(57)【要約】【課題】  サイクル数に対するエンジン状態の変化を観察することができるエンジン計測装置を提供する。【解決手段】  エンジン１００に取り付けられたクランク角センサ３２からクランク角情報を順次取得して、計測時間とともに記憶部５に記憶させるクランク角情報取得部４ａと、エンジン１００に取り付けられ、エンジン状態を計測する計測センサ３６からセンサ値情報を順次取得して、計測時間とともに記憶部５に記憶させるセンサ値情報取得部４ｂと、記憶部５に記憶されたクランク角情報及びセンサ値情報に基づいて、多数のサイクルの内から選択された任意の１サイクルでのクランク角とセンサ値との関係を示す２次元グラフを表示する表示制御部４ｃとを備えるエンジン計測装置１０であって、表示制御部４ｃは、１サイクルでのクランク角とセンサ値との関係を示す２次元グラフを、サイクル数を軸として３次元グラフで表示することが可能とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンに取り付けられたクランク角センサからクランク角情報を順次取得して、計測時間とともに記憶部に記憶させるクランク角情報取得部と、
前記エンジンに取り付けられ、エンジン状態を計測する計測センサからセンサ値情報を順次取得して、計測時間とともに記憶部に記憶させるセンサ値情報取得部と、
前記記憶部に記憶されたクランク角情報及びセンサ値情報に基づいて、多数のサイクルの内から選択された任意の１サイクルでのクランク角とセンサ値との関係を示す２次元グラフを表示する表示制御部とを備えるエンジン計測装置であって、
前記表示制御部は、１サイクルでのクランク角とセンサ値との関係を示す２次元グラフを、サイクル数を軸として３次元グラフで表示することが可能となっていることを特徴とするエンジン計測装置。
【請求項２】
前記計測センサは、圧力センサであることを特徴とする請求項１に記載のエンジン計測装置。
【請求項３】
前記３次元グラフには、同一のサイクルでのクランク角とセンサ値とを結んだ線が表示されることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のエンジン計測装置。
【請求項４】
入力装置を備え、
前記表示制御部は、前記入力装置からの入力信号に基づいて、前記３次元グラフを表示する視線方向を変化させることが可能となっていることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれかに記載のエンジン計測装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エンジン計測装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
図３は、エンジンの構成を示す図である。エンジン１００のシリンダブロック１４０には、上部にシリンダヘッド１３０が固定されており、内部には中空円筒形のシリンダ１４２が形成されている。シリンダ１４２内には、上下に摺動するピストン１４４が設けられている。ピストン１４４は、コネクティングロッド１４６を介してクランクシャフト１４８に接続されており、クランクシャフト１４８には、クランク角（クランク角情報）θを検出するクランク角センサ３２が取り付けられている。
【０００３】
燃焼室は、シリンダ１４２とピストン１４４とシリンダヘッド１３０とで形成されおり、燃焼室には、燃焼室内の圧力（センサ値情報）Ｐを測定するための圧力センサ３６が設けられている。
シリンダヘッド１３０には、吸入空気が流入する吸気ポート１３３の開口部を開閉する吸気弁１３２と、排気が流出する排気ポート１３５の開口部を開閉する排気弁１３４と、点火プラグ１３６とが設けられている。
【０００４】
吸気弁１３２と排気弁１３４とは、開閉タイミングが可変な可変動弁系を構成する。つまり、電動アクチュエータ１６２，１６４は、任意のタイミングでそれぞれの吸気弁１３２と排気弁１３４とを開閉することが可能となっている。
シリンダヘッド１３０には、燃料噴射弁８２が設けられている。燃料噴射弁８２は、燃料タンク８６から燃料ポンプ８４によって供給された燃料を、吸気ポート１３３に噴射する。
【０００５】
吸気ポート１３３には吸気管１２が接続されており、排気ポート１３５には排気管１６が接続されている。排気管１６には、排気を浄化するための触媒２６と、過給器５０のタービン５２とが設けられている。吸気管１２には、過給器５０のコンプレッサ５４が設けられている。排気によってタービン５２が回転するとコンプレッサ５４が回転し、エアクリーナ２０からの空気を吸気ポート１３３に圧送する。コンプレッサ５４の下流側には、空気を冷却するためのインタークーラ６２と、吸気時の圧力波を緩和させるためのサージタンク６０と、電動アクチュエータ２４によって駆動されるスロットル弁２２とが設けられている。
【０００６】
このようなエンジン１００の動作は、エンジン制御ユニット（以下、ＥＣＵ）３００によって制御されている。ＥＣＵ３００は、エンジン回転速度Ｎｅやアクセル開度θａｃや燃焼室内の圧力Ｐを検出し、これらに基づいてスロットル弁２２の開度や点火プラグ１３６の点火タイミングや燃料噴射量等を制御する。なお、エンジン回転速度Ｎｅはクランク角センサ３２によって検出され、アクセル開度θａｃはアクセルペダルに内蔵されたアクセル開度センサ３４によって検出される。また、燃焼室内の圧力Ｐは圧力センサ３６によって検出される。
【０００７】
ところで、エンジン１００を円滑、効率的に運転するためには、エンジンの回転数や負荷に応じて、燃焼時期を制御する必要がある。
そこで、燃焼室内の圧力Ｐの上昇率の最大値等に基づいて、燃料噴射量や噴射時期を制御することで、燃焼時期を制御する技術が開示されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００８】
一方、このようなエンジン１００を開発して、その運転状態を検討する際には、エンジン計測装置が用いられている。図４は、従来のエンジン計測装置の構成を示す図である。
このようなエンジン計測装置１１０は、キーボードやタッチパネルやマウスやスタイラスペン等の入力装置１と、ＣＲＴ（Ｃａｔｈｏｄｅ Ｒａｙ Ｔｕｂｅ）やＬＣＤ（Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｄｉｓｐｌａｙ）やプラズマディスプレイ等の表示装置２と、入力装置１から入力される各種命令に応じて処理を実行する制御部１０４と、制御部１０４で作成されたデータ等を記憶する記憶部５とにより構成される。
【０００９】
制御部１０４は、クランク角センサ３２からクランク角θを順次取得して計測時間ｔとともに記憶部５に記憶させるクランク角情報取得部４ａと、圧力センサ３６から圧力（センサ値情報）Ｐを順次取得して計測時間ｔとともに記憶部５に記憶させるセンサ値情報取得部４ｂと、クランク角θと圧力Ｐとの関係を示す２次元グラフを表示する２次元表示制御部１０４ｃとを有する。
なお、図５は、エンジン計測装置１１０によって表示装置２に表示させた２次元グラフの一例を示す図である。図５では、Ｘ軸は右方向に伸び、Ｙ軸は上方向に伸びている。そして、Ｘ軸にクランク角θ（°）をとり、Ｙ軸に圧力Ｐ（ａｔｍ）をとっている。
【００１０】
ここで、エンジン計測装置１１０を用いてエンジン１００の運転状態を検討する検討方法について説明する。
まず、計測者は、測定対象とするエンジン１００に、エンジン計測装置１１０のクランク角センサ３２と圧力センサ３６とを取り付ける。そして、計測者がエンジン１００を所定の時間（例えば、１０００サイクル）、運転することにより、クランク角情報取得部４ａはクランク角センサ３２からクランク角θを順次取得して計測時間ｔとともに記憶部５に記憶させるとともに、センサ値情報取得部４ｂは圧力センサ３６から圧力Ｐを順次取得して計測時間ｔとともに記憶部５に記憶させる。
【００１１】
次に、計測者はエンジン１００の運転を止めて、入力装置１を用いて多数のサイクルの内から任意の１サイクル（例えば、１００サイクル目）を選択する。これにより、２次元表示制御部１０４ｃは、記憶部５に記憶させたクランク角θと燃焼室内の圧力Ｐと計測時間ｔと入力装置１からの入力信号とに基づいて、図５に示すように、選択された１サイクル（例えば、１００サイクル目）でのクランク角θと圧力Ｐとの関係を示す２次元グラフを表示装置２に表示する。そして、計測者は表示された２次元グラフを観察する。
また、表示されたサイクルと異なるサイクルでの２次元グラフを観察したいときには、計測者は、再び入力装置１を用いて多数のサイクルの内から任意の１サイクル（例えば、２００サイクル目）を選択して、２００サイクル目のクランク角θと圧力Ｐとの関係を示す２次元グラフを表示させていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】特開２００１−３２３８３２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
しかしながら、選択された１サイクルでのクランク角θと圧力Ｐとの関係を示す２次元グラフを次々と表示させて観察しただけでは、サイクルが進むにつれて２次元グラフが変化していく様子を観察することが困難であった。また、サイクルが進むにつれてエンジン回転速度や燃焼室内の温度等の運転条件や計測条件を変化させた場合のエンジン１００の運転状態を検討することもできなかった。
さらに、サイクルが進むにつれてエンジン回転速度や燃焼室内の温度等の運転条件や計測条件を変化させていない場合でも、多数のサイクルの中から異常燃焼や失火等があったサイクルを見つけ出すことが困難であった。
そこで、本発明は、サイクル数に対するエンジン状態の変化を観察することができるエンジン計測装置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】
【００１４】
上記課題を解決するためになされた本発明のエンジン計測装置は、エンジンに取り付けられたクランク角センサからクランク角情報を順次取得して、計測時間とともに記憶部に記憶させるクランク角情報取得部と、前記エンジンに取り付けられ、エンジン状態を計測する計測センサからセンサ値情報を順次取得して、計測時間とともに記憶部に記憶させるセンサ値情報取得部と、前記記憶部に記憶されたクランク角情報及びセンサ値情報に基づいて、多数のサイクルの内から選択された任意の１サイクルでのクランク角とセンサ値との関係を示す２次元グラフを表示する表示制御部とを備えるエンジン計測装置であって、前記表示制御部は、１サイクルでのクランク角とセンサ値との関係を示す２次元グラフを、サイクル数を軸として３次元グラフで表示することが可能となるようにしている。
【発明の効果】
【００１５】
以上のように、本発明のエンジン計測装置によれば、クランク角とセンサ値とサイクル数との３軸で構成された３次元グラフが表示されるので、サイクル数に対するエンジン状態の変化を観察することができる。よって、サイクルが進むにつれてエンジン回転速度や燃焼室内の温度等の運転条件や計測条件が変化した場合のエンジンの運転状態を検討することもできる。また、多数のサイクルの中から異常燃焼や失火等があったサイクルを見つけ出すことができる。
【００１６】
（その他の課題を解決するための手段および効果）
また、本発明のエンジン計測装置は、前記計測センサは、圧力センサであるようにしてもよい。
そして、本発明のエンジン計測装置は、前記３次元グラフには、同一のサイクルでのクランク角とセンサ値とを結んだ線が表示されるようにしてもよい。
さらに、本発明のエンジン計測装置は、入力装置を備え、前記表示制御部は、前記入力装置からの入力信号に基づいて、前記３次元グラフを表示する視線方向を変化させることが可能となっているようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明に係るエンジン計測装置の構成を示す図。
【図２】３次元グラフの一例を示す図。
【図３】エンジンの構成を示す図。
【図４】従来のエンジン計測装置の構成を示す図。
【図５】２次元グラフの一例を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の実施形態について図面を用いて説明する。なお、本発明は、以下の実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の態様が含まれることはいうまでもない。
【００１９】
図１は、本発明に係るエンジン計測装置の構成を示す図である。なお、エンジン計測装置１１０と同様のものについては、同じ符号を付している。
エンジン計測装置１０は、キーボードやタッチパネルやマウスやスタイラスペン等の入力装置１と、ＣＲＴ（Ｃａｔｈｏｄｅ Ｒａｙ Ｔｕｂｅ）やＬＣＤ（Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｄｉｓｐｌａｙ）やプラズマディスプレイ等の表示装置２と、入力装置１から入力される各種命令に応じて処理を実行する制御部４と、制御部４で作成されたデータ等を記憶する記憶部５とにより構成される。
【００２０】
制御部４は、クランク角センサ３２からクランク角θを順次取得して計測時間ｔとともに記憶部５に記憶させるクランク角情報取得部４ａと、圧力センサ３６から圧力（センサ値情報）Ｐを順次取得して計測時間ｔとともに記憶部５に記憶させるセンサ値情報取得部４ｂと、クランク角θと圧力Ｐとサイクル数Ｎとの関係を示す３次元グラフを表示することが可能となっている表示制御部４ｃとを有する。
【００２１】
表示制御部４ｃは、記憶部５に記憶されたクランク角θと圧力Ｐと計測時間ｔとに基づいて、クランク角θと圧力Ｐとの関係を示す２次元グラフを表示することが可能となっているとともに、クランク角θと圧力Ｐとサイクル数Ｎとの３軸で構成される３次元グラフを作成して、３次元グラフを表示装置２に表示することが可能となっている。図２は、エンジン計測装置１０によって表示装置２に表示させた３次元グラフの一例を示す図である。
図２では、Ｘ軸は右方向に伸び、Ｙ軸は上方向に伸び、Ｚ軸は右上斜め方向に伸びている。そして、Ｘ軸にクランク角θ（°）をとり、Ｙ軸に圧力Ｐ（ａｔｍ）をとり、Ｚ軸にサイクル数Ｎ（回数）をとっている。つまり、１サイクル目（Ｎ＝１）でのクランク角θと圧力Ｐとの関係を示す２次元グラフと、２サイクル目（Ｎ＝２）でのクランク角θと圧力Ｐとの関係を示す２次元グラフと、・・・、Ｎサイクル目（Ｎ＝Ｎ）でのクランク角θと圧力Ｐとの関係を示す２次元グラフとなるように順番にサイクル数Ｎを軸として並んでいる。さらに、３次元グラフには、同一のサイクルでのクランク角θと圧力Ｐとを結んだ線が表示されている。
【００２２】
また、計測者が視線方向を入力装置１で指定することにより、表示制御部４ｃが視線方向を変化させることが可能となっている。つまり、３次元グラフが、図２に示す方向から見た３次元グラフとなったり、図２に示す方向と異なる方向から見た３次元グラフとなったりするようになっている。
【００２３】
ここで、エンジン計測装置１０を用いてエンジン１００の運転状態を検討する検討方法について説明する。
まず、計測者は、測定対象とするエンジン１００に、エンジン計測装置１０のクランク角センサ３２と圧力センサ３６とを取り付ける。そして、計測者がエンジン１００を所定の時間（例えば、１０００サイクル）、運転することにより、クランク角情報取得部４ａはクランク角センサ３２からクランク角θを順次取得して計測時間ｔとともに記憶部５に記憶させるとともに、センサ値情報取得部４ｂは圧力センサ３６から圧力Ｐを順次取得して計測時間ｔとともに記憶部５に記憶させる。
【００２４】
次に、計測者はエンジン１００の運転を止めて、入力装置１を用いて３次元グラフの表示を選択する。これにより、表示制御部４ｃは、記憶部５に記憶させたクランク角度θと燃焼室内の圧力Ｐと計測時間ｔと入力装置１からの入力信号とに基づいて、図２に示すように、クランク角θと圧力Ｐとサイクル数Ｎとの３軸で構成される３次元グラフを表示装置２に表示する。そして、計測者は表示された３次元グラフを観察する。
【００２５】
以上のように、本発明のエンジン計測装置１０によれば、クランク角θと圧力Ｐとサイクル数Ｎとの３軸で構成される３次元グラフが表示されるので、サイクル数Ｎに対するエンジン状態の変化を観察することができる。よって、サイクルが進むにつれてエンジン回転速度や燃焼室内の温度等の運転条件や計測条件が変化した場合のエンジン１００の運転状態を検討することができる。また、多数のサイクルの中から異常燃焼や失火等があったサイクルを見つけ出すことができる。
【００２６】
＜他の実施形態＞
（１）上述したエンジン計測装置１０では、１サイクル数毎にクランク角θと圧力Ｐとの関係を示す２次元グラフを表示する構成としたが、１０サイクル数毎にクランク角θと圧力Ｐとの関係を示す２次元グラフを表示するような構成としてもよい。
（２）上述したエンジン計測装置１０では、同一のサイクルでのクランク角θと圧力Ｐとを結んだ線が表示されている構成としたが、クランク角θと圧力Ｐとサイクル数Ｎとを結んだポリゴンが表示されるような構成としてもよい。
【００２７】
（３）上述したエンジン計測装置１０では、同一のサイクルでのクランク角θと圧力Ｐとを結んだ線が同色で表示されている構成としたが、同一のサイクルでのクランク角θと圧力Ｐとを結んだ線が異なる色で表示されるような構成としてもよく、数値によって異なる色で表示されるような構成としてもよい。
（４）上述したエンジン計測装置１０では、クランク角θと圧力Ｐとサイクル数Ｎとの３軸で構成される３次元グラフが表示される構成としたが、圧力センサ３６に変えて温度センサを取り付け、クランク角θと温度とサイクル数Ｎとの３軸で構成される３次元グラフが表示されるような構成としてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００２８】
本発明は、エンジン計測装置に利用することができる。
【符号の説明】
【００２９】
４ａ：  クランク角情報取得部
４ｂ：  センサ値情報取得部
４ｃ：  表示制御部
５：  記憶部
１０：  エンジン計測装置
３２：  クランク角センサ
３６：  圧力センサ（計測センサ）
１００：  エンジン
【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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