JPS6117927A - 内燃機関の圧力検出装置 - Google Patents
内燃機関の圧力検出装置Info
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- JPS6117927A JPS6117927A JP13968084A JP13968084A JPS6117927A JP S6117927 A JPS6117927 A JP S6117927A JP 13968084 A JP13968084 A JP 13968084A JP 13968084 A JP13968084 A JP 13968084A JP S6117927 A JPS6117927 A JP S6117927A
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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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-
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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
- G01L23/10—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 pressure-sensitive members of the piezoelectric type
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- G01L23/222—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 using piezoelectric devices
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- General Physics & Mathematics (AREA)
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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）
本発明は内燃機関の圧力検出装置、特に多気筒機関の燃
焼圧力を検出する装置に閃する。
焼圧力を検出する装置に閃する。
（従来の技術）
内燃機関では機関の燃焼制御を目的として燃焼圧力が検
出される。この圧力検出手段には、たとえば点火プラグ
のシリンダヘッドへの締め付は座面に介装される座金型
の圧力センサがあり（特公昭４．１−５１５４号公報参
照）、この圧力センサはピエゾ抵抗効果により燃焼圧力
に応じて電荷を発生する圧電体から構成され、発生した
電荷は信号として取り出されチャージアンプにより電荷
量に比例した電圧信号に変換される。
出される。この圧力検出手段には、たとえば点火プラグ
のシリンダヘッドへの締め付は座面に介装される座金型
の圧力センサがあり（特公昭４．１−５１５４号公報参
照）、この圧力センサはピエゾ抵抗効果により燃焼圧力
に応じて電荷を発生する圧電体から構成され、発生した
電荷は信号として取り出されチャージアンプにより電荷
量に比例した電圧信号に変換される。
こうしたチャージアンプに、たとえば第３図に示すよう
なものがあり（吉沢精器工業（株）、チャージアンプ５
００７型取扱説明書）、チャージアンプは主にレンジ調
整可能な入力段としてのオペアンプ１、ローパスフィル
タ２、変換器感度の設定部としてのオペアンプ３等がら
構成されている。
なものがあり（吉沢精器工業（株）、チャージアンプ５
００７型取扱説明書）、チャージアンプは主にレンジ調
整可能な入力段としてのオペアンプ１、ローパスフィル
タ２、変換器感度の設定部としてのオペアンプ３等がら
構成されている。
（発明が解決しようとする問題点）
こうしたチャージアンプではその入力回路に高価なＭＯ
ＳＦＥＴが使用されており、多気筒機関では、気筒毎に
配設される圧力センサと同数のチャージアンプが必要に
なるため、コスト高になっている。
ＳＦＥＴが使用されており、多気筒機関では、気筒毎に
配設される圧力センサと同数のチャージアンプが必要に
なるため、コスト高になっている。
本発明は、複数の気筒の圧力センサを集合してチャージ
アンプに並列接続し、集合した圧力センサの重畳信号電
荷をチャージアンプにて増幅することにより多気筒機関
であってもひとつのチャージアンプに数気筒分を増幅さ
せチャージアンプの必要個数の減少を図る圧力検出装置
を提供することを目的とする。
アンプに並列接続し、集合した圧力センサの重畳信号電
荷をチャージアンプにて増幅することにより多気筒機関
であってもひとつのチャージアンプに数気筒分を増幅さ
せチャージアンプの必要個数の減少を図る圧力検出装置
を提供することを目的とする。
（問題点を解決するための手段）
本発明は、気筒の燃焼圧力に関係した電荷信号を発生す
る圧電体を用いた圧力センサを複数気筒に備え、これら
の圧力センサを集合し、電荷信号を電圧信号に増幅出力
するチャージアンプに並列接続する。
る圧電体を用いた圧力センサを複数気筒に備え、これら
の圧力センサを集合し、電荷信号を電圧信号に増幅出力
するチャージアンプに並列接続する。
（作用）
通常、各気筒の圧力センサの信号電荷を任意にまとめる
ことは、求める信号とノイズとの分離を困難にする。た
とえば、ノッキングを検出する場合にあっては、１の気
筒のノッキングの発生時期に他の気筒の吸排気弁の着座
時期が重なりノッキングによる圧力振動と弁着座による
振動（ノイズ）が干渉することが起こり得る。この場合
、双方の固有振動数が近いことからノッキング信号だけ
を分離することが困難となり、検出精度を落とすことに
もなる。しかし、本発明では弁着座とノッキング信号の
タイミングが重ならない気筒の圧力センサをまとめるこ
とにより、このような干渉を招く気筒の圧力センサ同士
の信号電荷については別々のチャージアンプが増幅する
こととしている。
ことは、求める信号とノイズとの分離を困難にする。た
とえば、ノッキングを検出する場合にあっては、１の気
筒のノッキングの発生時期に他の気筒の吸排気弁の着座
時期が重なりノッキングによる圧力振動と弁着座による
振動（ノイズ）が干渉することが起こり得る。この場合
、双方の固有振動数が近いことからノッキング信号だけ
を分離することが困難となり、検出精度を落とすことに
もなる。しかし、本発明では弁着座とノッキング信号の
タイミングが重ならない気筒の圧力センサをまとめるこ
とにより、このような干渉を招く気筒の圧力センサ同士
の信号電荷については別々のチャージアンプが増幅する
こととしている。
このため、数気筒分の圧力センサからの信号電荷を１の
チャージアンプが同時に増幅することになるが、ノイズ
の重なった信号を増幅してしまうこととはならず、個々
の気筒の７ツキングの検出が行えることになる。
チャージアンプが同時に増幅することになるが、ノイズ
の重なった信号を増幅してしまうこととはならず、個々
の気筒の７ツキングの検出が行えることになる。
（実施例）
第１図は本発明の一実施例の回路構成図で、■型６気筒
機関に適用したものである。
機関に適用したものである。
Ｖ型６気筒機関では右バンク８に１．３．５番気筒が、
また左バンク９に２．／１．．６番気筒がそれぞれ配設
され、点火順序は右バンク８前方より気筒番号順（１−
２−３−４−５−６）となっている。
また左バンク９に２．／１．．６番気筒がそれぞれ配設
され、点火順序は右バンク８前方より気筒番号順（１−
２−３−４−５−６）となっている。
１０Ａ〜１０Ｆはこうした１番気筒〜６番気筒の点火プ
ラグ（図示せず）の締め付は座面に介装される座金型の
圧力センサで、右バンク８に配設される３つの圧力セン
サ１０Ａ、Ｉ ＯＣ，１０Ｅはチャージアンプ２０の入
力端に、また、左バンク９に＝３− 配設される３つの圧力センサ１０Ｂ、１０Ｄ、１０Ｆは
他のチャージアンプ２１の入力端にそれぞれ並列接続さ
れる。すなわち、弁着座とノッキング信号のタイミング
が隣り合わない気筒の圧力センサ毎にまとめられている
。なお、圧力センサ１０Ａ〜ＩＯＦを構成する圧電体は
ピエゾ抵抗効果により機関の燃焼圧力に応じて電荷を発
生する。
ラグ（図示せず）の締め付は座面に介装される座金型の
圧力センサで、右バンク８に配設される３つの圧力セン
サ１０Ａ、Ｉ ＯＣ，１０Ｅはチャージアンプ２０の入
力端に、また、左バンク９に＝３− 配設される３つの圧力センサ１０Ｂ、１０Ｄ、１０Ｆは
他のチャージアンプ２１の入力端にそれぞれ並列接続さ
れる。すなわち、弁着座とノッキング信号のタイミング
が隣り合わない気筒の圧力センサ毎にまとめられている
。なお、圧力センサ１０Ａ〜ＩＯＦを構成する圧電体は
ピエゾ抵抗効果により機関の燃焼圧力に応じて電荷を発
生する。
チャージアンプ２０．２１は、入力端に入力する信号電
荷を増幅する。なお、抵抗２２とコンデンサ２４との並
列接続ならびに抵抗２３とコンデンサ２５との並列接続
は所定の測定信号（一連の測定の出力信号）を減衰させ
る時定数を力えるものである。すなわち、ドリフト電流
（たとえばゼロオフセットによって生ずる）は、圧力セ
ンサ１０Ａ〜１． ＯＦの絶縁抵抗またはそのケーブル
を通じてチャージアンプ２０ｔ２１が飽和するまで流れ
るが、抵抗とコンデンサの並列接続がこうしたドリフト
電流による充電を阻止することになる。
荷を増幅する。なお、抵抗２２とコンデンサ２４との並
列接続ならびに抵抗２３とコンデンサ２５との並列接続
は所定の測定信号（一連の測定の出力信号）を減衰させ
る時定数を力えるものである。すなわち、ドリフト電流
（たとえばゼロオフセットによって生ずる）は、圧力セ
ンサ１０Ａ〜１． ＯＦの絶縁抵抗またはそのケーブル
を通じてチャージアンプ２０ｔ２１が飽和するまで流れ
るが、抵抗とコンデンサの並列接続がこうしたドリフト
電流による充電を阻止することになる。
また、２６．２７はケーブルへの外部からのノイズの侵
入を阻１にするシールドである。
入を阻１にするシールドである。
こうしてチャージアンプ２０．２１にて増幅される信号
は圧力検出信号であり、この信号を用いてこの実施例で
は、燃焼時期の判別とノッキングの検出を行い、燃焼時
期の判別からは点火時期等を制御して燃費、トルクの向
上を図るとともに、ノッキングの検出により機関破壊を
防止するようにしている。すなわち、チャージアンプ２
０，２１の出力Ｖ １ 、Ｖ ２は直接Ａ／Ｄ変換器３
０に入力されるとともに、７ツキングレベルに関係した
電圧信号を演算するノックレベル検出器３１を介しても
Ａ／Ｄ変換器３０に入力する。なお、Ａ／Ｄ変換器３０
はデジタル制御を行うマイクロコンピュータ（図示せず
）のバス３２に接続される。
は圧力検出信号であり、この信号を用いてこの実施例で
は、燃焼時期の判別とノッキングの検出を行い、燃焼時
期の判別からは点火時期等を制御して燃費、トルクの向
上を図るとともに、ノッキングの検出により機関破壊を
防止するようにしている。すなわち、チャージアンプ２
０，２１の出力Ｖ １ 、Ｖ ２は直接Ａ／Ｄ変換器３
０に入力されるとともに、７ツキングレベルに関係した
電圧信号を演算するノックレベル検出器３１を介しても
Ａ／Ｄ変換器３０に入力する。なお、Ａ／Ｄ変換器３０
はデジタル制御を行うマイクロコンピュータ（図示せず
）のバス３２に接続される。
以上の構成による作用を説明する。−個の圧力センサの
発生する信号電荷をすべてのクランク角にわたってチャ
ージアンプ２０あるいは２１により増幅した場合には、
第２図のように点火順序に応じて燃焼圧力のピークが招
来する圧力変化特性が得られる。なお、この特性波形は
吸気絞弁全開時のもので、ノッキングは燃焼圧力のピー
ク直後に圧力振動として生じでいる。
発生する信号電荷をすべてのクランク角にわたってチャ
ージアンプ２０あるいは２１により増幅した場合には、
第２図のように点火順序に応じて燃焼圧力のピークが招
来する圧力変化特性が得られる。なお、この特性波形は
吸気絞弁全開時のもので、ノッキングは燃焼圧力のピー
ク直後に圧力振動として生じでいる。
圧力センサ１（）Ａ〜ＩＯＦは検出する固有振動数が比
較的低く、ノッキングによる圧力振動のみならず、吸排
気弁の着座時の振動も検出してしまう。たとえば、１番
気筒の圧力センサの圧力変化につき説明すると、連続す
る２つの燃焼圧力のピーク間に所定クランク角で排気弁
着座ならびに吸気弁着座による振動が生じている。
較的低く、ノッキングによる圧力振動のみならず、吸排
気弁の着座時の振動も検出してしまう。たとえば、１番
気筒の圧力センサの圧力変化につき説明すると、連続す
る２つの燃焼圧力のピーク間に所定クランク角で排気弁
着座ならびに吸気弁着座による振動が生じている。
このため、２気筒以上の圧力センサを任意に集合させ、
これらの信号電荷を重畳して増幅すると、１の気筒のノ
ッキングによる圧力振動と他の気筒の排気弁着座による
振動とが干渉することがある。
これらの信号電荷を重畳して増幅すると、１の気筒のノ
ッキングによる圧力振動と他の気筒の排気弁着座による
振動とが干渉することがある。
たとえば、１番気筒、４番気筒の圧力センサ１０Ａ、１
０Ｄをまとめると、１番気筒のノッキングの発生時期に
４番気筒の排気弁着座による振動が重なりあう（第２図
参照）。この場合、排気弁着座の振動はノイズとなり、
７ツキング信号とノイズの分離を困難なものにする（Ｓ
／Ｎ比を悪化する）とともに、微少なノッキングではノ
ッキングの検出を不可能にする。こうした事情は他の気
筒の圧力センサ間の組み合わせでも起こり得る。
０Ｄをまとめると、１番気筒のノッキングの発生時期に
４番気筒の排気弁着座による振動が重なりあう（第２図
参照）。この場合、排気弁着座の振動はノイズとなり、
７ツキング信号とノイズの分離を困難なものにする（Ｓ
／Ｎ比を悪化する）とともに、微少なノッキングではノ
ッキングの検出を不可能にする。こうした事情は他の気
筒の圧力センサ間の組み合わせでも起こり得る。
このようなノイズとの干渉を避けるためには、各気筒の
圧力センサＩＯＡ〜ＩＯＦからの信号を点火順序を考慮
しで巧みに組み合わせることが必要であり、本実施例で
は、弁着座と７ツキング信号が互いに重なり合わない気
筒である１、３．５番気筒と２ 、４． 、６番気筒の
２つのグループに分けている。このため、グループごと
の重畳信号（チャージアンプ２０．２１の出力Ｖｌ、Ｖ
２）を示すと、第２図のようになる。すなわち、１の気
筒の７・ンキングの発生時期に他の気筒の弁着座による
ノイズが干渉してくることがないので、精度の良い７ン
キングの検出が可能になるとともに、１つのチャージア
ンプであっても３気筒分を順次増幅することができる。
圧力センサＩＯＡ〜ＩＯＦからの信号を点火順序を考慮
しで巧みに組み合わせることが必要であり、本実施例で
は、弁着座と７ツキング信号が互いに重なり合わない気
筒である１、３．５番気筒と２ 、４． 、６番気筒の
２つのグループに分けている。このため、グループごと
の重畳信号（チャージアンプ２０．２１の出力Ｖｌ、Ｖ
２）を示すと、第２図のようになる。すなわち、１の気
筒の７・ンキングの発生時期に他の気筒の弁着座による
ノイズが干渉してくることがないので、精度の良い７ン
キングの検出が可能になるとともに、１つのチャージア
ンプであっても３気筒分を順次増幅することができる。
なお、圧力センサ１０Ａ〜１０Ｆは隣接する気筒の発生
する振動をも検出するので、この隣接気筒０圧フは′す
０検出し“パ・キ′グ０検７１Ｂ ４３号 １
が７ツキングを生じでいる気筒の７ツキングの検出信号
に重畳され（たとえば１番気筒の７・ンキン＝７− グを３番気筒の圧力センサも検出する）、検出感度を大
きくできるという効果も有する。
する振動をも検出するので、この隣接気筒０圧フは′す
０検出し“パ・キ′グ０検７１Ｂ ４３号 １
が７ツキングを生じでいる気筒の７ツキングの検出信号
に重畳され（たとえば１番気筒の７・ンキン＝７− グを３番気筒の圧力センサも検出する）、検出感度を大
きくできるという効果も有する。
ここではＶ型のシリング配置にて説明したが、■型に限
られるものではない。たとえば、直列６気筒機関におい
ては、１〜３番気筒と４〜６番気筒とに分けてまとめる
。ただ、直列型のシリング配置では３番気筒と４番気筒
とが隣接するため、これらの気筒の圧力検出ではどうし
てもそれぞれの排気弁着座によるノイズがノッキングに
よる圧力振動に干渉してくる。しかし、この事情は直列
型であるかぎり気筒毎に別個のチャージアンプを用いて
圧力検出する場合にも同様に生じることであり、チャー
ジアンプの個数を減少することができるという効果を保
持できることにかわりはない。
られるものではない。たとえば、直列６気筒機関におい
ては、１〜３番気筒と４〜６番気筒とに分けてまとめる
。ただ、直列型のシリング配置では３番気筒と４番気筒
とが隣接するため、これらの気筒の圧力検出ではどうし
てもそれぞれの排気弁着座によるノイズがノッキングに
よる圧力振動に干渉してくる。しかし、この事情は直列
型であるかぎり気筒毎に別個のチャージアンプを用いて
圧力検出する場合にも同様に生じることであり、チャー
ジアンプの個数を減少することができるという効果を保
持できることにかわりはない。
この点、Ｖ型であれば右バンクと左バンクとに分かれて
いることからもともとバンク間で振動が伝わりにくく、
本発明を適合させた場合量も効果的な結果が得られるの
である。
いることからもともとバンク間で振動が伝わりにくく、
本発明を適合させた場合量も効果的な結果が得られるの
である。
また、圧力センサは金気筒に備えなければならないとい
うわけではなく、たとえば■型シリング配置の片側バン
クのみに圧力セン→Ｉを配しこれを１のチャージアンプ
で増幅するものであっても実用上差し支えない。さらに
、チャージアンプけｔ（数である必要はなく、たとえば
３気筒代関では仝気筒ｌこ対し１のチャージアンプで」
二い。
うわけではなく、たとえば■型シリング配置の片側バン
クのみに圧力セン→Ｉを配しこれを１のチャージアンプ
で増幅するものであっても実用上差し支えない。さらに
、チャージアンプけｔ（数である必要はなく、たとえば
３気筒代関では仝気筒ｌこ対し１のチャージアンプで」
二い。
（発明の効果）
本発明は、気筒の燃焼圧力に関係した電荷ｆｔ号を発生
する圧電体を用いた圧カセンザを枚数気ｆ１ζ）に備え
、これらの圧力センサを集介し、電荷ｆｉｆ号を電圧信
号に増幅出力するチャージアンプにＪｆ・列接続したの
で、チャージアンプの個数を減少し′（コスト低減を達
成することかできる。
する圧電体を用いた圧カセンザを枚数気ｆ１ζ）に備え
、これらの圧力センサを集介し、電荷ｆｉｆ号を電圧信
号に増幅出力するチャージアンプにＪｆ・列接続したの
で、チャージアンプの個数を減少し′（コスト低減を達
成することかできる。
第１図は本発明の一実施例の回路構成図、第２図は同じ
くタイミングチャー１である。 第３図はチャージアンプの一例を示す回路構成図である
。 ８．９・・・バンク、１０ Ａ ＝ ＋ ｌ） Ｆ・・
・圧力センサ、２０．２１・・・チャージアンプ、２２
．２３・・・抵抗、２４．２５・・・コンデンサ、３０
・・・Ａ／Ｄ変換器、！）１・・・ノックレベル検出器
、３２・・・マイクロコンピュータのバス。
くタイミングチャー１である。 第３図はチャージアンプの一例を示す回路構成図である
。 ８．９・・・バンク、１０ Ａ ＝ ＋ ｌ） Ｆ・・
・圧力センサ、２０．２１・・・チャージアンプ、２２
．２３・・・抵抗、２４．２５・・・コンデンサ、３０
・・・Ａ／Ｄ変換器、！）１・・・ノックレベル検出器
、３２・・・マイクロコンピュータのバス。
Claims (1)
- 気筒の燃焼圧力に関係した電荷信号を発生する圧電体を
用いた圧力センサを複数気筒に備え、これらの圧力セン
サを集合し、電荷信号を電圧信号に増幅出力するチャー
ジアンプに並列接続したことを特徴する内燃機関の圧力
検出装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13968084A JPS6117927A (ja) | 1984-07-05 | 1984-07-05 | 内燃機関の圧力検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13968084A JPS6117927A (ja) | 1984-07-05 | 1984-07-05 | 内燃機関の圧力検出装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6117927A true JPS6117927A (ja) | 1986-01-25 |
Family
ID=15250921
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13968084A Pending JPS6117927A (ja) | 1984-07-05 | 1984-07-05 | 内燃機関の圧力検出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6117927A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008286721A (ja) * | 2007-05-21 | 2008-11-27 | Citizen Finetech Miyota Co Ltd | 圧力センサ用伝送ケーブル |
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1984
- 1984-07-05 JP JP13968084A patent/JPS6117927A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008286721A (ja) * | 2007-05-21 | 2008-11-27 | Citizen Finetech Miyota Co Ltd | 圧力センサ用伝送ケーブル |
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