JPH08246948A - Internal combustion engine - Google Patents

Internal combustion engine

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JPH08246948A
JPH08246948A JP5292195A JP5292195A JPH08246948A JP H08246948 A JPH08246948 A JP H08246948A JP 5292195 A JP5292195 A JP 5292195A JP 5292195 A JP5292195 A JP 5292195A JP H08246948 A JPH08246948 A JP H08246948A
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JP
Japan
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piston
internal combustion
combustion engine
vibration
frequency
Prior art date
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Application number
JP5292195A
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Japanese (ja)
Inventor
Yasushi Kawasaki
泰 川崎
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Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
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Publication date
Application filed by Toyota Motor Corp filed Critical Toyota Motor Corp
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  • Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)

Abstract

PURPOSE: To improve detection precision of knocking by a method wherein, during knocking, the resonance frequency of a constituting part is regulated so that detectable vibration detectable by a knock sensor is encouraged. CONSTITUTION: When a piston 16 used in an internal combustion engine having a knock sensor is cast and moulded, a machining margin 16g attributed to rigidity of a skirt part 16e is arranged on the back of an upper surface part 16f. At the machining process of the piston 16, a machining margin 16g is cut as vibration generated at the skirt part 16e is monitored by using an acceleration pickup 32 and an FFT 34. During knocking of the internal combustion engine, a resonance frequency to encourage vibration detectable by a knock sensor is set to a target frequency. At a point of time when the magnitude of vibration of the target frequency generated at the piston 16 exceeds the target frequency, cutting of the machining margin 16g is completed.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、内燃機関に係り、特
に、ノックセンサを備える車載用内燃機関に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an internal combustion engine, and more particularly to a vehicle-mounted internal combustion engine equipped with a knock sensor.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来より、車載用内燃機関の分野におい
ては、ノックセンサを用いた点火時期制御が行われてい
る。すなわち、内燃機関においては、常用領域では点火
時期を進角側とするほど出力が向上するが、点火時期が
過渡に進角されると、内燃機関の特性上好ましくないノ
ッキングが生ずる。また、内燃機関にノッキングが生ず
ると、その燃焼室周辺には特有の周波数(以下、ノック
周波数と称す)を有する振動が生ずる。このため、ノッ
クセンサを用いてその振動の有無を監視すれば、ノッキ
ングの発生状態を検出することができる。
2. Description of the Related Art Conventionally, ignition timing control using a knock sensor has been performed in the field of vehicle-mounted internal combustion engines. That is, in the internal combustion engine, the output is improved as the ignition timing is advanced toward the normal side, but if the ignition timing is advanced transiently, unfavorable knocking occurs due to the characteristics of the internal combustion engine. Further, when knocking occurs in the internal combustion engine, vibration having a specific frequency (hereinafter referred to as knock frequency) occurs around the combustion chamber. Therefore, if the presence or absence of vibration is monitored using the knock sensor, the knocking occurrence state can be detected.

【0003】これに対して、上述した点火時期制御にお
いては、ノックセンサがノック周波数を伴う振動を検出
するまで点火時期を徐々に進角させ、ノック周波数を伴
う振動が検出された場合は、所定のステップ角だけ点火
時期を遅角させるフィードバック制御が実行される。こ
の場合、内燃機関の点火時期は、常にノッキングが生ず
る限界角近辺に制御されることになり、内燃機関におい
て、優れた出力特性が実現される。
On the other hand, in the ignition timing control described above, the ignition timing is gradually advanced until the knock sensor detects the vibration with the knock frequency, and when the vibration with the knock frequency is detected, a predetermined value is set. Feedback control for retarding the ignition timing by the step angle of is executed. In this case, the ignition timing of the internal combustion engine is always controlled to the vicinity of the limit angle at which knocking occurs, so that excellent output characteristics are realized in the internal combustion engine.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】ところで、内燃機関の
ノッキング時に生ずる振動は、ノッキング時に燃焼室内
に生ずる気柱振動が、ピストン、シリンダブロック、吸
排気弁等に伝達して生ずる振動である。従って、ピスト
ン等の諸元が異なれば、ノッキング周波数に差異が生ず
ることになる。
The vibration generated when the internal combustion engine is knocked is the vibration generated when the air column vibration generated in the combustion chamber when the internal combustion engine is knocked is transmitted to the piston, the cylinder block, the intake and exhaust valves, and the like. Therefore, if the specifications of the piston and the like are different, the knocking frequency will be different.

【0005】これに対して、例えば実開平2−1328
34号公報等に開示される如く、ピストン等については
従来より種々の構成が開示されているが、一般に、ピス
トン等の諸元の決定、及びその加工は、ノッキング周波
数に対する影響等についての配慮がなされることなく行
われるのが通常であった。
On the other hand, for example, the actual Kaihei 2-1328.
As disclosed in Japanese Patent Publication No. 34, etc., various configurations have been conventionally disclosed for pistons and the like. However, in general, determination of specifications of the piston and the like and machining thereof should be performed with consideration for influence on knocking frequency and the like. It was usually done without being done.

【0006】このため、従来の内燃機関においては、例
えば試作段階でピストン等の諸元を変更した場合、また
はピストン等に改良を施すため設計変更を行った場合等
に、ノッキング周波数がノッキングセンサの検出範囲か
ら外れて、ノッキングの検出精度が悪化する場合があ
る。更に、かかる設計変更等が行われない場合において
も、生産時における加工誤差等に起因してピストン等の
周波数特性が変化すれば、同様にノッキングの検出精度
が悪化する事態を招く。
Therefore, in the conventional internal combustion engine, for example, when the specifications of the piston or the like are changed at the trial production stage, or when the design is changed to improve the piston or the like, the knocking frequency becomes lower than that of the knocking sensor. There is a case where the accuracy of knocking detection is deteriorated by moving out of the detection range. Further, even if such a design change is not made, if the frequency characteristic of the piston or the like changes due to a processing error or the like at the time of production, similarly, the knocking detection accuracy deteriorates.

【0007】この意味で、ノッキング周波数に対する影
響を考慮することなく諸元が設定され、かつ、加工され
た構成部品を用いて構成される従来の内燃機関は、ノッ
クセンサを用いて、常に高精度なノッキング検出を実現
するための構成として、必ずしも適切なものではなかっ
た。
In this sense, the conventional internal combustion engine whose specifications are set without considering the influence on the knocking frequency and which is constructed by using the processed components uses a knock sensor and is always highly accurate. It was not always appropriate as a configuration for realizing various knocking detections.

【0008】本発明は、上述の点に鑑みてなされたもの
であり、燃焼室周りの構成部品の共振周波数を、ノック
センサの特性に合わせて設定することにより、上記の課
題を解決する内燃機関を提供することを目的とする。
The present invention has been made in view of the above points, and an internal combustion engine that solves the above problems by setting the resonance frequencies of the components around the combustion chamber according to the characteristics of the knock sensor. The purpose is to provide.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】上記の目的は、ノックセ
ンサを備える内燃機関において、燃焼室周りの構成部品
の共振周波数を、当該内燃機関のノッキング時に、前記
ノックセンサによって検出可能な振動を助長する所定の
周波数とした内燃機関により達成される。
SUMMARY OF THE INVENTION In an internal combustion engine equipped with a knock sensor, the above object is to promote the resonance frequency of the components around the combustion chamber to a vibration that can be detected by the knock sensor when the internal combustion engine is knocked. Is achieved by an internal combustion engine having a predetermined frequency.

【0010】[0010]

【作用】本発明において、燃焼室周りの構成部品は、そ
の共振周波数が特有の値となるように管理されている。
このため、燃焼室内にノッキングに起因する振動が生じ
た場合、燃焼室周りの構成部品には、その特有の共振周
波数の振動が発生する。また、この共振周波数は、ノッ
クセンサによって検出することができる振動を助長する
周波数に設定されている。このため、燃焼室内にノッキ
ングによる振動が生じた場合、その振動は、確実にノッ
キングセンサによって検出されることになる。
In the present invention, the components around the combustion chamber are controlled so that their resonance frequencies have specific values.
For this reason, when vibrations due to knocking occur in the combustion chamber, vibrations of the peculiar resonance frequency occur in the components around the combustion chamber. The resonance frequency is set to a frequency that promotes vibration that can be detected by the knock sensor. Therefore, when vibration due to knocking occurs in the combustion chamber, the vibration is reliably detected by the knocking sensor.

【0011】[0011]

【実施例】図1は、本発明の一実施例である内燃機関1
0の全体構成図を示す。同図に示す如く、内燃機関10
は、シリンダブロック12の内部に燃焼室14を備えて
いる。燃焼室14には、コンロッド15に連結されたピ
ストン16が摺動可能に嵌挿されていると共に、それぞ
れ図示しない吸気ポート及び排気ポートを開閉する、吸
気弁18及び排気弁20が設けられている。
FIG. 1 shows an internal combustion engine 1 according to an embodiment of the present invention.
An overall configuration diagram of 0 is shown. As shown in FIG.
Includes a combustion chamber 14 inside the cylinder block 12. A piston 16 connected to a connecting rod 15 is slidably fitted in the combustion chamber 14, and an intake valve 18 and an exhaust valve 20 for opening and closing an intake port and an exhaust port (not shown) are provided. .

【0012】シリンダブロック12には、その先端部が
燃焼室14内に露出するように、点火プラグ22が配設
されていると共に、シリンダブロック12に伝達される
特有の周波数帯の振動を検出するノックセンサ24が配
設されている。ここで、ノックセンサ24のセンサ出力
は、増幅器26を介して点火時期制御ユニット28に供
給されており、また、点火プラグ22は、点火時期制御
ユニット28から駆動信号の供給を受けている。
The cylinder block 12 is provided with a spark plug 22 so that its tip is exposed in the combustion chamber 14, and vibrations in a specific frequency band transmitted to the cylinder block 12 are detected. A knock sensor 24 is provided. Here, the sensor output of the knock sensor 24 is supplied to the ignition timing control unit 28 via the amplifier 26, and the ignition plug 22 is supplied with the drive signal from the ignition timing control unit 28.

【0013】点火時期制御ユニット28は、ノックセン
サ24から供給される信号に基づいて、内燃機関10に
ノッキングが発生しているか否かを判別し、ノッキング
の発生が認められない場合は、徐々に点火時期を進角側
に変更する。そして、内燃機関10においてノッキング
が発生したと認められた場合は、所定のステップ角だけ
点火時期を遅角させ、以後再びノッキングの発生が認め
られるまで、点火時期を進角側に徐変させる制御(以
下、単に点火時期制御と称す)を実行する。
The ignition timing control unit 28 determines whether or not knocking has occurred in the internal combustion engine 10 based on the signal supplied from the knock sensor 24, and if knocking is not recognized, the ignition timing control unit 28 gradually increases. Change the ignition timing to the advanced side. Then, when it is recognized that knocking has occurred in the internal combustion engine 10, the ignition timing is retarded by a predetermined step angle, and thereafter the ignition timing is gradually changed to the advance side until knocking is recognized again. (Hereinafter, simply referred to as ignition timing control) is executed.

【0014】この場合、点火時期が進角限界付近に制御
された際に生ずるノッキングを精度良く検出することが
できれば、内燃機関10の点火時期を、有害なノッキン
グを発生させずに高い出力を確保する上で理想的な点火
時期に維持することが可能となる。この意味で、内燃機
関10においては、ノッキングを精度良く検出すること
が極めて重要である。
In this case, if the knocking that occurs when the ignition timing is controlled near the advance limit can be accurately detected, the ignition timing of the internal combustion engine 10 can be kept at a high output without causing harmful knocking. Therefore, it is possible to maintain the ideal ignition timing. In this sense, it is extremely important for the internal combustion engine 10 to accurately detect knocking.

【0015】これに対して、本実施例の内燃機関10
は、ノックセンサ24の周波数特性、及び内燃機関10
の他の構成部品の影響等を考慮して、ピストン16の共
振周波数を所定値に管理している点に特徴を有してい
る。より具体的には、本実施例においては、ノックセン
サ24として、6〜9 kHzに感度ピークを有するセンサ
を用いていることから、ピストン16の共振周波数が7
kHz近傍となるように、ピストン16の管理を行ってい
る。
On the other hand, the internal combustion engine 10 of this embodiment is
Is the frequency characteristic of the knock sensor 24 and the internal combustion engine 10
It is characterized in that the resonance frequency of the piston 16 is controlled to a predetermined value in consideration of the influence of other components. More specifically, in this embodiment, since the knock sensor 24 is a sensor having a sensitivity peak at 6 to 9 kHz, the resonance frequency of the piston 16 is 7
The piston 16 is managed so as to be in the vicinity of kHz.

【0016】尚、内燃機関10においては、ノック周波
数に対して、ピストン16の共振周波数が大きく影響し
ており、ピストン16の共振周波数が7 kHz近傍に管理
されている場合、ノックセンサ24の特性や内燃機関1
0の構成部品にバラツキが生じても、内燃機関10のノ
ック周波数を、安定してノックセンサ24のピーク感度
内に収めることができる。
In the internal combustion engine 10, the resonance frequency of the piston 16 has a great influence on the knock frequency, and when the resonance frequency of the piston 16 is controlled to be near 7 kHz, the characteristics of the knock sensor 24 will be described. And internal combustion engine 1
Even if there are variations in the components of 0, the knock frequency of the internal combustion engine 10 can be stably kept within the peak sensitivity of the knock sensor 24.

【0017】このため、本実施例の内燃機関10によれ
ば、ピストン16の設計変更が行われた場合において
も、また、内燃機関10の製造過程において種々の加工
誤差が重畳した場合においても、常に、精度良くノッキ
ングを検出することができ、上述した点火時期制御によ
る効果を十分に享受することができる。
Therefore, according to the internal combustion engine 10 of the present embodiment, even when the design of the piston 16 is changed, and when various processing errors are superimposed in the manufacturing process of the internal combustion engine 10, Knocking can always be detected accurately, and the effects of the ignition timing control described above can be fully enjoyed.

【0018】以下、図2乃至図4を参照して、ピストン
16の共振周波数を目標値に管理する方向について説明
する。ここで、図2は、ピストン16の加工手順の一例
を表す加工工程図を、図3は、加工過程におけるピスト
ン16の正面断面図(図3(A))、及び底面図(同図
(B))を、また、図4は、本実施例の特徴的加工であ
る共振調整加工の実行方法を説明するための概念図を示
す。
The direction in which the resonance frequency of the piston 16 is controlled to the target value will be described below with reference to FIGS. Here, FIG. 2 is a machining step diagram showing an example of a machining procedure of the piston 16, and FIG. 3 is a front sectional view (FIG. 3A) and a bottom view (FIG. 3B) of the piston 16 in the machining process. )), And FIG. 4 is a conceptual diagram for explaining a method of executing the resonance adjustment processing which is the characteristic processing of this embodiment.

【0019】図2において“素材”は、鋳造成形直後の
ピストン16を表している。すなわち、ピストン16の
加工においては、先ず第1工程で、鋳造成形後のピスト
ン16の内径加工を行う。次に、第2工程、及び第3工
程で、ピストン16のリングオイル孔、及びリング16
a〜16cの加工を行い、更に、第4工程では、ピスト
ン16とコンロッド15(図1参照)とを連結するピン
を挿入するためのピン穴16cの加工を行う。
In FIG. 2, "material" represents the piston 16 immediately after casting. That is, in the processing of the piston 16, first, in the first step, the inner diameter of the piston 16 after casting is processed. Next, in the second step and the third step, the ring oil hole of the piston 16 and the ring 16
a to 16c are processed, and in the fourth step, a pin hole 16c for inserting a pin connecting the piston 16 and the connecting rod 15 (see FIG. 1) is processed.

【0020】第5工程では、ピストン16の外径仕上げ
を行う。ここで、本実施例においては、本工程において
ピストン16のスカート部16eの肉圧管理をも行うこ
ととしている。尚、本工程の内容については後に詳説す
る。そして、第6乃至第8工程では、それぞれピン穴1
6dの内部にオイルを供給するためのリリーフ溝を設け
るための加工、ピストン16の外径計測、及び不用部分
を除去するためのダボ取りを行う。
In the fifth step, the outer diameter of the piston 16 is finished. Here, in this embodiment, the wall pressure of the skirt portion 16e of the piston 16 is also controlled in this step. The details of this step will be described later. Then, in the sixth to eighth steps, each pin hole 1
Processing for providing a relief groove for supplying oil to the inside of 6d, measurement of the outer diameter of the piston 16, and removal of dowels for removing unnecessary portions are performed.

【0021】ところで、図3に示すピストン16は、上
記第8工程が終了した時点における形態を表したもので
あるが、同図に示す如く、ピストン16には、その上面
部16fの裏面に、スカート部16eの剛性を調整する
ための加工代(図3中にハッチングで示す部分)16g
が設けられている。
By the way, the piston 16 shown in FIG. 3 shows the form at the time when the eighth step is finished. As shown in the figure, the piston 16 has a top surface 16f on the back surface thereof. Processing allowance (portion shown by hatching in FIG. 3) 16g for adjusting the rigidity of the skirt portion 16e
Is provided.

【0022】そして、図2中、第9工程は、その加工代
16gを切削することで、ピストン16の共振周波数を
調整をする工程である。尚、本実施例におけるピストン
16の加工工程は、上記第8工程が終了した時点でピス
トン16がほぼ最終的な形態となるように設計されてい
る。従って、第9工程でピストン16の共振周波数が調
整された場合、その共振周波数が後の加工により変化す
ることはない。以下、図4を参照して、共振調整加工の
内容について説明する。
In FIG. 2, the ninth step is a step of adjusting the resonance frequency of the piston 16 by cutting the machining allowance 16g. The working process of the piston 16 in the present embodiment is designed so that the piston 16 will be in a substantially final form when the eighth process is completed. Therefore, when the resonance frequency of the piston 16 is adjusted in the ninth step, the resonance frequency does not change due to subsequent processing. Hereinafter, the content of the resonance adjustment processing will be described with reference to FIG.

【0023】図4において、ピストン16は、加工設備
のチャック30に支持されている。ピストン16のスカ
ート部16eには、加速度ピックアップ32が取り付け
られている。また、加速度ピックアップ32には、その
出力信号中に含まれる各周波数信号をスペクトルに変換
するFFT34が接続されている。そして、FFT34
によって形成された周波数スペクトルは、制御装置36
に供給される。
In FIG. 4, the piston 16 is supported by the chuck 30 of the processing equipment. An acceleration pickup 32 is attached to the skirt portion 16e of the piston 16. Further, the acceleration pickup 32 is connected to an FFT 34 that converts each frequency signal included in the output signal into a spectrum. And FFT34
The frequency spectrum formed by
Is supplied to.

【0024】制御装置36は、ピストン16の加工代1
6gを切削するエンドミル38の駆動モータ40を制御
するための装置であり、FFT34から供給される周波
数スペクトル中の特定周波数帯の信号強度が目標レベル
に到達するまでエンドミル38による切削を続行すべ
く、所定の制御を行う。
The control device 36 controls the machining allowance 1 of the piston 16.
A device for controlling the drive motor 40 of the end mill 38 that cuts 6 g, in order to continue the cutting by the end mill 38 until the signal strength of the specific frequency band in the frequency spectrum supplied from the FFT 34 reaches the target level, Perform predetermined control.

【0025】ところで、図4に示す状況下で、エンドミ
ル38による加工代16gの切削が開始されると、その
切削に伴う振動がピストン16に伝達される。そして、
その振動は、加速度ピックアップ32によって検出さ
れ、FFT34に送信される。この際、ピストン16に
伝達された振動のうち、ピストン16の共振周波数に近
い周波数を有する振動は増幅され、それ以外の振動は減
衰されるため、FFT34には、ピストン16の共振周
波数近傍にピークを有するスペクトルが形成される。
By the way, when the cutting of the machining allowance 16g by the end mill 38 is started in the situation shown in FIG. 4, the vibration accompanying the cutting is transmitted to the piston 16. And
The vibration is detected by the acceleration pickup 32 and transmitted to the FFT 34. At this time, among the vibrations transmitted to the piston 16, the vibration having a frequency close to the resonance frequency of the piston 16 is amplified, and the other vibrations are attenuated. Therefore, the FFT 34 has a peak near the resonance frequency of the piston 16. A spectrum with is formed.

【0026】本実施例においては、ピストン16が、ピ
ストン16全体として7 kHz強の共振周波数を有し、か
つ、スカート部16eを主体として2 kHz近傍の共振周
波数を有するように、ピストン16の諸元を設定してい
る。このため、FFT34には、7 kHz近傍と2 kHz近
傍とにピークを有するスペクトルが形成される。
In the present embodiment, the piston 16 is designed so that the piston 16 as a whole has a resonance frequency of a little over 7 kHz, and the skirt portion 16e as a main component has a resonance frequency near 2 kHz. The original is set. Therefore, the FFT 34 forms a spectrum having peaks near 7 kHz and 2 kHz.

【0027】これに対して、制御装置36は、ピストン
16に付与すべき共振周波数である7 kHzの振動に着目
し、その周波数検出される加速度強度、すなわち振動強
度が、目標レベルに到達するまでエンドミル38による
加工代16gの切削を続行させる。
On the other hand, the control device 36 pays attention to the vibration of 7 kHz which is the resonance frequency to be applied to the piston 16, until the acceleration intensity detected at that frequency, that is, the vibration intensity reaches the target level. The cutting of 16 g of machining allowance by the end mill 38 is continued.

【0028】この場合、加工代16gの切削前に7 kHz
強であった共振周波数が、加工代16gの切削に伴うピ
ストン16の剛性低下に伴って徐々に低下し、共振周波
数が目標値である7 kHz近傍まで低下すると、その時点
でエンドミル38による切削が終了せられることにな
る。
In this case, 7 kHz before cutting the machining allowance of 16 g
The resonance frequency, which was strong, gradually decreases as the rigidity of the piston 16 decreases with the cutting of the machining allowance 16g, and when the resonance frequency decreases to the vicinity of the target value of 7 kHz, the cutting by the end mill 38 is performed at that time. It will be terminated.

【0029】従って、本実施例においては、エンドミル
38による切削が終了した時点で、すなわち、共振調整
加工が終了した時点で、ピストン16の共振周波数が精
度良く目標値である7 kHz近傍に調整されていることに
なり、以後、図2中、第10工程において、重量調整を
行えば、共振周波数が精度良く7 kHz近傍に管理された
ピストン16を完成させることができる。
Therefore, in the present embodiment, when the cutting by the end mill 38 is completed, that is, when the resonance adjustment processing is completed, the resonance frequency of the piston 16 is accurately adjusted to the target value of 7 kHz. After that, if the weight is adjusted in the tenth step in FIG. 2 thereafter, the piston 16 whose resonant frequency is accurately controlled to around 7 kHz can be completed.

【0030】ところで、本実施例のピストン16では、
ピストン16全体の共振周波数である7 kHz近傍の振動
の他、スカート部16eを主体に形成される共振周波数
である2 kHz近傍の振動も増幅されるとは前記した通り
である。ここで、この2 kHz近傍の振動は、スカート部
16eの剛性に大きく影響される振動であり、スカート
部16eの剛性が低いと、すなわち、スカート部16e
が肉薄であるとその周波数は低下し、スカート部16e
の剛性が高いと、すなわち、スカート部16eが肉厚で
あるとその周波数は上昇する。
By the way, in the piston 16 of this embodiment,
As described above, the vibration near the resonance frequency of 7 kHz, which is the resonance frequency of the entire piston 16, as well as the vibration near 2 kHz, which is the resonance frequency formed mainly by the skirt portion 16e, is amplified. Here, the vibration near 2 kHz is a vibration greatly influenced by the rigidity of the skirt portion 16e, and when the rigidity of the skirt portion 16e is low, that is, the skirt portion 16e.
Is thin, the frequency is lowered and the skirt 16e
If the rigidity is high, that is, if the skirt portion 16e is thick, its frequency increases.

【0031】従って、適正なスカート厚に対する共振周
波数を予め測定し、上記第5工程においてピストン16
の外径仕上げ加工を行うにあたり、その共振周波数にお
いて適正な振動強度が確保されるように、ピストン16
の外径加工を行うこととすれば、スカート部16eの肉
厚管理を精度良く行うことができる。
Therefore, the resonance frequency for an appropriate skirt thickness is measured in advance, and in the fifth step, the piston 16
When performing the outer diameter finishing process of the piston 16, in order to ensure proper vibration strength at its resonance frequency, the piston 16
If the outer diameter processing is performed, it is possible to accurately control the wall thickness of the skirt portion 16e.

【0032】図5は、かかる点に着目して、本実施例に
おいて採用した外径仕上げ加工(第5工程)の実行方法
を説明するための概念図を示す。尚、同図において、上
記図4に示す構成要素と実質同一の構成要素について
は、同一の符号を付してその説明を省略する。
FIG. 5 is a conceptual diagram for explaining the method of executing the outer diameter finishing process (fifth step) adopted in this embodiment, focusing on this point. In the figure, the same components as those shown in FIG. 4 are designated by the same reference numerals and the description thereof will be omitted.

【0033】すなわち、図5に示す外径仕上げ加工は、
スカート加工刃具50を用いてピストン16のスカート
部16eの外周面を加工するための加工である。また、
同図において制御装置50は、スカート部16eを主体
に形成される共振周波数である2 kHz近傍の振動に着目
し、その振動強度が予め設定した範囲内に納まるまでス
カート部16eの加工が続行されるべく、所定の制御を
行う。
That is, the outer diameter finishing process shown in FIG.
This is processing for processing the outer peripheral surface of the skirt portion 16e of the piston 16 using the skirt processing blade 50. Also,
In the figure, the control device 50 pays attention to the vibration near the resonance frequency of 2 kHz which is formed mainly by the skirt portion 16e, and the machining of the skirt portion 16e is continued until the vibration intensity falls within a preset range. Therefore, predetermined control is performed.

【0034】この場合、外径仕上げ加工は、スカート部
16eが所定の肉厚に加工された時点で終了することに
なり、スカート部16eに関して高精度な肉厚管理が実
現されることになる。ところで、上記の手法によらずに
スカート部16eの肉厚管理を行おうとすれば、その肉
厚をノギス等により測定することが必要であるが、スカ
ート部16eの形状は一般に複雑であるため、その測定
を非破壊で行うことは困難である。従って、その場合、
スカート部16eの肉厚管理は、煩雑な作業を伴って、
抜取り的に行わざるを得ないことになる。
In this case, the outer diameter finishing process is finished when the skirt portion 16e is processed to have a predetermined wall thickness, so that highly accurate wall thickness management of the skirt portion 16e is realized. By the way, in order to manage the wall thickness of the skirt portion 16e without using the above method, it is necessary to measure the wall thickness with a caliper or the like, but since the shape of the skirt portion 16e is generally complicated, It is difficult to make the measurement nondestructively. Therefore, in that case,
Management of the wall thickness of the skirt portion 16e involves complicated work,
You have to do it randomly.

【0035】これに対して、上述の如く、外径仕上げ加
工の際に肉厚を管理することとすれば、容易に全数管理
を行うことが可能である。本実施例において採用した、
上述の肉厚管理手法は、かかる点においても優れた効果
を有していることになる。ところで、本実施例において
は、ピストン16の共振周波数の目標値を、ノックセン
サ24のピーク感度帯のほぼ中央値である7 kHz近傍と
しているが、共振周波数の目標値は、かかる値に限定す
るものではなく、その値は、内燃機関のノッキング時
に、ノックセンサによって検出可能な振動を助長する値
に設定されていれば良い。
On the other hand, as described above, if the wall thickness is controlled during the outer diameter finishing process, it is possible to easily control the total number. Adopted in this embodiment,
The thickness management method described above also has an excellent effect in this respect. By the way, in the present embodiment, the target value of the resonance frequency of the piston 16 is set in the vicinity of 7 kHz which is approximately the center value of the peak sensitivity band of the knock sensor 24, but the target value of the resonance frequency is limited to this value. However, the value may be set to a value that promotes vibration that can be detected by the knock sensor during knocking of the internal combustion engine.

【0036】また、本実施例においては、内燃機関10
の燃焼室周りの構成部品のうち、ピストン16について
共振周波数の管理を行うこととしているが、共振周波数
の管理を行うべき構成部品はこれに限るものではなく、
例えば吸気弁18又は排気弁20等、他の構成部品の共
振周波数がノック周波数に対して大きく影響する場合に
は、ピストン16に加えて、又はピストン16に代え
て、それら他の構成部品について共振周波数の管理を行
うこととしてもよい。
Further, in this embodiment, the internal combustion engine 10
Among the components around the combustion chamber of FIG. 1, the resonance frequency of the piston 16 is managed, but the components for which the resonance frequency should be managed are not limited to this.
For example, when the resonance frequency of other components such as the intake valve 18 or the exhaust valve 20 has a great influence on the knock frequency, the resonance of those other components in addition to the piston 16 or instead of the piston 16 is performed. The frequency may be managed.

【0037】[0037]

【発明の効果】上述の如く、本発明によれば、燃焼室周
りの構成部品の共振周波数が特定の周波数に管理されて
いるため、ノッキング時には、ノックセンサが検出し得
る周波数帯の振動が、確実に、かつ、比較的大きな強度
を伴って発生する。このため、本発明に係る内燃機関に
よれば、如何なる場合においても、精度良くノッキング
検出を行うことができる。
As described above, according to the present invention, since the resonance frequency of the components around the combustion chamber is controlled to a specific frequency, vibration in the frequency band that can be detected by the knock sensor at the time of knocking occurs. It occurs reliably and with relatively high strength. Therefore, according to the internal combustion engine of the present invention, knocking detection can be performed accurately in any case.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の一実施例である内燃機関の全体構成を
表す概念図である。
FIG. 1 is a conceptual diagram showing the overall configuration of an internal combustion engine that is an embodiment of the present invention.

【図2】本実施例の内燃機関に用いるピストンの加工工
程図である。
FIG. 2 is a process drawing of a piston used in the internal combustion engine of this embodiment.

【図3】図3(A)は本実施例の内燃機関に用いるピス
トンの共振調整加工前における正面断面図である。図3
(B)は本実施例の内燃機関に用いるピストンの共振調
整加工前における底面図である。
FIG. 3 (A) is a front sectional view of a piston used in the internal combustion engine of the present embodiment before resonance adjustment processing. FIG.
FIG. 6B is a bottom view of the piston used in the internal combustion engine of the present embodiment before resonance adjustment processing.

【図4】本実施例の内燃機関に用いるピストンの共振調
整加工の内容を説明するための概念図である。
FIG. 4 is a conceptual diagram for explaining the content of resonance adjustment processing of a piston used in the internal combustion engine of the present embodiment.

【図5】本実施例の内燃機関に用いるピストンの外径仕
上げ加工の内容を説明するための概念図である。
FIG. 5 is a conceptual diagram for explaining the details of the outer diameter finishing process of the piston used in the internal combustion engine of the present embodiment.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10 内燃機関 12 シリンダブロック 14 燃焼室 16 ピストン 16e スカート部 16f 上面部 16g 加工代 24 ノックセンサ 32 加速度ピックアップ 34 FFT 36 制御装置 38 エンドミル 40 駆動モータ 10 Internal Combustion Engine 12 Cylinder Block 14 Combustion Chamber 16 Piston 16e Skirt 16f Top Surface 16g Machining Allowance 24 Knock Sensor 32 Accelerometer 34 FFT 36 Controller 38 End Mill 40 Drive Motor

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 ノックセンサを備える内燃機関におい
て、 燃焼室周りの構成部品の共振周波数を、当該内燃機関の
ノッキング時に、前記ノックセンサによって検出可能な
振動を助長する所定の周波数としたことを特徴とする内
燃機関。
1. An internal combustion engine equipped with a knock sensor, wherein a resonance frequency of components around a combustion chamber is set to a predetermined frequency that promotes vibration that can be detected by the knock sensor when the internal combustion engine is knocked. Internal combustion engine.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2007315360A (en) * 2006-05-29 2007-12-06 Toyota Motor Corp Knocking determining device of internal combustion engine

Cited By (2)

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