JPS59190638A - エンジンのノツキング検出装置 - Google Patents
エンジンのノツキング検出装置Info
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- JPS59190638A JPS59190638A JP6457183A JP6457183A JPS59190638A JP S59190638 A JPS59190638 A JP S59190638A JP 6457183 A JP6457183 A JP 6457183A JP 6457183 A JP6457183 A JP 6457183A JP S59190638 A JPS59190638 A JP S59190638A
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- Japan
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- noise
- cylinder
- engine
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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
- G01L23/225—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 circuit arrangements therefor
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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、エンジンのノッキング検出装置に関するもの
である。
である。
（従来技術）
近時、エンジン特に自動車用エンジンにおいては、出力
向上あるいは省燃費を図る等のため、点火時期を調整し
てノッキングが生じない範囲で最適点火時期を得るよう
にしたものが多く、このためには先ずエンジンのノッキ
ング（ノッキングレベル）を検出する必要がある。
向上あるいは省燃費を図る等のため、点火時期を調整し
てノッキングが生じない範囲で最適点火時期を得るよう
にしたものが多く、このためには先ずエンジンのノッキ
ング（ノッキングレベル）を検出する必要がある。
ところが、このノッキングを検出するために利用される
ノックセンサは、特開昭５４−８７３０７号公報に示す
ように、ノッキングのみならず、シリンダヘッドで発生
するメカニカルノイズまでをもピックアップしてしまう
ものである。したがって、ノッキングが生じているか否
かを正確に判別することができず、このため、ノッキン
グ状態ぎりぎりの線まで点火時期を進めることができな
くて、出力向上、燃費向上には限度があった。
ノックセンサは、特開昭５４−８７３０７号公報に示す
ように、ノッキングのみならず、シリンダヘッドで発生
するメカニカルノイズまでをもピックアップしてしまう
ものである。したがって、ノッキングが生じているか否
かを正確に判別することができず、このため、ノッキン
グ状態ぎりぎりの線まで点火時期を進めることができな
くて、出力向上、燃費向上には限度があった。
とりわけ、上述したシリンダヘッドで発生するメカニカ
ルノイズのうち最も大きな要因となるのは、吸・排気バ
ルブが離着岸するときのもの（以下バルブノイズと称す
）、すなわち、カムシャフトのカム（あるいはロッカア
ーム）カ該バルブに当接するとき（＃座時）と、該バル
ブがシリンダヘッドの吸・排気ポート開口端縁（吸・排
気弁座）に着座するときのものである。
ルノイズのうち最も大きな要因となるのは、吸・排気バ
ルブが離着岸するときのもの（以下バルブノイズと称す
）、すなわち、カムシャフトのカム（あるいはロッカア
ーム）カ該バルブに当接するとき（＃座時）と、該バル
ブがシリンダヘッドの吸・排気ポート開口端縁（吸・排
気弁座）に着座するときのものである。
（発明の目的）
本発明は、前述のような事情を勘案してなされたもので
、シリンダヘッドで発生するメカニカルノイズの影響を
無くして、ノッキング状態であるか否かを正確に検出で
きるようにしたエンジンのソツキング検出装置を提供す
ることを目的とする。
、シリンダヘッドで発生するメカニカルノイズの影響を
無くして、ノッキング状態であるか否かを正確に検出で
きるようにしたエンジンのソツキング検出装置を提供す
ることを目的とする。
（発明の構成）
本発明は、原理的には、ノッキングによる振動はシリン
ダブロックとシリンダブロックにおいて同様に生じる一
方、シリンダヘッドで発生するメカニカルノイズは、シ
リンダヘッドとシリンダブロックとの間にガスケットが
あるため、シリンダブロックにはシリンダヘッドでのノ
イズレベルよりも減衰されて伝達される、という発見に
基づく。そして、この減衰ノイズに対応したシリンダヘ
ッドで発生するメカニカルノイズを、あらかじめ実験等
により得たデータより算出すれば、該ノイズが除去され
たノッキング（真のノッキングレベル）を知り得る、と
いうことにある。
ダブロックとシリンダブロックにおいて同様に生じる一
方、シリンダヘッドで発生するメカニカルノイズは、シ
リンダヘッドとシリンダブロックとの間にガスケットが
あるため、シリンダブロックにはシリンダヘッドでのノ
イズレベルよりも減衰されて伝達される、という発見に
基づく。そして、この減衰ノイズに対応したシリンダヘ
ッドで発生するメカニカルノイズを、あらかじめ実験等
により得たデータより算出すれば、該ノイズが除去され
たノッキング（真のノッキングレベル）を知り得る、と
いうことにある。
具体的には、第１図に示すように、シリンダヘッドに第
１ノツクセンサを設けてこれによりノッキングとシリン
ダヘッドで発生するメカニカルノイズとが合成された振
動をピックアップする一方、シリンダブロックには第２
ノツクセンサを設けて、これによりノッキングと減衰ノ
イズとの合成振動をピックアップするようにしである。
１ノツクセンサを設けてこれによりノッキングとシリン
ダヘッドで発生するメカニカルノイズとが合成された振
動をピックアップする一方、シリンダブロックには第２
ノツクセンサを設けて、これによりノッキングと減衰ノ
イズとの合成振動をピックアップするようにしである。
そして、偏差検知手段により上記両ノックセンサ出力の
差すなわちメカニカルノイズの減衰量を検知し、この偏
差量に対応したシリンダヘッドで発生するメカニカルノ
イズをノイスレベル算出手段により算出し、さらに前記
第１ノツクセンサ出力からこのメカニカルノイズを減算
手段により減算することにより、真のノッキングレベル
を得るようにしである。この後は、従来同様、判別手段
によりノッキング状ｙｄ；であるか否かを判別し、点火
持期制御回路等を制御すればよい。
差すなわちメカニカルノイズの減衰量を検知し、この偏
差量に対応したシリンダヘッドで発生するメカニカルノ
イズをノイスレベル算出手段により算出し、さらに前記
第１ノツクセンサ出力からこのメカニカルノイズを減算
手段により減算することにより、真のノッキングレベル
を得るようにしである。この後は、従来同様、判別手段
によりノッキング状ｙｄ；であるか否かを判別し、点火
持期制御回路等を制御すればよい。
（実施例）
第２図は、いわゆるノックコントロールがなされること
が一般的な、ターボチャージャ付の往復動型エンジンを
示し、この第２図において、１はエンジン本体で、その
シリンダブロック２上には、ガスケット３を介してシリ
ンダヘッド４が載置、固定されている。
が一般的な、ターボチャージャ付の往復動型エンジンを
示し、この第２図において、１はエンジン本体で、その
シリンダブロック２上には、ガスケット３を介してシリ
ンダヘッド４が載置、固定されている。
前記エンジン本体ｌの各シリンダ内（燃焼室）には、吸
入空気が、エアクリーナ５、エアフローチャンバ６、ス
ロットルチャンバ７、サージタンク８、吸気マニホルド
９、吸気ポート１０を介して供給され、上記エアクリー
ナ５から吸気ポート１０までの経路が吸気通路１１を構
成している。そして、吸気ポートｌＯは、シリンダヘッ
ド４の吸気弁座１２に離着岸する吸気弁１３により開閉
される。
入空気が、エアクリーナ５、エアフローチャンバ６、ス
ロットルチャンバ７、サージタンク８、吸気マニホルド
９、吸気ポート１０を介して供給され、上記エアクリー
ナ５から吸気ポート１０までの経路が吸気通路１１を構
成している。そして、吸気ポートｌＯは、シリンダヘッ
ド４の吸気弁座１２に離着岸する吸気弁１３により開閉
される。
また、排気ガスは、排気ボー）１４、排気マニホルド１
５、排気管１６等からなる排気通路１７より排出され、
排気ポート１４は、シリンダヘッドの排気弁座１８に離
着岸される排気弁１９により開閉される。
５、排気管１６等からなる排気通路１７より排出され、
排気ポート１４は、シリンダヘッドの排気弁座１８に離
着岸される排気弁１９により開閉される。
図中２０はターボチャージャで、そのコンプレッサホイ
ール２０ａが吸気通路１１内に配設される一方、該コン
プレッサホイール２０ａに対してタービンシャフト２０
ｂを介して連結されたタービンホイール２０ｃが、排気
通路１７内に配設されている。したがって、高温、高圧
の排気ガスにより回転駆動されるタービンホイール２０
ｃが、コンプレッサホイール２０ａを回転させ、所定の
条件化に、過給が行なわれることになる。
ール２０ａが吸気通路１１内に配設される一方、該コン
プレッサホイール２０ａに対してタービンシャフト２０
ｂを介して連結されたタービンホイール２０ｃが、排気
通路１７内に配設されている。したがって、高温、高圧
の排気ガスにより回転駆動されるタービンホイール２０
ｃが、コンプレッサホイール２０ａを回転させ、所定の
条件化に、過給が行なわれることになる。
なお、図中２１は排気ガス浄化用の触媒である。
前記シリンダヘッド４には第１ノツクセンサ２２が取付
けられる一方、シリンダブロック２には第２７ツクセン
サ２３が取付けられ、該両ノックセンサ２２．２３から
の出力は、制御ユニット２４へ入力される。そして、こ
の制御ユニット２４により、両センサ２２．２３からの
出力に応じて、デストリピユータ２５すなわち点火時期
が制御される。
けられる一方、シリンダブロック２には第２７ツクセン
サ２３が取付けられ、該両ノックセンサ２２．２３から
の出力は、制御ユニット２４へ入力される。そして、こ
の制御ユニット２４により、両センサ２２．２３からの
出力に応じて、デストリピユータ２５すなわち点火時期
が制御される。
ここで、前記ノックセンサ２２は、シリンダー、ラド４
の振動、すなわちノッキングとバルブノイズ（実際には
、パルプノイズ以外の他のメカニカルノイズをもピック
アップするが、この他のメカニカルノイズはバルブノイ
ズに比して十分小さいので、このメカニカルノイズをバ
ルブノイズで代表して以下の説明を行なう）との合成振
動をピックアンプする。また、第２ノツクセンサ２３は
、シリンダブロック２の振動、すなわちノッキングと減
衰バルブノイズ（ガスケット３かあるために、シリンダ
ブロック２にはバルブノイズが減衰されて伝達される）
との合成振動をピックアップする。勿論、制御ユニット
２４は、前述した偏差検知手段と、ノイズレベル算出手
段と、減算手段と、判別手段との機能を有するものであ
る。
の振動、すなわちノッキングとバルブノイズ（実際には
、パルプノイズ以外の他のメカニカルノイズをもピック
アップするが、この他のメカニカルノイズはバルブノイ
ズに比して十分小さいので、このメカニカルノイズをバ
ルブノイズで代表して以下の説明を行なう）との合成振
動をピックアンプする。また、第２ノツクセンサ２３は
、シリンダブロック２の振動、すなわちノッキングと減
衰バルブノイズ（ガスケット３かあるために、シリンダ
ブロック２にはバルブノイズが減衰されて伝達される）
との合成振動をピックアップする。勿論、制御ユニット
２４は、前述した偏差検知手段と、ノイズレベル算出手
段と、減算手段と、判別手段との機能を有するものであ
る。
さて次に、制御ユニット２４による制御を、第３図の制
御回路を基に、第５図（１）〜第５図（５）を参照しつ
つ、そのステップＰ１〜Ｐ９毎に説明していくこととす
る。
御回路を基に、第５図（１）〜第５図（５）を参照しつ
つ、そのステップＰ１〜Ｐ９毎に説明していくこととす
る。
ステップＰＩ、Ｐ２
両ノックセンサ２２．２３からの出力（Ａｏ、Ｂａ）に
対して、バンドパスフィルタＢＰＦ＋ 、Ｂ ＰＦ２が
かけられ、走行中の車体振動等ノッキングと無関係な周
波数帯域の振動をカットする（Ａ、→Ａ１．ＢＯ＋Ｂ、
）。
対して、バンドパスフィルタＢＰＦ＋ 、Ｂ ＰＦ２が
かけられ、走行中の車体振動等ノッキングと無関係な周
波数帯域の振動をカットする（Ａ、→Ａ１．ＢＯ＋Ｂ、
）。
ステ・ンプＰ。
ＩＧ（イグニッション）マスク回１１４２５によりフィ
ルタがかけられて、点火時の電気的ノイズがカットされ
る（ＡＩ→Ａ２．ＢＩ →Ｂ２ ） ステップＰ４ ここでは、偏差検知手段としての差動増巾回路２６によ
り第１ノツクセンサ２の出力Ａ２から第２ノツクセンサ
の出力Ｂ２が減算され、これにより、シリンダヘッド４
からシリンダブロック２へ減衰して伝達された減衰バル
ブノイズＣ１を得る。
ルタがかけられて、点火時の電気的ノイズがカットされ
る（ＡＩ→Ａ２．ＢＩ →Ｂ２ ） ステップＰ４ ここでは、偏差検知手段としての差動増巾回路２６によ
り第１ノツクセンサ２の出力Ａ２から第２ノツクセンサ
の出力Ｂ２が減算され、これにより、シリンダヘッド４
からシリンダブロック２へ減衰して伝達された減衰バル
ブノイズＣ１を得る。
ステップＰ５
ここでは、ノイズレベル算出手段としての演算回路２７
により上記減衰バルブノイズＣＩに応じて、例えば第４
図に示すような関数から真のバルブノイズＣ２を演算す
る。勿論、この第４図に示す関数は、あらかじめ実験に
より得たデータを基に作成されたもので、エンジン回転
数、エンジン冷却水温、油温、過給圧等の因子を加味し
て作成すればよい。
により上記減衰バルブノイズＣＩに応じて、例えば第４
図に示すような関数から真のバルブノイズＣ２を演算す
る。勿論、この第４図に示す関数は、あらかじめ実験に
より得たデータを基に作成されたもので、エンジン回転
数、エンジン冷却水温、油温、過給圧等の因子を加味し
て作成すればよい。
ステップＰ。
ここでは、減算手段としての減算回路２８により前記第
１ノツクセンサの出力Ａ２からバルブノイズＣ２を減″
算して、真のノッキングレベルＤ１を得る。
１ノツクセンサの出力Ａ２からバルブノイズＣ２を減″
算して、真のノッキングレベルＤ１を得る。
ステップＰフ、 ｐｇ
ここでは、判別手段としての比較回路２９により前記ノ
ッキングレベルＤ１とパックグラウンドレベルＢＧＬと
を比較して、ノッキング状態であるか否かを判定する。
ッキングレベルＤ１とパックグラウンドレベルＢＧＬと
を比較して、ノッキング状態であるか否かを判定する。
なお、比較そのものは、従来と同様に行なわれる。
ステップＰ９
点火時期制御回路３０によりステップＰ７での比較、判
定に基づき、従来同様、点火時期をコントロールする。
定に基づき、従来同様、点火時期をコントロールする。
すなわち、ノンキング状態であると判定されれば点火時
期を遅らせ、ノッキング状態でないと判定されたならば
点火時期を進め、このようにしてノッキングが生じない
範囲で最適点火時期を得る。
期を遅らせ、ノッキング状態でないと判定されたならば
点火時期を進め、このようにしてノッキングが生じない
範囲で最適点火時期を得る。
以上実施例について説明したが、本発明においては、デ
ジタルコンピュータにより制御する場合をも含むもので
ある。また、本発明によるノッキング検出は、点火時期
調整のみならず、過給圧のコントロールのために用いる
等、他の用途にも適宜利用されうるものである。
ジタルコンピュータにより制御する場合をも含むもので
ある。また、本発明によるノッキング検出は、点火時期
調整のみならず、過給圧のコントロールのために用いる
等、他の用途にも適宜利用されうるものである。
（発明の効果）
以」二述べたことから明らかなように、本発明にあって
は、シリンダへラドで発生するメカニカルノイズの影響
を無くして、ノッキングレベルを正確に検出することが
できる。この結果、例えば点火時期を従来よりも更に適
したものにすることができて燃費向上や出力向上を図れ
る等、エンジン制御の上で極めて効果的である。
は、シリンダへラドで発生するメカニカルノイズの影響
を無くして、ノッキングレベルを正確に検出することが
できる。この結果、例えば点火時期を従来よりも更に適
したものにすることができて燃費向上や出力向上を図れ
る等、エンジン制御の上で極めて効果的である。
第１図は、本発明の全体構成図、
第２図は、本発明の一実施例を示す系統図、第３図は、
第２図に示す実施例における制御回路、 第４図は、パルプノイズ減衰量とバルブノイズとの関係
を示す図、 第５図（１）〜第５図（５）は、第３図での信号波形を
示す図、である。 ２φΦ・−・シリンダブロック ４・−・・シリンダヘッド ２２・・・第１７ツクセンサ ２３・・・＄２７ツクセンサ ２４−・・制御ユニット ２６・・・差動増ｌ］回路 ２７・・・演算回路 ２８・・参減算回路 ２９“・・・比較回路 第５図 第３図 第４図 ノイスＭメ窄ｖＣ１
第２図に示す実施例における制御回路、 第４図は、パルプノイズ減衰量とバルブノイズとの関係
を示す図、 第５図（１）〜第５図（５）は、第３図での信号波形を
示す図、である。 ２φΦ・−・シリンダブロック ４・−・・シリンダヘッド ２２・・・第１７ツクセンサ ２３・・・＄２７ツクセンサ ２４−・・制御ユニット ２６・・・差動増ｌ］回路 ２７・・・演算回路 ２８・・参減算回路 ２９“・・・比較回路 第５図 第３図 第４図 ノイスＭメ窄ｖＣ１
Claims (1)
- （１）シリンダヘッドに配設した第１ノツクセンサと、 シリンタブロックに配設した第２ノツクセンサと、 前記両ノックセンサの出力を受け、両ノックセンサの出
力の偏差量を検知する偏差検知手段と、 前記偏差量に対応した前記シリンダヘッドが発生する振
動ノイズに相当するノイズレベルを算出するノイズレベ
ル算出手段と、 前記ノイズレベルを前記第１ノツクセンサ出力から減算
する減算手段と、 前記減算値と設定値とを比較してノッキングの有無を判
別する判別手段と、からなることを特徴とするエンジン
のノッキング検出装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6457183A JPS59190638A (ja) | 1983-04-14 | 1983-04-14 | エンジンのノツキング検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6457183A JPS59190638A (ja) | 1983-04-14 | 1983-04-14 | エンジンのノツキング検出装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59190638A true JPS59190638A (ja) | 1984-10-29 |
Family
ID=13262042
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6457183A Pending JPS59190638A (ja) | 1983-04-14 | 1983-04-14 | エンジンのノツキング検出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59190638A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH11287703A (ja) * | 1998-04-03 | 1999-10-19 | Toshiba Corp | 振動検出部と振動検査装置 |
| JP2013035080A (ja) * | 2011-08-04 | 2013-02-21 | Toyo Advanced Technologies Co Ltd | ワイヤソー |
| CN103123279A (zh) * | 2013-01-22 | 2013-05-29 | 宁波易荣机电科技有限公司 | 一种轴承振动自动测量仪 |
| GB2626343A (en) * | 2023-01-18 | 2024-07-24 | Caterpillar Energy Solutions Gmbh | Noise source identification and mitigation method, device, gas engine using such, and knock detection method |
| GB2626338A (en) * | 2023-01-18 | 2024-07-24 | Caterpillar Energy Solutions Gmbh | Knock detection method, knock detection device, gas engine |
-
1983
- 1983-04-14 JP JP6457183A patent/JPS59190638A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH11287703A (ja) * | 1998-04-03 | 1999-10-19 | Toshiba Corp | 振動検出部と振動検査装置 |
| JP2013035080A (ja) * | 2011-08-04 | 2013-02-21 | Toyo Advanced Technologies Co Ltd | ワイヤソー |
| CN103123279A (zh) * | 2013-01-22 | 2013-05-29 | 宁波易荣机电科技有限公司 | 一种轴承振动自动测量仪 |
| GB2626343A (en) * | 2023-01-18 | 2024-07-24 | Caterpillar Energy Solutions Gmbh | Noise source identification and mitigation method, device, gas engine using such, and knock detection method |
| GB2626338A (en) * | 2023-01-18 | 2024-07-24 | Caterpillar Energy Solutions Gmbh | Knock detection method, knock detection device, gas engine |
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