(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の気筒内の圧力変化を検出する圧力センサーと、
前記圧力センサーの検出信号から異常燃焼の発生を判定し異常燃焼パルス信号を出力する異常燃焼パルス信号出力手段と、
該内燃機関の負荷領域を少なくともスロットル開度に基づいて判定し高負荷領域と低負荷領域に区分する負荷領域区分手段と、
前記異常燃焼パルス信号出力手段から出力された異常燃焼パルス信号を、前記負荷領域区分手段により区分された高負荷領域と低負荷領域に種分けする種分け手段と、
前記種分け手段により種分けされた異常燃焼パルス信号を種類ごとにそれぞれ計数するカウンタと、
前記カウンタの計数値を表示する表示手段とを備えたことを特徴とする内燃機関の異常燃焼計数装置。
【請求項２】
前記負荷領域区分手段は、スロットル開度に基づいて負荷領域を区分することを特徴とする請求項１記載の内燃機関の異常燃焼計数装置。
【請求項３】
前記負荷領域区分手段は、スロットル開度とエンジン回転数に基づいて負荷領域を区分することを特徴とする請求項１記載の内燃機関の異常燃焼計数装置。
【請求項４】
前記表示手段は、前記負荷領域区分手段が区分した負荷領域ごとにそれぞれ設けたことを特徴とする請求項１記載の内燃機関の異常燃焼計数装置。
【請求項５】
前記表示手段は、前記負荷領域区分手段が区分した複数の負荷領域で共通に使用し、
負荷領域ごとに表示を切り換える切換手段を備えたことを特徴とする請求項１記載の内燃機関の異常燃焼計数装置。
【請求項６】
車両に搭載されて使用されることを特徴とする請求項１記載の内燃機関の異常燃焼計数装置。
【請求項７】
前記圧力センサーと、前記異常燃焼パルス信号出力手段、前記負荷領域区分手段、前記種分け手段、前記カウンタとともに、前記カウンタの計数値を一時的に記憶する記憶手段と、前記記憶手段が記憶した計数値データを出力する出力手段とが車両に搭載され、
前記出力手段が出力した計数値データ信号を入力する入力手段と、前記入力手段が入力した計数値データ信号の計数値を表示する表示手段とが車両外に配置されることを特徴とする請求項１記載の内燃機関の異常燃焼計数装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、内燃機関の異常燃焼を計数する装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
内燃機関の燃焼室内の点火火花による正常な燃焼の火炎伝播によらず、伝播火炎前方の未燃混合気（エンドガス）が急激に燃焼（爆発的燃焼：デトネーション）すると、その衝撃によって燃焼室に激しい圧力振動が生じ、その際内燃機関は金属的なたたき音いわゆるノッキングが起きる。
【０００３】
従来よりノッキングの発生数を計数して、その発生頻度により異常燃焼を正確に判定しようとする例（特公昭５５−１７９２８号公報等）が提案されている。上記公報に記載された例では、内燃機関のノッキングの強度とその頻度を同時に検出表示させ、ノッキングの定量的評価に正確を期するようにしてノッキングの判定作業を容易にしている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし内燃機関の異常燃焼は、混合気の圧力・温度経過，空燃比，混合状態，燃料のオクタン価，表面着火抵抗あるいは機関回転数，燃焼室構造等に密接に係わっており、ノッキングの判定がされてもそのノッキングを抑制するために内燃機関をいかなる設定状態にすればよいかを決めることは容易ではなかった。
【０００５】
特にレース用内燃機関の場合、気化器の設定が異常燃焼の発生回数に影響するが、調整すべき設定場所（メインジェット，スロージェット等）の決定および調整方向と量の判定などを確実にかつ素早く行うことが要求される。
【０００６】
一方従来より４ストローク内燃機関の場合、低速ノッキングと全開域の高速ノッキングが知られており、２ストローク内燃機関においてはスロットル開度が２５％域でもデトネーションが生じることが知られており、各負荷領域によって異常燃焼の原因が異なり、負荷領域ごとに特徴的に発生することが分かっている。
【０００７】
そこで本発明はかかる点に鑑みなされたもので、その目的とする処は、内燃機関の負荷状態ごとの異常燃焼回数を計数し表示することで、異常燃焼を抑制するに適切な内燃機関の設定に反映することができる内燃機関の異常燃焼計数装置を供する点にある。
【０００８】
【課題を解決するための手段および作用効果】
上記目的を達成するために、本発明は、内燃機関の気筒内の圧力変化を検出する圧力センサーと、前記圧力センサーの検出信号から異常燃焼の発生を判定し異常燃焼パルス信号を出力する異常燃焼パルス信号出力手段と、該内燃機関の負荷領域を少なくともスロットル開度に基づいて判定し高負荷領域と低負荷領域に区分する負荷領域区分手段と、前記異常燃焼パルス信号出力手段から出力された異常燃焼パルス信号を、前記負荷領域区分手段により区分された高負荷領域と低負荷領域に種分けする種分け手段と、前記種分け手段により種分けされた異常燃焼パルス信号を種類ごとにそれぞれ計数するカウンタと、前記カウンタの計数値を表示する表示手段とを備えた内燃機関の異常燃焼計数装置とした。
【０００９】
負荷領域区分手段により区分された高負荷領域と低負荷領域それぞれに異常燃焼パルス信号をカウンタが計数し表示手段によりそれぞれ異常燃焼回数が表示されるので、異常燃焼の抑制のための内燃機関の最適設定方法を確実かつ素早く決定することができる。
【００１０】
前記内燃機関の異常燃焼計数装置において、前記負荷領域区分手段が、スロットル開度に基づいて負荷領域を区分することで、スロットル開度に基づいて区分された負荷領域ごとに異常燃焼回数が表示され、特に気化器における調整すべきジェットの選定を容易にし、設定を適切にかつ速やかに行うことができる。
【００１２】
前記内燃機関の異常燃焼計数装置において、前記負荷領域区分手段が区分した負荷領域ごとにそれぞれ前記表示手段を設けることで、各負荷領域の異常燃焼回数を同時に見ることができ、計数値を比較することでより内燃機関の設定を容易にすることができる。
【００１３】
前記内燃機関の異常燃焼計数装置において、前記負荷領域区分手段が区分した複数の負荷領域で前記表示手段を共通に使用し、負荷領域ごとに表示を切り換える切換手段を備えることで、表示部の小型・軽量化および低コスト化を図ることができる。
【００１４】
前記内燃機関の異常燃焼計数装置は車両に搭載されて使用されることで、走行中でも負荷領域ごとの異常燃焼回数を表示し読み取ることができる。
【００１５】
また前記圧力センサーと、前記異常燃焼パルス信号出力手段、前記負荷領域区分手段、前記種分け手段、前記カウンタとともに、前記カウンタの計数値を一時的に記憶する記憶手段と、前記記憶手段が記憶した計数値データを出力する出力手段とを車両に搭載し、前記出力手段が出力した計数値データ信号を入力する入力手段と、前記入力手段が入力した計数値データ信号の計数値を表示する表示手段とを車両外に配置する請求項１記載の内燃機関の異常燃焼計数装置とする。
【００１６】
車両には表示手段は搭載せず、その代わり測定した負荷領域ごとの異常燃焼回数を記憶手段が記憶しておき、走行後に出力手段によりデータを出力し、車両外の入力手段がデータを入力して表示手段により表示する。
【００１７】
したがって走行後ピット作業の際に負荷領域ごとの異常燃焼回数を読み取ることができ、ピット作業を円滑に行うことができる。
またコンピュータにデータを入力させデータを分析することもできる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下本発明に係る一実施の形態について図１ないし図３に図示し説明する。
本実施の形態の異常燃焼計数装置１０は、２気筒内燃機関を搭載した自動二輪車に搭載され、内燃機関の各気筒１，２ごとに高負荷領域と低負荷領域の異常燃焼回数を計測表示するものであり、図１に示すように矩形のケース１１に集約的に収納されて構成されており、ケース１１の表面に７セグメントＬＥＤによる５桁の数字表示部１２，１３，１４，１５が４つ２行２列に配列されている。
【００１９】
図１において数字表示部１２，１３，１４，１５は左右の列ごとに気筒１，２（１ＣＨ  ，２ＣＨ）に対応しており、上下の行は上の数字表示部１２，１４が高負荷領域（ＨＩ），下の数字表示部１３，１５が低負荷領域（ＬＯＷ）の異常燃焼回数を表示する。
【００２０】
すなわち左上の数字表示部１２は第１気筒の高負荷領域、左下の数字表示部１３は第１気筒の低負荷領域、右上の数字表示部１４は第２気筒の高負荷領域、左下の数字表示部１５は第２気筒の低負荷領域の各異常燃焼回数を表示する。
その他ケース１１の表面にはリセットスイッチ１６が設けられている。
【００２１】
一方異常燃焼を検出するセンサーは、静電容量変化タイプの圧電素子からなる指圧センサー５，６であり、点火プラグ３，４の気筒１，２への取付座金として取り付けられるプラグガスケット型の指圧センサー（ＰＧＳ）である。
【００２２】
図１に示すように各気筒１，２の点火プラグ３，４の取付部に取り付けられた指圧センサー５，６からは信号線７，８が延出しており、一方の異常燃焼計数装置本体から延びた信号線１７，１８とコネクターを介して接続されている。
その他異常燃焼計数装置本体からは車両の電子コントロールユニットＥＣＵ２０からの信号を入力する信号線１９および電源２５と結ぶ電力線２６が延出している。
【００２３】
本異常燃焼計数装置１０の信号処理回路のブロック図を図２に示す。
同ブロック図は一方の気筒１について指圧センサー（ＰＧＳ）５からの検出信号の処理過程のブロック図であり、他方の気筒２についても同様である。
【００２４】
指圧センサー（ＰＧＳ）５が検出した異常燃焼の圧力検出信号は、入力回路３１により信号レベルが調整され、次いでバンドパスフィルタ３２により内燃機関のデトネーション信号が現れる所定の周波数帯域のみを通して他の周波数帯域のノイズを除去する。
【００２５】
バンドパスフィルタ３２を通過した信号のうち設定レベル以上のデトネーション信号であるか否かを次のレベルコンパレータ３３により判定し、設定レベル以上のデトネーション信号と判定された場合は同信号に対してパルス信号を出力する。
【００２６】
同パルス信号は、次のカウンタドライバー３４によりカウンタ駆動用のパルス信号に成形され、高負荷ゲート回路３５を介して高負荷カウンタ３７および低負荷ゲート回路３６を介して低負荷カウンタ３８に選択的に出力される。
【００２７】
高負荷ゲート回路３５と低負荷ゲート回路３６は、それぞれ高負荷ゲート作動回路３９と低負荷作動ゲート回路４０により作動され、高負荷ゲート作動回路３９と低負荷作動ゲート回路４０にはＥＣＵ２０から負荷領域を示す信号が入力される。
【００２８】
ＥＣＵ２０には、車両の運転状態を示す種々の検出信号が入力されるが、そのうちスロットル弁の開度を検出するスロットル開度センサー４１からの検出信号も入力されており、ＥＣＵ２０は該スロットル開度検出信号に基づいて負荷状態が高負荷領域にあるか低負荷領域にあるかを判定し、いずれの負荷領域にあるかを示す信号を前記高負荷ゲート作動回路３９と低負荷作動ゲート回路４０に出力する。
【００２９】
例えばスロットル開度センサー４１からの検出信号がスロットル弁が全開の５０％開度を判定レベルとして５０％以上の開度であれば高負荷領域にあり、５０％未満の開度であれば低負荷領域にあると判定する。
【００３０】
ＥＣＵ２０から出力される信号が高負荷領域を示している場合は、高負荷ゲート作動回路３９は高負荷ゲート回路３５を開くように作動し、カウンタドライバー３４からのパルス信号を高負荷カウンタ３７に通し計数を行うようにし、他方の低負荷ゲート作動回路４０は低負荷ゲート回路３６を閉じるように作動し、低負荷カウンタ３８は計数をしないように制御される。
【００３１】
逆にＥＣＵ２０から出力される信号が低負荷領域を示している場合は、高負荷ゲート作動回路３９は高負荷ゲート回路３５を閉じ、低負荷ゲート作動回路４０は低負荷ゲート回路３６を開き、カウンタドライバー３４からのパルス信号を低負荷カウンタ３８のみが計数する。
【００３２】
このように負荷領域ごとにそれぞれ高負荷カウンタ３７と低負荷カウンタ３８とがカウンタドライバー３４からのパルス信号を計数すなわち異常燃焼回数を計数し、計数された結果はそれぞれの数字表示部１２，１３，１４，１５が表示する。
【００３３】
以上の入力回路３１からゲート回路３５，３６までの一実施例を図３に示す。
入力回路３１は、気筒ごとの指圧センサー（ＰＧＳ）５，６からの検出信号がそれぞれ入力される一対の同じ回路からなり、抵抗３１１  ，３１２  ，ダイオード３１３  ，３１４  により分割された電圧に信号レベルが調整される。
【００３４】
信号レベルが調整された気筒ごとの各検出信号は、バンドパスフィルタ３２のクロック信号に基づき駆動する各フィルタＩＣ３２１  にそれぞれ入力され、各フィルタＩＣ３２１  は抵抗３２２  ，３２３  で設定された所定の周波数帯域のみを通し、次段のレベルコンパレータ３３のデュアルＯＰ  ＡＭＰ３３１  に出力する。
【００３５】
レベルコンパレータ３３のデュアルＯＰ  ＡＭＰ３３１  は、オペアンプが２個一体に組み込まれたもので、各気筒ごとの各フィルタＩＣ３２１  からの出力信号がそれぞれの入力端子に接続され、抵抗３３２  ，３３３  で設定された判定レベル以上のデトネーション信号をそれぞれ判別し、判定レベル以上の１デトネーション信号に対して１パルス信号をそれぞれ次段のカウンタドライバー３４のワンショットＩＣ３４１  に出力する。
【００３６】
カウンタドライバー３４のワンショットＩＣ３４１  は、デュアルタイプで各気筒ごとに入力されたパルス信号に対して抵抗３４２  ，コンデンサ３４３  により設定された時間幅のカウンタ駆動用のパルス信号に成形し、同気筒ごとのパルス信号はそれぞれ分岐して次段の高負荷ゲート回路３５と低負荷ゲート回路３６のいずれにも入力されるようになっている。
【００３７】
高負荷ゲート回路３５は、２つの気筒に対応する同一の２回路を有し、各回路はトランジスタ３５１  と抵抗３５２  ，３５３  ，コンデンサ３５４  からなり、各回路はワンショットＩＣ３４１  からの出力信号線が抵抗３５２  を介してトランジスタ３５１  のベース端子に接続され、同ベース端子には一端を接地された抵抗３５３  とコンデンサ３５４  が並列に接続されるとともに、高負荷ゲート作動回路３９に接続される。
トランジスタ３５１  のコレクタ端子が出力端子として高負荷カウンタ３７に接続される。
【００３８】
低負荷ゲート回路３６も２つの気筒に対応し同様のトランジスタ３６１  と抵抗３６２  ，３６３  ，コンデンサ３６４  からなり回路構成であり、トランジスタ３６１  のベース端子は低負荷ゲート作動回路４０に接続されており、トランジスタ３６１  のコレクタ端子が低負荷カウンタ３８に接続される。
【００３９】
高負荷ゲート作動回路３９および低負荷ゲート作動回路４０には、ＥＣＵ２０から区分された負荷領域を示す信号が入力される。
同信号は高負荷領域であればＨ（ハイ）レベル、低負荷領域であればＬ（ロー）レベルの電圧値を示すＨＬ信号である。
【００４０】
高負荷ゲート作動回路３９は、入力信号線が分岐して２つのＮＯＴ回路３９１  ，３９２  に接続され、各ＮＯＴ回路３９１  ，３９２  の出力線はエミッタ接地のトランジスタ３９３  ，３９４  のベース端子に接続されており、トランジスタ３９３  ，３９４  の各コレクタ端子が高負荷ゲート回路３５のトランジスタ３５１  ，３５１  のベース端子にそれぞれ接続されている。
【００４１】
したがって高負荷領域でＨレベルの信号が高負荷ゲート作動回路３９に入力されると、ＮＯＴ回路３９１  ，３９２  によりＬレベルに反転されてトランジスタ３９３  ，３９４  の各コレクタ端子に入力されるのでトランジスタ３９３  ，３９４  は非導通となり、したがって高負荷ゲート回路３５のトランジスタ３５１  のベース端子は接地されずゲートを開いた状態とし、ワンショットＩＣ３４１  の出力パルス信号を高負荷カウンタ３７側に通し、計数させることができる。
【００４２】
逆に低負荷領域でＬレベルの信号が高負荷ゲート作動回路３９に入力されると、トランジスタ３９３  ，３９４  は導通し、高負荷ゲート回路３５のトランジスタ３５１  のベース端子は接地されゲートを閉じ、ワンショットＩＣ３４１  の出力パルス信号を高負荷カウンタ３７側に通さず計数は行われない。
【００４３】
一方低負荷ゲート作動回路４０は、入力線が分岐して２つのＮＯＴ回路４０１  ，４０２  に接続され、各ＮＯＴ回路４０１  ，４０２  はさらにもう一段のＮＯＴ回路４０３  ，４０４  に接続され、同ＮＯＴ回路４０３  ，４０４  の出力信号線がエミッタ接地のトランジスタ４０５  ，４０６  のベース端子に接続されており、トランジスタ４０５  ，４０６  の各コレクタ端子が低負荷ゲート回路３６のトランジスタ３６１  ，３６１  のベース端子にそれぞれ接続されている。
【００４４】
したがって低負荷ゲート作動回路４０にＨレベルの信号が入力されると、トランジスタ４０５  ，４０６  はベース端子がＨレベルで導通し、低負荷ゲート回路３６のトランジスタ３６１  のベース端子を接地してゲートを閉じ、逆に低負荷ゲート作動回路４０にＨレベルの信号が入力されると、トランジスタ４０５  ，４０６  は非導通で低負荷ゲート回路３６のトランジスタ３６１  ，３６１  はゲートを開き、低負荷カウンタ３８は計数を行う。
【００４５】
本異常燃焼計数装置１０は、以上のような回路構成を有し、ＥＣＵ２０がスロットル開度に基づいて区分した高負荷領域と低負荷領域のそれぞれについて異常燃焼回数を気筒１，２ごとに前記４つの数字表示部１２，１３，１４，１５に表示させることができる。
【００４６】
負荷領域をスロットル開度に基づいて区分しているので、その各負荷領域の異常燃焼回数を数字表示部１２，１３，１４，１５より読み取ることにより、特に気化器における調整を速やかにかつ適切に行うことができる。
【００４７】
すなわち気化器に備えるメインジェット，スロージェットその他のジェットのいずれのジェットを調整すればよいか、どの方向へどの程度調整すべきか等が高負荷領域の異常燃焼回数と低負荷領域の異常燃焼回数から判断することができる。
なお本２気筒の内燃機関は、気筒１，２ごとに気化器をそれぞれ備えており、各気化器の調整を独立に行うことができる。
【００４８】
以上の実施の形態では、負荷領域を区分するのにスロットル開度に基づいて行っていたが、エンジン回転数と吸入負圧に基づいて負荷領域を区分するようにしてもよい。
【００４９】
エンジン回転数と吸入負圧はともにＥＣＵ２０に入力されているので、前記同様ＥＣＵ２０が区分することができ、エンジン回転数と吸入負圧がともに所定値以上のとき高負荷領域、それ以外は低負荷領域と区分して前記ゲート作動回路にＨＬ信号として出力すればよい。
【００５０】
エンジン回転数と吸入負圧に基づいて負荷領域を区分し、各負荷領域の異常燃焼回数を表示することで、特に燃料噴射制御の場合にインジェクションの調整を適切かつ速やかに行うことができる。
さらにスロットル開度とエンジン回転数に基づいて負荷領域を区分することもできる。
【００５１】
また以上の実施の形態では、各負荷領域について同時に異常燃焼回数を表示していたが、表示部を共通に使用するものとして切換手段により負荷領域ごと表示を切り換えるようにしてもよく、こうすることにより表示部の小型・軽量化および低コスト化を図ることができる。
【００５２】
本異常燃焼計数装置１０は、自動二輪車に搭載されており、走行中に数字表示部１２，１３、１４、１５から負荷領域ごとの異常燃焼回数を読み取ることができる。
【００５３】
自動二輪車に搭載される前記異常燃焼計数装置１０の数字表示部１２，１３、１４、１５の代わりに高負荷カウンタ３７および低負荷カウンタ３８の計数値データを記憶するメモリーと、同メモリーに記憶した計数値データを出力する出力手段とを車両に備え、一方でピット等に表示手段と入力手段とを備え、走行後自動二輪車がピットインすると入力手段から延びる通信ケーブルを車両側の出力手段に接続し、前記メモリーが記憶した計数値データを表示手段に表示させることもできる。
【００５４】
車両側には数値表示部を搭載する必要がなく、車両がピットインしたときに負荷領域ごとの異常燃焼回数を読み取れるので、内燃機関の調整に支障を来すことはない。
【００５５】
またパーソナルコンピュータを接続するようにすれば、負荷領域ごとの異常燃焼回数を表示することができるとともに、調整ごとの異常燃焼回数の変化をグラフ等で表示することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態に係る異常燃焼計数装置およびＥＣＵおよび電源との接続構成を示す図である。
【図２】同異常燃焼計数装置のブロック構成図である。
【図３】同異常燃焼計数装置の回路例を示す図である。
【符号の説明】
１，２…気筒、３，４…点火プラグ、５，６…指圧センサー（ＰＧＳ）、７，８…信号線、
１０…異常燃焼計数装置、１１…ケース、１２，１３，１４，１５…数字表示部、１６…リセットスイッチ、１７，１８，１９…信号線、
２０…ＥＣＵ、２５…電源、２６…電力線、
３１…入力回路、３２…バンドパスフィルタ、３３…レベルコンパレータ、３４…カウンタドライバー、３５…高負荷ゲート回路、３６…低負荷ゲート回路、３７…高負荷カウンタ、３８…低負荷カウンタ、３９…高負荷ゲート作動回路、４０…低負荷ゲート作動回路、４１…スロットル開度センサー。
【図１】
0003614584.tif 000002
【図２】
0003614584.tif 000003
【図３】
0003614584.tif 000004