内燃机燃烧诊断·控制装置和燃烧诊断·控制方法

摘要

一种内燃机燃烧诊断·控制装置，可通过调整处于敲缸、不发火、及消焰发生状态的燃烧进行顺利的发动机运行，并可迅速地检测出缸内压力的不正常状态从而进行内燃机的诊断和控制而不停止发动机的运行。该装置包括根据来自检测燃烧室内的压力的缸内压力检测器的缸内压力检测值计算出缸内最高压力P

说明书

技术领域

本发明涉及一种内燃机的燃烧诊断·控制方法及其装置，该内燃机包含将燃料气体与空气混合并使其在发动机的燃烧室内燃烧地构成的燃气发动机。

背景技术

在内燃机特别是以城市煤气等清洁燃气为主燃料的燃气发动机中，要求可靠地检测燃烧室内的不发火和消焰及混合气浓度不均匀等导致的敲缸的发生并迅速地采取对应措施。另外，在上述燃气发动机和汽油发动机、柴油发动机等内燃机中，需要可靠地检测上述不发火、消焰、敲缸以及燃烧室内的最高压力即缸内最高压力的过度上升和压缩压力的下降，维持发动机的耐久性和性能的稳定性。

另外，在上述燃气发动机和汽油发动机、柴油机等内燃机中，必须检测和诊断燃烧室内的燃烧状态，进行与其诊断结果适应的燃料点火时刻和燃料喷射量的控制。另外，要求即使作为燃烧状态检测设备的缸内压力检测器发生异常也可不停止发动机地从异常状态恢复，同时，迅速地恢复到正常的燃烧诊断和燃烧控制。

作为检测和诊断该内燃机的燃烧室内的燃烧状态的燃烧诊断系统，提供有日本特开平2000-110652号、特开平11-183330号、专利2712332号等发明。

在特开平2000-110652号发明中，相应于内燃机的运行参数的现在值设定来自缸内压力检测器的缸内压力检测信号中的取出频带区，从上述缸内压力检测信号中由滤波装置取出设定的取出频带区的信号成分，当该取出成分在临界值以上时，进行敲缸发生的判定。

另外，在特开平11-183330号发明中，如来自缸内压力检测器的缸内压力检测信号中的压力值最大即成为缸内最高压力时的角包含于规定的曲柄角范围内而且根据上述缸内压力检测信号计算出的平均有效压力比规定值小，则进行不发火发生判定。

另外，在专利2712332号中，检测出发动机的转速，监视该发动机转速的变化，当该发动机转速低于设定值时，进行不发火发生的判定。

然而，在特开平2000-110652号发明中，为了由滤波装置将取出频带区的信号成分取出，需要进行伴随着该滤波装置的处理的透过频带变更等复杂的运行处理，敲缸发生的判定控制复杂，另外，由于需要缸内压力的绝对值，所以，在缸内压力传感器的劣化、温度漂移、校准不良等使得来自上述缸内压力传感器的输出电平整体下降的场合，缸内压力检测值的精度下降，燃烧诊断的精度下降。

另外，在特开平11-183330号的发明中，不发火的判定需要缸内压力的绝对值，所以，与上述同样，在缸内压力传感器的劣化、温度漂移、校准不良等使得来自上述缸内压力传感器的输出电平整体下降的场合，缸内压力检测值的精度下降，燃烧诊断的精度下降。

另外，在专利2712332号中，由监视发动机转速的变化的这样的间接手段检测和诊断燃烧室内的燃烧状态，所以，燃烧诊断的精度低。

另外，上述先有发明都仅是由1个装置进行敲缸或不发火这样的1项的燃烧诊断，所以，相对于诊断功能的装置成本增大。

在该内燃机中的具有点火装置的多气缸燃气发动机中，如燃料点火时刻时刻提前，即按曲柄角使燃料点火时刻提前，则燃烧效率上升，发动机性能提高，但是，由于未燃气体的自然点火提前，使得易于发生敲缸，所以，要求避免敲缸的发生，而且在可将发动机性能维持在最大的燃料点火时刻运行。

另外，在该多气缸燃气发动机中，要求构成这样的燃烧诊断和燃烧控制，该燃烧诊断和燃烧控制在发生不发火和消焰的场合，根据缸内压力的检测数据以良好的精度迅速地对其进行检测，对于该发生气缸，将燃料点火时刻和燃料喷射量调整到与上述不发火和消焰对应的状态，不受到该发生气缸的影响地顺利进行其它气缸的运行。

另外，在该多缸燃气发动机中，要求当用于检测燃烧室内的燃烧状态的缸内压力检测装置因出现故障等而发生异常时，将该异常发生气缸的燃料点火时刻和燃料喷射量调整到与上述那样的异常状态对应的状态，进行缸内压力检测装置的恢复，恢复后，自动恢复到正常的燃烧控制，不停止发动机的运行即可对应上述缸内压力检测装置的异常发生。

另外，在该多气缸燃气发动机中，要求在使用缸内压力检测值诊断燃烧室内的燃烧状态时，可将缸内最高压力、敲缸临界压力、不发火、消焰发生的容许压力等诊断项目的基准值(临界阈值)调整到与发动机运行条件相适应的值，维持燃烧状态的诊断精度。

另外，在该多气缸燃气发动机中，要求可在早期自动地检测出缸内压力检测装置的故障等导致的异常的发生，可从该缸内压力检测装置的异常状态迅速恢复，顺利进行燃烧诊断。

然而，在包含上述所有先有发明的现有技术中，未提供可满足这些需要的发动机的燃烧诊断和燃烧控制装置。

特别是在作为燃烧诊断装置的输出将不发火、消焰等燃烧诊断信息通知燃烧控制装置侧时，在由串行通信线串行地传输多个气缸的信息的方式下使通信线的断线、干扰的影响波及到所有气缸的控制，不理想。

为此，按照不出故障的思想，例如图32所示那样，在燃烧诊断装置与燃烧控制装置之间，对于分别对各气缸的燃烧诊断信息串行地进行传输的方式，多种分类信息(2ⁿ种)需要对应多个(m)气缸，需要(2ⁿ)×m个以上的数据信号线，连线也很费事。

在现有的多缸发动机的燃烧诊断系统的显示装置中，不存在以作业者易于理解的方法显示多个气缸的时常变化的燃烧状态的装置。另外，为了调查燃烧异常详细情况，需要观测缸内压力波形，必须准备与气缸数对应的示波器，这不仅导致显示装置的复杂化，而且对各气缸从燃烧控制装置连接到与气缸数相应的示波器也较难。

另外，为了调查发动机的燃烧状态的过程，只要观看燃烧诊断装置判定的诊断分类结果即可得知，但由于诊断结果高速变化，所以不能按时间系列观察输出结果。

发明内容

本发明就是鉴于该现有技术问题而作出的，其目的在于提供一种内燃机的燃烧诊断系统，该内燃机的燃烧诊断系统可由1个装置进行敲缸、不发火(点火)、消焰、及缸内压力的过度上升的燃烧诊断，运算处理简单，而且可不受缸内压力传感器的劣化、温度漂移、校正不良等缸内压力检测装置的状态变化影响地获得高精度的燃烧诊断结果。

另外，本发明的目的在于提供一种内燃机的燃烧诊断·燃烧控制方法及其装置，该内燃机的燃烧诊断·燃烧控制方法及其装置可提高使用缸内压力检测值的燃烧诊断精度，同时，可在避免敲缸的发生并将发动机性能维持为最高的燃料点火时刻稳定运行，另外，可将不发火和消焰的发生气缸的燃烧状态调整到与该事态对应的状态，不受到该发生气缸影响地顺利进行发动机的运行，另外，可迅速地检测缸内压力检测装置的异常发生，同时，可与该异常状态对应地调整该异常发生气缸的燃烧状态，不停止发动机的运行即可对缸内压力检测装置的异常发生采取措施。

另外，本发明的目的在于提供一种燃烧诊断系统，该燃烧诊断系统在作为燃烧诊断装置的输出向燃烧控制装置和显示装置侧通知不发火、消焰等燃烧诊断信息时，可顺利进行所有气缸的控制而不受到通信线的断线、干扰的影响。

另外，本发明的目的在于提供一种燃烧诊断系统，该燃烧诊断系统即使在燃烧诊断装置与燃烧控制装置之间传输各气缸的多种燃烧诊断信息的场合，也不使传输信号线复杂化，有与气缸数对应的根数的信号线即可，可大幅度节省连线的麻烦。

另外，本发明的目的在于提供一种燃烧诊断系统，该燃烧诊断系统在多气缸的燃烧诊断系统的显示装置中可易于由作业者理解地显示存在多个气缸的时常变化的燃烧状态。

另外，本发明的目的在于提供一种燃烧诊断系统，该燃烧诊断系统在多气缸发动机的燃烧诊断系统的显示装置中不准备与多个气缸对应量的示波器也可以相同功能有效地显示用于调查燃烧异常的详细状态的缸内压力波形。

另外，本发明的目的在于提供一种燃烧诊断系统，该燃烧诊断系统即使在多气缸发动机的燃烧诊断装置判定的诊断结果高速变化的场合也可易于由作业者理解地显示诊断分类结果。

为了达到该目的，本发明的特征在于：设置有对上述燃烧室内的压力进行检测的缸内压力检测器，同时，包括根据来自上述缸内压力检测器的缸内压力检测值计算出缸内最高压力P_P与压缩行程的1个或多个任意点的压缩压力P₀的最高压力比P_P/P₀的装置(步骤)、比较上述最高压力比P_P/P₀与按诊断分类分别阶段性设定的压力比(以下称临界值压力比)的装置(步骤)、及对每1个或多个运行循环判定上述比较输出并进行上述燃烧室内的缸内压力状态等的燃烧状态的诊断的装置(步骤)，根据需要按包含发动机负荷或发动机转速或进气温度的发动机运行条件的函数使上述临界值压力比改变。

上述装置可为硬构成，也可为软构成。特别是在后述的实施例中，由于为软构成，所以，在()中加上步骤这样的词句。

具体地说，燃烧诊断装置具有压力比计算装置(步骤)、燃烧异常判定装置(步骤)、敲缸发生判定装置(步骤)、不发火发生判定装置(步骤)、及消焰发生判定装置(步骤)；

在该压力比计算装置(步骤)中，根据来自上述缸内压力检测器的缸内压力检测值计算出缸内最高压力P_P与压缩行程的1个或多个任意点的压缩压力P₀、P₃(代表性地称P₀)的压力比P_P/P₀；

在该燃烧异常判定装置(步骤)中，当上述压力比P_P/P₀超过设定的容许最高压力比P_p0时或上述压力比P_P/P₀超过设定的压力比P_h1(P_P/P₀≥P_h1)的运行循环次数N_h超过容许次数N_h0时(N_h≥N_h0)，进行上述燃烧室内的燃烧异常的判定；

在该敲缸发生判定装置(步骤)中，当在过去的多个循环中上述最高压力比P_P/P₀超过设定的敲缸容许压力比P_h2(P_P/P₀≥P_h2)的循环的发生数Sn超过容许发生数S_n0时(S_n≥S_n0)，进行上述燃烧室内的敲缸发生的判定；

在该不发火发生判定装置(步骤)中，当上述最高压力比P_P/P₀比设定的容许最小压力比P_n小(P_P/P₀≤P_n)而且燃烧行程的任意点的压力P₁与上述压缩行程的1个或多个任意点的压力P₀的比P₁/P₀比设定的不发火容许压力比P_m小(P₁/P₀≤P_m)时，进行上述燃烧室内的不发火发生的判定；

在该消焰发生判定装置(步骤)中，具有计算比燃烧行程的上述任意点的压力P₁低的一侧的压力P₂和上述压缩行程的1个或多个任意点的压力P₀的燃烧压力比P₂/P₀的装置(步骤)，当上述最高压力比P_P/P₀比设定的容许最小压力比P_n小(P_P/P₀≤P_n)、上述燃烧压力比P₁/P₀比设定的不发火容许压力比P_m小(P₁/P₀≤P_m)、燃烧压力比P₂/P₀比消焰容许压力比P_m1大时(P₂/P₀≥P_m1)，进行上述燃烧室内的消焰发生的判定；

在上述构成中，具有当上述压缩行程的任意点的压力压力P₀在设定的容许压缩压力P_C0以下时(P₀≤P_C0)，进行上述压缩压力P₀的异常判定的装置(步骤)。

按照该发明，通过根据缸内压力的检测值使用以压缩行程的任意点的压缩压力为基础的压缩比进行燃烧诊断，从而可由1个燃烧诊断系统检测敲缸、不发火、缸内最高压力的过度上升、消焰的发生，可由构造简单、低成本的装置进行必要的所有燃烧诊断。

另外，如上述那样，使用以缸内压缩压力为基础的压力比进行燃烧诊断，所以，不需要缸内压力的绝对值，即使在缸内压力检测器的劣化、温度漂移、校准不良等使得来自该缸内压力传感器的输出电平(水平/level)整体下降的场合，也可不降低燃烧诊断的精度地维持正常的诊断。这样，可延长燃烧诊断系统的使用寿命。

另外，仅用低通滤波器除去触发信号而除去干扰后将缸内压力的检测信号用于燃烧诊断，即可进行高精度的燃烧诊断，不象现有技术那样需要滤波器透过频带的变更等复杂的运算处理，燃烧诊断操作高效化。

另外，由于仅使用缸内压力检测值即可直接地进行燃烧诊断，所以，可由简单的装置(步骤)进行高精度的燃烧诊断。

因此，按照本发明，可由简单的设备和简易的手法进行敲缸、不发火、缸内最高压力的过度上升、消焰的发生这样的发动机需要的所有燃烧诊断，可迅速、高精度地检测发动机的燃烧性能下降。

另外，本发明的特征在于：检测燃烧室内的缸内压力，对应于曲柄角计算出该缸内压力的检测值P与包含进气压力的压缩开始以前的基准压力P_b的差压ΔP(ΔP＝P-P_b)，使用处于各曲柄角的上述差压ΔP与压缩行程中的1个或多个任意点的压缩压力P₀与基准压力P_b的差压ΔP₀(ΔP₀＝P₀-P_b)的缸内压力比ΔP/ΔP₀进行上述燃烧室内的缸内压力状态等燃烧状态的诊断。

另外，作为实施这样的上述燃烧诊断·控制方法的优选装置，在上述内燃机的燃烧诊断·控制装置中，燃烧诊断装置设置有检测上述燃烧室内的缸内压力的缸内压力检测器和检测上述发动机的曲柄角的曲柄角检测器，同时，具有根据从上述缸内压力检测器输入的缸内压力检测值和从曲柄角检测器输入的曲柄角检测值对应于曲柄角计算出该缸内压力的检测值P与包含进气压力的压缩开始以前的基准压力P_b的差压ΔP(ΔP＝P-P_b)的装置(步骤)、计算处于各曲柄角的上述差压ΔP与处于压缩行程的任意点的差压ΔP₀的缸内压力比ΔP/ΔP₀的装置(步骤)、及使用上述缸内压力比ΔP/ΔP₀进行上述燃烧室内的缸内压力状态等燃烧状态的诊断的燃烧状态诊断装置，该燃烧控制装置根据从该燃烧状态诊断装置输出的燃烧状态诊断结果控制上述发动机的燃烧状态。

按照该发明，使用基于与在发动机运行期间由大气状态等外部条件导致的变动小的包含进气压力的开始压缩之前的基准压力(P_b)的差压(ΔP＝P-P_b)的缸内压力比ΔP/ΔP₀进行燃烧诊断，所以，不需要缸内压力的绝对值，即使在缸内压力检测器的的劣化、温度漂移、校准不良等使得来自该缸内压力传感器的输出电平整体下降或由于别的原因上升的场合，也可不降低燃烧诊断的精度地维持正常的诊断。

另外，本发明的特征在于：当上述缸内压力比ΔP/ΔP₀的缸内最高压力比ΔP_P/ΔP₀超过设定的容许最高压力比P_P0时(ΔP_P/ΔP₀≥P_P0)，停止上述发动机；例如，在上述发明中，可当上述压缩行程中的1个或多个任意点的差压ΔP₀在设定的容许压缩差压P_C0以下时(ΔP₀≤P_C0)，停止上述发动机。

另外，本发明可在上述缸内压力最高压力比ΔP_P/ΔP₀超过设定的基准最高压力比的最大值P_sh时(ΔP_P/ΔP₀≥P_sh)，按上述发动机的曲柄角使燃料(包含喷射到燃气发动机的副室的先导材料)点火时刻延迟一定量，当上述缸内最高压力比ΔP_P/ΔP₀在设定的基准最高压力比的最小值P_s1以下时(ΔP_P/ΔP₀≤P_s1)，使上述燃料点火时刻提前一定量。

在该场合，作为实施上述燃烧诊断·控制方法的优选装置，燃烧诊断装置具有比较上述缸内压力比ΔP/ΔP₀的缸内最高压力比ΔP_P/ΔP₀与容许最高压力比P_P0的设定值的比较装置(步骤)，上述燃烧控制装置具有在从上述燃烧诊断装置的比较装置输出的上述比较结果为(ΔP_P/ΔP₀)≥P_P0时使上述发动机的停止装置作动而使该发动机停止的停止装置(步骤)。

在上述发明中，最好上述燃烧诊断装置具有比较上述缸内压力比ΔP/ΔP₀中的缸内最高压力比ΔP_P/ΔP₀与基准最高压力比的最大值P_sh并比较上述缸内最高压力比ΔP_P/ΔP₀与基准最高压力比的最小值P_s1的比较装置(步骤)，上述燃烧控制装置具有当上述比较装置(步骤)的比较结果为ΔP_P/ΔP₀≥P_sh时按上述发动机的曲柄角使燃料点火时刻延迟一定量、当上述比较结果为ΔP_P/ΔP₀≤P_s1时使上述燃料点火时刻提前一定量的装置(步骤)。

按照该发明，当由燃烧诊断装置输出上述缸内压力比(ΔP/ΔP₀)中的缸内最高压力比(ΔP_P/ΔP₀)超过容许最高压力比(P_P0)的设定值的诊断结果时，由燃烧控制装置使发动机的停止装置作动，将该发动机停止，从而可正确而且迅速地进行缸内最高压力过大的检测和采取相应措施，确实地防止缸内最高压力过大导致的发动机的破损或耐久性的下降。

另外，  当由燃烧诊断装置输出上述缸内最高压力比(ΔP_P/ΔP₀)超过基准最高压力比的最大值(P_sh)的诊断结果时，由燃烧控制装置使燃料点火时刻延迟一定量，当由上述燃烧诊断装置输出上述缸内最高压力比(ΔP_P/ΔP₀)在基准最高压力比的最小值(P_s1)以下的诊断结果时，由上述燃烧控制装置使燃料点火时刻提前一定量，从而可将缸内最高压力时常保持在基准最高压力的范围，可将发动机性能维持在所需性能值，同时，可抑制燃烧温度过度上升导致的NOx发生量的增大。

另外，本发明的燃烧诊断·控制方法的特征在于：当上述缸内压力比ΔP/ΔP₀中的缸内最高压力比ΔP_P/ΔP₀至少超过按照缸内最高压力比设定的敲缸容许压力比P_h2时(ΔP_P/ΔP₀≥P_h2)，按上述发动机的曲柄角使燃料点火时刻延迟一定量。

另外，作为实施上述燃烧诊断·控制方法的装置，上述燃烧诊断装置具有比较上述缸内压力比ΔP/ΔP₀中的缸内最高压力比ΔP_P/ΔP₀与按照该缸内最高压力比设定的敲缸容许值P_h2当上述缸内最高压力比ΔP_P/ΔP₀至少超过上述敲缸容许值P_h2时判定敲缸的发生的装置(步骤)，上述燃烧控制装置具有从该燃烧诊断装置接收敲缸发生的判定信号、按上述发动机的曲柄角使燃料点火时刻延迟一定量的装置(步骤)。

按照该发明，当由燃烧诊断装置输出缸内最高压力比(ΔP_P/ΔP₀)成为按照该缸内最高压力比设定的敲缸容许值即可避免敲缸发生而且可最大地维持发动机性能的敲缸发生极限的缸内最高压力比的诊断结果时，由燃烧控制装置使燃料点火时刻延迟一定量，从而可迅速而且确实地避免敲缸的发生，同时，可抑制燃烧状态的偏差，从而可迅速而且确实地避免敲缸的发生，抑制燃料状态的偏差，这样，可在敲缸即将发生之前的高性能区域时常对发动机性能进行最佳控制。

另外，本发明的燃烧诊断·控制方法当缸内压力比ΔP/ΔP₀的缸内最高压力比ΔP_P/ΔP₀至少在按照缸内最高压力比设定的不发火容许最小压力比P_n以下时(ΔP_P/ΔP₀≤P_n)，进行上述燃烧室内的不发火发生的判定，隔断该不发火发生气缸的燃料喷射。

另外，作为实施本发明的装置，上述燃烧诊断装置具有比较上述缸内压力比ΔP/ΔP₀中的缸内最高压力比ΔP_P/ΔP₀与按照该缸内最高压力比设定的不发火容许压力比、当上述缸内最高压力比ΔP_P/ΔP₀至少在按照缸内最高压力比设定的不发火容许最小压力比P_n以下时输出上述燃烧室内的不发火发生的判定信号的装置(步骤)，上述燃烧控制装置具有接收上述不发火发生的判定信号、隔断该不发火发生气缸的燃料喷射的装置(步骤)。

按照该发明，当由燃烧诊断装置输出缸内最高压力比(ΔP_P/ΔP₀)和其持续循环数成为按照该缸内最高压力比设定的不发火容许压力比即在燃烧室内成为不发火发生极限的缸内最高压力比的最小值和该最小值的容许持续循环数的诊断结果时，由燃烧控制装置隔断该不发火发生气缸的燃料喷射。

这样，可迅速而且确实地检测不发火的发生，对该发生气缸采取不发火对应措施即燃料喷射隔断措施，从而不受到该发生气缸的不发火影响地顺利进行其它气缸的运行。

另外，本发明的燃烧诊断·控制方法的特征在于：当上述缸内压力比ΔP/ΔP₀的缸内最高压力比ΔP_P/ΔP₀和燃烧行程的燃烧压力比(P₁-P_b)/ΔP₀＝ΔP₁/ΔP₀分别比容许最小压力比P_n和不发火容许压力比P_m小(ΔP_P/ΔP₀≤P_n和ΔP₁/ΔP₀≤P_m)、燃烧压力比(P₂-P_b)/ΔP₀＝ΔP₂/ΔP₀比消焰容许压力比P_m1大时，进行上述燃烧室内的消焰发生的判定，增加该消焰发生气缸的燃料喷射量。

另外，作为实施本发明的装置，上述燃烧诊断装置具有当上述缸内压力比ΔP/ΔP₀中的缸内最高压力比ΔP_P/ΔP₀和处于燃烧行程的燃烧压力比ΔP₁/ΔP₀分别比容许最小压力比P_n和不发火容许压力比P_m小而且消焰容许压力比P_m1比燃烧压力比ΔP₂/ΔP₀(＝ΔP₂/(P₃-P_b)＝ΔP₂/ΔP₃)大时输出上述燃烧室内的消焰发生的判定信号的输出装置(步骤)，上述燃烧控制装置具有接收上述消焰发生的判定信号、增加该消焰发生气缸的燃料喷射量的装置(步骤)。

按照该发明，由燃烧诊断装置输出缸内最高压力比(ΔP_P/ΔP₀)和燃烧压力比(ΔP₁/ΔP₀)比按照该缸内最高压力比和燃烧压力比设定的容许最小压力比P_n和不发火容许压力比P_m小、燃烧压力比ΔP₂/ΔP₀比消焰容许压力比P_m1大的诊断结果时，由燃烧控制装置增加该消焰发生气缸的燃料喷射量和例如在向副室喷射先导燃料的燃气发动机中增加该先导燃料喷射量。

这样，可迅速而且确实地检测消焰地发生，对该发生气缸采取消焰对应措施，即在燃气发动机的场合通过增加气体燃料喷射量和先导燃料，可避免消焰，同时，可不受该消焰发生气缸的影响地顺利进行其它气缸的运行。

另外，在本发明方法中，如按包含发动机负荷或发动机转速或进气温度的发动机运行条件的函数使上述燃烧诊断的基准压力比值(临界值)变化地构成，则可由发动机负荷、发动机转速、进气温度等检测发动机的运行条件，相应于发动机运行条件的变化自由地改变缸内最高压力容许值、压缩压力容许值、敲缸容许值、不发火、消焰容许值等燃烧诊断项目的各压力比的临界值。

这样，进行燃烧状态诊断时，可将燃烧诊断项目的基准压力比等临界值调整成适合于发动机运行条件的值，维持高燃烧诊断精度。

另外，本发明的燃烧诊断·控制方法当检测上述燃烧室内的缸内压力并输入到燃烧诊断装置的缸内压力检测器的异常被检测到时，可由进行包含上述发动机的燃料点火时刻和燃烧喷射量的燃烧控制的燃烧控制装置使该缸内压力检测器异常的气缸的燃料点火时刻按曲柄角延迟一定量到达安全位置，上述缸内压力检测器由更换、修理等从异常状态恢复后，使上述燃烧诊断装置恢复成正常作动，同时，使上述燃烧控制装置进行正常作动，将上述异常气缸的燃料点火时刻恢复到正常时刻。

按照该发明，由燃烧诊断装置输出缸内压力检测器的异常诊断结果时，由燃烧控制装置使该缸内压力检测器异常的气缸的燃料点火时刻延迟一定量到达安全位置，保持缸内压力检测器的异常状态，在上述缸内压力检测器恢复后，可使上述燃烧诊断装置自动地恢复到正常作动，同时，使燃烧控制装置正常作动，将上述异常气缸的燃料点火时刻恢复正常。

这样，在缸内压力检测器发生异常的场合，可将该异常发生气缸的燃料点火时刻和燃料喷射量调整到与上述异常对应的状态，同时，进行缸内压力检测器的恢复，在该传感器恢复后，可自动恢复到正常的燃烧控制，不停止发动机的运行即可对应上述缸内压力检测器的异常发生。

另外，本发明的燃烧诊断·控制方法的特征在于：对于检测上述燃烧室内的缸内压力并输入到燃烧诊断装置的缸内压力检测器，在进气行程-燃烧行程的任意的曲柄角度范围确认多种异常判定步骤，当不满足任何1个步骤的状态持续设定的i次(多次)时，判定该缸内压力检测器发生异常；上述多种异常判定步骤具体地包括：

(a)判断所有行程的曲柄角度范围的压力检测器的值是否进入该检测器的量程范围PTa-PTb的步骤，(b)在进气行程判断是否进入进气压力的容许最大值PSb-容许最小值PSa的步骤，(c)判断与最高压力P_P对应的曲柄角度Ppang是否处于与燃烧区域对应的曲柄角度范围Aa-Ab的范围的步骤，(d)判定燃烧诊断的开始压缩以前的基准压力P_b的过去n循环量的标准偏差P_bσ在容许范围ε以内。

按照该发明，通过由(a)判断所有行程的曲柄角度范围的压力检测器的值是否进入该检测器的量程范围PTa-PTb，可判断在所有行程有无基本的缸内压力检测器的异常。

另外，由于通过(b)判断在进气行程中是否进入到进气压力的容许最大值PSb-容许最小值PSa，所以，可在进气行程这样的缸内压力为一定状态下检测出缸内压力检测器的经时变化导致的漂移的发生。另外，由于由(c)判断在与燃烧区域对应的曲柄角度范围Aa-Ab的范围是否处于与最高压力P_P对应的曲柄角Ppang，所以，可确认是否在缸内压力与曲柄角的关系不出现失控的状态下进行检测。另外，由于通过(d)判断是否与燃烧状态无关地本来一定的压缩开始之前的基准压力的标准偏差在容许值ε以内，可避免稳定干扰导致的误诊断。

然而，在(a)、(b)、(c)、(d)中的任一个持续多次的场合，才可检测到火花干扰、断线、接触不良等基本的异常检测，所以，可忽视瞬间发生的触发信号干扰的影响。

因此，按照该发明，由不同的多种异常检测方法多方面地判断缸内压力检测器的异常，而且，当其存在多次时进行异常判断，所以，可排除触发信号脉冲等与检测器异常无关的脉冲，以良好的精度进行检测，在该缸内压力检测器正常的场合，转移到下一诊断动作，所以，可顺利地进行燃烧诊断。

另外，本发明具有燃烧诊断装置和燃烧控制装置，该燃烧诊断装置具有在上述燃烧区域计算出上述缸内压力的检测值P与包含进气压力的开始压缩以前的基准压力P_b的差压ΔP(ΔP＝P-P_b)的装置(步骤)、计算出上述差压ΔP与缸内压力的任意点的差压ΔP₀的缸内压力比ΔP/ΔP₀的装置(步骤)、及使用上述缸内压力比ΔP/ΔP₀进行上述燃烧室内的缸内压力状态等的燃烧状态的诊断时将该诊断结果的至少一部分作为模拟信息输出的压力/模拟电压变换装置(步骤)，该燃烧控制装置将从该燃烧状态诊断装置输出的模拟信息返回到压力信息对上述发动机的燃烧状态进行控制，根据使上述模拟信息返回到压力信息的诊断结果进行上述发动机的停止、上述发动机的燃料点火时刻的控制或上述先导燃料或气体燃料等燃料喷射量的控制。

在该场合，可根据在燃烧诊断所需要的上述规定曲柄角范围的燃烧区域抽取的上述缸内压力比ΔP/ΔP₀的、对各诊断分类信息设定临界值进行燃烧诊断，具体地说，阶段性地减少电平地设定上述各诊断分类信息的临界值，在各临界值电平阶段，可判断不同的分类信息，例如，将检测范围设定到燃烧最高压力附近的曲柄角范围，上述各诊断分类的信息的临界值可为最高压力异常临界值P_P0和P_h1、P_h2：敲缸临界值，P_n：不发火、消焰临界值，在各临界值，其电平分别具有P_C0≤P_s1≤P_Sh≤P_h2≤P_h1＜P_P0的关系。

从燃烧诊断装置传送到燃烧控制装置侧的诊断结果的信号在燃烧控制装置侧对各模拟电平阶段可判断不同分类信息，由模拟电平构成，对各诊断分类的模拟电平进行设定，使得正常诊断分类的模拟电平处于中央，最高压力异常和压缩压力异常那样的发动机全体的重要度较高的异常处于高位，不发火、消焰、传感器异常、信号线断线等气缸单位的重要度低的异常处于低位，从而可使信息传递可靠而且简单，同时，即使在模拟电平的跃迁瞬间或读取错误信息，也不会导致致命的误动作。

具体地说，上述模拟电平对Cp：Pmax异常判定模拟电平、Ce：压缩压力判定模拟电平、Ck：敲缸判定模拟电平、Cq：消焰判定模拟电平、Cm：不发火判定模拟电平、Cx：传感器异常判定模拟电平分别设定，各电平按Cp＞Ce＞Ck＞Cq＞Cm＞Cx那样阶段性减少模拟电平地设定。

在该场合，将位于敲缸临界值和消焰临界值之间的正常燃烧压力或压力比范围按模拟电平传输到燃烧控制装置侧时，可变换成与其压力(压力比)对应的模拟电平，将无级控制的模拟信号传输到燃烧控制装置侧。    

在用于多气缸的发动机的场合，在燃烧诊断装置与燃烧控制装置之间连接至少与气缸数对应的数量的模拟信号线，串列地发送对各诊断分类使模拟电平阶段性下降地设定的模拟信号，在燃烧控制装置侧进行诊断分类的判别，或判别与模拟电平相应的燃烧压力或压力比。

这样，可相对缸内压力测量的差压使压力比成为指标，从而可间接地把握过去难以检测的敲缸状态，所以，可通过调整临界值使得可时常进行敲缸极限处的运行，这样，可提高发动机效率。即使缸内压力传感器的温度变化、经年变化导致漂移，也可不影响燃烧诊断结果，而且可检测出异常燃烧和缸内压力传感器的破损、断线等异常。

另外，与过去的连线相比，可减少燃烧诊断装置-燃烧控制装置间的信号线的数量，同时，即使信号线断线，其影响也仅为该气缸，而且信号线的模拟值成为不属于任何诊断分类的零电平，从而还具有可确定不能由数字信号线检测的断线的信号线的效果。

另外，在正常燃烧状态下，通过进行反馈与压力目标值的偏差量的无级控制，可进行更为细致的控制，结果，可进一步提高发动机效率。

例如，图23(A)和图23(B)使正常燃烧范围的区域为无级电平，所以，在正常燃烧范围进行了[P_h2，P_n]→[Ck，Cq]的范围的数据变换后，作为替代诊断结果的模拟信息传送，由燃烧控制装置恢复成[Ck，Cq]→[P_h2，P_n]，求出缸内压力比的正常状态的喷射时刻的增加减量ΔT，则可使适当的喷射时刻对各气缸各循环更新。

另外，本发明的特征在于：

作为用波形对检测上述燃烧室内的缸内压力后输入到燃烧诊断装置的缸内压力进行显示的显示装置，

在诊断装置侧设置用于储存与凸轮轴顶部位置和曲柄角对应的各气缸的压力波形的第1环形存储器；

在显示装置侧设置每隔一定角度区域存储各气缸的压力波形的第2环形存储器和1个显示部；

在诊断装置侧的第1环形存储器设有步进装置，该步进装置由凸轮轴顶部的原点位置检测后从曲柄角检测器发生的中断起动，在各气缸对应的环形存储部分别对各规定曲柄角写入示出燃烧状态的缸内压力波形；

另一方面，在显示装置侧的第2环形存储器具有步进装置，该步进装置在每次发生数据接收时起动，在各气缸对应的环形存储器部的规定角度区域写入所有气缸的缸内波形；

从该第2环形存储器的规定角度区域读出上述所有气缸的缸内压力波形，错开压力地将该所有气缸的缸内压力波形显示到显示部。

在该场合，对于由缸内压力检测器(传感器)进行的每次检测，时时刻刻与曲柄角同步地在诊断装置侧的第1环形存储器中写入表示所有气缸的燃烧状态的缸内压力波形，另一方面，检测1曲柄角循环(720°)结束后的下一次的曲柄循环的凸轮轴顶部的原点位置，将上述之前的曲柄角循环所有气缸的缸内压力波形写入显示装置侧的第2环形存储器，显示到显示部。

这样，可由1个示波器(显示器)使时时刻刻变化的燃烧状态可视化，同时，可容易确认时间上重叠地发生的缸内压力波形数据。

另外，在诊断装置中一时存储到环形存储器后，由串行通信输出到显示装置，从而可一边进行燃烧诊断一边观测多个气缸的压力波形。

附图的简单说明

图1为本发明实施例的燃气发动机的燃烧诊断系统的全体构成图。

图2为示出燃烧诊断装置的控制流程图的第1例的图。

图3为示出燃烧诊断装置的控制流程图的第2例的图。

图4为上述燃气发动机的缸内压力与曲柄角的关系线图。

图5为本发明另一实施例的燃气发动机的燃烧诊断、燃烧控制装置的全体构成图。

图6为上述实施例的控制框图(之一)。

图7为上述实施例的控制框图(之二)。

图8(A)为上述实施例的缸内压力线图，图8(B)为现有技术的缸内压力线图。

图9为上述实施例的控制流程图(之一)。

图10(A)-图10(F)为上述实施例的各燃烧诊断·燃烧控制项目的控制图(之一)。

图11(A)-图11(G)为上述控制图(之二)，图11(A)为燃料点火时刻线图，图11(B)为燃料喷射量线图。

图12为上述实施例的控制流程图(之二)。

图13为上述实施例的控制流程图(之三)。

图14(A)-图14(D)为上述实施例的燃料点火时刻和喷射量线图。

图15为燃烧诊断装置、燃烧控制装置、及燃气发动机的作动线图。

图16(A)为上述燃气发动机的缸内压力线图(说明图)。

图16(B)为示出上述燃气发动机的缸内压力线图的燃烧诊断项目和容许值(临界值)的说明图。

图17(A)和图17(B)为上述实施例的临界值变化的流程图和线图(之一)。

图18(A)和图18(B)为上述实施例的临界值变化的流程图和线图(之二)。

图19为现有技术的临界值变化的流程图。

图20为本发明实施例的燃气发动机的燃烧诊断系统的全体构成图中的仅正常范围无级控制的图，与图7对应。

图21为本发明实施例的燃气发动机的燃烧诊断系统的全体控制流程图，与图9对应，为仅正常范围进行无级控制的图。

图22为适用于图20-图21的发明的模拟式燃烧诊断信号传送方法的说明图。

图23(A)为示出模拟值相对燃烧诊断结果的分类信息的变化的全体说明图，图23(B)为放大图。

图24为上述实施例的缸内压力检测器的异常检测说明用压力线图。

图25为将从燃烧诊断装置传输的燃烧诊断结果显示于显示装置的表图，对各气缸编号/异常项目进行显示。

图26示出燃烧诊断装置侧和显示装置侧的缸内压力的传输和显示过程，为示出4气缸发动机波形的测量结果、向显示器的输出波形、显示到显示器的缸内波形的一例的图。

图27为燃烧诊断装置侧和显示装置侧的数据构成图。

图28为上述数据构成图的波形测定流程图之一，为燃烧诊断装置(数据送出)侧的曲柄角中断处理流程图。

图29为上述数据构成图的波形测定流程图之二，为燃烧诊断装置(数据送出)侧的主处理流程图。

图30为上述数据构成图的波形测定流程图之三，为燃烧诊断装置(数据接收)侧的数据接收中断处理流程图。

图31为上述数据构成图的波形测定流程图之四，为燃烧诊断装置(数据接收)侧的主处理流程图。

图32为现有数字式燃烧诊断信号传送方向的说明图。

图33(A)为缸内压力基本上未叠加干扰的场合的缸内压力波形图。

图33(B)为在缸内压力叠加有稳定干扰的场合的缸内压力波形图。

图34为实施例的缸内压力检测的异常检测动作的流程图。

实施发明的最佳形式

下面使用图中所示实施例详细说明本发明。但是，记载于该实施例的构成部件的尺寸、材质、形状、其相对配置等只要没有特定的记载，则不将本发明的范围限定于此，只不过是简单的说明例。

在示出实施例的图1中，符号20为燃气发动机的发动机本体，符号45为活塞，符号46为曲轴，符号44为燃烧室，符号41为进气门，符号42为排气门，符号43为排气管。

符号9为通到上述进气门41的进气管，在该进气管9的管路的途中设置有向在该进气管9内流通的空气(进气)中喷射燃料气体的燃气喷射装置10。符号8为对收容燃料气体的燃料气体箱(图中省略)和上述燃气喷射装置10进行连接的燃气供给管。符号7为设于该燃气供给管8的上述燃气喷射装置10入口的燃气供给电磁阀，根据来自图中未示出的电磁阀控制装置的控制信号开闭，调整上述燃气供给管8的流路面积，同时，根据来自后述的燃烧控制装置12的控制信号隔断或控制开度。

符号11为点火装置，该点火装置11在该燃气发动机起动时，从先导燃料喷射阀0011将先导燃料喷射到图中未示出的副室内，由燃炬点火，促进主燃烧室侧的稀混合气体的燃烧。

符号1为缸内压力检测器，该缸内压力传感器1检测出上述燃烧室44内的气体压力即缸内压力，符号2为曲柄角检测器，该曲柄角检测器2检测出曲轴46的曲柄角。

符号100为燃烧诊断装置，由干扰除去滤波器3、将经过该干扰除去滤波器3的缸内压力检测信号放大的放大器4、及燃烧诊断部5构成。

上述干扰除去滤波器3由除去从上述缸内压力传感器1输入的缸内压力检测信号的干扰的低通滤波器构成。上述燃烧诊断部5根据由上述放大器4放大的缸内压力检测信号，辅助地使用上述曲柄角检测器2的曲柄角检测信号，进行上述燃烧室44内的燃烧状态的诊断。

符号200为燃烧控制装置，输入上述燃烧诊断部5的诊断结果信号，根据该诊断结果信号隔断上述燃气供给电磁阀7或对其进行开度控制，同时，控制上述点火装置11的作动。符号6为示出上述燃烧诊断部5的诊断结果的显示装置。另外，也可在上述燃烧诊断部5连接发送基于燃烧诊断结果的警报的报警装置。

在具有这样的构成的燃气发动机的运行时，如在上述点火装置11由焰炬点火，同时，打开燃气阀(图中省略)，则燃料气体箱(省略图示)内的燃料气体由燃气压力调整装置(省略图示)调整压力，供给到上述燃气喷射装置10，由上述燃气供给电磁阀7的开阀喷射到上述进气管9内的空气中，与该空气混合。来自该燃气喷射装置10的混合气随着上述进气门41的开阀，导入到由来自上述点火装置11的喷射火焰进行预燃烧的燃烧室44内进行燃烧，进行规定的燃烧循环。

下面，说明该实施例的燃烧诊断装置的动作。

由上述缸内压力传感器1检测出的上述燃烧室44内的气体压力即缸内压力输入到燃烧诊断装置100的由低通滤波器构成的干扰除去滤波器3，在该干扰除去滤波器3中除去高频的干扰，该缸内压力信号成为没有电压变动的平均化了的缸内压力检测信号，由放大器4放大后，输入到上述燃烧诊断部5。

另一方面，向上述燃烧诊断部5也输入来自上述曲柄角检测器2的发动机曲柄角的检测信号。

下面，参照图2所示燃烧诊断控制流程的第1例和图4所示的缸内压力线图说明上述燃烧诊断装置100的燃烧诊断动作的第1例。在上述燃烧诊断部5中，根据从上述缸内压力传感器1输入的缸内压力检测值和从上述曲柄角检测器2输入的曲柄角检测值求出图4所示那样的缸内压力-曲柄角关系线图。图4中的A为正常进行燃烧时的缸内压力线图。

首先，在压缩压力的判定装置(步骤)中，比较图4所示上述燃气发动机的压缩行程的任意点的压缩压力检测值P₀和预先设定的该压缩压力的容许的最小值即容许压缩压力P_C0，当在上述容许压缩压力P_C0以下时即P₀≤P_C0时，判定压缩压力P₀从正常值异常地下降(E1)。图4的E为压缩压力P₀异常地下降时的缸内压力线图。

然后，在缸内最高压力的判定装置(步骤)中，计算出图4所示缸内最高压力检测值P_P与处于压缩行程中的任意点的上述压缩压力检测值P₀的最高压力比P_P/P₀，比较该最高压力比P_P/P₀的计算值与预先设定的最高压力比的容许的最大值即容许最高压力比P_P0当上述最高压力比P_P/P₀的计算值超过上述容许最高压力比P_P0时即P_P/P₀≥P_P0时(E2)，

或上述最高压力比P_P/P₀超过预先设定的压力比即上述最高压力比的容许值P_h1的状态即P_P/P₀≥P_h1(E3)下的运行循环的次数N_h超过容许次数N_h0时即N_h≥N_h0时(E4)，判定缸内最高压力P_P从设计值(正常值)异常地上升。

然后，在敲缸的判定装置(步骤)中，当在判定时刻之前的多个循环中上述最高压力比P_P/P₀超过作为敲缸发生极限预先设定的敲缸容许压力比P_h2即P_P/P₀≥P_h2(E5)的循环的发生数S_n超过容许发生数S_n0时即S_n≥S_n0时(E6)，判定在上述燃烧室44内发生敲缸。图4的B为敲缸发生时的缸内压力线图。

接着，在不发火的判定装置(步骤)中，如上述最高压力比P_P/P₀比预先设定的上述最高压力比P_P/P₀的最小值(成为不发火发生条件的压力比)即容许最小压力比P_n小(P_P/P₀＜P_n)(E7)，而且计算出图4示燃烧行程的任意点的压力检测值P₁与上述压缩行程的任意点的压力检测值P₀的燃烧压力比P₁/P₀，该燃烧压力比P₁/P₀比预先设定的不发火发生极限的压力比即容许压力比P_m小(即P₁/P₀≤P_m)时(E8)，判定在上述燃烧室44内发生不发火。

在该场合，上述燃烧行程的任意点的压力P₁如图4所示那样为上止点前的上述基准压力(压缩行程的任意点的压缩压力)P₀的曲柄角(-θ1)和上止点后的同一曲柄角(θ1)处的压力。

图4的C为不发火时的缸内压力线图。

下面，参照图3所示燃烧诊断装置控制流程的第2例和图4所示缸内压力线图说明上述燃烧诊断部5的燃烧诊断动作的第2例。

该燃烧诊断动作的第2例在图2所示第1例附加以下那样的消焰发生的判定动作。

即，在第2例的消焰发生的判定装置(步骤)中，与上述第1例同样，上述最高压力比P_P/P₀比容许最小压力P_n小(P_P/P₀≤P_n)(F7)，而且在上述燃烧压力比P₁/P₀比预先设定的不发火发生极限的压力比即容许压力比P_m小(即P₁/P₀≤P_m)(F8)的状态下，计算出压力比燃烧行程的上述任意点的压力检测值P₁低的一侧的压力检测值P₂与上述压缩行程的任意点的压力检测值P₀的比即低压侧的燃烧压力比P₂/P₀，当上述低压侧的燃烧压力比P₂/P₀比消焰发生极限的压力比即消焰容许压力比P_m1大时(P₂/P₀≥P_m1：F9)，进行上述燃烧室44内的消焰发生的判定。图4的D为消焰发生时的缸内压力线图。

另外，当上述低压侧的燃烧压力比P₂/P₀小于消焰发生极限压力比即消焰容许压力比P_m1时，判定在上述燃烧室44内处于不发火发生的状态。

因此，使用上述燃烧行程的压力检测值的高压侧P₁与低压侧P₂的2点计算出燃烧压力比P₁/P₀和P₂/P₀，与不发火容许压力比P_m和消焰容许压力比P_m1比较，则可对不发火和消焰进行分类。根据以上的燃烧诊断部5的燃烧诊断结果，如判定发生上述敲缸、不发火、缸内最高压力的过度上升、或消焰，则该诊断结果信号被送到燃烧控制装置200，由该燃烧控制装置200根据上述诊断结果的内容隔断上述燃气供给电磁阀7或对其进行开度控制，同时，控制上述点火装置11的作动。另外，上述诊断结果的内容被显示到上述显示装置6。

按照该实施例，通过根据缸内压力的检测值使用以压缩行程的任意点的压缩压力作为基础的压力比进行燃烧诊断，从而可由1个燃烧诊断装置100进行检测敲缸、不发火、缸内最高压力的过度上升、消焰的发生的燃烧诊断，可由构成简单、成本低的装置进行需要的所有燃烧诊断。

另外，如上述那样，使用以缸内压缩压力为基础的压力比进行燃烧诊断，所以，不需要缸内压力的绝对值，即使在由缸内压力传感器1的劣化、温度漂移、校准不良等使得来自上述缸内压力传感器1的输出电平整体下降的场合，也可不降低燃烧诊断的精度地维持正常的诊断。这样，可延长燃烧诊断装置100的使用寿命。

另外，仅用简单的低通滤波器将缸内压力的检测信号除去干扰后将其用于燃烧诊断，所以，可进行高精度的燃烧诊断，不象现有技术那样需要滤波器透过频带的变更等复杂的运算处理，燃烧诊断操作高效化。

另外，由于仅使用缸内压力检测值即可直接地进行燃烧诊断，所以，可由简单的装置(步骤)进行高精度的燃烧诊断。

因此，按照该实施例，可由简单的设备和简易的手法进行所有敲缸、不发火、缸内最高压力的过度上升、消焰的发生这样的必要的燃烧诊断，可迅速、高精度地检测发动机的燃烧性能下降。

在示出本发明的另一实施例的图5中，符号20为燃气发动机的发动机本体，符号45为活塞，符号46为曲柄轴，符号44为燃烧室，符号41为进气门，符号42为排气门，符号43为排气管。

符号9为连通到上述进气门41的进气管，在该进气管9的管路途中设置燃气喷射装置10，该燃气喷射装置10向在该进气管9内流通的空气(进气)中喷射燃料气体。符号8为对收容燃料气体的燃料气体箱(图示省略)与上述燃气喷射装置10进行连接的燃气供给管。符号7为设于该燃气供给管8的上述燃气喷射装置10入口的燃气供给电磁阀，由来自图中未示出的电磁控制装置的控制信号使开度变化，调整上述燃气供给管8的流路面积，同时，由来自后述的燃烧控制装置200的控制信号隔断燃气流路，或控制开度。

符号11为点火装置，用于在燃气发动机起动时从先导燃料喷射阀0011向图中未示出的副室内喷射先导燃料，用焰炬点火，促进主燃烧室侧的稀混合气体的燃烧。

以上示出的燃气发动机自身的构成与第1实施例相同。符号1为检测上述燃烧室44内的气体压力即缸内压力的缸内压力检测器，符号2为检测上述曲轴46的曲柄角的曲柄角检测器。符号100为上述燃气发动机的燃烧诊断装置。

该燃烧诊断装置100输入由上述缸内压力传感器1检测出的缸内压力检测信号和由上述曲柄角检测器2检测出的曲柄角检测信号，根据该缸内压力检测信号辅助地使用上述曲柄角检测信号，进行上述燃烧室44内的燃烧状态的诊断。

符号30为由燃气发动机20驱动的发电机，符号36为检测上述燃气发动机20的负荷(发电机30的负荷)的负荷检测器，符号32为检测上述燃气发动机20的凸轮轴顶部位置的凸轮轴顶部检测器。来自上述负荷检测器36的燃气发动机负荷的检测信号和来自凸轮轴顶部检测器32的凸轮轴顶部位置的检测信号输入到上述燃烧诊断装置100。

符号200为燃烧控制装置，输入上述燃烧诊断装置100的诊断结果信号34，根据该诊断结果信号34隔断上述燃气供给电磁阀7或对其进行开度控制，同时，根据燃料点火时刻和燃料喷射量或从上述先导燃料喷射阀0011向点火装置11喷射的先导燃料喷射量(以下将两者合起来称燃料)的控制信号33控制上述点火装置11的燃料点火时刻和燃料喷射量。符号6为显示上述燃烧诊断装置100的诊断结果的显示装置。也可在上述燃烧诊断装置100连接用于发送基于燃烧诊断结果的警报的报警装置。

下面，说明该燃气发动机的燃烧诊断装置100和燃烧控制装置200的动作。

由上述缸内压力传感器1检测出的上述燃烧室44内的气体压力即缸内压力检测信号输入到燃烧诊断装置100，在干扰除去滤波器(图示省略)除去高频的干扰，成为没有电压变动的平均化了的缸内压力检测信号。另一方面，在上述燃烧诊断装置100中还输入来自上述曲柄角检测器2的发动机曲柄角检测信号、来自上述负荷检测器36的发动机负荷检测信号、及来自上述凸轮轴顶部检测器32的凸轮轴顶部检测信号。

如图6和图7所示，来自上述发动机20的多个气缸的缸内压力检测信号、曲柄角检测信号、凸轮轴顶部检测信号、负荷检测信号等连续地输入到上述燃烧诊断装置100，在该燃烧诊断装置100基于上述各检测信号进行后述那样的燃烧诊断，将其诊断结果时时刻刻输入到燃烧控制装置200。

在该燃烧控制装置200中，根据上述诊断结果，如图6所示那样将上述发动机20的燃料点火时刻控制信号输出到该发动机20或如图7所示那样向该发动机20输入上述发动机20的燃料点火时刻控制信号和燃料喷射量控制信号，在与上述诊断结果对应的燃烧状态下对该发动机20进行运行控制或根据需要将其停止。

在图6和图7中，燃烧诊断装置100由单一CPU构成，燃烧控制装置200由CPU2双重系构成，即使在燃烧诊断装置100的CPU因失控等而不动作的场合，使燃烧诊断装置100停止，由燃烧控制装置200侧的CPU通过独立运行控制向各气缸的点火时刻和燃料喷射量。

然后，在上述燃烧诊断装置100中，如以下那样对来自上述缸内压力传感器1的缸内压力检测数据进行处理。

根据上述缸内压力检测数据即图8(A)和图8(B)的Z线示出的缸内压力线图，打开进气门41和排气门42，将与进气压力大体相同的压缩开始之前的缸内压力作为基准压力P_b，与从上述曲柄角检测器2输入的曲柄角对应地计算出缸内压力的检测值P与上述基准压力P_b的差压ΔP(ΔP＝P-P_b)。

另外，以压缩行程的任意点的差压ΔP₀为基准差压，计算出各曲柄角的差压ΔP与上述基准差压ΔP₀的比，即缸内压力比ΔP/ΔP₀，根据该缸内压力比ΔP/ΔP₀进行以下的燃烧诊断。

上述缸内压力检测数据由于缸内压力传感器1的大气温度的变化产生的热膨胀差和缸内压力传感器1的经时导致的劣化等原因相对图8(A)和图8(B)的Z线所示正常值如Z1线所示那样朝上方漂移，有时可能如Z2线所示那样朝下方漂移。

过去，如图8(B)所示那样，作为按照上述燃烧诊断装置100的燃烧诊断用的缸内压力数据，采用缸内压力的检测值(绝对值)P₀、P_P，所以，在如上述那样的缸内压力检测器1的输出电平整体下降或上升的场合，由该缸内压力数据获得的燃烧诊断结果产生误差。

而在图8(A)所示本发明的实施例中，根据与在发动机运行期间由大气状态等外部条件导致的变动小的、包含进气压力的开始压缩之前的基准压力(P_h)的差压(ΔP＝P-P_h)，计算出缸内压力比ΔP/ΔP₀，使用该缸内压力比ΔP/ΔP₀进行燃烧诊断，所以，不需要缸内压力的绝对值。

这样，在缸内压力传感器1的的劣化、温度漂移、校准不良等使得来自该缸内压力传感器1的输出电平整体下降或由于别的原因上升的场合，也可不降低燃烧诊断的精度地维持正常的诊断。

下面，根据图9所示控制流程图和图16(A)的缸内压力-曲柄角线图说明上述燃烧诊断装置100的燃烧诊断动作。

在上述燃烧诊断装置100中，根据从上述缸内压力传感器1输入的缸内检测值和从上述曲柄角检测器2输入的曲柄角检测值，求出图16(A)所示那样的缸内压力-曲柄角关系线图。图16(A)的A为进行正常的燃烧时的缸内压力线图。

如图9所示，在上述燃烧诊断装置100中，由缸内压力不上升或不变化等原因根据图34的流程图判断上述缸内压力传感器1有无异常，如有异常，则转移到后述的更换缸内压力传感器1等的异常判定后的动作，如正常，则转移到下一缸内压力诊断步骤(S01)。

然后，如上述那样，对应于从上述曲柄角检测器2输入的曲柄角计算出上述缸内压力的检测值P与上述基准压力P_b的差压ΔP(ΔP＝P-P_b)，将压缩行程的任意点的差压ΔP₀作为基准差压计算出各曲柄角对应的差压ΔP与上述基准差压ΔP₀的比，即缸内压力比ΔP/ΔP₀。

然后，比较上述压缩行程中的任意点的差压即基准差压ΔP₀与上述基准差压ΔP₀的容许的最小值即容许差压P_C0，当在上述容许压缩差压P_C0以下时即ΔP₀≤P_C0时，判定由气体泄漏等机械故障使压缩压力Pc从正常值异常地下降(S1)。图16(A)的E为压缩压力Pc异常下降时的缸内压力线图。

然后，比较上述缸内压力比ΔP/ΔP₀的缸内最高压力比ΔP_P/ΔP₀与预先设定的最高压力比的容许最大值即容许最高压力比P_P0，当上述最高压力比ΔP_P/ΔP₀超过上述容许最高压力比P_P0时即ΔP_P/ΔP₀≥P_P0时(S2)或上述最高压力比ΔP_P/ΔP₀超过比预先设定的P_P0低的压力比P_h1的状态即ΔP_P/ΔP₀≥P_h1(S3)的运行循环的次数N_h超过容许次数N_h0时即N_h≥N_h0时(S4)，判定缸内最高压力P_P从设计值(正常值)异常地上升。

然后，在敲缸的判定装置(步骤)中，当在判定时刻之前的多个循环中上述最高压力比ΔP_P/ΔP₀超过作为敲缸发生极限预先设定的敲缸容许压力比P_h2即ΔP_P/ΔP₀≥P_h2(S5)的循环的发生数S_n超过容许发生数S_n0时，即S_n≥S_n0时(S6)，判定在上述燃烧室44内发生敲缸。图16(A)的B为敲缸发生时的缸内压力线图。

然后，在不发火的判定装置(步骤)中，如上述最高压力比ΔP_P/ΔP₀比预先设定的上述最高压力比的最小值(成为不发火发生条件的压力比)即容许最小压力比P_n小(ΔP_P/ΔP₀≤P_n)(S7)，而且，计算出图16(A)所示燃烧行程的任意点的差压ΔP₁与上述基准差压ΔP₀的燃烧压力比ΔP₁/ΔP₀，该燃烧压力比ΔP₁/ΔP₀比预先设定的不发火发生极限的压力比即容许压力比Pm小(即ΔP₁/ΔP₀≤P_m)，而且，如后述的那样，与处于比燃烧行程的上述任意点的差压差压ΔP₁低的一侧的差压ΔP₂的比即低压侧的燃烧压力比ΔP₂/ΔP₀比消焰发生极限的压力比即消焰容许压力比P_m1小(ΔP₂/ΔP₀≤P_m1)(S9)，则判定在上述燃烧室44内发生不发火。

在该场合，成为上述燃烧行程的任意点的差压ΔP₁的基础的压力P₁如图16(A)所示那样，为处在压缩行程的压力P₀的曲柄角(-θ1)和上止点后的同一曲柄角(θ1)的压力，该压力P₀为上止点之前的上述基准差压ΔP₀的基础。

另外，比成为燃烧行程的低压侧的差压ΔP₂的基础的上述压力P₁低的一侧的压力P₂如图16(A)所示那样，形成为上止点前的压缩开始压力P_b的曲柄角(-θ2)和上止点后的同一曲柄角(θ2)对应的压力。

图16(A)的C为上述不发火发生时的缸内压力线图。

然后，在消焰发生的判定装置(步骤)中，如上述最高压力比ΔP_P/ΔP₀比容许最小压力比P_n小(ΔP_P/ΔP₀≤P_n)(S7)，而且，在上述燃烧压力比ΔP₁/ΔP₀比预先设定的不发火发生极限的压力比即不发火容许压力比P_m小(即ΔP₁/ΔP₀≤P_m)(S8)的状态下，与比燃烧行程的上述任意点的差压ΔP₁低的差压ΔP₂的比即低压侧的燃烧压力比ΔP₂/ΔP₀比消焰发生极限的压力即消焰容许压力比P_m1大(ΔP₂/ΔP₀≥P_m1)(S9)，则进行上述燃烧室44内的消焰发生的判定。图16(A)的D为消焰发生时的缸内压力线图。

如上述那样，当上述低压侧的燃烧压力比ΔP₂/ΔP₀比消焰发生极限的压力比即消焰容许压力比P_m1小时(S9)，判定在上述燃烧室44内处于不发火发生的状态。

因此，通过使用上述燃烧行程中的差压检测值的高压侧ΔP₁和低压侧ΔP₂的2点计算出燃烧压力比ΔP₁/ΔP₀和ΔP₂/ΔP₀，比较不发火容许压力比P_m和消焰容许压力比P_m1，从而可对不发火和消焰进行分类。

然后，在上述步骤(S7)中，当进行最高压力比ΔP_P/ΔP₀比容许最小压力比P_n大(ΔP_P/ΔP₀＞P_n)的正常燃烧时，如上述缸内最高压力比ΔP_P/ΔP₀超过预先设定的基准最高压力比的最大值P_sh(ΔP_P/ΔP₀≥P_sh)(S10)，则判定缸内最高压力比基准值高。

另外，当上述缸内最高压力比ΔP_P/ΔP₀在预先设定的基准最高压力比的最小值P_s1以下时(ΔP_P/ΔP₀≤P_s1)(S11)，判定缸内最高压力比基准值低。

另外，图16(B)示意地示出使上述ΔP₀＝1地设定标度时的上述最高压力ΔP_P和其容许值P_P0、P_h1、压缩压力ΔP₀、及其容许值P_C0、敲缸容许压力比P_h2不发火发生的容许压力比P_n、P_m、消焰发生极限的容许压力比P_m1、正常燃烧时的基准最高压力比的最大值P_sh和P_s1

由图可知，对于最高压力异常临界值P_P0和P_h1、P_h2：敲缸临界值、P_n：不发火、消焰临界值等各临界值，其电平分别具有P_n≤P_s1≤P_sh≤P_h2≤P_h1＜P_P0的关系，但只要满足上述大小关系，也可按包含发动机负荷或发动机转速或进气温度的发动机运行条件的函数使上述临界值压力比改变。

下面，根据图10(A)-图10(F)、图11(A)-图11(G)及图12、图13说明上述燃烧诊断装置100的诊断结果和基于该诊断结果的上述燃烧控制装置200的作动。

首先，由上述燃烧诊断装置100，诊断ΔP_P/ΔP₀≥P₀缸内最高压力P_P从设计值(正常值)异常地上升，另外，ΔP₀≤P_C0，当诊断压缩压力Pc从正常值异常地下降时，燃烧控制装置200使发动机20的停止装置作动，停止该发动机20(图10(A)、图11(A)及图12-图13的步骤(D1)、(D2))。

这样，缸内最高压力的过大的检测和对应措施正确而迅速，可确实地防止缸内最高压力P_P过大导致的发动机20的破损或耐久性的下降，同时，可防止压缩压力Pc异常下降导致的燃烧不良的继续。然后，由上述燃烧诊断装置100诊断最高压力比ΔP_P/ΔP₀超过敲缸容许值、发生敲缸时，燃烧控制装置200使燃料点火时刻延迟一定量α(图10(B)、图11(B)及图12-图13的步骤(D5)、(D11))。

这样，可迅速而且可靠地避免敲缸的发生，同时，可抑制燃烧状态的偏差，结果，可时常在敲缸即将发生之前的高性能区域对发动机性能进行最佳控制。

然后，当由上述燃烧诊断装置100诊断到缸内压力传感器1的异常时，燃烧控制装置200如后述那样隔断该气缸的燃料或使点火时刻延迟到安全位置(图10(F)、图11(G)、及图12-图13的步骤(D4)、(D10))。

接着，当上述燃烧诊断装置100如上述那样诊断最高压力变高时，燃烧控制装置200使燃料点火时刻在单位时间每次延迟一定量(ΔT_h)(图10(C)、图11(C)及图12-图13的步骤(D6)、(D12))。

另外，当上述燃烧诊断装置100如上述那样使最高压力比在基准最高压力比以下时，使燃料点火时刻在单位时间每次提前一定量(ΔT1)(图10(E)、图11(E)及图12-图13的步骤(D7)、(D13))。

这样，可将缸内最高压力时常保持在基准最高压力的范围，可将发动机性能维持在所需性能值，同时，可抑制燃烧温度过度上升导致的N0x发生量的增大。

然后，由上述燃烧诊断装置100如上述那样诊断发生不发火时，燃烧控制装置200隔断该不发火发生气缸的燃料喷射(图10(F)、图11(G)及图12-图13的步骤(D3)、(D10))。

这样，可迅速而且确实地检测不发火的发生，对该发生缸进行不发火对应措施即燃料喷射隔断措施，从而可不受到该发生缸的不发火影响地顺利进行其它缸的运行。

接着，按照上述燃烧诊断装置100，如上述那样，当诊断消焰发生时，燃烧控制装置200增加该消焰发生缸的燃料喷射量(图11(F)和图13的步骤(D04)、(D011))。

这样，可迅速而且确实地检测消焰的发生，对于该发生缸，通过采取消焰对应措施即增加燃料喷射量，可避免消焰的继续，同时，可不受到该消焰发生气缸影响地顺利进行其它气缸的运行。

如以上那样，按照该实施例，可时常连动地进行燃烧诊断装置100的燃烧诊断和接受该诊断结果由燃烧控制装置200实施的燃烧项目的控制。图14(A)-图14(D)示出基于该燃烧诊断装置100进行的燃烧诊断和根据燃烧控制装置200进行的燃烧项目的控制的燃烧点火时刻和燃料喷射量的时间变化。

在示出上述燃烧诊断装置100、燃烧控制装置200、燃气发动机20的作动状况的图15中，当由上述燃烧诊断装置100输出表示缸内压力检测器(缸内压力传感器)1的异常的诊断结果时，由上述燃烧控制装置200停止该缸内压力检测器处于异常状态的气缸的燃烧诊断，使燃料点火时刻延迟一定量到达安全位置，保持缸内压力检测器的异常状态。

在上述缸内压力检测器1恢复后，上述燃烧诊断装置100可自动地恢复到正常作动，同时，燃烧控制装置200恢复到正常作动，将上述异常气缸的燃料点火时刻恢复正常。

这样，在缸内压力检测器1发生异常的场合，可将该异常发生气缸的燃料点火时刻和燃料喷射量调整到与上述异常对应的状态，同时，进行缸内压力检测器1的恢复，在该检测器1恢复后，可自动恢复到正常的燃烧控制，不停止发动机的运行即可对应上述缸内压力检测器1的异常发生。

下面，根据图17(A)、图17(B)、图18(A)、图18(B)、及图19说明上述燃烧诊断装置100的燃烧诊断的基准值(临界值)的变更动作。

如图17(B)所示，在上述燃烧诊断装置100作为函数设定发动机负荷W和缸内最高压力的容许最高压力比P_P0(临界值)的关系(如该图A那样P_P0＝f(W))，如图17(A)那样，当从上述负荷检测器36输入发动机负荷的检测值时，如上述那样，比较缸内最高压力比ΔP_P/ΔP₀与对应上述发动机负荷W的容许最高压力比P_P0(临界值)，如ΔP_P/ΔP₀≥P_P0则判定为异常燃烧，如为ΔP_P/ΔP₀＜P_P0则判定为正常燃烧。

另外，如图18(B)所示，在上述燃烧诊断装置100作为函数设定发动机转速N与缸内最高压力的容许最高压力比P_P0(临界值)的关系(如图18(A)那样P_P0＝f(N))，如图18(A)所示那样，通过上述发动机的曲柄角检测器2输入发动机转速N的检测值时，如上述那样，比较缸内最高压力比ΔP_P/ΔP₀与对应于上述发动机转速N的容许最高压力比P_P0(临界值)，如ΔP_P/ΔP₀≥P_P0，则判定为异常燃烧，如ΔP_P/ΔP₀＜P_P0则判定为正常燃烧。

另外，虽然省略了图示，但将包含燃气发动机20的进气温度的发动机运行条件与上述容许最高压力比P_P0(临界值)的关系设定为函数，与上述同样地进行判定动作。

另外，除上述容许最高压力比P_P0(临界值)之外，对于示于上述各实施例的基准最高压力比的最大值P_sh、基准最高压力比的最小值P_s1、容许压缩差压P_C0、敲缸容许压力比P_h2不发火最小压力比P_n、不发火容许压力比P_m、及消焰容许压力比P_m1等，也可根据包含上述发动机负荷W、发动机转速N、进气温度的发动机运行条件使其改变。

按照该实施例，将上述容许最高压力比P_P0(临界值)设为一定，不进行燃烧诊断，根据发动机负荷W、发动机转速N、进气温度等检测出发动机的运行条件，相应于发动机运行条件和各气缸间的条件变化自由地改变缸内最高压力容许值P_P0(临界值)、基准最高压力比的最大值P_sh、基准最高压力比的最小值P_s1、容许压缩压力比P_C0、敲缸容许压力比P_h2、不发火最小压力比P_n、不发火容许压力比P_m、及消焰容许压力比P_m1等燃烧诊断项目的各临界值。

这样，进行燃烧状态诊断时，可将燃烧诊断项目的基准值(临界值)调整为与发动机和各气缸运行条件适应的值，将燃烧诊断精度维持得较高。在图6、图7、及后述的图20中，符号103a为使上述燃烧诊断装置动作或不动作(ON-OFF)的双位开关。

下面，根据图24、图33(A)、图33(B)、及图34说明缸内压力检测器1的异常判定动作。

在图24的缸内压力线图中，Pb为上述燃烧诊断的开始压缩以前的基准压力，P₃为比上述任意点的压缩压力P₀延迟一定角的(按时间上较早的时刻检测的)点的压力，P₁为比上述P₀延迟一定角的(按时间上较晚的时刻检测的)点的压力，P₂为比上述P₁提前一定角的点处的压力，RWA-RWB为缸内压力检测器1的异常判定范围，缸内压力的(PTb～PTa)为包含可检测出敲缸的压力值的压力值的可检测范围，PSb为容许最高进气压力值，PSa为容许最低进气压力值。Aa～Ab为对应于最高压力P_P的燃烧行程区域的曲柄角。

在图24和图34中，当进行上述缸内压力检测器1的异常判定时，先在图34的缸内传感器异常判定程序E中，设定为气缸No.K＝1后(EO)，对气缸#1的每一等曲柄角度获得缸内压力#1(E01)，测量气缸K(1)的缸内压力Pk(1)，检测上述燃烧室44内的缸内压力Pk，输入到燃烧诊断装置100(E1)。

然后，

(a)判断所有行程的曲柄角度范围的压力检测器1的值是否在该检测器1的量程范围PTa～PTb(E2)。

(b)然后，在进气行程判断是否在进气压力的最大值PSb～最小值PSa的范围(E3)。

(c)判断最高压力P_P的曲柄角度Ppang是否处于曲柄角度范围Aa～Ab的范围的范围(E4)。

(d)在传感器没有异常的场合，如图33(a)所示那样，在基本上没有干扰的场合进行测量，但如图34(b)所示那样，作为防止在干扰大的状态下测量的场合的误判断的方法，按照图34所示测定值的标准偏差判断流程即判断包含进气压力的开始压缩以前的基准压力Pb的过去n循环的值{Pb_j-n+1，Pb_j-n+2，Pb_j-n+3，…，Pb_j}的标准偏差的值未超过标准偏差的容许值ε的流程，判定传感器的异常的有无。

在上述(E2-E4)的判断流程中，由于存在干扰等产生的触发信号脉冲等使得在瞬间超过上述范围的场合，所以，对每一等曲柄角度进行检测，在(E5)，当同一气缸的压力检测器不满足上述(a)、(b)、(c)、(d)4项目中的任一个的状态持续设定的i次(多次)以上时(E6)，判定该气缸的缸内压力检测器(传感器1)为异常(E8)。

然后，一边更新为NO.K＝K+1(E10)，一边检测所有的气缸的压力检测器，结束上述传感器的异常判定，在判断传感器正常的场合(E7)，更新为K←1(E12)，转移到燃烧诊断。

按照该实施例，对于(a)，在超过缸内压力检测器的量程(PTb-PTa)的压力信号为多次的场合，判断异常，所以，即使在干扰等产生的触发信号脉冲等使得在瞬间超过上述范围时，也可以良好的精度检测缸内压力检测器1的火花干扰、断线、接触不良等的发生。

另外，由(b)可检测出缸内压力检测器1的经时变化导致的漂移的发生。另外，按照(c)可确认是否在缸内压力与曲柄角的关系不发生失控的状态下检测。

因此，可多方面地自动检测缸内压力检测器1的异常和与曲柄角的关系的异常，确实地防止该缸内压力检测器1处于异常状态的场合的诊断失控，在该场合，如图6、图7、及图20等所示那样，可停止诊断、仅由燃烧控制装置200的控制进行运行或停止发动机对其进行修理。

即，当燃烧控制装置检测到传感器异常时，使点火时刻延迟到安全的位置，自身保持传感器异常状态。燃烧诊断装置交换传感器后，自动恢复，正常地进行诊断，但在该状态下成为不发火判定状态。在这里，当该气缸点火时，该气缸在安全的点火时刻位置开始运行。此后，通过由手动对燃烧控制装置使该气缸的传感器异常进行复位，从而重新开始控制，燃烧状态从比正常稍低的状态恢复到正常状态。

图20为本发明实施例的燃气发动机的燃烧诊断系统的全体构成图，图21为本发明实施例的燃气发动机的燃烧诊断系统的全体控制流程图，与图9对应，但与曲柄角Ppang对应地进行分类诊断，同时，仅在正常范围进行无级控制，该曲柄角Ppang与在对应燃烧区域的曲柄角度范围Aa～Ab检测的最高压力P_P对应。

图22为适用于图20-图21的发明的模拟式燃烧诊断信号传送方法的说明图。

图23(A)为示出模拟值相对燃烧诊断结果的分类信息的变化的全体说明图，图23(B)为示出模拟值相对燃烧诊断结果的分类信息的变化的放大说明图。

图24为上述实施例的缸内压力的诊断检测说明用压力线图。本发明与上述实施例不同，可由串行传输线进行模拟值的阶段表示地对应于与图24所示燃烧区域对应的曲柄角范围Aa～Ab的范围的检测压力P分别设定临界值。

即，对于临界值，使P_P0和P_h1：Pmax异常临界值、P_h2：敲缸临界值、P_n：不发火、消焰临界值的各电平分别如P_P0≥P_h1≥P_h2＞P_sh≥P_s1≥P_n那样阶段性减少电平地设定。

返回到图21，如传感器异常处理判断流程(S′01)结束后传感器异常，则判定压缩压力ΔP₀从正常值异常地下降(S′1)。

比较在与发动机压缩行程对应的曲柄角度的范围中检测的上述基准差压ΔP₀与容许压缩压力比临界值P_C0，当在上述容许压力压缩临界值P_C0以下时即ΔP₀≤P_C0时，根据气体泄漏等机械故障判定压缩压力Pc从正常值异常地下降(S′1)。

当S′2时或S′3的运行循环的次数N_h超过容许次数N_h0时即N_h≥N_h0时(S′4)，判定缸内最高压力P_P从设计值(正常值)异常地上升。

S′5-S′6的敲缸判定步骤。

S′7-S′9的不发火判定步骤与消焰发生的判定步骤与图9相同。

因此，在本实施例中，根据对各诊断分类信息设定的临界值对上述规定曲柄角范围的燃烧区域采取的上述缸内压力比ΔP/ΔP₀进行燃烧诊断，而且，上述各诊断分类信息的临界值使电平阶段性地下降地设定，在各临界值电平阶段，可判断不同的分类信息，将检测范围设定到燃烧最高压力附近的曲柄范围，上述各诊断分类信息的临界值为最高压力异常临界值P_P0和P_h1、P_h2：敲缸临界值，P_n：不发火、消焰临界值对于各临界值，其电平分别具有P_n≤P_s1≤P_sh≤P_h2≤P_h1＜P_P0的关系。

这样，在上述步骤(S20)中，当进行最高压力比ΔP_P/ΔP₀为(ΔP_P/ΔP₀＜P_h2)的正常燃烧时，ΔP_P/ΔP₀在敲缸临界值以下，所以，将P_h2-P_n的值换算成Ck-Cq的范围的下述直线式，作为模拟信息传递到燃烧诊断装置。

C＝{(Cq-Ck)/(P_n-P_h2)}×{(ΔP_P/ΔP₀)-P_h2}+Ck

图20为在该实施例的燃气发动机的燃烧诊断系统的全体构成图，为仅在正常范围进行无级控制的图，对在与燃烧区域对应的曲柄角度范围Aa～Ab的范围检测的最高压力P_P分别设定图23(A)和图23(B)所示临界值进行诊断。

在图中，符号20为多缸发动机，符号100为燃烧诊断装置，与凸轮轴顶部位置、曲柄角一起对各曲柄角检测多个气缸的缸内压力，按基于图21的流程进行燃烧诊断，其诊断判定结果及上述诊断判定结果如图23(A)和图23(B)所示那样，按Cp：Pmax异常判定模拟电平、Ce：压缩压力判定模拟电平、Ck：敲缸判定模拟电平、Cq：消焰判定模拟电平、Cm：不发火判定模拟电平、Cx：传感器异常判定模拟电平分别设定，各电平按Cp＞Ce＞Ck＞Cq＞Cm＞Cx那样阶段性减少模拟电平地设定。

即，从燃烧诊断装置100到燃烧控制装置200侧的诊断结果的信号由模拟电平构成，对各诊断分类，模拟电平阶段性地下降地设定，在燃烧控制装置200侧可按各模拟电平阶段判断不同的分类信息，对上述各诊断分类的模拟电平进行设定，使得正常诊断分类的模拟电平处于中央，最高压力异常和压缩压力异常的那样的发动机全体的异常处于高位，不发火、消焰、传感器异常、信号线断线等气缸单位的异常处于低位，当将位于敲缸临界值与消焰临界值之间的正常燃烧压力或压力比范围通过信号线101对各气缸按模拟电平传送到燃烧控制装置侧时，可变换成与其压力(压力比)对应的模拟电平，将无级控制的模拟信号传送到燃烧控制装置200侧，在用于多气缸的发动机的内燃机的燃烧诊断·控制装置中，在燃烧诊断装置100与燃烧控制装置200之间连接与气缸数对应的模拟信号线101，对各诊断分类将模拟电平阶段性下降地设定的模拟信号串行地发送，可由燃烧控制装置侧进行诊断分类的判别，或可判别与模拟电平对应的燃烧压力或压力比。

即，如图22所示，通过按各模拟电平串行地发送模拟信号，从而按K阶段的模拟值规定诊断结果的分类信息，这样，对于1个气缸，可由1根模拟信号线101传送信息，对m个气缸，由m根信号线101即可。

另外，由于按1∶1使1根信号线101与气缸信息对应，所以，仅使断线的气缸不能控制，不对其它气缸产生影响，而且由于为模拟信息，所以，也不会由于干扰叠加而导致误动作。

另外，在正常压力范围，计算P＝ΔP_P/ΔP₀，然后，

通过按照C＝(Cq-Ck)*(P-P_h2)/(P_n-P_h2)+Ck

由{P_h2～P_n}→{Ck～Cq}示出而可接受在正常压力范围下的无级压力电平信息。

在燃烧控制装置侧200，如图20所示那样，按

P＝{(P_n-P_h2)/(Cq-Ck)*(C-Ck)}+P_h2

使上述模拟信息(Ck-Cq)

{Ck～Cq}→{P_h2～P_n}

从模拟信息恢复成压力信息后，将反馈增益常数设为F，

按(ΔT)＝F*(P-Psm)

将喷射时刻更新为T←T+ΔT。

这样，通过在正常压力范围{P_h2-P_n}}使燃料点火时刻延迟或提前一定量(ΔT)，从而可有效地将发动机性能维持在所需要性能值，通过燃烧控制装置200，可由燃烧燃烧诊断装置把握每一时刻的燃烧状态，通过由燃烧控制装置改变先导燃料和气体燃料等的燃料点火时刻和燃料喷射量，可时常控制燃烧状态。

下面，根据图25-图31说明图1和图5所示显示装置6的构成。

连接于本发明的燃烧诊断装置的显示装置可显示燃烧诊断结果和压力波形这样2个种类。

图25为将从燃烧诊断装置传送的燃烧诊断结果显示于显示装置的表图，与该例子中，各气缸编号作为#1～#18表示在列侧的项目，设于行侧的诊断项目对传感器异常(X)、最高压力P_P异常(P₀)、敲缸(K)、最高压力P_P稍高(H)、最高压力P_P适当范围(N)、最高压力P_P稍低(H)、消焰(Q)、不发火(M)、压缩压力下降(E)分别由记号在显示装置显示从燃烧诊断装置传送的燃烧诊断结果的各项目。根据燃烧诊断结果对各循环更新四方的记号显示。

特别是在本实施例中，由于气缸数多，所以，通过以四方形黑底白字表示燃烧分类，从而易于识别。

图26作为多气缸的一例示出4气缸的发动机的燃烧诊断装置侧和显示装置侧的各气缸的缸内压力的传输和显示过程，从上起第4段的图为4气缸发动机的各缸内压力波形的测量结果，将凸轮轴顶部位置设为0度，曲柄角1循环(1转)的压力波形由压力传感器对应于曲柄角按等曲柄测量。图中示出输出到显示器124的波形、显示于显示器的缸内波形的一例。

从下起第2个图为输出到与燃烧诊断装置连接的显示器124的波形。由于显示与控制无关系，所以，从燃烧诊断装置100到显示装置6的数据传送方式为串行传送。为此，在轴顶部信号检测后测定的波形中，仅燃烧诊断中需要的由粗线示出的区域成为向显示器124的数据传送对象，所以，每次由缸内压力检测器(传感器)检测时时刻与曲柄角同步，在诊断装置侧的第1环形存储器写入示出所有气缸的燃烧状态的缸内压力波形，从下一凸轮轴顶部位置分别按{a1}、{a2}、{a3}、{a4}具有角度延迟地将从压缩区域到燃烧区域的规定曲柄范围的诊断区域的角度波形叠加到信号传送线201传送，在检测下一凸轮轴顶部之前的1循环＝720度以内进行串行传送，从而有效地利用有限的通信量。例如，如将发送区域设定为60-80°的范围，则可在检测再下一凸轮轴顶部之前的1循环＝720度以内由信号传送线201串行输送与压缩检测器1的检测速度对应的波形。

最下段的图示出将串行传送的数据显示到显示装置6的示波器124的缸内压力波形的样子。

此时，由于各气缸的压力波形酷似，所以，在显示装置6的示波器124按一定压力值β间隔显示，从而易于识别所有波形。

为此，将从诊断装置侧传送来的分别按{a1}、{a2}、{a3}、{a4}具有曲柄角度延迟的波形相反地与其角度相应地使时间提前，以下一曲柄角周期循环的凸轮轴顶部位置0°为基准按一定压力值β间隔显示于上下。

图27为进行该显示的诊断燃烧装置侧与显示装置侧的数据构成图的一例。

首先，说明燃烧诊断装置侧的数据处理构成要素。以下，为了容易理解，以4气缸为例进行说明。

符号110为燃烧诊断装置侧的环形缓冲存储器rbuf1(110)，以多环圆状具有存储凸轮轴顶部的原点位置(0°)的环形存储部和可存储各气缸#1～4的压力波形数据至少为720°的1曲柄角循环量以上具体地说多个曲柄循环量的环形存储部。

符号113为写入指针，用于设定将各气缸的缸内压力检测器1和曲柄角检测器2的检测数据写入到分别对应的环形存储部的指针位置。

符号112为存储从凸轮轴顶部的原点位置(0°)到压力波形数据开始点的相对角度信息a[1～4]的存储器，符号111为用于从环形存储部读出的读出指针，该环形存储部按基于该相对角度信息a[1～4]设定的时刻分别以{a1}、{a2}、{a3}、{a4}具有角度延迟地对应。

下面，说明显示装置侧的数据处理构成要素。

符号120为显示装置侧的环形缓冲存储器rbuf2(120)，具有4个多环环圆状的环形存储部，该4个多环环圆状的环形存储部可将从燃烧诊断装置100侧输送的各气缸#1～4的压力波形数据分别按{a1}、{a2}、{a3}、{a4}具有角度延迟的波形相反地与其角度相应地使时间提前，依次存储到一定角度(wlen)量的数据区域。

符号121为写入指针，用于设定将从串行信号线101输送来的数据分别按{a1}、{a2}、{a3}、{a4}的角度量具有时间提前时刻地写入与上述各气缸#1～#4对应的环形存储部的时刻。

符号122为读出指针，用于设定从与上述各气缸#1～#4对应的环形存储部按一定压力值β间隔读出、在显示装置显示于上下的时刻。

图28-图31为在上述数据构成图中的波形测定流程图，图28为燃烧诊断装置(数据送出)侧的曲柄角中断处理流程图，图29为燃烧诊断装置(数据送出)侧的主处理流程图，图30为显示装置(数据接收)侧的数据接收中断处理流程图，图31为显示装置(数据接收)侧的曲柄角中断处理流程图。

如图28所示，时常按从曲柄角度检测器发生的中断时刻(S20)起动，将写入指针113设定到K(0～4)(S21)，当K＝0时，将凸轮轴顶部的测量值写入到环形缓冲存储器rbuf1的存储凸轮轴顶部的原点位置(0°)的环形存储部，以下依次将各气缸#1～4的压力波形数据写入到对应的环形存储部(S22)。

然后，在下一曲柄角循环也进行同样的动作，以下在写入指针超过环形缓冲存储器rbuf1尺寸之前对各循环向对应的环形存储部时时刻刻根据曲柄角的写入时刻持续写入凸轮轴顶部的原点位置(0°)和各气缸所有压力波形，然后在写入指针113超过缓冲存储器rbuf1尺寸的场合(S23)将写入指针初始化为→0(S24)，从环形存储部的最初进行重写。

图29为燃烧诊断装置(数据送出)侧的主处理流程图。

将写入指针和读出指针设定为0(S20)，在由曲柄角检测器2检测出凸轮轴顶部位置后(S32)环形缓冲存储器rbuf1的写入存储区域在1个曲柄角(720°)以上的场合(S32)，将K设为气缸编号#1(S34)，从时刻存储器读出a1，由信号线201将与诊断区域对应的角度区域的#1的压力区域发送到显示装置6侧。

然后，将K依次作为#2～#4(S37)，在K为最大气缸数以下的场合，从时刻存储器分别读出s2、a3、a4，按其时刻将与诊断区域对应的角度区域的#2～#4的压力区域发送到显示装置侧。(S36)然后，在为最大气缸数以上的场合(S38)，设下一写入区域iptr为++(S39)，在未写入区域的rdptr+wlen(与诊断区域对应的角度区域)以上的场合(S40)，反复进行与上述同样的动作，依次写入到环形缓冲存储器rbuf1的未写入存储区域，下一写入区域ipt在rdptr+wlen(与诊断区域对应的角度区域)以下的场合，设为rdptr++，转移到环形存储器rbuf1的重写位置(S41)。

因此，在燃烧诊断装置100中，可由缸内压力检测器1和曲柄角检测器2检测凸轮轴顶部位置的各气缸的缸内压力数据存放到环形缓冲存储器rbuf1。

下面，说明显示装置(数据接收)侧。

在图30中，数据接收中断处理由每次检测凸轮轴顶部位置检测时从信号传送线201接收信号的数据接收起动中断处理(S50A)，将写入指针设定到iptr(S50)，将气缸#1～#4的各数据写入环形缓冲存储器rbuf2对应的环形存储部。(S50)

将上述气缸#1-#4的各数据写入到环形缓冲存储器rbuf2的iptr区域后，使写入区域前进到iptr++(S52)，在1循环期间中的所有数据写完之前进行同样的动作。(S53)

写完所有数据后更新写入指针122，进行下一循环的数据写入。(S54)

下面，根据图31说明显示装置(数据接收)侧的主处理流程。

首先，判断读出写入指针和读出指针的位置是否一致(S60)，在一致的场合，前进一定角度wlen，在凸轮轴顶部检测后1曲柄量的数据完成之前等候。(66)

{写入指针WTPTR-读出指针RDPTR}的差在环形缓冲存储器的乘余最大值为一定角度wlen以上的场合(S61)，使读出指针与凸轮轴顶部位置对应(S62)，从环形缓冲存储器rbuf2对应的环形存储部读出气缸#1～#4的各数据(S63)。

对于从凸轮轴顶部到压力波形数据开始点的相对角度信息a[1，2…]的一定角度(wlen)量的数据(诊断区域的压力波形)，在1曲柄量的数据完成的时刻例如检测出下一曲柄角循环的凸轮轴顶部时，按一定压力值β间隔将波形显示到显示装置的示波器124画面。

从环形缓冲存储器rbuf2的iptr区域读出上述气缸#1～#4的各数据后，使读出区域前进到iptr++(S65)，在将1循环期间中的所有数据按一定角度wlen写完之前进行同样的动作。

之后，判断读出指针的位置是否一致，在一致的场合，前进一定角度wlen，返回到S61，进行下一循环的读出。产业上利用的可能性

如上述那样按照本发明，使用基于缸内压力的检测值的压力比进行燃烧诊断，从而可由1个燃烧诊断系统进行检测敲缸、不发火、缸内最高压力的过度上升、消焰的发生的燃烧诊断，可由简单的构成和低成本的装置进行发动机所需要的所有燃烧诊断。

另外，如上述那样，由于使用基于缸内压力的压力比进行燃烧诊断，所以，不需要缸内压力的绝对值，即使在从缸内压力检测器输出的电平整体下降的场合，也可不降低诊断精度地维持正常的诊断。这样，可延长燃烧诊断系统的使用寿命。

另外，通过仅进行干扰除去即在燃烧诊断中使用缸内压力检测信号，从而可进行高精度的燃烧诊断，不需要复杂的运算处理，使燃烧诊断操作为高效率。

另外，由于可仅使用缸内压力检测值直接地进行燃烧诊断，所以，可由简单的装置(步骤)进行高精度的燃烧诊断。

因此，按照本发明，可由简单的设备和简易的手法进行敲缸、不发火、缸内最高压力的过度上升、消焰的发生这样的所需要的所有燃烧诊断，可迅速而且高精度地检测发动机的燃烧性能的下降。

另外，按照本发明，使用以与变动小的包含进气压力的开始压缩以前的基准压力(P_h)的差压(ΔP＝P-Pb)为基准的缸内压力比(ΔP/ΔP₀)进行燃烧诊断，所以，不需要缸内压力的绝对值，从缸内压力检测器的输出电平整体下降，或上升的场合，也可不使燃烧精度下降地维持规定的精度进行正常的诊断。

另外，按照本发明，当由燃烧诊断装置输出缸内最高压力比(ΔP/ΔP₀)超过容许最高压力比(P_P0)的设定值的诊断结果时，由燃烧控制装置使发动机的停止装置作动，停止该发动机，从而可正确而且迅速地进行缸内最高压力的过大的检测和采取对应措施，确实地防止缸内最高压力过大导致的发动机的破损或耐入性的下降。

另外，当由燃烧诊断装置输出缸内最高压力比(ΔP_P/ΔP₀)超过基准最高压力比的最大值(P_sh)的诊断结果时，由燃烧控制装置使燃烧点火时间延迟一定量，当输出缸内最高压力比(ΔP_P/ΔP₀)在基准最高压力比的最小值(P_s1)以下的诊断结果时，使燃料点火时刻提前一定量，从而可将缸内最高压力时常保持在基准最高压力的范围，将发动机维持在所需要性能值，同时，可抑制燃料温度过度上升导致的NOx发生量的增大。

另外，按照本发明，当由燃烧诊断装置输出缸内最高压力比(ΔP_P/ΔP₀)为按照该缸内最高压力比设定的敲缸容许值的诊断结果时，由燃烧控制装置使燃料点火时刻延迟一定量，可迅速而且确实地避免敲的发生，同时，可时常在敲缸即将发生之前的高性能区域运行发动机性能。

另外，按照本发明，当由燃烧诊断装置输出缸内最高压力比(ΔP_P/ΔP₀)及其持续循环数成为按该缸内最高压力比设定的不发火容许压力比和容许持续循环数的诊断结果时，由燃烧控制装置隔断该不发火发生气缸的燃料喷射，从而可迅速而且确实地检测不发火的发生，同时，通过对该发生气缸采取不发火对应措施即燃料喷射隔断措施，可不受到该发生气缸的不发火影响地进行其它气缸的运行。

另外，按照本发明，当由燃烧诊断装置输出缸内最高压力比(ΔP_P/ΔP₀)和燃烧压力比(ΔP₁/ΔP₀)比容许最小压力比P_n和不发火容许压力比P_m小、燃烧压力比ΔP₂/ΔP₀比消焰容许压力比P_m1大的诊断结果时，由燃烧控制装置增加该消焰发生气缸的燃料喷射量，从而可迅速而且确实地检测消焰的发生，对该发生气缸采取消焰对应措施即增加燃料喷射喷射量，可避免消焰的继续，同时，可不受到该消焰发生气缸影响地顺利进行其它气缸的运行。

另外，按照本发明，通过按包含发动机负荷或发动机转速或进气温度的发动机运行条件的函数使其变化，可由发动机负荷、发动机转速、进气温度等检测出发动机的运行条件，相应于发动机运行条件的变化自由地改变缸内最高压力容许值压缩压力容许值、敲缸容许值、不发火、消焰容许值等燃烧诊断项目的临界值。

这样，在进行燃烧诊断时，可将燃烧诊断项目的基准值(临界值)调整到适合于发动机运行条件的值，可将燃烧诊断精度维持得较高。

另外，按照本发明，当由燃烧诊断装置输出缸内压力检测器的异常的诊断结果时，由燃烧控制装置使该缸内压力检测器异常气缸的燃料点火时刻延迟一定量到达安全位置，在缸内压力检测器恢复后，上述燃烧诊断装置自动地恢复到正常作动，同时，可使燃烧控制装置正常作动，使异常气缸的燃料点火时刻恢复正常。

这样，在缸内压力检测器发生异常的场合，将该异常发生气缸的燃料点火时刻和燃料喷射量调整到与上述异常对应的状态，同时，恢复缸内压力检测器，该传感器恢复后，可自动恢复到正常的燃烧控制，不停止发动机的运行即可对应上述缸内压力的异常发生。

另外，按照本发明，通过检测超过常识的缸内压力的最大值和最小值的压力信号，可检测缸内压力检测器的火花干扰、断线、接触不良等的发生，另外，可检测由缸内压力检测器的经时变化导致漂移发生，另外，可确认是否缸内压力与曲柄角的关系不失控地检测。

这样，可从多方向自动地检测缸内压力检测器的异常，可迅速地从该缸内压力检测器的异常状态恢复，可顺利地进行燃烧诊断。

另外，按照本发明，即使缸内压力传感器的温度变化、经年变化导致产生漂移，也可不影响燃烧诊断结果，而且可检测出异常燃烧和缸内压力传感器的破损、断线等异常。

另外，按照本发明，通过相对缸内压力测量获得的差压以压力比为指标可间接地把握过去难以检测的敲缸状态，通过调整临界值可时常在敲缸极限下进行运行，结果，可提高发动机效率。

另外，按照本发明，即使在燃烧诊断装置由于故障等而停止的场合，燃烧控制装置使燃料喷射时刻延迟到安全位置，所以，可不停止发动机地进行燃烧诊断装置的恢复。

另外，按照本发明，与过去的连线相比，可减少燃烧诊断装置～燃烧控制装置间的信号线的数量，同时，即使信号线断线，其影响也仅为该气缸，而且，信号线的模拟值为不属于任何分类的零电平，从而可确定不能由数字信号线101检测出的断线的信号线101。

另外，按照本发明，即使在发动机运行过程中缸内压力传感器破损的场合，燃烧控制装置通过将该气缸的传感器异常状态自己保持到传感器交换后的再燃烧，从而不停止发动机即可更换传感器。

另外，按照本发明，可将时刻在变化的燃烧状态可视化，特别是在由燃烧诊断装置将时间上重叠发生的缸内压力波形数据一时存储后，由串行通信输出到显示装置，从而可在进行燃烧诊断的同时观察多气缸的压力波形。

另外，在正常燃烧状态下，通过进行反馈与压力目标值的偏差量的无级控制，可更细致地进行控制，这样，可进一步提高发动机效率。

本发明不限于由上述实施例的由先导燃料进行点火的燃气发动机，也可适用于其它燃气发动机、内燃机等所有往复式内燃机。