JP2016096664A - 圧電素子を利用したエネルギー処理装置 - Google Patents

Abstract

【課題】圧電素子から出力される電気エネルギーを好適に蓄積することができるエネルギー処理装置を提供すること。【解決手段】エネルギー処理装置４３では、スイッチ回路９１によって、ノッキングセンサ４１の出力の供給先を切り替えることによって、ノッキング検出期間（第１期間）では、エンジン１のノッキングを検出し、エネルギー蓄積期間（第２期間）では、ノッキングセンサ４１から出力される電気エネルギーを蓄積する。これによって、ノッキングセンサ４１の出力により、好適にノッキングを検出できるとともに、ノッキングを検出しないときには、ノッキングセンサ４１の出力の電気エネルギーを蓄積することができる。よって、電気エネルギーの有効利用を図ることができる。【選択図】図３

Description

本発明は、圧電素子から出力される電気エネルギーを蓄積することができるエネルギー処理装置に関する。

従来、複数の圧電薄膜を備えた圧電型発電機を有し、内燃機関（エンジン）が振動した場合には、圧電薄膜に生成する応力によって電流を発生させ、その電流を充電池に充電する装置が知られている（特許文献１参照）。

また、圧電素子に付与された応力により発生する起電力を利用して、発光ダイオード等の発光体を発光させる圧電発光装置、具体的には、自転車のテールライトを発光させる圧電発光装置が知られている（特許文献２参照）。

特開平１１−１８４４５号公報 特開２００１−３５１４１６号公報

しかしながら、上述した従来技術においては、圧電素子によって発生する電気エネルギーの利用方法の検討が十分ではなく、一層の改善が求められていた。
例えば、圧電素子を利用したノッキングセンサの出力は、単にノッキングの検出のみに使用されており、その電気エネルギーが十分に利用されていなかった。

本発明は、このような問題に鑑みてなされたものであり、ノッキングセンサ等の圧電素子から出力される電気エネルギーを好適に蓄積することができるエネルギー処理装置を提供することを目的とする。

（１）本発明の第１態様は、圧電型センサの圧電素子から出力される電気エネルギーを蓄積するエネルギー処理装置において、前記圧電素子から出力される電気エネルギーの状態に基づいて前記圧電型センサの検出対象の状態を検出する第１期間と、前記第１期間以外の第２期間と、を設定し、前記第２期間に、前記圧電素子から出力される電気エネルギーを蓄積することを特徴とする。

本第１態様では、第１期間では、圧電型センサの検出対象の状態を検出し、第２期間では、圧電素子から出力される電気エネルギー（電力）を蓄積する。つまり、圧電素子の起電力によって生じる電流の電荷を蓄積する。

これによって、圧電型センサの出力（信号）により、好適に検出対象の状態（例えば内燃機関のノッキングの状態）を検出できるとともに、検出対象の状態を検出しないときには、圧電素子の出力の電気エネルギーを蓄積することができる。これにより、電気エネルギーの有効利用を図ることができる。
なお、圧電型センサとしては、例えば、内燃機関のノッキングを検出するノッキングセンサや、内燃機関の燃焼圧を検出するための燃焼圧センサが挙げられる。

（２）本発明の第２態様では、前記圧電型センサは、内燃機関のノッキングを検出するノッキングセンサである。
本第２態様は、圧電型センサの好適な例を示している。ノッキングセンサからは、内燃機関の振動に伴って、常時、出力がある。従って、ノッキングを検出しない期間には、ノッキングセンサの出力を利用して、電気エネルギーを蓄積することができる。

（３）本発明の第３態様では、前記ノッキングの検出期間か否かを判定する判定手段と、前記判定手段によって、前記ノッキングの検出期間でないと判定された場合には、前記圧電素子から出力される電気エネルギーを蓄積する蓄積手段と、を備えている。

本第３態様では、ノッキングの検出期間でない場合には、圧電素子から出力される電気エネルギーを蓄積するので、ノッキングの検出に影響を及ぼすことなく、電気エネルギーを有効に利用できる。

（４）本発明の第４態様では、前記圧電素子から出力される電気エネルギーの状態に基づいて、前記ノッキングを検出するノッキング検出回路と、前記圧電素子から出力される電気エネルギーを蓄積するエネルギー蓄積回路と、前記圧電素子から出力される電気エネルギーの供給先を、前記ノッキング検出回路と前記エネルギー蓄積回路とに切り替えるスイッチ回路と、を備えている。

本第４態様では、スイッチ回路により、圧電素子から出力される電気エルギーの供給先を、ノッキング検出回路又はエネルギー蓄積回路に切り替えることができる。
（５）本発明の第５態様では、前記スイッチ回路は、前記内燃機関の回転角に基づいて設定された所定のタイミングで、前記供給先を切り替える。

本第５態様では、スイッチ回路によって、内燃機関の回転角（クランク角）に基づいて設定された所定のタイミングで、供給先を切り替えることができる。
（６）本発明の第６態様では、前記エネルギー処理装置は、前記内燃機関の点火時期に関する信号を生成する外部装置に接続され、該外部装置から送信された前記点火時期に関する信号に基づいて、前記内燃機関の点火時期を制御する。

本第６態様では、エネルギー処理装置は、ノッキングセンサから得られる出力信号（圧電素子から得られる電気エネルギー）と外部装置から得られる点火時期に関する信号と基づいて、適切な点火時期となるように点火時期を調整することができる。とりわけ、従来の外部装置に対し、本発明のエネルギー処理装置を付加するだけで、外部装置に対して点火時期制御を行うための設計見直しが不要となり、その設計見直しのための手間（工数）がコストを低減できるという顕著な効果をもたらすことが可能となる。

なお、前記外部装置とは、本発明のエネルギー処理装置とは別に設けられた電子制御装置であり、例えば内燃機関の動作を総合的に制御する電子制御装置（エンジンコントロールユニット：ＥＣＵ）が挙げられる。また、前記点火時期に関する信号は、点火時期に関する情報を含む信号であり、例えば点火時期の基準となるタイミングを示す基準点火信号が挙げられる。

実施例１のエネルギー処理装置が用いられる内燃機関のシステム構成を示す説明図である。 （ａ）は実施例１における複合装置を一部破断して示す断面図、（ｂ）はその複合装置を一部破断して示す正面図である。 実施例１のエネルギー処理装置等の電気的構成を示すブロック図である。 ノッキング信号と切替信号との時間的変化を示す説明図である。 実施例１のエネルギー蓄積回路等の電気的構成を示す回路図である。 電子制御装置で行われる処理のうち、ノッキング検出期間を設定する処理を示すフローチャートである。 実施例２のエネルギー処理装置が用いられる内燃機関のシステム構成を示す説明図である。 実施例２のエネルギー処理装置等の電気的構成を示すブロック図である。

以下では、本発明を実施するための形態（実施例）について説明する。

本実施例１のエネルギー処理装置は、例えば自動車などの各種の内燃機関に用いられるものであり、内燃機関のノッキングを検出する構成と、ノッキングセンサから出力される電気エネルギーを蓄積する構成を備えている。

ａ）まず、本実施例１のエネルギー処理装置を備えた内燃機関のシステム全体について説明する。
図１に示す様に、内燃機関（エンジン）１は、エンジン本体３と、エンジン本体３に空気を導入する吸気管５と、吸入空気量を検出するエアフローメータ７と、吸入空気量を調整するスロットルバルブ９と、スロットルバルブ９の開度を検出するスロットル開度センサ１１と、燃焼室１３内に空気を導入する吸気マニホールド１５と、燃料を吸気マニホールド１５内に噴射する燃料噴射弁１７と、エンジン本体３から（燃焼後の）空気を排出する排気マニホールド１９と、排気マニホールド１９から排出される排気から空燃比を検出する空燃比センサ２１（又は酸素センサ２１）などを備えている。

また、エンジン本体３のシリンダヘッド２３には、点火プラグ２５が取り付けられ、エンジン本体３には、エンジン回転数（回転速度）を検出するエンジン回転数センサ２７や、クランク角（回転角）を検出するクランク角センサ２９が取り付けられている。

更に、エンジン本体３には、後述するノッキングを検出する機能と電気エネルギーを蓄積する機能を有する複合装置３１が取り付けられている。
また、内燃機関１には、エンジン本体３等の運転状態（例えばエンジン回転数や空燃比センサ２１の出力に基づく空燃比フィードバック制御など）を総合的に制御する内燃機関用制御装置（エンジンコントロールユニット）３７が設けられている。この内燃機関用制御装置３７は、図示しないが、周知のＲＡＭ、ＲＯＭ、ＣＰＵ等を有するマイコンを備えた電子制御装置（ＥＣＵ）である。

内燃機関用制御装置３７の入力ポート（図示せず）には、エアフローメータ７、スロットル開度センサ１１、空燃比センサ２１、エンジン回転数センサ２７、クランク角センサ２９、複合装置３１が接続されており、これらの各機器からの信号（センサ信号等）が入力ポートに入力される。

一方、内燃機関用制御装置３７の出力ポート（図示せず）には、燃料噴射弁１７、複合装置３１、イグナイタ３３が接続されており、これらの機器に対して、内燃機関用制御装置３７から、各機器の動作を制御するための制御信号が出力される。

なお、イグナイタ３３には点火コイル３５が接続され、点火コイル３５は点火プラグ２５に接続されている。
ｂ）次に、複合装置３１について説明する。

図２（ａ）、（ｂ）に示す様に、複合装置３１は、ノッキングセンサ４１と、ノッキングを検出する機能及び電気エネルギーを蓄積する機能を有するエネルギー処理装置４３とが、接続ケーブル４５を介して、電気的及び機械的に分離不可能に一体に構成されている。なお、ノッキングセンサ４１とエネルギー処理装置４３とは、電気的に接続されていればよく、分離可能であってもよい。

ノッキングセンサ４１は、周知の圧電素子６５を用いた非共振型ノッキングセンサであり、主体金具４７の軸孔４７ａに取付用ボルト（図示せず）が挿入される構造を有し、取付用ボルトによってエンジン本体３のシリンダブロック４９（図１参照）に固定されるものである。

詳しくは、ノッキングセンサ４１は、ほぼ全体が樹脂成形体５１によってモールドさており、略円筒形状の本体部５３と、本体部５３の側面から突出する略直方体形状のコネクタ部５５と、を備えている。

このうち、本体部５３は、円筒形状の筒状部５７とその一端側（図２（ｂ）の下方）に設けられた環状の鍔部５９とからなる主体金具４７を有している。筒状部５７には、鍔部５９側から、環状の第１絶縁板６１、環状の第１電極板６３、環状の圧電素子６５、環状の第２電極板６７、環状の第２絶縁板６９、環状のウエイト７１、環状の皿バネ７３、環状のナット７５が配置されている。また、第１電極板６３と第２電極板６７とには、両電極板６３、６７間に発生した出力信号（電気エネルギー）を取り出すための第１出力端子８１と第２出力端子８３とが、それぞれ接続されている。

エネルギー処理装置４３は、後述するように、ノッキングの検出を行うと共に、ノッキングセンサ４１から出力される電気エネルギーを蓄積する装置である。換言すれば、エネルギー装置４３は、ノッキングの検出を行うとともに、ノッキングセンサ４１の圧電素子６５にて発生する電荷を蓄積し、蓄積した電荷を他の用途に利用する装置である。

接続ケーブル４５は、内部に第１出力端子８１と第２出力端子８３とに接続された各電気配線（図示せず）が設けられているケーブルであり、この接続ケーブル４５の両端には、両電気配線と接続された第１コネクタ８５と第２コネクタ８７とが設けられている。

ｃ）次に、エネルギー処理装置４３等に関する電気的構成について説明する。
図３に示すように、エネルギー処理装置４３は、ノッキングセンサ４１から出力された信号（出力信号：電気エネルギー）の供給先を切り替えるスイッチ回路９１と、スイッチ回路９１を介して入力された出力信号に基づいて、ノッキングの検出を行うノッキング検出回路９３と、スイッチ回路９１を介して入力された出力信号の電気エネルギー（電荷）を蓄積するエネルギー蓄積回路９５とを備えている。

以下、各構成について説明する。
＜スイッチ回路９１＞
スイッチ回路９１は、ノッキングセンサ４１から出力された信号の供給先を切り替える回路であり、内燃機関用制御装置３７からの制御信号に基づいて、出力信号の供給先を、ノッキング検出回路９３又はエネルギー蓄積回路９５に切り替えることができる。

このスイッチ回路９１では、ノッキングを検出するために設定されたノッキング検出期間は、ノッキングセンサ４１からの出力信号がノッキング検出回路９３に供給されるように切り替える。

ここで、ノッキング検出期間とは、例えば図４に示すように、ノッキングセンサ４１の出力信号のうち、ノッキングが発生し易い（従ってノッキングが検出し易い）期間を設定したものである。つまり、ノッキングは、周知のように、エンジン１が点火時期に対応した所定の回転角の期間に発生し易いので、ノッキング検出期間は、エンジン１の回転毎に周期的に設定されている。

なお、ノッキング検出期間としては、例えば、エンジンの圧縮行程上死点（ＴＤＣ）から１０°ＣＡ後〜７０°ＣＡ後（ＡＴＤＣ１０°ＣＡ〜ＡＴＤＣ７０°ＣＡ）の間が挙げられる。

従って、内燃機関用制御装置３７では、クランク角センサ２９からの信号に基づいて、所定回転角毎に制御信号（切替信号）をスイッチ回路９１に出力することにより、スイッチ回路９１によって、ノッキングセンサ４１の出力信号の供給先の切り替えを行う。

詳しくは、ノッキング検出期間の開始タイミングを示す所定回転角になった場合には、ノッキングセンサ４１の出力信号（ノッキング信号）をノッキング検出回路９３に供給するために、内燃機関用制御装置３７からスイッチ回路９１に対して、第１切替信号が出力される。これによって、ノッキングセンサ４１の出力信号の供給先が、ノッキング検出回路９３に設定される。

また、ノッキング検出期間の終了タイミングを示す所定回転角になった場合には、
ノッキングセンサ４１の出力信号をエネルギー蓄積回路９５に供給するために、内燃機関用制御装置３７からスイッチ回路９１に対して、第２切替信号が出力される。これによって、ノッキングセンサ４１の出力信号の供給先が、エネルギー蓄積回路９５に設定される。

なお、前記第１切替信号及び第２切替信号である切替信号としては、周知のノッキング検出期間（即ちノッキング信号をノッキング検出の演算のためにＣＰＵに取り込む期間）を設定するゲート信号（即ちゲートオープン信号及びゲートクローズ信号であるゲート信号）を使用できる。

ここで、ノッキングセンサ４１の出力信号がノッキング検出回路９３に供給される期間が、第１期間に相当するノッキング検出期間である。また、ノッキング検出期間以外の、ノッキングセンサ４１の出力信号がエネルギー蓄積回路９５に供給される期間が、第２期間に相当するエネルギー蓄積期間である。

なお、スイッチ回路９１にて、出力信号の供給先を切り替えるスイッチ素子（スイッチング素子）としては、例えばアナログスイッチを用いることができる。
＜ノッキング検出回路９３＞
図３に戻り、ノッキング検出回路９３は、ノッキングセンサ４１からの出力信号に基づいてノッキングを検出する周知の回路である。なお、ノッキング検出回路９３としては、例えば、Ａ／Ｄ変換器、周知のＲＡＭ、ＲＯＭ、ＣＰＵ等を有するマイコン（図示せず）等を備えた電子制御装置を採用できる。

このノッキング検出回路９３では、例えば、ノッキング検出期間において、ノッキングセンサ４１の出力信号のピークを保持し（ピークホールドし）、例えばそのピークが所定の判定値以上の場合には、ノッキングが検出したと判定する。なお、その他の周知のノッキング検出方法によって、ノッキングを検出してもよい。

ノッキングが検出された場合には、ノッキングが検出されたことを示す信号を、内燃機関用制御装置３７に出力する。従って、内燃機関用制御装置３７では、例えば点火時期を遅角させることにより、ノッキングの発生を抑制することができる。

＜エネルギー蓄積回路９５＞
エネルギー蓄積回路９５は、ノッキングセンサ４１からの出力信号の電気エネルギーを蓄積することができる回路である。このエネルギー蓄積回路９５としては、周知の電気エネルギー（電荷）を蓄積する蓄電池を備えた各種の回路を採用できる。

このエネルギー蓄積回路９５の構成としては、例えば図５に示すように、ダイオード１０１、コンデンサ１０３、蓄電池１０５、蓄電スイッチ１０７の構成を採用できる。このエネルギー蓄積回路９５では、例えば、蓄電を行う場合（第２期間）には、蓄電スイッチ１０７をオンし、蓄電を行わない場合（第１期間）には、蓄電スイッチ１０７をオフする。

また、エネルギー蓄積回路９５に蓄積された電気エネルギーは、ノッキング検出回路９３や、ＬＥＤやスピーカ等の報知装置９７（図３参照）などに、常時又は所定の期間のみ（例えば、複合装置３１の構成部品の故障や供給電力遮断のような異常時）に供給することができる。

ｄ）次に、エネルギー処理装置４３等の全体の動作について説明する。
エンジン１が作動すると、その振動によって、ノッキングセンサ４１からエネルギー処理装置４３に対して、出力信号が供給される。

このとき、内燃機関用制御装置３７では、切替信号を出力するために、図６に示す処理が実施される。
具体的には、ステップ（Ｓ）１００では、クランク角センサ２９からの信号に基づいて、ノッキング検出期間の開始時期か否か、即ち、内燃機関用制御装置３７からスイッチ回路９１に対して、ノッキング検出回路９３への切替時期を示す第１切替信号を出力するタイミング（即ち第１の回転角）か否かを判定する。ここで肯定判断されるとステップ１１０に進み、一方否定判断されると後述するステップ１２０に移行する。

ステップ１１０では、ノッキング検出期間の開始時期であるので、第１切替信号を、スイッチ回路９１に出力する。これによって、ノッキングセンサ４１の出力信号の供給先が、ノッキング検出回路９３に切り替えられる。

ステップ１２０では、クランク角センサ２９からの信号に基づいて、ノッキング検出期間の終了時期か否か、即ち、エネルギー蓄積回路９５への切替時期を示す第２切替信号を出力するタイミング（即ち第２の回転角）か否かを判定する。ここで肯定判断されるとステップ１３０に進み、一方否定判断されると一旦本処理を終了する。

ステップ１３０では、ノッキング検出期間の終了時期であるので、第２切替信号を、スイッチ回路９１に出力し、一旦本処理を終了する。これによって、ノッキングセンサ４１の出力信号の供給先が、エネルギー蓄積回路９５に切り替えられる。

従って、上述した処理によって、ノッキング検出期間である場合には、スイッチ回路９１によって、ノッキングセンサ４１の出力信号はノッキング検出回路９３に出力されるように設定される。

この場合には、ノッキング検出回路９３にて、ノッキングセンサ４１の出力信号に基づいてノッキングの発生の有無の判定が実施される。その結果は、内燃機関用制御装置３７に対して出力される。

一方、上述した処理によって、ノッキング検出期間でない場合（即ちエネルギー蓄積期間の場合）には、スイッチ回路９１によって、ノッキングセンサ４１の出力信号はエネルギー蓄積回路９５に出力されるように設定される。

この場合には、エネルギー蓄積回路９５にて、ノッキングセンサ４１の出力の電気エネルギーが蓄積される。
ｅ）次に、本実施例１の効果を説明する。

本実施例１では、スイッチ回路９１によって、ノッキングセンサ４１の出力の供給先を切り替えることによって、ノッキング検出期間（第１期間）では、エンジン１のノッキングを検出し、エネルギー蓄積期間（第２期間）では、ノッキングセンサ４１から出力される電気エネルギーを蓄積する。

これによって、ノッキングセンサ４１の出力により、好適にノッキングを検出できるとともに、ノッキングを検出しないときには、ノッキングセンサ４１の出力の電気エネルギーを蓄積することができる。これにより、電気エネルギーの有効利用を図ることができる。

つまり、本実施例１では、ノッキングの検出に影響を及ぼすことなく、電気エネルギーを有効に利用できる。
なお、前記実施例１では、エネルギー処理装置４３内にノッキング検出回路９３を含む例について述べたが、ノッキング検出回路９３を、エネルギー処理装置４３外に配置してもよい。例えば、ノッキング検出回路９３を、内燃機関用制御装置３７内に配置してもよい。つまり、ノッキングを検出するための処理を、内燃機関用制御装置３７のマイコン等で実施するようにしてもよい。

また、内燃機関用制御装置３７内に、エネルギー処理装置４３を配置してもよい。つまり、ノッキングセンサ４１の出力信号を、内燃機関用制御装置３７にて受信して、内燃機関用制御装置３７内で、ノッキングの検出や電気エネルギーの蓄積を行ってもよい。

次に、実施例２について説明するが、前記実施例１と同様な構成については説明を省略する。なお、前記実施例１と同じ構成には同じ番号を用いて説明する。
本実施例２のエネルギー処理装置は、汎用エンジンや２輪車用エンジンなどの各種のエンジンに用いられるものであり、前記実施例１と同様に、エンジンのノッキングを検出する構成と、ノッキングセンサから出力される電気エネルギーを蓄積する構成を備えている。また、本実施例２のエネルギー処理装置は、ノッキングを防止するために、点火時期を制御する機能を有している。なお、以下では、４サイクルの２輪車用エンジンを例に挙げて説明する。

ａ）まず、本実施例２におけるエンジンのシステムなどについて説明する。
図７に示すように、本実施例２では、エンジン１のシステム構成は、基本的に前記実施例１と同様であり、エンジン本体３、複合装置３１、内燃機関用制御装置３７などを備えている。

特に本実施例２では、複合装置３１にイグナイタ３３が接続されており、複合装置３１からの信号により、イグナイタ３３が駆動されるように構成されている。すなわち、複合装置３１（詳しくはエネルギー処理装置４３）により、点火時期が制御されるように構成されている。

図８に示すように、複合装置３１は、前記実施例１と同様に、ノッキングセンサ４１とエネルギー処理装置４３とが、接続ケーブル４５を介して、一体に（例えば分離不可能に一体に）接続された装置である。

エネルギー処理装置４３は、前記実施例１と同様に、スイッチ回路９１、ノッキング検出回路９３、エネルギー蓄積回路９５を備えている。特に、本実施例２では、後述するように、ノッキング検出回路９３では、ノッキングの検出を行うとともに、点火時期の調整も行う。

ｂ）次に、本実施例２における前記システムの動作について説明する。
エンジン１が作動すると、その振動によって、ノッキングセンサ４１からエネルギー処理装置４３に対して、出力信号が供給される。また、以下に述べるように、点火時期の制御やスイッチ回路９１の制御などが行われる。

＜点火時期の制御＞
内燃機関用制御装置３７では、周知のように、例えばエンジン回転数や吸入空気量などに基づいて、点火時期となる基準点火時期を決定する。

この基準点火時期とは、エンジン１毎のばらつきや気候変化等を考慮したときにも当該エンジン１が破損しないような十分なマージンを持って設定された点火時期を、エンジン１の運転状態毎に複数設定したマップを用いた上で、このマップと現在の運転状態とを対応（照合）して設定されるベースとなる点火時期（即ち、エネルギー処理装置４３のノッキング検出回路９３によって調整される対象の点火時期）である。

なお、この基準点火時期を示す信号が、基準点火信号（Ａ）である。そして、この基準点火信号（Ａ）が、ノッキング検出回路９３に対して出力される。
基準点火信号（Ａ）を受信するノッキング検出回路９３では、ノッキングセンサ４１からの信号（ノッキング信号）を受信し、そのノッキング信号に基づいて、ノッキングの発生の有無を検出する。例えば、前記実施例１のように、ノッキング信号のピーク値の大きさに基づいて、ノッキングの有無を判定する。

そして、ノッキング検出回路９３では、ノッキングの発生状態等に応じて、基準点火時期にて設定された点火時期を調整（補正）して、補正点火時期を決定する。なお、この補正点火時期を示す信号が、補正点火信号（Ｂ）である。

例えば、ノッキングが発生していない場合には、所定期間毎に、点火時期を最大進角に至るまで徐々に進角させ、ノッキングが発生すると基準点火時期に戻すように、補正点火時期を設定する。なお、エンジン起動時や加速時等の運転過渡期といったエンジン回転数の変動が大きな場合には、前記点火時期を補正する処理は行わない。

次に、上述のように補正点火時期が決定されると、ノッキング検出回路９３から、イグナイタ３３に対して、補正点火信号（Ｂ）が出力される。なお、この補正点火信号（Ｂ）に基づいて、周知のように、点火コイル３５及び点火プラグ２５により、点火動作が行われる。

＜スイッチ回路９１の制御＞
ノッキング検出回路９３では、上述した点火時期の制御に加えて、スイッチ回路９１の動作の制御を行う。

つまり、ノッキング検出回路９３では、ノッキング検出期間に対応した切替信号を出力するために、前記実施例１の図６に示す処理とほぼ同様な処理が実施される。
なお、ノッキングは、主として、実際の点火時期に対応した時期（点火時期より所定期間遅れた所定期間）に発生することが知られているので、実際の点火時期である補正点火時期に基づいて、ノッキング検出期間を設定することができる。

このノッキング検出期間は、例えば公知の特許第５４３２３９８号公報の図８及びその説明等に記載のノック検知ウィンドウＫＮＷの期間と同じであるので、ノッキング検出期間の設定方法の説明は省略する。

ここでは、前記図６に基づいて、スイッチ回路９１の制御について簡単に説明する。
ステップ１００では、ノッキング検出期間の開始時期か否かを判定する。
ステップ１１０では、ノッキング検出期間の開始時期であるので、第１切替信号を、スイッチ回路９１に出力する。

続くステップ１２０では、ノッキング検出期間の終了時期か否かを判定する。
ステップ１３０では、ノッキング検出期間の終了時期であるので、第２切替信号を、スイッチ回路９１に出力し、一旦本処理を終了する。

従って、上述した処理によって、ノッキング検出期間である場合には、前記実施例１と同様に、ノッキング検出回路９３にて、ノッキングセンサ４１の出力信号に基づいてノッキングの発生の有無の判定が実施される。

一方、上述した処理によって、ノッキング検出期間でない場合（エネルギー蓄積期間の場合）には、前記実施例１と同様に、エネルギー蓄積回路９５にて、ノッキングセンサ４１の出力の電気エネルギーが蓄積される。

ｃ）このように、本実施例２では、上述した構成によって、前記実施例１と同様な効果を奏する。
また、本実施例２では、エネルギー処理装置４３は、ノッキングセンサ４１から得られる出力信号と内燃機関用制御装置３７から得られる点火時期に関する信号と基づいて、適切な点火時期となるように点火時期を調整することができる。

なお、本実施例２では、ノッキング検出回路９３が、ノッキング検出処理のみならず、補正点火時期の算出処理やスイッチ回路９１の制御処理を実行する構成について説明したが、ノッキング検出回路９３とは別に、補正点火時期の算出処理等を行う点火時期調整装置や、スイッチ回路９１を制御するスイッチ制御回路を備えていてもよい。

その場合は、点火時期調整装置が、補正点火時期の算出処理等を行い、スイッチ制御回路が、スイッチ回路９１の動作の制御を行うことができる。
［特許請求の範囲との対応関係］
ノッキングセンサが圧電型センサの一例に相当し、第１期間及びノッキングの検出期間がノッキング検出期間の一例に相当し、第２期間がエネルギー蓄積期間の一例に相当し、実施例１の内燃機関用制御装置（ＥＣＵ）及び実施例２のノッキング検出回路が判定手段の一例に相当し、エネルギー蓄積回路が蓄積手段の一例に相当する。

尚、本発明は、以下の実施例に何ら限定されるものではなく、本発明の技術的範囲に属する限り種々の形態を採り得ることはいうまでもない。
（１）例えば、圧電型センサとしては、ノッキングセンサに限らず、圧電素子の出力を利用して、エンジン等の各種の検出対象の状態を検出する各種のセンサが挙げられる。例えば燃焼圧センサなどが挙げられる。

（２）また、ノッキングセンサは、非共振型ノッキングセンサに限らず、共振型ノッキングセンサを使用でき、ノッキングを検出できれば、その種類は限定されない。
（３）更に、上述の実施例のように、シリンダブロックにノッキングセンサを配置したものに限らず、例えば点火プラグの座金等に圧電素子を配置し、その圧電素子の出力からノッキングを検出するノッキングセンサ（例えばプラグ座金型圧力センサ）にも適用できる。

（４）また、本発明は、２サイクルのエンジンに適用することもできる。

１…内燃機関（エンジン）
３１…複合装置
３７…内燃機関用制御装置（ＥＣＵ）
４１…ノッキングセンサ
４３…エネルギー処理装置
６５…圧電素子
９１…スイッチ回路
９３…ノッキング検出回路
９５…エネルギー蓄積回路

Claims (6)

1. 圧電型センサの圧電素子から出力される電気エネルギーを蓄積するエネルギー処理装置において、
   前記圧電素子から出力される電気エネルギーの状態に基づいて前記圧電型センサの検出対象の状態を検出する第１期間と、前記第１期間以外の第２期間と、を設定し、
   前記第２期間に、前記圧電素子から出力される電気エネルギーを蓄積することを特徴とするエネルギー処理装置。
2. 前記圧電型センサは、内燃機関のノッキングを検出するノッキングセンサであることを特徴とする請求項１に記載のエネルギー処理装置。
3. 前記ノッキングの検出期間か否かを判定する判定手段と、
   前記判定手段によって、前記ノッキングの検出期間でないと判定された場合には、前記圧電素子から出力される電気エネルギーを蓄積する蓄積手段と、
   を備えたことを特徴とする請求項２に記載のエネルギー処理装置。
4. 前記圧電素子から出力される電気エネルギーの状態に基づいて、前記ノッキングを検出するノッキング検出回路と、
   前記圧電素子から出力される電気エネルギーを蓄積するエネルギー蓄積回路と、
   前記圧電素子から出力される電気エネルギーの供給先を、前記ノッキング検出回路と前記エネルギー蓄積回路とに切り替えるスイッチ回路と、
   を備えたことを特徴とする請求項２又は３に記載のエネルギー処理装置。
5. 前記スイッチ回路は、前記内燃機関の回転角に基づいて設定された所定のタイミングで、前記供給先を切り替えることを特徴とする請求項４に記載のエネルギー処理装置。
6. 前記エネルギー処理装置は、前記内燃機関の点火時期に関する信号を生成する外部装置に接続され、該外部装置から送信された前記点火時期に関する信号に基づいて、前記内燃機関の点火時期を制御すること特徴とする請求項２〜５のいずれか１項に記載のエネルギー処理装置。

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