流積分回路１１に出力される。前記第１お
よび第２の定電流積分回路９，１１は、前記周期
信号（第７図−ｄ，ｆ）を一定の時定数で積分
し、それぞれの積分出力が第１のスイツチ回路１
０および第２のスイツチ回路１２に入力されて、
周期に比例した最大振幅を有する鋸歯状波の積分
信号（第７図−ｅ，ｇ）に変換される。すなわち
前記フリツプフロツプ回路８のＱ出力（第７図−
ｄ）は、第１の定電流積分回路９によつて積分さ
れ、該積分出力は第１のスイツチ回路１０に入力
される。該第１のスイツチ回路１０は、後述する
第２のモノマルチ回路４から出力されるゲート信
号（第７図−ｃ）の作用によつて、前記積分回路
９の放電波形部をリセツトする。一般的な積分回
路は矩形波入力に対して充電放電部を有する三角
波信号を出力するが、前記第１のスイツチ回路１
０によつて、放電部をリセツトして、充電成分の
みの波形を有する鋸歯状波（第７図−ｅ）に変換
するものである。フリツプフロツプ回路８の出
力（第７図−ｆ）も第２の定電流積分回路１１と
第２のスイツチ回路１２との動作によつて、鋸歯
状波の積分出力（第７図−ｇ）に変換されるもの
である。従つて、該積分出力（第７図−ｅ，ｇ）
の最大振幅値は前記スタータ電流交流成分の一周
期に比例することは云うまでもない。前記第１お
よび第２のスイツチ回路１０，１２から出力され
る積分出力（第７図−ｅ，ｇ）は、加算回路１３
に入力されて、前記スタータ電流交流成分（第７
図−ａ）の周期毎に対応し、該周期の時間幅に比
例した最大振幅値を有する全周期の積分出力（第
７図−ｈ）に変換される。該加算回路１３の出力
（第７図−ｈ）はピーク・ホールド回路５に入力
される。該ピーク・ホールド回路５は、前記第１
のモノマルチ回路３から出力される前記パルス信
号（第７図−ｂ）の立ち下り部に同期した一定時
間幅のリセツト信号（第７図−ｉ）の作用によつ
て、前記加算回路１３の出力（第７図−ｈ）の最
大値を、前記リセツト信号（第７図−ｉ）の周期
毎に更新するピーク・ホールド出力（第７図−
ｊ）を出力し、保持回路６に入力する。該保持回
路６は、前記第２のモノマルチ回路４から出力さ
れる前記パルス信号（第７図−ｂ）の立ち上り部
に同期し、一定時間幅を有するゲート信号（第７
図−ｃ）の作用によつて、前記ピーク・ホールド
出力（第７図−ｊ）の最大値を、前記ゲート信号
（第７図−ｃ）の周期毎に更新するホールド出力
（第７図−ｋ）に変換し、出力する。

以上の構成機能、作用効果による電圧変換回路
ｂによれば、前記スタータ電流交流成分（第７
図−ａ）の一周期（例えばTmin，Tmax）をこ
れに比例した直流電圧信号（例えば第７図−ｈの
VTmin，VTmax）に変換する作用が行なわれ、
スタータ電流ま周期Tmin、およびTmaxに対応
した直流電圧VTminおよびVTmaxに変換して
出力される。

第８図は、前記第３図に示す演算回路手段の
一実施例である、前記スタータ電流交流成分の時
間幅の平均値と、各気筒に対応する該時間幅との
変動量を演算するための演算回路ａを示す回路
図である。該演算回路ａは、前記電圧変換手段
から出力されるスタータ電流交流成分の時間幅
に対応した直流電圧信号を前記電圧変換手段の
積分定数より大きな時定数で平均化するための平
均化回路１４と、該平均化回路１４からの出力と
前記電圧変換手段からの出力が同時に入力され
る差動増幅回路１５とから構成される。該演算回
路ａの入力端には、前記第４図にもとづく電圧
変換回路ａから出力されるスタータ電流の増加
方向に対するスタータ電流交流成分の時間幅
（tminあるいはtmaxなど）に比例した直流電圧
（VtminあるいはVtmax）が入力されるか、ある
いは第６図にもとづく電圧変換回路ｂから出力
されるスタータ電流交流成分の一周期の時間幅
（TminあるいはTmaxなど）に比例した直流電圧
（VTminあるいはVTmaxなど）が入力される。
前記直流電圧（VTmin、VTmax、VTmaxな
ど）は平均化回路１４によつて適当な時定数で平
均化され、その平均値が出力され、差動増幅回路
１５の一方の入力端子に入力され、該差動増幅回
路１５の他方の入力端子には、前記直流電圧
（Vtmin、Vtmax、VTmin、VTmaxなど）が直
接入力される。従つて差動増幅回路１５は、エン
ジンの気筒に対応して毎周期変動する前記直流電
圧と該直流電圧平均値とを差動演算せしめ、前記
直流電圧平均値に対する周期毎の変動値が出力さ
れる。従つて、該差動増幅回路１５の出力をアナ
ログメータなどの表示手段によつて表示するこ
とにより、その表示メータの表示変動幅から、前
記スタータ電流交流成分の時間幅の変動幅を表示
でき、該スタータ電流交流成分の時間幅変化がエ
ンジンの対応気筒の圧縮圧力の変化によつて生じ
る事実から、前記演算回路ａの出力は、そのま
まエンジンの圧縮圧力の相対変化を指示する信号
として表示できるものである。

次に、第９図に、前記第３図にもとづく演算回
路手段の他の実施例である、前記スタータ電流
交流成分の時間幅の最大値と最小値とを比較し
て、その最大変化量を演算せしめるための演算回
路ｂを示す。該演算回路ｂは、前記変換回路
手段から入力される信号の最大値を記憶する最
大値記憶回路１６と、同じく前記変換回路手段
から入力される信号の最小値を記憶する最小記憶
回路１７と前記最大値および最小値記憶回路出力
が入力される差動増幅回路１８とから構成され
る。該最大値記憶回路１６および最小値記憶回路
１７への入力信号は、前記第４図の電圧変換回路
ａの出力（VtminあるいはVtmaxなど）でも
良いし、第６図の電圧変換回路ｂの出力
（VTminあるいはVTmaxなど）でも良い。前記
変換回路手段の出力信号の最大値を例えば
Vtmaxとし、該出力信号の最小値をVtminとす
ると、一般的に知られているピーク・ホールド回
路機能を有する最大値記憶回路１６によつて
Vtmaxが記憶され、更に後述する最小値記憶回
路１７によつてVtminが記憶される。前記最大値
記憶回路１６の出力Vtmaxを差動増幅回路１８
の一方の入力端子に入力し、前記最小値記憶回路
１７の出力Vtminを差動増幅回路１８の他方の入
力端子に入力することによつて、該差動増幅回路
１８は｜Vtmax−Vtmin｜なる差動演算をせし
めて、該VtmaxとVtminの最大変化量が出力さ
れる。該差動増幅回路１８の出力をアナログメー
タなどの表示手段によつて表示することによ
り、その表示メータの表示値から、前記スタータ
電流交流成分の時間幅の最大値と最小値との変差
を表示でき、該スタータ電流交流成分の時間幅変
動はエンジンの圧縮圧力の相対変化によつて生じ
る事実から、前記演算回路ｂの出力値はそのま
まエンジンの圧縮圧力の最大相対変化量として表
示できるものである。

次に、第１０図に、前記第３図にもとづく演算
回路手段の更に他の実施例である、前記スター
タ電流交流成分の時間幅の最大値と最小値との相
対変化量を演算して、エンジンの圧縮圧力の相対
変化率を演算せしめるための演算回路ｃを示
す。該演算回路ｃにおいて、前記第９図にもと
づく演算回路ｂと同一構成、機能を有する部は
同一記号を符し、説明は省略する。

該演算回路ｃは前記変換回路手段、例えば
第４図にもとづく電圧変換回路ａから出力され
る信号の最大値を示すVtmaxおよび最小値を示
すVtminなどの直流電圧が入力され、該最大値
Vtmaxを記憶するための最大値記憶回路１６と、
前記最小値Vtminを記憶するための最小値記憶回
路１７と、該記憶回路１６および１７の出力がそ
れぞれ入力される差動増幅回路１８と、前記最大
値記憶回路１６の出力Vtmaxをその分母信号と
し、前記差動増幅回路１８から出力される｜
Vtmax−Vtmin｜なる差動演算結果を分子信号
としてその比を演算する割算回路１９とから構成
される。

従つて、割算回路１９は｜Vtmax−Vtmin｜／Vtmax なる割算演算を行ない、前記スタータ電流交流成
分の時間幅の最大値に対する最小値の変化割合が
演算されて、該割算結果はアナログメータなどの
表示手段によつて表示される。従つて、該演算
回路ｃの出力はスタータ電流交流成分の時間幅
の最大値と最小値との変化割合いはエンジンの圧
縮圧力の相対変化によつて生じる事実から、エン
ジンの圧縮圧力の相対変化率として表示できるも
のである。

次に第１１図に、前記第９図、第１０図にもと
づく演算回路内の最小値記憶回路１７の具体的な
実施例を示す。この最小値記憶回路１７ａは、前
記変換回路手段から出力される前記Vtmaxや
Vtminを含む直流電圧信号が一方の入力端子に入
力され、他方の入力端子には基準電圧V₀が入力
される差動増幅回路２０と、該差動増幅回路２０
の最大出力値を保持するためのピーク・ホールド
回路２１と、該ピーク・ホールド回路２１の出力
が一方の入力端子に入力され、他方の入力端子に
は前記基準電圧V₀が入力される差動増幅回路２
２とから構成される。

以上の構成において、V₀＞Vtmaxに設定する
と、差動増幅回路２０の出力は、｜V₀−Vtmin｜
なる値が出力され、該出力はピーク・ホールド回
路２１に保持される。従つて、差動増幅回路２２
は｜V₀−（V₀−Vtmin）｜なる差動演算を行い、
Vtminすなわち、入力される信号中の最小値のみ
が記憶されて出力されるものである。

以上第３図の圧縮圧力のバランス測定装置の基
本構成における各手段の具体例を説明したが、以
下前述したいくつかの手段を組み合せて、具体的
な測定装置とした場合の具体的な実施例を説明す
る。

第１２図に示される実施例は、誘導コイル方式
等から成る電流検出手段と、該電流検出手段
によつて検出されるスタータ電流の増加方向（正
方向）の交流成分の時間幅をこれに比例した直流
電圧（例えばVtmax、Vtminなど）に変換する
電圧変換回路ａと、該電圧変換回路ａの出力
の最大値Vtmaxと最小値Vtminとの相対変化量
を演算しVtmax−Vtmin／Vtmaxなる演算結果を出力す る演算回路ｃと、該演算回路ｃの演算出力に
もとづき、エンジンの圧縮圧力の相対変化率とし
て百分率表示するアナログメータなどから成る表
示手段とから構成される。第１２図にもとづく
多気筒内燃機関の圧縮圧力変動測定装置を具体的
にエンジンの圧縮圧力変動測定に適用した場合の
測定結果の一例を第１３図に示す。第１３図は、
横軸に４気筒エンジンにおける圧縮圧力の最大値
Pmaxを示す気筒を基準として、圧縮圧力の最小
値Pminを示す気筒との圧縮圧力の相対圧縮比
Pmax−Pmin／Pmaxを百分率表示し、縦軸に前記第１ ２図の測定結果、すなわち（Vtmax−Vtmin／Vtmax） を百分率表示したもので、測定特性中のいくつか
の測定点はエンジン型式などの異るエンジンをい
くつか測定した結果の一例である。第１３図から
も明らかなように横軸の圧縮圧力の相対変化率に
対して、縦軸のスタータ電流正方向の交流成分の
時間幅の相対変化量は比例的に変化することがわ
かる。従つて若干の測定誤差は含まれるが、スタ
ータ電流の増加方向（正方向）に対する交流成分
の時間幅の相対変化量を測定することによつて、
エンジンの圧縮圧力の相対圧縮比が測定できる。

次に第１４図に、前記第１２図の電圧変換回路
ａを、スタータ電流の交流成分の一周期をこれ
に比例した直流電圧（例えばVTmax、VTmin
など）に変換するための電圧変換回路ｂとした
場合の測定装置を示す。

第１４図にもとづく圧縮圧力変動測定装置を具
体的にエンジンの圧縮圧力変動測定に適用した測
定結果の一例を第１５図に示す。第１５図は、前
記第１３図と同様に、横軸に４気筒エンジンにお
ける圧縮圧力の最大値Pmaxを示す気筒を基準と
して、圧縮圧力の最小値Pminを示す気筒との相
対圧縮比Pmax−Pmin／Pmaxを百分率表示し、磁軸に は前記第１４図における測定結果すなわち
VTmax−VTmin／VTmaxを百分率表示し、いくつかの エンジン型式における測定結果の測定点を特性的
に示したものである。第１５図からも明らかなよ
うに、相対圧縮比とスタータ電流交流成分の一周
期間の相対変化比とは比例的であることがわか
る。従つて、若干の測定誤差は含まれるが、スタ
ータ電流の交流成分の一周期間の相対変化量を測
定することによつて圧縮圧力の相対圧縮比を測定
できる。

次に前記第１２図にもとづく多気筒内燃機関の
圧縮圧力変動測定装置の好適な電気回路例を第１
６図に示す。この電気回路例において、電流検出
手段１によつて検出されたスタータ電流交流成分
は、電圧変換回路ａに入力される。該電圧変換
回路ａは、抵抗１００，１０１，１０２、コン
デンサ１０３，１０４および演算増幅器（以下オ
ペアンプと称する）１０５から成るフイルタ回路
１と、抵抗２００、ダイオード２０１およびオペ
アンプ２０２から成る波形整形回路２と、単安定
マルチバイブレータ機能を有する集積回路（以下
ICと称する）３００、コンデンサ３０１および
抵抗３０２から成る第１のモノマルチ回路３と、
単安定マルチバイブレータ機能を有するIC４０
０、コンデンサ４０１および抵抗４０２から成る
第２のモノマルチ回路４と、抵抗７００，７０
２，７０３，７０６、コンデンサ７０８、定電流
ダイオード７０７およびトランジスタ７０１，７
０４から成る定電流積分回路７と、ダイオード５
００、抵抗５０１、コンデンサ５０２、オペアン
プ５０３およびリセツト用のFET５０４から成
るピーク・ホールド回路５と、ゲート用のFET
６００、抵抗６０１、コンデンサ６０２およびオ
ペアンプ６０３から成るホールド回路６とから構
成され、スタータ電流の増加方向（正方向）に対
する交流成分の時間幅を、これに比例した直流電
圧に変換する機能を有する。

次に前記電圧変換回路ａの出力信号の最大値
と最小値とを比較演算し、圧縮圧力の相対圧縮比
として演算せしめる演算回路ｃは、ダイオード
１６００、抵抗１６０１、コンデンサ１６０２、
オペアンプ１６０３およびリセツト用のスイツチ
１６０４とから成る最大値記憶回路１６と、抵抗
１７００，１７０１，１７０２，１７０３及びオ
ペアンプ１７０４から構成する差動増幅回路部、
ダイオード１７０５、抵抗１７０６、コンデンサ
１７０７、オペアンプ１７０８およびリセツト用
スイツチ１７０９から構成するピーク・ホールド
回路部、抵抗１７１０，１７１１，１７１２，１
７１３およびオペアンプ１７１４から構成する差
動増幅回路部から成る最小値記憶回路１７と、抵
抗１８００，１８０１，１８０２，１８０３およ
びオペアンプ１８０４から成る差動増幅回路１８
と、割算機能を有するIC１９００から成る割算
回路１９とから構成され、前記電圧変換回路ａ
から出力されるスタータ電流増加方向（正方向）
に対する交流成分の時間幅の最大値および最小値
に比例した電圧信号を最大値を基準として、最大
値に対する最小値の相対変化量を演算せしめる機
能を有する。

該演算回路ｃの出力は、アンログメータなど
の表示手段によつて、圧縮圧力の相対圧縮比と
して表示される。

以上第１６図の電気回路例において、演算回路
ｃの構成要素となつているリセツト用スイツチ
１６０４および１７０９は、該スイツチ１６０
４，１７０９がそれぞれ接続されるピーク・ホー
ルド回路の保持内容を手動によつてリセツトする
ためのものであり、測定時はオフとし、測定以外
はオンとすることにより、測定時には常に新しい
内容が保持される。

なお前記実施例においては、いずれも、圧縮圧
力変動測定装置に、演算回路手段の出力を圧縮圧
力の相対変化として表示する表示手段が配設され
ていたが、前記演算回路手段の出力を直ちに制御
等に用いる場合には、該表示手段を省略すること
も可能である。

また、前記実施例においては、いずれも、変換
回路手段が、電圧変換回路であつたが、変換回
路手段はこれに限定されず、他の電気信号に変換
する一般の変換回路手段を用いることが可能であ
る。

〔発明の効果〕

以上説明した通り、本発明は、スタータが装備
された多気筒内燃機関の圧縮圧力変動測定装置に
おいて、スタータ電流交流成分から、該交流成分
の周期の変化量を求め、該変化量から内燃機関の
圧縮圧力の相対変化を検出するようにしたので、
必ずしも高価な電流検出手段を必要とせず、多気
筒内燃機関の圧縮圧力変動を、筒単に、且つ正確
に測定できるという優れた効果を有する。即ち、
スタータ電流を検出する電流検検出手段として、
公知の誘導型コイルなどが使用できるため、装着
が簡単であり、且つ安価である。また、スタータ
電流の強さと圧縮圧力との相関特性を利用する従
来装置では、スタータ電流と、該スタータ電流に
よつて回転駆動されるスタータの機械的回動との
間には、電気量−機械量変化のための変換損失が
存在し、該変換損失がスタータ電流の強さと圧縮
圧力との相関特性に誤差を与える要因となつてい
る。しかし、本発明によれば、スタータ電流の交
流成分の時間幅が直接スタータの回転速度となる
ことから、圧縮圧力との相関特性が優れている。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の原理を説明するもので、４
気筒エンジンにおけるスタータ電流交流成分と圧
縮圧力との関係を示す線図、第２図は、同じく本
発明の原理を説明するもので、６気筒エンジンに
おけるスタータ電流交流成分と圧縮圧力との関係
を示す線図、第３図は、本発明に係る多気筒内燃
機関の圧縮圧力変動測定装置の基本的な構成を示
すブロツク図、第４図は、前記第３図に示す圧縮
圧力変動測定装置の変換回路手段の１実施例であ
る電圧変換回路を示すブロツク線図、第５図は、
第４図に示される電圧変換回路の各部信号波形を
示す線図、第６図は、前記第３図に示される圧縮
圧力変動測定装置の変換回路手段の他の実施例で
ある電圧変換回路を示す回路図、第７図は、第６
図に示される電圧変換回路の各部動作波形を示す
線図、第８図は、前記第３図に示される圧縮圧力
変動測定装置の演算回路手段の１実施例を示すブ
ロツク線図、第９図は、同じく演算回路手段の他
の実施例を示すブロツク線図、第１０図は、同じ
く演算回路手段の更に他の実施例を示すブロツク
線図、第１１図は、前記第９図或いは第１０図に
示される演算回路手段の最小値記憶回路の具体例
を示すブロツク線図、第１２図は、本発明に係る
多気筒内燃機関の圧縮圧力変動測定装置の具体的
な実施例を示すブロツク線図、第１３図は、第１
２図の実施例を用いてエンジンの圧縮圧力変動を
測定した場合の測定結果の一例を示す線図、第１
４図は、本発明に係る多気筒内燃機関の圧縮圧力
変動測定装置の具体的な他の実施例を示すブロツ
ク線図、第１５図は、第１４図に示される実施例
を用いてエンジンの圧縮圧力変動を測定した場合
の測定結果の一例を示す線図、第１６図は、第１
２図に示される多気筒内燃機関の圧縮圧力変動測
定装置の好適な回路例を示す電気回路図である。 ……電流検出手段、……変換回路手段、
ａ，ｂ……電圧変換回路、，ａ，ｂ，
ｃ……演算回路手段、……表示手段、１……フ
イルタ回路、２……波形整形回路、３，４……モ
ノマルチ回路、５……ピーク・ホールド回路、６
……保持回路、７……定電流積分回路、８……フ
リツプフロツプ回路、９，１１……定電流積分回
路、１０，１２……スイツチ回路、１３……加算
回路、１４……平均化回路、１５……差動増幅回
路、１６……最大値記憶回路、１７……最小値記
憶回路、１８……差動増幅回路、１９……割算回
路、２０……差動増幅回路、２１……ピーク・ホ
ールド回路、２２……差動増幅回路。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ スタータが装備された多気筒内燃機関におい
   て、スタータ電流の交流電流成分を検出する誘導
   コイル式の電流検出手段と、波形整形回路により
   該電流検出手段から出力される各気筒に対応する
   電流信号の交流成分の周期を検出し、この周期に
   比例した直流電気信号に変換する交換回路手段
   と、該変換回路手段の出力から、各気筒のスター
   タ電流の交流成分の周期変化量を演算せしめ、こ
   の演算結果から機関の圧縮圧力の相対変化量に比
   例した信号を出力する演算回路手段と、該演算回
   路手段からの出力を機関の圧縮圧力の相対変化と
   して表示する表示手段とを具備することを特徴と
   する多気筒内燃機関の圧縮圧力変動測定装置。 ２ 前記変換回路手段が、スタータ電流の正方向
   の交流成分をパルス信号に変換する波形整形回路
   と、該波形整形回路出力を一定の時定数で積分す
   る定電流積分回路と、該積分回路出力の最大値を
   蓄積するピーク・ホールド回路と、該ピーク・ホ
   ールド回路の出力を保持する保持回路と、前記ピ
   ーク・ホールド回路および保持回路の内容を前記
   スタータ電流の周期に同期して更新するためのリ
   セツト信号を発生するパルス発生回路とから成
   り、前記スタータ電流の各気筒毎に対応する正方
   向の交流成分の周期を、これに比例した直流電圧
   信号に変換するようにされている特許請求の範囲
   第１項に記載の多気筒内燃機関の圧縮圧力変動測
   定装置。 ３ 前記変換回路手段が、スタータ電流の正方向
   の交流成分をパルス信号に変換する波形整形回路
   と、該波形整形回路の出力を前記スタータ電流交
   流成分の一周期に対応する周期信号に変換するフ
   リツプフロツプ回路と、該フリツプフロツプ回路
   の一方の出力を一定の時定数で積分する第１の定
   電流の積分回路と、前記フリツプフロツプ回路の
   他方の出力を積分する、前記第１の積分回路と同
   一の時定数を有する第２の定電流の積分回路と、
   リセツト信号の作用により前記第１の定電流積分
   回路の放電波形部をリセツトし、充電波形部のみ
   出力する第１のスイツチ回路と、リセツト信号の
   作用により第１のスイツチ回路とは逆に動作し前
   記第２の定電流積分回路の放電波形部をリセツト
   し、充電波形部のみを出力する第２のスイツチ回
   路と、前記各スイツチからの前記第１および第２
   の定電流積分回路の出力を時間軸を異にして重ね
   加算する加算回路と、該加算回路の出力の最大値
   を蓄積するピーク・ホールド回路と、該ピーク・
   ホールド回路の出力を保持する保持回路と、前記
   ピーク・ホールド回路および保持回路の内容を前
   記スタータ電流の周期に同期して更新すると共
   に、第１および第２のスイツチ回路を動作させる
   ために、リセツト信号を出力するパルス発生回路
   とから成り、前記スタータ電流の各気筒毎の交流
   成分の一周期をこれに比例した直流電圧信号に変
   換するようにされている特許請求の範囲第１項に
   記載の多気筒内燃機関の圧縮圧力変動測定装置。 ４ 前記演算回路手段が、前記変換回路出力を前
   記変換回路の積分時定数より大きな時定数でスタ
   ータ電流周期の平均値を出力する平均化回路と、
   該平均化回路出力と前記変換回路から出力される
   気筒毎の周期信号が入力され、その差を出力する
   差動増幅回路とから成り、スタータ電流の複数周
   期の平均値に対する個々の気筒に対応するスター
   タ電流の単周期を比較することにより、内燃機関
   の圧縮圧力の相対変化量を出力するようにされて
   いる特許請求の範囲第１項に記載の多気筒内燃機
   関の圧縮圧力変動測定装置。 ５ 前記演算回路手段が、前記変換回路の出力の
   最大値を保持する第１の保持回路と、前記変換回
   路の出力の最小値を保持する第２の保持回路と、
   前記第１および第２の保持回路出力がそれぞれ入
   力され、その差を出力する差動増幅回路とから成
   り、スタータ電流の気筒毎の周期の最大値と最小
   値との変動幅から、内燃機関の圧縮圧力の相対変
   化量を出力するようにされている特許請求の範囲
   第１項に記載の多気筒内燃機関の圧縮圧力変動測
   定装置。 ６ 前記演算回路手段が、前記変換回路の出力の
   最大値を保持する第１の保持回路と、前記変換回
   路の出力の最小値を保持する第２の保持回路と、
   該第１および第２の保持回路出力がそれぞれ入力
   され、その差を出力する差動増幅回路と、前記第
   １の保持回路出力と前記差動増幅回路出力とがそ
   れぞれ入力され、その比率を演算せしめる割算回
   路とから成り、スタータ電流の周期の最大値と最
   小値との変動率から、内燃機関の圧縮圧力の相対
   変化量を出力するようにされている特許請求の範
   囲第１項に記載の多気筒内燃機関の圧縮圧力変動
   測定装置。 ７ 前記変換回路出力の最小値を保持する第２の
   保持回路が、前記変換回路出力と基準電圧とがそ
   れぞれ入力される第１の差動増幅回路と、該第１
   の差動増幅回路出力の最大値を蓄積するピーク・
   ホールド回路と、該ピーク・ホールド回路出力と
   前記基準電圧とがそれぞれ入力される第２の差動
   増幅回路とから成る特許請求の範囲第６項に記載
   の多気筒内燃機関の圧縮圧力変動測定装置。