(57)【要約】【課題】  圧力に応じた信号を出力するセンシング部に対して棒状の圧力伝達部材を介して、エンジンの燃焼圧を伝達するようにした圧力検出装置において、より確実にノッキングを検出できるようにする。【解決手段】  センシング部２０と、一端部側がセンシング部２０側に位置し他端部側がセンシング部２０の外方へ延びるように配置された棒状の圧力伝達部材８０とを備え、圧力伝達部材８０の他端部側をエンジン２００に形成された挿入穴２０１に挿入し、当該他端部側にて受けた燃焼圧が圧力伝達部材８０を介してセンシング部２０に伝達されることにより燃焼圧の検出を行うようにした圧力検出装置１００において、圧力伝達部材８０は、エンジン２００におけるノッキングの周波数ｆｎにて共振するようになっており、この圧力伝達部材８０の共振に基づいてノッキングの周波数ｆｎを検出するようにしている。【選択図】        図１
2006010624.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧力に応じた信号を出力するセンシング部（２０）と、
一端部側が前記センシング部（２０）側に位置し他端部側が前記センシング部（２０）の外方へ延びるように配置された棒状の圧力伝達部材（８０）とを備え、
前記圧力伝達部材（８０）の他端部側をエンジン（２００）に形成された挿入穴（２０１）に挿入し、当該他端部側にて受けた燃焼圧が前記圧力伝達部材（８０）を介して前記センシング部（２０）に伝達されることにより前記燃焼圧の検出を行うようにした圧力検出装置において、
前記圧力伝達部材（８０）は、前記エンジン（２００）におけるノッキングの周波数にて共振するようになっており、この圧力伝達部材（８０）の共振に基づいて前記ノッキングの周波数を検出するようにしたことを特徴とする圧力検出装置。
【請求項２】
前記圧力伝達部材（８０）は、少なくとも一部が中空形状となっているものであることを特徴とする請求項１に記載の圧力検出装置。
【請求項３】
前記圧力伝達部材（８０）には、前記圧力伝達部材（８０）の重量を調整するための凹部（８１）が形成されていることを特徴とする請求項１または２に記載の圧力検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、圧力に応じた信号を出力するセンシング部に対して棒状の圧力伝達部材を介して、エンジンの燃焼圧を伝達するようにした圧力検出装置に関するものであり、燃焼圧センサなどに適用することができる。
【背景技術】
【０００２】
従来より、この種の一般的な圧力検出装置としては、圧力に応じた信号を出力するセンシング部と、一端部側がセンシング部側に位置し他端部側がセンシング部の外方へ延びるように配置された棒状の圧力伝達部材とを備えた構成のものが提案されている（たとえば、特許文献１参照）。ここにおいて、センシング部としては、たとえば歪みゲージなどが採用される。
【０００３】
このような棒状の圧力伝達部材を有する圧力検出装置は、エンジンの燃焼室内の圧力（いわゆる筒内圧）を検出する燃焼圧センサなどに適用されるものである。
【０００４】
具体的には、この圧力検出装置を燃焼圧センサに適用するにあたっては、圧力伝達部材の他端部側をエンジンに形成された挿入穴に挿入し、当該他端部側にて受けた燃焼圧が圧力伝達部材を介してセンシング部に伝達されることにより燃焼圧の検出が行われるようになっている。
【特許文献１】特開平５−３４２３１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、従来の圧力検出装置においては圧力という物理量に着目して、計測を行っていたため、たとえば燃焼圧センサにおけるノッキング信号の計測にあたっては、圧力伝達部材の共振点がノッキング信号の周波数と重なり、圧力としては大きさが小さいノッキング信号が、圧力伝達部材の共振によるノイズにかき消されてしまい、ノッキング信号の計測が難しいという問題があった。
【０００６】
このことについて、図５を参照しながら、もう少し具体的に説明する。図５は、エンジン内の燃焼圧の一般的な圧力波形を示す図である。ここで、燃焼圧の圧力波形Ｗ１には、ノッキングの波形Ｗｎがのっているが、図５において、燃焼圧の周波数をｆ０、ノッキングの周波数をｆｎとする。
【０００７】
ノッキングの周波数ｆｎは、燃焼圧の周波数ｆ０よりもかなり高いため、圧力信号としてノッキングを計測する場合、単純には、ノッキングの周波数ｆｎよりも低い周波数である燃焼圧をローパスフィルタ（ＬＰＦ）を通して除去する。それにによって、ノッキングの圧力信号を取り出すことができる。
【０００８】
しかしながら、ノッキングの圧力信号は、そもそも燃焼圧の圧力信号に比べて非常に小さいものであり、さらに、このノッキングの圧力信号に対しては、ノッキングの周波数による圧力伝達部材の共振や、エンジン側の機械的ノイズにより発生する圧力伝達部材の共振すなわち疑似ノッキング等による圧力伝達部材の共振など、種々のノイズが重なってくる場合がある。
【０００９】
すると、そもそも小さいノッキングの圧力信号は、それらのノイズに埋もれてしまい、判別することが難しくなってしまう。そのため、従来では、圧力伝達部材の寸法を工夫するなどの対策によって、圧力伝達部材の共振周波数をノッキングの周波数帯域からはずすようにしていた。
【００１０】
しかしながら、圧力伝達部材の共振周波数をノッキングの周波数帯域からはずし、圧力伝達部材の共振によるノイズがノッキングの圧力信号に重ならないようにしたとしても、やはり、ノッキングの圧力信号は小さいままであり、その判別において誤差を生じる恐れが出てくる。
【００１１】
本発明は上記したような問題に鑑みてなされたものであり、圧力に応じた信号を出力するセンシング部に対して棒状の圧力伝達部材を介して、エンジンの燃焼圧を伝達するようにした圧力検出装置において、より確実にノッキングを検出できるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明では、圧力に応じた信号を出力するセンシング部（２０）と、一端部側がセンシング部（２０）側に位置し他端部側がセンシング部（２０）の外方へ延びるように配置された棒状の圧力伝達部材（８０）とを備え、圧力伝達部材（８０）の他端部側をエンジン（２００）に形成された挿入穴（２０１）に挿入し、当該他端部側にて受けた燃焼圧が圧力伝達部材（８０）を介してセンシング部（２０）に伝達されることにより燃焼圧の検出を行うようにした圧力検出装置において、圧力伝達部材（８０）は、エンジン（２００）におけるノッキングの周波数にて共振するようになっており、この圧力伝達部材（８０）の共振に基づいてノッキングの周波数を検出するようにしたことを特徴としている。
【００１３】
それによれば、圧力伝達部材（８０）の共振に基づいてノッキングの周波数（ｆｎ）を取り出すことができるため、ノッキングの発生の有無の判断は、ノッキングの周波数（ｆｎ）の信号の大きさに関わらず、ノッキングの周波数（ｆｎ）の信号が出たか出ないかをみればよいことになる。
【００１４】
そのため、本発明によれば、圧力に応じた信号を出力するセンシング部（２０）に対して棒状の圧力伝達部材（８０）を介して、エンジンの燃焼圧を伝達するようにした圧力検出装置において、従来の圧力で検出する場合に比べて、より確実にノッキングを検出することができる。
【００１５】
また、請求項２に記載の発明では、請求項１に記載の圧力検出装置において、圧力伝達部材（８０）は、少なくとも一部が中空形状となっているものであることを特徴としている。
【００１６】
従来では一般に、圧力伝達部材は中身が詰まったものすなわち中実であった。それに対し、本発明のように、圧力伝達部材（８０）の少なくとも一部が中空形状であるものを用いることにより、圧力伝達部材（８０）の長さ、径や材質を変えることなく、圧力伝達部材（８０）の軽量化が図れ、圧力伝達部材（８０）の共振周波数を変化させることができる。
【００１７】
また、請求項３に記載の発明のように、請求項１または請求項２に記載の圧力検出装置において、圧力伝達部材（８０）には、圧力伝達部材（８０）の重量を調整するための凹部（８１）が形成されているものとしてもよい。
【００１８】
それによれば、圧力伝達部材（８０）の長さ、径や材質を変えることなく、圧力伝達部材（８０）の軽量化が図れ、圧力伝達部材（８０）の共振周波数を変化させることができる。
【００１９】
なお、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示す一例である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、本発明の実施形態について図に基づいて説明する。図１は、本発明の実施形態に係る圧力検出装置１００の概略断面構成を示す図であり、ここでは、本圧力検出装置１００をエンジン２００に取り付けた状態として示してある。
【００２１】
この圧力検出装置１００においては、ハウジング１０のパイプ部１０ｃが自動車のエンジン２００に形成された挿入穴２０１に挿入され、ネジ結合などによって取り付けられる。そして、この圧力検出装置１００は燃焼室２０２内の圧力（筒内圧）を検出するセンサ、いわゆる燃焼圧センサとして適用することができる。
【００２２】
本例においては、ハウジング１０は、円筒状の第１の分割部１０ａとこの第１の分割部１０ａよりも細いパイプ部１０ｃを有する第２の分割部１０ｂとから構成されており、これら両分割部１０ａ、１０ｂは、たとえば切削や冷間鍛造などによって加工された金属製のものである。
【００２３】
たとえば、ハウジング１０すなわち両分割部１０ａ、１０ｂはステンレスなどから構成されるものであり、図に示される例では、第１の分割部１０ａの端部が第２の分割部１０ｂに設けられた拡径部に圧入されることにより、両分割部１０ａ、１０ｂは一体的に固定されている。
【００２４】
なお、ハウジング１０における各分割部１０ａ、１０ｂとしては、圧入により互いに固定されているもの以外でもよい。たとえば、圧入以外にも、溶接や接着あるいはネジ結合などの種々の固定方法によって、両分割部１０ａ、１０ｂが互いに固定されるようにしてもよい。
【００２５】
ハウジング１０におけるパイプ部１０ｃの外周面には、上記エンジン２００にネジ結合可能なネジ部１１が形成されている。ここで、本例では、パイプ部１０ｃのネジ部１１は雄ねじであり、これに対応した雌ねじがエンジン２００の挿入穴２０１の内周面に形成されている。
【００２６】
そして、ハウジング１０のパイプ部１０ｃは、その先端部１０ｄ側がエンジン２００の燃焼室２０２にのぞむように、当該エンジン２００に形成されたネジ穴としての挿入穴２０１に挿入され、ネジ部１１を介して取り付けられる。それにより、圧力検出装置１００はエンジンに取り付けられる。
【００２７】
ハウジング１０における第１の分割部１０ａの内部には、圧力に応じた信号を出力するセンシング部２０が、圧入やネジ結合などの固定方法によって取り付けられている。それにより、センシング部２０は、両分割部１０ａ、１０ｂが一体化されてなるハウジング１０に収納された形となっている。
【００２８】
本例の圧力検出装置１００においては、このセンシング部２０は、その一端側が開口部２２、その他端側がダイアフラム２３である中空筒状の金属ステム２１と、この金属ステム２１のダイアフラム２３の表面にガラス溶着などによって設けられた歪みゲージ３０とから構成されている。
【００２９】
金属ステム２１は、中空円筒形状に加工された金属製の部材である。ここでは、金属ステム２１は、ハウジング１０における第１の分割部１０ａの中空部に圧入されることにより固定されている。なお、本実施形態において、金属ステム２１はハウジング１０に対してネジ結合されるものであってもよい。
【００３０】
ここでは、図１に示されるように、金属ステム２１は、第１の分割部１０ａにおける第２の分割部１０ｂとの圧入部側の端部寄りに、金属ステム２１の開口部２２を位置させ、第１の分割部１０ａにおける第２の分割部１０ｂとの圧入部側の端部とは反対側の端部寄りに、金属ステム２１のダイアフラム２３を位置させている。
【００３１】
また、歪みゲージ３０としては、限定するものではないが、たとえば、半導体プロセスによってシリコン半導体チップに対して、拡散抵抗素子などにより構成されるブリッジ回路などを形成してなるものなどを採用することができる。
【００３２】
この歪みゲージ３０は、圧力によって金属ステム２１のダイアフラム２３が変形したとき、この変形に応じて歪みゲージ３０自身も歪むことにより、そのときに生じる抵抗値変化を電気信号に変換して出力する機能する。そして、これら金属ステム２１のダイアフラム２３および歪みゲージ３０が、圧力検出装置１００の基本性能を左右する。
【００３３】
ここで、金属ステム２１を構成する金属材料について、さらに述べるならば、当該金属材料に対しては、高圧を受けることから高強度であること、及び、Ｓｉ半導体などからなる歪みゲージ３０を低融点ガラスにより接合することなどのため、低熱膨張係数であることが求められる。
【００３４】
そして、具体的には、金属ステム２１の金属材料としては、Ｆｅ、Ｎｉ、ＣｏまたはＦｅ、Ｎｉを主体とし、析出強化材料としてＴｉ、Ｎｂ、Ａｌまたは、Ｔｉ、Ｎｂが加えられた材料を選定することができる。また、この金属ステム２１は、プレス、切削や冷間鍛造などにより形成することができる。
【００３５】
また、ハウジング１０の内部において、金属ステム２１のダイアフラム２３の外周には、セラミック基板などからなる第１の回路基板４０が設けられている。ここでは、第１の回路基板４０は、ハウジング１０の第１の分割部１０ａに対して接着などにより固定されている。
【００３６】
そして、歪みゲージ３０と第１の回路基板４０とは、アルミニウム（Ａｌ）または金などからなるボンディングワイヤ４２により結線されており、それによって、これら両者３０、４０は電気的に接続されている。
【００３７】
また、第１の回路基板４０における歪みゲージ３０とのワイヤボンディング面には、たとえばセラミック基板などからなる第２の回路基板５０が対向して配置されている。そして、第２の回路基板５０における第１の回路基板４０との対向面には、ＩＣチップ４４が接着されて搭載されている。
【００３８】
このＩＣチップ４４は、歪みゲージ３０からの出力を増幅したり調整したりするための回路が形成されたものであり、このＩＣチップ４４と第２の回路基板５０とは、アルミニウム（Ａｌ）または金などからなるボンディングワイヤ４２を介して電気的に接続されている。
【００３９】
そして、これら第１および第２の回路基板４０、５０の間にはスプリング４５が介在設定されており、第１および第２の回路基板４０、５０は、このスプリング４５により電気的に接続されている。
【００４０】
ここで、スプリング４５は導電性の弾性体であり、たとえば、第１および第２の回路基板４０、５０のどちらか一方に対して、ろう付けやはんだ付けにより接続され、他方に対してはバネ弾性により接触するものである。それによって、スプリング４５を介した両回路基板４０、５０の導通が実現されている。
【００４１】
また、第２の回路基板５０における第１の回路基板４０側とは反対側の面には、ターミナル６１を有するコネクタケース７０が設けられている。このコネクタケース７０は外部との接続を行うコネクタ部として構成されている。
【００４２】
このコネクタケース７０はＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）等の樹脂などからなるもので、ターミナル６１はコネクタケース７０にインサート成形などにより一体化されている。
【００４３】
そして、ターミナル６１と第２の回路基板５０とは導電性接続部材６３を介して電気的に接続されている。この導電性接続部材６３としては、たとえばゴム中に導電性のピンが異方性を持って多数配列されたもの、あるいは、スプリング、あるいは、導電性接着剤などを採用することができる。
【００４４】
なお、これら歪みゲージ３０、ＩＣチップ４４および各回路基板４０、５０、さらにはターミナル６１の間の電気的接続方法は、上記したボンディングワイヤ４２、スプリング４５、導電性接続部材６３を用いた方法に限定されるものでなく、各部の構成などに応じて、種々の接続方法を適宜選択して採用することが可能である。
【００４５】
また、図１に示されるように、ハウジング１０の端部１２がコネクタケース７０にかしめられることにより、コネクタケース７０とハウジング１０とは一体に固定されている。そして、ターミナル６１は自動車のＥＣＵなどへ配線部材を介して電気的に接続可能となっている。
【００４６】
一方、図１に示されるように、ハウジング１０全体でみると、ハウジング１０における第２の分割部１０ｂに設けられているパイプ部１０ｃは、センシング部２０の収納部位からパイプ状をなして突出するものとなっている。
【００４７】
そして、このパイプ部１０ｃの突出先端部の開口部１０ｄには、当該開口部１０ｄを遮蔽するように、金属製の受圧ダイアフラム１３が溶接されて固定されている。
【００４８】
この受圧ダイアフラム１３は、図１中の白抜き矢印Ｙに示されるように、燃焼室２０２に面して燃焼圧（筒内圧）を受けるものであり、具体的には、受圧ダイアフラム１３はステンレスなどからなるものにできる。
【００４９】
また、パイプ部１０ｃ内には、棒状の圧力伝達部材８０が収納されている。この圧力伝達部材８０は、パイプ部１０ｃの長手方向に沿って設けられており、一端部がセンシング部２０側に位置し他端部が受圧ダイアフラム１３側に位置するように配置されている。この圧力伝達部材８０はステンレスなどの金属などからなるものである。
【００５０】
ここで、圧力伝達部材８０の一端部は、センシング部２０としての金属ステム２１の開口部２２から金属ステム２１内へ挿入され、金属ステム２１のダイアフラム２３に荷重を与えた状態で接触している。一方、圧力伝達部材８０の他端部は、パイプ部１０ｃ内において受圧ダイアフラム１３に荷重を与えた状態で接触している。
【００５１】
このように、圧力伝達部材８０は、その各端部にて各ダイアフラム１３、２３に荷重を与えた状態で接触しているが、この理由は次の通りである。
【００５２】
１つは、もし、圧力伝達部材８０の両端部が、金属ステム２１のダイアフラム２３、受圧ダイアフラム１３に対してほとんど荷重をかけないで接している状態である場合、圧力伝達部材８０が、その線膨張係数により縮んだとき、圧力伝達部材８０が、金属ステム２１のダイアフラム２３および受圧ダイアフラム１３の少なくとも一方から離れた状態となってしまう。
【００５３】
２つ目としては、燃焼室２０２内の圧力は負圧になることがあるが、その場合、受圧ダイアフラム１５が外側に膨らんで圧力伝達部材１６から離れてしまうようなことが起こりうる。
【００５４】
このようなことから、圧力伝達部材８０と両ダイアフラム１３、２３との接触を確保するために、圧力伝達部材８０の各端部が、金属ステム２１のダイアフラム２３および受圧ダイアフラム１３のそれぞれに荷重を与えた状態で接触するようにしている。
【００５５】
このように、本実施形態の圧力検出装置１００においては、棒状の圧力伝達部材８０は、一端部側がセンシング部２０側に位置し他端部側がセンシング部２０の外方へ延びるように配置されており、圧力伝達部材８０の他端部側は、パイプ部１０ｃとともにエンジン２００に形成された挿入穴２０１に挿入された形となっている。
【００５６】
そして、燃焼室２０２内の圧力すなわち燃焼圧は、図１中の矢印Ｙに示されるように、受圧ダイアフラム１３を介して圧力伝達部材８０の他端部側に受けられ、圧力伝達部材８０を介してセンシング部２０に伝達されるようになっている。
【００５７】
すると、センシング部３０においては、この伝達された圧力により金属ステム２１のダイアフラム２３が変形し、このダイアフラム２３の変形に伴って歪みゲージ３０も歪むようになっている。そして、この歪みに基づく電気信号が歪みゲージ３０から出力されることにより燃焼圧の検出が行われるようになっている。
【００５８】
ここで、本実施形態の圧力検出装置１００においては、圧力伝達部材８０は、エンジン２００におけるノッキングの周波数ｆｎ（上記図５参照）にて共振するようになっており、この圧力伝達部材８０の共振に基づいてノッキングの周波数ｆｎが検出されるようになっている。
【００５９】
圧力伝達部材８０をエンジン２００におけるノッキングの周波数ｆｎにて共振させるために、具体的には、圧力伝達部材８０の共振周波数をノッキングの周波数ｆｎと一致させるか、その近傍になるようにする。
【００６０】
ここで、ノッキングの周波数ｆｎはボア径（シリンダの直径）によって決まる、エンジンの固有値である。そのため、決められたノッキングの周波数ｆｎに合うように、圧力伝達部材８０の共振周波数を調整する。
【００６１】
この圧力伝達部材８０の共振周波数を調整する場合、調整する周波数は、エンジン２００におけるピストン、シリンダ等の機械的振動が無い周波数とする。つまり、圧力伝達部材８０の共振周波数を、疑似ノッキングの周波数からはずし、よりノッキングの周波数ｆｎに近くなるように合わせることが好ましい。
【００６２】
圧力伝達部材８０の共振周波数の調整は、たとえば、次のような考え方に基づいて行うことができる。圧力伝達部材８０の共振周波数ｆは、圧力伝達部材８０の質量をｍ、圧力伝達部材８０のばね定数をｋとすると、次の数式１で表される。
【００６３】
（数１）
ｆ＝（１／２π）・（ｋ／ｍ）1/2
そこで、この数式１から、単純には、圧力伝達部材８０の長さ、径や材料密度などを変えることで、その質量やバネ定数を変え、圧力伝達部材８０の共振周波数ｆを調整することができる。
【００６４】
また、それ以外にも、圧力伝達部材８０の一部または全体を中空形状とすることによっても、圧力伝達部材８０の共振周波数ｆを調整することができる。たとえば、中空パイプ状の圧力伝達部材８０については、押し出し加工などを施すことにより容易に形成することができる。
【００６５】
従来の棒状の圧力伝達部材を有する圧力検出装置では一般に、圧力伝達部材は中身が詰まったものすなわち中実であった。
【００６６】
それに対し、圧力伝達部材８０の少なくとも一部が中空形状であるものを用いることにより、圧力伝達部材８０の長さ、径や材質を変えることなく、圧力伝達部材８０の軽量化が図れ、圧力伝達部材８０の共振周波数ｆを変化させることができる。
【００６７】
ここで、圧力伝達部材８０の一部が中空形状である場合、たとえば、圧力伝達部材８０としては、中空部と中身が詰まっている中実部とが接合されたものや、中空部の一部に圧力伝達部材８０を構成する材質あるいは当該材質と同程度の共振周波数を有する異種材質を詰めたものなどを採用することができる。
【００６８】
そのような一部が中空形状である圧力伝達部材８０の種々の例を、図２（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）、（ｅ）に示す。これらの圧力伝達部材８０は、中空パイプ８０ａに中実棒８０ｂを挿入し、その挿入部にて両者８０ａ、８０ｂを溶接したり、ろう付けしたりすることなどにより接合固定したものである。
【００６９】
また、図３に示されるように、圧力伝達部材８０として、当該圧力伝達部材８０の重量を調整するための凹部８１が形成されているものであってもよい。このような凹部８１は切削やプレスなどの加工により形成可能である。この場合にも、圧力伝達部材８０の長さ、径や材質を変えることなく、圧力伝達部材８０の軽量化が図れ、圧力伝達部材８０の共振周波数を変化させることができる。
【００７０】
そして、本実施形態では、圧力伝達部材８０は、エンジン２００におけるノッキングの周波数ｆｎにて共振するようになっているため、ノッキングが発生したときには、そのノッキングの周波数ｆｎにて圧力伝達部材８０が共振する。
【００７１】
そして、この圧力伝達部材８０の共振による振動が、金属ステム２１のダイアフラム２３を介して歪みゲージ３０に伝わることにより、歪みゲージ３０が歪み、その歪みに基づく電気信号が歪みゲージ３０から出力される。
【００７２】
かかる構成を有する圧力検出装置１００の組付方法の一例について、述べる。まず、歪みゲージ３０がガラス接合などにより接合された金属ステム２１を、ハウジング１０における第１の分割部１０ａに圧入して固定する。
【００７３】
次に、第１の回路基板４０を第１の分割部１０ａに接着などにより固定することによって、この第１の回路基板４０を金属ステム２１の外周に配置し、第１の回路基板４０と歪みゲージ３０との間をボンディングワイヤ４２により結線する。
【００７４】
そして、第１の回路基板４０と、ＩＣチップ４４がワイヤボンド実装された第２の回路基板５０とをスプリング４５を介して接続する。
【００７５】
続いて、コネクタケース７０をハウジング１０における第１の分割部１０ａに組み付け、ハウジング１０の端部１２をかしめることにより、コネクタケース７０とハウジング１０における第１の分割部１０ａとを固定する。それとともに、ターミナル６１と第２の回路基板５０とを導電性接続部材６３を介して接続する。
【００７６】
こうして、センシング部２０および両回路基板４０、５０が設けられた第１の分割部１０ａと、コネクタケース７０とが一体に組み付けられる。また、一方で、ハウジング１０における第２の分割部１０ｂにおけるパイプ部１０ｃの開口部１０ｄにおいて、受圧ダイアフラム１３を溶接して固定する。
【００７７】
次に、圧力伝達部材８０の一端部を金属ステム２１の開口部から挿入するとともに、圧力伝達部材８０の他端部をパイプ部１０ｃに挿入する。そして、この状態で、ハウジング１０における第１の分割部１０ａと第２の分割部１０ｂとを圧入させることで、一体化する。こうして、上記図１に示される圧力検出装置１００が完成する。
【００７８】
かかる圧力検出装置１００は、ハウジング１０のネジ部１１を介して、エンジン２００に形成された挿入穴２０１にネジ結合して取り付けられることによって、当該エンジン２００に接続固定される。
【００７９】
そして、燃焼室２０２内の圧力（筒内圧）が、図１中の矢印Ｙに示されるように、受圧ダイアフラム１３に印加されると、圧力伝達部材８０を介してセンシング部２０に伝達される。
【００８０】
すると、その圧力によって金属ステム２１のダイアフラム２３が変形し、この変形を歪みゲージ３０により電気信号に変換し、圧力検出を行うようにしている。そして、歪みゲージ３０からの信号は、ＩＣチップ４４にて処理され、ターミナル６１から外部へ出力される。
【００８１】
ここで、本圧力検出装置１００における燃焼圧およびノッキングの検出動作について、図４を参照して、より具体的に述べることにする。図４は、本圧力検出装置１００における検出回路部９０の構成を示す図である。
【００８２】
この検出回路部９０は、歪みゲージ３０から出力される電気信号を検出するものであり、本圧力検出装置１００においては、検出回路部９０は、上記ＩＣチップ４４および第１、第２の回路基板４０、５０により構成される。
【００８３】
図４に示されるように、この検出回路部９０は、バンドパスフィルタ（帯域通過フィルタ、ＢＰＦ）９１と、バンドエリミネーションフィルタ（帯域除去フィルタ、ＢＥＦ）９２とを備えている。なお、バンドエリミネーションフィルタ９２はローパスフィルタ（低域通過フィルタ、ＬＰＦ）９２であってもよい。
【００８４】
バンドパスフィルタ９１は、ノッキングの周波数ｆｎ（上記図５参照）の信号のみを通すフィルタであり、バンドエリミネーションフィルタもしくはローパスフィルタ（ＬＰＦ）９２は、ノッキングの周波数ｆｎ等の信号を除去し且つ燃焼圧の周波数信号は通すフィルタである。
【００８５】
そして、検出動作において、歪みゲージ３０から出力される電気信号は、上記したバンドパスフィルタ９１と、バンドエリミネーションフィルタもしくはローパスフィルタ（ＬＰＦ）９２との両フィルタ９１、９２へ送られる。
【００８６】
そのため、ノッキングが発生すると歪みゲージ３０からは、圧力伝達部材８０の共振による周波数ｆｎの電気信号が出力されるが、この信号は、バンドパスフィルタ（ＢＰＦ）９１を通過して、ノッキング信号として検出されるため、ノッキングが発生したと判別される。
【００８７】
また、ノッキングが発生しない場合は、歪みゲージ３０から圧力伝達部材８０の共振による周波数ｆｎの電気信号が出力されず、バンドパスフィルタ（ＢＰＦ）９１を通過する信号が０であるため、ノッキングが発生していないと判別される。
【００８８】
一方、燃焼圧による信号は、バンドエリミネーションフィルタ（ＢＥＦ）もしくはローパスフィルタ（ＬＰＦ）９２を通過するため、ノッキングが発生している場合であっても、ノッキングの周波数ｆｎの信号が除去された信号として検出することができる。
【００８９】
このように、本実施形態によれば、圧力に応じた信号を出力するセンシング部２０と、一端部側がセンシング部２０側に位置し他端部側がセンシング部２０の外方へ延びるように配置された棒状の圧力伝達部材８０とを備え、圧力伝達部材８０の他端部側をエンジン２００に形成された挿入穴２０１に挿入し、当該他端部側にて受けた燃焼圧が圧力伝達部材８０を介してセンシング部２０に伝達されることにより燃焼圧の検出を行うようにした圧力検出装置１００において、圧力伝達部材８０は、エンジン２００におけるノッキングの周波数ｆｎにて共振するようになっており、この圧力伝達部材８０の共振に基づいてノッキングの周波数ｆｎを検出するようにしたことを特徴とする圧力検出装置１００が提供される。
【００９０】
それによれば、上述したように、圧力伝達部材８０の共振に基づいてノッキングの周波数ｆｎを取り出すことができるため、ノッキングの発生の有無の判断は、ノッキングの周波数ｆｎの信号の大きさに関わらず、ノッキングの周波数ｆｎの信号が出たか出ないかをみればよいことになる。
【００９１】
そのため、本実施形態によれば、圧力に応じた信号を出力するセンシング部２０に対して棒状の圧力伝達部材８０を介して、エンジン２００の燃焼圧を伝達するようにした圧力検出装置１００において、従来の圧力で検出する場合に比べて、より確実にノッキングを検出することができる。
【００９２】
つまり、従来の圧力検出装置では、上述したように、圧力伝達部材の共振周波数をノッキングの周波数帯域からはずし、圧力伝達部材の共振によるノイズがノッキングの圧力信号に重ならないようにしていたが、本実施形態の圧力検出装置１００では、発想を転換して、むしろ積極的に圧力伝達部材８０をノッキングによって共振させ、その共振により生じる周波数信号を検出しようとするものである。
【００９３】
なお、上記図３に示されるような重量調整用の凹部８１を有する圧力伝達部材８０を使用する場合、圧力伝達部材８０への凹部８１の形成は、圧力検出装置１００の組み付け前に行ってもよいが、組み付け後すなわち図１に示される状態に組み付けられた後に行ってもよい。
【００９４】
組み付け後に行う場合、たとえばハウジング１０としては適所に穴が設けられたものを用いる。そして、組み付け後において、そのハウジング１０の穴から切削治具を挿入して圧力伝達部材８０に穴開け加工を施す。それによって、組み付け後においても凹部８１を形成することができる。
【００９５】
（他の実施形態）
なお、上記実施形態に示される圧力検出装置１００においては、ハウジング１０は、ハウジング１０におけるセンシング部２０の取り付け部位と受圧ダイアフラム１３の固定部位との間で第１の分割部１０ａと第２の分割部１０ｂとに分割され、これら各分割部１０ａ、１０ｂが組み付けられて一体化されたものとなっているが、ハウジング１０は単一の成形体であってもよい。
【００９６】
また、センシング部としては、上述した金属ステム２１と歪みゲージ３０とから構成されるものに限定されるものではなく、圧力伝達部材８０から受けた圧力に応じた信号を出力するものであれば、かまわない。
【００９７】
また、上記図１に示される例では、センシング部２０とコネクタケース７０との間には、種々の回路基板４０、５０やＩＣチップ４４、各電気接続部材などが設けられていたが、これらの構成は、適宜設計変更が可能であることは、もちろんである。
【００９８】
また、検出回路部としては、圧力伝達部材８０の共振に基づいてノッキングの周波数ｆｎを検出することができるものであればよく、上記した図４に示されるような構成に限定されるものではない。
【００９９】
要するに、本発明は、圧力に応じた信号を出力するセンシング部２０に対して棒状の圧力伝達部材８０を介して、エンジン２００の燃焼圧を伝達するようにした圧力検出装置において、圧力伝達部材８０を、エンジン２００におけるノッキングの周波数ｆｎにて共振するようし、この圧力伝達部材８０の共振に基づいてノッキングの周波数ｆｎを検出するようにしたことを要部とするものであり、それ以外の部分については適宜設計変更が可能である。
【図面の簡単な説明】
【０１００】
【図１】本発明の実施形態に係る圧力検出装置の概略断面構成を示す図である。
【図２】一部が中空形状である圧力伝達部材の種々の例を示す概略断面図である。
【図３】圧力伝達部材に重量調整用の凹部が形成されている例を示す図である。
【図４】上記実施形態に係る圧力検出装置における検出回路部の構成を示す図である。
【図５】燃焼圧の圧力波形を示す図である。
【符号の説明】
【０１０１】
２０…センシング部、８０…圧力伝達部材、８１…圧力伝達部材の凹部、
２００…エンジン、２０１…挿入穴。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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