JPS6237151Y2 - - Google Patents

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JPS6237151Y2
JPS6237151Y2 JP1981138071U JP13807181U JPS6237151Y2 JP S6237151 Y2 JPS6237151 Y2 JP S6237151Y2 JP 1981138071 U JP1981138071 U JP 1981138071U JP 13807181 U JP13807181 U JP 13807181U JP S6237151 Y2 JPS6237151 Y2 JP S6237151Y2
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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01LMEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
    • G01L9/00Measuring steady of quasi-steady pressure of fluid or fluent solid material by electric or magnetic pressure-sensitive elements; Transmitting or indicating the displacement of mechanical pressure-sensitive elements, used to measure the steady or quasi-steady pressure of a fluid or fluent solid material, by electric or magnetic means
    • G01L9/0041Transmitting or indicating the displacement of flexible diaphragms
    • G01L9/007Transmitting or indicating the displacement of flexible diaphragms using variations in inductance
    • 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
    • G01L23/223Devices 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 magnetic or magnetostrictive means

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  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Measuring Fluid Pressure (AREA)
  • Measurement Of Mechanical Vibrations Or Ultrasonic Waves (AREA)
  • Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は内燃機関に生じるノツキングを検知し
て点火時期を最適に制御する内燃機関用点火時期
制御装置等に適用するためのノツキング検出器に
関し、特に機関のシリンダ内に発生したノツキン
グの圧力振動がシリンダ壁を通り、冷却水中を伝
ぱすることに着眼し冷却水の圧力脈動からノツキ
ングを検知するノツキング検出器に関する。
点火時期と気筒内圧とは強い相関関係があるこ
とは一般に知られるところであるが、混合気を曝
発させた場合のシリンダ内圧はノツキングが生じ
ていない時は高周波(通常5KHz〜10KHzおよび
11〜13KHzの周波数成分のもので、エンジンシリ
ンダのポア径と燃焼時の音速によつて決められる
周波数帯域の成分で燃焼の断続急速燃焼により生
じるもの)がのらないが、ノツキングが生じだす
と内圧の最大値近傍よりこの高周波がのり出し、
その影響によつて気筒外へ振動あるいは音となつ
て発生する。その気筒内に発生する内圧信号ある
いは気筒外へ発生する振動あるいは音の発生状態
をよくみると、ノツキングの生じはじめは内圧の
最大値になるエンジンクランク角より出はじめ、
徐々に大きなノツキングになると内圧最大値より
前側(すなわち点火側)にその高周波が大きくの
り出す現象が見られる。
従つて、上記高周波に起因するエンジン振動の
有無の検出によりノツキングの有無の判別が可能
であり、ノツキングによる振動は前述のように5
〜10KHzの低周波数帯と11〜13KHzの高周波数帯
とに発生するものであり、この周波数帯の冷却水
圧の脈動に共振するダイヤフラムにより水圧脈動
を検出すれば精度よくノツキングの発生を検出出
来る。
しかし、この水圧の脈動は通常0.1Kg/cm2以下
であり、冷却水系には0.9〜1.5Kg/cm2の静止水圧
が印加されるのが一般的であるため、冷却水系の
静止圧を除去し、脈動分のみを検知することがよ
り理想的である。
そこで、本考案においては、冷却水系に印加さ
れた静止水圧の影響を除去する方法として、検出
器をノツキングの水圧脈動と共振して応動するダ
イヤフラムと該ダイヤフラムの応動に対し交流的
にのみ応答する構成とすることによつて水圧脈動
分のみを検知する高精度の検出器とした。
また、冷却水中にノツキングの水圧脈動と共振
して応動するダイヤフラムを露出させてノツキン
グを検出していると、該ダイヤフラムに気泡が付
着することがあり、気泡が付着すると、圧力変動
が気泡にて吸収され、ダイヤフラムの振幅が減少
してノツキング検出器の出力電圧が低下すること
となる。特にノツキング周波数が高い周波数成分
の時にこの傾向が著しくなる。また、気泡付着前
は、平坦な周波数特性であつたものが、気泡の粒
径によつては共振現象も現われる。
本考案は、上記の欠点を除くため、ダイヤフラ
ムに親水性のコーテイング材を貼付することによ
りダイヤフラムに気泡が付着することを防止した
ノツキング検出器を提供することを目的とするも
のである。
以下本考案を図に示す実施例について説明す
る。第1図、第2図は本考案になるノツキング検
出器を適用したノツクフイードバツク点火システ
ムの構成図及びノツキング検出器の装着状態を示
す説明図である。図中1は4気筒列型機関であ
り、ノツキング検出器2は、機関のシリンダ壁外
周を取りまく冷却水系6中に検出器の一端が露出
すべくネジにより取りつけられる。3はノツキン
グ検出器2の出力信号から機関のノツキングを検
出するノツキング検出回路、4は検出回路3の出
力に応じて点火時期を進遅角させて最適位置に制
御する点火時期制御装置である。この制御装置4
の出力信号は公知の点火装置5を介して、機関1
に装着した点火プラグにより混合気に着火する。
第3図は本考案になる内燃機関用ノツキング検
出器の第1実施例の詳細構成を示す縦断面図であ
る。201は取付用ネジ部201aを有するハウ
ジングである。202はその端部をハウジング2
01の最下端部に沿つて全周溶接することによつ
てハウジング201に固定された円板状のダイヤ
フラムで、フレーム202aの径を調節すること
によつてノツキングの周波数で共振するように共
振周波数を設定してあり、このダイヤフラム20
2の下面に親水性のコーテイング材210が貼布
してある。この親水性のコーデイング材としては
シリコンをスパツタリングしたものが好ましい。
203は円筒状で図示の着磁形式を持つフエライ
ト、アルニコ等のマグネツト、204は円板状に
構成され、外周に打込み部分、中央に連通孔20
4aを有する磁性体プレート、205はマグネツ
ト203に接したリング状の磁性体である。20
6は磁性体プレート204に溶接等で一体に取り
つけた円筒状の中心磁路であつて中間に凹部20
6aを有する。207はコイルで、中心磁路の磁
気抵抗変化による磁束の変化を検出するコイルで
ある。このコイル207は磁束の単位時間当りの
変化量に応じて出力を出す。コイル207で生じ
た電圧は出力端子207a,207bにより検出
器外部に出力される。208は磁性体プレート2
04、マグネツト203、磁性体205、中心磁
路206、コイル207、出力端子207a,2
07bを一体に成形して作る樹脂モールド材であ
る。209はシール用Oリングである。あらかじ
め一体に成型されたマグネツトコイル、磁性体プ
レート、中心磁路等はハウジング201の打込み
部201cの段付部分まで磁性体プレート204
の外周が打込まれ、Oリング209によりシール
され、ハウジング上部201dのカシメ部により
全周カシメされて固定される。そして、中心磁路
206の端部と磁性体205の下面とダイヤフラ
ム202の上面との間にはギヤツプGが構成され
ており、かつダイヤフラム202は磁性体(例え
ばFe、磁性ステンレス)のプレートで構成する
からダイヤフラム202が変位し、エアギツプG
が変化すると磁気回路中を通る磁束が変化する。
次に本考案になる上記構成のノツキング検出器
の作動について説明する。ノツキングが発生する
と、冷却水系に水圧脈動が生じ、その水圧脈動は
冷却水中を伝ぱして、冷却水中に露出している検
出器2のダイヤフラム202に矢印A方向に印加
され、ダイヤフラム202は水圧脈動に応じて脈
動変位し、ギヤツプGが変化するが、伝ぱされた
水圧脈動がノツキングの周波数と同じ周波数にな
るとダイヤフラム202は共振をおこしダイヤフ
ラム202の変位量が大となり、従つてギヤツプ
Gの変化量も大となる。マグネツト203→磁性
体205→磁性体よりなるダイヤフラム202→
中央磁路206→磁性体プレート204の磁気回
路に発生している磁束はギヤツプGの変化量に応
じて変化しコイル207は交流的に出力を出す。
その出力は出力端子207a,207bより前記
第1図図示のノツキング検出回路3に入力され、
前述のように点火時期を制御する。
この実施例において、冷却水中の圧力変動に応
動するダイヤフラム202の下面には親水性のコ
ーテイング材210が貼付してあるから、ダイヤ
フラム202には気泡が付着せず、気泡により圧
力変動が吸収されることがなく、ノツキング検出
器の出力電圧が低下することはない。
第4図は本考案になるノツキング検出器の第2
実施例の構成を示し、ダイヤフラム202の下面
に親水性のコーテイング材210を貼付する構成
は前記第3図図示の第1実施例と同じである。こ
の第2実施例では、導電材よりなる円板状のダイ
ヤフラム202の上面に部分的に圧電素子6を導
電性接着材やスパツタリング等により固着してあ
る。ダイヤフラム202はハウジング201を介
して接地され、圧電素子6の他面には図示してな
いが薄膜電極が固着され、リード線6aにより出
力端子207aに接続されている。
この検出器においては、冷却水中を伝ぱして来
たノツキングによる水圧脈動がダイヤフラム20
2を脈動させると、圧電素子6に応力が加わり、
直接電気信号が発生しリード線6a、出力端子2
07aを経て第1図図示のノツキング検出回路3
に入力され点火時期を制御する。
なお、本考案になる前記親水性のコーテイング
材を下面に貼付する構成のダイヤフラムは、上述
の実施例に限らず、冷却水中を伝ぱするノツキン
グにより発生する水圧脈動のみを検出して内燃機
関のノツキングを検出するノツキング検出器であ
れば、何のような構成の検出器にも適用できる。
上述したように、本考案になる内燃機関用ノツ
キング検出器においては、冷却水の圧力変動に直
接応動するダイヤフラムに親水性のコーテイング
材を貼付しているから、ダイヤフラムに気泡が付
着することを防止することが出来、検出器の出力
電圧が低下することを防止することが出来るとい
う効果が大である。
また、ノツキングの周波数と共振するダイヤフ
ラムの脈動を磁気的手段又は圧電的手段によつて
交流的に検知し、水中の圧力伝ぱがブロツク振動
の伝ぱに比較して減衰しにくいことから、内燃機
関の多数の気筒に発生したノツキングでも1個の
ノツキング検出器で同時検出することができる効
果が大である。また本考案検出器ではノツキング
の誤検出性が少なく精度の良いノツキング検出器
を提供することができるという効果もある。
また本考案検出器では、ダイヤフラムが検出し
た水圧脈動のみを磁気的手段又は圧電的手段によ
り交流的に取り出しているから、構造簡単で安価
な検出器を提供することができ、ダイヤフラムは
微圧用の高感度構成とすることが可能で、ノツキ
ング検出精度が向上する。
【図面の簡単な説明】
第1図はノツキングフイードバツク点火システ
ムの構成図、第2図は本考案になるノツキング検
出器の装着状態を示す説明図、第3図及び第4図
は本考案になるノツキング検出器の第1実施例及
び第2実施例の詳細構成を示す縦断面図で、図中
同一符号は同一又は均等部分を示す。 2……ノツキング検出器、201……ハウジン
グ、202……ダイヤフラム、210……親水性
のコーテイング材、202a……フレーム、20
3……マグネツト、204……磁性体プレート、
205……リング状磁性体、206……中心磁
路、207……コイル、208……樹脂モールド
材、6……圧電素子。

Claims (1)

  1. 【実用新案登録請求の範囲】 (1) 内燃機関のノツキングをエンジン冷却水の圧
    力変動により検知するノツキング検出器におい
    て冷却水の圧力変動に直接応動するダイヤフラ
    ムに親水性のコーテイング材を貼付したことを
    特徴とする内燃機関用ノツキング検出器。 (2) 前記親水性のコーテイング材はシリコンを含
    む材質であることを特徴とする実用新案登録請
    求の範囲第1項記載の内燃機関用ノツキング検
    出器。 (3) 圧力変動の検知手段は磁気発生手段と前記ダ
    イヤフラムを含む磁気回路と前記ダイヤフラム
    の応動により磁気回路中の磁束が変化するのを
    検出する磁束検出手段とから構成されることを
    特徴とする実用新案登録請求の範囲第1項又は
    第2項記載の内燃機関用ノツキング検出器。 (4) 圧力変動の検知手段は前記ダイヤフラムに貼
    付された圧電素子で構成されることを特徴とす
    る実用新案登録請求の範囲第1項又は第2項記
    載の内燃機関用ノツキング検出器。
JP1981138071U 1981-09-16 1981-09-16 内燃機関用ノツキング検出器 Granted JPS5842723U (ja)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP1981138071U JPS5842723U (ja) 1981-09-16 1981-09-16 内燃機関用ノツキング検出器
US06/368,090 US4440014A (en) 1981-09-16 1982-04-13 Knocking detection device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP1981138071U JPS5842723U (ja) 1981-09-16 1981-09-16 内燃機関用ノツキング検出器

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS5842723U JPS5842723U (ja) 1983-03-22
JPS6237151Y2 true JPS6237151Y2 (ja) 1987-09-22

Family

ID=15213287

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP1981138071U Granted JPS5842723U (ja) 1981-09-16 1981-09-16 内燃機関用ノツキング検出器

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JPS5842723U (ja) 1983-03-22
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