JPS6148649B2 - - Google Patents

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Publication number
JPS6148649B2
JPS6148649B2 JP7366079A JP7366079A JPS6148649B2 JP S6148649 B2 JPS6148649 B2 JP S6148649B2 JP 7366079 A JP7366079 A JP 7366079A JP 7366079 A JP7366079 A JP 7366079A JP S6148649 B2 JPS6148649 B2 JP S6148649B2
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JP
Japan
Prior art keywords
knocking
vibrating body
internal combustion
combustion engine
detector
Prior art date
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Expired
Application number
JP7366079A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPS55166013A (en
Inventor
Kimiaki Yamaguchi
Tadashi Hatsutori
Yoshinori Ootsuka
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Soken Inc
Original Assignee
Nippon Soken Inc
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Publication date
Application filed by Nippon Soken Inc filed Critical Nippon Soken Inc
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Publication of JPS55166013A publication Critical patent/JPS55166013A/en
Publication of JPS6148649B2 publication Critical patent/JPS6148649B2/ja
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  • Measurement Of Mechanical Vibrations Or Ultrasonic Waves (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は内燃機関の気筒内圧力により気筒外に
生じる振動によつてノツキングを検出して、所定
のノツキング程度に点火時期を調整する機能をも
つ内燃機関用点火時期制御装置等に用いるノツキ
ング検出器に関するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention provides an ignition timing control for an internal combustion engine that has a function of detecting knocking by vibrations generated outside the cylinder due to internal cylinder pressure of the internal combustion engine and adjusting the ignition timing to a predetermined knocking level. This relates to knocking detectors used in devices and the like.

ところで、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、
混合気を爆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調波(エンジンシリン
ダのボ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だし、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(トレース
ノツク)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、除々に大きなノツキング(ライ
トノツク、ヘビーノツク)になると内圧最大値よ
り前側(すなわち点火側)のその高調波が大きく
のりだす。そこで、このノツキングにより気筒外
に発生する振動、音を精度よく検出し、フイード
バツクして点火時期を制御すれば機関の効率が大
幅に向上することになるが、フイードバツク要因
であるノツキング状態を精度よく検出し、しかも
車両に要求される厳しい環境条件下で安定に作動
しうる検出器がないのが現状である。
By the way, it is generally known that there is a strong correlation between ignition timing and cylinder pressure;
When the air-fuel mixture is exploded, the cylinder internal pressure, when no knocking occurs, is a harmonic (a component in a frequency band determined by the bore diameter of the engine cylinder and the sound speed during combustion, which is caused by intermittent rapid combustion). However, when knocking begins to occur, this high frequency wave increases near the maximum value of the internal pressure, and due to its influence, vibrations or noise are generated outside the cylinder. If we look closely at the internal pressure signal generated within the cylinder or the vibration or noise generated outside the cylinder, we can see that knocking (trace knock) begins at the engine crank angle where the internal pressure reaches its maximum value, and gradually increases. When knocking occurs (light knock, heavy knock), the harmonics on the side before the maximum internal pressure (that is, on the ignition side) become large. Therefore, if the vibrations and sounds generated outside the cylinder due to this knocking are accurately detected and feedback is used to control the ignition timing, engine efficiency can be greatly improved. At present, there is no detector that can detect this and operate stably under the harsh environmental conditions required for vehicles.

さらには、前述の高調波の周波数成分は、回転
数負荷等の機関条件の外に、各サイクル毎の燃焼
変動によつても微妙に変化し、ある特定の周波数
にのみ生じるというものではなく、周波数帯に分
布して生じる。
Furthermore, the frequency components of the harmonics mentioned above vary slightly not only due to engine conditions such as rotational speed load, but also due to combustion fluctuations in each cycle, and do not occur only at a certain frequency. Occurs distributed over frequency bands.

従来、この種の検出器としては、ノツキングの
周波数帯内で共振する振動系を用いて、ノツキン
グの有無を検出していた。このため共振点近傍の
特定周波数に対し、検出感度が大幅に改善され、
他周波数の振動ノイズは乗りにくくノツキングに
対するS/N比、感度とも大幅に向上する長所が
ある。しかし、共振はその程度(共振の尖鋭度
Q)が高くなれば必然に検知周波数幅が狭くなる
欠点も合せ持つており、Qが高いほど、共振周波
数のずれや燃焼に応じ変化するノツキング周波数
の少しのずれによりノツキング検出ができにくく
なる。
Conventionally, this type of detector has used a vibration system that resonates within the knocking frequency band to detect the presence or absence of knocking. As a result, detection sensitivity is greatly improved for specific frequencies near the resonance point.
It has the advantage that vibration noise of other frequencies is difficult to detect, and both the S/N ratio and sensitivity to knocking are greatly improved. However, resonance also has the disadvantage that the higher the degree of resonance (resonance sharpness Q), the narrower the detection frequency width will inevitably be. A slight deviation makes it difficult to detect knocking.

つまり理想的なノツキング検出器はノツキング
の発生する全周波数帯内でS/N比がよく、しか
も平坦な周波数特性をもつものが要求されること
になる。
In other words, an ideal knocking detector is required to have a good S/N ratio within the entire frequency band where knocking occurs, and also to have flat frequency characteristics.

そこで本発明は上記の点に鑑み、振動系を構成
する振動体の固定端において少なくとも一部を弾
性体により弾性的に固定することにより、振動体
の長さを等価的に可変とし、ノツキングの発生周
波数付近で平坦な周波数特性をもつノツキング検
出器を供給することを目的とするものである。
Therefore, in view of the above points, the present invention makes the length of the vibrating body equivalently variable by elastically fixing at least a part of the fixed end of the vibrating body constituting the vibration system with an elastic body, thereby preventing knocking. The purpose of this invention is to provide a knocking detector that has flat frequency characteristics near the generation frequency.

以下本発明を図に示す実施例について説明す
る。第1図は本発明になるノツキング検出器を用
いたノツクフイードバツク点火システムの構成図
である。図中1は4気筒列型内燃機関であり、機
関1のシリンダブロツク部にノツキング検出器2
がねじ等の手段で装着してある。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。こ
のシステムに用いたノツキング検出回路3は図示
しない点火信号を検出して、点火直後のノツキン
グの発生しない所定時間又は所定クランク角度に
おいて、機関振動によるノイズ成分を、前記検出
器2の出力を用いてサンプリングし、これとノツ
キングの発生しやすい上死点TDC後(指圧のピ
ーク後)の所定時間あるいは所定角度のセンサの
出力との比(積分値即ち平均化した値を用いるこ
ともある)をとつてノツキングを有無を検出して
いる。あるいはノツキングの有無を単に1個の信
号によらず確率的に処理する場合もある。例えば
100回の点火に対し何%のノツキングが生じたか
によつてノツキング有無を判定する。点火時期制
御装置4ではこのノツキングの有無に従つて点火
時期を進遅角させる。これらノツキング検出回路
3および点火時期制御装置4の詳細構成について
は公知であるため説明を省略するが、ノツキング
を検出して点火時期を制御するものであればいず
れの方式にても本検出器が使用可能なことは明ら
かである。
The present invention will be described below with reference to embodiments shown in the drawings. FIG. 1 is a block diagram of a knock feedback ignition system using a knocking detector according to the present invention. In the figure, 1 is a four-cylinder in-line internal combustion engine, and a knocking detector 2 is installed in the cylinder block of the engine 1.
is attached by means such as screws. 3 is a knocking detection circuit that detects engine knocking from the output signal of the knocking detector 2; and 4 is an ignition timing control device that advances or retards the ignition timing in accordance with the output of the detection circuit 3 to control it to an optimum position. The output signal of the control device 4 is passed through a known ignition device 5 to ignite the air-fuel mixture by a spark plug attached to the engine 1. The knocking detection circuit 3 used in this system detects an ignition signal (not shown), and detects noise components due to engine vibration using the output of the detector 2 at a predetermined time period immediately after ignition at which knocking does not occur or at a predetermined crank angle. The ratio of this to the output of the sensor at a predetermined time or at a predetermined angle after top dead center TDC (after the peak of shiatsu pressure) where knocking is likely to occur (an integral value, that is, an averaged value may be used) is calculated. The presence or absence of knocking is detected by Alternatively, the presence or absence of knocking may be processed stochastically, rather than simply based on a single signal. for example
The presence or absence of knocking is determined based on what percentage of knocking occurs in 100 ignitions. The ignition timing control device 4 advances or retards the ignition timing depending on the presence or absence of this knocking. The detailed configurations of the knocking detection circuit 3 and the ignition timing control device 4 are well known and will not be described here, but the present detector can be used with any system that detects knocking and controls the ignition timing. It is clear that it can be used.

次にノツキング検出器について詳述する。第2
図は本発明を原理的に示したものである。第2図
aに示すのは従来の方式によるもので、振動体2
1の一端をその固定部がたわまないように強固に
固定するもので、振動体21の有効振動長は一定
であり、その周波数特性を模式的に表わすと同図
cの実線で示すaのようになる。一方、本発明の
同図bの如く、ゴム等の弾性体220a,220
bをはさんで弾性的に固定する方式によれば、振
動体21の有効振動長は等価的に可変となり、弾
性体のダンパー作用とあいまつて、その周波数特
性は同図cの破線bで示す如く、共振の半値幅は
従来方式に比べて著しく増大する。
Next, the knocking detector will be explained in detail. Second
The figure shows the principle of the invention. The conventional method is shown in Fig. 2a, where the vibrating body 2
The effective vibration length of the vibrating body 21 is fixed, and its frequency characteristics are schematically expressed as a shown by the solid line c in the same figure. become that way. On the other hand, as shown in FIG.
According to the method of elastically fixing the vibration body 21 across the vibration body 21, the effective vibration length of the vibrating body 21 is equivalently variable, and combined with the damper action of the elastic body, its frequency characteristics are shown by the broken line b in the figure c. As such, the half-width of resonance is significantly increased compared to the conventional method.

第3図に磁気検出方式のノツキング検出器に本
発明を適用した第1実施例を示す。同図において
21aはノツキング周波数5〜10KHz又は10〜
13KHz内で共振する磁性材料、例えば鉄、鉄−ニ
ツケル合金等の磁性体製の振動体(以下リードと
呼ぶ)である。このリード21aは平板を切り抜
き又は打ち抜き加工してあり、共振特性はその形
状、厚さh、長さ(支点からの等価的長さ)材
質により決定される。周波数は共振周波数
h/によりほぼ定まる。22は磁力を有する
マグネツト、23はリード21aとマグネツト2
2とから磁路を形成する鉄、鉄−ニツケル合金、
フエライト等の材質を持つL字状のコアである。
この磁路にはリード21a、コア23間にギヤツ
プGが設けてある。従つて、リード21aが振動
すると、ギヤツプGが変化し磁路の磁気抵抗が変
化する。24はこの磁束が変化するのを検出する
コイルである。コイルボビン24aはコア23が
その中心を通る様穴があけてあり、コイル用の導
体はこのボビン外周に巻回する。又、コイル24
とコア23とはその相対的な位置の変化による鎖
交磁束数の変化を防止する為、接着等の手段でボ
ビン24aがコア23に固着してある。25は下
部に機関のシリンダブロツクに検出器を取りつけ
るねじ部25aを有し、上部にコア23を取付け
る支持部25b,25cを持つ鉄、しんちゆう等
のハウジングである。26は前述の磁路を形成す
る各部品のおさえ棒である。
FIG. 3 shows a first embodiment in which the present invention is applied to a magnetic detection type knocking detector. In the same figure, 21a is a knocking frequency of 5 to 10KHz or 10 to 10KHz.
This is a vibrating body (hereinafter referred to as a reed) made of a magnetic material such as iron or iron-nickel alloy that resonates within 13 KHz. The lead 21a is formed by cutting out or punching a flat plate, and its resonance characteristics are determined by its shape, thickness h, length (equivalent length from the fulcrum) and material. The frequency is the resonance frequency 0
It is approximately determined by h/ 2 . 22 is a magnet having magnetic force, and 23 is a lead 21a and magnet 2.
2. Iron, iron-nickel alloy, which forms a magnetic path from
It is an L-shaped core made of ferrite or other material.
A gap G is provided between the lead 21a and the core 23 in this magnetic path. Therefore, when the lead 21a vibrates, the gap G changes and the magnetic resistance of the magnetic path changes. 24 is a coil that detects changes in this magnetic flux. The coil bobbin 24a has a hole through which the core 23 passes through the center, and the coil conductor is wound around the outer periphery of the bobbin. Also, the coil 24
In order to prevent changes in the number of interlinked magnetic fluxes due to changes in their relative positions, a bobbin 24a is fixed to the core 23 by adhesive or other means. Reference numeral 25 is a housing made of iron, steel, or the like, which has a threaded portion 25a at the bottom for attaching the detector to the cylinder block of the engine, and support portions 25b and 25c for attaching the core 23 to the upper portion. Reference numeral 26 denotes a holding rod for each component forming the above-mentioned magnetic path.

振動体21aはその固定端において、一部は固
定部をなすマグネツト22とおさえ棒26とによ
つて強固に固定され、また、その一部は例えばゴ
ム等の弾性体220a,220bにより弾性的に
固定される。おさえ棒26,絶縁板27,29、
コイル出力端子24a,24bを取付けるラグ板
28、ワツシヤ210とともに、リード21の一
端、マグネツト22、およびコア23がビス21
1によりハウジング25の支持部25bに強固に
固定される。コイル出力端子24a,24bはラ
グ板28に半田付けやかしめで固定された後、リ
ード線212によつて外部に出力される。なお、
弾性体220a,220bはマグネツト22とお
さえ棒26とに設けた切欠き内に圧縮して収納し
てある。
A part of the vibrating body 21a is firmly fixed at its fixed end by a magnet 22 and a presser bar 26, which constitute a fixed part, and a part thereof is elastically fixed by elastic bodies 220a and 220b, such as rubber. Fixed. Holding rod 26, insulating plates 27, 29,
Along with the lug plate 28 and washer 210 to which the coil output terminals 24a and 24b are attached, one end of the lead 21, the magnet 22, and the core 23 are attached to the screw 21.
1 is firmly fixed to the support portion 25b of the housing 25. After the coil output terminals 24a and 24b are fixed to the lug plate 28 by soldering or caulking, they are outputted to the outside via a lead wire 212. In addition,
The elastic bodies 220a and 220b are compressed and stored in notches provided in the magnet 22 and the presser bar 26.

213はハウジング25にゴム等のシール材2
14を挾んでかしめにより取つけるカバーであ
り、213aはリード線212を取り出す穴であ
る。215はリード線212を通すゴムブツシユ
である。この検出器2はシリンダブロツクと一体
になつて振動する様にねじ部25aによつてシリ
ンダブロツクに強固に取りつける。
213 is a sealing material 2 such as rubber on the housing 25.
213a is a hole through which the lead wire 212 is taken out. 215 is a rubber bush through which the lead wire 212 is passed. This detector 2 is firmly attached to the cylinder block by a threaded portion 25a so that it vibrates together with the cylinder block.

次に、検出器の作動を説明する。前述したごと
く、検出器2はシリンダブロツクにねじ部25a
により締めつけて取付ける。シリンダブロツクに
生じたノツキングの振動はハウジング25を介し
てリード21aに伝えられ、リード21aは一端
が固定されていることにより、この振動の周波数
強さに応じて振動するが、特に、リード21aの
固有振動数付近の周波数成分をもつ加振力には大
きく応答する。あらかじめ、このリード21aの
固有振動数はノツキングの発生周波数帯域内に設
定してある。
Next, the operation of the detector will be explained. As mentioned above, the detector 2 has a threaded portion 25a on the cylinder block.
Tighten and install. The knocking vibration generated in the cylinder block is transmitted to the reed 21a via the housing 25, and since one end of the reed 21a is fixed, it vibrates according to the frequency strength of this vibration. It responds strongly to excitation forces with frequency components near the natural frequency. The natural frequency of the reed 21a is set in advance within the frequency band in which knocking occurs.

この時、コア23、コイル24、マグネツト2
2はハウジング25と一体となつて振動すべく強
固に固定されているので、リード21aのみが相
対的にノツク振動に対応して振動し、ギヤツプG
の距離がノツキングに応じて変化する。ここで、
コア23、リード21aにはマグネツト22によ
り、あらかじめ所定の磁束が通る様設計してあ
り、ギヤツプGの変化は磁路内の磁束数変化とな
る。コイル24はこの磁束の変化、即ちノツキン
グによる振動を電圧として検出する。検出した電
圧信号はリード線212を介してノツキング検出
回路3へ出力される。
At this time, core 23, coil 24, magnet 2
2 is firmly fixed to the housing 25 so as to vibrate, so only the reed 21a relatively vibrates in response to the knock vibration, and the gap G
The distance changes depending on the knot king. here,
The core 23 and the leads 21a are designed in advance so that a predetermined magnetic flux passes through them using the magnet 22, and a change in the gap G results in a change in the number of magnetic fluxes in the magnetic path. The coil 24 detects this change in magnetic flux, that is, the vibration caused by knocking, as a voltage. The detected voltage signal is output to the knocking detection circuit 3 via the lead wire 212.

ところで、リード21aの固定端は弾性体22
0a,220bにより一部を弾性的に固定してい
るため、リード21aの長さは振動強度により等
価的に可変となり、ダンパ効果とあいまつて出振
はなだらかに生じる。すなわち、共振の半値幅は
単に強固に固定する場合に比べて著しく増大し、
従つて、ノツキングの検出可能な周波数帯域幅も
著しく増大する。この例に示す材質はいずれも強
度的に自動車用として十分な耐久力があり、検出
器全体の耐震性、耐久性に優れている。
By the way, the fixed end of the lead 21a is connected to the elastic body 22.
Since a part of the lead 21a is elastically fixed by 0a and 220b, the length of the lead 21a is equivalently variable depending on the vibration intensity, and together with the damper effect, the vibration is generated smoothly. In other words, the half-width of resonance increases significantly compared to when it is simply fixed firmly,
Therefore, the frequency bandwidth in which knocking can be detected also increases significantly. All of the materials shown in this example have sufficient strength and durability for use in automobiles, and the entire detector has excellent earthquake resistance and durability.

第4図にはさらにノツキングの検出可能な周波
数帯域を拡大する第2実施例を示す。リード21
は本例では3本の振動可能なリード片21b,2
1c,21dに分岐され、それぞれの長さは少し
ずつ異つているため、それぞれの固有振動数すな
わち共振周波数も少しずつ異なり、独立に共振可
能である。ゆえに、どのリード片21b〜21d
が共振してもひとつの磁路内の磁束変化はコイル
24により電圧変化として検出可能であり、その
出力特性を横軸に周波数をとり縦軸に出力電圧比
をとつた第4図cの実線で示す。この検出器に弾
性体220a,220bを使用することにより同
図cの破線のごとくさらにノツキング検出可能な
周波数帯域幅は増大する。
FIG. 4 shows a second embodiment in which the frequency band in which knocking can be detected is further expanded. lead 21
In this example, there are three vibrating reed pieces 21b and 2.
It is branched into 1c and 21d, each having a slightly different length, and therefore each having a slightly different natural frequency, that is, a resonant frequency, and can resonate independently. Therefore, which lead pieces 21b to 21d
Even if the magnetic flux resonates, changes in the magnetic flux within one magnetic path can be detected as voltage changes by the coil 24, and the output characteristics are shown by the solid line in Figure 4c, where the horizontal axis represents the frequency and the vertical axis represents the output voltage ratio. Indicated by By using elastic bodies 220a and 220b in this detector, the frequency bandwidth in which knocking can be detected is further increased as shown by the broken line in FIG.

以上の実施例においては、振動体の一端のみ一
部を弾性的に固定したが、第5図に示す第3実施
例の如くリード21の両端の一部を弾性体220
a,220a′,220b,220b′により弾性的
に固定し、リード21の中央部で磁束の変化を検
出するようにしてもよい。この場合、リード21
は両端がおさえ棒26a,26bにて固定される
ため、両端固定の振動モードとなり、リード21
の中央部で磁束の変化が検出される。この場合
は、コア23aに2つの検出コイル24a,24
bが巻線され、この各コイル24a,24bは直
列に接続され感度の増大をめざす。つまり、複数
の支点を持つ振動体に応用しても、その効果には
原理的に差はない。
In the above embodiments, only one end of the vibrator was fixed elastically, but as in the third embodiment shown in FIG.
A, 220a', 220b, and 220b' may be elastically fixed, and changes in magnetic flux may be detected at the center of the lead 21. In this case, lead 21
Since both ends of the lead 21 are fixed with the holding rods 26a and 26b, it becomes a vibration mode with both ends fixed.
Changes in magnetic flux are detected at the center of the In this case, two detection coils 24a, 24 are installed in the core 23a.
The coils 24a and 24b are connected in series to increase sensitivity. In other words, even when applied to a vibrating body with multiple fulcrums, there is no difference in principle in its effectiveness.

なお、上記各実施例において、マグネツトの代
わりに直流電源により通電されることにより電磁
石となる励磁用コイルを用いることも可能であ
り、また検出コイルの代わりに磁気抵抗素子等の
磁気感応素子を用いることもできる。
In each of the above embodiments, it is also possible to use an excitation coil that becomes an electromagnet by being energized by a DC power source instead of the magnet, and a magnetically sensitive element such as a magnetoresistive element can be used instead of the detection coil. You can also do that.

さらに、先の各実施例では振動体として磁性材
料のリードを使用したが、振動体の材質について
も共振周波数がノツキングの発生周波数帯域内に
実現可能であれば特に限定されるものではない。
第6図に圧電素子を用いた場合の第4実施例を示
す。21e,21fはそれぞれ固定端よりの長さ
が若干異なる2つの圧電素子21g,21h間に
中心電極21fをはさみ装着させたバイモルフ型
と呼ばれる2個の圧電型の振動体である。各振動
体21e,21fは凹部を設けたセラミツク、ベ
ーク等の2つの絶縁体26c,26dの間に、上
下の圧電素子21g,21hを継ぐ外側電極21
j、さらには弾性体220c,220dとともに
振動体21e,21fをはさみ、ビス210aに
より金属製のハウジング25に強固にビス止めす
る。本例では固定端の全面を弾性体220c,2
20dにより弾性的に固定することになる。
Further, in each of the above embodiments, a lead made of magnetic material was used as the vibrating body, but the material of the vibrating body is not particularly limited as long as the resonant frequency can be realized within the frequency band where knocking occurs.
FIG. 6 shows a fourth embodiment in which a piezoelectric element is used. Reference numerals 21e and 21f are two piezoelectric vibrating bodies called a bimorph type in which a center electrode 21f is sandwiched between two piezoelectric elements 21g and 21h having slightly different lengths from their fixed ends. Each vibrating body 21e, 21f has an outer electrode 21 connected to the upper and lower piezoelectric elements 21g, 21h between two insulators 26c, 26d made of ceramic, baked, etc., each having a concave portion.
The vibrating bodies 21e and 21f are sandwiched together with the elastic bodies 220c and 220d, and are firmly screwed to the metal housing 25 using screws 210a. In this example, the entire surface of the fixed end is covered with elastic bodies 220c, 2
20d, it is elastically fixed.

一方の振動体21eの中心電極21iと外側電
極21jは出力端子としてリード線212aを通
して電極2本をガラスにより絶縁して構成した密
封用端子230(通常ハーメテイツクシールと呼
ばれる)の各電極に接続されて出力される。ノツ
キングの振動によりバイモルフ型の振動体21
e,21fの両端、詳しくは中心電極21iと外
側電極21jには電荷が生じ、両電極間には電圧
が生じる。端子230はその金属ハウジング23
0aにより金属製のカバー213に半田付され
る。
The center electrode 21i and the outer electrode 21j of one vibrating body 21e are connected as output terminals through a lead wire 212a to each electrode of a sealing terminal 230 (usually called a hermetics seal), which is constructed by insulating two electrodes with glass. and output. Bimorph type vibrating body 21 due to the vibration of notsking
Electric charges are generated at both ends of electrodes e and 21f, specifically, the center electrode 21i and the outer electrode 21j, and a voltage is generated between the two electrodes. The terminal 230 has its metal housing 23
It is soldered to the metal cover 213 by 0a.

本例では共振周波数は高い側と低い側がそれぞ
れ独立に出力されるので、検出回路側で和動的に
合成すればよい。あるいは、あらかじめ互の電極
を和動的に接続、又は共通電極を用いれば2端子
又は1端子にて合成出力が得られる。独立に用い
ることももちろん可能である。
In this example, the high side and low side of the resonance frequency are output independently, so they can be summarily combined on the detection circuit side. Alternatively, if the electrodes are harmonically connected in advance or a common electrode is used, a combined output can be obtained with two or one terminal. Of course, it is also possible to use it independently.

なお、上述した各実施例においては、振動体の
上下両側面に弾性体を設けたが、この弾性体は一
方の側面に設けるのみでよい。
In each of the embodiments described above, the elastic bodies were provided on both the upper and lower sides of the vibrating body, but the elastic bodies may only be provided on one side.

また、弾性体としてはゴム以外にナイロン等の
弾性を有する合成樹脂を使用することもできる。
Moreover, as the elastic body, in addition to rubber, a synthetic resin having elasticity such as nylon can also be used.

また、振動体の形状は板状に限らず棒状であつ
てもよい。
Further, the shape of the vibrating body is not limited to a plate shape, but may be a rod shape.

以上述べてきた如く本発明においては、ノツキ
ングの発生周波数帯のほぼ中心付近に振動体の固
有周波数を設定し、振動体の有効振動長が変化す
べく振動体の固定端において少なくとも一部を弾
性体により弾性的に固定するから、振動体の固有
周波数を中心とし、半値幅の広い周波数特性をも
つノツキング検出器ができ、ノツキングの検出可
能な周波数幅が著しく増大することにより、回転
数、負荷あるいは各サイクル毎の燃焼変動による
ノツキングの発生周波数の変化も検出が可能にな
るという優れた効果がある。
As described above, in the present invention, the natural frequency of the vibrating body is set approximately near the center of the frequency band in which knocking occurs, and at least a portion of the fixed end of the vibrating body is made elastic so that the effective vibration length of the vibrating body changes. Because it is fixed elastically by the body, it is possible to create a knocking detector that has frequency characteristics with a wide half-width centered around the natural frequency of the vibrating body, and the frequency range in which knocking can be detected increases significantly. Another advantageous effect is that it is possible to detect changes in the knocking occurrence frequency due to combustion fluctuations in each cycle.

さらに、振動体に弾性体を組み合わせるだけで
本発明は実現でき、振動体の材質、さらにはノツ
キングの検出原理、具体的には磁気検出方式又は
電荷検出方式であろうともそれを問わないので広
く適用が可能であるという優れた効果がある。
Furthermore, the present invention can be realized simply by combining an elastic body with a vibrating body, and it does not matter the material of the vibrating body or the detection principle of knocking, specifically whether it is a magnetic detection method or an electric charge detection method, so it can be widely used. It has an excellent effect of being applicable.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明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、第2図a,b,
cは従来検出器および本発明検出器の原理構成図
とそれらの出力特性図、第3図a,bは本発明検
出器の第1実施例を示す横断面図および縦断面
図、第4図a,b,cは本発明検出器の第2実施
例を示す模式平面図、模式正面図および出力特性
図、第5図a,bは本発明検出器の第3実施の要
部構成を示す平面図および縦断面図、第6図a,
b,c,dは本発明検出器の第4実施例を示す横
断面図、縦断面図、要部縦断面図および要部拡大
縦断面図である。 1……内燃機関、21,21a,21e,21
f……振動−電気変換手段に含まれる振動体、2
4……磁気検出手段をなすコイル、26,26
a,26b,26c,26d,210a,211
……固定部の要部を構成するおさえ棒、絶縁体、
ビス、220a,220a′,220b,220
b′,220c,220d……弾性体。
Fig. 1 is a block diagram of a nok feedback ignition system to which the detector of the present invention is applied, Fig. 2 a, b,
c is a diagram of the principle configuration of a conventional detector and a detector of the present invention and their output characteristic diagrams; FIGS. 3a and b are a cross-sectional view and a vertical cross-sectional view showing the first embodiment of the detector of the present invention; FIG. a, b, and c show a schematic plan view, a schematic front view, and an output characteristic diagram showing the second embodiment of the detector of the present invention, and Fig. 5 a, b show the main part configuration of the third embodiment of the detector of the present invention. Plan view and longitudinal section, Figure 6a,
b, c, and d are a cross-sectional view, a vertical cross-sectional view, a vertical cross-sectional view of a main part, and an enlarged vertical cross-sectional view of a main part, showing a fourth embodiment of the detector of the present invention. 1... Internal combustion engine, 21, 21a, 21e, 21
f... vibrating body included in the vibration-electric conversion means, 2
4... Coil forming magnetic detection means, 26, 26
a, 26b, 26c, 26d, 210a, 211
...The holding rod, insulator, which constitutes the main part of the fixed part,
Screws, 220a, 220a', 220b, 220
b', 220c, 220d...Elastic body.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 内燃機関のノツキングによる振動に応じて振
動する板状または棒状の振動体を含み、この振動
体の振動に応じた電気出力を発生する振動−電気
変換手段と、前記振動体の一部を側面より固定す
る固定部と、この固定部と前記振動体との間に挿
入され、この振動体をその有効振動長が変化すべ
く前記固定部に弾性的に固定するための弾性体と
を備えることを特徴とする内燃機関用ノツキング
検出器。 2 前記振動体は圧電素子よりなることを特徴と
する特許請求の範囲第1項記載の内燃機関用ノツ
キング検出器。 3 前記振動体は磁性材料により構成され、前記
振動−電気変換手段は前記振動体の振動による磁
気抵抗変化を検出するための磁気検出手段を含ん
でなることを特徴とする特許請求の範囲第1項記
載の内燃機関用ノツキング検出器。 4 前記磁気検出手段はコイルよりなることを特
徴とする特許請求の範囲第3項記載の内燃機関用
ノツキング検出器。 5 前記弾性体は前記振動体の両側面に設けられ
ていることを特徴とする特許請求の範囲第1項乃
至第4項のうちいずれかに記載の内燃機関用ノツ
キング検出器。 6 前記弾性体は前記振動体の片側面のみに設け
られていることを特徴とする特許請求の範囲第1
項乃至第4項のうちいずれかに記載の内燃機関用
ノツキング検出器。 7 前記弾性体はゴムよりなることを特徴とする
特許請求の範囲第1項乃至第6項のうちいずれか
に記載の内燃機関用ノツキング検出器。 8 前記弾性体は弾性を有する合成樹脂よりなる
ことを特徴とする特許請求の範囲第1項乃至第6
項のうちいずれかに記載の内燃機関用ノツキング
検出器。 9 前記振動体はノツキング周波数帯において互
いに異なる周波数に複数の共振特性を有するもの
であることを特徴とする特許請求の範囲第1項乃
至第8項のうちいずれかに記載の内燃機関用ノツ
キング検出器。
[Scope of Claims] 1. A vibration-to-electric conversion means that includes a plate-shaped or rod-shaped vibrating body that vibrates in response to vibrations caused by knocking of an internal combustion engine, and generates an electrical output in accordance with the vibration of the vibrating body; a fixing part for fixing a part of the body from the side; and a fixing part inserted between the fixing part and the vibrating body to elastically fix the vibrating body to the fixing part so that its effective vibration length can be changed. A knocking detector for an internal combustion engine, comprising an elastic body. 2. The knocking detector for an internal combustion engine according to claim 1, wherein the vibrating body is made of a piezoelectric element. 3. The first aspect of the present invention is characterized in that the vibrating body is made of a magnetic material, and the vibration-to-electrical conversion means includes magnetic detection means for detecting a change in magnetic resistance caused by the vibration of the vibrating body. Knocking detector for internal combustion engines as described in . 4. The knocking detector for an internal combustion engine according to claim 3, wherein the magnetic detection means comprises a coil. 5. The knocking detector for an internal combustion engine according to any one of claims 1 to 4, wherein the elastic body is provided on both side surfaces of the vibrating body. 6. Claim 1, wherein the elastic body is provided only on one side of the vibrating body.
A knocking detector for an internal combustion engine according to any one of items 1 to 4. 7. The knocking detector for an internal combustion engine according to any one of claims 1 to 6, wherein the elastic body is made of rubber. 8. Claims 1 to 6, characterized in that the elastic body is made of elastic synthetic resin.
A knocking detector for an internal combustion engine according to any one of the items. 9. Knocking detection for an internal combustion engine according to any one of claims 1 to 8, wherein the vibrating body has a plurality of resonance characteristics at mutually different frequencies in a knocking frequency band. vessel.
JP7366079A 1979-06-11 1979-06-11 Knocking detector for internal combustion engine Granted JPS55166013A (en)

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JPS6148649B2 true JPS6148649B2 (en) 1986-10-25

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004037181A (en) * 2002-07-02 2004-02-05 Hitachi Maxell Ltd Vibration sensor

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JPS55166013A (en) 1980-12-24

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