JPH02293639A - ノッキング検知システム - Google Patents
ノッキング検知システムInfo
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- JPH02293639A JPH02293639A JP7655490A JP7655490A JPH02293639A JP H02293639 A JPH02293639 A JP H02293639A JP 7655490 A JP7655490 A JP 7655490A JP 7655490 A JP7655490 A JP 7655490A JP H02293639 A JPH02293639 A JP H02293639A
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- engine
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- knocking
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- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 claims abstract description 18
- 230000005855 radiation Effects 0.000 claims abstract description 12
- 239000000523 sample Substances 0.000 claims abstract description 10
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- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims description 11
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 4
- 239000013307 optical fiber Substances 0.000 abstract description 3
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-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
- G01L23/00—Devices or apparatus for measuring or indicating or recording rapid changes, such as oscillations, in the pressure of steam, gas, or liquid; Indicators for determining work or energy of steam, internal-combustion, or other fluid-pressure engines from the condition of the working fluid
- G01L23/22—Devices or apparatus for measuring or indicating or recording rapid changes, such as oscillations, in the pressure of steam, gas, or liquid; Indicators for determining work or energy of steam, internal-combustion, or other fluid-pressure engines from the condition of the working fluid for detecting or indicating knocks in internal-combustion engines; Units comprising pressure-sensitive members combined with ignitors for firing internal-combustion engines
- G01L23/221—Devices or apparatus for measuring or indicating or recording rapid changes, such as oscillations, in the pressure of steam, gas, or liquid; Indicators for determining work or energy of steam, internal-combustion, or other fluid-pressure engines from the condition of the working fluid for detecting or indicating knocks in internal-combustion engines; Units comprising pressure-sensitive members combined with ignitors for firing internal-combustion engines for detecting or indicating knocks in internal combustion engines
-
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- G01L23/08—Devices or apparatus for measuring or indicating or recording rapid changes, such as oscillations, in the pressure of steam, gas, or liquid; Indicators for determining work or energy of steam, internal-combustion, or other fluid-pressure engines from the condition of the working fluid operated electrically
- G01L23/16—Devices or apparatus for measuring or indicating or recording rapid changes, such as oscillations, in the pressure of steam, gas, or liquid; Indicators for determining work or energy of steam, internal-combustion, or other fluid-pressure engines from the condition of the working fluid operated electrically by photoelectric means
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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】
本発明は、内燃エンジン用のノッキング検知システム及
びノッキング検知方法に係る。
びノッキング検知方法に係る。
内燃エンジンの゛ノック”開始を検知するものとして様
々なシステムが知られている。一つのかかるシステムは
エンジン構造に設けられた１つ或いは複数の加速度計を
使用し、エンジンノックが起きた時に発生する特性周波
数を検知する。かかるシステムの長所は、加速度計がエ
ンゾン構造上に設置されている点であるが、エンジンノ
ックが発生した時に生じた信号を機械的な＠勅やその他
の雑音と区別するために、非常に慎重に処理しなければ
ならないという不都合な点がある。
々なシステムが知られている。一つのかかるシステムは
エンジン構造に設けられた１つ或いは複数の加速度計を
使用し、エンジンノックが起きた時に発生する特性周波
数を検知する。かかるシステムの長所は、加速度計がエ
ンゾン構造上に設置されている点であるが、エンジンノ
ックが発生した時に生じた信号を機械的な＠勅やその他
の雑音と区別するために、非常に慎重に処理しなければ
ならないという不都合な点がある。
他のシステムは、ピーク値に達した侵にエンジンノック
が起きた際生ずる圧力の急激な変動を検知するプローブ
を使う。しかしながら、プローブは比較的高価である上
、少なくとも現在の形では、生産エンジンへの適用に相
応しいとは考えられない。
が起きた際生ずる圧力の急激な変動を検知するプローブ
を使う。しかしながら、プローブは比較的高価である上
、少なくとも現在の形では、生産エンジンへの適用に相
応しいとは考えられない。
他のシステムは、エンジンノックが起きたとき、燃焼室
内で発生し、圧力センサと同じ方法でピーク信号後の信
号の急激な変動を示す放射線を観測する光センサを利用
する。プローブは、圧カセンサと比べて比較的簡単な構
成である。
内で発生し、圧力センサと同じ方法でピーク信号後の信
号の急激な変動を示す放射線を観測する光センサを利用
する。プローブは、圧カセンサと比べて比較的簡単な構
成である。
上記のどのシステムでも、ノックの検出が確かに起こる
前に、かなりのエンジンノックがあるはずであり、ノツ
クセンサを組み込んでいるエンジン制御システムでは、
エンジンノックが起きるまでは、点火のタイミングを進
めてそれからタイミングを遅らせることが行なわれ、こ
の行程は通常の間隔で繰返される。
前に、かなりのエンジンノックがあるはずであり、ノツ
クセンサを組み込んでいるエンジン制御システムでは、
エンジンノックが起きるまでは、点火のタイミングを進
めてそれからタイミングを遅らせることが行なわれ、こ
の行程は通常の間隔で繰返される。
光学形ノツクセンサからの出力信号の形状は圧力形ノッ
クセンサからの出力信号の形状に大略対応する。しかし
ながら、光センサの出力を精査するとエンジンがノック
している時は、信号がピーク値に達する前に信号の上昇
部の勾配が突然変化することがわかる。ノックが激しい
ほど、この勾配の変化は早く起こる。更に、信号内の前
記の急速な変動が起こる前に勾配の変化を認めることが
出来るので、公知のシステムよりも勾配の変化の存在が
、確実にエンジンのノックの発生を示しつる。
クセンサからの出力信号の形状に大略対応する。しかし
ながら、光センサの出力を精査するとエンジンがノック
している時は、信号がピーク値に達する前に信号の上昇
部の勾配が突然変化することがわかる。ノックが激しい
ほど、この勾配の変化は早く起こる。更に、信号内の前
記の急速な変動が起こる前に勾配の変化を認めることが
出来るので、公知のシステムよりも勾配の変化の存在が
、確実にエンジンのノックの発生を示しつる。
本発明によれば、内燃エンジン用のノツキング検知シス
テムはエンジンシリンダ内に発生する放射線に依存する
電気信号を出力する光センサと、信号の上界部の勾配で
の急激な変化を検知する手段とよりなる。
テムはエンジンシリンダ内に発生する放射線に依存する
電気信号を出力する光センサと、信号の上界部の勾配で
の急激な変化を検知する手段とよりなる。
第１図を参照するに、本システムはエンジンのシリンダ
ヘッドに螺合した金属の本体からなるプローブ１０から
なり、本体は水晶の如き放射伝送棒が中に設置されてい
る貫通孔を画成する。棒の内端は、燃料が燃焼された際
に燃焼室に発生する放（ト）がそれを通って棒の中に入
るような窓を構成する。棒の外端は、光ダイオードとし
て表わされるｔｒＩｉｍ検出器１２に到る光ファイバ１
１に接続されている。燃焼室には、通常の点火プラグが
設けられ、スパークが発生された時、混合空気燃料が燃
焼し、その結果燃料室内の圧力が増加する。
ヘッドに螺合した金属の本体からなるプローブ１０から
なり、本体は水晶の如き放射伝送棒が中に設置されてい
る貫通孔を画成する。棒の内端は、燃料が燃焼された際
に燃焼室に発生する放（ト）がそれを通って棒の中に入
るような窓を構成する。棒の外端は、光ダイオードとし
て表わされるｔｒＩｉｍ検出器１２に到る光ファイバ１
１に接続されている。燃焼室には、通常の点火プラグが
設けられ、スパークが発生された時、混合空気燃料が燃
焼し、その結果燃料室内の圧力が増加する。
第２図の上側の曲線１３は、燃料燃焼時のエンジン燃焼
室内で起きる圧力の変化を示し、便宜上反転された下側
の曲線１４は、光ダイオードから得られる出力信号を示
す。この２つの曲線は、概略互いに対応し、第２図でエ
ンジンは通常の方法でエンジンノックを起こさずに駆動
することがわかる。
室内で起きる圧力の変化を示し、便宜上反転された下側
の曲線１４は、光ダイオードから得られる出力信号を示
す。この２つの曲線は、概略互いに対応し、第２図でエ
ンジンは通常の方法でエンジンノックを起こさずに駆動
することがわかる。
第３図は第２図と類似しているが、この例では、中程度
のノックが生じており、圧力信号１３と光信＠１４の両
方がエンジンノックを生じた時の圧力と光出力特性の急
激な変動を示す。第４図は第３図に対応するが、図示の
如く、ピーク値で及びその後に生じる信号の急速な変動
は、殆ど識別不可能である。しかしながら、第３図と第
４図の両図中で、ピーク値に達するに先立って、光ダイ
オード１２から得られた信号は、勾配の急変を呈してい
るのが認められる。これが起きる点は、第３図では１８
、第４図では１９で示される。ノックの度合いが大きい
ほど、早いサイクルで勾配変化が起きることが分る。第
４図のようなエンジンの作動条件では、エンジンノック
が生じているかどうかの判断を従来の光ノック感知シス
テムや圧力感知システムを用いて決定するのは非常に難
しい。
のノックが生じており、圧力信号１３と光信＠１４の両
方がエンジンノックを生じた時の圧力と光出力特性の急
激な変動を示す。第４図は第３図に対応するが、図示の
如く、ピーク値で及びその後に生じる信号の急速な変動
は、殆ど識別不可能である。しかしながら、第３図と第
４図の両図中で、ピーク値に達するに先立って、光ダイ
オード１２から得られた信号は、勾配の急変を呈してい
るのが認められる。これが起きる点は、第３図では１８
、第４図では１９で示される。ノックの度合いが大きい
ほど、早いサイクルで勾配変化が起きることが分る。第
４図のようなエンジンの作動条件では、エンジンノック
が生じているかどうかの判断を従来の光ノック感知シス
テムや圧力感知システムを用いて決定するのは非常に難
しい。
従って上記の方法で光信号を検査することにより、エン
ジンノック開始の早期警告を得ることが可能である。
ジンノック開始の早期警告を得ることが可能である。
勾配変化を検出する一つの方法が、第１図に系統的に示
されており、これは微分器１５で光ダイオードからの信
号を微分し、得られた信号をフィルタ１６でＰ波し、そ
して枦渡した信号を他の入力が閾値に保たれた比較鼎１
７のーの入力へ印加することからなる。光ダイオード１
２によって与えられる信号の勾配の急激な変化が起きた
際、出力信号２０が比較器の出力に得られるような配冒
とされている。
されており、これは微分器１５で光ダイオードからの信
号を微分し、得られた信号をフィルタ１６でＰ波し、そ
して枦渡した信号を他の入力が閾値に保たれた比較鼎１
７のーの入力へ印加することからなる。光ダイオード１
２によって与えられる信号の勾配の急激な変化が起きた
際、出力信号２０が比較器の出力に得られるような配冒
とされている。
上記の配置により、エンジンノック開始の初期警告を得
ることが可能であるる ある例ではフィルタ１６は不必要であり、他の例では微
分を二段階で行う必要がある。プローブ１０をスパーク
プラグ内に組込んでもよく、これによりエンジンシリン
ダヘッドに、別の孔や穿孔を設ける必要が避けられる。
ることが可能であるる ある例ではフィルタ１６は不必要であり、他の例では微
分を二段階で行う必要がある。プローブ１０をスパーク
プラグ内に組込んでもよく、これによりエンジンシリン
ダヘッドに、別の孔や穿孔を設ける必要が避けられる。
本システムは、可視／近赤外放射線によって動作するの
で、比較的安価な検出部品をセンナに用いつる。
で、比較的安価な検出部品をセンナに用いつる。
第１図はシステムを系統的に示す図、第２，３．４図は
エンジン燃焼室内で発生した光のレベルと異なった動作
条件下での燃焼室内の圧力を示す図、第５図はシステム
から得られた出力信号を示す図である。 １０・・・プローブ、１１・・・光ファイバ、１２・・
・放射検出器、１３・・・上側カーブ，圧力信号、１４
・・・下側カーブ．光信号、１５・・・微分器、１６・
・・フィルタ、１７・・・比較器、２０・・・出力信号
。 特許出願人 ルーカス インダストリーズパブリック
リミテッド カンパニ ＦＩＧ．３ ＦＩ０．２． ＦＩＧ． ４
エンジン燃焼室内で発生した光のレベルと異なった動作
条件下での燃焼室内の圧力を示す図、第５図はシステム
から得られた出力信号を示す図である。 １０・・・プローブ、１１・・・光ファイバ、１２・・
・放射検出器、１３・・・上側カーブ，圧力信号、１４
・・・下側カーブ．光信号、１５・・・微分器、１６・
・・フィルタ、１７・・・比較器、２０・・・出力信号
。 特許出願人 ルーカス インダストリーズパブリック
リミテッド カンパニ ＦＩＧ．３ ＦＩ０．２． ＦＩＧ． ４
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、エンジンのシリンダ内に発生する放射線に依存する
電気信号を出力する光センサ（１０、１２）からなる内
燃エンジン用ノッキング検知システムであつて、信号の
上昇部の勾配における急激な変化を検出する手段（１５
、１６、１７）を有することを特徴とするノッキング検
知システム。 ２、放射線に依存する電気信号を発生する光センサ（１
０、１２）を用いて、エンジンの燃焼室内で発生する放
射線を観測することからなる内燃エンジンの燃焼室にお
けるノッキング開始検知方法であつて、ノッキングの開
始を意味する勾配の急激な変化を検知するために、信号
の上昇部を検査することを特徴とするノッキング開始検
知方法。 ３、該手段は微分回路（１５）と比較器（１７）を含む
ことを特徴とする請求項１記載のノッキング検知システ
ム。 ４、微分回路（１５）と比較器（１７）間にフィルタ（
１６）が介在していることを特徴とする請求項３記載の
ノッキング検知システム。 ５、センサは、プローブの内端がエンジンシリンダ内の
燃料の燃焼を観測するようエンジンのシリンダヘッド内
に設けられるようにされたプローブ（１０）と、放射線
検出器（１２）と、プローブの外端を検出器に接続する
光ケーブル（１１）とよりなることを特徴とする請求項
１、３、４のうちいずれか一項記載のノッキング検知シ
ステム。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| GB8908531.0 | 1989-04-14 | ||
| GB898908531A GB8908531D0 (en) | 1989-04-14 | 1989-04-14 | Engine knock sensing system |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02293639A true JPH02293639A (ja) | 1990-12-04 |
Family
ID=10655083
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7655490A Pending JPH02293639A (ja) | 1989-04-14 | 1990-03-26 | ノッキング検知システム |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP0392650A1 (ja) |
| JP (1) | JPH02293639A (ja) |
| GB (1) | GB8908531D0 (ja) |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5421195A (en) * | 1993-07-01 | 1995-06-06 | Wlodarczyk; Marek T. | Fiber optic microbend sensor for engine knock and misfire detection |
| US5390546A (en) * | 1993-07-01 | 1995-02-21 | Wlodarczyk; Marek T. | Fiber optic diaphragm sensors for engine knock and misfire detection |
| AT403323B (de) * | 1995-08-24 | 1998-01-26 | Jenbacher Energiesysteme Ag | Verfahren und einrichtung zum ermitteln eines klopfintensitätssignals eines verbrennungsmotors |
| KR101364416B1 (ko) | 2009-12-07 | 2014-02-17 | 맥알리스터 테크놀로지즈 엘엘씨 | 대형 엔진 적용에 적합한 일체식 연료 인젝터 점화기 및 연관된 이용 및 제조방법 |
| US8752524B2 (en) | 2012-11-02 | 2014-06-17 | Mcalister Technologies, Llc | Fuel injection systems with enhanced thrust |
| US9593631B2 (en) | 2015-03-24 | 2017-03-14 | General Electric Company | System and method for locating an engine event |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB1483612A (en) * | 1974-07-05 | 1977-08-24 | Lumenition Ltd | Detection of combustion in internal combustion engines |
| DE3112327A1 (de) * | 1980-01-18 | 1982-10-28 | Robert Bosch Gmbh, 7000 Stuttgart | Sensoranordnung |
| JPS5773646A (en) * | 1980-10-27 | 1982-05-08 | Nippon Soken Inc | Knocking detector for internal combustion engine |
| DE3108460A1 (de) * | 1981-02-13 | 1982-11-04 | Pischinger, Franz, Prof. Dipl.-Ing. Dr.Techn., 5100 Aachen | Verfahren zum erkennen klopfender verbrennung sowie vorrichtung zur durchfuehrung des verfahrens |
-
1989
- 1989-04-14 GB GB898908531A patent/GB8908531D0/en active Pending
-
1990
- 1990-02-12 EP EP90301433A patent/EP0392650A1/en not_active Withdrawn
- 1990-03-26 JP JP7655490A patent/JPH02293639A/ja active Pending
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP0392650A1 (en) | 1990-10-17 |
| GB8908531D0 (en) | 1989-06-01 |
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