JPS61212757A - 内燃機関の異常監視装置 - Google Patents
内燃機関の異常監視装置Info
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- JPS61212757A JPS61212757A JP5398885A JP5398885A JPS61212757A JP S61212757 A JPS61212757 A JP S61212757A JP 5398885 A JP5398885 A JP 5398885A JP 5398885 A JP5398885 A JP 5398885A JP S61212757 A JPS61212757 A JP S61212757A
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- Japan
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- sensor
- detection signal
- combustion engine
- inputted
- internal combustion
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- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N29/00—Investigating or analysing materials by the use of ultrasonic, sonic or infrasonic waves; Visualisation of the interior of objects by transmitting ultrasonic or sonic waves through the object
- G01N29/14—Investigating or analysing materials by the use of ultrasonic, sonic or infrasonic waves; Visualisation of the interior of objects by transmitting ultrasonic or sonic waves through the object using acoustic emission techniques
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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ｍ関の異常を監視する装置の改良に関し
、アコースティックエミッションを利用し、ノイズの影
響を受けずに監視できるようにしたものである。
、アコースティックエミッションを利用し、ノイズの影
響を受けずに監視できるようにしたものである。
内燃機関の運転中に生ずる異常現象には種々のものがあ
るが、重大な損傷に到ることが多いもののひとつにシリ
ンダライナとピストンまたはピストンリングとの間で起
るスカッフィングや異常摩耗がある。このスカッフィン
グや異常摩耗は、何んらかの原因で生ずる局所的な境界
潤滑に起因する場合が多く、一旦スカツフィング等が起
ってしまうと、運転を停止し、多くの時間を費してピス
トンリングやピストンの交換、さらにはシリンダライナ
の交換までも行なわねばならなくなってしまう。
るが、重大な損傷に到ることが多いもののひとつにシリ
ンダライナとピストンまたはピストンリングとの間で起
るスカッフィングや異常摩耗がある。このスカッフィン
グや異常摩耗は、何んらかの原因で生ずる局所的な境界
潤滑に起因する場合が多く、一旦スカツフィング等が起
ってしまうと、運転を停止し、多くの時間を費してピス
トンリングやピストンの交換、さらにはシリンダライナ
の交換までも行なわねばならなくなってしまう。
このためこれら異常現象を早期に検出することが極めて
重要となるが、これら異常は外部から直接監視すること
ができない。
重要となるが、これら異常は外部から直接監視すること
ができない。
そこで、従来は境界潤滑状態が生ずると、その部分の温
度が上昇することを利用し、第４図に示すように、内燃
機関１のシリンダライナ２に一個ないし複数個の熱雷対
または測温抵抗体を温度センサ３として取付け、この温
度センサ３からの検出信号によりその温度上昇率または
設定温度との比較で警報器４を動作させて知らせるよう
にしたものがある。
度が上昇することを利用し、第４図に示すように、内燃
機関１のシリンダライナ２に一個ないし複数個の熱雷対
または測温抵抗体を温度センサ３として取付け、この温
度センサ３からの検出信号によりその温度上昇率または
設定温度との比較で警報器４を動作させて知らせるよう
にしたものがある。
ところが、このような温度センサ３により温度を検出し
て異常を監視する場合には、温度センサ３が取付けられ
た部分で境界潤滑状態が生ずれば異常を早期に検出でき
るのであるが、少し離れた部分の異常は全く検出できな
い。
て異常を監視する場合には、温度センサ３が取付けられ
た部分で境界潤滑状態が生ずれば異常を早期に検出でき
るのであるが、少し離れた部分の異常は全く検出できな
い。
一方、温度センサを多数取付けるようにすれば上記問題
を解消できるのであるが、冷却水流路等との干渉を避け
るようにしなければならない等内燃機関１の構造上の制
約がある。
を解消できるのであるが、冷却水流路等との干渉を避け
るようにしなければならない等内燃機関１の構造上の制
約がある。
また、熱電対や測温抵抗体等は熱容量が大きく、局所的
な境界潤滑状態で生ずる温度上昇が相殺され、温度セン
サ３の検出信号に基づいて警報が発せられた時には、ス
カッフィングがかなり進行し、異常監視の実効が少ない
。
な境界潤滑状態で生ずる温度上昇が相殺され、温度セン
サ３の検出信号に基づいて警報が発せられた時には、ス
カッフィングがかなり進行し、異常監視の実効が少ない
。
さらに、内燃１１１１１［１１の運転にともないシリン
ダ内は爆発行程中や排気行程中には高温となる一方、吸
気行程中や圧縮行程の初期には、比較的低温となる等温
度変化が大きく測定精度の向上が難しい。
ダ内は爆発行程中や排気行程中には高温となる一方、吸
気行程中や圧縮行程の初期には、比較的低温となる等温
度変化が大きく測定精度の向上が難しい。
この発明は上記従来技術に鑑みてなされたもので、内燃
機関に生ずる異常を初期の段帛で検出でき、しかも検出
精度も高い内燃機関の異常監視装置を提供しようとする
ものである。
機関に生ずる異常を初期の段帛で検出でき、しかも検出
精度も高い内燃機関の異常監視装置を提供しようとする
ものである。
かかる目的を達成するためこの発明は、内燃機関の異常
監視対象部の近傍にアコースティックエミッション検出
用のセンサを取付ける一方、クランク角度を検出する角
度センサを設け、この角度センサの検出信号により吸気
行程と圧縮行程のいずれか一方または両方の行程中に前
記センサの検出信号を処理して異常を判定する制御装置
を設けたことを特徴とするものである。
監視対象部の近傍にアコースティックエミッション検出
用のセンサを取付ける一方、クランク角度を検出する角
度センサを設け、この角度センサの検出信号により吸気
行程と圧縮行程のいずれか一方または両方の行程中に前
記センサの検出信号を処理して異常を判定する制御装置
を設けたことを特徴とするものである。
異常監視対象部の近傍にアコースティックエミッション
検出用のセンサを取付け、異常現象にともなう異常音に
より早期検出を可能とすると同時に、クランク角度を角
度センサで検出して吸気行程や圧縮行程のノイズのない
行程中のみにセンサからの検出信号を制御装置で処理し
て異常を判定するようにし、監視精度の向上をはかって
いる。
検出用のセンサを取付け、異常現象にともなう異常音に
より早期検出を可能とすると同時に、クランク角度を角
度センサで検出して吸気行程や圧縮行程のノイズのない
行程中のみにセンサからの検出信号を制御装置で処理し
て異常を判定するようにし、監視精度の向上をはかって
いる。
以下この発明の一実施例を図面に基づき詳細に説明する
。
。
この実施例はシリンダライナとピストンまたはピストン
リングとの間で生ずる局所的な境界潤滑状態を異常監視
対象としており、これによりスカッフィングや異常摩耗
の予防保全を行なったり、信頼性の向上をはかるもので
ある。
リングとの間で生ずる局所的な境界潤滑状態を異常監視
対象としており、これによりスカッフィングや異常摩耗
の予防保全を行なったり、信頼性の向上をはかるもので
ある。
内燃機関１０は、例えば第１図に示すように、架構１１
の下部にクランク軸１２が設けられるとともに、上部に
シリンダライナ１３が取付けられており、このシリンダ
ライナ１３内にピストン１４が摺動可能に装着され、連
接棒１５を介してクランク軸１２と連結されている。そ
して、架構１１の上端にシリンダカバー１６が取付けら
れる一方、下端にはオイルパン１７が取付けである。
の下部にクランク軸１２が設けられるとともに、上部に
シリンダライナ１３が取付けられており、このシリンダ
ライナ１３内にピストン１４が摺動可能に装着され、連
接棒１５を介してクランク軸１２と連結されている。そ
して、架構１１の上端にシリンダカバー１６が取付けら
れる一方、下端にはオイルパン１７が取付けである。
この内燃機関１０の異常監視対象部であるシリンダライ
ナ１３の下端部外側にアコースティックエミッション検
出用のセンサ（以下、ＡＥセンサとする。）２０が取付
けである。
ナ１３の下端部外側にアコースティックエミッション検
出用のセンサ（以下、ＡＥセンサとする。）２０が取付
けである。
このＡＥセンサ２０としては、局所的境界１ｌｌＷ１状
態によって発生する超音波の異常音（アコースティック
エミッション）を検出する超音波振動子で構成されたも
のが使用される。
態によって発生する超音波の異常音（アコースティック
エミッション）を検出する超音波振動子で構成されたも
のが使用される。
このＡＥセンサ２０からの検出信号は機側、例えば架構
１１外壁に設置されたプリアンプ２１を介してメインア
ンプ２２に入力され、このメインアンプ２２を経て制御
装置２３に入力されるようになっている。
１１外壁に設置されたプリアンプ２１を介してメインア
ンプ２２に入力され、このメインアンプ２２を経て制御
装置２３に入力されるようになっている。
一方、この制御装置２３には、クランク軸１２の回転角
度を検出する角度センサ２４がらの検出信号が入力され
るようになっており、この検出信号に基づき吸気行程、
圧縮行程、爆発行程および排気行程の始めと終りが判断
される。
度を検出する角度センサ２４がらの検出信号が入力され
るようになっており、この検出信号に基づき吸気行程、
圧縮行程、爆発行程および排気行程の始めと終りが判断
される。
この角度センサ２４としては、例えばアブソリュートエ
ンコーダを使用し、吸気行程と圧縮行程とを検出するよ
うにするが、光学式のロータリエンコーダやインクリメ
ンタルパルスエンコーダ等を使用するようにしても良い
。
ンコーダを使用し、吸気行程と圧縮行程とを検出するよ
うにするが、光学式のロータリエンコーダやインクリメ
ンタルパルスエンコーダ等を使用するようにしても良い
。
また、この制御装置２３には、その処理結果を表示する
表示器２５および警報器２６が接続されている。
表示器２５および警報器２６が接続されている。
次に、このように構成した異常監視装置の制御袋＠２３
について第２図および第３図により説明する。
について第２図および第３図により説明する。
ＡＥセンサ２０からの検出信号がプリアンプ２１および
メインアンプ２２を介して制御装置２３のゲート回路３
０に入力され、このゲート回路３０に入力される角度セ
ンサ２４からの検出信号でノイズの多い爆発行程や排気
行程の信号を除去して吸気行程および圧縮行程の場合の
みＡＥセンサ２０からの検出信号がＡＥ処理回路３１に
入力されるようになっている（第３図（ａ）、 （ｂ）
、 （Ｃ）参照）。
メインアンプ２２を介して制御装置２３のゲート回路３
０に入力され、このゲート回路３０に入力される角度セ
ンサ２４からの検出信号でノイズの多い爆発行程や排気
行程の信号を除去して吸気行程および圧縮行程の場合の
みＡＥセンサ２０からの検出信号がＡＥ処理回路３１に
入力されるようになっている（第３図（ａ）、 （ｂ）
、 （Ｃ）参照）。
このＡＥ処理回路３１では、内燃機関１０の各サイクル
毎の吸気行程中および圧縮行程中にゲート回路２５から
入力されるＡＥセンサ２０の検出信号の大きざに応じた
勾配を有す、る出力電圧をリングダウン係数法等で得て
コンパレータ３２に出力するとともに、表示器２５に送
られて出力電圧が表示される。
毎の吸気行程中および圧縮行程中にゲート回路２５から
入力されるＡＥセンサ２０の検出信号の大きざに応じた
勾配を有す、る出力電圧をリングダウン係数法等で得て
コンパレータ３２に出力するとともに、表示器２５に送
られて出力電圧が表示される。
コンパレータ３２では、ＡＥＩＡ理回路３１で処理され
た出力電圧と境界潤滑状態が生じたと判断される値とし
て予め設定したしきい値とが比較さ ゛れ、コンパレー
タ３２の出力信号が“１″となったときに警報器２６が
作動されて警報が発せられる（第３図（ｄ）、（ｅ）参
照）。
た出力電圧と境界潤滑状態が生じたと判断される値とし
て予め設定したしきい値とが比較さ ゛れ、コンパレー
タ３２の出力信号が“１″となったときに警報器２６が
作動されて警報が発せられる（第３図（ｄ）、（ｅ）参
照）。
この場合、コンパレータ３２は一旦境界潤滑状態と判断
したら、信号゛１″を出力し続け、警報を発し続けるよ
うになっている。
したら、信号゛１″を出力し続け、警報を発し続けるよ
うになっている。
このように、内燃機関１０の異常をＡＥセンサ２０で検
出する一方、ノイズの影響を受けないよう角度センサ２
４でクランク角を検出して吸気行程中および圧縮行程中
のみに信号処理を行なうようにしているので、異常発生
の原因となる局所的な境界潤滑状態を検出することがで
き、凝着摩擦が生じたり、スカッフィングに到る前に内
燃機関の異常を検出予知できる。
出する一方、ノイズの影響を受けないよう角度センサ２
４でクランク角を検出して吸気行程中および圧縮行程中
のみに信号処理を行なうようにしているので、異常発生
の原因となる局所的な境界潤滑状態を検出することがで
き、凝着摩擦が生じたり、スカッフィングに到る前に内
燃機関の異常を検出予知できる。
一般に、内燃ｔＩｒＩＡのピストンまたはピストンリン
グとシリンダライナとの間に生ずるスカッフィングは急
激に起るものでなく、その過程としてシリンダライナと
ピストンまたはピストンリングとの間で局所的な境界ｒ
Ｒ滑が何んらがの原因で発生し、これが拡大されて広い
面積で起こると摩擦熱で凝着摩擦に到り、ついにはスカ
ッフィングにまで到ってしまう。また、局所な境界ｒ４
清が発生してもａ１滑特性等の変化でスカッフィングに
到らない場合でも、摩擦抵抗の増大等のためシリンダラ
イナとピストンまたはピストンリングとの間で異常摩擦
が生ずる。
グとシリンダライナとの間に生ずるスカッフィングは急
激に起るものでなく、その過程としてシリンダライナと
ピストンまたはピストンリングとの間で局所的な境界ｒ
Ｒ滑が何んらがの原因で発生し、これが拡大されて広い
面積で起こると摩擦熱で凝着摩擦に到り、ついにはスカ
ッフィングにまで到ってしまう。また、局所な境界ｒ４
清が発生してもａ１滑特性等の変化でスカッフィングに
到らない場合でも、摩擦抵抗の増大等のためシリンダラ
イナとピストンまたはピストンリングとの間で異常摩擦
が生ずる。
したがって、これらスカッフィングや異常摩耗等の異常
の最も初期の段階で起る局所的境界潤滑の発生をＡＥセ
ンサ２０で検出すれば、大ぎな損傷等が生ずる前に対処
できるのである。
の最も初期の段階で起る局所的境界潤滑の発生をＡＥセ
ンサ２０で検出すれば、大ぎな損傷等が生ずる前に対処
できるのである。
なお、上記実施例では、ＡＥセンサをシリンダライナの
下端部外側に取付けるようにしたが、シリンダライナに
直接取付けることができれば、取付位置は任意に選ぶこ
とができ、また、へＥセンサの個数も一個に限らず複数
設置し、空間フィルタ法によりノイズ源を遮断するよう
にすれば一層測定精度の向上をはかることができる。
下端部外側に取付けるようにしたが、シリンダライナに
直接取付けることができれば、取付位置は任意に選ぶこ
とができ、また、へＥセンサの個数も一個に限らず複数
設置し、空間フィルタ法によりノイズ源を遮断するよう
にすれば一層測定精度の向上をはかることができる。
また、異常監視対象部もシリンダライナに限るものでな
く、主軸受の異常を監視するためにＡＥセンサを主軸受
に取付けることも可能であり、その他の部分の監視に広
く適用することができ、特に燃焼音等の影響が大きい部
分の監視に好適である。
く、主軸受の異常を監視するためにＡＥセンサを主軸受
に取付けることも可能であり、その他の部分の監視に広
く適用することができ、特に燃焼音等の影響が大きい部
分の監視に好適である。
さらに、ＡＥセンサからの検出信号を吸気行程中および
圧縮行程中に処理するようにしたが、いずれか一方の行
程中に信号処理を行なうようにしても良い。
圧縮行程中に処理するようにしたが、いずれか一方の行
程中に信号処理を行なうようにしても良い。
以上実施例とともに具体的に説明したように、この発明
によれば、内燃機関の異常をＡＥセンサで検出するよう
にしたので、温度センサでは検出が困難であった重大な
損傷の前兆である境界潤滑状態を確実に検出することが
でき、異常発生の予知が可能となり、予防保全を行なう
ことができるとともに、信頼性を向上できる。
によれば、内燃機関の異常をＡＥセンサで検出するよう
にしたので、温度センサでは検出が困難であった重大な
損傷の前兆である境界潤滑状態を確実に検出することが
でき、異常発生の予知が可能となり、予防保全を行なう
ことができるとともに、信頼性を向上できる。
また、角度センサによりクランク角を検出し、吸気行程
中や圧縮行程中の燃焼音等による超音波のノイズが少な
い場合にのみ信号処理を行なうようにしたので、確実に
異常検出ができ、高精度の監視ができる。
中や圧縮行程中の燃焼音等による超音波のノイズが少な
い場合にのみ信号処理を行なうようにしたので、確実に
異常検出ができ、高精度の監視ができる。
第１図〜第３図はこの発明の内燃機関の異常監視装置の
一実施例にかかり、第１図は全体構成図、第２図は制御
装置の構成図、第３図は異常検出信号の処理の説明図、
第４図は従来装置の構成図である。 １０・・・内燃機関、１１・・・架構、１２・・・クラ
ンク軸、１３・・・シリンダライナ、１４・・・ピスト
ン、１５・・・連接棒、１６・・・シリンダカバー、１
７・・・オイルパン、２０・・・ＡＥセンサ、２１・・
・プリアンプ、２２・・・メインアンプ、２３・・・制
御装置、２４・・・角度センサ、２５・・・表示器、２
６・・・警報器、３０・・・ゲート回路、３１・・・Ａ
Ｅ処理回路、３２・・・コンパレータ。 第４図 オイノ〆八〇ン
一実施例にかかり、第１図は全体構成図、第２図は制御
装置の構成図、第３図は異常検出信号の処理の説明図、
第４図は従来装置の構成図である。 １０・・・内燃機関、１１・・・架構、１２・・・クラ
ンク軸、１３・・・シリンダライナ、１４・・・ピスト
ン、１５・・・連接棒、１６・・・シリンダカバー、１
７・・・オイルパン、２０・・・ＡＥセンサ、２１・・
・プリアンプ、２２・・・メインアンプ、２３・・・制
御装置、２４・・・角度センサ、２５・・・表示器、２
６・・・警報器、３０・・・ゲート回路、３１・・・Ａ
Ｅ処理回路、３２・・・コンパレータ。 第４図 オイノ〆八〇ン
Claims (1)
- 内燃機関の異常監視対象部の近傍にアコースティックエ
ミッション検出用のセンサを取付ける一方、クランク角
度を検出する角度センサを設け、この角度センサの検出
信号により吸気行程と圧縮行程のいずれか一方または両
方の行程中に前記センサの検出信号を処理して異常を判
定する制御装置を設けたことを特徴とする内燃機関の異
常監視装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5398885A JPS61212757A (ja) | 1985-03-18 | 1985-03-18 | 内燃機関の異常監視装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5398885A JPS61212757A (ja) | 1985-03-18 | 1985-03-18 | 内燃機関の異常監視装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61212757A true JPS61212757A (ja) | 1986-09-20 |
Family
ID=12958000
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5398885A Pending JPS61212757A (ja) | 1985-03-18 | 1985-03-18 | 内燃機関の異常監視装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61212757A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US10900393B2 (en) | 2018-01-25 | 2021-01-26 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Control device for internal combustion engine |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5529054A (en) * | 1978-08-21 | 1980-03-01 | Hitachi Zosen Corp | Detecting method for scarfing and scarfing detector |
| JPS59162433A (ja) * | 1983-03-07 | 1984-09-13 | Toshiba Corp | 漏水検出装置 |
-
1985
- 1985-03-18 JP JP5398885A patent/JPS61212757A/ja active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5529054A (en) * | 1978-08-21 | 1980-03-01 | Hitachi Zosen Corp | Detecting method for scarfing and scarfing detector |
| JPS59162433A (ja) * | 1983-03-07 | 1984-09-13 | Toshiba Corp | 漏水検出装置 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US10900393B2 (en) | 2018-01-25 | 2021-01-26 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Control device for internal combustion engine |
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