JPH01214728A - 内燃機関の筒内圧力検出装置 - Google Patents
内燃機関の筒内圧力検出装置Info
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- JPH01214728A JPH01214728A JP4108188A JP4108188A JPH01214728A JP H01214728 A JPH01214728 A JP H01214728A JP 4108188 A JP4108188 A JP 4108188A JP 4108188 A JP4108188 A JP 4108188A JP H01214728 A JPH01214728 A JP H01214728A
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- 230000004069 differentiation Effects 0.000 abstract 1
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
この発明は内燃機関の燃焼気筒内の圧力情報を計測する
内燃機関の筒内圧力検出装置に関するものである。
内燃機関の筒内圧力検出装置に関するものである。
内燃機関の燃焼状態や回転サイクル毎の動作を計測する
ために一般に燃焼気筒内の圧力が測定される。この測定
に用いられる筒内圧カセ〉すとして圧電形筒内圧センサ
がよく利用されている。この圧電形筒内圧セ〉すは圧力
に感応して電荷を発生する圧電素子に直接的あるいは間
接的に気筒内の圧力が印加されて、印加圧力に応じた電
荷量を出力するものである。例えば、圧電形筒内圧セン
サの一例を第３図に示す。第３図においてαυは圧電素
子、α２は２枚の圧電素子にはさまれ、出力信号をリー
ド練りに導く電極、■はセシサの内部構造部品を覆うケ
ースである。この圧電形筒内圧センサはリング状の形状
をしており、第４図に示すようにエンジンの燃焼気筒の
土壁をなすシリンダヘッド（２）と点火プラグ（８）と
の間に装着される。そして燃焼気筒内の圧力が点火プラ
グを通じて圧電形筒内圧センサ（１）の圧電素子αυに
伝達され、筒内圧力に応じた電荷が出力される。
ために一般に燃焼気筒内の圧力が測定される。この測定
に用いられる筒内圧カセ〉すとして圧電形筒内圧センサ
がよく利用されている。この圧電形筒内圧セ〉すは圧力
に感応して電荷を発生する圧電素子に直接的あるいは間
接的に気筒内の圧力が印加されて、印加圧力に応じた電
荷量を出力するものである。例えば、圧電形筒内圧セン
サの一例を第３図に示す。第３図においてαυは圧電素
子、α２は２枚の圧電素子にはさまれ、出力信号をリー
ド練りに導く電極、■はセシサの内部構造部品を覆うケ
ースである。この圧電形筒内圧センサはリング状の形状
をしており、第４図に示すようにエンジンの燃焼気筒の
土壁をなすシリンダヘッド（２）と点火プラグ（８）と
の間に装着される。そして燃焼気筒内の圧力が点火プラ
グを通じて圧電形筒内圧センサ（１）の圧電素子αυに
伝達され、筒内圧力に応じた電荷が出力される。
ところで、上記圧電形筒内圧センサの筒内圧力に対応す
る出力信号は電荷量であるために、この電荷量を電気的
処理しやすい電圧値に変換する必要がある。そこで、電
荷量を電圧値に変換する手段として一般にチャージアン
プが用いられていた。
る出力信号は電荷量であるために、この電荷量を電気的
処理しやすい電圧値に変換する必要がある。そこで、電
荷量を電圧値に変換する手段として一般にチャージアン
プが用いられていた。
第５図にチャージアンプの基本回路を示す。第５図にお
いて、（４１）はオペアンプであり、（４２）はコシデ
シサである。圧電形筒内圧センサ（１）の出力はオペア
ンプ（４１）の反転入力に接続され、コンデ〉す（４２
）はオペアンプ（４１）の反転入力と出力との間に接続
される。またオペアンプ（４１）の非反転入力は接地さ
れている。いま、オペアンプ（４１）は反転及び非反転
の入力電圧が同レベルになるように出力制御するもので
あり、圧電形筒内圧センサ（１）から電荷Ｑが入力され
るとオペアンプ（４１）は電荷Ｑをすべてコンデ〉す（
４２）に充電するように制御動作する。従って、コンデ
シサ（４２）の静電容量をＣとするとＶ ＝ Ｑ／Ｃな
る電圧がオペアンプ（４１）の出力に現われる。ここで
電荷ｆｆ１Ｑは筒内圧力と比例関係にあるため、オペア
〉プ（４１）の出力電圧■は筒内圧力に応じた値となり
、エンジン運転中には第６図に示すような燃焼圧力信号
を出力する。
いて、（４１）はオペアンプであり、（４２）はコシデ
シサである。圧電形筒内圧センサ（１）の出力はオペア
ンプ（４１）の反転入力に接続され、コンデ〉す（４２
）はオペアンプ（４１）の反転入力と出力との間に接続
される。またオペアンプ（４１）の非反転入力は接地さ
れている。いま、オペアンプ（４１）は反転及び非反転
の入力電圧が同レベルになるように出力制御するもので
あり、圧電形筒内圧センサ（１）から電荷Ｑが入力され
るとオペアンプ（４１）は電荷Ｑをすべてコンデ〉す（
４２）に充電するように制御動作する。従って、コンデ
シサ（４２）の静電容量をＣとするとＶ ＝ Ｑ／Ｃな
る電圧がオペアンプ（４１）の出力に現われる。ここで
電荷ｆｆ１Ｑは筒内圧力と比例関係にあるため、オペア
〉プ（４１）の出力電圧■は筒内圧力に応じた値となり
、エンジン運転中には第６図に示すような燃焼圧力信号
を出力する。
〔発明が解決しようとする課題〕
ところで、燃焼圧力情報として工〉ジン回転における筒
内圧力の変化率を計測する場合、上述したチャージアン
プの方式では後段に工〉ジンのクランク角度による微分
演算回路を増設しなければならず、回路構成がたいへん
複雑になるという課題があった。
内圧力の変化率を計測する場合、上述したチャージアン
プの方式では後段に工〉ジンのクランク角度による微分
演算回路を増設しなければならず、回路構成がたいへん
複雑になるという課題があった。
本発明はこのような課題に鑑みてなされたものであり、
圧電形筒内圧セ〉すの出力信号から筒内圧力の変化率を
検知する場合に、簡単な構成で実現することを目的とす
るものである。
圧電形筒内圧セ〉すの出力信号から筒内圧力の変化率を
検知する場合に、簡単な構成で実現することを目的とす
るものである。
〔課題を解決するための手段〕〔作用〕上記目的を達成
するために、本発明に係る内燃機関の筒内圧力検出装置
は圧電形筒内圧センサの出力信号を電流の形で入力し、
この電流入力回路の出力信号を基に筒内圧力の変化率を
検知するものである。
するために、本発明に係る内燃機関の筒内圧力検出装置
は圧電形筒内圧センサの出力信号を電流の形で入力し、
この電流入力回路の出力信号を基に筒内圧力の変化率を
検知するものである。
第１図に本発明の一実施例を示す。第１図において、（
１）は圧電形筒内圧セ〉す、（５１）はオペアンプ、（
５２）は抵抗、（５３）はローパスフィルタ、（５４）
は演算回路、（５５）は回転信号発生器である。圧電形
筒内圧センサ（１）の出力はオペアンプ（５１）の反転
入力に接続され、抵抗（５２）はオペアンプ（５１）の
出力と反転入力との間に接続される。また、オペアンプ
（５１）の出力にはローパスフィルタ（５３）が接続サ
レ、ローパスフィルタ（５３）の出力と回転信号発生器
（５５）の出力は演算回路（５４）に入力される。
１）は圧電形筒内圧セ〉す、（５１）はオペアンプ、（
５２）は抵抗、（５３）はローパスフィルタ、（５４）
は演算回路、（５５）は回転信号発生器である。圧電形
筒内圧センサ（１）の出力はオペアンプ（５１）の反転
入力に接続され、抵抗（５２）はオペアンプ（５１）の
出力と反転入力との間に接続される。また、オペアンプ
（５１）の出力にはローパスフィルタ（５３）が接続サ
レ、ローパスフィルタ（５３）の出力と回転信号発生器
（５５）の出力は演算回路（５４）に入力される。
次に、第１図に示した一実施例の動作を説明する。いま
、圧電形筒内圧セ〉す（１）の出力から、第２図の（ａ
ｌに示す筒内圧力に対応して電荷Ｑが出力されると、オ
ペアンプ（５１）のフィードバック制御によって、抵抗
（５２）には−ｄＱ／ｄｔなる電流がオペア〉プ（５１
）から出力される。そして、抵抗（５２）の電圧降下に
よって、オペアンプ（５１）の出力電圧ｖ１は抵抗（５
２）の抵抗値をＲ１とするとＱ Ｖ１＝−Ｒ１・□ ｔ となる。すなわち、圧電形筒内圧センサの出力電流ｄＱ
／ｄｔが電圧値に変換されたものである。このオペアン
プ（５１）の出力電圧ｖ１の信号波形を第２図の（ｂ）
に示す。この波形は筒内圧力を時間微分したものに相当
する。
、圧電形筒内圧セ〉す（１）の出力から、第２図の（ａ
ｌに示す筒内圧力に対応して電荷Ｑが出力されると、オ
ペアンプ（５１）のフィードバック制御によって、抵抗
（５２）には−ｄＱ／ｄｔなる電流がオペア〉プ（５１
）から出力される。そして、抵抗（５２）の電圧降下に
よって、オペアンプ（５１）の出力電圧ｖ１は抵抗（５
２）の抵抗値をＲ１とするとＱ Ｖ１＝−Ｒ１・□ ｔ となる。すなわち、圧電形筒内圧センサの出力電流ｄＱ
／ｄｔが電圧値に変換されたものである。このオペアン
プ（５１）の出力電圧ｖ１の信号波形を第２図の（ｂ）
に示す。この波形は筒内圧力を時間微分したものに相当
する。
ここで、圧電形筒内圧セ〉す（１）の出力信号には圧力
振動等の高周波成分が重畳しているため、この高周波成
分を除去する必要がある。そこで、ローパスフィルタ（
５３）によって上記高周波成分を除去し、歪のない筒内
圧力の時間微分波形を得ることができる。
振動等の高周波成分が重畳しているため、この高周波成
分を除去する必要がある。そこで、ローパスフィルタ（
５３）によって上記高周波成分を除去し、歪のない筒内
圧力の時間微分波形を得ることができる。
ところで、圧電形筒内圧セ〉すの出力電荷Ｑは筒内圧力
に比例することから、オペアンプ（５１）の出力電圧■
１と筒内圧力Ｐには次式の関係が成り立つＯ Ｐ ＝Ａ・Ｖｔ （Ａ ；定数） ｔ そこで、上記ｄＰ／ｄｔをクランク角θの時間変化率ｄ
θ／ｄｔ （つまりクランク角速度）で割ればとなり、
グラ〉り角に対する筒内圧力の変化率が求まる。上述し
たことを実現するために、演算回路（５４）はローパス
フィルタ（５３）の出力信号と、クランク角セ〉すによ
る回転信号発生器（５５）の出力信号とを入力し、上記
演算を行うことＫよって第６図の（Ｃ１に示すようにク
ランク角に対する筒内圧力の変化率を示す信号を得るこ
とができる。
に比例することから、オペアンプ（５１）の出力電圧■
１と筒内圧力Ｐには次式の関係が成り立つＯ Ｐ ＝Ａ・Ｖｔ （Ａ ；定数） ｔ そこで、上記ｄＰ／ｄｔをクランク角θの時間変化率ｄ
θ／ｄｔ （つまりクランク角速度）で割ればとなり、
グラ〉り角に対する筒内圧力の変化率が求まる。上述し
たことを実現するために、演算回路（５４）はローパス
フィルタ（５３）の出力信号と、クランク角セ〉すによ
る回転信号発生器（５５）の出力信号とを入力し、上記
演算を行うことＫよって第６図の（Ｃ１に示すようにク
ランク角に対する筒内圧力の変化率を示す信号を得るこ
とができる。
このように、圧電形筒内圧センサの出力信号を電流入力
として処理した信号から高周波成分を除去した信号をク
ランク角センサの出力信号から計算したグラ〉り角速度
で除算することによってクランク角に対する筒内圧の変
化率を計測することができる。
として処理した信号から高周波成分を除去した信号をク
ランク角センサの出力信号から計算したグラ〉り角速度
で除算することによってクランク角に対する筒内圧の変
化率を計測することができる。
なお、上記実施例において回転信号発生器としてクラン
ク角センサの出カイ言号を用いたが、工〉ジシ回転に同
期した信号、例えば点火信号等を用イテ、エンジン回転
数Ｎｅを求め、ローパスフィルタ（５３）の出力信号を
このＮｅで除算することによっても簡易的にエンジン回
転に対する筒内圧力の変化率として求めることができる
。
ク角センサの出カイ言号を用いたが、工〉ジシ回転に同
期した信号、例えば点火信号等を用イテ、エンジン回転
数Ｎｅを求め、ローパスフィルタ（５３）の出力信号を
このＮｅで除算することによっても簡易的にエンジン回
転に対する筒内圧力の変化率として求めることができる
。
以上説明したとおり、本発明によればエンジンの回転に
対する筒内圧力の変化率を複雑な微分演算等の回路を用
いることなく簡単に求めることができるという効果があ
る。
対する筒内圧力の変化率を複雑な微分演算等の回路を用
いることなく簡単に求めることができるという効果があ
る。
第１図は本発明による一実施例の構成図、第２図は第１
図の実施例の動作説明図、第３図は圧電形筒内圧センサ
の断面構造図、第４図は圧電形筒内圧センサの取付図、
第５図は従来装置の回路図、第６図は従来装置の出方波
形図である。
図の実施例の動作説明図、第３図は圧電形筒内圧センサ
の断面構造図、第４図は圧電形筒内圧センサの取付図、
第５図は従来装置の回路図、第６図は従来装置の出方波
形図である。
Claims (1)
- （１）内燃機関の燃焼気筒内の圧力を検出する圧電形圧
力検出器、この圧電形圧力検出器の出力電流信号を受信
する電流入力回路、この電流入力回路の出力信号を基に
筒内圧力の変化率を検知する圧力変化率検知器とを備え
た内燃機関の筒内圧力検出装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4108188A JPH01214728A (ja) | 1988-02-24 | 1988-02-24 | 内燃機関の筒内圧力検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4108188A JPH01214728A (ja) | 1988-02-24 | 1988-02-24 | 内燃機関の筒内圧力検出装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01214728A true JPH01214728A (ja) | 1989-08-29 |
Family
ID=12598513
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4108188A Pending JPH01214728A (ja) | 1988-02-24 | 1988-02-24 | 内燃機関の筒内圧力検出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01214728A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1162442A1 (en) * | 2000-06-09 | 2001-12-12 | Denso Corporation | Signal processing device for piezoelectric sensor with differentiating and integrating circuits |
-
1988
- 1988-02-24 JP JP4108188A patent/JPH01214728A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1162442A1 (en) * | 2000-06-09 | 2001-12-12 | Denso Corporation | Signal processing device for piezoelectric sensor with differentiating and integrating circuits |
| US6439030B2 (en) | 2000-06-09 | 2002-08-27 | Denso Corporation | Signal processing device for piezoelectric sensor |
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