JPS61134631A - 共振型ノツクセンサ− - Google Patents
共振型ノツクセンサ−Info
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- JPS61134631A JPS61134631A JP59257122A JP25712284A JPS61134631A JP S61134631 A JPS61134631 A JP S61134631A JP 59257122 A JP59257122 A JP 59257122A JP 25712284 A JP25712284 A JP 25712284A JP S61134631 A JPS61134631 A JP S61134631A
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- Japan
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- knocking
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Links
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
- G01L23/00—Devices 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
- G01L23/22—Devices 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
- G01L23/221—Devices 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
- G01L23/222—Devices 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
-
- 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
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】
〈産業上の利用分野〉
本発明は、内燃機関のシリンダー壁等に固結して、該シ
リンダー内のノッキングの発生を検出するのに用いられ
る共振型ノックセンサーに関する。
リンダー内のノッキングの発生を検出するのに用いられ
る共振型ノックセンサーに関する。
〈従来技術〉
この種ノックセンサーは、共振用金属薄板の一面に圧電
素子を一体的に貼着してなる振動感知部材を、４１１１
！関取付用のケース内に支持してなるものであり、前記
振動感知部材の共振周波数を、ノッキング振動波の周波
数に一致させることにより。
素子を一体的に貼着してなる振動感知部材を、４１１１
！関取付用のケース内に支持してなるものであり、前記
振動感知部材の共振周波数を、ノッキング振動波の周波
数に一致させることにより。
ノッキングの発生に伴って圧電素子を良好に振動させ、
該振動に伴い最大出力を発生させるようにしてなるもの
である。
該振動に伴い最大出力を発生させるようにしてなるもの
である。
〈発明が解決しようとする問題点〉
ところで、前記共振型ノックセンサーの場合には、圧電
素子を挟持して、振動に伴い該圧電素子に振動と同期す
る圧縮歪を与えてノッキング検出を行なう非共振型のノ
ックセンサーとは異なり、金属薄板の振動と整一に同期
して振動を生ずるものではなく、ノッキングの発生後体
々に振巾が大きくなり、ノッキングの終了後、徐々に減
衰して終息するという立上がり及び立下がりの鈍い振動
量カバターンを描く。
素子を挟持して、振動に伴い該圧電素子に振動と同期す
る圧縮歪を与えてノッキング検出を行なう非共振型のノ
ックセンサーとは異なり、金属薄板の振動と整一に同期
して振動を生ずるものではなく、ノッキングの発生後体
々に振巾が大きくなり、ノッキングの終了後、徐々に減
衰して終息するという立上がり及び立下がりの鈍い振動
量カバターンを描く。
この場合に前記立上がり振動及び立下がり振動は、回路
上設定されたスレッショルド値以下として、ノイズ信号
として処理される。
上設定されたスレッショルド値以下として、ノイズ信号
として処理される。
このため、山数の少ないノック波形であると、その出力
信号は前記スレッショルド値に達する以前に終息し、信
号として検知することができないという欠点がある。
信号は前記スレッショルド値に達する以前に終息し、信
号として検知することができないという欠点がある。
また、機関の回転数が大となると、そのノッキングの発
生間隔が狭くなり、前記センサーの立下がり振動が、次
のノッキングの立上がり振動と重畳して、その振動が増
幅され、結局ノイズレベルが高くなることとなる。この
ため、前記振動を検知する場合には、ノイズと信号とを
弁別するスレッショルド値は、前記ノイズを平均化して
作られるため、かかる値が上がってＳ／Ｎ比が低下する
こととなる。このことをさらに詳しく第４図で示すと、
最初の信号Ｓｌが発生しても、ノックの発生間隔が短い
とスレッショルド値Ｔは適正値であるが、ノック間隔が
短くなると、その信号の谷間■が、前記したように立上
がり振動と立下がり振動との重畳により高くなる。この
ためスレッショルド値は、前記スレッショルド値Ｔ以下
の信号（ノイズ信号）を平均して設定されるように回路
処理がなされているから、該スレッショルド値Ｔの値が
高くなる。このため信号Ｓ４のピーク出力はスレ、ショ
ルド値Ｔとの差が小さくなり、Ｓ／Ｎ比が逐次的に低下
することとなる。このようにエンジンの回転、が上がり
ノッキング間隔が密になる程Ｓ／Ｎ比が低下するという
欠点がある。
生間隔が狭くなり、前記センサーの立下がり振動が、次
のノッキングの立上がり振動と重畳して、その振動が増
幅され、結局ノイズレベルが高くなることとなる。この
ため、前記振動を検知する場合には、ノイズと信号とを
弁別するスレッショルド値は、前記ノイズを平均化して
作られるため、かかる値が上がってＳ／Ｎ比が低下する
こととなる。このことをさらに詳しく第４図で示すと、
最初の信号Ｓｌが発生しても、ノックの発生間隔が短い
とスレッショルド値Ｔは適正値であるが、ノック間隔が
短くなると、その信号の谷間■が、前記したように立上
がり振動と立下がり振動との重畳により高くなる。この
ためスレッショルド値は、前記スレッショルド値Ｔ以下
の信号（ノイズ信号）を平均して設定されるように回路
処理がなされているから、該スレッショルド値Ｔの値が
高くなる。このため信号Ｓ４のピーク出力はスレ、ショ
ルド値Ｔとの差が小さくなり、Ｓ／Ｎ比が逐次的に低下
することとなる。このようにエンジンの回転、が上がり
ノッキング間隔が密になる程Ｓ／Ｎ比が低下するという
欠点がある。
尚、このような不利益があるにもかかわらず、共振型ノ
ックセンサーが採用されるのは、非共振型に比して電気
的フィルターが不要である等、信 １号処理が簡単で
あるという利点を有するからである。
ックセンサーが採用されるのは、非共振型に比して電気
的フィルターが不要である等、信 １号処理が簡単で
あるという利点を有するからである。
本発明は、共振型ノックセンサーにあって、前記の欠点
を、可及的に阻止し得るようにすることを目的とするも
のである。
を、可及的に阻止し得るようにすることを目的とするも
のである。
く問題点を解決するための手段〉
本発明は、−面に圧電素子を一体的に貼着した金属薄板
の振動感知部材の、その金属薄板に、制動材を連接させ
てなるものである。
の振動感知部材の、その金属薄板に、制動材を連接させ
てなるものである。
ここで言う制動材とは、ゴム、発泡性材料や繊維等の多
孔質材料１発条等のように振動感知部材の減衰定数ζを
大きくするものをいう。
孔質材料１発条等のように振動感知部材の減衰定数ζを
大きくするものをいう。
く作用〉
第５図は、特定の減衰定数ζを有する振動感知部材につ
いて、８０００Ｈｚで加振した場合の応答性を示すグラ
フであって、夫々縦軸は、飽和値（最大値）に対する振
巾の割合（縦軸）と、時間（横軸）との関係を示してい
る。ここで第５図イのものはζ＝ ０．０１ 、第５図
口はζ＝ ０．０５ 、第５図ハはζ＝ ０．１０の振
動感知部材の特性を示す、この特性比較により明らかな
ように、減衰定数ζが大きくなればなる程、出力信号の
立上がりが良好となることが示される。また立下がりに
ついても同様に減衰定数ζが大きくなればなる程、良好
となる。
いて、８０００Ｈｚで加振した場合の応答性を示すグラ
フであって、夫々縦軸は、飽和値（最大値）に対する振
巾の割合（縦軸）と、時間（横軸）との関係を示してい
る。ここで第５図イのものはζ＝ ０．０１ 、第５図
口はζ＝ ０．０５ 、第５図ハはζ＝ ０．１０の振
動感知部材の特性を示す、この特性比較により明らかな
ように、減衰定数ζが大きくなればなる程、出力信号の
立上がりが良好となることが示される。また立下がりに
ついても同様に減衰定数ζが大きくなればなる程、良好
となる。
そこで後記実施例の説明で詳述する第り図の基本構成に
なる振動型ノッキングセンサーを用いて、制動材を適用
しないものと、本発明の一実施例である金属薄板の下面
に制動材（シリコンゴム）を貼着して振動感知部材の減
衰定数ζを大きくしたものとの立下がり、及び立上がり
曲線を計測し比峡した。
なる振動型ノッキングセンサーを用いて、制動材を適用
しないものと、本発明の一実施例である金属薄板の下面
に制動材（シリコンゴム）を貼着して振動感知部材の減
衰定数ζを大きくしたものとの立下がり、及び立上がり
曲線を計測し比峡した。
［条件１
金属薄板：外径１５．２厘層、内径２鳳■、厚さ０．３
■層圧電素子；外径１５．２層腸、内径２層■、厚さ０
．３腸脂シリコンゴム；外径！５．２層履、内径５層麿
、厚さ１層層 加振周波数； ５ｊＫＨｚ ［結果］ ここで第６図イは入力した振動の波形図であり、第６図
口、ハは前記振動により生じた出力信号の波形図を示し
、第６図口は制動材を適用しない場合、第６図ハは厚さ
１層層の制動材（シリコンゴム）を金属薄板の下面に貼
着した場合を夫々示す、この第６図口、への比較により
、制動材を適用した場合には、出力信号の立上がり及び
立下がりが、従来構成に比して著しく改善されたことが
示される。
■層圧電素子；外径１５．２層腸、内径２層■、厚さ０
．３腸脂シリコンゴム；外径！５．２層履、内径５層麿
、厚さ１層層 加振周波数； ５ｊＫＨｚ ［結果］ ここで第６図イは入力した振動の波形図であり、第６図
口、ハは前記振動により生じた出力信号の波形図を示し
、第６図口は制動材を適用しない場合、第６図ハは厚さ
１層層の制動材（シリコンゴム）を金属薄板の下面に貼
着した場合を夫々示す、この第６図口、への比較により
、制動材を適用した場合には、出力信号の立上がり及び
立下がりが、従来構成に比して著しく改善されたことが
示される。
尚、その共振周波数帯域についても、前記従来構成が１
４０Ｈｚであるのに比して、５８０Ｈｚであり、広い周
波数帯域を有し、ノッキング周波数のバラ付きに対して
本発明のものは良好に対応しうろことが示された。
４０Ｈｚであるのに比して、５８０Ｈｚであり、広い周
波数帯域を有し、ノッキング周波数のバラ付きに対して
本発明のものは良好に対応しうろことが示された。
〈実施例〉
第１図について１本発明を適用するノッキングセンサー
の一般的な構成を説明する。
の一般的な構成を説明する。
２は、下面にシリンダー壁Ｗに螺合する取付ポルト３を
突設された凹状の螺装体であって、キャップ４を被着す
ることにより、内部に取付空隙５を生じさせたケース１
が構成される。前記螺装体２の底面には螺子孔６が設け
られ、該螺子孔６には絶縁材料からなる保持ポルト７が
螺着される。前記保持ボルト７は、六角頭部８の上方か
ら段付螺子杆９が突設されている。
突設された凹状の螺装体であって、キャップ４を被着す
ることにより、内部に取付空隙５を生じさせたケース１
が構成される。前記螺装体２の底面には螺子孔６が設け
られ、該螺子孔６には絶縁材料からなる保持ポルト７が
螺着される。前記保持ボルト７は、六角頭部８の上方か
ら段付螺子杆９が突設されている。
１１は、環状の金属薄板であって、その上面に環状圧電
素子１２が貼着され、振動感知部材が構成される。前記
金属薄板１１は、その中央の透孔を螺子杆９に外嵌して
、その段部で係止し、前記螺子杆９に螺合したナツト１
０により緊締して保持ポルト７上部に保持される。尚前
記金属薄板１１の上下には螺子杆９に外嵌された座金１
３，１３が配設される。
素子１２が貼着され、振動感知部材が構成される。前記
金属薄板１１は、その中央の透孔を螺子杆９に外嵌して
、その段部で係止し、前記螺子杆９に螺合したナツト１
０により緊締して保持ポルト７上部に保持される。尚前
記金属薄板１１の上下には螺子杆９に外嵌された座金１
３，１３が配設される。
前記キャップ４には、アース端子１４と、出力用リード
線１５を挿通し、前記アース端子１４を前記金属薄板１
１と電気的に接続された上部の座金１３に接続し、出力
用リード線１５を圧電素子１２の電極に接続するように
している。
線１５を挿通し、前記アース端子１４を前記金属薄板１
１と電気的に接続された上部の座金１３に接続し、出力
用リード線１５を圧電素子１２の電極に接続するように
している。
かかる構成により、ノッキングが生じると、シリンダー
壁Ｗに追従してケースが振動し、金属薄板１２が湾曲振
動し、該薄板上の圧電素子１２に湾曲歪が与えられる。
壁Ｗに追従してケースが振動し、金属薄板１２が湾曲振
動し、該薄板上の圧電素子１２に湾曲歪が与えられる。
このため該歪量に略比例す する出力信号がリード線
１５から取出される。
１５から取出される。
次に本発明の実施例を示す。
第１図は、前記金属薄板１１の下面に、制動板としてシ
リコンゴム２０ａを適用したものであり、前記金属薄板
１１の下面に貼着される。その形状及び作用は前記く作
用〉の項で説明した通りである。
リコンゴム２０ａを適用したものであり、前記金属薄板
１１の下面に貼着される。その形状及び作用は前記く作
用〉の項で説明した通りである。
第２図は、制動板として発泡ゴム２０ｂを適用した実施
８例を示し、該発泡ゴム２０ｂを短筒状として、前記保
持ボルト７に外嵌し、金属薄板１１と螺装体２底面間に
介装する。この場合に、前記発泡ゴム２０ｂの高さは、
金属薄板１１と螺装体２の間隔と等しいか、若干高くす
る必要がある。
８例を示し、該発泡ゴム２０ｂを短筒状として、前記保
持ボルト７に外嵌し、金属薄板１１と螺装体２底面間に
介装する。この場合に、前記発泡ゴム２０ｂの高さは、
金属薄板１１と螺装体２の間隔と等しいか、若干高くす
る必要がある。
かかる発泡ゴム２０ｂは、多孔質材料の一例を示し、そ
の他繊維材料からなるもの等種々適用し得る。
の他繊維材料からなるもの等種々適用し得る。
第３図は、制動材として発条２０ｃを適用した実施例を
示し、前記螺装体２底面とキャー２ブ４下面間に発条２
０ｃを介装して、そのコイル間で、金属薄板１１及び圧
電素子１２の周端を挟持するようにしたものである。
示し、前記螺装体２底面とキャー２ブ４下面間に発条２
０ｃを介装して、そのコイル間で、金属薄板１１及び圧
電素子１２の周端を挟持するようにしたものである。
前記した制動材のほかに、前記金属薄板１１の全面又は
その一部に樹脂材料を塗着し、かかる樹脂材料を制動材
とするようにしてもよい。
その一部に樹脂材料を塗着し、かかる樹脂材料を制動材
とするようにしてもよい。
また、前記制動材の振動感知部材との連係手段は、金属
薄板１１と、圧電素子１２間に介装する等種々前えられ
る。この場合の制動材は、環状薄ゴム等が適当である。
薄板１１と、圧電素子１２間に介装する等種々前えられ
る。この場合の制動材は、環状薄ゴム等が適当である。
前記した各制動材を供給することにより振動感知部材の
減衰定数ζがいずれも大きくなり、第６図へに示したも
のと同様の効果を生ずる。
減衰定数ζがいずれも大きくなり、第６図へに示したも
のと同様の効果を生ずる。
〈発明の効果〉
本発明は、上述のように、金属薄板１１に制動板を連接
し、出力信号の立上がり、及び立下がりを鋭くしたから
。
し、出力信号の立上がり、及び立下がりを鋭くしたから
。
イ）山数の少ないノック波形の出力信号も、急速な立上
がりにより、スレッショルド値に到達するのが早くなり
、そのノッキング振動を検出することが可能となる。
がりにより、スレッショルド値に到達するのが早くなり
、そのノッキング振動を検出することが可能となる。
口）ノアキング間隙が短い場合にも、立上がりと立下が
り出力の重畳を押え、その谷間を急便にできる。このた
めスレッショルド値の上昇を抑止でき、Ｓ／Ｎ比を向上
することができる。
り出力の重畳を押え、その谷間を急便にできる。このた
めスレッショルド値の上昇を抑止でき、Ｓ／Ｎ比を向上
することができる。
等の優れた効果がある。
添付図面は本考案の実施例を示し、第１図はノッキング
センサーの縦断側面図、第２，３図は他の実施例を示す
要部の縦断側面図、第４図は従来の出力信号を示す波形
図、第５図イ９ロ２ハは減衰定数こと振巾との関係を示
すグラフ、第６図イは入力した振動の波形図、ＮＩＪ６
図口は制動材を適用しない場合の出力信号の波形図、第
６図ハは制動材を適用した場合の出力信号の波形図であ
る。 ７；保持ポルト １１；金属薄板 １２；圧電素子 ２
０ａ；シリコンゴム ２０ｂ、発泡ゴム ２０ｃ；発条 出願人 日本特殊陶業株式会社第１ 図 第２ 図 第３０
センサーの縦断側面図、第２，３図は他の実施例を示す
要部の縦断側面図、第４図は従来の出力信号を示す波形
図、第５図イ９ロ２ハは減衰定数こと振巾との関係を示
すグラフ、第６図イは入力した振動の波形図、ＮＩＪ６
図口は制動材を適用しない場合の出力信号の波形図、第
６図ハは制動材を適用した場合の出力信号の波形図であ
る。 ７；保持ポルト １１；金属薄板 １２；圧電素子 ２
０ａ；シリコンゴム ２０ｂ、発泡ゴム ２０ｃ；発条 出願人 日本特殊陶業株式会社第１ 図 第２ 図 第３０
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １）金属薄板の一面に圧電素子を一体的に貼着させてな
る振動感知部材を、機関取付用のケース内に支持してな
るものにおいて、前記振動感知部材に、制動材を連接さ
せたことを特徴とする共振型ノックセンサー ２）前記制動材として、ゴムを用いたことを特徴とする
実用新案登録請求の範囲第１）項記載の共振型ノックセ
ンサー ３）前記制動材として、多孔質材料を用いたことを特徴
とする実用新案登録請求の範囲第１）項記載の共振型ノ
ックセンサー ４）前記制動材として、発条を用いたことを特徴とする
実用新案登録請求の範囲第１）項記載の共振型ノックセ
ンサー
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59257122A JPS61134631A (ja) | 1984-12-05 | 1984-12-05 | 共振型ノツクセンサ− |
| US06/804,451 US4704894A (en) | 1984-12-05 | 1985-12-04 | Resonating knock sensor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59257122A JPS61134631A (ja) | 1984-12-05 | 1984-12-05 | 共振型ノツクセンサ− |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61134631A true JPS61134631A (ja) | 1986-06-21 |
Family
ID=17302031
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59257122A Pending JPS61134631A (ja) | 1984-12-05 | 1984-12-05 | 共振型ノツクセンサ− |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4704894A (ja) |
| JP (1) | JPS61134631A (ja) |
Families Citing this family (17)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4950914A (en) * | 1987-03-30 | 1990-08-21 | Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha | Collision detection system for a vehicle |
| US4823602A (en) * | 1987-06-19 | 1989-04-25 | The Dow Chemical Company | Accelerometer mounting device |
| FR2643154B1 (fr) * | 1989-02-14 | 1991-05-31 | Mourgues Eric | Appareil de detection et de signalisation des chutes des corps dans l'eau |
| JPH049721A (ja) * | 1990-04-27 | 1992-01-14 | Mitsubishi Electric Corp | 振動検出器 |
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