JPS6256449B2 - - Google Patents

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JPS6256449B2
JPS6256449B2 JP17133580A JP17133580A JPS6256449B2 JP S6256449 B2 JPS6256449 B2 JP S6256449B2 JP 17133580 A JP17133580 A JP 17133580A JP 17133580 A JP17133580 A JP 17133580A JP S6256449 B2 JPS6256449 B2 JP S6256449B2
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JP
Japan
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vibration
knocking
cooling water
water
chamber
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JP17133580A
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English (en)
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JPS5794619A (en
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Jujiro Ooshima
Takekazu Asai
Hiroji Tokoro
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Toyota Central R&D Labs Inc
Original Assignee
Toyota Central R&D Labs Inc
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Priority to US06/326,524 priority patent/US4483179A/en
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Publication of JPS6256449B2 publication Critical patent/JPS6256449B2/ja
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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01LMEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
    • G01L23/00Devices 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
    • G01L23/22Devices 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
    • G01L23/221Devices 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
    • G01L23/222Devices 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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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Measuring Fluid Pressure (AREA)
  • Measurement Of Mechanical Vibrations Or Ultrasonic Waves (AREA)
  • Testing Of Engines (AREA)
  • Electrical Control Of Ignition Timing (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、内燃機関のノツキングを検出する装
置に関する。
内燃機関においては、燃焼室内の燃料が異状燃
焼するノツキングによる出力低下及び燃料消費量
と騒音の増大を防止するため、ノツキングの発生
を検出して、火花点火式内燃機関における点火時
期、圧縮点火式内燃機関における燃料噴射時期
を、ノツキングの発生直前状態又は微ノツキング
の発生状態、即ち最適時期に自動設定している。
そして、ノツキングの発生を検出するに当り、従
来においては、シリンダブロツクにノツクセンサ
と称する共振型の振動計を取付けて、シリンダブ
ロツク内の燃焼室で発生したノツキングによりシ
リンダブロツクに生ずる振動を検出している。と
ころが、シリンダブロツクにシリンダヘツドを結
合したエンジンブロツクには、カム、バルブ、ベ
アリング等のノツキング以外の振動発生源があ
り、ノツキングによる振動、いわばシグナルとノ
ツキング以外による振動、いわばノイズが混在し
ているので、ノツクセンサはシグナルSのみなら
ずノイズNも感知し、高いSN比は得られない。
SN比を向上させるには、エンジンブロツクをそ
の固有振動数がノツキングによる振動数から大き
く遠ざかるように設計すればよいが、しかし、エ
ンジンブロツクは、鋳鉄又はアルミニウムの鋳物
で製作されるので、その肉厚等の寸法を正確に仕
上げることができず、固有振動数を正確に設定す
ることは困難である。従つて、従来におけるノツ
キングの検出においてはSN比は低く、ノツキン
グの検出精度は高くないので、点火時期、燃料噴
射時期の制御を正確に行うことは困難である。
このような従来の状況からして、本発明の目的
は、内燃機関のノツキングの検出におけるSN比
を向上し、ノツキングの検出精度を高めることで
ある。
本発明者は、上記の目的を達成するため、水冷
式の内燃機関において、ノツキングによる振動即
ちシグナルとノツキング以外による振動即ちノイ
ズがエンジンブロツクを伝播する様子を詳細に研
究したところ、次のようなことを知得した。
(1) 燃焼室内に発生したシグナルは、従前から推
察されていた通り、先ず、燃焼室を形成するシ
リンダの周壁に伝播し、次に、そのシリンダの
上下の両開口端と連結したシリンダブロツクの
天板と底板に伝わり、最後に、ノツクセンサを
取付けるシリンダブロツクの外周壁に伝達す
る。更に、この従前から推察されていた伝播系
路の外に、一方で、シグナルは、シリンダの周
壁に伝播した後、シリンダの周壁とシリンダブ
ロツクの外周壁間に形成された水室内の冷却水
に伝わつて、シリンダブロツクの外周壁に伝達
する系路が存在し、燃焼室内のノツキングによ
り、燃焼室と水室間のシリンダの周壁が振動
し、その振動により水室の容積が増減して、水
室内の冷却水は、振動ないし圧力変化を生ず
る。
(2) また、ノイズは、その発生源からシリンダブ
ロツクの天板若しくは底板又は水室内の冷却水
を経てシリンダブロツクの外周壁に伝達する。
しかし、ノイズはシグナルのように水室の容積
を増減させるような振動ではなく、また、ノイ
ズによる水室隣接部材の歪はシグナルによるシ
リンダ周壁の歪に比して著しく小さいので、ノ
イズの水室内冷却水への伝達率はシグナルの水
室内冷却水への伝達率やノイズのシリンダブロ
ツク外周壁への伝達率より著しく低く、ノイズ
は水室内の冷却水へはほとんど伝わらない。
本発明は、上記の研究結果に基いて完成したも
のである。即ち、エンジンブロツク内に燃焼室と
水室を隔壁を介して形成し、水室に冷却水通路を
接続した水冷式の内燃機関において、燃焼室内の
ノツキングにより隔壁を介して冷却水の振動が生
ずる水室に、又はその冷却水の振動が伝達される
冷却水通路に、その振動を検出する振動計の受振
部を、エンジンブロツクと振動絶縁して、臨ませ
たことを特徴とするノツキング検出装置である。
このノツキング検出装置においては、振動計の
受振部はエンジンブロツクと振動絶縁して水室又
は冷却水通路に臨んでいるので、振動計は、ノイ
ズが多いエンジンブロツクの振動を検出せずに、
ノイズがほとんどない水室内の冷却水の振動を検
出することができる。従つて、ノイズが多いシリ
ンダブロツクの外周壁の振動を検出する従来の場
合に比して、SN比が高く、ノツキングの検出精
度が高い。
次に、本発明の実施例について説明する。
第1実施例(第1図参照) 本例のノツキング検出装置を取付ける水冷式の
内燃機関は、複数個のシリンダを直列型に配置し
た自動車用のガソリンエンジンであり、ピストン
6を摺嵌した燃焼室2とその回りを取り囲む水室
4をシリンダ3を介して形成したシリンダブロツ
ク1の上に、水室8と図示しない吸気弁と排気弁
を備えたシリンダヘツド7を結合して、エンジン
ブロツクを構成し、連通したシリンダブロツクの
水室4とシリンダヘツドの水室8を図示しない冷
却水通路を経て図示しないラジエータに接続して
いる。本例のノツキング検出装置は、シリンダブ
ロツク1の外周壁5にその外周壁とシリンダ3間
の水室4に連通する円形の検出孔9を貫設し、検
出孔9の周縁部に円輪板状のブチルゴム製の防振
板10の外周部を取付リング11の複数本のボル
ト12で固定して、検出孔9を覆う防振板10を
シリンダブロツクの外周壁5外面に取付け、防振
板10の中心孔に短円柱形状をした振動計13の
先端受振部14を嵌合し、受振部14の外周に周
設した取付溝15に防振板10の中心孔の周縁部
を嵌込んで、検出孔9を防振板10と振動計の受
振部14で閉鎖する一方、振動計13を防振板1
0を介して即ち振動絶縁してシリンダブロツクの
外周壁5に取付け、振動計の受振部14を水室4
に臨ませて水室の冷却水と接触させている。上記
の振動計13は、バイモルフ圧電素子を用いた共
振型のものであり、受振部14を底部とした円筒
状器体16の開口部に基盤17を嵌着し、基盤1
7の内面に、圧電素子で形成した2枚の梁を重合
接着して片持状に支持したバイモルフ圧電素子1
8をシリンダブロツクの外周壁5と平行に取付
け、バイモルフ圧電素子18の固有振動数を、燃
焼室2内のノツキングによりシリンダ3を介して
生ずる水室4内の冷却水の振動数に合致させて設
定し、バイモルフ圧電素子18の電極に接続した
ターミナル19を基盤17の外面に取付けたコネ
クタ20内に突出している。
水冷式の内燃機関に装置した本例のノツキング
検出装置においては、燃焼室2でノツキングが発
生すると、そのノツキングによりシリンダ3を介
して水室4内の冷却水が振動し、その振動が振動
計の受振部14に受振され、振動計のバイモルフ
圧電素子18が共振し、バイモルフ圧電素子18
の出力電圧がターミナル19に出力する。
本例のノツキング検出装置においては、振動計
13は、エンジンブロツク1,7と振動絶縁して
水室4に臨んでいるので、ノイズの多いエンジン
ブロツク1,7の振動を検出せずに、ノイズのほ
とんどない水室4内の冷却水の振動を検出する。
従つて、SN比が高く、ノツキングの検出精度が
高い。例えば、振動計13と向い合つた近接位置
の燃焼室2で生じたノツキングのみならず、振動
計13から最も離れた位置の燃焼室で生じたノツ
キングをも検出する。
第2実施例(第2図参照) 本例のノツキング検出装置は、第1実施例のそ
れと比較すると、防振板10の中心部に振動計の
受振部14を取付ける方法が相違しており、シリ
ンダブロツクの外周壁5外面に取付けた防振板1
0の中心孔にナツト21を嵌着し、シリンダブロ
ツク外周壁の検出孔9に臨んだナツト21に振動
計13のボルト状受振部14を座金22を介して
螺合して緊締し、検出孔9を防振板10と振動計
の受振部14で閉鎖する一方、バイモルフ圧電素
子18を用いた共振型の振動計13を防振板10
を介して即ち振動絶縁してシリンダブロツクの外
周壁5に取付け、振動計の受振部14を水室4に
臨ませて水室の冷却水と接触させている。その他
の部分は、第1実施例のノツキング検出装置と同
一又はほぼ同一であるので、同一又はほぼ同一の
部分には第2図に同一符号を付してその説明を省
略する。
第3実施例(第3図参照) 本例のノツキング検出装置は、シリンダブロツ
クの外周壁5にその外周壁とシリンダ間の水室4
に連通する螺孔の検出孔23を貫設し、検出孔2
3に振動計25のハウジング26の先端取付螺歯
部27を座金24を介して螺合して緊締し、検出
孔23を振動計25で閉鎖する一方、振動計のハ
ウジング26をシリンダブロツクの外周壁5に取
付け、振動計のハウジング26と防振材29で振
動絶縁した受振部30を水室4内に突出して水室
に臨ませ水室の冷却水と接触させている。
上記の振動計25は、非共振型の振動加速度計
であり、ハウジング26の円筒状の先端取付螺歯
部27内の底部に円板状の合成ゴム製の防振材2
9を嵌合して固定し、防振材29の板面に、円筒
器体状の防水ケース31の開口端に基盤32を螺
着した受振部30を固定し、基盤32で閉鎖した
防水ケース31内に、振動系を構成するばね33
と重鍾34を装置し、また、重鍾34の振動を検
出する圧電素子35,35を装置し、圧電素子3
5,35の電極に接続したターミナル36をハウ
ジング26の後端のコネクタ28内に突出してい
る。
本例のノツキング検出装置においては、燃焼室
でノツキングが発生すると、そのノツキングによ
りシリンダを介して水室4内の冷却水が振動し、
その振動がシリンダブロツクの外周壁5と振動絶
縁した振動計の受振部30に受振され、受振部の
振動系33,34が振動し、圧電素子35,35
の出力電圧が振動計のターミナル36に出力す
る。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の第1実施例のノツキング検出
装置の略示縦断面図、第2図は本発明の第2実施
例のノツキング検出装置の略示縦断面図、第3図
は本発明の第3実施例のノツキング検出装置の略
示縦断面図である。 1:シリンダブロツク、2:燃焼室、3:シリ
ンダ、隔壁、4:水室、7:シリンダヘツド、1
0:防振板、13:振動計、14:受振部、2
5:振動計、29:防振材。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 エンジンブロツク内に燃焼室と水室を隔壁を
    介して形成し、水室に冷却水通路を接続した水冷
    式の内燃機関において、燃焼室内のノツキングに
    より隔壁を介して冷却水の振動が生ずる水室に、
    又はその冷却水の振動が伝達される冷却水通路
    に、その振動を検出する振動計の受振部を、エン
    ジンブロツクと振動絶縁して、臨ませたことを特
    徴とするノツキング検出装置。
JP17133580A 1980-12-03 1980-12-03 Knocking detecting method and its apparatus of internal combustion engine Granted JPS5794619A (en)

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JP17133580A JPS5794619A (en) 1980-12-03 1980-12-03 Knocking detecting method and its apparatus of internal combustion engine
US06/326,524 US4483179A (en) 1980-12-03 1981-12-02 Method of and device for detection of knocking for internal combustion engine

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JPS5794619A JPS5794619A (en) 1982-06-12
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JPH04100927U (ja) * 1991-02-05 1992-09-01 池田物産株式会社 跳上げ式シートのスライドロツク構造
JPH04131533U (ja) * 1991-05-28 1992-12-03 池田物産株式会社 跳上げ式シートのスライドロツク構造

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