JPH1048041A - ノッキング検出装置 - Google Patents
ノッキング検出装置Info
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- JPH1048041A JPH1048041A JP20952896A JP20952896A JPH1048041A JP H1048041 A JPH1048041 A JP H1048041A JP 20952896 A JP20952896 A JP 20952896A JP 20952896 A JP20952896 A JP 20952896A JP H1048041 A JPH1048041 A JP H1048041A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 振動検出対象物に合わせた所望の出力電圧比
の値に設定できるノッキング検出装置を提供する。 【解決手段】 振動検出対象である振動体に取付けらる
ハウジング６と、振動板３とこの振動板３に取付けられ
た圧電素子４とからなり、振動板３が円筒型突起部６ａ
に取付けられる振動検出部２とを備え、台座部６ｂの内
部には穿設した孔が設けられ、台座部６ｂの内部にハウ
ジング６の内底面６ｃより高い位置に中空孔６ｄを設け
ることによって、台座部６ｂの上端部を振り子のように
振動させ、台座部６ｂの径寸法及びハウジング６の内底
面６ｃからの高さと、中空孔６ｄの内径寸法とを変更す
ることによりノッキング検出の応答特性を調整できる。
したがって、振動検出部２の構成を変えることなく、セ
ンサとして性能上必要な出力電圧比をエンジン等の振動
検出対象物に合わせて、所望の値に設定可能である。
の値に設定できるノッキング検出装置を提供する。 【解決手段】 振動検出対象である振動体に取付けらる
ハウジング６と、振動板３とこの振動板３に取付けられ
た圧電素子４とからなり、振動板３が円筒型突起部６ａ
に取付けられる振動検出部２とを備え、台座部６ｂの内
部には穿設した孔が設けられ、台座部６ｂの内部にハウ
ジング６の内底面６ｃより高い位置に中空孔６ｄを設け
ることによって、台座部６ｂの上端部を振り子のように
振動させ、台座部６ｂの径寸法及びハウジング６の内底
面６ｃからの高さと、中空孔６ｄの内径寸法とを変更す
ることによりノッキング検出の応答特性を調整できる。
したがって、振動検出部２の構成を変えることなく、セ
ンサとして性能上必要な出力電圧比をエンジン等の振動
検出対象物に合わせて、所望の値に設定可能である。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ノッキング検出装
置に関し、例えば内燃機関（以下、「エンジン」とい
う。）の点火時期制御に使用されるノッキング検出装置
に関する。
置に関し、例えば内燃機関（以下、「エンジン」とい
う。）の点火時期制御に使用されるノッキング検出装置
に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来より、エンジンのノック制御で行わ
れるノッキング検出には、ノッキングセンサを用いるこ
とが知られている。このノッキングセンサは、振動体で
あるエンジンのシリンダブロック等に取付けられている
ものが多く、シリンダブロックに伝わるエンジンのノッ
クによる振動をノッキングセンサの検出部を構成する圧
電素子により歪みを電荷としてとらえ、電気信号に変換
し電子制御ユニット等に出力している。
れるノッキング検出には、ノッキングセンサを用いるこ
とが知られている。このノッキングセンサは、振動体で
あるエンジンのシリンダブロック等に取付けられている
ものが多く、シリンダブロックに伝わるエンジンのノッ
クによる振動をノッキングセンサの検出部を構成する圧
電素子により歪みを電荷としてとらえ、電気信号に変換
し電子制御ユニット等に出力している。
【０００３】従来の共振型ノッキングセンサでは、検出
部の振動板の固定に際し、以下の方法が一般的に採用さ
れている。 ノッキングセンサのハウジングの内底中央に突起部を
設け、この突起部に振動板を直接かしめるか溶接する方
法。 ハウジングの突起部にボルトとナットにより振動板を
締結する方法。
部の振動板の固定に際し、以下の方法が一般的に採用さ
れている。 ノッキングセンサのハウジングの内底中央に突起部を
設け、この突起部に振動板を直接かしめるか溶接する方
法。 ハウジングの突起部にボルトとナットにより振動板を
締結する方法。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
共振型ノッキングセンサは、、のいずれの方法にし
ても、突起部が内部の詰まった中実の剛体であり、突起
部の高さや径寸法を積極的に可変して出力特性との関連
性を規定するような技術的思想はなかった。また、圧電
素子と振動板の板厚及び径寸法等の検出部の構成が一定
ならば、出力特性は一義的に決定されるため、検出対象
物毎に合致した出力電圧比を得るには、検出部の構成を
変える必要があり、その分製品の種類が増加してしまう
問題があった。
共振型ノッキングセンサは、、のいずれの方法にし
ても、突起部が内部の詰まった中実の剛体であり、突起
部の高さや径寸法を積極的に可変して出力特性との関連
性を規定するような技術的思想はなかった。また、圧電
素子と振動板の板厚及び径寸法等の検出部の構成が一定
ならば、出力特性は一義的に決定されるため、検出対象
物毎に合致した出力電圧比を得るには、検出部の構成を
変える必要があり、その分製品の種類が増加してしまう
問題があった。
【０００５】本発明の目的は、振動検出部をセンサとし
て性能上必要な出力電圧比で振動させるために、振動検
出対象物に合わせた所望の出力電圧比の値に設定できる
ノッキング検出装置を提供することにある。
て性能上必要な出力電圧比で振動させるために、振動検
出対象物に合わせた所望の出力電圧比の値に設定できる
ノッキング検出装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】前記の課題を解決するた
めの本発明による請求項１記載のノッキング検出装置
は、ハウジングの内底面から突出して設けられた台座部
の突出部先端に突起部を有するハウジングと、振動板と
この振動板に取付けられた圧電素子とからなり、突起部
に振動板が取付けられた振動検出体とを備える。台座部
の内部に中空部分を有するので、突起部の剛性がさがる
ため、台座部の上端部を振り子のように振動させること
で、振動検出対象物に合わせた振動検出装置が得られ
る。
めの本発明による請求項１記載のノッキング検出装置
は、ハウジングの内底面から突出して設けられた台座部
の突出部先端に突起部を有するハウジングと、振動板と
この振動板に取付けられた圧電素子とからなり、突起部
に振動板が取付けられた振動検出体とを備える。台座部
の内部に中空部分を有するので、突起部の剛性がさがる
ため、台座部の上端部を振り子のように振動させること
で、振動検出対象物に合わせた振動検出装置が得られ
る。
【０００７】また、本発明による請求項２記載のノッキ
ング検出装置は、請求項１記載のノッキング検出装置に
おいて、エンジン等の振動検出対象物に合わせて、台座
部の径寸法および内底面からの高さと中空部分の内径寸
法とを変更する。これにより、ノッキング検出の応答特
性を調整できるので、検出部の構成を変えることなく、
センサとして性能上必要な出力電圧比を所望の値に設定
可能である。
ング検出装置は、請求項１記載のノッキング検出装置に
おいて、エンジン等の振動検出対象物に合わせて、台座
部の径寸法および内底面からの高さと中空部分の内径寸
法とを変更する。これにより、ノッキング検出の応答特
性を調整できるので、検出部の構成を変えることなく、
センサとして性能上必要な出力電圧比を所望の値に設定
可能である。
【０００８】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例を図面に基
づいて説明する。本発明の一実施例によるノッキング検
出装置（以下、共振型ノッキングセンサという）を図１
に示し、また、その組付け分解図を図２に示す。共振型
ノッキングセンサ１は、振動体である図示しないエンジ
ンのシリンダブロックにハウジング６がねじ結合するこ
とよりエンジンに取付けられている。共振型ノッキング
センサ１は、ハウジング６、カバー７、出力取出し用端
子５、および振動板３と圧電素子４とからなる振動検出
部２から構成されており、ハウジング６とカバー７とか
ら区画形成される空間部９内に振動検出部２が収容され
ている。そして、ハウジング６内底中央部に設けた台座
部６ｂの内部には穿設した孔が設けられており、ハウジ
ング６の内底面６ｃより高い位置に中空孔６ｄを有して
いる。台座部６ｂ上の円筒型突起部６ａ先端に、ステン
レス等から成る振動板（金属平薄板製プレート）３をリ
ングプロジェクション溶接後、圧電素子４を接着固定す
る。圧電素子４には、予め銀電極４ａが両面に印刷焼き
付けられている。
づいて説明する。本発明の一実施例によるノッキング検
出装置（以下、共振型ノッキングセンサという）を図１
に示し、また、その組付け分解図を図２に示す。共振型
ノッキングセンサ１は、振動体である図示しないエンジ
ンのシリンダブロックにハウジング６がねじ結合するこ
とよりエンジンに取付けられている。共振型ノッキング
センサ１は、ハウジング６、カバー７、出力取出し用端
子５、および振動板３と圧電素子４とからなる振動検出
部２から構成されており、ハウジング６とカバー７とか
ら区画形成される空間部９内に振動検出部２が収容され
ている。そして、ハウジング６内底中央部に設けた台座
部６ｂの内部には穿設した孔が設けられており、ハウジ
ング６の内底面６ｃより高い位置に中空孔６ｄを有して
いる。台座部６ｂ上の円筒型突起部６ａ先端に、ステン
レス等から成る振動板（金属平薄板製プレート）３をリ
ングプロジェクション溶接後、圧電素子４を接着固定す
る。圧電素子４には、予め銀電極４ａが両面に印刷焼き
付けられている。
【０００９】一方、一枚の端子用素材（例えば、リン青
銅等）を事前に所定形状にプレス打ち抜き加工後、図１
および２の形状に曲げ加工して出力取出し用一体型端子
５を製造する。次に、上記一体型端子５とカバー７を、
所定のコネクタ用樹脂成形型にセット後、インサート成
形してコネクタサブアッセンブリ８を製造する。コネク
タサブアッセンブリ８をハウジング６に組付け、ハウジ
ング６の上部端６ｅをリングかしめすれば共振型ノッキ
ングセンサ１が完成する。このとき、出力取出し用一体
型端子５の突部５ａが弾性をもって圧電素子４の銀電極
４ａ部分に当接するので、出力取出し用一体型端子５と
圧電素子４とは電気的に良好に接続する。
銅等）を事前に所定形状にプレス打ち抜き加工後、図１
および２の形状に曲げ加工して出力取出し用一体型端子
５を製造する。次に、上記一体型端子５とカバー７を、
所定のコネクタ用樹脂成形型にセット後、インサート成
形してコネクタサブアッセンブリ８を製造する。コネク
タサブアッセンブリ８をハウジング６に組付け、ハウジ
ング６の上部端６ｅをリングかしめすれば共振型ノッキ
ングセンサ１が完成する。このとき、出力取出し用一体
型端子５の突部５ａが弾性をもって圧電素子４の銀電極
４ａ部分に当接するので、出力取出し用一体型端子５と
圧電素子４とは電気的に良好に接続する。
【００１０】次に、共振型ノッキングセンサ１の作動を
図１に基づいて説明する。エンジンの点火時期にしたが
ってシリンダブロックが振動を発生することから、シリ
ンダブロックに取付けられた共振型ノッキングセンサ１
にこの振動が伝達される。すると、共振型ノッキングセ
ンサ１に伝達された振動はハウジング６のねじ部６ｆ、
突起部６ａおよび振動板３を経由して圧電素子４に伝達
され、振動を受けた圧電素子４が印加応力に応じた電圧
信号を発生する。この圧電素子４に発生した電圧信号
は、圧電素子４の銀電極４ａ部分に当接した出力取出し
用一体型端子５から図示しないＥＣＵに送出される。
図１に基づいて説明する。エンジンの点火時期にしたが
ってシリンダブロックが振動を発生することから、シリ
ンダブロックに取付けられた共振型ノッキングセンサ１
にこの振動が伝達される。すると、共振型ノッキングセ
ンサ１に伝達された振動はハウジング６のねじ部６ｆ、
突起部６ａおよび振動板３を経由して圧電素子４に伝達
され、振動を受けた圧電素子４が印加応力に応じた電圧
信号を発生する。この圧電素子４に発生した電圧信号
は、圧電素子４の銀電極４ａ部分に当接した出力取出し
用一体型端子５から図示しないＥＣＵに送出される。
【００１１】次に、共振型ノッキングセンサ１の性能評
価について説明する。共振型ノッキングセンサ１の単品
の性能評価は、通常以下の要領で実施されている。 自動車エンジンのシリンダブロックの振動波形を実測
する。 上記の振動波形をもとに、これに最も近似した人工の
振動波形を出力できる加振器としてランダム加振器を使
用し、共振型ノッキングセンサ１の出力特性をＦＦＴ分
析して出力させる。
価について説明する。共振型ノッキングセンサ１の単品
の性能評価は、通常以下の要領で実施されている。 自動車エンジンのシリンダブロックの振動波形を実測
する。 上記の振動波形をもとに、これに最も近似した人工の
振動波形を出力できる加振器としてランダム加振器を使
用し、共振型ノッキングセンサ１の出力特性をＦＦＴ分
析して出力させる。
【００１２】このときの出力電圧値をＶR とする。 一方で、センサ性能測定ベンチにて、１Ｇ一定で正弦
（ＳＩＮ）波加振して、共振型ノッキングセンサ１の出
力特性をＦＦＴ分析して出力させる。この時の出力電圧
値をＶSIN とする。 上記の出力電圧値の比、すなわち（ＶR ／ＶSIN ）を
「出力電圧比」といい、この値をエンジンの種類毎に選
定することで、そのエンジンに最もマッチングしたセン
サとすることができる。
（ＳＩＮ）波加振して、共振型ノッキングセンサ１の出
力特性をＦＦＴ分析して出力させる。この時の出力電圧
値をＶSIN とする。 上記の出力電圧値の比、すなわち（ＶR ／ＶSIN ）を
「出力電圧比」といい、この値をエンジンの種類毎に選
定することで、そのエンジンに最もマッチングしたセン
サとすることができる。
【００１３】次に、出力電圧比の決定方法を説明する
（図３、４および５参照）。 円筒型突起部６ａを介して、その先端に振動検出部２
を溶接固定している。台座部６ｂの径寸法をφＤmm、ハ
ウジング６の内定面６ｃからの高さをＨmmとする。（図
３） 共振型ノッキングセンサ１に中空孔６ｄが有る場合、
台座部６ａ内に穿設する中空孔６ｄの内径寸法をφｄmm
とする（図３（Ｂ））。
（図３、４および５参照）。 円筒型突起部６ａを介して、その先端に振動検出部２
を溶接固定している。台座部６ｂの径寸法をφＤmm、ハ
ウジング６の内定面６ｃからの高さをＨmmとする。（図
３） 共振型ノッキングセンサ１に中空孔６ｄが有る場合、
台座部６ａ内に穿設する中空孔６ｄの内径寸法をφｄmm
とする（図３（Ｂ））。
【００１４】一例として、 出力電圧比（ＶR ／ＶSIN ）＝１．４ をもつ共振型ノッキングセンサ１を製造する場合を想定
する。 共振型ノッキングセンサ１に中空孔６ｄが無い場合
（図３（Ａ）の場合）、すなわちφｄ＝０mmの場合に
は、図４および５のＡの特性で示されるように、内底面
６ｃからの高さＨおよび台座部６ｂの径寸法φＤを変化
させても、 出力電圧比（ＶR ／ＶSIN ）≦１．０ となり、高さＨおよび径寸法φＤの変化に対する変化率
も小さく（勾配が小さい）、所望の値が得られない。
する。 共振型ノッキングセンサ１に中空孔６ｄが無い場合
（図３（Ａ）の場合）、すなわちφｄ＝０mmの場合に
は、図４および５のＡの特性で示されるように、内底面
６ｃからの高さＨおよび台座部６ｂの径寸法φＤを変化
させても、 出力電圧比（ＶR ／ＶSIN ）≦１．０ となり、高さＨおよび径寸法φＤの変化に対する変化率
も小さく（勾配が小さい）、所望の値が得られない。
【００１５】上記出力電圧比＝１．４を得るには、図
４から中空孔６ｄの径寸法φｄをφｄ＝４mm、内底面６
ｃからの高さＨをＨ＝６．６mmとし、図５のＡから台座
部６ｂの径寸法φＤをφＤ＝７mmとすれば良い。この
時、台座部６ｂの厚さｔは、ｔ＝３mmで一定である。し
たがって、本実施例では、台座部６ｂの内部を中空にす
ることによって、円筒型突起部６ａの剛性がさがるた
め、台座部６ｂの上端部が振動し、台座部６ｂの径寸法
φＤ及び内底面６ｃからの高さＨと、中空孔６ｄの内径
寸法φｄとを変更することにより、（ＶR ／ＶSIN ）を
可変にできる。つまり、出力電圧比を変えることによ
り、ノッキング検出の応答特性を調整できる。したがっ
て、振動検出部２の構成を変えることなく、センサとし
て性能上必要な出力電圧比をエンジン等の振動検出対象
物に合わせて、所望の値に設定可能である。
４から中空孔６ｄの径寸法φｄをφｄ＝４mm、内底面６
ｃからの高さＨをＨ＝６．６mmとし、図５のＡから台座
部６ｂの径寸法φＤをφＤ＝７mmとすれば良い。この
時、台座部６ｂの厚さｔは、ｔ＝３mmで一定である。し
たがって、本実施例では、台座部６ｂの内部を中空にす
ることによって、円筒型突起部６ａの剛性がさがるた
め、台座部６ｂの上端部が振動し、台座部６ｂの径寸法
φＤ及び内底面６ｃからの高さＨと、中空孔６ｄの内径
寸法φｄとを変更することにより、（ＶR ／ＶSIN ）を
可変にできる。つまり、出力電圧比を変えることによ
り、ノッキング検出の応答特性を調整できる。したがっ
て、振動検出部２の構成を変えることなく、センサとし
て性能上必要な出力電圧比をエンジン等の振動検出対象
物に合わせて、所望の値に設定可能である。
【００１６】本実施例では、中空孔６ｄの形状は円柱状
であったが、角柱状であってもよく、また、円錐状、逆
円錐状または段差が設けられていてもよい。しかし、台
座部６ｂの径寸法φＤ及び内底面６ｃからの高さＨと、
中空孔６ｄの内径寸法φｄとを変更させたとき、出力電
圧比が最もリニアに変化するのは、中空孔６ｄが円柱状
のときであるので、本実施例では円柱状の中空孔６ｄを
採用した。
であったが、角柱状であってもよく、また、円錐状、逆
円錐状または段差が設けられていてもよい。しかし、台
座部６ｂの径寸法φＤ及び内底面６ｃからの高さＨと、
中空孔６ｄの内径寸法φｄとを変更させたとき、出力電
圧比が最もリニアに変化するのは、中空孔６ｄが円柱状
のときであるので、本実施例では円柱状の中空孔６ｄを
採用した。
【００１７】また、ハウジング６のねじ部６ｆは、必ず
しも中空である必要はない。しかし、本実施例のように
ねじ部６ｆが中空であった方が製造時の量産性は高く、
また、突起部６ａの剛性が下がるため、ノッキング検出
の応答特性は向上する。
しも中空である必要はない。しかし、本実施例のように
ねじ部６ｆが中空であった方が製造時の量産性は高く、
また、突起部６ａの剛性が下がるため、ノッキング検出
の応答特性は向上する。
【図１】本発明の実施例によるノッキング検出装置の縦
断面図である。
断面図である。
【図２】実施例のノッキング検出装置の組付け分解図で
ある。
ある。
【図３】実施例のノッキング検出装置の中空孔が無い場
合（Ａ）と有る場合（Ｂ）の縦断面図である。
合（Ａ）と有る場合（Ｂ）の縦断面図である。
【図４】実施例のノッキング検出装置の中空孔が無い場
合（Ａ）と有る場合（Ｂ）の台座部のハウジング内底面
からの高さと出力電圧比との関係を示した図である。
合（Ａ）と有る場合（Ｂ）の台座部のハウジング内底面
からの高さと出力電圧比との関係を示した図である。
【図５】実施例のノッキング検出装置の中空孔が無い場
合（Ａ）と有る場合（Ｂ）の台座部の径寸法と出力電圧
比との関係を示した図である。
合（Ａ）と有る場合（Ｂ）の台座部の径寸法と出力電圧
比との関係を示した図である。
１ 共振型ノッキングセンサ （ノッキング検
出装置） ２ 振動検出部 （振動検出体） ３ 振動板 ４ 圧電素子 ４ａ 銀電極 ５ 出力取出し用端子 ５ａ 突部 ６ ハウジング ６ａ 円筒型突起部 （突起部） ６ｂ 台座部 ６ｃ 内底面 ６ｄ 中空孔 （中空部分） ６ｅ 上端部 ６ｆ ねじ部 ７ カバー ８ コネクタサブアッセンブリ ９ 空間部
出装置） ２ 振動検出部 （振動検出体） ３ 振動板 ４ 圧電素子 ４ａ 銀電極 ５ 出力取出し用端子 ５ａ 突部 ６ ハウジング ６ａ 円筒型突起部 （突起部） ６ｂ 台座部 ６ｃ 内底面 ６ｄ 中空孔 （中空部分） ６ｅ 上端部 ６ｆ ねじ部 ７ カバー ８ コネクタサブアッセンブリ ９ 空間部
Claims (2)
- 【請求項１】 振動検出対象である振動体に取付けられ
たハウジングであって、内底面から突出して設けられた
台座部の突出部先端に突起部を有するハウジングと、 振動板と該振動板に取付けられた圧電素子とからなり、
前記突起部に前記振動板が取付けられた振動検出体とを
備え、 前記台座部の内部に中空部分を有することを特徴とする
ノッキング検出装置。 - 【請求項２】 前記台座部の径寸法および前記内底面か
らの高さと、前記中空部分の内径寸法とを変更すること
によりノッキング検出の応答特性を調整できることを特
徴とする請求項１に記載のノッキング検出装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20952896A JP3624411B2 (ja) | 1996-08-08 | 1996-08-08 | ノッキング検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20952896A JP3624411B2 (ja) | 1996-08-08 | 1996-08-08 | ノッキング検出装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1048041A true JPH1048041A (ja) | 1998-02-20 |
| JP3624411B2 JP3624411B2 (ja) | 2005-03-02 |
Family
ID=16574290
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20952896A Expired - Lifetime JP3624411B2 (ja) | 1996-08-08 | 1996-08-08 | ノッキング検出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3624411B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1162467A3 (en) * | 2000-05-30 | 2002-07-24 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Acceleration sensor |
-
1996
- 1996-08-08 JP JP20952896A patent/JP3624411B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1162467A3 (en) * | 2000-05-30 | 2002-07-24 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Acceleration sensor |
| US6769305B2 (en) | 2000-05-30 | 2004-08-03 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Acceleration sensor |
| US6817245B2 (en) | 2000-05-30 | 2004-11-16 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Acceleration sensor |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3624411B2 (ja) | 2005-03-02 |
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