專(zhuān)利名稱(chēng)：內(nèi)燃機(jī)燃燒診斷·控制裝置和燃燒診斷·控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種內(nèi)燃機(jī)的燃燒診斷·控制方法及其裝置，該內(nèi)燃機(jī)包含將燃料氣體與空氣混合并使其在發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒室內(nèi)燃燒地構(gòu)成的燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)。
背景技術(shù)：
在內(nèi)燃機(jī)特別是以城市煤氣等清潔燃?xì)鉃橹魅剂系娜細(xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)中，要求可靠地檢測(cè)燃燒室內(nèi)的不發(fā)火和消焰及混合氣濃度不均勻等導(dǎo)致的敲缸的發(fā)生并迅速地采取對(duì)應(yīng)措施。另外，在上述燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)和汽油發(fā)動(dòng)機(jī)、柴油發(fā)動(dòng)機(jī)等內(nèi)燃機(jī)中，需要可靠地檢測(cè)上述不發(fā)火、消焰、敲缸以及燃燒室內(nèi)的最高壓力即缸內(nèi)最高壓力的過(guò)度上升和壓縮壓力的下降，維持發(fā)動(dòng)機(jī)的耐久性和性能的穩(wěn)定性。
另外，在上述燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)和汽油發(fā)動(dòng)機(jī)、柴油機(jī)等內(nèi)燃機(jī)中，必須檢測(cè)和診斷燃燒室內(nèi)的燃燒狀態(tài)，進(jìn)行與其診斷結(jié)果適應(yīng)的燃料點(diǎn)火時(shí)刻和燃料噴射量的控制。另外，要求即使作為燃燒狀態(tài)檢測(cè)設(shè)備的缸內(nèi)壓力檢測(cè)器發(fā)生異常也可不停止發(fā)動(dòng)機(jī)地從異常狀態(tài)恢復(fù)，同時(shí)，迅速地恢復(fù)到正常的燃燒診斷和燃燒控制。
作為檢測(cè)和診斷該內(nèi)燃機(jī)的燃燒室內(nèi)的燃燒狀態(tài)的燃燒診斷系統(tǒng)，提供有日本特開(kāi)平2000-110652號(hào)、特開(kāi)平11-183330號(hào)、專(zhuān)利2712332號(hào)等發(fā)明。
在特開(kāi)平2000-110652號(hào)發(fā)明中，相應(yīng)于內(nèi)燃機(jī)的運(yùn)行參數(shù)的現(xiàn)在值設(shè)定來(lái)自缸內(nèi)壓力檢測(cè)器的缸內(nèi)壓力檢測(cè)信號(hào)中的取出頻帶區(qū)，從上述缸內(nèi)壓力檢測(cè)信號(hào)中由濾波裝置取出設(shè)定的取出頻帶區(qū)的信號(hào)成分，當(dāng)該取出成分在臨界值以上時(shí)，進(jìn)行敲缸發(fā)生的判定。
另外，在特開(kāi)平11-183330號(hào)發(fā)明中，如來(lái)自缸內(nèi)壓力檢測(cè)器的缸內(nèi)壓力檢測(cè)信號(hào)中的壓力值最大即成為缸內(nèi)最高壓力時(shí)的角包含于規(guī)定的曲柄角范圍內(nèi)而且根據(jù)上述缸內(nèi)壓力檢測(cè)信號(hào)計(jì)算出的平均有效壓力比規(guī)定值小，則進(jìn)行不發(fā)火發(fā)生判定。
另外，在專(zhuān)利2712332號(hào)中，檢測(cè)出發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，監(jiān)視該發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的變化，當(dāng)該發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速低于設(shè)定值時(shí)，進(jìn)行不發(fā)火發(fā)生的判定。
然而，在特開(kāi)平2000-110652號(hào)發(fā)明中，為了由濾波裝置將取出頻帶區(qū)的信號(hào)成分取出，需要進(jìn)行伴隨著該濾波裝置的處理的透過(guò)頻帶變更等復(fù)雜的運(yùn)行處理，敲缸發(fā)生的判定控制復(fù)雜，另外，由于需要缸內(nèi)壓力的絕對(duì)值，所以，在缸內(nèi)壓力傳感器的劣化、溫度漂移、校準(zhǔn)不良等使得來(lái)自上述缸內(nèi)壓力傳感器的輸出電平整體下降的場(chǎng)合，缸內(nèi)壓力檢測(cè)值的精度下降，燃燒診斷的精度下降。
另外，在特開(kāi)平11-183330號(hào)的發(fā)明中，不發(fā)火的判定需要缸內(nèi)壓力的絕對(duì)值，所以，與上述同樣，在缸內(nèi)壓力傳感器的劣化、溫度漂移、校準(zhǔn)不良等使得來(lái)自上述缸內(nèi)壓力傳感器的輸出電平整體下降的場(chǎng)合，缸內(nèi)壓力檢測(cè)值的精度下降，燃燒診斷的精度下降。
另外，在專(zhuān)利2712332號(hào)中，由監(jiān)視發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的變化的這樣的間接手段檢測(cè)和診斷燃燒室內(nèi)的燃燒狀態(tài)，所以，燃燒診斷的精度低。
另外，上述先有發(fā)明都僅是由1個(gè)裝置進(jìn)行敲缸或不發(fā)火這樣的1項(xiàng)的燃燒診斷，所以，相對(duì)于診斷功能的裝置成本增大。
在該內(nèi)燃機(jī)中的具有點(diǎn)火裝置的多氣缸燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)中，如燃料點(diǎn)火時(shí)刻時(shí)刻提前，即按曲柄角使燃料點(diǎn)火時(shí)刻提前，則燃燒效率上升，發(fā)動(dòng)機(jī)性能提高，但是，由于未燃?xì)怏w的自然點(diǎn)火提前，使得易于發(fā)生敲缸，所以，要求避免敲缸的發(fā)生，而且在可將發(fā)動(dòng)機(jī)性能維持在最大的燃料點(diǎn)火時(shí)刻運(yùn)行。
另外，在該多氣缸燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)中，要求構(gòu)成這樣的燃燒診斷和燃燒控制，該燃燒診斷和燃燒控制在發(fā)生不發(fā)火和消焰的場(chǎng)合，根據(jù)缸內(nèi)壓力的檢測(cè)數(shù)據(jù)以良好的精度迅速地對(duì)其進(jìn)行檢測(cè)，對(duì)于該發(fā)生氣缸，將燃料點(diǎn)火時(shí)刻和燃料噴射量調(diào)整到與上述不發(fā)火和消焰對(duì)應(yīng)的狀態(tài)，不受到該發(fā)生氣缸的影響地順利進(jìn)行其它氣缸的運(yùn)行。
另外，在該多缸燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)中，要求當(dāng)用于檢測(cè)燃燒室內(nèi)的燃燒狀態(tài)的缸內(nèi)壓力檢測(cè)裝置因出現(xiàn)故障等而發(fā)生異常時(shí)，將該異常發(fā)生氣缸的燃料點(diǎn)火時(shí)刻和燃料噴射量調(diào)整到與上述那樣的異常狀態(tài)對(duì)應(yīng)的狀態(tài)，進(jìn)行缸內(nèi)壓力檢測(cè)裝置的恢復(fù)，恢復(fù)后，自動(dòng)恢復(fù)到正常的燃燒控制，不停止發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)行即可對(duì)應(yīng)上述缸內(nèi)壓力檢測(cè)裝置的異常發(fā)生。
另外，在該多氣缸燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)中，要求在使用缸內(nèi)壓力檢測(cè)值診斷燃燒室內(nèi)的燃燒狀態(tài)時(shí)，可將缸內(nèi)最高壓力、敲缸臨界壓力、不發(fā)火、消焰發(fā)生的容許壓力等診斷項(xiàng)目的基準(zhǔn)值(臨界閾值)調(diào)整到與發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行條件相適應(yīng)的值，維持燃燒狀態(tài)的診斷精度。
另外，在該多氣缸燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)中，要求可在早期自動(dòng)地檢測(cè)出缸內(nèi)壓力檢測(cè)裝置的故障等導(dǎo)致的異常的發(fā)生，可從該缸內(nèi)壓力檢測(cè)裝置的異常狀態(tài)迅速恢復(fù)，順利進(jìn)行燃燒診斷。
然而，在包含上述所有先有發(fā)明的現(xiàn)有技術(shù)中，未提供可滿足這些需要的發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒診斷和燃燒控制裝置。
特別是在作為燃燒診斷裝置的輸出將不發(fā)火、消焰等燃燒診斷信息通知燃燒控制裝置側(cè)時(shí)，在由串行通信線串行地傳輸多個(gè)氣缸的信息的方式下使通信線的斷線、干擾的影響波及到所有氣缸的控制，不理想。
為此，按照不出故障的思想，例如圖32所示那樣，在燃燒診斷裝置與燃燒控制裝置之間，對(duì)于分別對(duì)各氣缸的燃燒診斷信息串行地進(jìn)行傳輸?shù)姆绞剑喾N分類(lèi)信息(2n種)需要對(duì)應(yīng)多個(gè)(m)氣缸，需要(2n)×m個(gè)以上的數(shù)據(jù)信號(hào)線，連線也很費(fèi)事。
在現(xiàn)有的多缸發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒診斷系統(tǒng)的顯示裝置中，不存在以作業(yè)者易于理解的方法顯示多個(gè)氣缸的時(shí)常變化的燃燒狀態(tài)的裝置。另外，為了調(diào)查燃燒異常詳細(xì)情況，需要觀測(cè)缸內(nèi)壓力波形，必須準(zhǔn)備與氣缸數(shù)對(duì)應(yīng)的示波器，這不僅導(dǎo)致顯示裝置的復(fù)雜化，而且對(duì)各氣缸從燃燒控制裝置連接到與氣缸數(shù)相應(yīng)的示波器也較難。
另外，為了調(diào)查發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒狀態(tài)的過(guò)程，只要觀看燃燒診斷裝置判定的診斷分類(lèi)結(jié)果即可得知，但由于診斷結(jié)果高速變化，所以不能按時(shí)間系列觀察輸出結(jié)果。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明就是鑒于該現(xiàn)有技術(shù)問(wèn)題而作出的，其目的在于提供一種內(nèi)燃機(jī)的燃燒診斷系統(tǒng)，該內(nèi)燃機(jī)的燃燒診斷系統(tǒng)可由1個(gè)裝置進(jìn)行敲缸、不發(fā)火(點(diǎn)火)、消焰、及缸內(nèi)壓力的過(guò)度上升的燃燒診斷，運(yùn)算處理簡(jiǎn)單，而且可不受缸內(nèi)壓力傳感器的劣化、溫度漂移、校正不良等缸內(nèi)壓力檢測(cè)裝置的狀態(tài)變化影響地獲得高精度的燃燒診斷結(jié)果。
另外，本發(fā)明的目的在于提供一種內(nèi)燃機(jī)的燃燒診斷·燃燒控制方法及其裝置，該內(nèi)燃機(jī)的燃燒診斷·燃燒控制方法及其裝置可提高使用缸內(nèi)壓力檢測(cè)值的燃燒診斷精度，同時(shí)，可在避免敲缸的發(fā)生并將發(fā)動(dòng)機(jī)性能維持為最高的燃料點(diǎn)火時(shí)刻穩(wěn)定運(yùn)行，另外，可將不發(fā)火和消焰的發(fā)生氣缸的燃燒狀態(tài)調(diào)整到與該事態(tài)對(duì)應(yīng)的狀態(tài)，不受到該發(fā)生氣缸影響地順利進(jìn)行發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)行，另外，可迅速地檢測(cè)缸內(nèi)壓力檢測(cè)裝置的異常發(fā)生，同時(shí)，可與該異常狀態(tài)對(duì)應(yīng)地調(diào)整該異常發(fā)生氣缸的燃燒狀態(tài)，不停止發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)行即可對(duì)缸內(nèi)壓力檢測(cè)裝置的異常發(fā)生采取措施。
另外，本發(fā)明的目的在于提供一種燃燒診斷系統(tǒng)，該燃燒診斷系統(tǒng)在作為燃燒診斷裝置的輸出向燃燒控制裝置和顯示裝置側(cè)通知不發(fā)火、消焰等燃燒診斷信息時(shí)，可順利進(jìn)行所有氣缸的控制而不受到通信線的斷線、干擾的影響。
另外，本發(fā)明的目的在于提供一種燃燒診斷系統(tǒng)，該燃燒診斷系統(tǒng)即使在燃燒診斷裝置與燃燒控制裝置之間傳輸各氣缸的多種燃燒診斷信息的場(chǎng)合，也不使傳輸信號(hào)線復(fù)雜化，有與氣缸數(shù)對(duì)應(yīng)的根數(shù)的信號(hào)線即可，可大幅度節(jié)省連線的麻煩。
另外，本發(fā)明的目的在于提供一種燃燒診斷系統(tǒng)，該燃燒診斷系統(tǒng)在多氣缸的燃燒診斷系統(tǒng)的顯示裝置中可易于由作業(yè)者理解地顯示存在多個(gè)氣缸的時(shí)常變化的燃燒狀態(tài)。
另外，本發(fā)明的目的在于提供一種燃燒診斷系統(tǒng)，該燃燒診斷系統(tǒng)在多氣缸發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒診斷系統(tǒng)的顯示裝置中不準(zhǔn)備與多個(gè)氣缸對(duì)應(yīng)量的示波器也可以相同功能有效地顯示用于調(diào)查燃燒異常的詳細(xì)狀態(tài)的缸內(nèi)壓力波形。
另外，本發(fā)明的目的在于提供一種燃燒診斷系統(tǒng)，該燃燒診斷系統(tǒng)即使在多氣缸發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒診斷裝置判定的診斷結(jié)果高速變化的場(chǎng)合也可易于由作業(yè)者理解地顯示診斷分類(lèi)結(jié)果。
為了達(dá)到該目的，本發(fā)明的特征在于設(shè)置有對(duì)上述燃燒室內(nèi)的壓力進(jìn)行檢測(cè)的缸內(nèi)壓力檢測(cè)器，同時(shí)，包括根據(jù)來(lái)自上述缸內(nèi)壓力檢測(cè)器的缸內(nèi)壓力檢測(cè)值計(jì)算出缸內(nèi)最高壓力PP與壓縮行程的1個(gè)或多個(gè)任意點(diǎn)的壓縮壓力P0的最高壓力比PP/P0的裝置(步驟)、比較上述最高壓力比PP/P0與按診斷分類(lèi)分別階段性設(shè)定的壓力比(以下稱(chēng)臨界值壓力比)的裝置(步驟)、及對(duì)每1個(gè)或多個(gè)運(yùn)行循環(huán)判定上述比較輸出并進(jìn)行上述燃燒室內(nèi)的缸內(nèi)壓力狀態(tài)等的燃燒狀態(tài)的診斷的裝置(步驟)，根據(jù)需要按包含發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷或發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速或進(jìn)氣溫度的發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行條件的函數(shù)使上述臨界值壓力比改變。
上述裝置可為硬構(gòu)成，也可為軟構(gòu)成。特別是在后述的實(shí)施例中，由于為軟構(gòu)成，所以，在()中加上步驟這樣的詞句。
具體地說(shuō)，燃燒診斷裝置具有壓力比計(jì)算裝置(步驟)、燃燒異常判定裝置(步驟)、敲缸發(fā)生判定裝置(步驟)、不發(fā)火發(fā)生判定裝置(步驟)、及消焰發(fā)生判定裝置(步驟)；在該壓力比計(jì)算裝置(步驟)中，根據(jù)來(lái)自上述缸內(nèi)壓力檢測(cè)器的缸內(nèi)壓力檢測(cè)值計(jì)算出缸內(nèi)最高壓力PP與壓縮行程的1個(gè)或多個(gè)任意點(diǎn)的壓縮壓力P0、P3(代表性地稱(chēng)P0)的壓力比PP/P0；在該燃燒異常判定裝置(步驟)中，當(dāng)上述壓力比PP/P0超過(guò)設(shè)定的容許最高壓力比Pp0時(shí)或上述壓力比PP/P0超過(guò)設(shè)定的壓力比Ph1(PP/P0≥Ph1)的運(yùn)行循環(huán)次數(shù)Nh超過(guò)容許次數(shù)Nh0時(shí)(Nh≥Nh0)，進(jìn)行上述燃燒室內(nèi)的燃燒異常的判定；在該敲缸發(fā)生判定裝置(步驟)中，當(dāng)在過(guò)去的多個(gè)循環(huán)中上述最高壓力比PP/P0超過(guò)設(shè)定的敲缸容許壓力比Ph2(PP/P0≥Ph2)的循環(huán)的發(fā)生數(shù)Sn超過(guò)容許發(fā)生數(shù)Sn0時(shí)(Sn≥Sn0)，進(jìn)行上述燃燒室內(nèi)的敲缸發(fā)生的判定；在該不發(fā)火發(fā)生判定裝置(步驟)中，當(dāng)上述最高壓力比PP/P0比設(shè)定的容許最小壓力比Pn小(PP/P0≤Pn)而且燃燒行程的任意點(diǎn)的壓力P1與上述壓縮行程的1個(gè)或多個(gè)任意點(diǎn)的壓力P0的比P1/P0比設(shè)定的不發(fā)火容許壓力比Pm小(P1/P0≤Pm)時(shí)，進(jìn)行上述燃燒室內(nèi)的不發(fā)火發(fā)生的判定；在該消焰發(fā)生判定裝置(步驟)中，具有計(jì)算比燃燒行程的上述任意點(diǎn)的壓力P1低的一側(cè)的壓力P2和上述壓縮行程的1個(gè)或多個(gè)任意點(diǎn)的壓力P0的燃燒壓力比P2/P0的裝置(步驟)，當(dāng)上述最高壓力比PP/P0比設(shè)定的容許最小壓力比Pn小(PP/P0≤Pn)、上述燃燒壓力比P1/P0比設(shè)定的不發(fā)火容許壓力比Pm小(P1/P0≤Pm)、燃燒壓力比P2/P0比消焰容許壓力比Pm1大時(shí)(P2/P0≥Pm1)，進(jìn)行上述燃燒室內(nèi)的消焰發(fā)生的判定；在上述構(gòu)成中，具有當(dāng)上述壓縮行程的任意點(diǎn)的壓力壓力P0在設(shè)定的容許壓縮壓力PC0以下時(shí)(P0≤PC0)，進(jìn)行上述壓縮壓力P0的異常判定的裝置(步驟)。
按照該發(fā)明，通過(guò)根據(jù)缸內(nèi)壓力的檢測(cè)值使用以壓縮行程的任意點(diǎn)的壓縮壓力為基礎(chǔ)的壓縮比進(jìn)行燃燒診斷，從而可由1個(gè)燃燒診斷系統(tǒng)檢測(cè)敲缸、不發(fā)火、缸內(nèi)最高壓力的過(guò)度上升、消焰的發(fā)生，可由構(gòu)造簡(jiǎn)單、低成本的裝置進(jìn)行必要的所有燃燒診斷。
另外，如上述那樣，使用以缸內(nèi)壓縮壓力為基礎(chǔ)的壓力比進(jìn)行燃燒診斷，所以，不需要缸內(nèi)壓力的絕對(duì)值，即使在缸內(nèi)壓力檢測(cè)器的劣化、溫度漂移、校準(zhǔn)不良等使得來(lái)自該缸內(nèi)壓力傳感器的輸出電平(水平/level)整體下降的場(chǎng)合，也可不降低燃燒診斷的精度地維持正常的診斷。這樣，可延長(zhǎng)燃燒診斷系統(tǒng)的使用壽命。
另外，僅用低通濾波器除去觸發(fā)信號(hào)而除去干擾后將缸內(nèi)壓力的檢測(cè)信號(hào)用于燃燒診斷，即可進(jìn)行高精度的燃燒診斷，不象現(xiàn)有技術(shù)那樣需要濾波器透過(guò)頻帶的變更等復(fù)雜的運(yùn)算處理，燃燒診斷操作高效化。
另外，由于僅使用缸內(nèi)壓力檢測(cè)值即可直接地進(jìn)行燃燒診斷，所以，可由簡(jiǎn)單的裝置(步驟)進(jìn)行高精度的燃燒診斷。
因此，按照本發(fā)明，可由簡(jiǎn)單的設(shè)備和簡(jiǎn)易的手法進(jìn)行敲缸、不發(fā)火、缸內(nèi)最高壓力的過(guò)度上升、消焰的發(fā)生這樣的發(fā)動(dòng)機(jī)需要的所有燃燒診斷，可迅速、高精度地檢測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒性能下降。
另外，本發(fā)明的特征在于檢測(cè)燃燒室內(nèi)的缸內(nèi)壓力，對(duì)應(yīng)于曲柄角計(jì)算出該缸內(nèi)壓力的檢測(cè)值P與包含進(jìn)氣壓力的壓縮開(kāi)始以前的基準(zhǔn)壓力Pb的差壓ΔP(ΔP＝P-Pb)，使用處于各曲柄角的上述差壓ΔP與壓縮行程中的1個(gè)或多個(gè)任意點(diǎn)的壓縮壓力P0與基準(zhǔn)壓力Pb的差壓ΔP0(ΔP0＝P0-Pb)的缸內(nèi)壓力比ΔP/ΔP0進(jìn)行上述燃燒室內(nèi)的缸內(nèi)壓力狀態(tài)等燃燒狀態(tài)的診斷。
另外，作為實(shí)施這樣的上述燃燒診斷·控制方法的優(yōu)選裝置，在上述內(nèi)燃機(jī)的燃燒診斷·控制裝置中，燃燒診斷裝置設(shè)置有檢測(cè)上述燃燒室內(nèi)的缸內(nèi)壓力的缸內(nèi)壓力檢測(cè)器和檢測(cè)上述發(fā)動(dòng)機(jī)的曲柄角的曲柄角檢測(cè)器，同時(shí)，具有根據(jù)從上述缸內(nèi)壓力檢測(cè)器輸入的缸內(nèi)壓力檢測(cè)值和從曲柄角檢測(cè)器輸入的曲柄角檢測(cè)值對(duì)應(yīng)于曲柄角計(jì)算出該缸內(nèi)壓力的檢測(cè)值P與包含進(jìn)氣壓力的壓縮開(kāi)始以前的基準(zhǔn)壓力Pb的差壓ΔP(ΔP＝P-Pb)的裝置(步驟)、計(jì)算處于各曲柄角的上述差壓ΔP與處于壓縮行程的任意點(diǎn)的差壓ΔP0的缸內(nèi)壓力比ΔP/ΔP0的裝置(步驟)、及使用上述缸內(nèi)壓力比ΔP/ΔP0進(jìn)行上述燃燒室內(nèi)的缸內(nèi)壓力狀態(tài)等燃燒狀態(tài)的診斷的燃燒狀態(tài)診斷裝置，該燃燒控制裝置根據(jù)從該燃燒狀態(tài)診斷裝置輸出的燃燒狀態(tài)診斷結(jié)果控制上述發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒狀態(tài)。
按照該發(fā)明，使用基于與在發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行期間由大氣狀態(tài)等外部條件導(dǎo)致的變動(dòng)小的包含進(jìn)氣壓力的開(kāi)始?jí)嚎s之前的基準(zhǔn)壓力(Pb)的差壓(ΔP＝P-Pb)的缸內(nèi)壓力比ΔP/ΔP0進(jìn)行燃燒診斷，所以，不需要缸內(nèi)壓力的絕對(duì)值，即使在缸內(nèi)壓力檢測(cè)器的的劣化、溫度漂移、校準(zhǔn)不良等使得來(lái)自該缸內(nèi)壓力傳感器的輸出電平整體下降或由于別的原因上升的場(chǎng)合，也可不降低燃燒診斷的精度地維持正常的診斷。
另外，本發(fā)明的特征在于當(dāng)上述缸內(nèi)壓力比ΔP/ΔP0的缸內(nèi)最高壓力比ΔPP/ΔP0超過(guò)設(shè)定的容許最高壓力比PP0時(shí)(ΔPP/ΔP0≥PP0)，停止上述發(fā)動(dòng)機(jī)；例如，在上述發(fā)明中，可當(dāng)上述壓縮行程中的1個(gè)或多個(gè)任意點(diǎn)的差壓ΔP0在設(shè)定的容許壓縮差壓PC0以下時(shí)(ΔP0≤PC0)，停止上述發(fā)動(dòng)機(jī)。
另外，本發(fā)明可在上述缸內(nèi)壓力最高壓力比ΔPP/ΔP0超過(guò)設(shè)定的基準(zhǔn)最高壓力比的最大值Psh時(shí)(ΔPP/ΔP0≥Psh)，按上述發(fā)動(dòng)機(jī)的曲柄角使燃料(包含噴射到燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)的副室的先導(dǎo)材料)點(diǎn)火時(shí)刻延遲一定量，當(dāng)上述缸內(nèi)最高壓力比ΔPP/ΔP0在設(shè)定的基準(zhǔn)最高壓力比的最小值Ps1以下時(shí)(ΔPP/ΔP0≤Ps1)，使上述燃料點(diǎn)火時(shí)刻提前一定量。
在該場(chǎng)合，作為實(shí)施上述燃燒診斷·控制方法的優(yōu)選裝置，燃燒診斷裝置具有比較上述缸內(nèi)壓力比ΔP/ΔP0的缸內(nèi)最高壓力比ΔPP/ΔP0與容許最高壓力比PP0的設(shè)定值的比較裝置(步驟)，上述燃燒控制裝置具有在從上述燃燒診斷裝置的比較裝置輸出的上述比較結(jié)果為(ΔPP/ΔP0)≥PP0時(shí)使上述發(fā)動(dòng)機(jī)的停止裝置作動(dòng)而使該發(fā)動(dòng)機(jī)停止的停止裝置(步驟)。
在上述發(fā)明中，最好上述燃燒診斷裝置具有比較上述缸內(nèi)壓力比ΔP/ΔP0中的缸內(nèi)最高壓力比ΔPP/ΔP0與基準(zhǔn)最高壓力比的最大值Psh并比較上述缸內(nèi)最高壓力比ΔPP/ΔP0與基準(zhǔn)最高壓力比的最小值Ps1的比較裝置(步驟)，上述燃燒控制裝置具有當(dāng)上述比較裝置(步驟)的比較結(jié)果為ΔPP/ΔP0≥Psh時(shí)按上述發(fā)動(dòng)機(jī)的曲柄角使燃料點(diǎn)火時(shí)刻延遲一定量、當(dāng)上述比較結(jié)果為ΔPP/ΔP0≤Ps1時(shí)使上述燃料點(diǎn)火時(shí)刻提前一定量的裝置(步驟)。
按照該發(fā)明，當(dāng)由燃燒診斷裝置輸出上述缸內(nèi)壓力比(ΔP/ΔP0)中的缸內(nèi)最高壓力比(ΔPP/ΔP0)超過(guò)容許最高壓力比(PP0)的設(shè)定值的診斷結(jié)果時(shí)，由燃燒控制裝置使發(fā)動(dòng)機(jī)的停止裝置作動(dòng)，將該發(fā)動(dòng)機(jī)停止，從而可正確而且迅速地進(jìn)行缸內(nèi)最高壓力過(guò)大的檢測(cè)和采取相應(yīng)措施，確實(shí)地防止缸內(nèi)最高壓力過(guò)大導(dǎo)致的發(fā)動(dòng)機(jī)的破損或耐久性的下降。
另外， 當(dāng)由燃燒診斷裝置輸出上述缸內(nèi)最高壓力比(ΔPP/ΔP0)超過(guò)基準(zhǔn)最高壓力比的最大值(Psh)的診斷結(jié)果時(shí)，由燃燒控制裝置使燃料點(diǎn)火時(shí)刻延遲一定量，當(dāng)由上述燃燒診斷裝置輸出上述缸內(nèi)最高壓力比(ΔPP/ΔP0)在基準(zhǔn)最高壓力比的最小值(Ps1)以下的診斷結(jié)果時(shí)，由上述燃燒控制裝置使燃料點(diǎn)火時(shí)刻提前一定量，從而可將缸內(nèi)最高壓力時(shí)常保持在基準(zhǔn)最高壓力的范圍，可將發(fā)動(dòng)機(jī)性能維持在所需性能值，同時(shí)，可抑制燃燒溫度過(guò)度上升導(dǎo)致的NOx發(fā)生量的增大。
另外，本發(fā)明的燃燒診斷·控制方法的特征在于當(dāng)上述缸內(nèi)壓力比ΔP/ΔP0中的缸內(nèi)最高壓力比ΔPP/ΔP0至少超過(guò)按照缸內(nèi)最高壓力比設(shè)定的敲缸容許壓力比Ph2時(shí)(ΔPP/ΔP0≥Ph2)，按上述發(fā)動(dòng)機(jī)的曲柄角使燃料點(diǎn)火時(shí)刻延遲一定量。
另外，作為實(shí)施上述燃燒診斷·控制方法的裝置，上述燃燒診斷裝置具有比較上述缸內(nèi)壓力比ΔP/ΔP0中的缸內(nèi)最高壓力比ΔPP/ΔP0與按照該缸內(nèi)最高壓力比設(shè)定的敲缸容許值Ph2當(dāng)上述缸內(nèi)最高壓力比ΔPP/ΔP0至少超過(guò)上述敲缸容許值Ph2時(shí)判定敲缸的發(fā)生的裝置(步驟)，上述燃燒控制裝置具有從該燃燒診斷裝置接收敲缸發(fā)生的判定信號(hào)、按上述發(fā)動(dòng)機(jī)的曲柄角使燃料點(diǎn)火時(shí)刻延遲一定量的裝置(步驟)。
按照該發(fā)明，當(dāng)由燃燒診斷裝置輸出缸內(nèi)最高壓力比(ΔPP/ΔP0)成為按照該缸內(nèi)最高壓力比設(shè)定的敲缸容許值即可避免敲缸發(fā)生而且可最大地維持發(fā)動(dòng)機(jī)性能的敲缸發(fā)生極限的缸內(nèi)最高壓力比的診斷結(jié)果時(shí)，由燃燒控制裝置使燃料點(diǎn)火時(shí)刻延遲一定量，從而可迅速而且確實(shí)地避免敲缸的發(fā)生，同時(shí)，可抑制燃燒狀態(tài)的偏差，從而可迅速而且確實(shí)地避免敲缸的發(fā)生，抑制燃料狀態(tài)的偏差，這樣，可在敲缸即將發(fā)生之前的高性能區(qū)域時(shí)常對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)性能進(jìn)行最佳控制。
另外，本發(fā)明的燃燒診斷·控制方法當(dāng)缸內(nèi)壓力比ΔP/ΔP0的缸內(nèi)最高壓力比ΔPP/ΔP0至少在按照缸內(nèi)最高壓力比設(shè)定的不發(fā)火容許最小壓力比Pn以下時(shí)(ΔPP/ΔP0≤Pn)，進(jìn)行上述燃燒室內(nèi)的不發(fā)火發(fā)生的判定，隔斷該不發(fā)火發(fā)生氣缸的燃料噴射。
另外，作為實(shí)施本發(fā)明的裝置，上述燃燒診斷裝置具有比較上述缸內(nèi)壓力比ΔP/ΔP0中的缸內(nèi)最高壓力比ΔPP/ΔP0與按照該缸內(nèi)最高壓力比設(shè)定的不發(fā)火容許壓力比、當(dāng)上述缸內(nèi)最高壓力比ΔPP/ΔP0至少在按照缸內(nèi)最高壓力比設(shè)定的不發(fā)火容許最小壓力比Pn以下時(shí)輸出上述燃燒室內(nèi)的不發(fā)火發(fā)生的判定信號(hào)的裝置(步驟)，上述燃燒控制裝置具有接收上述不發(fā)火發(fā)生的判定信號(hào)、隔斷該不發(fā)火發(fā)生氣缸的燃料噴射的裝置(步驟)。
按照該發(fā)明，當(dāng)由燃燒診斷裝置輸出缸內(nèi)最高壓力比(ΔPP/ΔP0)和其持續(xù)循環(huán)數(shù)成為按照該缸內(nèi)最高壓力比設(shè)定的不發(fā)火容許壓力比即在燃燒室內(nèi)成為不發(fā)火發(fā)生極限的缸內(nèi)最高壓力比的最小值和該最小值的容許持續(xù)循環(huán)數(shù)的診斷結(jié)果時(shí)，由燃燒控制裝置隔斷該不發(fā)火發(fā)生氣缸的燃料噴射。
這樣，可迅速而且確實(shí)地檢測(cè)不發(fā)火的發(fā)生，對(duì)該發(fā)生氣缸采取不發(fā)火對(duì)應(yīng)措施即燃料噴射隔斷措施，從而不受到該發(fā)生氣缸的不發(fā)火影響地順利進(jìn)行其它氣缸的運(yùn)行。
另外，本發(fā)明的燃燒診斷·控制方法的特征在于當(dāng)上述缸內(nèi)壓力比ΔP/ΔP0的缸內(nèi)最高壓力比ΔPP/ΔP0和燃燒行程的燃燒壓力比(P1-Pb)/ΔP0＝ΔP1/ΔP0分別比容許最小壓力比Pn和不發(fā)火容許壓力比Pm小(ΔPP/ΔP0≤Pn和ΔP1/ΔP0≤Pm)、燃燒壓力比(P2-Pb)/ΔP0＝ΔP2/ΔP0比消焰容許壓力比Pm1大時(shí)，進(jìn)行上述燃燒室內(nèi)的消焰發(fā)生的判定，增加該消焰發(fā)生氣缸的燃料噴射量。
另外，作為實(shí)施本發(fā)明的裝置，上述燃燒診斷裝置具有當(dāng)上述缸內(nèi)壓力比ΔP/ΔP0中的缸內(nèi)最高壓力比ΔPP/ΔP0和處于燃燒行程的燃燒壓力比ΔP1/ΔP0分別比容許最小壓力比Pn和不發(fā)火容許壓力比Pm小而且消焰容許壓力比Pm1比燃燒壓力比ΔP2/ΔP0(＝ΔP2/(P3-Pb)＝ΔP2/ΔP3)大時(shí)輸出上述燃燒室內(nèi)的消焰發(fā)生的判定信號(hào)的輸出裝置(步驟)，上述燃燒控制裝置具有接收上述消焰發(fā)生的判定信號(hào)、增加該消焰發(fā)生氣缸的燃料噴射量的裝置(步驟)。
按照該發(fā)明，由燃燒診斷裝置輸出缸內(nèi)最高壓力比(ΔPP/ΔP0)和燃燒壓力比(ΔP1/ΔP0)比按照該缸內(nèi)最高壓力比和燃燒壓力比設(shè)定的容許最小壓力比Pn和不發(fā)火容許壓力比Pm小、燃燒壓力比ΔP2/ΔP0比消焰容許壓力比Pm1大的診斷結(jié)果時(shí)，由燃燒控制裝置增加該消焰發(fā)生氣缸的燃料噴射量和例如在向副室噴射先導(dǎo)燃料的燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)中增加該先導(dǎo)燃料噴射量。
這樣，可迅速而且確實(shí)地檢測(cè)消焰地發(fā)生，對(duì)該發(fā)生氣缸采取消焰對(duì)應(yīng)措施，即在燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)的場(chǎng)合通過(guò)增加氣體燃料噴射量和先導(dǎo)燃料，可避免消焰，同時(shí)，可不受該消焰發(fā)生氣缸的影響地順利進(jìn)行其它氣缸的運(yùn)行。
另外，在本發(fā)明方法中，如按包含發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷或發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速或進(jìn)氣溫度的發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行條件的函數(shù)使上述燃燒診斷的基準(zhǔn)壓力比值(臨界值)變化地構(gòu)成，則可由發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷、發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速、進(jìn)氣溫度等檢測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)行條件，相應(yīng)于發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行條件的變化自由地改變缸內(nèi)最高壓力容許值、壓縮壓力容許值、敲缸容許值、不發(fā)火、消焰容許值等燃燒診斷項(xiàng)目的各壓力比的臨界值。
這樣，進(jìn)行燃燒狀態(tài)診斷時(shí)，可將燃燒診斷項(xiàng)目的基準(zhǔn)壓力比等臨界值調(diào)整成適合于發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行條件的值，維持高燃燒診斷精度。
另外，本發(fā)明的燃燒診斷·控制方法當(dāng)檢測(cè)上述燃燒室內(nèi)的缸內(nèi)壓力并輸入到燃燒診斷裝置的缸內(nèi)壓力檢測(cè)器的異常被檢測(cè)到時(shí)，可由進(jìn)行包含上述發(fā)動(dòng)機(jī)的燃料點(diǎn)火時(shí)刻和燃燒噴射量的燃燒控制的燃燒控制裝置使該缸內(nèi)壓力檢測(cè)器異常的氣缸的燃料點(diǎn)火時(shí)刻按曲柄角延遲一定量到達(dá)安全位置，上述缸內(nèi)壓力檢測(cè)器由更換、修理等從異常狀態(tài)恢復(fù)后，使上述燃燒診斷裝置恢復(fù)成正常作動(dòng)，同時(shí)，使上述燃燒控制裝置進(jìn)行正常作動(dòng)，將上述異常氣缸的燃料點(diǎn)火時(shí)刻恢復(fù)到正常時(shí)刻。
按照該發(fā)明，由燃燒診斷裝置輸出缸內(nèi)壓力檢測(cè)器的異常診斷結(jié)果時(shí)，由燃燒控制裝置使該缸內(nèi)壓力檢測(cè)器異常的氣缸的燃料點(diǎn)火時(shí)刻延遲一定量到達(dá)安全位置，保持缸內(nèi)壓力檢測(cè)器的異常狀態(tài)，在上述缸內(nèi)壓力檢測(cè)器恢復(fù)后，可使上述燃燒診斷裝置自動(dòng)地恢復(fù)到正常作動(dòng)，同時(shí)，使燃燒控制裝置正常作動(dòng)，將上述異常氣缸的燃料點(diǎn)火時(shí)刻恢復(fù)正常。
這樣，在缸內(nèi)壓力檢測(cè)器發(fā)生異常的場(chǎng)合，可將該異常發(fā)生氣缸的燃料點(diǎn)火時(shí)刻和燃料噴射量調(diào)整到與上述異常對(duì)應(yīng)的狀態(tài)，同時(shí)，進(jìn)行缸內(nèi)壓力檢測(cè)器的恢復(fù)，在該傳感器恢復(fù)后，可自動(dòng)恢復(fù)到正常的燃燒控制，不停止發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)行即可對(duì)應(yīng)上述缸內(nèi)壓力檢測(cè)器的異常發(fā)生。
另外，本發(fā)明的燃燒診斷·控制方法的特征在于對(duì)于檢測(cè)上述燃燒室內(nèi)的缸內(nèi)壓力并輸入到燃燒診斷裝置的缸內(nèi)壓力檢測(cè)器，在進(jìn)氣行程-燃燒行程的任意的曲柄角度范圍確認(rèn)多種異常判定步驟，當(dāng)不滿足任何1個(gè)步驟的狀態(tài)持續(xù)設(shè)定的i次(多次)時(shí)，判定該缸內(nèi)壓力檢測(cè)器發(fā)生異常；上述多種異常判定步驟具體地包括(a)判斷所有行程的曲柄角度范圍的壓力檢測(cè)器的值是否進(jìn)入該檢測(cè)器的量程范圍PTa-PTb的步驟，(b)在進(jìn)氣行程判斷是否進(jìn)入進(jìn)氣壓力的容許最大值PSb-容許最小值PSa的步驟，(c)判斷與最高壓力PP對(duì)應(yīng)的曲柄角度Ppang是否處于與燃燒區(qū)域?qū)?yīng)的曲柄角度范圍Aa-Ab的范圍的步驟，(d)判定燃燒診斷的開(kāi)始?jí)嚎s以前的基準(zhǔn)壓力Pb的過(guò)去n循環(huán)量的標(biāo)準(zhǔn)偏差Pbσ在容許范圍ε以內(nèi)。
按照該發(fā)明，通過(guò)由(a)判斷所有行程的曲柄角度范圍的壓力檢測(cè)器的值是否進(jìn)入該檢測(cè)器的量程范圍PTa-PTb，可判斷在所有行程有無(wú)基本的缸內(nèi)壓力檢測(cè)器的異常。
另外，由于通過(guò)(b)判斷在進(jìn)氣行程中是否進(jìn)入到進(jìn)氣壓力的容許最大值PSb-容許最小值PSa，所以，可在進(jìn)氣行程這樣的缸內(nèi)壓力為一定狀態(tài)下檢測(cè)出缸內(nèi)壓力檢測(cè)器的經(jīng)時(shí)變化導(dǎo)致的漂移的發(fā)生。另外，由于由(c)判斷在與燃燒區(qū)域?qū)?yīng)的曲柄角度范圍Aa-Ab的范圍是否處于與最高壓力PP對(duì)應(yīng)的曲柄角Ppang，所以，可確認(rèn)是否在缸內(nèi)壓力與曲柄角的關(guān)系不出現(xiàn)失控的狀態(tài)下進(jìn)行檢測(cè)。另外，由于通過(guò)(d)判斷是否與燃燒狀態(tài)無(wú)關(guān)地本來(lái)一定的壓縮開(kāi)始之前的基準(zhǔn)壓力的標(biāo)準(zhǔn)偏差在容許值ε以內(nèi)，可避免穩(wěn)定干擾導(dǎo)致的誤診斷。
然而，在(a)、(b)、(c)、(d)中的任一個(gè)持續(xù)多次的場(chǎng)合，才可檢測(cè)到火花干擾、斷線、接觸不良等基本的異常檢測(cè)，所以，可忽視瞬間發(fā)生的觸發(fā)信號(hào)干擾的影響。
因此，按照該發(fā)明，由不同的多種異常檢測(cè)方法多方面地判斷缸內(nèi)壓力檢測(cè)器的異常，而且，當(dāng)其存在多次時(shí)進(jìn)行異常判斷，所以，可排除觸發(fā)信號(hào)脈沖等與檢測(cè)器異常無(wú)關(guān)的脈沖，以良好的精度進(jìn)行檢測(cè)，在該缸內(nèi)壓力檢測(cè)器正常的場(chǎng)合，轉(zhuǎn)移到下一診斷動(dòng)作，所以，可順利地進(jìn)行燃燒診斷。
另外，本發(fā)明具有燃燒診斷裝置和燃燒控制裝置，該燃燒診斷裝置具有在上述燃燒區(qū)域計(jì)算出上述缸內(nèi)壓力的檢測(cè)值P與包含進(jìn)氣壓力的開(kāi)始?jí)嚎s以前的基準(zhǔn)壓力Pb的差壓ΔP(ΔP＝P-Pb)的裝置(步驟)、計(jì)算出上述差壓ΔP與缸內(nèi)壓力的任意點(diǎn)的差壓ΔP0的缸內(nèi)壓力比ΔP/ΔP0的裝置(步驟)、及使用上述缸內(nèi)壓力比ΔP/ΔP0進(jìn)行上述燃燒室內(nèi)的缸內(nèi)壓力狀態(tài)等的燃燒狀態(tài)的診斷時(shí)將該診斷結(jié)果的至少一部分作為模擬信息輸出的壓力/模擬電壓變換裝置(步驟)，該燃燒控制裝置將從該燃燒狀態(tài)診斷裝置輸出的模擬信息返回到壓力信息對(duì)上述發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒狀態(tài)進(jìn)行控制，根據(jù)使上述模擬信息返回到壓力信息的診斷結(jié)果進(jìn)行上述發(fā)動(dòng)機(jī)的停止、上述發(fā)動(dòng)機(jī)的燃料點(diǎn)火時(shí)刻的控制或上述先導(dǎo)燃料或氣體燃料等燃料噴射量的控制。
在該場(chǎng)合，可根據(jù)在燃燒診斷所需要的上述規(guī)定曲柄角范圍的燃燒區(qū)域抽取的上述缸內(nèi)壓力比ΔP/ΔP0的、對(duì)各診斷分類(lèi)信息設(shè)定臨界值進(jìn)行燃燒診斷，具體地說(shuō)，階段性地減少電平地設(shè)定上述各診斷分類(lèi)信息的臨界值，在各臨界值電平階段，可判斷不同的分類(lèi)信息，例如，將檢測(cè)范圍設(shè)定到燃燒最高壓力附近的曲柄角范圍，上述各診斷分類(lèi)的信息的臨界值可為最高壓力異常臨界值PP0和Ph1、Ph2敲缸臨界值，Pn不發(fā)火、消焰臨界值，在各臨界值，其電平分別具有PC0≤Ps1≤PSh≤Ph2≤Ph1＜PP0的關(guān)系。
從燃燒診斷裝置傳送到燃燒控制裝置側(cè)的診斷結(jié)果的信號(hào)在燃燒控制裝置側(cè)對(duì)各模擬電平階段可判斷不同分類(lèi)信息，由模擬電平構(gòu)成，對(duì)各診斷分類(lèi)的模擬電平進(jìn)行設(shè)定，使得正常診斷分類(lèi)的模擬電平處于中央，最高壓力異常和壓縮壓力異常那樣的發(fā)動(dòng)機(jī)全體的重要度較高的異常處于高位，不發(fā)火、消焰、傳感器異常、信號(hào)線斷線等氣缸單位的重要度低的異常處于低位，從而可使信息傳遞可靠而且簡(jiǎn)單，同時(shí)，即使在模擬電平的躍遷瞬間或讀取錯(cuò)誤信息，也不會(huì)導(dǎo)致致命的誤動(dòng)作。
具體地說(shuō)，上述模擬電平對(duì)CpPmax異常判定模擬電平、Ce壓縮壓力判定模擬電平、Ck敲缸判定模擬電平、Cq消焰判定模擬電平、Cm不發(fā)火判定模擬電平、Cx傳感器異常判定模擬電平分別設(shè)定，各電平按Cp＞Ce＞Ck＞Cq＞Cm＞Cx那樣階段性減少模擬電平地設(shè)定。
在該場(chǎng)合，將位于敲缸臨界值和消焰臨界值之間的正常燃燒壓力或壓力比范圍按模擬電平傳輸?shù)饺紵刂蒲b置側(cè)時(shí)，可變換成與其壓力(壓力比)對(duì)應(yīng)的模擬電平，將無(wú)級(jí)控制的模擬信號(hào)傳輸?shù)饺紵刂蒲b置側(cè)。
在用于多氣缸的發(fā)動(dòng)機(jī)的場(chǎng)合，在燃燒診斷裝置與燃燒控制裝置之間連接至少與氣缸數(shù)對(duì)應(yīng)的數(shù)量的模擬信號(hào)線，串列地發(fā)送對(duì)各診斷分類(lèi)使模擬電平階段性下降地設(shè)定的模擬信號(hào)，在燃燒控制裝置側(cè)進(jìn)行診斷分類(lèi)的判別，或判別與模擬電平相應(yīng)的燃燒壓力或壓力比。
這樣，可相對(duì)缸內(nèi)壓力測(cè)量的差壓使壓力比成為指標(biāo)，從而可間接地把握過(guò)去難以檢測(cè)的敲缸狀態(tài)，所以，可通過(guò)調(diào)整臨界值使得可時(shí)常進(jìn)行敲缸極限處的運(yùn)行，這樣，可提高發(fā)動(dòng)機(jī)效率。即使缸內(nèi)壓力傳感器的溫度變化、經(jīng)年變化導(dǎo)致漂移，也可不影響燃燒診斷結(jié)果，而且可檢測(cè)出異常燃燒和缸內(nèi)壓力傳感器的破損、斷線等異常。
另外，與過(guò)去的連線相比，可減少燃燒診斷裝置-燃燒控制裝置間的信號(hào)線的數(shù)量，同時(shí)，即使信號(hào)線斷線，其影響也僅為該氣缸，而且信號(hào)線的模擬值成為不屬于任何診斷分類(lèi)的零電平，從而還具有可確定不能由數(shù)字信號(hào)線檢測(cè)的斷線的信號(hào)線的效果。
另外，在正常燃燒狀態(tài)下，通過(guò)進(jìn)行反饋與壓力目標(biāo)值的偏差量的無(wú)級(jí)控制，可進(jìn)行更為細(xì)致的控制，結(jié)果，可進(jìn)一步提高發(fā)動(dòng)機(jī)效率。
例如，圖23(A)和圖23(B)使正常燃燒范圍的區(qū)域?yàn)闊o(wú)級(jí)電平，所以，在正常燃燒范圍進(jìn)行了[Ph2，Pn]→[Ck，Cq]的范圍的數(shù)據(jù)變換后，作為替代診斷結(jié)果的模擬信息傳送，由燃燒控制裝置恢復(fù)成[Ck，Cq]→[Ph2，Pn]，求出缸內(nèi)壓力比的正常狀態(tài)的噴射時(shí)刻的增加減量ΔT，則可使適當(dāng)?shù)膰娚鋾r(shí)刻對(duì)各氣缸各循環(huán)更新。
另外，本發(fā)明的特征在于作為用波形對(duì)檢測(cè)上述燃燒室內(nèi)的缸內(nèi)壓力后輸入到燃燒診斷裝置的缸內(nèi)壓力進(jìn)行顯示的顯示裝置，在診斷裝置側(cè)設(shè)置用于儲(chǔ)存與凸輪軸頂部位置和曲柄角對(duì)應(yīng)的各氣缸的壓力波形的第1環(huán)形存儲(chǔ)器；在顯示裝置側(cè)設(shè)置每隔一定角度區(qū)域存儲(chǔ)各氣缸的壓力波形的第2環(huán)形存儲(chǔ)器和1個(gè)顯示部；在診斷裝置側(cè)的第1環(huán)形存儲(chǔ)器設(shè)有步進(jìn)裝置，該步進(jìn)裝置由凸輪軸頂部的原點(diǎn)位置檢測(cè)后從曲柄角檢測(cè)器發(fā)生的中斷起動(dòng)，在各氣缸對(duì)應(yīng)的環(huán)形存儲(chǔ)部分別對(duì)各規(guī)定曲柄角寫(xiě)入示出燃燒狀態(tài)的缸內(nèi)壓力波形；另一方面，在顯示裝置側(cè)的第2環(huán)形存儲(chǔ)器具有步進(jìn)裝置，該步進(jìn)裝置在每次發(fā)生數(shù)據(jù)接收時(shí)起動(dòng)，在各氣缸對(duì)應(yīng)的環(huán)形存儲(chǔ)器部的規(guī)定角度區(qū)域?qū)懭胨袣飧椎母變?nèi)波形；從該第2環(huán)形存儲(chǔ)器的規(guī)定角度區(qū)域讀出上述所有氣缸的缸內(nèi)壓力波形，錯(cuò)開(kāi)壓力地將該所有氣缸的缸內(nèi)壓力波形顯示到顯示部。
在該場(chǎng)合，對(duì)于由缸內(nèi)壓力檢測(cè)器(傳感器)進(jìn)行的每次檢測(cè)，時(shí)時(shí)刻刻與曲柄角同步地在診斷裝置側(cè)的第1環(huán)形存儲(chǔ)器中寫(xiě)入表示所有氣缸的燃燒狀態(tài)的缸內(nèi)壓力波形，另一方面，檢測(cè)1曲柄角循環(huán)(720°)結(jié)束后的下一次的曲柄循環(huán)的凸輪軸頂部的原點(diǎn)位置，將上述之前的曲柄角循環(huán)所有氣缸的缸內(nèi)壓力波形寫(xiě)入顯示裝置側(cè)的第2環(huán)形存儲(chǔ)器，顯示到顯示部。
這樣，可由1個(gè)示波器(顯示器)使時(shí)時(shí)刻刻變化的燃燒狀態(tài)可視化，同時(shí)，可容易確認(rèn)時(shí)間上重疊地發(fā)生的缸內(nèi)壓力波形數(shù)據(jù)。
另外，在診斷裝置中一時(shí)存儲(chǔ)到環(huán)形存儲(chǔ)器后，由串行通信輸出到顯示裝置，從而可一邊進(jìn)行燃燒診斷一邊觀測(cè)多個(gè)氣缸的壓力波形。
附圖的簡(jiǎn)單說(shuō)明

圖1為本發(fā)明實(shí)施例的燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒診斷系統(tǒng)的全體構(gòu)成圖。
圖2為示出燃燒診斷裝置的控制流程圖的第1例的圖。
圖3為示出燃燒診斷裝置的控制流程圖的第2例的圖。
圖4為上述燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)的缸內(nèi)壓力與曲柄角的關(guān)系線圖。
圖5為本發(fā)明另一實(shí)施例的燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒診斷、燃燒控制裝置的全體構(gòu)成圖。
圖6為上述實(shí)施例的控制框圖(之一)。
圖7為上述實(shí)施例的控制框圖(之二)。
圖8(A)為上述實(shí)施例的缸內(nèi)壓力線圖，圖8(B)為現(xiàn)有技術(shù)的缸內(nèi)壓力線圖。
圖9為上述實(shí)施例的控制流程圖(之一)。
圖10(A)-圖10(F)為上述實(shí)施例的各燃燒診斷·燃燒控制項(xiàng)目的控制圖(之一)。
圖11(A)-圖11(G)為上述控制圖(之二)，圖11(A)為燃料點(diǎn)火時(shí)刻線圖，圖11(B)為燃料噴射量線圖。
圖12為上述實(shí)施例的控制流程圖(之二)。
圖13為上述實(shí)施例的控制流程圖(之三)。
圖14(A)-圖14(D)為上述實(shí)施例的燃料點(diǎn)火時(shí)刻和噴射量線圖。
圖15為燃燒診斷裝置、燃燒控制裝置、及燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)的作動(dòng)線圖。
圖16(A)為上述燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)的缸內(nèi)壓力線圖(說(shuō)明圖)。
圖16(B)為示出上述燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)的缸內(nèi)壓力線圖的燃燒診斷項(xiàng)目和容許值(臨界值)的說(shuō)明圖。
圖17(A)和圖17(B)為上述實(shí)施例的臨界值變化的流程圖和線圖(之一)。
圖18(A)和圖18(B)為上述實(shí)施例的臨界值變化的流程圖和線圖(之二)。
圖19為現(xiàn)有技術(shù)的臨界值變化的流程圖。
圖20為本發(fā)明實(shí)施例的燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒診斷系統(tǒng)的全體構(gòu)成圖中的僅正常范圍無(wú)級(jí)控制的圖，與圖7對(duì)應(yīng)。
圖21為本發(fā)明實(shí)施例的燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒診斷系統(tǒng)的全體控制流程圖，與圖9對(duì)應(yīng)，為僅正常范圍進(jìn)行無(wú)級(jí)控制的圖。
圖22為適用于圖20-圖21的發(fā)明的模擬式燃燒診斷信號(hào)傳送方法的說(shuō)明圖。
圖23(A)為示出模擬值相對(duì)燃燒診斷結(jié)果的分類(lèi)信息的變化的全體說(shuō)明圖，圖23(B)為放大圖。
圖24為上述實(shí)施例的缸內(nèi)壓力檢測(cè)器的異常檢測(cè)說(shuō)明用壓力線圖。
圖25為將從燃燒診斷裝置傳輸?shù)娜紵\斷結(jié)果顯示于顯示裝置的表圖，對(duì)各氣缸編號(hào)/異常項(xiàng)目進(jìn)行顯示。
圖26示出燃燒診斷裝置側(cè)和顯示裝置側(cè)的缸內(nèi)壓力的傳輸和顯示過(guò)程，為示出4氣缸發(fā)動(dòng)機(jī)波形的測(cè)量結(jié)果、向顯示器的輸出波形、顯示到顯示器的缸內(nèi)波形的一例的圖。
圖27為燃燒診斷裝置側(cè)和顯示裝置側(cè)的數(shù)據(jù)構(gòu)成圖。
圖28為上述數(shù)據(jù)構(gòu)成圖的波形測(cè)定流程圖之一，為燃燒診斷裝置(數(shù)據(jù)送出)側(cè)的曲柄角中斷處理流程圖。
圖29為上述數(shù)據(jù)構(gòu)成圖的波形測(cè)定流程圖之二，為燃燒診斷裝置(數(shù)據(jù)送出)側(cè)的主處理流程圖。
圖30為上述數(shù)據(jù)構(gòu)成圖的波形測(cè)定流程圖之三，為燃燒診斷裝置(數(shù)據(jù)接收)側(cè)的數(shù)據(jù)接收中斷處理流程圖。
圖31為上述數(shù)據(jù)構(gòu)成圖的波形測(cè)定流程圖之四，為燃燒診斷裝置(數(shù)據(jù)接收)側(cè)的主處理流程圖。
圖32為現(xiàn)有數(shù)字式燃燒診斷信號(hào)傳送方向的說(shuō)明圖。
圖33(A)為缸內(nèi)壓力基本上未疊加干擾的場(chǎng)合的缸內(nèi)壓力波形圖。
圖33(B)為在缸內(nèi)壓力疊加有穩(wěn)定干擾的場(chǎng)合的缸內(nèi)壓力波形圖。
圖34為實(shí)施例的缸內(nèi)壓力檢測(cè)的異常檢測(cè)動(dòng)作的流程圖。
實(shí)施發(fā)明的最佳形式下面使用圖中所示實(shí)施例詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明。但是，記載于該實(shí)施例的構(gòu)成部件的尺寸、材質(zhì)、形狀、其相對(duì)配置等只要沒(méi)有特定的記載，則不將本發(fā)明的范圍限定于此，只不過(guò)是簡(jiǎn)單的說(shuō)明例。
在示出實(shí)施例的圖1中，符號(hào)20為燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)的發(fā)動(dòng)機(jī)本體，符號(hào)45為活塞，符號(hào)46為曲軸，符號(hào)44為燃燒室，符號(hào)41為進(jìn)氣門(mén)，符號(hào)42為排氣門(mén)，符號(hào)43為排氣管。
符號(hào)9為通到上述進(jìn)氣門(mén)41的進(jìn)氣管，在該進(jìn)氣管9的管路的途中設(shè)置有向在該進(jìn)氣管9內(nèi)流通的空氣(進(jìn)氣)中噴射燃料氣體的燃?xì)鈬娚溲b置10。符號(hào)8為對(duì)收容燃料氣體的燃料氣體箱(圖中省略)和上述燃?xì)鈬娚溲b置10進(jìn)行連接的燃?xì)夤┙o管。符號(hào)7為設(shè)于該燃?xì)夤┙o管8的上述燃?xì)鈬娚溲b置10入口的燃?xì)夤┙o電磁閥，根據(jù)來(lái)自圖中未示出的電磁閥控制裝置的控制信號(hào)開(kāi)閉，調(diào)整上述燃?xì)夤┙o管8的流路面積，同時(shí)，根據(jù)來(lái)自后述的燃燒控制裝置12的控制信號(hào)隔斷或控制開(kāi)度。
符號(hào)11為點(diǎn)火裝置，該點(diǎn)火裝置11在該燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)，從先導(dǎo)燃料噴射閥0011將先導(dǎo)燃料噴射到圖中未示出的副室內(nèi)，由燃炬點(diǎn)火，促進(jìn)主燃燒室側(cè)的稀混合氣體的燃燒。
符號(hào)1為缸內(nèi)壓力檢測(cè)器，該缸內(nèi)壓力傳感器1檢測(cè)出上述燃燒室44內(nèi)的氣體壓力即缸內(nèi)壓力，符號(hào)2為曲柄角檢測(cè)器，該曲柄角檢測(cè)器2檢測(cè)出曲軸46的曲柄角。
符號(hào)100為燃燒診斷裝置，由干擾除去濾波器3、將經(jīng)過(guò)該干擾除去濾波器3的缸內(nèi)壓力檢測(cè)信號(hào)放大的放大器4、及燃燒診斷部5構(gòu)成。
上述干擾除去濾波器3由除去從上述缸內(nèi)壓力傳感器1輸入的缸內(nèi)壓力檢測(cè)信號(hào)的干擾的低通濾波器構(gòu)成。上述燃燒診斷部5根據(jù)由上述放大器4放大的缸內(nèi)壓力檢測(cè)信號(hào)，輔助地使用上述曲柄角檢測(cè)器2的曲柄角檢測(cè)信號(hào)，進(jìn)行上述燃燒室44內(nèi)的燃燒狀態(tài)的診斷。
符號(hào)200為燃燒控制裝置，輸入上述燃燒診斷部5的診斷結(jié)果信號(hào)，根據(jù)該診斷結(jié)果信號(hào)隔斷上述燃?xì)夤┙o電磁閥7或?qū)ζ溥M(jìn)行開(kāi)度控制，同時(shí)，控制上述點(diǎn)火裝置11的作動(dòng)。符號(hào)6為示出上述燃燒診斷部5的診斷結(jié)果的顯示裝置。另外，也可在上述燃燒診斷部5連接發(fā)送基于燃燒診斷結(jié)果的警報(bào)的報(bào)警裝置。
在具有這樣的構(gòu)成的燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)行時(shí)，如在上述點(diǎn)火裝置11由焰炬點(diǎn)火，同時(shí)，打開(kāi)燃?xì)忾y(圖中省略)，則燃料氣體箱(省略圖示)內(nèi)的燃料氣體由燃?xì)鈮毫φ{(diào)整裝置(省略圖示)調(diào)整壓力，供給到上述燃?xì)鈬娚溲b置10，由上述燃?xì)夤┙o電磁閥7的開(kāi)閥噴射到上述進(jìn)氣管9內(nèi)的空氣中，與該空氣混合。來(lái)自該燃?xì)鈬娚溲b置10的混合氣隨著上述進(jìn)氣門(mén)41的開(kāi)閥，導(dǎo)入到由來(lái)自上述點(diǎn)火裝置11的噴射火焰進(jìn)行預(yù)燃燒的燃燒室44內(nèi)進(jìn)行燃燒，進(jìn)行規(guī)定的燃燒循環(huán)。
下面，說(shuō)明該實(shí)施例的燃燒診斷裝置的動(dòng)作。
由上述缸內(nèi)壓力傳感器1檢測(cè)出的上述燃燒室44內(nèi)的氣體壓力即缸內(nèi)壓力輸入到燃燒診斷裝置100的由低通濾波器構(gòu)成的干擾除去濾波器3，在該干擾除去濾波器3中除去高頻的干擾，該缸內(nèi)壓力信號(hào)成為沒(méi)有電壓變動(dòng)的平均化了的缸內(nèi)壓力檢測(cè)信號(hào)，由放大器4放大后，輸入到上述燃燒診斷部5。
另一方面，向上述燃燒診斷部5也輸入來(lái)自上述曲柄角檢測(cè)器2的發(fā)動(dòng)機(jī)曲柄角的檢測(cè)信號(hào)。
下面，參照?qǐng)D2所示燃燒診斷控制流程的第1例和圖4所示的缸內(nèi)壓力線圖說(shuō)明上述燃燒診斷裝置100的燃燒診斷動(dòng)作的第1例。在上述燃燒診斷部5中，根據(jù)從上述缸內(nèi)壓力傳感器1輸入的缸內(nèi)壓力檢測(cè)值和從上述曲柄角檢測(cè)器2輸入的曲柄角檢測(cè)值求出圖4所示那樣的缸內(nèi)壓力-曲柄角關(guān)系線圖。圖4中的A為正常進(jìn)行燃燒時(shí)的缸內(nèi)壓力線圖。
首先，在壓縮壓力的判定裝置(步驟)中，比較圖4所示上述燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)的壓縮行程的任意點(diǎn)的壓縮壓力檢測(cè)值P0和預(yù)先設(shè)定的該壓縮壓力的容許的最小值即容許壓縮壓力PC0，當(dāng)在上述容許壓縮壓力PC0以下時(shí)即P0≤PC0時(shí)，判定壓縮壓力P0從正常值異常地下降(E1)。圖4的E為壓縮壓力P0異常地下降時(shí)的缸內(nèi)壓力線圖。
然后，在缸內(nèi)最高壓力的判定裝置(步驟)中，計(jì)算出圖4所示缸內(nèi)最高壓力檢測(cè)值PP與處于壓縮行程中的任意點(diǎn)的上述壓縮壓力檢測(cè)值P0的最高壓力比PP/P0，比較該最高壓力比PP/P0的計(jì)算值與預(yù)先設(shè)定的最高壓力比的容許的最大值即容許最高壓力比PP0當(dāng)上述最高壓力比PP/P0的計(jì)算值超過(guò)上述容許最高壓力比PP0時(shí)即PP/P0≥PP0時(shí)(E2)，或上述最高壓力比PP/P0超過(guò)預(yù)先設(shè)定的壓力比即上述最高壓力比的容許值Ph1的狀態(tài)即PP/P0≥Ph1(E3)下的運(yùn)行循環(huán)的次數(shù)Nh超過(guò)容許次數(shù)Nh0時(shí)即Nh≥Nh0時(shí)(E4)，判定缸內(nèi)最高壓力PP從設(shè)計(jì)值(正常值)異常地上升。
然后，在敲缸的判定裝置(步驟)中，當(dāng)在判定時(shí)刻之前的多個(gè)循環(huán)中上述最高壓力比PP/P0超過(guò)作為敲缸發(fā)生極限預(yù)先設(shè)定的敲缸容許壓力比Ph2即PP/P0≥Ph2(E5)的循環(huán)的發(fā)生數(shù)Sn超過(guò)容許發(fā)生數(shù)Sn0時(shí)即Sn≥Sn0時(shí)(E6)，判定在上述燃燒室44內(nèi)發(fā)生敲缸。圖4的B為敲缸發(fā)生時(shí)的缸內(nèi)壓力線圖。
接著，在不發(fā)火的判定裝置(步驟)中，如上述最高壓力比PP/P0比預(yù)先設(shè)定的上述最高壓力比PP/P0的最小值(成為不發(fā)火發(fā)生條件的壓力比)即容許最小壓力比Pn小(PP/P0＜Pn)(E7)，而且計(jì)算出圖4示燃燒行程的任意點(diǎn)的壓力檢測(cè)值P1與上述壓縮行程的任意點(diǎn)的壓力檢測(cè)值P0的燃燒壓力比P1/P0，該燃燒壓力比P1/P0比預(yù)先設(shè)定的不發(fā)火發(fā)生極限的壓力比即容許壓力比Pm小(即P1/P0≤Pm)時(shí)(E8)，判定在上述燃燒室44內(nèi)發(fā)生不發(fā)火。
在該場(chǎng)合，上述燃燒行程的任意點(diǎn)的壓力P1如圖4所示那樣為上止點(diǎn)前的上述基準(zhǔn)壓力(壓縮行程的任意點(diǎn)的壓縮壓力)P0的曲柄角(-θ1)和上止點(diǎn)后的同一曲柄角(θ1)處的壓力。
圖4的C為不發(fā)火時(shí)的缸內(nèi)壓力線圖。
下面，參照?qǐng)D3所示燃燒診斷裝置控制流程的第2例和圖4所示缸內(nèi)壓力線圖說(shuō)明上述燃燒診斷部5的燃燒診斷動(dòng)作的第2例。
該燃燒診斷動(dòng)作的第2例在圖2所示第1例附加以下那樣的消焰發(fā)生的判定動(dòng)作。
即，在第2例的消焰發(fā)生的判定裝置(步驟)中，與上述第1例同樣，上述最高壓力比PP/P0比容許最小壓力Pn小(PP/P0≤Pn)(F7)，而且在上述燃燒壓力比P1/P0比預(yù)先設(shè)定的不發(fā)火發(fā)生極限的壓力比即容許壓力比Pm小(即P1/P0≤Pm)(F8)的狀態(tài)下，計(jì)算出壓力比燃燒行程的上述任意點(diǎn)的壓力檢測(cè)值P1低的一側(cè)的壓力檢測(cè)值P2與上述壓縮行程的任意點(diǎn)的壓力檢測(cè)值P0的比即低壓側(cè)的燃燒壓力比P2/P0，當(dāng)上述低壓側(cè)的燃燒壓力比P2/P0比消焰發(fā)生極限的壓力比即消焰容許壓力比Pm1大時(shí)(P2/P0≥Pm1F9)，進(jìn)行上述燃燒室44內(nèi)的消焰發(fā)生的判定。圖4的D為消焰發(fā)生時(shí)的缸內(nèi)壓力線圖。
另外，當(dāng)上述低壓側(cè)的燃燒壓力比P2/P0小于消焰發(fā)生極限壓力比即消焰容許壓力比Pm1時(shí)，判定在上述燃燒室44內(nèi)處于不發(fā)火發(fā)生的狀態(tài)。
因此，使用上述燃燒行程的壓力檢測(cè)值的高壓側(cè)P1與低壓側(cè)P2的2點(diǎn)計(jì)算出燃燒壓力比P1/P0和P2/P0，與不發(fā)火容許壓力比Pm和消焰容許壓力比Pm1比較，則可對(duì)不發(fā)火和消焰進(jìn)行分類(lèi)。根據(jù)以上的燃燒診斷部5的燃燒診斷結(jié)果，如判定發(fā)生上述敲缸、不發(fā)火、缸內(nèi)最高壓力的過(guò)度上升、或消焰，則該診斷結(jié)果信號(hào)被送到燃燒控制裝置200，由該燃燒控制裝置200根據(jù)上述診斷結(jié)果的內(nèi)容隔斷上述燃?xì)夤┙o電磁閥7或?qū)ζ溥M(jìn)行開(kāi)度控制，同時(shí)，控制上述點(diǎn)火裝置11的作動(dòng)。另外，上述診斷結(jié)果的內(nèi)容被顯示到上述顯示裝置6。
按照該實(shí)施例，通過(guò)根據(jù)缸內(nèi)壓力的檢測(cè)值使用以壓縮行程的任意點(diǎn)的壓縮壓力作為基礎(chǔ)的壓力比進(jìn)行燃燒診斷，從而可由1個(gè)燃燒診斷裝置100進(jìn)行檢測(cè)敲缸、不發(fā)火、缸內(nèi)最高壓力的過(guò)度上升、消焰的發(fā)生的燃燒診斷，可由構(gòu)成簡(jiǎn)單、成本低的裝置進(jìn)行需要的所有燃燒診斷。
另外，如上述那樣，使用以缸內(nèi)壓縮壓力為基礎(chǔ)的壓力比進(jìn)行燃燒診斷，所以，不需要缸內(nèi)壓力的絕對(duì)值，即使在由缸內(nèi)壓力傳感器1的劣化、溫度漂移、校準(zhǔn)不良等使得來(lái)自上述缸內(nèi)壓力傳感器1的輸出電平整體下降的場(chǎng)合，也可不降低燃燒診斷的精度地維持正常的診斷。這樣，可延長(zhǎng)燃燒診斷裝置100的使用壽命。
另外，僅用簡(jiǎn)單的低通濾波器將缸內(nèi)壓力的檢測(cè)信號(hào)除去干擾后將其用于燃燒診斷，所以，可進(jìn)行高精度的燃燒診斷，不象現(xiàn)有技術(shù)那樣需要濾波器透過(guò)頻帶的變更等復(fù)雜的運(yùn)算處理，燃燒診斷操作高效化。
另外，由于僅使用缸內(nèi)壓力檢測(cè)值即可直接地進(jìn)行燃燒診斷，所以，可由簡(jiǎn)單的裝置(步驟)進(jìn)行高精度的燃燒診斷。
因此，按照該實(shí)施例，可由簡(jiǎn)單的設(shè)備和簡(jiǎn)易的手法進(jìn)行所有敲缸、不發(fā)火、缸內(nèi)最高壓力的過(guò)度上升、消焰的發(fā)生這樣的必要的燃燒診斷，可迅速、高精度地檢測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒性能下降。
在示出本發(fā)明的另一實(shí)施例的圖5中，符號(hào)20為燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)的發(fā)動(dòng)機(jī)本體，符號(hào)45為活塞，符號(hào)46為曲柄軸，符號(hào)44為燃燒室，符號(hào)41為進(jìn)氣門(mén)，符號(hào)42為排氣門(mén)，符號(hào)43為排氣管。
符號(hào)9為連通到上述進(jìn)氣門(mén)41的進(jìn)氣管，在該進(jìn)氣管9的管路途中設(shè)置燃?xì)鈬娚溲b置10，該燃?xì)鈬娚溲b置10向在該進(jìn)氣管9內(nèi)流通的空氣(進(jìn)氣)中噴射燃料氣體。符號(hào)8為對(duì)收容燃料氣體的燃料氣體箱(圖示省略)與上述燃?xì)鈬娚溲b置10進(jìn)行連接的燃?xì)夤┙o管。符號(hào)7為設(shè)于該燃?xì)夤┙o管8的上述燃?xì)鈬娚溲b置10入口的燃?xì)夤┙o電磁閥，由來(lái)自圖中未示出的電磁控制裝置的控制信號(hào)使開(kāi)度變化，調(diào)整上述燃?xì)夤┙o管8的流路面積，同時(shí)，由來(lái)自后述的燃燒控制裝置200的控制信號(hào)隔斷燃?xì)饬髀罚蚩刂崎_(kāi)度。
符號(hào)11為點(diǎn)火裝置，用于在燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)從先導(dǎo)燃料噴射閥0011向圖中未示出的副室內(nèi)噴射先導(dǎo)燃料，用焰炬點(diǎn)火，促進(jìn)主燃燒室側(cè)的稀混合氣體的燃燒。
以上示出的燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)自身的構(gòu)成與第1實(shí)施例相同。符號(hào)1為檢測(cè)上述燃燒室44內(nèi)的氣體壓力即缸內(nèi)壓力的缸內(nèi)壓力檢測(cè)器，符號(hào)2為檢測(cè)上述曲軸46的曲柄角的曲柄角檢測(cè)器。符號(hào)100為上述燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒診斷裝置。
該燃燒診斷裝置100輸入由上述缸內(nèi)壓力傳感器1檢測(cè)出的缸內(nèi)壓力檢測(cè)信號(hào)和由上述曲柄角檢測(cè)器2檢測(cè)出的曲柄角檢測(cè)信號(hào)，根據(jù)該缸內(nèi)壓力檢測(cè)信號(hào)輔助地使用上述曲柄角檢測(cè)信號(hào)，進(jìn)行上述燃燒室44內(nèi)的燃燒狀態(tài)的診斷。
符號(hào)30為由燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)20驅(qū)動(dòng)的發(fā)電機(jī)，符號(hào)36為檢測(cè)上述燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)20的負(fù)荷(發(fā)電機(jī)30的負(fù)荷)的負(fù)荷檢測(cè)器，符號(hào)32為檢測(cè)上述燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)20的凸輪軸頂部位置的凸輪軸頂部檢測(cè)器。來(lái)自上述負(fù)荷檢測(cè)器36的燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷的檢測(cè)信號(hào)和來(lái)自凸輪軸頂部檢測(cè)器32的凸輪軸頂部位置的檢測(cè)信號(hào)輸入到上述燃燒診斷裝置100。
符號(hào)200為燃燒控制裝置，輸入上述燃燒診斷裝置100的診斷結(jié)果信號(hào)34，根據(jù)該診斷結(jié)果信號(hào)34隔斷上述燃?xì)夤┙o電磁閥7或?qū)ζ溥M(jìn)行開(kāi)度控制，同時(shí)，根據(jù)燃料點(diǎn)火時(shí)刻和燃料噴射量或從上述先導(dǎo)燃料噴射閥0011向點(diǎn)火裝置11噴射的先導(dǎo)燃料噴射量(以下將兩者合起來(lái)稱(chēng)燃料)的控制信號(hào)33控制上述點(diǎn)火裝置11的燃料點(diǎn)火時(shí)刻和燃料噴射量。符號(hào)6為顯示上述燃燒診斷裝置100的診斷結(jié)果的顯示裝置。也可在上述燃燒診斷裝置100連接用于發(fā)送基于燃燒診斷結(jié)果的警報(bào)的報(bào)警裝置。
下面，說(shuō)明該燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒診斷裝置100和燃燒控制裝置200的動(dòng)作。
由上述缸內(nèi)壓力傳感器1檢測(cè)出的上述燃燒室44內(nèi)的氣體壓力即缸內(nèi)壓力檢測(cè)信號(hào)輸入到燃燒診斷裝置100，在干擾除去濾波器(圖示省略)除去高頻的干擾，成為沒(méi)有電壓變動(dòng)的平均化了的缸內(nèi)壓力檢測(cè)信號(hào)。另一方面，在上述燃燒診斷裝置100中還輸入來(lái)自上述曲柄角檢測(cè)器2的發(fā)動(dòng)機(jī)曲柄角檢測(cè)信號(hào)、來(lái)自上述負(fù)荷檢測(cè)器36的發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷檢測(cè)信號(hào)、及來(lái)自上述凸輪軸頂部檢測(cè)器32的凸輪軸頂部檢測(cè)信號(hào)。
如圖6和圖7所示，來(lái)自上述發(fā)動(dòng)機(jī)20的多個(gè)氣缸的缸內(nèi)壓力檢測(cè)信號(hào)、曲柄角檢測(cè)信號(hào)、凸輪軸頂部檢測(cè)信號(hào)、負(fù)荷檢測(cè)信號(hào)等連續(xù)地輸入到上述燃燒診斷裝置100，在該燃燒診斷裝置100基于上述各檢測(cè)信號(hào)進(jìn)行后述那樣的燃燒診斷，將其診斷結(jié)果時(shí)時(shí)刻刻輸入到燃燒控制裝置200。
在該燃燒控制裝置200中，根據(jù)上述診斷結(jié)果，如圖6所示那樣將上述發(fā)動(dòng)機(jī)20的燃料點(diǎn)火時(shí)刻控制信號(hào)輸出到該發(fā)動(dòng)機(jī)20或如圖7所示那樣向該發(fā)動(dòng)機(jī)20輸入上述發(fā)動(dòng)機(jī)20的燃料點(diǎn)火時(shí)刻控制信號(hào)和燃料噴射量控制信號(hào)，在與上述診斷結(jié)果對(duì)應(yīng)的燃燒狀態(tài)下對(duì)該發(fā)動(dòng)機(jī)20進(jìn)行運(yùn)行控制或根據(jù)需要將其停止。
在圖6和圖7中，燃燒診斷裝置100由單一CPU構(gòu)成，燃燒控制裝置200由CPU2雙重系構(gòu)成，即使在燃燒診斷裝置100的CPU因失控等而不動(dòng)作的場(chǎng)合，使燃燒診斷裝置100停止，由燃燒控制裝置200側(cè)的CPU通過(guò)獨(dú)立運(yùn)行控制向各氣缸的點(diǎn)火時(shí)刻和燃料噴射量。
然后，在上述燃燒診斷裝置100中，如以下那樣對(duì)來(lái)自上述缸內(nèi)壓力傳感器1的缸內(nèi)壓力檢測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。
根據(jù)上述缸內(nèi)壓力檢測(cè)數(shù)據(jù)即圖8(A)和圖8(B)的Z線示出的缸內(nèi)壓力線圖，打開(kāi)進(jìn)氣門(mén)41和排氣門(mén)42，將與進(jìn)氣壓力大體相同的壓縮開(kāi)始之前的缸內(nèi)壓力作為基準(zhǔn)壓力Pb，與從上述曲柄角檢測(cè)器2輸入的曲柄角對(duì)應(yīng)地計(jì)算出缸內(nèi)壓力的檢測(cè)值P與上述基準(zhǔn)壓力Pb的差壓ΔP(ΔP＝P-Pb)。
另外，以壓縮行程的任意點(diǎn)的差壓ΔP0為基準(zhǔn)差壓，計(jì)算出各曲柄角的差壓ΔP與上述基準(zhǔn)差壓ΔP0的比，即缸內(nèi)壓力比ΔP/ΔP0，根據(jù)該缸內(nèi)壓力比ΔP/ΔP0進(jìn)行以下的燃燒診斷。
上述缸內(nèi)壓力檢測(cè)數(shù)據(jù)由于缸內(nèi)壓力傳感器1的大氣溫度的變化產(chǎn)生的熱膨脹差和缸內(nèi)壓力傳感器1的經(jīng)時(shí)導(dǎo)致的劣化等原因相對(duì)圖8(A)和圖8(B)的Z線所示正常值如Z1線所示那樣朝上方漂移，有時(shí)可能如Z2線所示那樣朝下方漂移。
過(guò)去，如圖8(B)所示那樣，作為按照上述燃燒診斷裝置100的燃燒診斷用的缸內(nèi)壓力數(shù)據(jù)，采用缸內(nèi)壓力的檢測(cè)值(絕對(duì)值)P0、PP，所以，在如上述那樣的缸內(nèi)壓力檢測(cè)器1的輸出電平整體下降或上升的場(chǎng)合，由該缸內(nèi)壓力數(shù)據(jù)獲得的燃燒診斷結(jié)果產(chǎn)生誤差。
而在圖8(A)所示本發(fā)明的實(shí)施例中，根據(jù)與在發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行期間由大氣狀態(tài)等外部條件導(dǎo)致的變動(dòng)小的、包含進(jìn)氣壓力的開(kāi)始?jí)嚎s之前的基準(zhǔn)壓力(Ph)的差壓(ΔP＝P-Ph)，計(jì)算出缸內(nèi)壓力比ΔP/ΔP0，使用該缸內(nèi)壓力比ΔP/ΔP0進(jìn)行燃燒診斷，所以，不需要缸內(nèi)壓力的絕對(duì)值。
這樣，在缸內(nèi)壓力傳感器1的的劣化、溫度漂移、校準(zhǔn)不良等使得來(lái)自該缸內(nèi)壓力傳感器1的輸出電平整體下降或由于別的原因上升的場(chǎng)合，也可不降低燃燒診斷的精度地維持正常的診斷。
下面，根據(jù)圖9所示控制流程圖和圖16(A)的缸內(nèi)壓力-曲柄角線圖說(shuō)明上述燃燒診斷裝置100的燃燒診斷動(dòng)作。
在上述燃燒診斷裝置100中，根據(jù)從上述缸內(nèi)壓力傳感器1輸入的缸內(nèi)檢測(cè)值和從上述曲柄角檢測(cè)器2輸入的曲柄角檢測(cè)值，求出圖16(A)所示那樣的缸內(nèi)壓力-曲柄角關(guān)系線圖。圖16(A)的A為進(jìn)行正常的燃燒時(shí)的缸內(nèi)壓力線圖。
如圖9所示，在上述燃燒診斷裝置100中，由缸內(nèi)壓力不上升或不變化等原因根據(jù)圖34的流程圖判斷上述缸內(nèi)壓力傳感器1有無(wú)異常，如有異常，則轉(zhuǎn)移到后述的更換缸內(nèi)壓力傳感器1等的異常判定后的動(dòng)作，如正常，則轉(zhuǎn)移到下一缸內(nèi)壓力診斷步驟(S01)。
然后，如上述那樣，對(duì)應(yīng)于從上述曲柄角檢測(cè)器2輸入的曲柄角計(jì)算出上述缸內(nèi)壓力的檢測(cè)值P與上述基準(zhǔn)壓力Pb的差壓ΔP(ΔP＝P-Pb)，將壓縮行程的任意點(diǎn)的差壓ΔP0作為基準(zhǔn)差壓計(jì)算出各曲柄角對(duì)應(yīng)的差壓ΔP與上述基準(zhǔn)差壓ΔP0的比，即缸內(nèi)壓力比ΔP/ΔP0。
然后，比較上述壓縮行程中的任意點(diǎn)的差壓即基準(zhǔn)差壓ΔP0與上述基準(zhǔn)差壓ΔP0的容許的最小值即容許差壓PC0，當(dāng)在上述容許壓縮差壓PC0以下時(shí)即ΔP0≤PC0時(shí)，判定由氣體泄漏等機(jī)械故障使壓縮壓力Pc從正常值異常地下降(S1)。圖16(A)的E為壓縮壓力Pc異常下降時(shí)的缸內(nèi)壓力線圖。
然后，比較上述缸內(nèi)壓力比ΔP/ΔP0的缸內(nèi)最高壓力比ΔPP/ΔP0與預(yù)先設(shè)定的最高壓力比的容許最大值即容許最高壓力比PP0，當(dāng)上述最高壓力比ΔPP/ΔP0超過(guò)上述容許最高壓力比PP0時(shí)即ΔPP/ΔP0≥PP0時(shí)(S2)或上述最高壓力比ΔPP/ΔP0超過(guò)比預(yù)先設(shè)定的PP0低的壓力比Ph1的狀態(tài)即ΔPP/ΔP0≥Ph1(S3)的運(yùn)行循環(huán)的次數(shù)Nh超過(guò)容許次數(shù)Nh0時(shí)即Nh≥Nh0時(shí)(S4)，判定缸內(nèi)最高壓力PP從設(shè)計(jì)值(正常值)異常地上升。
然后，在敲缸的判定裝置(步驟)中，當(dāng)在判定時(shí)刻之前的多個(gè)循環(huán)中上述最高壓力比ΔPP/ΔP0超過(guò)作為敲缸發(fā)生極限預(yù)先設(shè)定的敲缸容許壓力比Ph2即ΔPP/ΔP0≥Ph2(S5)的循環(huán)的發(fā)生數(shù)Sn超過(guò)容許發(fā)生數(shù)Sn0時(shí)，即Sn≥Sn0時(shí)(S6)，判定在上述燃燒室44內(nèi)發(fā)生敲缸。圖16(A)的B為敲缸發(fā)生時(shí)的缸內(nèi)壓力線圖。
然后，在不發(fā)火的判定裝置(步驟)中，如上述最高壓力比ΔPP/ΔP0比預(yù)先設(shè)定的上述最高壓力比的最小值(成為不發(fā)火發(fā)生條件的壓力比)即容許最小壓力比Pn小(ΔPP/ΔP0≤Pn)(S7)，而且，計(jì)算出圖16(A)所示燃燒行程的任意點(diǎn)的差壓ΔP1與上述基準(zhǔn)差壓ΔP0的燃燒壓力比ΔP1/ΔP0，該燃燒壓力比ΔP1/ΔP0比預(yù)先設(shè)定的不發(fā)火發(fā)生極限的壓力比即容許壓力比Pm小(即ΔP1/ΔP0≤Pm)，而且，如后述的那樣，與處于比燃燒行程的上述任意點(diǎn)的差壓差壓ΔP1低的一側(cè)的差壓ΔP2的比即低壓側(cè)的燃燒壓力比ΔP2/ΔP0比消焰發(fā)生極限的壓力比即消焰容許壓力比Pm1小(ΔP2/ΔP0≤Pm1)(S9)，則判定在上述燃燒室44內(nèi)發(fā)生不發(fā)火。
在該場(chǎng)合，成為上述燃燒行程的任意點(diǎn)的差壓ΔP1的基礎(chǔ)的壓力P1如圖16(A)所示那樣，為處在壓縮行程的壓力P0的曲柄角(-θ1)和上止點(diǎn)后的同一曲柄角(θ1)的壓力，該壓力P0為上止點(diǎn)之前的上述基準(zhǔn)差壓ΔP0的基礎(chǔ)。
另外，比成為燃燒行程的低壓側(cè)的差壓ΔP2的基礎(chǔ)的上述壓力P1低的一側(cè)的壓力P2如圖16(A)所示那樣，形成為上止點(diǎn)前的壓縮開(kāi)始?jí)毫b的曲柄角(-θ2)和上止點(diǎn)后的同一曲柄角(θ2)對(duì)應(yīng)的壓力。
圖16(A)的C為上述不發(fā)火發(fā)生時(shí)的缸內(nèi)壓力線圖。
然后，在消焰發(fā)生的判定裝置(步驟)中，如上述最高壓力比ΔPP/ΔP0比容許最小壓力比Pn小(ΔPP/ΔP0≤Pn)(S7)，而且，在上述燃燒壓力比ΔP1/ΔP0比預(yù)先設(shè)定的不發(fā)火發(fā)生極限的壓力比即不發(fā)火容許壓力比Pm小(即ΔP1/ΔP0≤Pm)(S8)的狀態(tài)下，與比燃燒行程的上述任意點(diǎn)的差壓ΔP1低的差壓ΔP2的比即低壓側(cè)的燃燒壓力比ΔP2/ΔP0比消焰發(fā)生極限的壓力即消焰容許壓力比Pm1大(ΔP2/ΔP0≥Pm1)(S9)，則進(jìn)行上述燃燒室44內(nèi)的消焰發(fā)生的判定。圖16(A)的D為消焰發(fā)生時(shí)的缸內(nèi)壓力線圖。
如上述那樣，當(dāng)上述低壓側(cè)的燃燒壓力比ΔP2/ΔP0比消焰發(fā)生極限的壓力比即消焰容許壓力比Pm1小時(shí)(S9)，判定在上述燃燒室44內(nèi)處于不發(fā)火發(fā)生的狀態(tài)。
因此，通過(guò)使用上述燃燒行程中的差壓檢測(cè)值的高壓側(cè)ΔP1和低壓側(cè)ΔP2的2點(diǎn)計(jì)算出燃燒壓力比ΔP1/ΔP0和ΔP2/ΔP0，比較不發(fā)火容許壓力比Pm和消焰容許壓力比Pm1，從而可對(duì)不發(fā)火和消焰進(jìn)行分類(lèi)。
然后，在上述步驟(S7)中，當(dāng)進(jìn)行最高壓力比ΔPP/ΔP0比容許最小壓力比Pn大(ΔPP/ΔP0＞Pn)的正常燃燒時(shí)，如上述缸內(nèi)最高壓力比ΔPP/ΔP0超過(guò)預(yù)先設(shè)定的基準(zhǔn)最高壓力比的最大值Psh(ΔPP/ΔP0≥Psh)(S10)，則判定缸內(nèi)最高壓力比基準(zhǔn)值高。
另外，當(dāng)上述缸內(nèi)最高壓力比ΔPP/ΔP0在預(yù)先設(shè)定的基準(zhǔn)最高壓力比的最小值Ps1以下時(shí)(ΔPP/ΔP0≤Ps1)(S11)，判定缸內(nèi)最高壓力比基準(zhǔn)值低。
另外，圖16(B)示意地示出使上述ΔP0＝1地設(shè)定標(biāo)度時(shí)的上述最高壓力ΔPP和其容許值PP0、Ph1、壓縮壓力ΔP0、及其容許值PC0、敲缸容許壓力比Ph2不發(fā)火發(fā)生的容許壓力比Pn、Pm、消焰發(fā)生極限的容許壓力比Pm1、正常燃燒時(shí)的基準(zhǔn)最高壓力比的最大值Psh和Ps1由圖可知，對(duì)于最高壓力異常臨界值PP0和Ph1、Ph2敲缸臨界值、Pn不發(fā)火、消焰臨界值等各臨界值，其電平分別具有Pn≤Ps1≤Psh≤Ph2≤Ph1＜PP0的關(guān)系，但只要滿足上述大小關(guān)系，也可按包含發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷或發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速或進(jìn)氣溫度的發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行條件的函數(shù)使上述臨界值壓力比改變。
下面，根據(jù)圖10(A)-圖10(F)、圖11(A)-圖11(G)及圖12、圖13說(shuō)明上述燃燒診斷裝置100的診斷結(jié)果和基于該診斷結(jié)果的上述燃燒控制裝置200的作動(dòng)。
首先，由上述燃燒診斷裝置100，診斷ΔPP/ΔP0≥P0缸內(nèi)最高壓力PP從設(shè)計(jì)值(正常值)異常地上升，另外，ΔP0≤PC0，當(dāng)診斷壓縮壓力Pc從正常值異常地下降時(shí)，燃燒控制裝置200使發(fā)動(dòng)機(jī)20的停止裝置作動(dòng)，停止該發(fā)動(dòng)機(jī)20(圖10(A)、圖11(A)及圖12-圖13的步驟(D1)、(D2))。
這樣，缸內(nèi)最高壓力的過(guò)大的檢測(cè)和對(duì)應(yīng)措施正確而迅速，可確實(shí)地防止缸內(nèi)最高壓力PP過(guò)大導(dǎo)致的發(fā)動(dòng)機(jī)20的破損或耐久性的下降，同時(shí)，可防止壓縮壓力Pc異常下降導(dǎo)致的燃燒不良的繼續(xù)。然后，由上述燃燒診斷裝置100診斷最高壓力比ΔPP/ΔP0超過(guò)敲缸容許值、發(fā)生敲缸時(shí)，燃燒控制裝置200使燃料點(diǎn)火時(shí)刻延遲一定量α(圖10(B)、圖11(B)及圖12-圖13的步驟(D5)、(D11))。
這樣，可迅速而且可靠地避免敲缸的發(fā)生，同時(shí)，可抑制燃燒狀態(tài)的偏差，結(jié)果，可時(shí)常在敲缸即將發(fā)生之前的高性能區(qū)域?qū)Πl(fā)動(dòng)機(jī)性能進(jìn)行最佳控制。
然后，當(dāng)由上述燃燒診斷裝置100診斷到缸內(nèi)壓力傳感器1的異常時(shí)，燃燒控制裝置200如后述那樣隔斷該氣缸的燃料或使點(diǎn)火時(shí)刻延遲到安全位置(圖10(F)、圖11(G)、及圖12-圖13的步驟(D4)、(D10))。
接著，當(dāng)上述燃燒診斷裝置100如上述那樣診斷最高壓力變高時(shí)，燃燒控制裝置200使燃料點(diǎn)火時(shí)刻在單位時(shí)間每次延遲一定量(ΔTh)(圖10(C)、圖11(C)及圖12-圖13的步驟(D6)、(D12))。
另外，當(dāng)上述燃燒診斷裝置100如上述那樣使最高壓力比在基準(zhǔn)最高壓力比以下時(shí)，使燃料點(diǎn)火時(shí)刻在單位時(shí)間每次提前一定量(ΔT1)(圖10(E)、圖11(E)及圖12-圖13的步驟(D7)、(D13))。
這樣，可將缸內(nèi)最高壓力時(shí)常保持在基準(zhǔn)最高壓力的范圍，可將發(fā)動(dòng)機(jī)性能維持在所需性能值，同時(shí)，可抑制燃燒溫度過(guò)度上升導(dǎo)致的N0x發(fā)生量的增大。
然后，由上述燃燒診斷裝置100如上述那樣診斷發(fā)生不發(fā)火時(shí)，燃燒控制裝置200隔斷該不發(fā)火發(fā)生氣缸的燃料噴射(圖10(F)、圖11(G)及圖12-圖13的步驟(D3)、(D10))。
這樣，可迅速而且確實(shí)地檢測(cè)不發(fā)火的發(fā)生，對(duì)該發(fā)生缸進(jìn)行不發(fā)火對(duì)應(yīng)措施即燃料噴射隔斷措施，從而可不受到該發(fā)生缸的不發(fā)火影響地順利進(jìn)行其它缸的運(yùn)行。
接著，按照上述燃燒診斷裝置100，如上述那樣，當(dāng)診斷消焰發(fā)生時(shí)，燃燒控制裝置200增加該消焰發(fā)生缸的燃料噴射量(圖11(F)和圖13的步驟(D04)、(D011))。
這樣，可迅速而且確實(shí)地檢測(cè)消焰的發(fā)生，對(duì)于該發(fā)生缸，通過(guò)采取消焰對(duì)應(yīng)措施即增加燃料噴射量，可避免消焰的繼續(xù)，同時(shí)，可不受到該消焰發(fā)生氣缸影響地順利進(jìn)行其它氣缸的運(yùn)行。
如以上那樣，按照該實(shí)施例，可時(shí)常連動(dòng)地進(jìn)行燃燒診斷裝置100的燃燒診斷和接受該診斷結(jié)果由燃燒控制裝置200實(shí)施的燃燒項(xiàng)目的控制。圖14(A)-圖14(D)示出基于該燃燒診斷裝置100進(jìn)行的燃燒診斷和根據(jù)燃燒控制裝置200進(jìn)行的燃燒項(xiàng)目的控制的燃燒點(diǎn)火時(shí)刻和燃料噴射量的時(shí)間變化。
在示出上述燃燒診斷裝置100、燃燒控制裝置200、燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)20的作動(dòng)狀況的圖15中，當(dāng)由上述燃燒診斷裝置100輸出表示缸內(nèi)壓力檢測(cè)器(缸內(nèi)壓力傳感器)1的異常的診斷結(jié)果時(shí)，由上述燃燒控制裝置200停止該缸內(nèi)壓力檢測(cè)器處于異常狀態(tài)的氣缸的燃燒診斷，使燃料點(diǎn)火時(shí)刻延遲一定量到達(dá)安全位置，保持缸內(nèi)壓力檢測(cè)器的異常狀態(tài)。
在上述缸內(nèi)壓力檢測(cè)器1恢復(fù)后，上述燃燒診斷裝置100可自動(dòng)地恢復(fù)到正常作動(dòng)，同時(shí)，燃燒控制裝置200恢復(fù)到正常作動(dòng)，將上述異常氣缸的燃料點(diǎn)火時(shí)刻恢復(fù)正常。
這樣，在缸內(nèi)壓力檢測(cè)器1發(fā)生異常的場(chǎng)合，可將該異常發(fā)生氣缸的燃料點(diǎn)火時(shí)刻和燃料噴射量調(diào)整到與上述異常對(duì)應(yīng)的狀態(tài)，同時(shí)，進(jìn)行缸內(nèi)壓力檢測(cè)器1的恢復(fù)，在該檢測(cè)器1恢復(fù)后，可自動(dòng)恢復(fù)到正常的燃燒控制，不停止發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)行即可對(duì)應(yīng)上述缸內(nèi)壓力檢測(cè)器1的異常發(fā)生。
下面，根據(jù)圖17(A)、圖17(B)、圖18(A)、圖18(B)、及圖19說(shuō)明上述燃燒診斷裝置100的燃燒診斷的基準(zhǔn)值(臨界值)的變更動(dòng)作。
如圖17(B)所示，在上述燃燒診斷裝置100作為函數(shù)設(shè)定發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷W和缸內(nèi)最高壓力的容許最高壓力比PP0(臨界值)的關(guān)系(如該圖A那樣PP0＝f(W))，如圖17(A)那樣，當(dāng)從上述負(fù)荷檢測(cè)器36輸入發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷的檢測(cè)值時(shí)，如上述那樣，比較缸內(nèi)最高壓力比ΔPP/ΔP0與對(duì)應(yīng)上述發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷W的容許最高壓力比PP0(臨界值)，如ΔPP/ΔP0≥PP0則判定為異常燃燒，如為ΔPP/ΔP0＜PP0則判定為正常燃燒。
另外，如圖18(B)所示，在上述燃燒診斷裝置100作為函數(shù)設(shè)定發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速N與缸內(nèi)最高壓力的容許最高壓力比PP0(臨界值)的關(guān)系(如圖18(A)那樣PP0＝f(N))，如圖18(A)所示那樣，通過(guò)上述發(fā)動(dòng)機(jī)的曲柄角檢測(cè)器2輸入發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速N的檢測(cè)值時(shí)，如上述那樣，比較缸內(nèi)最高壓力比ΔPP/ΔP0與對(duì)應(yīng)于上述發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速N的容許最高壓力比PP0(臨界值)，如ΔPP/ΔP0≥PP0，則判定為異常燃燒，如ΔPP/ΔP0＜PP0則判定為正常燃燒。
另外，雖然省略了圖示，但將包含燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)20的進(jìn)氣溫度的發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行條件與上述容許最高壓力比PP0(臨界值)的關(guān)系設(shè)定為函數(shù)，與上述同樣地進(jìn)行判定動(dòng)作。
另外，除上述容許最高壓力比PP0(臨界值)之外，對(duì)于示于上述各實(shí)施例的基準(zhǔn)最高壓力比的最大值Psh、基準(zhǔn)最高壓力比的最小值Ps1、容許壓縮差壓PC0、敲缸容許壓力比Ph2不發(fā)火最小壓力比Pn、不發(fā)火容許壓力比Pm、及消焰容許壓力比Pm1等，也可根據(jù)包含上述發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷W、發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速N、進(jìn)氣溫度的發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行條件使其改變。
按照該實(shí)施例，將上述容許最高壓力比PP0(臨界值)設(shè)為一定，不進(jìn)行燃燒診斷，根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷W、發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速N、進(jìn)氣溫度等檢測(cè)出發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)行條件，相應(yīng)于發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行條件和各氣缸間的條件變化自由地改變缸內(nèi)最高壓力容許值PP0(臨界值)、基準(zhǔn)最高壓力比的最大值Psh、基準(zhǔn)最高壓力比的最小值Ps1、容許壓縮壓力比PC0、敲缸容許壓力比Ph2、不發(fā)火最小壓力比Pn、不發(fā)火容許壓力比Pm、及消焰容許壓力比Pm1等燃燒診斷項(xiàng)目的各臨界值。
這樣，進(jìn)行燃燒狀態(tài)診斷時(shí)，可將燃燒診斷項(xiàng)目的基準(zhǔn)值(臨界值)調(diào)整為與發(fā)動(dòng)機(jī)和各氣缸運(yùn)行條件適應(yīng)的值，將燃燒診斷精度維持得較高。在圖6、圖7、及后述的圖20中，符號(hào)103a為使上述燃燒診斷裝置動(dòng)作或不動(dòng)作(ON-OFF)的雙位開(kāi)關(guān)。
下面，根據(jù)圖24、圖33(A)、圖33(B)、及圖34說(shuō)明缸內(nèi)壓力檢測(cè)器1的異常判定動(dòng)作。
在圖24的缸內(nèi)壓力線圖中，Pb為上述燃燒診斷的開(kāi)始?jí)嚎s以前的基準(zhǔn)壓力，P3為比上述任意點(diǎn)的壓縮壓力P0延遲一定角的(按時(shí)間上較早的時(shí)刻檢測(cè)的)點(diǎn)的壓力，P1為比上述P0延遲一定角的(按時(shí)間上較晚的時(shí)刻檢測(cè)的)點(diǎn)的壓力，P2為比上述P1提前一定角的點(diǎn)處的壓力，RWA-RWB為缸內(nèi)壓力檢測(cè)器1的異常判定范圍，缸內(nèi)壓力的(PTb～PTa)為包含可檢測(cè)出敲缸的壓力值的壓力值的可檢測(cè)范圍，PSb為容許最高進(jìn)氣壓力值，PSa為容許最低進(jìn)氣壓力值。Aa～Ab為對(duì)應(yīng)于最高壓力PP的燃燒行程區(qū)域的曲柄角。
在圖24和圖34中，當(dāng)進(jìn)行上述缸內(nèi)壓力檢測(cè)器1的異常判定時(shí)，先在圖34的缸內(nèi)傳感器異常判定程序E中，設(shè)定為氣缸No.K＝1后(EO)，對(duì)氣缸#1的每一等曲柄角度獲得缸內(nèi)壓力#1(E01)，測(cè)量氣缸K(1)的缸內(nèi)壓力Pk(1)，檢測(cè)上述燃燒室44內(nèi)的缸內(nèi)壓力Pk，輸入到燃燒診斷裝置100(E1)。
然后，(a)判斷所有行程的曲柄角度范圍的壓力檢測(cè)器1的值是否在該檢測(cè)器1的量程范圍PTa～PTb(E2)。
(b)然后，在進(jìn)氣行程判斷是否在進(jìn)氣壓力的最大值PSb～最小值PSa的范圍(E3)。
(c)判斷最高壓力PP的曲柄角度Ppang是否處于曲柄角度范圍Aa～Ab的范圍的范圍(E4)。
(d)在傳感器沒(méi)有異常的場(chǎng)合，如圖33(a)所示那樣，在基本上沒(méi)有干擾的場(chǎng)合進(jìn)行測(cè)量，但如圖34(b)所示那樣，作為防止在干擾大的狀態(tài)下測(cè)量的場(chǎng)合的誤判斷的方法，按照?qǐng)D34所示測(cè)定值的標(biāo)準(zhǔn)偏差判斷流程即判斷包含進(jìn)氣壓力的開(kāi)始?jí)嚎s以前的基準(zhǔn)壓力Pb的過(guò)去n循環(huán)的值{Pbj-n+1，Pbj-n+2，Pbj-n+3，…，Pbj}的標(biāo)準(zhǔn)偏差的值未超過(guò)標(biāo)準(zhǔn)偏差的容許值ε的流程，判定傳感器的異常的有無(wú)。
在上述(E2-E4)的判斷流程中，由于存在干擾等產(chǎn)生的觸發(fā)信號(hào)脈沖等使得在瞬間超過(guò)上述范圍的場(chǎng)合，所以，對(duì)每一等曲柄角度進(jìn)行檢測(cè)，在(E5)，當(dāng)同一氣缸的壓力檢測(cè)器不滿足上述(a)、(b)、(c)、(d)4項(xiàng)目中的任一個(gè)的狀態(tài)持續(xù)設(shè)定的i次(多次)以上時(shí)(E6)，判定該氣缸的缸內(nèi)壓力檢測(cè)器(傳感器1)為異常(E8)。
然后，一邊更新為NO.K＝K+1(E10)，一邊檢測(cè)所有的氣缸的壓力檢測(cè)器，結(jié)束上述傳感器的異常判定，在判斷傳感器正常的場(chǎng)合(E7)，更新為K←1(E12)，轉(zhuǎn)移到燃燒診斷。
按照該實(shí)施例，對(duì)于(a)，在超過(guò)缸內(nèi)壓力檢測(cè)器的量程(PTb-PTa)的壓力信號(hào)為多次的場(chǎng)合，判斷異常，所以，即使在干擾等產(chǎn)生的觸發(fā)信號(hào)脈沖等使得在瞬間超過(guò)上述范圍時(shí)，也可以良好的精度檢測(cè)缸內(nèi)壓力檢測(cè)器1的火花干擾、斷線、接觸不良等的發(fā)生。
另外，由(b)可檢測(cè)出缸內(nèi)壓力檢測(cè)器1的經(jīng)時(shí)變化導(dǎo)致的漂移的發(fā)生。另外，按照(c)可確認(rèn)是否在缸內(nèi)壓力與曲柄角的關(guān)系不發(fā)生失控的狀態(tài)下檢測(cè)。
因此，可多方面地自動(dòng)檢測(cè)缸內(nèi)壓力檢測(cè)器1的異常和與曲柄角的關(guān)系的異常，確實(shí)地防止該缸內(nèi)壓力檢測(cè)器1處于異常狀態(tài)的場(chǎng)合的診斷失控，在該場(chǎng)合，如圖6、圖7、及圖20等所示那樣，可停止診斷、僅由燃燒控制裝置200的控制進(jìn)行運(yùn)行或停止發(fā)動(dòng)機(jī)對(duì)其進(jìn)行修理。
即，當(dāng)燃燒控制裝置檢測(cè)到傳感器異常時(shí)，使點(diǎn)火時(shí)刻延遲到安全的位置，自身保持傳感器異常狀態(tài)。燃燒診斷裝置交換傳感器后，自動(dòng)恢復(fù)，正常地進(jìn)行診斷，但在該狀態(tài)下成為不發(fā)火判定狀態(tài)。在這里，當(dāng)該氣缸點(diǎn)火時(shí)，該氣缸在安全的點(diǎn)火時(shí)刻位置開(kāi)始運(yùn)行。此后，通過(guò)由手動(dòng)對(duì)燃燒控制裝置使該氣缸的傳感器異常進(jìn)行復(fù)位，從而重新開(kāi)始控制，燃燒狀態(tài)從比正常稍低的狀態(tài)恢復(fù)到正常狀態(tài)。
圖20為本發(fā)明實(shí)施例的燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒診斷系統(tǒng)的全體構(gòu)成圖，圖21為本發(fā)明實(shí)施例的燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒診斷系統(tǒng)的全體控制流程圖，與圖9對(duì)應(yīng)，但與曲柄角Ppang對(duì)應(yīng)地進(jìn)行分類(lèi)診斷，同時(shí)，僅在正常范圍進(jìn)行無(wú)級(jí)控制，該曲柄角Ppang與在對(duì)應(yīng)燃燒區(qū)域的曲柄角度范圍Aa～Ab檢測(cè)的最高壓力PP對(duì)應(yīng)。
圖22為適用于圖20-圖21的發(fā)明的模擬式燃燒診斷信號(hào)傳送方法的說(shuō)明圖。
圖23(A)為示出模擬值相對(duì)燃燒診斷結(jié)果的分類(lèi)信息的變化的全體說(shuō)明圖，圖23(B)為示出模擬值相對(duì)燃燒診斷結(jié)果的分類(lèi)信息的變化的放大說(shuō)明圖。
圖24為上述實(shí)施例的缸內(nèi)壓力的診斷檢測(cè)說(shuō)明用壓力線圖。本發(fā)明與上述實(shí)施例不同，可由串行傳輸線進(jìn)行模擬值的階段表示地對(duì)應(yīng)于與圖24所示燃燒區(qū)域?qū)?yīng)的曲柄角范圍Aa～Ab的范圍的檢測(cè)壓力P分別設(shè)定臨界值。
即，對(duì)于臨界值，使PP0和Ph1Pmax異常臨界值、Ph2敲缸臨界值、Pn不發(fā)火、消焰臨界值的各電平分別如PP0≥Ph1≥Ph2＞Psh≥Ps1≥Pn那樣階段性減少電平地設(shè)定。
返回到圖21，如傳感器異常處理判斷流程(S′01)結(jié)束后傳感器異常，則判定壓縮壓力ΔP0從正常值異常地下降(S′1)。
比較在與發(fā)動(dòng)機(jī)壓縮行程對(duì)應(yīng)的曲柄角度的范圍中檢測(cè)的上述基準(zhǔn)差壓ΔP0與容許壓縮壓力比臨界值PC0，當(dāng)在上述容許壓力壓縮臨界值PC0以下時(shí)即ΔP0≤PC0時(shí)，根據(jù)氣體泄漏等機(jī)械故障判定壓縮壓力Pc從正常值異常地下降(S′1)。
當(dāng)S′2時(shí)或S′3的運(yùn)行循環(huán)的次數(shù)Nh超過(guò)容許次數(shù)Nh0時(shí)即Nh≥Nh0時(shí)(S′4)，判定缸內(nèi)最高壓力PP從設(shè)計(jì)值(正常值)異常地上升。
S′5-S′6的敲缸判定步驟。
S′7-S′9的不發(fā)火判定步驟與消焰發(fā)生的判定步驟與圖9相同。
因此，在本實(shí)施例中，根據(jù)對(duì)各診斷分類(lèi)信息設(shè)定的臨界值對(duì)上述規(guī)定曲柄角范圍的燃燒區(qū)域采取的上述缸內(nèi)壓力比ΔP/ΔP0進(jìn)行燃燒診斷，而且，上述各診斷分類(lèi)信息的臨界值使電平階段性地下降地設(shè)定，在各臨界值電平階段，可判斷不同的分類(lèi)信息，將檢測(cè)范圍設(shè)定到燃燒最高壓力附近的曲柄范圍，上述各診斷分類(lèi)信息的臨界值為最高壓力異常臨界值PP0和Ph1、Ph2敲缸臨界值，Pn不發(fā)火、消焰臨界值對(duì)于各臨界值，其電平分別具有Pn≤Ps1≤Psh≤Ph2≤Ph1＜PP0的關(guān)系。
這樣，在上述步驟(S20)中，當(dāng)進(jìn)行最高壓力比ΔPP/ΔP0為(ΔPP/ΔP0＜Ph2)的正常燃燒時(shí)，ΔPP/ΔP0在敲缸臨界值以下，所以，將Ph2-Pn的值換算成Ck-Cq的范圍的下述直線式，作為模擬信息傳遞到燃燒診斷裝置。
C＝{(Cq-Ck)/(Pn-Ph2)}×{(ΔPP/ΔP0)-Ph2}+Ck圖20為在該實(shí)施例的燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒診斷系統(tǒng)的全體構(gòu)成圖，為僅在正常范圍進(jìn)行無(wú)級(jí)控制的圖，對(duì)在與燃燒區(qū)域?qū)?yīng)的曲柄角度范圍Aa～Ab的范圍檢測(cè)的最高壓力PP分別設(shè)定圖23(A)和圖23(B)所示臨界值進(jìn)行診斷。
在圖中，符號(hào)20為多缸發(fā)動(dòng)機(jī)，符號(hào)100為燃燒診斷裝置，與凸輪軸頂部位置、曲柄角一起對(duì)各曲柄角檢測(cè)多個(gè)氣缸的缸內(nèi)壓力，按基于圖21的流程進(jìn)行燃燒診斷，其診斷判定結(jié)果及上述診斷判定結(jié)果如圖23(A)和圖23(B)所示那樣，按CpPmax異常判定模擬電平、Ce壓縮壓力判定模擬電平、Ck敲缸判定模擬電平、Cq消焰判定模擬電平、Cm不發(fā)火判定模擬電平、Cx傳感器異常判定模擬電平分別設(shè)定，各電平按Cp＞Ce＞Ck＞Cq＞Cm＞Cx那樣階段性減少模擬電平地設(shè)定。
即，從燃燒診斷裝置100到燃燒控制裝置200側(cè)的診斷結(jié)果的信號(hào)由模擬電平構(gòu)成，對(duì)各診斷分類(lèi)，模擬電平階段性地下降地設(shè)定，在燃燒控制裝置200側(cè)可按各模擬電平階段判斷不同的分類(lèi)信息，對(duì)上述各診斷分類(lèi)的模擬電平進(jìn)行設(shè)定，使得正常診斷分類(lèi)的模擬電平處于中央，最高壓力異常和壓縮壓力異常的那樣的發(fā)動(dòng)機(jī)全體的異常處于高位，不發(fā)火、消焰、傳感器異常、信號(hào)線斷線等氣缸單位的異常處于低位，當(dāng)將位于敲缸臨界值與消焰臨界值之間的正常燃燒壓力或壓力比范圍通過(guò)信號(hào)線101對(duì)各氣缸按模擬電平傳送到燃燒控制裝置側(cè)時(shí)，可變換成與其壓力(壓力比)對(duì)應(yīng)的模擬電平，將無(wú)級(jí)控制的模擬信號(hào)傳送到燃燒控制裝置200側(cè)，在用于多氣缸的發(fā)動(dòng)機(jī)的內(nèi)燃機(jī)的燃燒診斷·控制裝置中，在燃燒診斷裝置100與燃燒控制裝置200之間連接與氣缸數(shù)對(duì)應(yīng)的模擬信號(hào)線101，對(duì)各診斷分類(lèi)將模擬電平階段性下降地設(shè)定的模擬信號(hào)串行地發(fā)送，可由燃燒控制裝置側(cè)進(jìn)行診斷分類(lèi)的判別，或可判別與模擬電平對(duì)應(yīng)的燃燒壓力或壓力比。
即，如圖22所示，通過(guò)按各模擬電平串行地發(fā)送模擬信號(hào)，從而按K階段的模擬值規(guī)定診斷結(jié)果的分類(lèi)信息，這樣，對(duì)于1個(gè)氣缸，可由1根模擬信號(hào)線101傳送信息，對(duì)m個(gè)氣缸，由m根信號(hào)線101即可。
另外，由于按1∶1使1根信號(hào)線101與氣缸信息對(duì)應(yīng)，所以，僅使斷線的氣缸不能控制，不對(duì)其它氣缸產(chǎn)生影響，而且由于為模擬信息，所以，也不會(huì)由于干擾疊加而導(dǎo)致誤動(dòng)作。
另外，在正常壓力范圍，計(jì)算P＝ΔPP/ΔP0，然后，通過(guò)按照C＝(Cq-Ck)*(P-Ph2)/(Pn-Ph2)+Ck由{Ph2～Pn}→{Ck～Cq}示出而可接受在正常壓力范圍下的無(wú)級(jí)壓力電平信息。
在燃燒控制裝置側(cè)200，如圖20所示那樣，按P＝{(Pn-Ph2)/(Cq-Ck)*(C-Ck)}+Ph2使上述模擬信息(Ck-Cq){Ck～Cq}→{Ph2～Pn}從模擬信息恢復(fù)成壓力信息后，將反饋增益常數(shù)設(shè)為F，按(ΔT)＝F*(P-Psm)將噴射時(shí)刻更新為T(mén)←T+ΔT。
這樣，通過(guò)在正常壓力范圍{Ph2-Pn}}使燃料點(diǎn)火時(shí)刻延遲或提前一定量(ΔT)，從而可有效地將發(fā)動(dòng)機(jī)性能維持在所需要性能值，通過(guò)燃燒控制裝置200，可由燃燒燃燒診斷裝置把握每一時(shí)刻的燃燒狀態(tài)，通過(guò)由燃燒控制裝置改變先導(dǎo)燃料和氣體燃料等的燃料點(diǎn)火時(shí)刻和燃料噴射量，可時(shí)?？刂迫紵隣顟B(tài)。
下面，根據(jù)圖25-圖31說(shuō)明圖1和圖5所示顯示裝置6的構(gòu)成。
連接于本發(fā)明的燃燒診斷裝置的顯示裝置可顯示燃燒診斷結(jié)果和壓力波形這樣2個(gè)種類(lèi)。
圖25為將從燃燒診斷裝置傳送的燃燒診斷結(jié)果顯示于顯示裝置的表圖，與該例子中，各氣缸編號(hào)作為#1～#18表示在列側(cè)的項(xiàng)目，設(shè)于行側(cè)的診斷項(xiàng)目對(duì)傳感器異常(X)、最高壓力PP異常(P0)、敲缸(K)、最高壓力PP稍高(H)、最高壓力PP適當(dāng)范圍(N)、最高壓力PP稍低(H)、消焰(Q)、不發(fā)火(M)、壓縮壓力下降(E)分別由記號(hào)在顯示裝置顯示從燃燒診斷裝置傳送的燃燒診斷結(jié)果的各項(xiàng)目。根據(jù)燃燒診斷結(jié)果對(duì)各循環(huán)更新四方的記號(hào)顯示。
特別是在本實(shí)施例中，由于氣缸數(shù)多，所以，通過(guò)以四方形黑底白字表示燃燒分類(lèi)，從而易于識(shí)別。
圖26作為多氣缸的一例示出4氣缸的發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒診斷裝置側(cè)和顯示裝置側(cè)的各氣缸的缸內(nèi)壓力的傳輸和顯示過(guò)程，從上起第4段的圖為4氣缸發(fā)動(dòng)機(jī)的各缸內(nèi)壓力波形的測(cè)量結(jié)果，將凸輪軸頂部位置設(shè)為0度，曲柄角1循環(huán)(1轉(zhuǎn))的壓力波形由壓力傳感器對(duì)應(yīng)于曲柄角按等曲柄測(cè)量。圖中示出輸出到顯示器124的波形、顯示于顯示器的缸內(nèi)波形的一例。
從下起第2個(gè)圖為輸出到與燃燒診斷裝置連接的顯示器124的波形。由于顯示與控制無(wú)關(guān)系，所以，從燃燒診斷裝置100到顯示裝置6的數(shù)據(jù)傳送方式為串行傳送。為此，在軸頂部信號(hào)檢測(cè)后測(cè)定的波形中，僅燃燒診斷中需要的由粗線示出的區(qū)域成為向顯示器124的數(shù)據(jù)傳送對(duì)象，所以，每次由缸內(nèi)壓力檢測(cè)器(傳感器)檢測(cè)時(shí)時(shí)刻與曲柄角同步，在診斷裝置側(cè)的第1環(huán)形存儲(chǔ)器寫(xiě)入示出所有氣缸的燃燒狀態(tài)的缸內(nèi)壓力波形，從下一凸輪軸頂部位置分別按{a1}、{a2}、{a3}、{a4}具有角度延遲地將從壓縮區(qū)域到燃燒區(qū)域的規(guī)定曲柄范圍的診斷區(qū)域的角度波形疊加到信號(hào)傳送線201傳送，在檢測(cè)下一凸輪軸頂部之前的1循環(huán)＝720度以內(nèi)進(jìn)行串行傳送，從而有效地利用有限的通信量。例如，如將發(fā)送區(qū)域設(shè)定為60-80°的范圍，則可在檢測(cè)再下一凸輪軸頂部之前的1循環(huán)＝720度以內(nèi)由信號(hào)傳送線201串行輸送與壓縮檢測(cè)器1的檢測(cè)速度對(duì)應(yīng)的波形。
最下段的圖示出將串行傳送的數(shù)據(jù)顯示到顯示裝置6的示波器124的缸內(nèi)壓力波形的樣子。
此時(shí)，由于各氣缸的壓力波形酷似，所以，在顯示裝置6的示波器124按一定壓力值β間隔顯示，從而易于識(shí)別所有波形。
為此，將從診斷裝置側(cè)傳送來(lái)的分別按{a1}、{a2}、{a3}、{a4}具有曲柄角度延遲的波形相反地與其角度相應(yīng)地使時(shí)間提前，以下一曲柄角周期循環(huán)的凸輪軸頂部位置0°為基準(zhǔn)按一定壓力值β間隔顯示于上下。
圖27為進(jìn)行該顯示的診斷燃燒裝置側(cè)與顯示裝置側(cè)的數(shù)據(jù)構(gòu)成圖的一例。
首先，說(shuō)明燃燒診斷裝置側(cè)的數(shù)據(jù)處理構(gòu)成要素。以下，為了容易理解，以4氣缸為例進(jìn)行說(shuō)明。
符號(hào)110為燃燒診斷裝置側(cè)的環(huán)形緩沖存儲(chǔ)器rbuf1(110)，以多環(huán)圓狀具有存儲(chǔ)凸輪軸頂部的原點(diǎn)位置(0°)的環(huán)形存儲(chǔ)部和可存儲(chǔ)各氣缸#1～4的壓力波形數(shù)據(jù)至少為720°的1曲柄角循環(huán)量以上具體地說(shuō)多個(gè)曲柄循環(huán)量的環(huán)形存儲(chǔ)部。
符號(hào)113為寫(xiě)入指針，用于設(shè)定將各氣缸的缸內(nèi)壓力檢測(cè)器1和曲柄角檢測(cè)器2的檢測(cè)數(shù)據(jù)寫(xiě)入到分別對(duì)應(yīng)的環(huán)形存儲(chǔ)部的指針位置。
符號(hào)112為存儲(chǔ)從凸輪軸頂部的原點(diǎn)位置(0°)到壓力波形數(shù)據(jù)開(kāi)始點(diǎn)的相對(duì)角度信息a[1～4]的存儲(chǔ)器，符號(hào)111為用于從環(huán)形存儲(chǔ)部讀出的讀出指針，該環(huán)形存儲(chǔ)部按基于該相對(duì)角度信息a[1～4]設(shè)定的時(shí)刻分別以{a1}、{a2}、{a3}、{a4}具有角度延遲地對(duì)應(yīng)。
下面，說(shuō)明顯示裝置側(cè)的數(shù)據(jù)處理構(gòu)成要素。
符號(hào)120為顯示裝置側(cè)的環(huán)形緩沖存儲(chǔ)器rbuf2(120)，具有4個(gè)多環(huán)環(huán)圓狀的環(huán)形存儲(chǔ)部，該4個(gè)多環(huán)環(huán)圓狀的環(huán)形存儲(chǔ)部可將從燃燒診斷裝置100側(cè)輸送的各氣缸#1～4的壓力波形數(shù)據(jù)分別按{a1}、{a2}、{a3}、{a4}具有角度延遲的波形相反地與其角度相應(yīng)地使時(shí)間提前，依次存儲(chǔ)到一定角度(wlen)量的數(shù)據(jù)區(qū)域。
符號(hào)121為寫(xiě)入指針，用于設(shè)定將從串行信號(hào)線101輸送來(lái)的數(shù)據(jù)分別按{a1}、{a2}、{a3}、{a4}的角度量具有時(shí)間提前時(shí)刻地寫(xiě)入與上述各氣缸#1～#4對(duì)應(yīng)的環(huán)形存儲(chǔ)部的時(shí)刻。
符號(hào)122為讀出指針，用于設(shè)定從與上述各氣缸#1～#4對(duì)應(yīng)的環(huán)形存儲(chǔ)部按一定壓力值β間隔讀出、在顯示裝置顯示于上下的時(shí)刻。
圖28-圖31為在上述數(shù)據(jù)構(gòu)成圖中的波形測(cè)定流程圖，圖28為燃燒診斷裝置(數(shù)據(jù)送出)側(cè)的曲柄角中斷處理流程圖，圖29為燃燒診斷裝置(數(shù)據(jù)送出)側(cè)的主處理流程圖，圖30為顯示裝置(數(shù)據(jù)接收)側(cè)的數(shù)據(jù)接收中斷處理流程圖，圖31為顯示裝置(數(shù)據(jù)接收)側(cè)的曲柄角中斷處理流程圖。
如圖28所示，時(shí)常按從曲柄角度檢測(cè)器發(fā)生的中斷時(shí)刻(S20)起動(dòng)，將寫(xiě)入指針113設(shè)定到K(0～4)(S21)，當(dāng)K＝0時(shí)，將凸輪軸頂部的測(cè)量值寫(xiě)入到環(huán)形緩沖存儲(chǔ)器rbuf1的存儲(chǔ)凸輪軸頂部的原點(diǎn)位置(0°)的環(huán)形存儲(chǔ)部，以下依次將各氣缸#1～4的壓力波形數(shù)據(jù)寫(xiě)入到對(duì)應(yīng)的環(huán)形存儲(chǔ)部(S22)。
然后，在下一曲柄角循環(huán)也進(jìn)行同樣的動(dòng)作，以下在寫(xiě)入指針超過(guò)環(huán)形緩沖存儲(chǔ)器rbuf1尺寸之前對(duì)各循環(huán)向?qū)?yīng)的環(huán)形存儲(chǔ)部時(shí)時(shí)刻刻根據(jù)曲柄角的寫(xiě)入時(shí)刻持續(xù)寫(xiě)入凸輪軸頂部的原點(diǎn)位置(0°)和各氣缸所有壓力波形，然后在寫(xiě)入指針113超過(guò)緩沖存儲(chǔ)器rbuf1尺寸的場(chǎng)合(S23)將寫(xiě)入指針初始化為→0(S24)，從環(huán)形存儲(chǔ)部的最初進(jìn)行重寫(xiě)。
圖29為燃燒診斷裝置(數(shù)據(jù)送出)側(cè)的主處理流程圖。
將寫(xiě)入指針和讀出指針設(shè)定為0(S20)，在由曲柄角檢測(cè)器2檢測(cè)出凸輪軸頂部位置后(S32)環(huán)形緩沖存儲(chǔ)器rbuf1的寫(xiě)入存儲(chǔ)區(qū)域在1個(gè)曲柄角(720°)以上的場(chǎng)合(S32)，將K設(shè)為氣缸編號(hào)#1(S34)，從時(shí)刻存儲(chǔ)器讀出a1，由信號(hào)線201將與診斷區(qū)域?qū)?yīng)的角度區(qū)域的#1的壓力區(qū)域發(fā)送到顯示裝置6側(cè)。
然后，將K依次作為#2～#4(S37)，在K為最大氣缸數(shù)以下的場(chǎng)合，從時(shí)刻存儲(chǔ)器分別讀出s2、a3、a4，按其時(shí)刻將與診斷區(qū)域?qū)?yīng)的角度區(qū)域的#2～#4的壓力區(qū)域發(fā)送到顯示裝置側(cè)。(S36)然后，在為最大氣缸數(shù)以上的場(chǎng)合(S38)，設(shè)下一寫(xiě)入?yún)^(qū)域iptr為++(S39)，在未寫(xiě)入?yún)^(qū)域的rdptr+wlen(與診斷區(qū)域?qū)?yīng)的角度區(qū)域)以上的場(chǎng)合(S40)，反復(fù)進(jìn)行與上述同樣的動(dòng)作，依次寫(xiě)入到環(huán)形緩沖存儲(chǔ)器rbuf1的未寫(xiě)入存儲(chǔ)區(qū)域，下一寫(xiě)入?yún)^(qū)域ipt在rdptr+wlen(與診斷區(qū)域?qū)?yīng)的角度區(qū)域)以下的場(chǎng)合，設(shè)為rdptr++，轉(zhuǎn)移到環(huán)形存儲(chǔ)器rbuf1的重寫(xiě)位置(S41)。
因此，在燃燒診斷裝置100中，可由缸內(nèi)壓力檢測(cè)器1和曲柄角檢測(cè)器2檢測(cè)凸輪軸頂部位置的各氣缸的缸內(nèi)壓力數(shù)據(jù)存放到環(huán)形緩沖存儲(chǔ)器rbuf1。
下面，說(shuō)明顯示裝置(數(shù)據(jù)接收)側(cè)。
在圖30中，數(shù)據(jù)接收中斷處理由每次檢測(cè)凸輪軸頂部位置檢測(cè)時(shí)從信號(hào)傳送線201接收信號(hào)的數(shù)據(jù)接收起動(dòng)中斷處理(S50A)，將寫(xiě)入指針設(shè)定到iptr(S50)，將氣缸#1～#4的各數(shù)據(jù)寫(xiě)入環(huán)形緩沖存儲(chǔ)器rbuf2對(duì)應(yīng)的環(huán)形存儲(chǔ)部。(S50)將上述氣缸#1-#4的各數(shù)據(jù)寫(xiě)入到環(huán)形緩沖存儲(chǔ)器rbuf2的iptr區(qū)域后，使寫(xiě)入?yún)^(qū)域前進(jìn)到iptr++(S52)，在1循環(huán)期間中的所有數(shù)據(jù)寫(xiě)完之前進(jìn)行同樣的動(dòng)作。(S53)寫(xiě)完所有數(shù)據(jù)后更新寫(xiě)入指針122，進(jìn)行下一循環(huán)的數(shù)據(jù)寫(xiě)入。(S54)下面，根據(jù)圖31說(shuō)明顯示裝置(數(shù)據(jù)接收)側(cè)的主處理流程。
首先，判斷讀出寫(xiě)入指針和讀出指針的位置是否一致(S60)，在一致的場(chǎng)合，前進(jìn)一定角度wlen，在凸輪軸頂部檢測(cè)后1曲柄量的數(shù)據(jù)完成之前等候。(66){寫(xiě)入指針WTPTR-讀出指針RDPTR}的差在環(huán)形緩沖存儲(chǔ)器的乘余最大值為一定角度wlen以上的場(chǎng)合(S61)，使讀出指針與凸輪軸頂部位置對(duì)應(yīng)(S62)，從環(huán)形緩沖存儲(chǔ)器rbuf2對(duì)應(yīng)的環(huán)形存儲(chǔ)部讀出氣缸#1～#4的各數(shù)據(jù)(S63)。
對(duì)于從凸輪軸頂部到壓力波形數(shù)據(jù)開(kāi)始點(diǎn)的相對(duì)角度信息a[1，2…]的一定角度(wlen)量的數(shù)據(jù)(診斷區(qū)域的壓力波形)，在1曲柄量的數(shù)據(jù)完成的時(shí)刻例如檢測(cè)出下一曲柄角循環(huán)的凸輪軸頂部時(shí)，按一定壓力值β間隔將波形顯示到顯示裝置的示波器124畫(huà)面。
從環(huán)形緩沖存儲(chǔ)器rbuf2的iptr區(qū)域讀出上述氣缸#1～#4的各數(shù)據(jù)后，使讀出區(qū)域前進(jìn)到iptr++(S65)，在將1循環(huán)期間中的所有數(shù)據(jù)按一定角度wlen寫(xiě)完之前進(jìn)行同樣的動(dòng)作。
之后，判斷讀出指針的位置是否一致，在一致的場(chǎng)合，前進(jìn)一定角度wlen，返回到S61，進(jìn)行下一循環(huán)的讀出。產(chǎn)業(yè)上利用的可能性如上述那樣按照本發(fā)明，使用基于缸內(nèi)壓力的檢測(cè)值的壓力比進(jìn)行燃燒診斷，從而可由1個(gè)燃燒診斷系統(tǒng)進(jìn)行檢測(cè)敲缸、不發(fā)火、缸內(nèi)最高壓力的過(guò)度上升、消焰的發(fā)生的燃燒診斷，可由簡(jiǎn)單的構(gòu)成和低成本的裝置進(jìn)行發(fā)動(dòng)機(jī)所需要的所有燃燒診斷。
另外，如上述那樣，由于使用基于缸內(nèi)壓力的壓力比進(jìn)行燃燒診斷，所以，不需要缸內(nèi)壓力的絕對(duì)值，即使在從缸內(nèi)壓力檢測(cè)器輸出的電平整體下降的場(chǎng)合，也可不降低診斷精度地維持正常的診斷。這樣，可延長(zhǎng)燃燒診斷系統(tǒng)的使用壽命。
另外，通過(guò)僅進(jìn)行干擾除去即在燃燒診斷中使用缸內(nèi)壓力檢測(cè)信號(hào)，從而可進(jìn)行高精度的燃燒診斷，不需要復(fù)雜的運(yùn)算處理，使燃燒診斷操作為高效率。
另外，由于可僅使用缸內(nèi)壓力檢測(cè)值直接地進(jìn)行燃燒診斷，所以，可由簡(jiǎn)單的裝置(步驟)進(jìn)行高精度的燃燒診斷。
因此，按照本發(fā)明，可由簡(jiǎn)單的設(shè)備和簡(jiǎn)易的手法進(jìn)行敲缸、不發(fā)火、缸內(nèi)最高壓力的過(guò)度上升、消焰的發(fā)生這樣的所需要的所有燃燒診斷，可迅速而且高精度地檢測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒性能的下降。
另外，按照本發(fā)明，使用以與變動(dòng)小的包含進(jìn)氣壓力的開(kāi)始?jí)嚎s以前的基準(zhǔn)壓力(Ph)的差壓(ΔP＝P-Pb)為基準(zhǔn)的缸內(nèi)壓力比(ΔP/ΔP0)進(jìn)行燃燒診斷，所以，不需要缸內(nèi)壓力的絕對(duì)值，從缸內(nèi)壓力檢測(cè)器的輸出電平整體下降，或上升的場(chǎng)合，也可不使燃燒精度下降地維持規(guī)定的精度進(jìn)行正常的診斷。
另外，按照本發(fā)明，當(dāng)由燃燒診斷裝置輸出缸內(nèi)最高壓力比(ΔP/ΔP0)超過(guò)容許最高壓力比(PP0)的設(shè)定值的診斷結(jié)果時(shí)，由燃燒控制裝置使發(fā)動(dòng)機(jī)的停止裝置作動(dòng)，停止該發(fā)動(dòng)機(jī)，從而可正確而且迅速地進(jìn)行缸內(nèi)最高壓力的過(guò)大的檢測(cè)和采取對(duì)應(yīng)措施，確實(shí)地防止缸內(nèi)最高壓力過(guò)大導(dǎo)致的發(fā)動(dòng)機(jī)的破損或耐入性的下降。
另外，當(dāng)由燃燒診斷裝置輸出缸內(nèi)最高壓力比(ΔPP/ΔP0)超過(guò)基準(zhǔn)最高壓力比的最大值(Psh)的診斷結(jié)果時(shí)，由燃燒控制裝置使燃燒點(diǎn)火時(shí)間延遲一定量，當(dāng)輸出缸內(nèi)最高壓力比(ΔPP/ΔP0)在基準(zhǔn)最高壓力比的最小值(Ps1)以下的診斷結(jié)果時(shí)，使燃料點(diǎn)火時(shí)刻提前一定量，從而可將缸內(nèi)最高壓力時(shí)常保持在基準(zhǔn)最高壓力的范圍，將發(fā)動(dòng)機(jī)維持在所需要性能值，同時(shí)，可抑制燃料溫度過(guò)度上升導(dǎo)致的NOx發(fā)生量的增大。
另外，按照本發(fā)明，當(dāng)由燃燒診斷裝置輸出缸內(nèi)最高壓力比(ΔPP/ΔP0)為按照該缸內(nèi)最高壓力比設(shè)定的敲缸容許值的診斷結(jié)果時(shí)，由燃燒控制裝置使燃料點(diǎn)火時(shí)刻延遲一定量，可迅速而且確實(shí)地避免敲的發(fā)生，同時(shí)，可時(shí)常在敲缸即將發(fā)生之前的高性能區(qū)域運(yùn)行發(fā)動(dòng)機(jī)性能。
另外，按照本發(fā)明，當(dāng)由燃燒診斷裝置輸出缸內(nèi)最高壓力比(ΔPP/ΔP0)及其持續(xù)循環(huán)數(shù)成為按該缸內(nèi)最高壓力比設(shè)定的不發(fā)火容許壓力比和容許持續(xù)循環(huán)數(shù)的診斷結(jié)果時(shí)，由燃燒控制裝置隔斷該不發(fā)火發(fā)生氣缸的燃料噴射，從而可迅速而且確實(shí)地檢測(cè)不發(fā)火的發(fā)生，同時(shí)，通過(guò)對(duì)該發(fā)生氣缸采取不發(fā)火對(duì)應(yīng)措施即燃料噴射隔斷措施，可不受到該發(fā)生氣缸的不發(fā)火影響地進(jìn)行其它氣缸的運(yùn)行。
另外，按照本發(fā)明，當(dāng)由燃燒診斷裝置輸出缸內(nèi)最高壓力比(ΔPP/ΔP0)和燃燒壓力比(ΔP1/ΔP0)比容許最小壓力比Pn和不發(fā)火容許壓力比Pm小、燃燒壓力比ΔP2/ΔP0比消焰容許壓力比Pm1大的診斷結(jié)果時(shí)，由燃燒控制裝置增加該消焰發(fā)生氣缸的燃料噴射量，從而可迅速而且確實(shí)地檢測(cè)消焰的發(fā)生，對(duì)該發(fā)生氣缸采取消焰對(duì)應(yīng)措施即增加燃料噴射噴射量，可避免消焰的繼續(xù)，同時(shí)，可不受到該消焰發(fā)生氣缸影響地順利進(jìn)行其它氣缸的運(yùn)行。
另外，按照本發(fā)明，通過(guò)按包含發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷或發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速或進(jìn)氣溫度的發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行條件的函數(shù)使其變化，可由發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷、發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速、進(jìn)氣溫度等檢測(cè)出發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)行條件，相應(yīng)于發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行條件的變化自由地改變缸內(nèi)最高壓力容許值壓縮壓力容許值、敲缸容許值、不發(fā)火、消焰容許值等燃燒診斷項(xiàng)目的臨界值。
這樣，在進(jìn)行燃燒診斷時(shí)，可將燃燒診斷項(xiàng)目的基準(zhǔn)值(臨界值)調(diào)整到適合于發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行條件的值，可將燃燒診斷精度維持得較高。
另外，按照本發(fā)明，當(dāng)由燃燒診斷裝置輸出缸內(nèi)壓力檢測(cè)器的異常的診斷結(jié)果時(shí)，由燃燒控制裝置使該缸內(nèi)壓力檢測(cè)器異常氣缸的燃料點(diǎn)火時(shí)刻延遲一定量到達(dá)安全位置，在缸內(nèi)壓力檢測(cè)器恢復(fù)后，上述燃燒診斷裝置自動(dòng)地恢復(fù)到正常作動(dòng)，同時(shí)，可使燃燒控制裝置正常作動(dòng)，使異常氣缸的燃料點(diǎn)火時(shí)刻恢復(fù)正常。
這樣，在缸內(nèi)壓力檢測(cè)器發(fā)生異常的場(chǎng)合，將該異常發(fā)生氣缸的燃料點(diǎn)火時(shí)刻和燃料噴射量調(diào)整到與上述異常對(duì)應(yīng)的狀態(tài)，同時(shí)，恢復(fù)缸內(nèi)壓力檢測(cè)器，該傳感器恢復(fù)后，可自動(dòng)恢復(fù)到正常的燃燒控制，不停止發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)行即可對(duì)應(yīng)上述缸內(nèi)壓力的異常發(fā)生。
另外，按照本發(fā)明，通過(guò)檢測(cè)超過(guò)常識(shí)的缸內(nèi)壓力的最大值和最小值的壓力信號(hào)，可檢測(cè)缸內(nèi)壓力檢測(cè)器的火花干擾、斷線、接觸不良等的發(fā)生，另外，可檢測(cè)由缸內(nèi)壓力檢測(cè)器的經(jīng)時(shí)變化導(dǎo)致漂移發(fā)生，另外，可確認(rèn)是否缸內(nèi)壓力與曲柄角的關(guān)系不失控地檢測(cè)。
這樣，可從多方向自動(dòng)地檢測(cè)缸內(nèi)壓力檢測(cè)器的異常，可迅速地從該缸內(nèi)壓力檢測(cè)器的異常狀態(tài)恢復(fù)，可順利地進(jìn)行燃燒診斷。
另外，按照本發(fā)明，即使缸內(nèi)壓力傳感器的溫度變化、經(jīng)年變化導(dǎo)致產(chǎn)生漂移，也可不影響燃燒診斷結(jié)果，而且可檢測(cè)出異常燃燒和缸內(nèi)壓力傳感器的破損、斷線等異常。
另外，按照本發(fā)明，通過(guò)相對(duì)缸內(nèi)壓力測(cè)量獲得的差壓以壓力比為指標(biāo)可間接地把握過(guò)去難以檢測(cè)的敲缸狀態(tài)，通過(guò)調(diào)整臨界值可時(shí)常在敲缸極限下進(jìn)行運(yùn)行，結(jié)果，可提高發(fā)動(dòng)機(jī)效率。
另外，按照本發(fā)明，即使在燃燒診斷裝置由于故障等而停止的場(chǎng)合，燃燒控制裝置使燃料噴射時(shí)刻延遲到安全位置，所以，可不停止發(fā)動(dòng)機(jī)地進(jìn)行燃燒診斷裝置的恢復(fù)。
另外，按照本發(fā)明，與過(guò)去的連線相比，可減少燃燒診斷裝置～燃燒控制裝置間的信號(hào)線的數(shù)量，同時(shí)，即使信號(hào)線斷線，其影響也僅為該氣缸，而且，信號(hào)線的模擬值為不屬于任何分類(lèi)的零電平，從而可確定不能由數(shù)字信號(hào)線101檢測(cè)出的斷線的信號(hào)線101。
另外，按照本發(fā)明，即使在發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行過(guò)程中缸內(nèi)壓力傳感器破損的場(chǎng)合，燃燒控制裝置通過(guò)將該氣缸的傳感器異常狀態(tài)自己保持到傳感器交換后的再燃燒，從而不停止發(fā)動(dòng)機(jī)即可更換傳感器。
另外，按照本發(fā)明，可將時(shí)刻在變化的燃燒狀態(tài)可視化，特別是在由燃燒診斷裝置將時(shí)間上重疊發(fā)生的缸內(nèi)壓力波形數(shù)據(jù)一時(shí)存儲(chǔ)后，由串行通信輸出到顯示裝置，從而可在進(jìn)行燃燒診斷的同時(shí)觀察多氣缸的壓力波形。
另外，在正常燃燒狀態(tài)下，通過(guò)進(jìn)行反饋與壓力目標(biāo)值的偏差量的無(wú)級(jí)控制，可更細(xì)致地進(jìn)行控制，這樣，可進(jìn)一步提高發(fā)動(dòng)機(jī)效率。
本發(fā)明不限于由上述實(shí)施例的由先導(dǎo)燃料進(jìn)行點(diǎn)火的燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)，也可適用于其它燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)、內(nèi)燃機(jī)等所有往復(fù)式內(nèi)燃機(jī)。
權(quán)利要求
1.一種內(nèi)燃機(jī)燃燒診斷·控制裝置，該內(nèi)燃機(jī)包含將燃料氣體與空氣混合并使其在發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒室內(nèi)燃燒地構(gòu)成的燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)；其特征在于設(shè)置有對(duì)上述燃燒室內(nèi)的壓力進(jìn)行檢測(cè)的缸內(nèi)壓力檢測(cè)器，同時(shí)，包括根據(jù)來(lái)自上述缸內(nèi)壓力檢測(cè)器的缸內(nèi)壓力檢測(cè)值計(jì)算出缸內(nèi)最高壓力PP與壓縮行程的1個(gè)或多個(gè)任意點(diǎn)的壓縮壓力P0的最高壓力比PP/P0的裝置(步驟)；比較上述最高壓力比PP/P0與按診斷分類(lèi)分別階段性設(shè)定的壓力比(以下稱(chēng)臨界值壓力比)的裝置(步驟)；及對(duì)每1個(gè)或多個(gè)運(yùn)行循環(huán)判定上述比較輸出、并進(jìn)行上述燃燒室內(nèi)的缸內(nèi)壓力狀態(tài)等燃燒狀態(tài)的診斷的裝置(步驟)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的內(nèi)燃機(jī)燃燒診斷·控制裝置，其特征在于按包含發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷或發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速或進(jìn)氣溫度的發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行條件的函數(shù)使上述臨界值壓力比改變。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的內(nèi)燃機(jī)燃燒診斷·控制裝置，其特征在于具有燃燒異常判定裝置(步驟)，在該燃燒異常判定裝置(步驟)中，當(dāng)上述最高壓力比PP/P0超過(guò)設(shè)定的容許最高壓力比PP0時(shí)或上述最高壓力比PP/P0超過(guò)設(shè)定的壓力比Ph1(PP/P0≥Ph1)的運(yùn)行循環(huán)次數(shù)Nh超過(guò)容許次數(shù)Nh0時(shí)(Nh≥Nh0)時(shí)，進(jìn)行上述燃燒室內(nèi)的燃燒異常的判定。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的內(nèi)燃機(jī)燃燒診斷·控制裝置，其特征在于具有當(dāng)上述壓縮行程的任意點(diǎn)的壓縮壓力P0在設(shè)定的容許壓縮壓力PC0以下時(shí)(P0≤PC0)，進(jìn)行上述壓縮壓力P0的異常判定的裝置(步驟)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的內(nèi)燃機(jī)燃燒診斷·控制裝置，其特征在于具有敲缸發(fā)生判定裝置(步驟)，在該敲缸發(fā)生判定裝置(步驟)中，當(dāng)在過(guò)去的多個(gè)循環(huán)中上述最高壓力比PP/P0超過(guò)設(shè)定的敲缸容許壓力比Ph2(PP/P0≥Ph2)的循環(huán)的發(fā)生數(shù)Sn超過(guò)容許發(fā)生數(shù)Sn0時(shí)(Sn≥Sn0)，進(jìn)行上述燃燒室內(nèi)的敲缸發(fā)生的判定。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的內(nèi)燃機(jī)燃燒診斷·控制裝置，其特征在于具有根據(jù)來(lái)自上述缸內(nèi)壓力檢測(cè)器的缸內(nèi)壓力檢測(cè)值計(jì)算出缸內(nèi)最高壓力PP與壓縮行程的任意點(diǎn)的壓縮壓力P0的最高壓力比PP/P0的計(jì)算裝置(步驟)、計(jì)算燃燒行程的任意點(diǎn)的壓力P1與上述壓縮行程的任意點(diǎn)的壓力P0的燃燒壓力比P1/P0的裝置(步驟)；及不發(fā)火發(fā)生判定裝置(步驟)，在該不發(fā)火發(fā)生判定裝置(步驟)中，當(dāng)上述最高壓力比PP/P0比設(shè)定的容許最小壓力比Pn小(PP/P0≤Pn)而且上述燃燒壓力比P1/P0比設(shè)定的不發(fā)火容許壓力比Pm小(P1/P0≤Pm)時(shí)，進(jìn)行上述燃燒室內(nèi)的不發(fā)火發(fā)生的判定。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的內(nèi)燃機(jī)燃燒診斷·控制裝置，其特征在于具有消焰發(fā)生判定裝置(步驟)，在該消焰發(fā)生判定裝置(步驟)中，具有計(jì)算比燃燒行程的上述任意點(diǎn)的壓力P1低的一側(cè)的壓力P2和上述壓縮行程的任意點(diǎn)的壓力P0的燃燒壓力比P2/P0的裝置(步驟)，當(dāng)上述最高壓力比PP/P0比設(shè)定的容許最小壓力比Pn小(PP/P0≤Pn)、上述燃燒壓力比P1/P0比設(shè)定的不發(fā)火容許壓力比Pm小(P1/P0≤Pm)、燃燒壓力比P2/P0比消焰容許壓力比Pm1大時(shí)(P2/P0≥Pm1)，進(jìn)行上述燃燒室內(nèi)的消焰發(fā)生的判定。
8.一種內(nèi)燃機(jī)燃燒診斷·控制方法，該內(nèi)燃機(jī)包含將燃料氣體與空氣混合并使其在發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒室內(nèi)燃燒地構(gòu)成的燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)；其特征在于檢測(cè)上述燃燒室內(nèi)的缸內(nèi)壓力，對(duì)應(yīng)于曲柄角計(jì)算出該缸內(nèi)壓力的檢測(cè)值P與包含進(jìn)氣壓力的壓縮開(kāi)始以前的基準(zhǔn)壓力Pb的差壓ΔP(ΔP＝P-Pb)，使用處于各曲柄角的上述差壓ΔP與壓縮行程中的1個(gè)或多個(gè)任意點(diǎn)的差壓ΔP0的缸內(nèi)壓力比ΔP/ΔP0進(jìn)行上述燃燒室內(nèi)的缸內(nèi)壓力狀態(tài)等燃燒狀態(tài)的診斷。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的內(nèi)燃機(jī)燃燒診斷·控制方法，其特征在于比較上述缸內(nèi)壓力比ΔP/ΔP0與按診斷分類(lèi)階段性地設(shè)定的壓力比(稱(chēng)為臨界壓力比)，對(duì)一個(gè)或多個(gè)運(yùn)行循環(huán)的每一個(gè)判定上述比較輸出，進(jìn)行上述燃燒室內(nèi)的缸內(nèi)壓力狀態(tài)等燃燒狀態(tài)的診斷。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的內(nèi)燃機(jī)燃燒診斷·控制方法，其特征在于當(dāng)上述缸內(nèi)壓力比ΔP/ΔP0的缸內(nèi)最高壓力比ΔPP/ΔP0超過(guò)設(shè)定的容許最高壓力比PP0時(shí)(ΔPP/ΔP0≥PP0)，停止上述發(fā)動(dòng)機(jī)。
11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的內(nèi)燃機(jī)燃燒診斷·控制方法，其特征在于在上述缸內(nèi)壓力最高壓力比ΔPP/ΔP0超過(guò)設(shè)定的基準(zhǔn)最高壓力比的最大值Psh時(shí)(ΔPP/ΔP0≥Psh)，按上述發(fā)動(dòng)機(jī)的曲柄角使燃料點(diǎn)火時(shí)刻延遲一定量，當(dāng)上述缸內(nèi)最高壓力比ΔPP/ΔP0在設(shè)定的基準(zhǔn)最高壓力比的最小值Ps1以下時(shí)(ΔPP/ΔP0≤Ps1)，使上述燃料點(diǎn)火時(shí)刻提前一定量。
12.根據(jù)權(quán)利要求9所述的內(nèi)燃機(jī)燃燒診斷·控制方法，其特征在于當(dāng)上述壓縮行程中的任意點(diǎn)的差壓ΔP0在設(shè)定的容許壓縮差壓PC0以下時(shí)(ΔP0≤PC0)，停止上述發(fā)動(dòng)機(jī)。
13.根據(jù)權(quán)利要求9所述的內(nèi)燃機(jī)燃燒診斷·控制方法，其特征在于當(dāng)上述缸內(nèi)壓力比ΔP/ΔP0中的缸內(nèi)最高壓力比ΔPP/ΔP0至少超過(guò)按照缸內(nèi)最高壓力比設(shè)定的敲缸容許壓力比Ph2時(shí)(ΔPP/ΔP0≥Ph2)，按上述發(fā)動(dòng)機(jī)的曲柄角使燃料點(diǎn)火時(shí)刻延遲一定量。
14.根據(jù)權(quán)利要求9所述的內(nèi)燃機(jī)燃燒診斷·控制方法，其特征在于 當(dāng)上述缸內(nèi)壓力比ΔP/ΔP0的缸內(nèi)最高壓力比ΔPP/ΔP0至少在按照缸內(nèi)最高壓力比設(shè)定的不發(fā)火容許最小壓力比Pn以下時(shí)(ΔPP/ΔP0≤Pn)，進(jìn)行上述燃燒室內(nèi)的不發(fā)火發(fā)生的判定，隔斷該不發(fā)火發(fā)生氣缸的燃料噴射。
15.根據(jù)權(quán)利要求9所述的內(nèi)燃機(jī)燃燒診斷·控制方法，其特征在于當(dāng)上述缸內(nèi)壓力比ΔP/ΔP0的缸內(nèi)最高壓力比ΔPP/ΔP0和燃燒行程的燃燒壓力比ΔP1/ΔP0分別比容許最小壓力比Pn和不發(fā)火容許壓力比Pm小(ΔPP/ΔP0≤Pn和ΔP1/ΔP0≤Pm)、燃燒壓力比ΔP2/ΔP0比消焰容許壓力比Pm1大時(shí)，進(jìn)行上述燃燒室內(nèi)的消焰發(fā)生的判定，增加該消焰發(fā)生氣缸的燃料噴射量。
16.根據(jù)權(quán)利要求9所述的內(nèi)燃機(jī)燃燒診斷·控制方法，其特征在于權(quán)利要求9所述的臨界值壓力比為上述容許最高壓力比Pp0、基準(zhǔn)最高壓力比的最大值Psh、敲缸容許壓力比Ph2、上述容許最小壓力比Pn、上述不發(fā)火容許壓力比Pm、消焰容許壓力比Pm1中的任一個(gè)，這些臨界值壓力比和權(quán)利要求12所述的容許壓縮差壓Pc0按包含發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷或發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速或進(jìn)氣溫度的發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行條件的函數(shù)變化。
17.一種內(nèi)燃機(jī)燃燒診斷·控制方法，該內(nèi)燃機(jī)包含將燃料氣體與空氣混合并使其在發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒室內(nèi)燃燒地構(gòu)成的燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)；其特征在于當(dāng)檢測(cè)上述燃燒室內(nèi)的缸內(nèi)壓力并輸入到燃燒診斷裝置的缸內(nèi)壓力檢測(cè)器的異常被檢測(cè)到時(shí)，可由進(jìn)行包含上述發(fā)動(dòng)機(jī)的燃料(包含先導(dǎo)燃料)點(diǎn)火時(shí)刻和燃燒噴射量的燃燒控制的燃燒控制裝置使該缸內(nèi)壓力檢測(cè)器異常的氣缸的燃料點(diǎn)火時(shí)刻按曲柄角延遲一定量到達(dá)安全位置，上述缸內(nèi)壓力檢測(cè)器由更換、修理等從異常狀態(tài)恢復(fù)后，使上述燃燒診斷裝置恢復(fù)成正常作動(dòng)，同時(shí)，使上述燃燒控制裝置進(jìn)行正常作動(dòng)，將上述異常氣缸的燃料點(diǎn)火時(shí)刻恢復(fù)到正常時(shí)刻。
18.一種內(nèi)燃機(jī)燃燒診斷·控制方法，該內(nèi)燃機(jī)包含將燃料氣體與空氣混合并使其在發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒室內(nèi)燃燒地構(gòu)成的燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)；其特征在于對(duì)于檢測(cè)上述燃燒室內(nèi)的缸內(nèi)壓力并輸入到燃燒診斷裝置的缸內(nèi)壓力檢測(cè)器，在進(jìn)氣行程～燃燒行程的任意的曲柄角度范圍確認(rèn)多種異常判定步驟，當(dāng)不滿足任何1個(gè)步驟的狀態(tài)持續(xù)設(shè)定的i次(多次)時(shí)，判定該缸內(nèi)壓力檢測(cè)器發(fā)生異常。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的內(nèi)燃機(jī)燃燒診斷·控制方法，其特征在于上述多種異常判定步驟具體地包括(a)判斷所有行程的曲柄角度范圍的壓力檢測(cè)器的值是否進(jìn)入該檢測(cè)器的量程范圍PTa～PTb的步驟，(b)在進(jìn)氣行程判斷是否進(jìn)入進(jìn)氣壓力的容許最大值PSb～容許最小值PSa的步驟，(c)判斷與最高壓力PP對(duì)應(yīng)的曲柄角度Ppang是否處于與燃燒區(qū)域?qū)?yīng)的曲柄角度范圍Aa～Ab的范圍的步驟，(d)通過(guò)判定燃燒診斷的開(kāi)始?jí)嚎s以前的基準(zhǔn)壓力Pb的過(guò)去n個(gè)循環(huán)的值{Pbj-n+1，Pbj-n+2，Pbj-n+3，…，Pbj}的標(biāo)準(zhǔn)偏差的值是否超過(guò)標(biāo)準(zhǔn)偏差的容許臨界值，可檢測(cè)穩(wěn)定干擾是否在容許范圍內(nèi)。
20.一種內(nèi)燃機(jī)燃燒診斷·控制裝置，該內(nèi)燃機(jī)包含將燃料氣體與空氣混合并使其在發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒室內(nèi)燃燒地構(gòu)成的燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)；其特征在于具有燃燒診斷裝置和燃燒控制裝置；該燃燒診斷裝置設(shè)置有檢測(cè)上述燃燒室內(nèi)的缸內(nèi)壓力的缸內(nèi)壓力檢測(cè)器和檢測(cè)上述發(fā)動(dòng)機(jī)的曲柄角的曲柄角檢測(cè)器，同時(shí)，具有根據(jù)從上述缸內(nèi)壓力檢測(cè)器輸入的缸內(nèi)壓力檢測(cè)值和從曲柄角檢測(cè)器輸入的曲柄角檢測(cè)值對(duì)應(yīng)于曲柄角計(jì)算出該缸內(nèi)壓力的檢測(cè)值P與包含進(jìn)氣壓力的壓縮開(kāi)始以前的基準(zhǔn)壓力Pb的差壓ΔP(ΔP＝P-Pb)的裝置(步驟)、計(jì)算各曲柄角的上述差壓ΔP與壓縮行程的任意點(diǎn)的差壓ΔP0的缸內(nèi)壓力比ΔP/ΔP0的裝置(步驟)、用上述缸內(nèi)壓力比ΔP/ΔP0進(jìn)行上述燃燒室內(nèi)的缸內(nèi)壓力狀態(tài)等燃燒狀態(tài)的診斷的燃燒狀態(tài)診斷裝置(步驟)；該燃燒控制裝置根據(jù)從該燃燒狀態(tài)診斷裝置(步驟)輸出的燃燒狀態(tài)診斷結(jié)果控制上述發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒狀態(tài)。
21.根據(jù)權(quán)利要求20所述的內(nèi)燃機(jī)燃燒診斷·控制裝置，其特征在于上述燃燒診斷裝置具有比較上述缸內(nèi)壓力比ΔP/ΔP0的缸內(nèi)最高壓力比ΔPP/ΔP0與容許最高壓力比Pp0的設(shè)定值并輸出其比較結(jié)果的裝置(步驟)，上述燃燒控制裝置具有在從上述燃燒診斷裝置輸出的上述比較結(jié)果為(ΔPP/ΔP0)≥PP0時(shí)使上述發(fā)動(dòng)機(jī)的停止裝置作動(dòng)而使該發(fā)動(dòng)機(jī)停止的裝置(步驟)。
22.根據(jù)權(quán)利要求20所述的內(nèi)燃機(jī)燃燒診斷·控制裝置，其特征在于上述燃燒診斷裝置具有比較上述缸內(nèi)壓力比ΔP/ΔP0的缸內(nèi)最高壓力比ΔPP/ΔP0與基準(zhǔn)最高壓力比的最大值Psh、比較上述缸內(nèi)最高壓力比ΔP/ΔP0與基準(zhǔn)最高壓力比的最小值Ps1并輸出其比較結(jié)果的裝置(步驟)，上述燃燒控制裝置具有當(dāng)上述比較結(jié)果為(ΔPP/ΔP0)＞Psh時(shí)按上述發(fā)動(dòng)機(jī)的曲柄角使包含先導(dǎo)燃料的燃料點(diǎn)火時(shí)刻延遲一定量、當(dāng)上述比較結(jié)果為ΔPP/ΔP0≤Ps1時(shí)使上述燃料點(diǎn)火時(shí)刻提前一定量的裝置(步驟)。
23.根據(jù)權(quán)利要求20所述的內(nèi)燃機(jī)燃燒診斷·控制裝置，其特征在于上述燃燒診斷裝置具有比較上述缸內(nèi)壓力比ΔP/ΔP0的缸內(nèi)最高壓力比ΔPP/ΔP0與按照該缸內(nèi)最高壓力比設(shè)定的敲缸容許值Ph2當(dāng)上述缸內(nèi)最高壓力比ΔPP/ΔP0至少超過(guò)上述敲缸容許值Ph2時(shí)判定敲缸的發(fā)生的裝置(步驟)，上述燃燒控制裝置具有從該燃燒診斷裝置接收敲缸發(fā)生的判定信號(hào)、按上述發(fā)動(dòng)機(jī)的曲柄角使燃料點(diǎn)火時(shí)刻延遲一定量的裝置(步驟)。
24.根據(jù)權(quán)利要求20所述的內(nèi)燃機(jī)燃燒診斷·控制裝置，其特征在于上述燃燒診斷裝置具有比較上述缸內(nèi)壓力比ΔP/ΔP0的缸內(nèi)最高壓力比ΔPP/ΔP0與按照該缸內(nèi)最高壓力比設(shè)定的不發(fā)火容許壓力比、當(dāng)上述缸內(nèi)最高壓力比ΔPP/ΔP0至少在按照缸內(nèi)最高壓力比設(shè)定的不發(fā)火容許最小壓力比Pn以下時(shí)輸出上述燃燒室內(nèi)的不發(fā)火發(fā)生的判定信號(hào)的裝置(步驟)，上述燃燒控制裝置具有接收上述不發(fā)火發(fā)生的判定信號(hào)、隔斷該不發(fā)火發(fā)生氣缸的燃料噴射的裝置(步驟)。
25.根據(jù)權(quán)利要求22所述的內(nèi)燃機(jī)燃燒診斷·控制裝置，其特征在于上述燃燒診斷裝置具有當(dāng)上述缸內(nèi)壓力比ΔP/ΔP0中的缸內(nèi)最高壓力比ΔPP/ΔP0和處于燃燒行程的燃燒壓力比ΔP1/ΔP0分別比容許最小壓力比Pn和不發(fā)火容許壓力比Pm小、而且燃燒壓力比ΔP2/ΔP0比消焰容許壓力 Pm1大時(shí)輸出上述燃燒室內(nèi)的消焰發(fā)生的判定信號(hào)的輸出裝置(步驟)，上述燃燒控制裝置具有接收上述消焰發(fā)生的判定信號(hào)、增加該消焰發(fā)生氣缸的燃料(包含副室的先導(dǎo)燃料)噴射量的裝置(步驟)。
26.一種內(nèi)燃機(jī)燃燒診斷·控制裝置，該內(nèi)燃機(jī)包含將燃料氣體與空氣混合并使其在發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒室內(nèi)燃燒地構(gòu)成的燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)；其特征在于具有燃燒診斷裝置和燃燒控制裝置；該燃燒診斷裝置設(shè)置有檢測(cè)上述燃燒室內(nèi)的缸內(nèi)壓力的缸內(nèi)壓力檢測(cè)器和檢測(cè)上述發(fā)動(dòng)機(jī)的曲柄角的曲柄角檢測(cè)器，同時(shí)，具有根據(jù)從上述缸內(nèi)壓力檢測(cè)器輸入的缸內(nèi)壓力檢測(cè)值和從曲柄角檢測(cè)器輸入的曲柄角檢測(cè)值在上述燃燒區(qū)域計(jì)算出燃燒區(qū)域內(nèi)的該缸內(nèi)壓力的檢測(cè)值P與包含進(jìn)氣壓力的壓縮開(kāi)始以前的基準(zhǔn)壓力Pb的差壓ΔP(ΔP＝P-Pb)的裝置(步驟)、計(jì)算出上述差壓ΔP與缸內(nèi)壓力的任意點(diǎn)的差壓ΔP0的缸內(nèi)壓力比ΔP/ΔP0的裝置(步驟)、及使用上述缸內(nèi)壓力比ΔP/ΔP0進(jìn)行上述燃燒室內(nèi)的缸內(nèi)壓力狀態(tài)等的燃燒狀態(tài)的診斷并將該診斷結(jié)果的至少一部分作為模擬信息輸出的壓力/模擬電壓變換裝置，該燃燒控制裝置將從該燃燒狀態(tài)診斷裝置輸出的模擬信息恢復(fù)成壓力信息對(duì)上述發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒狀態(tài)進(jìn)行控制。
27.根據(jù)權(quán)利要求26所述的內(nèi)燃機(jī)燃燒診斷·控制裝置，其特征在于根據(jù)將上述模擬信息恢復(fù)成壓力信息獲得的診斷結(jié)果，控制上述發(fā)動(dòng)機(jī)的停止和包含上述發(fā)動(dòng)機(jī)的先導(dǎo)燃料的燃料點(diǎn)火時(shí)刻，或控制上述燃料噴射量。
28.根據(jù)權(quán)利要求26所述的內(nèi)燃機(jī)燃燒診斷·控制裝置，其特征在于根據(jù)對(duì)各診斷分類(lèi)信息設(shè)定的臨界值對(duì)在上述規(guī)定曲柄角范圍的燃燒區(qū)域獲取的上述缸內(nèi)壓力比ΔP/ΔP0進(jìn)行燃燒診斷。
29.根據(jù)權(quán)利要求26所述的內(nèi)燃機(jī)燃燒診斷·控制裝置，其特征在于上述各診斷分類(lèi)信息的臨界值階段性降低電平地設(shè)定，在各臨界值電平階段，可判斷相異的分類(lèi)信息。
30.根據(jù)權(quán)利要求26所述的內(nèi)燃機(jī)燃燒診斷·控制裝置，其特征在于將檢測(cè)范圍設(shè)定到燃燒最高壓力附近的曲柄范圍，上述各診斷分類(lèi)的信息的臨界值為最高壓力異常臨界值PP0和Ph1、Ph2敲缸臨界值，Pn不發(fā)火、消焰臨界值，對(duì)各臨界值，其電平分別具有Pn≤Ps1≤Psh≤Ph2≤Ph1＜PP0的關(guān)系。
31.根據(jù)權(quán)利要求26所述的內(nèi)燃機(jī)燃燒診斷·控制裝置，其特征在于從燃燒診斷裝置傳送到燃燒控制裝置側(cè)的診斷結(jié)果的信號(hào)由模擬電平構(gòu)成，對(duì)各診斷分類(lèi)階段性減少模擬電平地設(shè)定，使得在燃燒裝置側(cè)可由各模擬電平階段判斷不同的分類(lèi)信息。
32.根據(jù)權(quán)利要求31所述的內(nèi)燃機(jī)燃燒診斷·控制裝置，其特征在于對(duì)于上述各診斷分類(lèi)的模擬電平，使得正常診斷分類(lèi)的模擬電平處于中央，最高壓力異常和壓縮壓力異常那樣的發(fā)動(dòng)機(jī)全體的異常處于高位，不發(fā)火、消焰、傳感器異常、信號(hào)線斷線等氣缸單位的異常處于低位。
33.根據(jù)權(quán)利要求26所述的內(nèi)燃機(jī)燃燒診斷·控制裝置，其特征在于將位于敲缸臨界值和消焰臨界值之間的正常燃燒壓力或壓力比范圍按模擬電平傳輸?shù)饺紵刂蒲b置側(cè)時(shí)，可變換成與其壓力(壓力比)對(duì)應(yīng)的模擬電平，將無(wú)級(jí)控制的模擬信號(hào)傳輸?shù)饺紵刂蒲b置側(cè)。
34.根據(jù)權(quán)利要求26所述的內(nèi)燃機(jī)燃燒診斷·控制裝置，其特征在于在燃燒診斷裝置與燃燒控制裝置之間連接與氣缸數(shù)對(duì)應(yīng)數(shù)量的模擬信號(hào)線，串行地發(fā)送對(duì)各診斷分類(lèi)使模擬電平階段性下降地設(shè)定的模擬信號(hào)，在燃燒控制裝置側(cè)進(jìn)行診斷分類(lèi)的判別，或判別與模擬電平相應(yīng)的燃燒壓力或壓力比。
35.一種內(nèi)燃機(jī)燃燒診斷·控制裝置，該內(nèi)燃機(jī)包含將燃料氣體與空氣混合并使其在發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒室內(nèi)燃燒地構(gòu)成的燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)；設(shè)置有檢測(cè)上述燃燒室內(nèi)的缸內(nèi)壓力的缸內(nèi)壓力檢測(cè)器和檢測(cè)上述發(fā)動(dòng)機(jī)的曲柄角的曲柄角檢測(cè)器，具有以波形對(duì)檢測(cè)上述燃燒室內(nèi)的缸內(nèi)壓力后輸入到燃燒診斷裝置的缸內(nèi)壓力進(jìn)行顯示的顯示裝置；其特征在于在診斷裝置側(cè)設(shè)置用于儲(chǔ)存與凸輪軸頂部位置和曲柄角對(duì)應(yīng)的各氣缸的壓力波形的第1環(huán)形存儲(chǔ)器；在顯示裝置側(cè)設(shè)置每隔一定角度區(qū)域存儲(chǔ)各氣缸的壓力波形的第2環(huán)形存儲(chǔ)器和1個(gè)顯示部；在診斷裝置側(cè)的第1環(huán)形存儲(chǔ)器設(shè)有步進(jìn)裝置(步驟)，該步進(jìn)裝置由凸輪軸頂部的原點(diǎn)位置檢測(cè)后從曲柄角檢測(cè)器發(fā)生的中斷起動(dòng)，在各氣缸對(duì)應(yīng)的環(huán)形存儲(chǔ)部分別對(duì)各規(guī)定曲柄角寫(xiě)入示出燃燒狀態(tài)的缸內(nèi)壓力波形；另一方面，在顯示裝置側(cè)的第2環(huán)行存儲(chǔ)器具有步進(jìn)裝置(步驟)，該步進(jìn)裝置對(duì)凸輪軸頂部的原點(diǎn)位置的每次檢測(cè)在每次發(fā)生數(shù)據(jù)接收時(shí)起動(dòng)，在各氣缸對(duì)應(yīng)的環(huán)形存儲(chǔ)部的規(guī)定角度區(qū)域?qū)懭胨袣飧椎母變?nèi)波形；從該第2環(huán)形存儲(chǔ)器的規(guī)定角度區(qū)域讀出上述所有氣缸的缸內(nèi)壓力波形，錯(cuò)開(kāi)壓力地將該所有氣缸的缸內(nèi)壓力波形顯示到1個(gè)顯示部。
36.根據(jù)權(quán)利要求33所述的內(nèi)燃機(jī)燃燒診斷·控制裝置，其特征在于對(duì)于由缸內(nèi)壓力檢測(cè)器(傳感器)進(jìn)行的每次檢測(cè)，時(shí)時(shí)刻刻與曲柄角同步地在診斷裝置側(cè)的第1環(huán)形存儲(chǔ)器中寫(xiě)入表示所有氣缸的燃燒狀態(tài)的缸內(nèi)壓力波形，另一方面，檢測(cè)1曲柄角循環(huán)(720°)結(jié)束后的下一次的曲柄循環(huán)的凸輪軸頂部的原點(diǎn)位置，將上述之前的曲柄角循環(huán)所有氣缸的缸內(nèi)壓力波形寫(xiě)入顯示裝置側(cè)的第2環(huán)形存儲(chǔ)器，顯示到1個(gè)顯示部。
全文摘要
一種內(nèi)燃機(jī)燃燒診斷·控制裝置，可通過(guò)調(diào)整處于敲缸、不發(fā)火、及消焰發(fā)生狀態(tài)的燃燒進(jìn)行順利的發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行，并可迅速地檢測(cè)出缸內(nèi)壓力的不正常狀態(tài)從而進(jìn)行內(nèi)燃機(jī)的診斷和控制而不停止發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)行。該裝置包括根據(jù)來(lái)自檢測(cè)燃燒室內(nèi)的壓力的缸內(nèi)壓力檢測(cè)器的缸內(nèi)壓力檢測(cè)值計(jì)算出缸內(nèi)最高壓力P
文檔編號(hào)F02D41/22GK1462335SQ02801484
公開(kāi)日2003年12月17日 申請(qǐng)日期2002年3月29日 優(yōu)先權(quán)日2001年3月30日
發(fā)明者山本高之, 安枝信次, 村上明登, 中山善博 申請(qǐng)人:三菱重工業(yè)株式會(huì)社