JPH01285632A - エンジンの筒内圧センサ取付け装置 - Google Patents
エンジンの筒内圧センサ取付け装置Info
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- JPH01285632A JPH01285632A JP11547088A JP11547088A JPH01285632A JP H01285632 A JPH01285632 A JP H01285632A JP 11547088 A JP11547088 A JP 11547088A JP 11547088 A JP11547088 A JP 11547088A JP H01285632 A JPH01285632 A JP H01285632A
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- knocking
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- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 claims abstract description 17
- 238000001514 detection method Methods 0.000 abstract description 7
- 238000000034 method Methods 0.000 abstract description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 2
- 235000010724 Wisteria floribunda Nutrition 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 238000009530 blood pressure measurement Methods 0.000 description 1
- 239000013256 coordination polymer Substances 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
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- Measurement Of Mechanical Vibrations Or Ultrasonic Waves (AREA)
- Measuring Fluid Pressure (AREA)
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
本発明は、燃焼室内に圧力導入部を介して筒内圧センサ
の受圧部を対向させているエンジンの筒内圧センサ取付
は装置に関するものである。
の受圧部を対向させているエンジンの筒内圧センサ取付
は装置に関するものである。
エンジンの燃焼室内に筒内圧センサの受圧部を対向させ
て筒内圧を計測し、このデータに基いてエンジンの燃焼
制御などを行なう制御系において、ノッキングを上記筒
内圧センサで検出する装置が、例えば特開昭５９−１９
３３３３号公帳所載のように公知である。ここでは、ノ
ッキングが発生していなくても筒内圧センサからは信号
が出力されるが、ノッキング信号の振動周波数が６〜８
ＫＨ７にある場合、上記センサの単体の特性として約
７にｌｌｚ程度に共振点を有していると、ノッキングが
発生した時に上記センサからの出力信号が増幅される。 したがって、ノッキング検出袋！では、予め解析されて
いるエンジンノイズを上記出力信号から除去し、これを
バンドパスフィルタを介して抽出することで、共振点の
ノ・ソキング信号を得ることができる。このようにして
得られたノッキング信号のＳ／Ｎ比は向上する。換言す
れば、ノ・ソキング検出精度が向上することになる。 一方、上記筒内圧センサの取付けには、フラッシュマウ
ント型およびパッセージマウント型が知られている。一
般に上記フラッシュマウント型は、受圧部をフラットに
燃焼室内壁に臨ませているために、圧力計測上は好都合
であるが、取付部の加工の困難性、上記筒内圧センサの
耐熱負荷の限界の問題があり、上記パッセージマウント
型が多用されている。
て筒内圧を計測し、このデータに基いてエンジンの燃焼
制御などを行なう制御系において、ノッキングを上記筒
内圧センサで検出する装置が、例えば特開昭５９−１９
３３３３号公帳所載のように公知である。ここでは、ノ
ッキングが発生していなくても筒内圧センサからは信号
が出力されるが、ノッキング信号の振動周波数が６〜８
ＫＨ７にある場合、上記センサの単体の特性として約
７にｌｌｚ程度に共振点を有していると、ノッキングが
発生した時に上記センサからの出力信号が増幅される。 したがって、ノッキング検出袋！では、予め解析されて
いるエンジンノイズを上記出力信号から除去し、これを
バンドパスフィルタを介して抽出することで、共振点の
ノ・ソキング信号を得ることができる。このようにして
得られたノッキング信号のＳ／Ｎ比は向上する。換言す
れば、ノ・ソキング検出精度が向上することになる。 一方、上記筒内圧センサの取付けには、フラッシュマウ
ント型およびパッセージマウント型が知られている。一
般に上記フラッシュマウント型は、受圧部をフラットに
燃焼室内壁に臨ませているために、圧力計測上は好都合
であるが、取付部の加工の困難性、上記筒内圧センサの
耐熱負荷の限界の問題があり、上記パッセージマウント
型が多用されている。
しかしながら、上記パッセージマウント型の場合、その
受圧部を燃焼室内壁より引込んだ位置に置くため、この
間に形成される圧力導入部分に圧力の気柱振動が発生し
、上記筒内圧センサで検出される圧力波形は、第５図に
示されるように上記気柱振動が重畳された形となる。こ
のため、前述のようにしてノブキング検出を行なった場
合、ノッキングによる圧力振動成分と、上記気柱振動成
分との区別がつけに＜＜、計測結果、その判定に誤りを
もたらすという問題がある。 本発明は、上記事情にもとづいてなされたもので、筒内
圧センサの受圧部と燃焼室内壁との間に形成される圧力
導入部は、その形状１寸法などで固有の気柱振動周波数
を持っているから、ノブキング信号を検出する時、圧力
導入部に関する気柱振動成分がノッキング信号に影響し
ないように工夫したエンジンの筒内圧センサ取付は装置
を提供しようとするものである。
受圧部を燃焼室内壁より引込んだ位置に置くため、この
間に形成される圧力導入部分に圧力の気柱振動が発生し
、上記筒内圧センサで検出される圧力波形は、第５図に
示されるように上記気柱振動が重畳された形となる。こ
のため、前述のようにしてノブキング検出を行なった場
合、ノッキングによる圧力振動成分と、上記気柱振動成
分との区別がつけに＜＜、計測結果、その判定に誤りを
もたらすという問題がある。 本発明は、上記事情にもとづいてなされたもので、筒内
圧センサの受圧部と燃焼室内壁との間に形成される圧力
導入部は、その形状１寸法などで固有の気柱振動周波数
を持っているから、ノブキング信号を検出する時、圧力
導入部に関する気柱振動成分がノッキング信号に影響し
ないように工夫したエンジンの筒内圧センサ取付は装置
を提供しようとするものである。
このため、本発明では、燃焼室内に圧力導入部を介して
筒内圧センサの受圧部を対向させているものにおいて、
上記筒内圧センサの取付は位置によって定まる圧力分布
のモードに対応するノッキングの共振周波数域から外れ
た周波数で、上記圧力導入部の気柱振動周波数が定まる
ように、上記圧力導入部の直径、深さなどのディメンシ
ョンを設定している。
筒内圧センサの受圧部を対向させているものにおいて、
上記筒内圧センサの取付は位置によって定まる圧力分布
のモードに対応するノッキングの共振周波数域から外れ
た周波数で、上記圧力導入部の気柱振動周波数が定まる
ように、上記圧力導入部の直径、深さなどのディメンシ
ョンを設定している。
したがって、ノ・ツキングの共振周波数域でノッキング
信号を抽出する時、圧力導入部の気柱振動の影響がノブ
キング信号に及ばない、このため、筒内圧センサとして
パッセージマウント型を採用しても、高い精度でノブキ
ング検出ができることになる。
信号を抽出する時、圧力導入部の気柱振動の影響がノブ
キング信号に及ばない、このため、筒内圧センサとして
パッセージマウント型を採用しても、高い精度でノブキ
ング検出ができることになる。
以下、本発明の実施例を図面を参照して具体的に説明す
る。 図において、符号１はシリンダヘッド２に形成された燃
焼室であり、ここでは、吸気バルブ３゜排気パル１１１
点火プラグＸなどの配置を考慮した上で筒内圧センサ６
が、その受圧部６ａを円筒状に形成した圧力導入部７を
介して上記燃焼室１に対向するように設置されている。 そして上記筒内圧センサ６の出力信号は、コントロール
ユニット８に導入される。上記コントロールユニ・ｙト
８には、チャージアンプ８ａ、バンドパスフイルタ８ｂ
。 ｌｌ流器８ｃ、積分器８ｄなどを備えている。 しかして、上記出力信号は、上記チャージアンプ８ａ″
ｃｔ圧に変換され、増幅され、第８図（Ａ）に示すよう
な信号波形として上記バンドパスフィルタ８ｂに出力さ
れる。上記バンドパスフィルタ８ｂでは、第８図（Ｂ）
に示すようにノッキング周波数成分を分離抽出し、その
分離された成分は上記整流器８Ｃで、第８図（Ｃ）に示
すような波形に整流され、これを積分器８ｄに出力する
。この場合、上記積分器８ｄの積分開始から終了までは
、エンジンの圧縮上死点を挾んだ一定の範囲（例えば、
上死点前４０°から上死点後４０°まで）について、ク
ランク角センサ９の出力信号から取出して設定している
。上記積分器８ｄの出力波形は、第８図（０）のように
なる、また、上記コントロールユニ・ソト８では、ＣＰ
Ｕにおいてエアフローメータ１０から得られた吸入空気
量および上記積分器８ｄの出力を、マルチプレクサ８ｅ
、Ａ／Ｄ変換器８ｆを介して入力し、これにより演算し
てノッキングが発生したかの判定を行なう。 ここで、ノッキング時の筒内圧振動について周波数分析
すると、第２図に示すような結果が得られる。第２図か
ら明らかなように、筒内圧振動の６〜７にＨ７，１０〜
１１ＫＨｚ 、 １３ＫＨｚ 、 １４にＨｌ、１８に
Ｈ２においてピークを形成しており、これは、いずれも
ノッキングに起因するものである。 ノブキング振動周波数は、ドレーバにより提唱されてい
る式により理論的に推定可能である。 Ｆ ＝ Ｃ［（ｃｒ ｍ、ｎ／Ｂ）’ ＋（Ｐ ／２Ｌ
）” ］ ””−（１）ただし、Ｆ：ノッキング振動周
波数 Ｃ：音速 Ｂニジリンダボア径 α１．ｎ：固有値 Ｐ：軸方向のモード数 Ｌニジリンダストローク である。 ノッキングは上死点付近で発生する現象であるなめ、軸
方向のモードを無視すると Ｆ＝−αｒｇ、ｎ −（２）と表わ
される。この（２）式から各振動モード（圧力分布）に
応じたノッキング振動周波数Ｆを算出すると、第４図の
ようになる。 このように、実験により得られた第２図におけるノッキ
ング振動周波数と、理論的に算出した第４図のノッキン
グ振動周波数は、一致する。 換言すれば、第４図に示すように、筒内圧センサ６の受
圧部６ａが燃焼室１のどの位置に取付けられるかで、該
当する気筒の共振周波数（ノッキング検出周波数）が設
定される。このため、上記圧力導入部７の気柱振動周波
数が、上記筒内圧センサ６の取付は位置で定まるモード
における上記共振周波数域から外れる固有振動周波数に
なるように設定される。 この気柱振動周波数と上記圧力導入部７のディメンショ
ンは、第３図のモデルから下式のように求められる。 ここで、ｖｌはパッセージマウント型の固有振動数、ｆ
は圧力導入部７の断面積、Ｌは長さ（深ンションの相対
関係は、第６図および第７図のようになる。なお、温度
の上昇と共に音速ａはあがる方向にあることが知られて
いるので、音速ａは少なくとも常温で計算すれば充分で
ある。 このようにして、気柱振動周波数が上記共振周波数域か
ら外れる固有振動周波数になるように上記圧力導入部７
のディメンションを設定すれば、筒内圧センサ６によっ
て検出された信号に気柱振動成分が重畳されても（第５
図参照）、ノッキング検出領域で振幅が小さくなる。し
たがって、ノ・ソキングが発生しても、上記気柱振動成
分の影響をうけることなく高い精度でのノッキング検出
ができる。
る。 図において、符号１はシリンダヘッド２に形成された燃
焼室であり、ここでは、吸気バルブ３゜排気パル１１１
点火プラグＸなどの配置を考慮した上で筒内圧センサ６
が、その受圧部６ａを円筒状に形成した圧力導入部７を
介して上記燃焼室１に対向するように設置されている。 そして上記筒内圧センサ６の出力信号は、コントロール
ユニット８に導入される。上記コントロールユニ・ｙト
８には、チャージアンプ８ａ、バンドパスフイルタ８ｂ
。 ｌｌ流器８ｃ、積分器８ｄなどを備えている。 しかして、上記出力信号は、上記チャージアンプ８ａ″
ｃｔ圧に変換され、増幅され、第８図（Ａ）に示すよう
な信号波形として上記バンドパスフィルタ８ｂに出力さ
れる。上記バンドパスフィルタ８ｂでは、第８図（Ｂ）
に示すようにノッキング周波数成分を分離抽出し、その
分離された成分は上記整流器８Ｃで、第８図（Ｃ）に示
すような波形に整流され、これを積分器８ｄに出力する
。この場合、上記積分器８ｄの積分開始から終了までは
、エンジンの圧縮上死点を挾んだ一定の範囲（例えば、
上死点前４０°から上死点後４０°まで）について、ク
ランク角センサ９の出力信号から取出して設定している
。上記積分器８ｄの出力波形は、第８図（０）のように
なる、また、上記コントロールユニ・ソト８では、ＣＰ
Ｕにおいてエアフローメータ１０から得られた吸入空気
量および上記積分器８ｄの出力を、マルチプレクサ８ｅ
、Ａ／Ｄ変換器８ｆを介して入力し、これにより演算し
てノッキングが発生したかの判定を行なう。 ここで、ノッキング時の筒内圧振動について周波数分析
すると、第２図に示すような結果が得られる。第２図か
ら明らかなように、筒内圧振動の６〜７にＨ７，１０〜
１１ＫＨｚ 、 １３ＫＨｚ 、 １４にＨｌ、１８に
Ｈ２においてピークを形成しており、これは、いずれも
ノッキングに起因するものである。 ノブキング振動周波数は、ドレーバにより提唱されてい
る式により理論的に推定可能である。 Ｆ ＝ Ｃ［（ｃｒ ｍ、ｎ／Ｂ）’ ＋（Ｐ ／２Ｌ
）” ］ ””−（１）ただし、Ｆ：ノッキング振動周
波数 Ｃ：音速 Ｂニジリンダボア径 α１．ｎ：固有値 Ｐ：軸方向のモード数 Ｌニジリンダストローク である。 ノッキングは上死点付近で発生する現象であるなめ、軸
方向のモードを無視すると Ｆ＝−αｒｇ、ｎ −（２）と表わ
される。この（２）式から各振動モード（圧力分布）に
応じたノッキング振動周波数Ｆを算出すると、第４図の
ようになる。 このように、実験により得られた第２図におけるノッキ
ング振動周波数と、理論的に算出した第４図のノッキン
グ振動周波数は、一致する。 換言すれば、第４図に示すように、筒内圧センサ６の受
圧部６ａが燃焼室１のどの位置に取付けられるかで、該
当する気筒の共振周波数（ノッキング検出周波数）が設
定される。このため、上記圧力導入部７の気柱振動周波
数が、上記筒内圧センサ６の取付は位置で定まるモード
における上記共振周波数域から外れる固有振動周波数に
なるように設定される。 この気柱振動周波数と上記圧力導入部７のディメンショ
ンは、第３図のモデルから下式のように求められる。 ここで、ｖｌはパッセージマウント型の固有振動数、ｆ
は圧力導入部７の断面積、Ｌは長さ（深ンションの相対
関係は、第６図および第７図のようになる。なお、温度
の上昇と共に音速ａはあがる方向にあることが知られて
いるので、音速ａは少なくとも常温で計算すれば充分で
ある。 このようにして、気柱振動周波数が上記共振周波数域か
ら外れる固有振動周波数になるように上記圧力導入部７
のディメンションを設定すれば、筒内圧センサ６によっ
て検出された信号に気柱振動成分が重畳されても（第５
図参照）、ノッキング検出領域で振幅が小さくなる。し
たがって、ノ・ソキングが発生しても、上記気柱振動成
分の影響をうけることなく高い精度でのノッキング検出
ができる。
本発明は、以上詳述したようになり、筒内圧センサの受
圧部を圧力導入部を介して燃焼室内に対向させるパッセ
ージマウント型の取付は装置において、上記圧力導入部
における気柱振動周波数を特定するように上記圧力導入
部の直径、深さなどのディメンションを設定することで
、ノブキングの共振周波数域に影響を与えないようにし
、ノッキング検出の精度を高く維持できるるという効果
が得られる。
圧部を圧力導入部を介して燃焼室内に対向させるパッセ
ージマウント型の取付は装置において、上記圧力導入部
における気柱振動周波数を特定するように上記圧力導入
部の直径、深さなどのディメンションを設定することで
、ノブキングの共振周波数域に影響を与えないようにし
、ノッキング検出の精度を高く維持できるるという効果
が得られる。
第１図は本発明の一実施例を示す概略構成図、第２図は
筒内圧力振動の周波数分布を示すグラフ、第３図は筒内
圧センサの圧力導入部の気柱振動とディメンションの関
係を示すための式に対応したモデル、第４図はセンサ取
付は位置で決定される振動モードとこれに対応するノッ
キング振動周波数を示す図表、第５図は気柱振動が重畳
されている振動波形を示すグラフ、第６図および第７図
は上記圧力導入部の気柱振動周波数と各ディメンション
の関係を示すグラフ、第８図（Ａ）〜（０）はコントロ
ールユニット内におけるノッキング信号検出のための信
号処理状況を示す波形図である。 １・・・燃焼室、６・・・尚内圧センサ、６ａ・・・受
圧部、７・・・圧力導入部、８・・・コントロールユニ
ット、８ａ・・・チャージアンプ、８ｂ・・・バンドパ
スフィルタ、８Ｃ々整流器、８ｄ・・・積分器、８ｅ・
・・マルチプレクサ、８ｆ・・・Ａ／Ｄ変換器、９・・
・クランク角センサ。 特許出願人 富士重工業株式会社代理入 弁理士
小 絢 信 浮 量 弁理士 村 井 進 圓叉数、（ＫＨ２） １権（逢）ｆ ６気４Ｌ瓜勤門、圧（１ン） 欠ゴ λ （云桂災勤モ札（２））
筒内圧力振動の周波数分布を示すグラフ、第３図は筒内
圧センサの圧力導入部の気柱振動とディメンションの関
係を示すための式に対応したモデル、第４図はセンサ取
付は位置で決定される振動モードとこれに対応するノッ
キング振動周波数を示す図表、第５図は気柱振動が重畳
されている振動波形を示すグラフ、第６図および第７図
は上記圧力導入部の気柱振動周波数と各ディメンション
の関係を示すグラフ、第８図（Ａ）〜（０）はコントロ
ールユニット内におけるノッキング信号検出のための信
号処理状況を示す波形図である。 １・・・燃焼室、６・・・尚内圧センサ、６ａ・・・受
圧部、７・・・圧力導入部、８・・・コントロールユニ
ット、８ａ・・・チャージアンプ、８ｂ・・・バンドパ
スフィルタ、８Ｃ々整流器、８ｄ・・・積分器、８ｅ・
・・マルチプレクサ、８ｆ・・・Ａ／Ｄ変換器、９・・
・クランク角センサ。 特許出願人 富士重工業株式会社代理入 弁理士
小 絢 信 浮 量 弁理士 村 井 進 圓叉数、（ＫＨ２） １権（逢）ｆ ６気４Ｌ瓜勤門、圧（１ン） 欠ゴ λ （云桂災勤モ札（２））
Claims (1)
- 燃焼室内に圧力導入部を介して筒内圧センサの受圧部を
対向させているものにおいて、上記筒内圧センサの取付
け位置によって定まる圧力分布のモードに対応するノッ
キングの共振周波数域から外れた周波数で、上記圧力導
入部の気柱振動周波数が定まるように、上記圧力導入部
の直径、深さなどのディメンションを設定したことを特
徴とするエンジンの筒内圧センサ取付け装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11547088A JPH01285632A (ja) | 1988-05-11 | 1988-05-11 | エンジンの筒内圧センサ取付け装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11547088A JPH01285632A (ja) | 1988-05-11 | 1988-05-11 | エンジンの筒内圧センサ取付け装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01285632A true JPH01285632A (ja) | 1989-11-16 |
Family
ID=14663337
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11547088A Pending JPH01285632A (ja) | 1988-05-11 | 1988-05-11 | エンジンの筒内圧センサ取付け装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01285632A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006177319A (ja) * | 2004-12-24 | 2006-07-06 | Toyota Motor Corp | 内燃機関のノッキング判定装置 |
| JP2008089507A (ja) * | 2006-10-04 | 2008-04-17 | Toyota Motor Corp | センサ取り付け構造 |
-
1988
- 1988-05-11 JP JP11547088A patent/JPH01285632A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006177319A (ja) * | 2004-12-24 | 2006-07-06 | Toyota Motor Corp | 内燃機関のノッキング判定装置 |
| JP4557709B2 (ja) * | 2004-12-24 | 2010-10-06 | トヨタ自動車株式会社 | 内燃機関のノッキング判定装置 |
| JP2008089507A (ja) * | 2006-10-04 | 2008-04-17 | Toyota Motor Corp | センサ取り付け構造 |
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