(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料ガスを空気と混合しエンジンの燃焼室内にて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（エンジン）における燃焼診断・制御装置において、
前記燃焼室内の圧力を検出する筒内圧力検出器を設けるとともに、
前記筒内圧力検出器からの筒内圧力検出値に基づき筒内最高圧力Ｐｐと圧縮行程における１又は複数の任意点の圧縮圧力Ｐ０との比である最高圧力比Ｐｐ／Ｐ０を算出する手段（ステップ）と、
前記最高圧力比Ｐｐ／Ｐ０と、筒内圧力過昇の燃焼異常、ノッキング、失火、および消炎別に段階的に設定された圧力比（以下しきい値圧力比という）と比較する手段（ステップ）と、
一若しくは複数の運転サイクル毎に前記比較出力を判定して前記燃焼室内における筒内圧力状態等の燃焼状態の診断を行う手段（ステップ）とからなることを特徴とする内燃機関の燃焼診断・制御装置。
【請求項２】
請求の範囲第１項記載の内燃機関の燃焼診断・制御装置において、
前記しきい値圧力比をエンジン負荷またはエンジン回転数または吸気温度を含むエンジン運転条件の関数で変化させることを特徴とする内燃機関の燃焼診断・制御装置。
【請求項３】
請求の範囲第１項記載の内燃機関の燃焼診断・制御装置において、
前記最高圧力比Ｐｐ／Ｐ０が設定された許容最高圧力比Ｐｐ０を超えたときまたは前記最高圧力比Ｐｐ／Ｐ０が設定された圧力比Ｐｈ１を超える（Ｐｐ／Ｐ０≧Ｐｈ１）運転サイクルの回数Ｎｈが許容回数Ｎｈ０を超えたとき（Ｎｈ≧Ｎｈ０）前記燃焼室内における前記筒内圧力過昇の燃焼異常の判定を行う手段（ステップ）を有することを特徴とする内燃機関の燃焼診断・制御装置。
【請求項４】
請求の範囲第１項記載の内燃機関の燃焼診断・制御装置において、
前記圧縮行程における任意点の圧縮圧力Ｐ０が設定された許容圧縮圧力Ｐｃ０以下のとき（Ｐ０≦Ｐｃ０）前記圧縮圧力Ｐ０の異常判定を行う手段（ステップ）を備えてなることを特徴とする内燃機関の燃焼診断・制御装置。
【請求項５】
請求の範囲第１項記載の内燃機関の燃焼診断・制御装置において、
過去の複数サイクル中において前記最高圧力比Ｐｐ／Ｐ０が設定されたノッキング許容圧力比Ｐｈ２を超える（Ｐｐ／Ｐ０≧Ｐｈ２）サイクルの発生数Ｓｎが許容発生数Ｓｎ０を超えたとき（Ｓｎ≧Ｓｎ０）前記燃焼室内におけるノッキング発生の判定を行う手段（ステップ）を有することを特徴とする内燃機関の燃焼診断・制御装置。
【請求項６】
請求の範囲第１項記載の内燃機関の燃焼診断・制御装置において、
前記筒内圧力検出器からの筒内圧力検出値に基づき筒内最高圧力Ｐｐと圧縮行程における任意点の圧縮圧力Ｐ０との比である最高圧力比Ｐｐ／Ｐ０を算出する手段（ステップ）と、燃焼行程における任意点の圧力Ｐ１と前記圧縮行程における任意点の圧力Ｐ０との比である燃焼圧力比Ｐ１／Ｐ０を算出する手段（ステップ）と、
前記最高圧力比Ｐｐ／Ｐ０が設定された許容最小圧力比Ｐｎよりも小さく（Ｐｐ／Ｐ０≦Ｐｎ）かつ前記燃焼圧力比Ｐ１／Ｐ０が設定された失火許容圧力比Ｐｍよりも小さく（Ｐ１／Ｐ０≦Ｐｍ）なるとき前記燃焼室内における失火発生の判定を行う手段（ステップ）とを有することを特徴とする内燃機関の燃焼診断装置。
【請求項７】
請求の範囲第６項記載の内燃機関の燃焼診断・制御装置において、
前記燃焼行程における前記任意点の圧力Ｐ１よりも低圧側の圧力Ｐ２と前記圧縮行程における任意点の圧力Ｐ０との比である燃焼圧力比Ｐ２／Ｐ０を算出する手段（ステップ）を有し、前記最高圧力比Ｐｐ／Ｐ０が設定された許容最小圧力比Ｐｎよりも小さく（Ｐｐ／Ｐ０≦Ｐｎ）かつ前記燃焼圧力比Ｐ１／Ｐ０が設定された失火許容圧力比Ｐｍよりも小さく（Ｐ１／Ｐ０≦Ｐｍ）かつ前記燃焼圧力比Ｐ２／Ｐ０が消炎許容圧力比Ｐｍ１よりも大きいとき（Ｐ２／Ｐ０≧Ｐｍ１）前記燃焼室内における消炎発生の判定を行う手段（ステップ）を有することを特徴とする内燃機関の燃焼診断・制御装置。
【請求項８】
燃料ガスを空気と混合しエンジンの燃焼室内にて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（エンジン）における燃焼診断・制御方法において、
前記燃焼室内の圧力を検出する筒内圧力検出器からの筒内圧力検出値に基づき筒内最高圧力Ｐｐと圧縮行程における１又は複数の任意点の圧縮圧力Ｐ０とに基づいてその比である最高圧力比Ｐｐ／Ｐ０を算出し、
前記最高圧力比Ｐｐ／Ｐ０と、筒内圧力過昇の燃焼異常、ノッキング、失火、および消炎別に段階的に設定された圧力比（以下しきい値圧力比という）とを比較し、
一若しくは複数の運転サイクル毎に前記比較出力を判定して前記燃焼室内における筒内圧力状態等の燃焼状態の診断を行うことを特徴とする内燃機関の燃焼診断・制御方法。
【請求項９】
請求の範囲第８項記載の内燃機関の燃焼診断・制御方法において、
前記しきい値圧力比をエンジン負荷またはエンジン回転数または吸気温度を含むエンジン運転条件の関数で変化させることを特徴とする内燃機関の燃焼診断・制御方法。
【請求項１０】
請求の範囲第８項記載の内燃機関の燃焼診断・制御方法において、
前記最高圧力比Ｐｐ／Ｐ０が設定された許容最高圧力比Ｐｐ０を超えたときまたは前記最高圧力比Ｐｐ／Ｐ０が設定された圧力比Ｐｈ１を超える（Ｐｐ／Ｐ０≧Ｐｈ１）運転サイクルの回数Ｎｈが許容回数Ｎｈ０を超えたとき（Ｎｈ≧Ｎｈ０）前記燃焼室内における前記筒内圧力過昇の燃焼異常の判定を行うことを特徴とする内燃機関の燃焼診断・制御方法。
【請求項１１】
請求の範囲第８項記載の内燃機関の燃焼診断・制御方法において、
前記圧縮行程における任意点の圧縮圧力Ｐ０が設定された許容圧縮圧力Ｐｃ０以下のとき（Ｐ０≦Ｐｃ０）前記圧縮圧力Ｐ０の異常判定を行うことを特徴とする内燃機関の燃焼診断・制御方法。
【請求項１２】
請求の範囲第８項記載の内燃機関の燃焼診断・制御方法において、
過去の複数サイクル中において前記最高圧力比Ｐｐ／Ｐ０が設定されたノッキング許容圧力比Ｐｈ２を超える（Ｐｐ／Ｐ０≧Ｐｈ２）サイクルの発生数Ｓｎが許容発生数Ｓｎ０を超えたとき（Ｓｎ≧Ｓｎ０）前記燃焼室内におけるノッキング発生の判定を行うことを特徴とする内燃機関の燃焼診断・制御方法。
【請求項１３】
請求の範囲第８項記載の内燃機関の燃焼診断・制御方法において、
前記筒内圧力検出器からの筒内圧力検出値に基づき筒内最高圧力Ｐｐと圧縮行程における任意点の圧縮圧力Ｐ０との比である最高圧力比Ｐｐ／Ｐ０を算出し、燃焼行程における任意点の圧力Ｐ１と前記圧縮行程における任意点の圧力Ｐ０との比である燃焼圧力比Ｐ１／Ｐ０を算出し、
前記最高圧力比Ｐｐ／Ｐ０が設定された許容最小圧力比Ｐｎよりも小さく（Ｐｐ／Ｐ０≦Ｐｎ）かつ前記燃焼圧力比Ｐ１／Ｐ０が設定された失火許容圧力比Ｐｍよりも小さく（Ｐ１／Ｐ０≦Ｐｍ）なるとき前記燃焼室内における失火発生の判定を行うことを特徴とする内燃機関の燃焼診断方法。
【請求項１４】
請求の範囲第１３項記載の内燃機関の燃焼診断・制御方法において、
前記燃焼行程における前記任意点の圧力Ｐ１よりも低圧側の圧力Ｐ２と前記圧縮行程における任意点の圧力Ｐ０との比である燃焼圧力比Ｐ２／Ｐ０を算出し、前記最高圧力比Ｐｐ／Ｐ０が設定された許容最小圧力比Ｐｎよりも小さく（Ｐｐ／Ｐ０≦Ｐｎ）かつ前記燃焼圧力比Ｐ１／Ｐ０が設定された失火許容圧力比Ｐｍよりも小さく（Ｐ１／Ｐ０≦Ｐｍ）かつ前記燃焼圧力比Ｐ２／Ｐ０が消炎許容圧力比Ｐｍ１よりも大きいとき（Ｐ２／Ｐ０≧Ｐｍ１）前記燃焼室内における消炎発生の判定を行うことを特徴とする内燃機関の燃焼診断・制御方法。
【発明の詳細な説明】
技術分野
本発明は、燃料ガスを空気と混合しエンジンの燃焼室内にて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における燃焼診断・制御方法及びその装置に関する。
背景技術
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。さらに前記ガスエンジン及びガソリンエンジン、デイーゼルエンジン等の内燃機関については、前記失火や消炎、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。
また、前記ガスエンジン及びガソリンエンジン、デイーゼルエンジン等の内燃機関においては、燃焼室内における燃焼状態を検知、診断し、その診断結果に適合した燃料着火タイミング及び燃料噴射量の制御が必須である。さらに燃焼状態の検出機器である筒内圧力検出器に異常が発生しても、エンジンを停止することなく異常状態からの復旧をなし得るとともに正常な燃焼診断及び燃焼制御に迅速に復帰することが要求される。
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として、特開平２０００−１１０６５２号、特開平１１−１８３３３０号、特許第２７１２３３２号等の発明が提供されている。
特開平２０００−１１０６５２号の発明においては、筒内圧力検出器からの筒内圧力検出信号中の抽出周波数帯域を内燃機関の運転パラメータの現在値に応じて設定し、前記筒内圧力検出信号中から設定した抽出周波数帯域の信号成分をフイルタ手段によって抽出し、該抽出成分がしきい値以上であるときノッキング発生の判定を行っている。
また特開平１１−１８３３３０号の発明においては、筒内圧力検出器からの筒内圧力検出信号中の圧力値が最大つまり筒内最高圧力になるときの角が所定のクランク角範囲内に含まれかつ前記筒内圧力検出信号から算出される平均有効圧力が所定値よりも小さいときに失火発生の判定を行っている。
また特許第２７１２３３２号においては、エンジンの回転数を検出して該エンジン回転数の変化を監視し、該エンジン回転数が設定値よりも低下したとき失火発生の判定を行っている。
しかしながら、特開平２０００−１１０６５２号の発明にあっては、抽出周波数帯域の信号成分をフイルタ手段によって抽出するため、該フイルタ手段による処理に伴う透過周波数帯の変更等の複雑な演算処理を行う必要があり、ノッキング発生の判定制御が複雑で、また筒内圧力の絶対値が必要であることから、筒内圧力センサの劣化、温度ドリフト、較正不良等により前記筒内圧力センサからの出力レベルが全体的に低下した場合には、筒内圧力検出値の精度が低下し燃焼診断の精度が低下する。
また特開平１１−１８３３３０号の発明においても、失火の判定に筒内圧力の絶対値が必要であることから、前記と同様に、筒内圧力センサの劣化、温度ドリフト、較正不良等により前記筒内圧力センサからの出力レベルが全体的に低下した場合には、筒内圧力検出値の精度が低下し燃焼診断の精度が低下する。
また、特許第２７１２３３２号においては、エンジン回転数の変化を監視するという間接的な手段により燃焼室内における燃焼状態を検知、診断しているので、燃焼診断の精度が低い。
さらに前記いずれの先行発明ともに、１つの装置でノッキングあるいは失火という１項目の燃焼診断を行うに止まるので、診断機能に対する装置コストが高くなる。
しかして、かかる内燃機関のうち、着火装置を備えた多気筒ガスエンジンおいては、燃料着火タイミングを進めるつまりクランク角において燃料着火タイミングを進角させると燃焼効率が上昇しエンジン性能が向上するが、未燃ガスの自然着火が早まることによりノッキングが発生し易くなることから、ノッキングの発生を回避しかつエンジン性能を最大に維持し得る燃料着火タイミングでの運転を行うことが要求される。
また、かかる多気筒ガスエンジンおいては、失火や消炎が発生した場合に筒内圧力の検出データからこれを精度良くかつ迅速に検知し、当該発生シリンダについて燃料着火タイミング及び燃料噴射量を前記失火や消炎に対応する状態に調整して、他のシリンダでの運転を当該発生シリンダに影響されることなく円滑に行い得るような燃焼診断及び燃焼制御をなすことが要求される。
さらに、かかる多気筒ガスエンジンおいては、燃焼室内での燃焼状態を検知するための筒内圧力検出手段に故障等による異常が発生した場合においては、当該異常発生シリンダの燃料着火タイミング及び燃料噴射量を前記のような異常状態に対応する状態に調整しつつ筒内圧力検出手段の復旧を行い、復旧後は自動的に正常な燃焼制御に復帰し、エンジンの運転を停止することなく前記筒内圧力検出手段の異常発生に対処可能とすることが要求される。
さらに、かかる多気筒ガスエンジンおいては、筒内圧力検出値を用いて燃焼室内での燃焼状態を診断するにあたっては、筒内最高圧力、ノッキング限界圧力、失火、消炎発生の許容圧力等の診断項目における基準値（しきい値）をエンジン運転条件に適合した値に調整可能として、燃焼状態の診断精度を高く維持することが要求される。
さらに、かかる多気筒ガスエンジンおいては、筒内圧力検出手段の故障等による異常の発生を早期にかつ自動的に検知可能として、該筒内圧力検出手段の異常状態からの復帰を迅速になし得、燃焼診断を円滑に行うことが要求される。
しかしながら、前記いずれの先行発明を含む従来技術にあっては、かかる要求に応え得るエンジンの燃焼診断及び燃焼制御手段は提供されていない。
更に従来多気筒エンジンにおける燃焼診断システムの表示装置では、気筒数分存在し、常に変化する燃焼状態を作業者に分かりやすい方法で表示する装置が存在しなかった。また、燃焼異常の詳細を調査するには、筒内圧波形を観測する必要があり気筒数分のオシロスコープを用意しなければならないが、これは表示装置の煩雑化を招くのみならず、気筒毎に燃焼制御装置より気筒数分のオシロスコープに接続する事は難しい。
また、エンジンの燃焼状態の挙動履歴を調べるには、燃焼診断装置が判定した診断カテゴリ結果を見れば分かるが、診断結果は高速で変化しているため、時系列的に出力結果を見ることができない。
発明の開示
本発明は、かかる従来技術の課題に鑑みなされたもので、その目的は、１つの装置で以ってノッキング、失火、消炎、及び筒内圧力の過昇の燃焼診断を可能とし、また演算処理が簡単で、かつ筒内圧力センサの劣化、温度ドリフト、較正不良等の筒内圧力検出手段の状態変化に影響されることなく高精度の燃焼診断結果が得られる内燃機関の燃焼診断システムを提供することにある。
また本発明の目的は、筒内圧力検出値を用いた燃焼診断精度を向上するとともにノッキングの発生を回避しかつエンジン性能を最大に維持し得る燃料着火タイミングでの安定運転を可能とし、また失火や消炎の発生シリンダにおける燃焼状態をかかる事態に対応した状態に調整して当該発生シリンダに影響されることなくエンジンの運転を円滑に行い得るようにし、さらに筒内圧力検出手段の異常発生を迅速に検知可能とするとともに該異常発生シリンダの燃焼状態をかかる異常状態に対応して調整しエンジンの運転を停止することなく筒内圧力検出手段の異常発生に対処可能とした内燃機関の燃焼診断・燃焼制御方法及びその装置を提供することにある。
また本発明の目的は、燃焼診断装置からの出力として失火、消炎等の燃焼診断情報を燃焼制御装置や表示装置に側に通知する場合、通信線の断線、ノイズの影響がなく全気筒の制御を円滑に行い得る燃焼診断システムを提供することにある。
また本発明の目的は、多気筒エンジンにおける燃焼診断システムの表示装置において、気筒数分存在し、常に変化する燃焼状態を作業者に分かりやすく表示できる燃焼診断システムを提供することにある。
また本発明の目的は、多気筒エンジンにおける燃焼診断システムの表示装置において、燃焼異常の詳細を調査する筒内圧波形を気筒数分のオシロスコープを用意することなく同機能を効果的に表示しうる燃焼診断システムを提供することにある。
さらに本発明の目的は、多気筒エンジンの燃焼診断装置が判定した診断結果が高速で変化している場合においても診断カテゴリ結果を作業者に分かりやすく表示できる燃焼診断システムを提供することにある。
かかる目的達成のために、本発明は、前記燃焼室内の圧力を検出する筒内圧力検出器を設けるとともに、前記筒内圧力検出器からの筒内圧力検出値に基づき筒内最高圧力Ｐｐと圧縮行程における１又は複数の任意点の圧縮圧力Ｐ０との比である最高圧力比Ｐｐ／Ｐ０を算出する手段（ステップ）と、前記最高圧力比Ｐｐ／Ｐ０と、筒内圧力過昇の燃焼異常、ノッキング、失火、および消炎別に段階的に設定された圧力比（以下しきい値圧力比という）と比較する手段（ステップ）と、一若しくは複数の運転サイクル毎に前記比較出力を判定して前記燃焼室内における筒内圧力状態等の燃焼状態の診断を行う手段（ステップ）とからなり、必要に応じて前記しきい値圧力比をエンジン負荷またはエンジン回転数または吸気温度を含むエンジン運転条件の関数で変化させることを特徴とする。
尚、前記手段はハード的に構成しても良く、又ソフト的に構成しても良い。特に後記実施例においてはソフト的に構成されているためにステップという言葉を（  ）書きで加えている。
具体的には、前記筒内圧力検出器からの筒内圧力検出値に基づき筒内最高圧力Ｐｐと圧縮行程における１又は複数の任意点の圧縮圧力Ｐ０、Ｐ３（代表してＰ０という）との圧力比Ｐｐ／Ｐ０を算出する手段（ステップ）と、前記圧力比Ｐｐ／Ｐ０が設定された許容最高圧力比Ｐｐ０を超えたときまたは前記圧力比Ｐｐ／Ｐ０が設定された圧力比Ｐｈ１を超える（Ｐｐ／Ｐ０≧Ｐｈ１）運転サイクルの回数Ｎｈが許容回数Ｎｈ０を超えたとき（Ｎｈ≧Ｎｈ０）前記燃焼室内における前記筒内圧力過昇の燃焼異常の判定を行う手段（ステップ）、
過去の複数サイクル中において前記最高圧力比Ｐｐ／Ｐ０が設定されたノッキング許容圧力比Ｐｈ２を超える（Ｐｐ／Ｐ０≧Ｐｈ２）サイクルの発生数Ｓｎが許容発生数Ｓｎ０を超えたとき（Ｓｎ≧Ｓｎ０）前記燃焼室内におけるノッキング発生の判定を行う手段（ステップ）、
前記最高圧力比Ｐｐ／Ｐ０が設定された許容最小圧力比Ｐｎよりも小さく（Ｐｐ／Ｐ０≦Ｐｎ）かつ燃焼行程における任意点の圧力Ｐ１と前記圧縮行程における一又は複数の任意点の圧力Ｐ０との比Ｐ１／Ｐ０が設定された失火許容圧力比Ｐｍよりも小さく（Ｐ１／Ｐ０≦Ｐｍ）なるとき前記燃焼室内における失火発生の判定を行う手段（ステップ）、
燃焼行程における前記任意点の圧力Ｐ１よりも低圧側の圧力Ｐ２と前記圧縮行程における一又は複数の任意点の圧力Ｐ０との燃焼圧力比Ｐ２／Ｐ０を算出する手段（ステップ）を有し、前記最高圧力比Ｐｐ／Ｐ０が設定された許容最小圧力比Ｐｎよりも小さく（Ｐｐ／Ｐ０≦Ｐｎ）かつ前記燃焼圧力比Ｐ１／Ｐ０が設定された失火許容圧力比Ｐｍよりも小さく（Ｐ１／Ｐ０≦Ｐｍ）かつ燃焼圧力比Ｐ２／Ｐ０が消炎許容圧力比Ｐｍ１よりも大きいとき（Ｐ２／Ｐ０≧Ｐｍ１）前記燃焼室内における消炎発生の判定を行う手段（ステップ）
を有する燃焼診断装置を備えてなるものである。
前記構成において、前記圧縮行程における任意点の圧縮圧力Ｐ０が設定された許容圧縮圧力Ｐｃ０以下のとき（Ｐ０≦Ｐｃ０）前記圧縮圧力Ｐ０の異常判定を行う手段（ステップ）を備えるのがよい。
かかる発明によれば、筒内圧力の検出値に基づき圧縮行程における任意点の圧縮圧力をベースとした圧力比を用いて燃焼診断を行うことにより、１つの燃焼診断システムで以ってノッキング、失火、筒内最高圧力の過昇、消炎の発生を検知し得る燃焼診断を行うことができ、簡単な構成かつ低コストの装置で必要な全ての燃焼診断を行うことができる。
また前記のように筒内圧縮圧力をベースとした圧力比を用いて燃焼診断を行うので、筒内圧力の絶対値は不要となり、筒内圧力検出器の劣化、温度ドリフト、較正不良等により該筒内圧力検出器からの出力レベルが全体的に低下した場合においても、燃焼診断の精度を低下させることなく正常な診断を維持できる。これにより、燃焼診断システムの使用寿命を延長できる。
また筒内圧力の検出信号をローパスフイルタでトリガを除去してノイズ除去を行うのみで燃焼診断に用いることにより高精度の燃焼診断が可能となり、従来技術のように、フイルタ透過周波数帯の変更等の複雑な演算処理が不要となり、燃焼診断操作が高能率化される。
さらに、筒内圧力検出値のみを用いて直接的に燃焼診断を行うことができるので、簡単な手段（ステップ）で高精度の燃焼診断が可能となる。
従って、かかる発明によれば、簡単な設備でかつ簡易な手法で以ってノッキング、失火、筒内最高圧力の過昇、消炎の発生というエンジンに必要とする燃焼診断を全て行うことができ、エンジンの燃焼性能の低下を迅速かつ高精度で検知することが可能となる。
また、請求項８〜１４に記載の内燃機関の燃焼診断・制御方法においても、前記した内燃機関の燃焼診断・制御装置と同様の作用効果を有する。
発明を実施するための最良の形態
以下、本発明を図に示した実施例を用いて詳細に説明する。但し、この実施例に記載される構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは特に特定的な記載が無い限り、この発明の範囲をそれのみに限定する趣旨ではなく単なる説明例に過ぎない。
実施例を示す第１図において、２０はガスエンジンのエンジン本体、４５はピストン、４６はクランク軸、４４は燃焼室、４１は吸気弁、４２は排気弁、４３は排気管である。
９は前記吸気弁４１に通ずる吸気管であり、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。８は燃料ガスを収容する燃料ガスタンク（図示省略）と前記ガス噴射装置１０とを接続するガス供給管である。７は該ガス供給管８の前記ガス噴射装置１０入口に設けられたガス供給電磁弁で、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前記ガス供給管路８の流路面積を調整するとともに、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ものである。
１１は該ガスエンジンの起動時に、不図示の副室内にパイロット燃料噴射弁００１１からパイロット燃料を噴射し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ための着火装置である。
１は前記燃焼室４４内のガス圧力即ち筒内圧力を検出する筒内圧力検出器、２は前記クランク軸４６のクランク角を検出するクランク角検出器である。
１００は燃焼診断装置で、ノイズ除去フイルタ３、該ノイズ除去フイルタ３を経た筒内圧力検出信号を増幅する増幅器４及び燃焼診断部５により構成されている。
前記ノイズ除去フイルタ３は前記筒内圧力検出器１から入力される筒内圧力検出信号のノイズを除去するローパスフイルタにて構成される。前記燃焼診断部５は前記増幅器４にて増幅された筒内圧力検出信号に基づき前記クランク角検出器２からのクランク角検出信号を補助的に用いて前記燃焼室４４内における燃焼状態の診断を行うものである。
２００は燃焼制御装置で、前記燃焼診断部５における診断結果信号が入力され、該診断結果信号に基づき前記ガス供給電磁弁７を遮断あるいは開度制御するとともに、前記着火装置１１の作動を制御するものである。６は前記燃焼診断部５における診断結果を表示する表示装置である。尚、前記燃焼診断装置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。
かかる構成からなるガスエンジンの運転時において、前記着火装置１１においてトーチ着火がなされるとともに、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）にて圧力を調整されて前記ガス噴射装置１０に供給され、前記ガス供給電磁弁７の開弁により前記吸気管９内の空気中に噴出され該空気と混合される。そして該ガス噴射装置１０からの混合気は前記吸気弁４１の開弁とともに前記着火装置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。
次に、かかる実施例における燃焼診断装置の動作を説明する。
前記筒内圧力検出器１により検出された前記燃焼室４４内のガス圧力即ち筒内圧力は燃焼診断装置１００のローパスフイルタからなるノイズ除去フイルタ３に入力され、該ノイズ除去フイルタ３において高周波のノイズを除去されて該筒内圧力信号が電圧変動のない平均化された筒内圧力検出信号となって増幅器４にて増幅された後、前記燃焼診断部５に入力される。
一方、前記燃焼診断部５には前記クランク角検出器２からのエンジンクランク角の検出信号も入力されている。
次に、第２図に示される燃焼診断制御フローチャートの第１例及び第４図に示される筒内圧力線図を参照して前記燃焼診断装置１００の燃焼診断動作の第１例につき説明する。前記燃焼診断部５には、前記筒内圧力検出器１から入力される筒内圧力検出値と前記クランク角検出器２から入力されるクランク角検出値とにより、第４図に示されるような筒内圧力―クランク角関係線図が求められる。第４図のＡが正常な燃焼が行われている時の筒内圧力線図である。
先ず、圧縮圧力の判定手段（ステップ）において、第４図に示す前記ガスエンジンの圧縮行程における任意点の圧縮圧力検出値Ｐ０と予め設定された該圧縮圧力の許容される最小値即ち許容圧縮圧力Ｐｃ０とを比較し、前記許容圧縮圧力Ｐｃ０以下のとき即ちＰ０≦Ｐｃ０のときには、ガス漏れ等の機械的トラブルによって圧縮圧力Ｐ０が正常値から異常に低下しているものと判定する（Ｅ１）。第４図のＥが圧縮圧力Ｐ０が異常に低下している時の筒内圧力線図である。
次いで、筒内最高圧力の判定手段（ステップ）において、第４図に示す筒内最高圧力検出値Ｐｐと圧縮行程における任意点の前記圧縮圧力検出値Ｐ０との最高圧力比Ｐｐ／Ｐ０を算出し、該最高圧力比Ｐｐ／Ｐ０の算出値と予め設定された最高圧力比の許容される最大値即ち許容最高圧力比Ｐｐ０とを比較し、前記最高圧力比Ｐｐ／Ｐ０の算出値が前記許容最高圧力比Ｐｐ０を超えたとき即ちＰｐ／Ｐ０≧Ｐｐ０のとき（Ｅ２）、
もしくは、前記最高圧力比Ｐｐ／Ｐ０が予め設定された圧力比即ち前記最高圧力比の許容値Ｐｈ１を超えた状態即ちＰｐ／Ｐ０≧Ｐｈ１（Ｅ３）での運転サイクルの回数Ｎｈが許容回数Ｎｈ０を超えたとき即ちＮｈ≧Ｎｈ０のとき（Ｅ４）には、筒内最高圧力Ｐｐが設計値（正常値）から異常に上昇しているものと判定する。
次いで、ノッキングの判定手段（ステップ）において、判定時点から過去の複数サイクル中において前記最高圧力比Ｐｐ／Ｐ０が、ノッキング発生限界として予め設定されたノッキング許容圧力比Ｐｈ２を超える即ちＰｐ／Ｐ０≧Ｐｈ２となる（Ｅ５）サイクルの発生数Ｓｎが許容発生数Ｓｎ０を超えたとき即ちＳｎ≧Ｓｎ０となったとき（Ｅ６）には、前記燃焼室４４内、においてノッキングが発生しているものと判定する。第４図のＢがノッキング発生時の筒内圧力線図である。
次いで、失火の判定手段（ステップ）において、前記最高圧力比Ｐｐ／Ｐ０が予め設定された前記最高圧力比Ｐｐ／Ｐ０の最小値（失火発生条件となる圧力比）即ち許容最小圧力比Ｐｎよりも小さくなり（Ｐｐ／Ｐ０≦Ｐｎ）（Ｅ７）、かつ第４図に示す燃焼行程における任意点の圧力検出値Ｐ１と前記圧縮行程における任意点の圧力検出値Ｐ０との燃焼圧力比Ｐ１／Ｐ０を算出して該燃焼圧力比Ｐ１／Ｐ０が予め設定された失火発生限界の圧力比即ち許容圧力比Ｐｍよりも小さく（即ちＰ１／Ｐ０≦Ｐｍ）となるとき（Ｅ８）前記燃焼室４４内において失火が発生しているものと判定する。
この場合、前記燃焼行程における任意点の圧力Ｐ１は、第４図に示すように、上死点前における前記基準圧力（圧縮行程における任意点の圧縮圧力）Ｐ０のクランク角（−θ１）と、上死点後における同一クランク角（θ１）における圧力とする。
第４図のＣが失火発生時の筒内圧力線図である。
次に、第３図に示される燃焼診断装置制御フローチャートの第２例及び第４図に示される筒内圧力線図を参照して前記燃焼診断部５の燃焼診断動作の第２例につき説明する。
かかる燃焼診断動作の第２例は、第２図に示される第１例に次のような消炎発生の判定動作を付加したものである。
即ちかかる第２例における消炎発生の判定手段（ステップ）においては、前記第１例と同様に前記最高圧力比Ｐｐ／Ｐ０が許容最小圧力比Ｐｎよりも小さくなり（Ｐｐ／Ｐ０≦Ｐｎ）（Ｆ７）、かつ前記燃焼圧力比Ｐ１／Ｐ０が予め設定された失火発生限界の圧力比即ち失火許容圧力比Ｐｍよりも小さく（即ちＰ１／Ｐ０≦Ｐｍ）となる（Ｆ８）状態で以って、燃焼行程における前記任意点の圧力検出値Ｐ１よりも低圧側の圧力検出値Ｐ２と前記圧縮行程における任意点の圧力検出値Ｐ０との比である低圧側の燃焼圧力比Ｐ２／Ｐ０を算出し、前記低圧側の燃焼圧力比Ｐ２／Ｐ０が消炎発生限界の圧力比即ち消炎許容圧力比Ｐｍ１よりも大きいとき（Ｐ２／Ｐ０≧Ｐｍ１：Ｆ９）、前記燃焼室４４内における消炎発生の判定を行う。第４図のＤが消炎発生時の筒内圧力線図である。
また前記低圧側の燃焼圧力比Ｐ２／Ｐ０が消炎発生限界の圧力比即ち消炎許容圧力比Ｐｍ１よりも小さいときには前記燃焼室４４内に失火発生の状態にあるものと判定する。
従って、前記燃焼行程における圧力検出値を、高圧側Ｐ１と低圧側Ｐ２との２点を用いて燃焼圧力比Ｐ１／Ｐ０及びＰ２／Ｐ０を算出し、失火許容圧力比Ｐｍ及び消炎許容圧力比Ｐｍ１と比較することにより、失火と消炎とを分類することができる。以上による燃焼診断部５での燃焼診断結果により、前記ノッキング、失火、筒内最高圧力の過昇、あるいは消炎の発生が判定されると、かかる診断結果信号は燃焼制御装置２００に送られ、該燃焼制御装置２００により、前記診断結果の内容に基づき前記ガス供給電磁弁７を遮断あるいは開度制御するとともに、前記着火装置１１の作動を制御する。また、前記診断結果の内容は前記表示装置６に表示される。
かかる実施例によれば、筒内圧力の検出値に基づき圧縮行程における任意点の圧縮圧力をベースとした圧力比を用いて燃焼診断を行うことにより、１つの燃焼診断装置１００で以ってノッキング、失火、筒内最高圧力の過昇、消炎の発生を検知し得る燃焼診断を行うことができ、簡単な構成かつ低コストの装置で必要な全ての燃焼診断を行うことができる。
また前記のように筒内圧縮圧力をベースとした圧力比を用いて燃焼診断を行うので、筒内圧力の絶対値は不要となり、筒内圧力検出器１の劣化、温度ドリフト、較正不良等により該筒内圧力検出器１からの出力レベルが全体的に低下した場合においても、燃焼診断の精度を低下させることなく正常な診断を維持できる。これにより、燃焼診断装置１００の使用寿命を延長できる。
また筒内圧力の検出信号を簡単なローパスフィルタでノイズ除去を行うのみで燃焼診断に用いることにより、高精度の燃焼診断が可能となり、従来技術のように、フイルタ透過周波数帯の変更等の複雑な演算処理が不要となり、燃焼診断操作が高能率化される。
さらに、筒内圧力検出値のみを用いて直接的に燃焼診断を行うことができるので、簡単な手段（ステップ）で高精度の燃焼診断が可能となる。
従って、かかる実施例によれば、簡単な設備でかつ簡易な手法で以ってノッキング、失火、筒内最高圧力の過昇、消炎の発生という必要とする燃焼診断を全て行うことができ、エンジンの燃焼性能の低下を迅速かつ高精度で検知することが可能となる。
かかる実施例によれば、燃焼診断装置１００による燃焼診断と該診断結果を受けての燃焼制御装置２００による燃焼項目の制御とを常時連働させて行う。第５図（Ａ）〜第５図（Ｄ）には、かかる燃焼診断装置１００による燃焼診断と燃焼制御装置２００による燃焼項目の制御とに基づく燃料着火タイミング及び燃料噴射量の時間変化を示している。
次に、前記燃焼診断装置１００、燃焼制御装置２００及びガスエンジン２０の作動状況を示す第６図において、前記燃焼診断装置１００により筒内圧力検出器（筒内圧力センサ）１の異常を示す診断結果が出力されたときには、前記燃焼制御装置２００によって当該筒内圧力検出器が異常状態にあるシリンダの燃焼診断を停止し、燃料着火タイミングを安全位置まで一定量遅角させて筒内圧力センサの異常状態を保持する。
そして、前記筒内圧力検出器１の復旧後、燃焼診断装置１００が自動的に正常作動に復帰するとともに、燃焼制御装置２００が正常作動に戻り、前記異常シリンダの燃料着火タイミングを正常に戻すことが可能となる。
これにより、筒内圧力検出器１に異常が発生した場合において、当該異常発生シリンダの燃料着火タイミング及び燃料噴射量を前記異常に対応する状態に調整しつつ筒内圧力検出器１の復旧を行い、該検出器１の復旧後は自動的に正常な燃焼制御に復帰でき、エンジンの運転を停止することなく前記筒内圧力検出器１の異常発生に対処することができる。
また、図示を省略したが、エンジン２０の吸気温度を含むエンジン運転条件と前記許容最高圧力比Ｐｐ０（しきい値）との関係を関数として設定し、また前記許容最高圧力比Ｐｐ０（しきい値）の他に、前記実施例に示された許容圧縮圧力Ｐｃ０、ノッキング許容圧力比Ｐｈ２、許容最小圧力比Ｐｎ、失火許容圧力比Ｐｍ及び消炎許容圧力比Ｐｍ１等についても、前記エンジン負荷Ｗ、エンジン回転数Ｎ、吸気温度を含むエンジン運転条件によって変化させることができる。
かかる実施例によれば、前記許容最高圧力比Ｐｐ０（しきい値）を一定として燃焼診断を行うことなく、エンジンの運転条件をエンジン負荷Ｗ、エンジン回転数Ｎ、吸気温度等により検出し、筒内最高圧力許容値Ｐｐ０（しきい値）、許容圧縮圧力Ｐｃ０、ノッキング許容圧力比Ｐｈ２、許容最小圧力比Ｐｎ、失火許容圧力比Ｐｍ及び消炎許容圧力比Ｐｍ１等の燃焼診断項目の夫々のしきい値をエンジン運転条件や各気筒毎に条件変化に応じて自在に変化させている。
これにより、燃焼状態診断にあたって、燃焼診断項目における基準値（しきい値）をエンジンや各気筒の運転条件に適合した値に調整でき、燃焼診断精度を高く維持することができる。
次に第１図に示す表示装置６の構成について第７図から第１３図に基づいて説明する。
本発明の燃焼診断装置に接続する表示装置は、燃焼診断結果と圧力波形の２種類を表示することができる。
第７図は、燃焼診断装置から伝送された燃焼診断結果を表示装置に表示した表図で、各気筒番号を＃１〜＃１８として列側の項目に、又行側に設けた診断項目はセンサ異常（Ｘ）、最高圧力Ｐｐ異常（Ｐ）、ノッキング（Ｋ）、最高圧力Ｐｐ高め（Ｈ）、最高圧力Ｐｐ適性範囲（Ｎ）、最高圧力Ｐｐ低め（Ｈ）、消炎（Ｑ）、失火（Ｍ）、圧縮圧低下（Ｅ）毎に燃焼診断装置から伝送された燃焼診断結果の夫々の項目を記号で表示装置で表示した例である。燃焼診断結果に従い１サイクル毎に四角の記号表示が更新される。
特に本実施例では気筒数が多いため、四角に抜き文字で燃焼カテゴリを示すことにより、認識しやすくしている。
第８図は、多気筒の一例として４気筒のエンジンにおける燃焼診断装置側と表示装置側の夫々の気筒の筒内圧力の伝送及び表示過程を示し、上から４段目までのグラフ図は、４気筒エンジン夫々の筒内圧力波形の計測結果で、カム軸トップ位置を０度として、クランク角１サイクル（一回転）毎の圧力波形が圧力センサでクランク角と対応させて等クランク毎に計測される。表示器１２４への出力波形、表示器に表示した筒内波形の一例を示す図である。
下から２番目のグラフは、燃焼診断装置が接続された表示器１２４に出力する波形である。表示は制御とは無関係なので、燃焼診断装置１００から表示装置６でのデータ伝送方式は、シリアル伝送としている。このため軸トップ信号検知後に測定した波形中、燃焼診断に必要な太線で示した領域のみ表示器１２４へのデータ伝送対象とするために筒内圧力検知器（センサ）での検知毎に時々刻々クランク角に同期して、診断装置側の第１のリングメモリに全気筒の燃焼状態を示す筒内圧力波形を書き込み、次のカム軸トップ位置より夫々｛ａ１｝、｛ａ２｝、｛ａ３｝、｛ａ４｝づつ角度遅れを持たせて圧縮領域から燃焼領域までの所定クランク範囲の診断領域の角度波形を信号伝送線２０１に載せて送り、さらに次のカム軸トップを検知するまでの１サイクル＝７２０度以内にシリアル伝送することで、限られた通信量を有効活用している。例えば送信領域を６０〜８０°の範囲に設定すれば、圧力検知器１の検知速度に対応した波形を、さらに次のカム軸トップを検知するまでの１サイクル＝７２０度以内に信号伝送線２０１でシリアル伝送することが可能となる。
最下段のグラフはシリアル伝送したデータを表示装置６のオシログラフ１２４に表示した筒内圧波形の様子を示す。
この時、各気筒の圧力波形は酷似しているので、表示装置６のオシログラフ１２４には一定圧力値β間隔で表示することにより、全ての波形を認識しやすくしている。
そのため診断装置側から伝送された夫々｛ａ１｝、｛ａ２｝、｛ａ３｝、｛ａ４｝づつクランク角度遅れを持たせたものを逆にその角度分だけ時間進みを行って次のクランク角周期サイクルのカム軸トップ位置０°を基準として一定圧力値β間隔で上下に表示している。
第９図は、かかる表示を行うための燃焼診断装置側と表示装置側のデータ構成図の一例である。
先ず燃焼診断装置側のデータ処理構成要素について説明する。以下では理解を容易にするため４気筒の例をあげて説明する。
１１０は燃焼診断装置側のリングバッファメモリｒｂｕｆ１（１１０）で、カム軸トップの原点位置（０°）を記憶するリングメモリ部と、各気筒＃１〜４の圧力波形データが少なくとも７２０°の１クランク角サイクル分以上、具体的には数クランクサイクル分記憶できるリングメモリ部が多環円状に具えている。
１１３は書き込みポインタで、夫々の気筒の筒内圧力検知器１及びクランク角検出器２よりの検出データを夫々対応するリングメモリ部に書き込ませるポイント位置を設定する。
１１２は、カム軸トップの原点位置（０°）から圧力波形データ開始点までの相対角度情報ａ［１〜４］を記憶させるメモリ、１１１は該相対角度情報ａ［１〜４］に基づいて設定したタイミングで夫々｛ａ１｝、｛ａ２｝、｛ａ３｝、｛ａ４｝づつ角度遅れを持たせて対応するリングメモリ部より読み出す読み出しポインタである。
次に表示装置側のデータ処理構成要素について説明する。
１２０は表示装置側のリングバッファメモリｒｂｕｆ２（１２０）で、燃料診断装置１００側より送られた各気筒＃１〜４の圧力波形データが夫々｛ａ１｝、｛ａ２｝、｛ａ３｝、｛ａ４｝づつ角度遅れを持たせたものを逆にその角度分だけ時間進みを行って一定角度（ｗｌｅｎ）分のデータ領域に順次記憶できる４つの多環リング円状のリングメモリ部を具えている。
１２１は書き込みポインタで、シリアル信号線１０１より送られてきたデータを夫々｛ａ１｝、｛ａ２｝、｛ａ３｝、｛ａ４｝の角度分だけ時間進みタイミングを持たせて前記各気筒＃１〜＃４に対応するリングメモリ部に書き込むタイミングを設定する書込ポインタである。
１２２は、前記各気筒＃１〜＃４に対応するリングメモリ部より一定圧力値β間隔で読み出して表示装置に上下に表示させるタイミングを設定する読み出しポインタである。
第１０図〜第１３図は、前記データ構成図における波形測定フロー図で、第１０図は燃焼診断装置（データ送出）側のクランク角割込処理フロー図、第１１図は燃焼診断装置（データ送出）側のメイン処理フロー図、第１２図は表示装置（データ受信）側のデータ受信割込処理フロー図、第１３図は表示装置（データ受信）側のクランク角割込処理フロー図である。
第１０図において、常時クランク角度検出器から発生する割込タイミング（Ｓ２０）で起動させ、書き込みポインタ１１３をＫ（０〜４）に設定し（Ｓ２１）、Ｋ＝０でリングバッファメモリｒｂｕｆ１の、カム軸トップの原点位置（０°）を記憶するリングメモリ部にカム軸トップの計測値を書込、以下順次各気筒＃１〜４の圧力波形データを対応するリングメモリ部に書き込ませる（Ｓ２２）。
そして次のクランク角サイクルでも同様な動作を行い、以下書き込みポインタがリングバッファメモリｒｂｕｆ１サイズを超えるまで各サイクル毎にカム軸トップの原点位置（０°）と各気筒全ての圧力波形が対応するリングメモリ部へ時々刻々クランク角の書き込みタイミングに基づいて書き込みが続けられ、そして書き込みポインタ１１３がバッファメモリｒｂｕｆ１サイズを越えた場合（Ｓ２３）は、書き込みポインタを→０に初期化して（Ｓ２４）リングメモリ部の最初より上書きを行う。
第１１図は燃焼診断装置（データ送出）側のメイン処理フロー図である。
書き込みポインタ及び読み出しポインタを０に設定し（Ｓ３０）、クランク角検出器２でカム軸トップ位置を検出した後（Ｓ３２）リングバッファｒｂｕｆ１の書き込みメモリ領域が１クランク角（７２０°）以上の場合に（Ｓ３２）、Ｋを気筒番号＃１にして（Ｓ３４）タイミングメモリよりａ１を読み出して診断領域に対応する角度領域の＃１の圧力領域を表示装置６側に信号線２０１で送信する。
次にＫを順次＃２〜＃４として（Ｓ３７）Ｋが最大気筒数以下の場合にタイミングメモリよりａ２、ａ３、ａ４づつ読み出してそのタイミングで診断領域に対応する角度領域の＃２〜＃４の圧力領域を表示装置側に順次送信する。（Ｓ３６）そして最大気筒数以上になった場合に（Ｓ３８）、次の書き込み領域ｉｐｔｒを＋＋にして（Ｓ３９）それが未書き込み領域のｒｄｐｔｒ＋ｗｌｅｎ（診断領域に対応する角度領域）以上の場合は（Ｓ４０）、前記と同様な動作を繰り返して、リングバッファｒｂｕｆ１の未書き込みメモリ領域に順次書き込んでいき、次の書き込み領域ｉｐｔが、ｒｄｐｔｒ＋ｗｌｅｎ（診断領域に対応する角度領域）以下になった場合に、ｒｄｐｔｒ＋＋にしてリングバッファｒｂｕｆ１の上書き位置に移行する。（Ｓ４１）
従って燃焼診断装置１００では筒内圧力センサ１及びクランク角検出器２でカム軸トップ位置、計測した各気筒の筒内圧データをリングバッファｒｂｕｆ１に格納することが出来る。
次に表示装置（データ受信）側について説明する。
第１２図において、データ受信割込処理は、カム軸トップ検出毎に信号伝送線２０１から受信するデータ受信毎に割り込み処理が起動して、書き込みポインタをｉｐｔｒに設定し（Ｓ５０）、気筒＃１〜＃４の夫々のデータをリングバッファｒｂｕｆ２の対応するリングメモリ部に書き込む（Ｓ５１）。
前記気筒＃１〜＃４の夫々のデータをリングバッファｒｂｕｆ２のｉｐｔｒ領域に書き込んだ後、書込領域をｉｐｔｒ＋＋に進ませて（Ｓ５２）１サイクル期間中の全データを書き終えるまで同様な動作を行う。（Ｓ５３）
そして全データを書き終えた後書込ポインタ１２２を更新して次のサイクルのデータ書込を行う。（Ｓ５４）
次に第１３図に基づいて表示装置（データ受信）側のメイン処理フローを説明する。
先ず書込ポインタと読み出しポインタの位置が一致していないか判断し（Ｓ６０）、一致している場合は、一定角度ｗｌｅｎ進ませてカム軸トップ検知後１クランク分のデータが揃うまで待つ。（Ｓ６６）
｛書込ポインタＷＴＰＴＲ−読み出しポインタＲＤＰＴＲ｝の差が、リングバッファメモリの剰余最大値が一定角度ｗｌｅｎ以上ある場合に（Ｓ６１）、読み出しポインタをカム軸トップ位置に合わせて（Ｓ６２）、気筒＃１〜＃４の夫々のデータをリングバッファｒｂｕｆ２の対応するリングメモリ部から読み出す（Ｓ６３）。
そして、カム軸トップから圧力波形データ開始点までの相対角度情報ａ［１、２…］からの一定角度（ｗｌｅｎ）分のデータ（診断領域の圧力波形）を１クランク分のデータが揃った時点例えば次のクランク角サイクルのカム軸トップ検知時に表示装置のオシロスコープ１２４画面に波形を一定圧力値β間隔で表示する。
そして前記気筒＃１〜＃４の夫々のデータをリングバッファｒｂｕｆ２のｉｐｔｒ領域から読み出した後、読み出し領域をｉｐｔｒ＋＋に進ませて（Ｓ６５）一定角度ｗｌｅｎに１サイクル期間中の全データを書き終えるまで同様な動作を行う。
その後読み出しポインタの位置が一致していないか判断し、一致している場合は、一定角度ｗｌｅｎ進ませてＳ６１に戻り、次のサイクルの読み出しを行う。
産業上の利用可能性
以上記載のごとく本発明によれば、筒内圧力の検出値に基づく圧力比を用いて燃焼診断を行うことにより、１つの燃焼診断システムで以ってノッキング、失火、筒内最高圧力の過昇、消炎の発生を検知し得る燃焼診断を行うことができ、簡単な構成かつ低コストの装置でエンジンに必要な全ての燃焼診断を行うことができる。
また前記のように筒内圧力をベースとした圧力比を用いて燃焼診断を行うので、筒内圧力の絶対値は不要となり、筒内圧力検出機器からの出力レベルが全体的に低下した場合においても、燃焼診断の精度を低下させることなく正常な診断を維持できる。これにより燃焼診断システムの使用寿命を延長できる。
また筒内圧力の検出信号をノイズ除去を行うのみで燃焼診断に用いることにより高精度の燃焼診断が可能となり、複雑な演算処理が不要となって燃焼診断操作が高能率される。
さらに、筒内圧力検出値のみを用いて直接的に燃焼診断を行うことができるので、簡単な手段（ステップ）で高精度の燃焼診断が可能となる。
従って、本発明によれば、簡単な設備でかつ簡易な手法で以ってノッキング、失火、筒内最高圧力の過昇、消炎の発生という必要とする燃焼診断を全て行うことができ、エンジンの燃焼性能の低下を迅速かつ高精度で検知することが可能となる。
また本発明によれば、エンジン負荷またはエンジン回転数または吸気温度を含むエンジン運転条件の関数で変化させることにより、エンジンの運転条件をエンジン負荷、エンジン回転数、吸気温度等により検出し、筒内最高圧力許容値、圧縮圧力許容値、ノッキング許容値、失火、消炎許容値等の燃焼診断項目のしきい値をエンジン運転条件の変化に応じて自在に変化させることができる。
これにより、燃焼状態診断にあたって、燃焼診断項目における基準値（しきい値）をエンジン運転条件に適合した値に調整でき、燃焼診断精度を高く維持することができる。
また本発明によれば、燃焼診断装置によって筒内圧力検出器の異常の診断結果が出力されたときには燃焼制御装置によって当該筒内圧力検出器異常シリンダの燃料着火タイミングを安全位置まで一定量遅角させ、筒内圧力検出器の復旧後前記燃焼診断装置が自動的に正常作動に復帰するとともに燃焼制御装置を正常作動させ、異常シリンダの燃料着火タイミングを正常に戻すことが可能となる。
これにより、筒内圧力検出器に異常が発生した場合において、当該異常発生シリンダの燃料着火タイミング及び燃料噴射量を前記異常に対応する状態に調整しつつ筒内圧力検出器の復旧を行い該センサの復旧後は自動的に正常な燃焼制御に復帰でき、エンジンの運転を停止することなく前記筒内圧力の異常発生に対処することができる。
さらに本発明によれば、常識的な筒内圧力の最大値及び最小値を超える圧力信号を検知することにより筒内圧力検出器のスパークノイズ、断線、接触不良等の発生を検知でき、また筒内圧力検出器の経時変化によるドリフトの発生を検知でき、さらに筒内圧力とクランク角との関係が狂いを生ずることなく検出されているか否かを確認できる。
これにより、筒内圧力検出器の異常を多方向から自動的に検知できて、該筒内圧力検出器の異常状態からの復帰を迅速になすことができ、燃焼診断を円滑に行うことができる。
又本発明によれば、筒内圧力センサの温度変化、経年変化によるドリフトが生じても燃焼診断結果には影響せず、かつ異常燃焼と筒内圧力センサの破損、断線等の異常を検出できる。
更に本発明によれば、燃焼診断装置が故障等で停止した場合でも燃焼制御装置が燃料噴射タイミングを安全な位置まで遅角するため、エンジンを止めることなく燃焼診断装置の復旧ができる。
又本発明によれば、エンジン運転中に筒内圧力センサが破損した場合においても、燃焼制御装置が該当気筒のセンサ異常状態をセンサ交換後の再燃焼まで自己保持することにより、エンジンを停止させずにセンサ交換が可能となった。
又本発明によれば、時々刻々変化する燃焼状態の可視化が可能となり、特に時間的にオーバーラップして発生する筒内圧力波形データを燃焼診断装置で一時記憶後、表示装置にシリアル通信で出力することにより、燃焼診断を行いながら複数気筒の圧力波形観測が可能となった。
尚、本発明は、前記実施例に係るパイロット燃料で着火を行うガスエンジンに限らず、他のガスエンジン、デイーゼルエンジン等、全ての往復動内燃機関全般に適用できる。
【図面の簡単な説明】
第１図は、本発明の実施例に係るガスエンジンの燃焼診断システムの全体構成図である。
第２図は、燃焼診断装置の制御フローチャートの第１例を示す図である。
第３図は、燃焼診断装置の制御フローチャートの第２例を示す図である。
第４図は、前記ガスエンジンにおける筒内圧力とクランク角の関係線図である。
第５図（Ａ）〜第５（Ｄ）は、前記実施例における燃料着火タイミング及び噴射量線図である。
第６図は、燃焼診断装置、燃焼制御装置、及びガスエンジンの作動線図である。
第７図は、燃焼診断装置から伝送された燃焼診断結果を表示装置に表示した表図で、各気筒番号／異常項目毎に表示してある。
第８図は、燃焼診断装置側と表示装置側の筒内圧力の伝送及び表示過程を示し、４気筒エンジン波形の計測結果、表示器への出力波形、表示器に表示した筒内波形の一例を示す図である。
第９図は、燃焼診断装置側と表示装置側のデータ構成図である。
第１０図は、前記データ構成図における波形測定フロー図の１で、燃焼診断装置（データ送出）側のクランク角割込処理フロー図である。
第１１図は、前記データ構成図における波形測定フロー図の２で、燃焼診断装置（データ送出）側のメイン処理フロー図である。
第１２図は、前記データ構成図における波形測定フロー図の３で、表示装置（データ受信）側のデータ受信割込処理フロー図である。
第１３図は、前記データ構成図における波形測定フロー図の４で、表示装置（データ受信）側のメイン処理フロー図である。
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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