(57)【要約】【課題】より正確かつ迅速に過早着火を検出する。【解決手段】筒内圧力検出器１により検出された筒内圧力検出値に基づいて、燃焼室内４４の過早着火を検出する内燃機関２０の異常燃焼検出システム１００であって、筒内圧力検出器の筒内圧力検出値及びクランク角検出器２のクランク角検出値に基づいて筒内圧力線を生成する筒内圧力線生成部１１２と、少なくとも内燃機関の点火タイミング、負荷、及びブースト圧に基づいて、筒内圧力線が通常の燃焼サイクルにおける筒内圧力線の範囲から外れた部分を過早着火領域として設定する過早着火領域設定部１１４と、筒内圧力線が過早着火領域に含まれているか否かに基づいて過早着火の発生を判定する過早着火判定部１１６と、少なくとも通常の燃焼サイクル時の筒内圧波形線のデータと、過早着火の発生時の筒内圧力線のデータを保存する記憶部１２０と、を備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも筒内圧力検出器により検出された筒内圧力検出値に基づいて、燃焼室内の燃焼状態を診断して過早着火を検出する内燃機関の異常燃焼検出システムであって、
前記筒内圧力検出値に基づいて定まる筒内圧力線が通常の燃焼サイクルにおける筒内圧力線の範囲から外れた部分を、少なくとも前記内燃機関の点火タイミング、負荷、及びブースト圧に基づいて前記過早着火が発生する過早着火領域として設定する過早着火領域設定部と、
前記筒内圧力検出器からの筒内圧力検出値及びクランク角検出器からのクランク角検出値に基づいて筒内圧力線を生成する筒内圧力線生成部と、
前記筒内圧力線が前記過早着火領域に含まれているか否かに基づいて前記過早着火の発生を判定する過早着火判定部と、
少なくとも前記過早着火領域のデータ、前記通常の燃焼サイクル時の筒内圧波形線のデータ、及び前記過早着火の発生時の筒内圧力線のデータを保存する記憶部と、を備えることを特徴とする内燃機関の異常燃焼検出システム。
【請求項２】
前記過早着火領域設定部は、前記点火タイミングの前に前記筒内圧力線が前記通常の燃焼サイクルにおける筒内圧力線より進角する部分を前記過早着火領域として設定することを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の異常燃焼検出システム。
【請求項３】
前記過早着火領域設定部は、前記負荷及び前記ブースト圧の大きさに応じて前記過早着火領域を設定し、
前記記憶部は、前記負荷及び前記ブースト圧の大きさに応じて設定される過早着火領域のデータをそれぞれ保存することを特徴とする請求項１又は２に記載の内燃機関の異常燃焼検出システム。
【請求項４】
前記過早着火領域設定部は、前記点火タイミングに応じて前記過早着火領域を設定し、
前記記憶部は、前記点火タイミングに応じて設定される各過早着火領域のデータをそれぞれ保存することを特徴とする請求項１又は２に記載の内燃機関の異常燃焼検出システム。
【請求項５】
少なくとも前記筒内圧力線、前記過早着火領域、及び前記過早着火判定部の判定結果を表示する表示部と、
前記表示部で表示される前記筒内圧力線、前記過早着火領域、及び前記過早着火判定部の判定結果を撮像する視覚センサと、を更に備え、
前記過早着火判定部は、前記視覚センサで撮像した画像データに基づき、前記過早着火の発生を判定することを特徴とする請求項１〜４の何れかに記載の内燃機関の異常燃焼検出システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃料ガスを空気と混合して、エンジンの燃焼室内で燃焼せしめるように構成されたガスエンジンを含む内燃機関の異常燃焼検出システムに関し、特にエンジンの燃焼室内で発生する過早着火の検出に関する。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関、特に都市ガス等の清浄ガスを主燃料とするガスエンジンにおいては、燃焼室内における失火や消炎及び混合気濃度の不均一等によるノッキングの発生を確実に検知して速やかに対応処置を行うことが要求される。また、ガスエンジン、ガソリンエンジン、デイーゼルエンジン等の内燃機関については、失火や消炎、ノッキングに加えて、燃焼室内の最高圧力即ち筒内最高圧力の過大な上昇や圧縮圧力の低下を確実に検知してエンジンの耐久性、性能の安定性を維持することが要求される。
【０００３】
かかる内燃機関の燃焼室内における燃焼状態を検知、診断する燃焼診断システムの従来技術として、特許文献１には、筒内圧力検出の異常発生を迅速に検知して、エンジンの運転を停止することなく燃焼トラブルに対処可能な燃焼診断・制御装置が開示されている。本燃焼診断・制御装置では、燃焼室内の圧力を検出する筒内圧センサでの検出結果から、筒内最高圧力Ｐｐと圧縮行程における任意点の圧縮圧力Ｐ０との最高圧力比Ｐｐ／Ｐ０を算出し、当該最高圧力比に基づいて、燃焼室内の燃焼状態の診断を行っている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】再表２００２−０７９６２９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
予混合であるガスエンジンでは、点火プラグによる着火、又はマイクロパイロット軽油燃料による着火のタイミングの前に、点火タイミングが進角する過早着火と呼ばれる異常燃焼が発生することがある。過早着火が発生した場合は、著しく筒内圧が上昇して、内燃機関が損傷する可能性があるので、過早着火の防止が必須となる。
【０００６】
特許文献１に開示されている燃焼診断装置では、コンプレッション圧Ｐｃと筒内最高圧Ｐｍａｘの比を運転サイクル毎に求めて、各運転サイクルで前の運転サイクルと当該圧力比を比較して、内燃機関の異常燃焼の発生を検知している。しかしながら、本燃焼診断装置による異常燃焼の検知方法は、過早着火等の異常燃焼を実現象としてタイミングが進角したものを検知しているわけではないため、途中消炎等の何らかの理由で判定条件に該当しない場合は、過早着火の発生を認識できない可能性がある。すなわち、本来の過早着火の現象を考慮すると、全運転サイクルを対象としてタイミング進角か否かの判定をダイレクトに行うべきである。
【０００７】
また、本燃焼診断装置による過早着火を含む異常燃焼の判定方法は、コンプレッション圧や筒内最高圧等の電圧信号の演算により、異常燃焼を簡易判定で検知しており、過早着火の発生を直接的に認識するものでなく、過早着火の発生や頻度を検知するのに時間を要する。さらに、ガスエンジンの開発過程において、軽微なものも含めて過早着火の発生具合を確実に検出するニーズがあるが、従来の異常燃焼の検知方法では、一定の閾値の大きさ以上の筒内圧を誘発する過早着火のみを検出して、その数をカウントしていた。このため、途中消炎や弱い軽微な過早着火の場合、ロジックに引っかからない可能性があり、その検出が困難であった。
【０００８】
本発明は、従来の燃焼診断・制御装置が有する上記課題に鑑みてなされたものであり、より正確かつ迅速に過早着火の発生やその頻度を検出することの可能な、新規かつ改良された内燃機関の異常燃焼検出システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の一態様は、少なくとも筒内圧力検出器により検出された筒内圧力検出値に基づいて、燃焼室内の燃焼状態を診断して過早着火を検出する内燃機関の異常燃焼検出システムであって、前記筒内圧力検出値に基づいて定まる筒内圧力線が通常の燃焼サイクルにおける筒内圧力線の範囲から外れた部分を、少なくとも前記内燃機関の点火タイミング、負荷、及びブースト圧に基づいて前記過早着火が発生する過早着火領域として設定する過早着火領域設定部と、前記筒内圧力検出器からの筒内圧力検出値及びクランク角検出器からのクランク角検出値に基づいて筒内圧力線を生成する筒内圧力線生成部と、前記筒内圧力線が前記過早着火領域に含まれているか否かに基づいて前記過早着火の発生を判定する過早着火判定部と、少なくとも前記過早着火領域のデータ、前記通常の燃焼サイクル時の筒内圧波形線のデータ、及び前記過早着火の発生時の筒内圧力線のデータを保存する記憶部と、を備えることを特徴とする内燃機関の異常燃焼検出システムに関係する。
【００１０】
本発明の一態様によれば、内燃機関の点火タイミング、負荷、及びブースト圧に基づいて定まる過早着火領域に筒内圧力線が含まれれば、過早着火の発生が検出されるので、より正確かつ迅速に過早着火の発生やその頻度を検出できる。
【００１１】
このとき、本発明の一態様では、前記過早着火領域設定部は、前記点火タイミングの前に前記筒内圧力線が前記通常の燃焼サイクルにおける筒内圧力線より進角する部分を前記過早着火領域として設定することとしてもよい。
【００１２】
このようにすれば、過早着火として検出される領域を過早着火領域として設定するので、過早着火の程度の大きさを問わずに、より確実に検出できるので、過早着火の検出の取りこぼしを低減できる。
【００１３】
また、本発明の一態様では、前記過早着火領域設定部は、前記負荷及び前記ブースト圧の大きさに応じて前記過早着火領域を設定し、前記記憶部は、前記負荷及び前記ブースト圧の大きさに応じて設定される過早着火領域のデータをそれぞれ保存することとしてもよい。
【００１４】
このように、エンジンの負荷やブースト圧の大きさに応じて、段階的に過早着火領域データを保存することによって、エンジンの使用状況の変化に対応した過早着火を確実に検出できるので、その取りこぼしが低減される。
【００１５】
また、本発明の一態様では、前記過早着火領域設定部は、前記点火タイミングに応じて前記過早着火領域を設定し、前記記憶部は、前記点火タイミングに応じて設定される各過早着火領域のデータをそれぞれ保存することとしてもよい。
【００１６】
このようにすれば、点火タイミングに応じて筒内圧力線が進角又は遅角しても、確実に過早着火を検出できるので、その取りこぼしが低減される。
【００１７】
また、本発明の一態様では、少なくとも前記筒内圧力線、前記過早着火領域、及び前記過早着火判定部の判定結果を表示する表示部と、前記表示部で表示される前記筒内圧力線、前記過早着火領域、及び前記過早着火判定部の判定結果を撮像する視覚センサと、を更に備え、前記過早着火判定部は、前記視覚センサで撮像した画像データに基づき、前記過早着火の発生を判定することとしてもよい。
【００１８】
このようにすれば、視覚センサで撮像した圧力波形画像を用いることによって、より正確に過早着火の発生やその頻度を検出することができる。
【発明の効果】
【００１９】
以上説明したように本発明によれば、燃焼診断装置で筒内圧力線を用いて異常燃焼を検出する際に、内燃機関の点火タイミング、負荷、及びブースト圧に基づいて定まる過早着火領域を事前に設定してから、筒内圧力線を生成する。このため、生成される筒内圧力線が過早着火領域に含まれるか否かに基づいて、過早着火の発生やその頻度を正確に検出することができ、また軽微な過早着火を含めて、その検出の取りこぼしも低減される。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の内燃機関の異常燃焼検出システムの第1の実施形態の概略構成図である。
【図２】本実施形態における内燃機関の異常燃焼検出システムによる過早着火検出の動作を説明するフローチャートである。
【図３】通常の燃焼サイクルにおける筒内圧力線と、過早着火が発生したときの筒内圧力線を示す図である。
【図４】本実施形態の内燃機関の異常燃焼検出システムにおける負荷、ブースト圧の変化に伴う過早着火領域設定の動作説明図である。
【図５】本実施形態の内燃機関の異常燃焼検出システムにおける点火タイミングの変化に伴う過早着火領域設定の動作説明図である。
【図６】本発明の内燃機関の異常燃焼検出システムの第２の実施形態の概略構成図である。
【図７】本実施形態の内燃機関の異常燃焼検出システムにおける画像撮像の動作説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、以下に説明する本実施形態は、特許請求の範囲に記載された本発明の内容を不当に限定するものではなく、本実施形態で説明される構成の全てが本発明の解決手段として必須であるとは限らない。
【００２２】
（第１の実施形態）
まず、本発明の内燃機関の異常燃焼検出システムの第1の実施形態の構成について、図面を使用しながら説明する。図１は、本発明の内燃機関の異常燃焼検出システムの第1の実施形態の概略構成図である。
【００２３】
本実施形態の内燃機関の異常燃焼検出システムは、燃料ガスを空気と混合して、エンジンの燃焼室内で燃焼せしめるように構成されたガスエンジンを含む内燃機関の異常燃焼検出システムであり、エンジンの燃焼室内で発生する過早着火を検出するものである。図１に示すように、本実施形態の内燃機関の異常燃焼検出システムは、ガスエンジン２０と、燃焼診断装置１１０と、記憶部１２０と、表示装置１３０と、燃焼制御装置１５０とを備える。
【００２４】
ガスエンジン２０は、吸気弁４１、排気弁４２、排気管４３、燃焼室４４、ピストン４５、クランク軸４６を備える。吸気弁４１は、吸気管９に通じており、該吸気管９の管路の途中に該吸気管路９内を通流する空気（吸気）中に燃料ガスを噴射するガス噴射装置１０が設けられている。ガス噴射装置１０は、ガス供給管８を介して、燃料ガスを収容する燃料ガスタンク（図示省略）と接続されている。ガス供給電磁弁７は、ガス供給管８のガス噴射装置１０入口に設けられ、図示しない電磁弁制御装置からの制御信号により開閉せしめられて、ガス供給管路８の流路面積を調整すると共に、後述する燃焼制御装置１２からの制御信号により遮断あるいは開度制御される。なお、本実施形態では、吸気管９には、ブースト圧を検出するブースト圧検出器３が設けられ、検出されたブースト圧値の検出信号は、燃料診断装置１１０に送信され、燃焼室内４４の燃焼状態の診断に使用される。
【００２５】
点火装置１１は、ガスエンジン２０の起動時に、不図示の副室内にパイロット燃料噴射弁１２からパイロット燃料を噴射してトーチ着火させて、主燃焼室側の希薄混合ガスの燃焼を促進する。筒内圧力検出器１は、燃焼室４４内のガス圧力即ち筒内圧力を検出し、クランク角検出器２は、クランク軸４６のクランク角を検出する。筒内圧力検出器１で検出される筒内圧力値の検出信号と、クランク角検出器２で検出されるクランク角値の検出信号は、燃料診断装置１１０に送信され、燃焼室内４４の燃焼状態の診断に使用される。
【００２６】
燃焼診断装置１１０は、エンジン２０の燃焼室４４における失火や消炎、ノッキング等の異常燃焼の有無を検出するために、燃焼室４４の燃焼状態を診断する。本実施形態では、燃焼診断装置１１０は、過早着火領域設定部１１２と、筒内圧力線生成部１１４と、過早着火判定部１１６とを備える。
【００２７】
過早着火領域設定部１１２は、筒内圧力検出値に基づいて定まる筒内圧力線が通常の燃焼サイクルにおける筒内圧力線の範囲から外れた部分を過早着火が発生する過早着火領域として設定する。本実施形態では、エンジン（内燃機関）２０の負荷、点火タイミング、及びブースト圧に基づいて過早着火が発生する過早着火領域を設定する。なお、過早着火領域設定部１１２による過早着火領域の設定動作の詳細については、後述する。
【００２８】
筒内圧力線生成部１１４は、筒内圧力検出器１からの筒内圧力検出値とクランク角検出器２からのクランク角検出値に基づいて、筒内圧力線を生成する。過早着火判定部１１６は、筒内圧力線が過早着火領域に含まれているか否かに基づいて、過早着火の発生を判定する。なお、過早着火判定部１１６による過早着火発生の判定動作の詳細については、後述する。
【００２９】
表示装置６は、燃焼診断装置１１０における診断結果を表示する。本実施形態では、表示装置６は、少なくとも上述の筒内圧力線、過早着火領域、及び過早着火判定部１１６の判定結果を表示する。なお、燃焼診断装置５に燃焼診断結果に基づく警報を発信する警報装置を接続してもよい。
【００３０】
記憶部１３０は、本実施形態の内燃機関の異常燃焼検出システム１００で検出するエンジン２０の燃焼室内４４に発生する異常燃焼を検出するために必要な各種データを保存する。本実施形態では、記憶部１３０は、少なくとも過早着火領域のデータ、通常の燃焼サイクル時の筒内圧波形線のデータ、及び過早着火の発生時の筒内圧力線のデータをそれぞれマッピング化して保存している。
【００３１】
燃焼制御装置１５０は、燃焼診断装置１１０の過早着火判定部１１６における判定結果信号が入力され、判定結果信号に基づきガス供給電磁弁７を遮断あるいは開度制御すると共に、点火装置１１の作動を制御する。本実施形態では、燃焼制御装置１５０は、点火装置１１の作動を制御する点火タイミング制御部１５２と、ガス供給電磁弁７を遮断あるいは開度制御する負荷制御部１５４とを備える。
【００３２】
かかる構成からなるガスエンジンの運転時において、点火装置１１においてトーチ着火がなされると共に、ガスバルブ（図示省略）が開かれると、燃料ガスタンク（図示省略）内の燃料ガスがガス圧力調整装置（図示省略）で圧力を調整されて、ガス噴射装置１０に供給され、ガス供給電磁弁７の開弁により吸気管９内の空気中に噴出され該空気と混合される。そして、ガス噴射装置１０からの混合気は、吸気弁４１の開弁と共に点火装置１１からの噴出火炎によって予燃焼がなされている燃焼室４４内に導入されて燃焼し、所定の燃焼サイクルがなされる。
【００３３】
次に、本実施形態の内燃機関の異常燃焼検出システムによる過早着火検出の動作について、図面を使用しながら説明する。図２は、本実施形態における内燃機関の異常燃焼検出システムによる過早着火検出の動作を説明するフローチャートである。
【００３４】
まず、筒内圧力検出値に基づいて定まる筒内圧力線が通常の燃焼サイクルにおける筒内圧力線の範囲から外れた部分を過早着火が発生する過早着火領域として設定する（工程Ｓ１１）。ここで、筒内圧力検出器により検出された筒内圧力検出値に基づいて定まる筒内圧力線について、図面を使用しながら説明する。
【００３５】
図３は、通常の燃焼サイクル時、過早着火が発生したときの筒内圧力線を示し、Ｍ１が燃焼せずにピストンを動かした場合の筒内圧力線、Ｎ１が正常な燃焼が行われる通常燃焼サイクルでの筒内圧力線、Ｐ１が過早着火が発生した場合の筒内圧力線を示す。図３に示すように、エンジンが点火されると、燃焼室内の圧力が上昇するので、筒内圧力線は、点火タイミング点Ｐｓを境に、Ｍ１からＮ１を示すようになる。点火装置１１による着火前に、点火タイミングが進角する過早着火が起きると、筒内圧力線は、Ｐ１に示すように、大幅に筒内圧が上昇する。
【００３６】
本発明は、過早着火が点火装置１１による着火前に発生して、点火タイミングが進角することに基づいて考え出されたものである。すなわち、本実施形態では、過早着火領域設定部１１２は、図３に示すように、点火タイミングＰｓの前に筒内圧力線が通常の燃焼サイクルにおける筒内圧力線Ｎ１より進角する部分を過早着火領域Ｒ０として設定する。このように、過早着火が発生する領域を過早着火領域Ｒ０として設定するので、過早着火の大きさを問わずに、軽微なものも含めて、取りこぼしなく確実に過早着火を検出できるようになる。
【００３７】
また、本実施形態では、工程Ｓ１１で過早着火領域を設定する際に、過早着火領域設定部１１２は、少なくともエンジン２０負荷、点火タイミング、及びブースト圧に基づいて過早着火が発生する過早着火領域を設定することを特徴とする。本発明者は、過早着火領域がエンジン２０の負荷、ブースト圧の大きさや、点火タイミングによって変動するものであることを確認した。
【００３８】
ここで、エンジンの負荷、ブースト圧の大きさや点火タイミングによる過早着火領域の変動について、図面を使用しながら説明する。図４は、本実施形態の内燃機関の異常燃焼検出システムにおける負荷、ブースト圧の変化に伴う過早着火領域設定の動作説明図であり、図５は、本実施形態の内燃機関の異常燃焼検出システムにおける点火タイミングの変化に伴う過早着火領域設定の動作説明図である。
【００３９】
なお、図４において、Ｐｈは、高負荷・高ブースト圧の場合の筒内圧力線を示し、Ｒ１は、高負荷・高ブースト圧の場合の過早着火領域を示し、Ｐｌは、低負荷・低ブースト圧の場合の筒内圧力線を示し、Ｒ２は、低負荷・低ブースト圧の場合の過早着火領域を示す。また、図５において、Ｐａは、進角して点火タイミングが早い場合の筒内圧力線を示し、Ｒ３は、当該進角時の過早着火領域を示し、Ｐｄは、遅角して点火タイミングが遅い場合の筒内圧力線を示し、Ｒ４は、当該遅角時の過早着火領域を示す。
【００４０】
図４に示すように、高負荷・高ブースト圧の場合では、筒内圧力線Ｐｈの点火タイミングＣ１よりクランク角が進角する範囲に過早着火領域Ｒ１を設定する。このとき、過早着火領域Ｒ１のＡ１−Ｂ１間で示されるクランク角度範囲は、エンジン負荷やブースト圧の大きさに伴って変動する。一方、過早着火領域Ｒ１のＡ１−Ｄ１間で示される筒内圧力範囲もエンジン負荷やブースト圧の大きさに伴って変動する。なお、Ａ１−Ｄ１間で示される筒内圧力範囲は、筒内圧力の最大値Ｐｍａｘの平均値に標準偏差分（例えば、３σ）を考慮した値としてもよい。
【００４１】
これに対して、低負荷・低ブースト圧の場合では、図４に示すように、筒内圧力線Ｐｌの点火タイミングＣ２よりクランク角が進角する範囲に過早着火領域Ｒ２を設定する。このとき、過早着火領域Ｒ２のＡ２−Ｂ２間で示されるクランク角度範囲は、エンジン負荷やブースト圧の大きさに伴って変動する。すなわち、低負荷・低ブースト圧の場合では、高負荷・高ブースト圧の場合の過早着火領域Ｒ１のＡ１−Ｂ１間よりも、クランク角度範囲が縮小される。また、過早着火領域Ｒ２のＡ２−Ｄ２間で示される筒内圧力範囲もエンジン負荷やブースト圧の大きさに伴って変動する。なお、Ａ２−Ｄ２間で示される筒内圧力範囲も、筒内圧力の最大値Ｐｍａｘの平均値に標準偏差分（例えば、３σ）を考慮した値としてもよい。
【００４２】
一方、点火タイミングに関しては、図５に示すように、進角の場合では、筒内圧力線Ｐａの点火タイミングＣ３よりクランク角が進角する範囲に過早着火領域Ｒ３を設定する。このとき、過早着火領域Ｒ３のＡ３−Ｂ３間で示されるクランク角度範囲は、点火タイミングに伴って変動する。一方、過早着火領域Ｒ３のＡ３−Ｄ３間で示される筒内圧力範囲も点火タイミングに伴って変動する。なお、Ａ３−Ｄ３間で示される筒内圧力範囲は、筒内圧力の最大値Ｐｍａｘの平均値に標準偏差分（例えば、３σ）を考慮した値としてもよい。
【００４３】
また、点火タイミングを遅角した場合では、図５に示すように、筒内圧力線Ｐｄの点火タイミングＣ４よりクランク角が進角する範囲に過早着火領域Ｒ４を設定する。このとき、過早着火領域Ｒ４のＡ４−Ｂ４間で示されるクランク角度範囲は、点火タイミングに伴って変動する。すなわち、遅角した場合では、進角の場合の過早着火領域Ｒ３のＡ３−Ｂ３間よりも、クランク角度範囲が拡大される。また、過早着火領域Ｒ４のＡ４−Ｄ４間で示される筒内圧力範囲も点火タイミングに伴って変動する。なお、Ａ４−Ｄ４間で示される筒内圧力範囲も、筒内圧力の最大値Ｐｍａｘの平均値に標準偏差分（例えば、３σ）を考慮した値としてもよい。
【００４４】
本実施形態では、過早着火領域設定部１１２がエンジンの負荷、ブースト圧の大きさ、及び点火タイミングに応じて過早着火領域Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４を設定し、これら過早着火領域Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４のデータをそれぞれ記憶部１２０にマップ化して保存している。このように、エンジンの負荷やブースト圧の大きさ、点火タイミングに応じて、段階的に過早着火領域データを保存することによって、エンジンの使用状況の変化に対応した過早着火の検出が取りこぼしなく確実に実現される。なお、図４、図５では、エンジンの負荷及びブースト圧の大きさ、点火タイミングを２段階に分けて説明しているが、本実施形態では、２段階のみでなく、３段階以上の多段階で過早着火領域を設定し、マップ化して保存してもよい。
【００４５】
過早着火領域を設定後、次に、筒内圧力線生成部１１４が筒内圧力検出器１からの筒内圧力検出値及びクランク角検出器２からのクランク角検出値に基づいて筒内圧力線を生成する（工程Ｓ１２）。その後、過早着火判定部１１６は、生成された筒内圧力線が過早着火領域に含まれているか否かに基づいて、過早着火の発生を判定する（工程Ｓ１３）。すなわち、画面内に過早着火領域を指定し、その範囲に筒内圧力線の波形が現れた場合に、過早着火が発生したと判定する。このとき、過早着火が発生されると判定されると（工程Ｓ１４）、過早着火の発生時の筒内圧力線のデータが記憶部１２０で保存される。
【００４６】
なお、記憶部１２０では、過早着火の発生時の筒内圧力線のデータ以外にも、少なくとも過早着火領域のデータや通常の燃焼サイクル時の筒内圧波形線のデータをエンジンの負荷、ブースト圧の大きさや点火タイミングごとに保存している。このように、負荷、ブースト圧、点火タイミングを元に過早着火の範囲をマップ化して保存することによって、ＰＣ等のコンピュータ上の信号処理、デジタル演算で過早着火の判定を行えるようになる。
【００４７】
このように、本実施形態の異常燃焼検出システム１００によると、燃焼診断装置１１０で筒内圧力線を用いて異常燃焼を検出する際に、エンジン２０の負荷、点火タイミング、及びブースト圧に基づいて定まる過早着火領域を事前に設定してから、筒内圧力線を生成する。これによって、連続した全サイクルの監視が可能となり、生成される筒内圧力線が過早着火領域に含まれるか否かに基づいて、過早着火の発生やその頻度を軽微なものも含めて漏れなく正確に検出できる。このため、燃焼制御装置１５０にフィードバックして、エンジンの点火タイミングや負荷、ブースト圧を調整して過早着火を防止することや、エンジンの開発段階での評価や商品仕様の決定にも役立てることができる。
【００４８】
（第２の実施形態）
次に、本発明の内燃機関の異常燃焼検出システムの第２の実施形態の構成について、図面を使用しながら説明する。図６は、本発明の内燃機関の異常燃焼検出システムの第２の実施形態の概略構成図である。
【００４９】
本実施形態では、過早着火の発生を判定する方法が第１の実施形態と異なる。すなわち、第１の実施形態では、ＰＣ上の信号処理、デジタル演算で過早着火の判定を行っているが、本実施形態では、視覚センサ２４０で撮像した画像データに基づいて、過早着火の発生を判定する。
【００５０】
本実施形態の異常燃焼検出システム２００では、図６に示すように、表示装置２３０で表示される筒内圧力線及び過早着火領域を撮像するＯＣＲ（Optical Character Reader）等の視覚センサ２４０が表示装置２３０の近傍に設けられている。そして、視覚センサ２４０で撮像した画像データに基づいて、過早着火判定部２１６が過早着火の発生を判定することを特徴とする。
【００５１】
このように、筒内圧力線の波形画像を視覚センサ２４０にて画像判定することによって、過早着火を実際の現象として、燃焼のタイミングが進角したサイクルを検知できるようになる。すなわち、視覚センサ２４０で撮像した圧力波形画像を用いることによって、連続した全サイクルの監視が可能となり、より直接的に過早着火の発生やその頻度を検出することができる。これによって、生成される筒内圧力線が過早着火領域に含まれるか否かに基づいて、過早着火の発生やその頻度を軽微なものも含めて漏れなく迅速に検出できる。なお、本実施形態の異常燃焼検出システム２００に備わる他の構成要素に関しては、第１の実施形態と同様なので、その詳細な説明は、省略する。
【００５２】
なお、上記のように本発明の各実施形態について詳細に説明したが、本発明の新規事項及び効果から実体的に逸脱しない多くの変形が可能であることは、当業者には、容易に理解できるであろう。従って、このような変形例は、全て本発明の範囲に含まれるものとする。
【００５３】
例えば、明細書又は図面において、少なくとも一度、より広義又は同義な異なる用語と共に記載された用語は、明細書又は図面のいかなる箇所においても、その異なる用語に置き換えることができる。また、内燃機関の異常燃焼検出システムの構成、動作も本発明の各実施形態で説明したものに限定されず、種々の変形実施が可能である。
【符号の説明】
【００５４】
１          筒内圧力検出器
２          クランク角検出器
３          ブースト圧検出器
１１        点火装置
２０        内燃機関（エンジン、ガスエンジン）
４４        燃焼室
４５        ピストン
４６        クランク軸
１００、２００      異常燃焼検出システム
１１０、２１０      燃焼診断装置
１１２、２１２      過早着火領域設定部
１１４、２１４      筒内圧力線生成部
１１６、２１６      過早着火判定部
１２０、２２０      記憶部
１３０、２３０      表示装置
１５０、２５０      燃焼制御装置
２４０      視覚センサ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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