JPS58142228A - 圧電型ノツキング検知装置 - Google Patents
圧電型ノツキング検知装置Info
- Publication number
- JPS58142228A JPS58142228A JP57025316A JP2531682A JPS58142228A JP S58142228 A JPS58142228 A JP S58142228A JP 57025316 A JP57025316 A JP 57025316A JP 2531682 A JP2531682 A JP 2531682A JP S58142228 A JPS58142228 A JP S58142228A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- resistor
- sensor
- speed
- engine
- piezoelectric
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01H—MEASUREMENT OF MECHANICAL VIBRATIONS OR ULTRASONIC, SONIC OR INFRASONIC WAVES
- G01H11/00—Measuring mechanical vibrations or ultrasonic, sonic or infrasonic waves by detecting changes in electric or magnetic properties
- G01H11/06—Measuring mechanical vibrations or ultrasonic, sonic or infrasonic waves by detecting changes in electric or magnetic properties by electric means
- G01H11/08—Measuring mechanical vibrations or ultrasonic, sonic or infrasonic waves by detecting changes in electric or magnetic properties by electric means using piezoelectric devices
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
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- Measurement Of Mechanical Vibrations Or Ultrasonic Waves (AREA)
- Testing Of Engines (AREA)
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】
本発明は、圧電型変換素子を用いたノッキング検知装置
に関し、その検知性能を向−Ｊ−、させることを目的と
するものである。自動車エン・ジンのノッキングを検知
するだめの方式として、ノッキング現象に伴なうエンジ
ンの固有の振動をとらえる方式が簡便であり一般的であ
る。
に関し、その検知性能を向−Ｊ−、させることを目的と
するものである。自動車エン・ジンのノッキングを検知
するだめの方式として、ノッキング現象に伴なうエンジ
ンの固有の振動をとらえる方式が簡便であり一般的であ
る。
ノンキングに伴なう工／ジ／の固有の振動をとらえる方
法として、何種類かあるが、検知するセンサとしては、
エンジンの種々の振動の中から、ノッキング固有の振動
のみを抽出できる様に、検知特性に共振系を利用した特
定周波数に対する選択特性を持たせることが行なわれて
いる。
法として、何種類かあるが、検知するセンサとしては、
エンジンの種々の振動の中から、ノッキング固有の振動
のみを抽出できる様に、検知特性に共振系を利用した特
定周波数に対する選択特性を持たせることが行なわれて
いる。
既に実施されている圧電型ノッキングセンタの周波数特
性を第１図に示す。同図に示す如く、共振点のＱの値は
鋭いため選択性に於て秀れるか、−力信号の時間的変化
の速い場合は、信号検出が困難となる。ノッキング検知
を行なう場合は、二ｒノジンの回転数に応じて、ノッキ
ング振動の発生している時間巾が狭くなり、信号として
充分とりきれなくなる傾向にある。特に、高速回転時の
ノッキング検知を確実に行なうためには、それに伴なっ
てＱの値を低く抑える様に制御する必要があるＱ本発明
は、エンジン回転の広い範囲に匂って、ノッキングに伴
なう固有振動を確実に検知することによって、精度良く
ノッキング現象を検知することができるノッキング検知
装置を提供するものである。
性を第１図に示す。同図に示す如く、共振点のＱの値は
鋭いため選択性に於て秀れるか、−力信号の時間的変化
の速い場合は、信号検出が困難となる。ノッキング検知
を行なう場合は、二ｒノジンの回転数に応じて、ノッキ
ング振動の発生している時間巾が狭くなり、信号として
充分とりきれなくなる傾向にある。特に、高速回転時の
ノッキング検知を確実に行なうためには、それに伴なっ
てＱの値を低く抑える様に制御する必要があるＱ本発明
は、エンジン回転の広い範囲に匂って、ノッキングに伴
なう固有振動を確実に検知することによって、精度良く
ノッキング現象を検知することができるノッキング検知
装置を提供するものである。
第２図は、本発明の一実施例におけるノッキ／り検知装
置の概略の構成を示している。第２図に於て、１は圧電
型セラミックセンサ、２は圧電型セラミックセンサ１に
並列に接続された可変抵抗器ＶＲであり、その抵抗値は
外部からの指令に依って設定される機能を有するもので
ある。３は可変抵抗器２に直列に接続された固定抵抗器
である。
置の概略の構成を示している。第２図に於て、１は圧電
型セラミックセンサ、２は圧電型セラミックセンサ１に
並列に接続された可変抵抗器ＶＲであり、その抵抗値は
外部からの指令に依って設定される機能を有するもので
ある。３は可変抵抗器２に直列に接続された固定抵抗器
である。
４は圧電型セラミックセンサからの出力を、他の電気回
路部へ導くだめのシールド線である。５はセンサ出力を
増巾するだめの増巾器、６はマイクロコンピーータ、７
はエンジンの回転速度を計測する回転速度計である。８
は増巾器６の後に接続され、ノッキングを精度良く検知
するだめの信号処理回路部である。
路部へ導くだめのシールド線である。５はセンサ出力を
増巾するだめの増巾器、６はマイクロコンピーータ、７
はエンジンの回転速度を計測する回転速度計である。８
は増巾器６の後に接続され、ノッキングを精度良く検知
するだめの信号処理回路部である。
前述の様に、圧電型セラミックセンサの共振特性は、エ
ンジンのノッキング発生に伴なう特徴振動のみを検知す
るために、Ｑは鋭い方が良いが、高速回転になるに従か
い振動鼓形の持続時間も短かくなり、検知が困難となる
だめ、本実施例では圧電型セラミックセンサに並列に負
荷抵抗として、可変抵抗器（ＶＲ）２及び固定抵抗器（
Ｒｏ）ａを挿入し、Ｑを抑え検知を確実に行なおうとす
るものである。
ンジンのノッキング発生に伴なう特徴振動のみを検知す
るために、Ｑは鋭い方が良いが、高速回転になるに従か
い振動鼓形の持続時間も短かくなり、検知が困難となる
だめ、本実施例では圧電型セラミックセンサに並列に負
荷抵抗として、可変抵抗器（ＶＲ）２及び固定抵抗器（
Ｒｏ）ａを挿入し、Ｑを抑え検知を確実に行なおうとす
るものである。
即ち、エンジンの回転速度を回転速度計７にてδ１測し
、その回転速度に応じて最適の負荷抵抗値をマイクロコ
ンピュータ６によって設定し、その設定値に従った制御
信号によって可変抵抗器２を駆動するものである。この
様に、センサ共振特性のＱを制御した場合の様子の例を
第４図の点線、一点鎖線で示しである。
、その回転速度に応じて最適の負荷抵抗値をマイクロコ
ンピュータ６によって設定し、その設定値に従った制御
信号によって可変抵抗器２を駆動するものである。この
様に、センサ共振特性のＱを制御した場合の様子の例を
第４図の点線、一点鎖線で示しである。
この様に、負荷抵抗を可変とすることによってＱを適当
に抑えることが出来るが、同時に、共振周波数ｆ に於
けるレベルＶ。も同時に変化するこ。１−となる。従っ
て、Ｑの値の何如に拘らず、一定のｖｏを得る様にセン
サ出力を制御する必要がある。
に抑えることが出来るが、同時に、共振周波数ｆ に於
けるレベルＶ。も同時に変化するこ。１−となる。従っ
て、Ｑの値の何如に拘らず、一定のｖｏを得る様にセン
サ出力を制御する必要がある。
その制御を行なうために、マイクロコンピー−一タ６か
ら、増巾器６へＡＧＣ用の信号を供給している。
ら、増巾器６へＡＧＣ用の信号を供給している。
第３図は、圧電型セラミックセンサ１の負荷抵抗を固定
抵抗の切り換えで行なう他の実施例を示したもので、固
定抵抗器Ｒ−Ｒ・・・・・・を切換スイ ４ ッチ９によって切換えＱを制御しようとするものである
。この場合も切り換えの最適抵抗値の選定はマイクロコ
ンピュータ６によって行なわれる。
抵抗の切り換えで行なう他の実施例を示したもので、固
定抵抗器Ｒ−Ｒ・・・・・・を切換スイ ４ ッチ９によって切換えＱを制御しようとするものである
。この場合も切り換えの最適抵抗値の選定はマイクロコ
ンピュータ６によって行なわれる。
第６図は圧電型セラミックセンサの変換系の等価回路を
示している。第６図ａにおいて、トランスＴから左側は
機棹系を、又右側は電気系を示している。屹は外力によ
る駆動ツバＺ０はセンサの機械共振系のインピーダンス
、Ｔは機械系と電気系との間の変換を行なうトランス、
Ｃ０は圧電型セラミックセンサの静電容駁、Ｉｏは機械
系の外力によって電気系に発生する電気的起電力である
。Ｒｄは第２図における可変抵抗器２、固定抵抗器３を
含めた抵抗、又は第３図における固定抵抗Ｒ１＋ （Ｒ
２＋ Ｒ３＋ Ｒ４） ｔ Ｒ□を含めた抵抗である。
示している。第６図ａにおいて、トランスＴから左側は
機棹系を、又右側は電気系を示している。屹は外力によ
る駆動ツバＺ０はセンサの機械共振系のインピーダンス
、Ｔは機械系と電気系との間の変換を行なうトランス、
Ｃ０は圧電型セラミックセンサの静電容駁、Ｉｏは機械
系の外力によって電気系に発生する電気的起電力である
。Ｒｄは第２図における可変抵抗器２、固定抵抗器３を
含めた抵抗、又は第３図における固定抵抗Ｒ１＋ （Ｒ
２＋ Ｒ３＋ Ｒ４） ｔ Ｒ□を含めた抵抗である。
またＺＬはセンサからの出力電圧を取り出す側に接続さ
れた内部負荷インピーダンスである。
れた内部負荷インピーダンスである。
第６図ａにおいて、外力Ｆ０によって機械系がＶの振動
速度で振動した場合、トランスＴにより電気的信号源と
して、力係数Ａと撮動速度Ｖとの積Ａ：に等しい信号源
電流ｉが流れる。■が流れることによってＲｄおよび負
荷インピーダンスｚＬの両端にセンサの出力電圧ｅが発
生する。
速度で振動した場合、トランスＴにより電気的信号源と
して、力係数Ａと撮動速度Ｖとの積Ａ：に等しい信号源
電流ｉが流れる。■が流れることによってＲｄおよび負
荷インピーダンスｚＬの両端にセンサの出力電圧ｅが発
生する。
第６図すは第５図ａの等価回路を簡略化し、機械系にの
み着目したもので、電気系の全インピーダンスが機械系
に与える影響を機械インピーダンスＺｍとして表わした
ものである。
み着目したもので、電気系の全インピーダンスが機械系
に与える影響を機械インピーダンスＺｍとして表わした
ものである。
すなわち、電気系側の全インピーダンスは磯（戒撮動系
の作動に影響を与え、その影響の仕方はＺｔｎが挿入さ
れた分だけ制動されることになる。
の作動に影響を与え、その影響の仕方はＺｔｎが挿入さ
れた分だけ制動されることになる。
ｚｍは第６図ａの一点鎖線の右側を見たイノピーダンス
２．を以って表わすなら、 １ Ａ：圧電変換器の力係数 Ｚ、ニドランスから電気系を見た全インピーダンス である。
２．を以って表わすなら、 １ Ａ：圧電変換器の力係数 Ｚ、ニドランスから電気系を見た全インピーダンス である。
ここで便宜的に負荷インピーダンスを制動抵抗Ｒｄに含
めて、改めてＲｄとすると、２．はであり、従って、 である。
めて、改めてＲｄとすると、２．はであり、従って、 である。
に３）式を震形し、ωを共振周波数のω。を用い、振動
系のＱの制動に役立つ実数部のみを求めると、 となり、（４）式からＱを制動するために、Ｒ（Ｚｍ）
をできるたけ大きくするために、Ｒ（Ｚｍ）の最大値を
求めると、 のとき、 ２ Ｒ（Ｚｍ）ニー ・・・・・（（））を得
ることとなる。
系のＱの制動に役立つ実数部のみを求めると、 となり、（４）式からＱを制動するために、Ｒ（Ｚｍ）
をできるたけ大きくするために、Ｒ（Ｚｍ）の最大値を
求めると、 のとき、 ２ Ｒ（Ｚｍ）ニー ・・・・・（（））を得
ることとなる。
従って静電容量Ｃ８を持つ圧電型セラミソクヒンサのＱ
を最も効率的に制動するためには、ｌｌ’＋ｌＩ型セラ
ミックセラミックセンサ゛ける負荷抵抗ヲ１３センサに
並列に接続すればよいこととなる。
を最も効率的に制動するためには、ｌｌ’＋ｌＩ型セラ
ミックセラミックセンサ゛ける負荷抵抗ヲ１３センサに
並列に接続すればよいこととなる。
そして、そのときのＱの値は、
Ｑ−□ ・・・・・（７）
ω０ＣＯＲｄ
となる。
以上の様に本発明ではセンサに並列に接続さＪ＋だ抵抗
の抵抗値を１転速度の上昇に伴・て大き・ぐしているも
のであり、本発明による圧電型ノッキング検知装置では
、エンジンのいかなる回転迷惑のノッキングに対しても
最適の検知条件にて検出することができ、特にターボエ
ンジンの如く高速回転に到るまで検知精度を向ＩＩさせ
ることができる。なお、可変抵抗器はセンサ部のみなら
ず、電気回路の入力部分においても調整可能なことは首
うまでもない。
の抵抗値を１転速度の上昇に伴・て大き・ぐしているも
のであり、本発明による圧電型ノッキング検知装置では
、エンジンのいかなる回転迷惑のノッキングに対しても
最適の検知条件にて検出することができ、特にターボエ
ンジンの如く高速回転に到るまで検知精度を向ＩＩさせ
ることができる。なお、可変抵抗器はセンサ部のみなら
ず、電気回路の入力部分においても調整可能なことは首
うまでもない。
第１図は圧電型ノンキングセンサの周波数特性図、第２
図は本発明の一実施例における圧電型ノッキング検知装
置のブロック図、第３図は本発明の他の実施例のブロッ
ク図、第４図は本発明装置の周波数特性図、第６図ａは
本発明装置の等価回路図、第６図すは同装置の簡略化し
た等価回路図である。 １・・・・・・圧電型セラミックセンサ、２・・・・・
・可変抵抗器、３・・・・・・固定抵抗器、４・・・・
・・シールド線、６・・・・・・増幅器、６・・・・・
・マイクロコンビ、−タ、７・・・・・・回転速度剖、
８・・・・・・信号処理回路部、９・・・・・・・切換
スイッチ。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか１名第１
図 Ｊ。 第２図 第 ３１！１
図は本発明の一実施例における圧電型ノッキング検知装
置のブロック図、第３図は本発明の他の実施例のブロッ
ク図、第４図は本発明装置の周波数特性図、第６図ａは
本発明装置の等価回路図、第６図すは同装置の簡略化し
た等価回路図である。 １・・・・・・圧電型セラミックセンサ、２・・・・・
・可変抵抗器、３・・・・・・固定抵抗器、４・・・・
・・シールド線、６・・・・・・増幅器、６・・・・・
・マイクロコンビ、−タ、７・・・・・・回転速度剖、
８・・・・・・信号処理回路部、９・・・・・・・切換
スイッチ。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか１名第１
図 Ｊ。 第２図 第 ３１！１
Claims (1)
- エンジンの振動を検出する圧電型変換素子に並列に抵抗
を接続し、エンジンの回転速度に応じて一■−記抵抗の
抵抗値を可変する手段を有し、エンジンの回転速度の上
昇に伴い一１二記抵抗の抵抗値を大きくすることを特徴
とする圧電型ノッキング検知装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57025316A JPS58142228A (ja) | 1982-02-18 | 1982-02-18 | 圧電型ノツキング検知装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57025316A JPS58142228A (ja) | 1982-02-18 | 1982-02-18 | 圧電型ノツキング検知装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58142228A true JPS58142228A (ja) | 1983-08-24 |
Family
ID=12162585
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57025316A Pending JPS58142228A (ja) | 1982-02-18 | 1982-02-18 | 圧電型ノツキング検知装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58142228A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4658650A (en) * | 1984-08-28 | 1987-04-21 | Nippondenso Co., Ltd. | Vibration and acoustic wave detecting device employing a piezoelectric element |
-
1982
- 1982-02-18 JP JP57025316A patent/JPS58142228A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4658650A (en) * | 1984-08-28 | 1987-04-21 | Nippondenso Co., Ltd. | Vibration and acoustic wave detecting device employing a piezoelectric element |
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