(57)【要約】【課題】高周波数のノッキングに関して、ノッキングによる加振力が弱くても、ＥＣＵがノッキングとして検知できるように、ノックセンサ１から充分に大きな出力電圧を得ることができるようにする。【解決手段】ノックセンサ１によれば、コネクタ１５は、本体部１４との接続根元１７にリブ１８が設けられている。これにより、ノックセンサ１は、剛性が高められ、高い周波数で共振するようになるので、高周波数のノッキングに対して共振によりピエゾ素子２への加振力を増幅することができる。このため、高周波数のノッキングに関して、ノッキングによる加振力が弱くても、ピエゾ素子２は大きな電圧を出力することができる。この結果、ＥＣＵは、加振力が弱い高周波数のノッキングに関しても充分に大きな出力電圧を得ることができ、ノッキングとして検知することができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンの外面に装着されてノッキングを検出するノックセンサにおいて、  
検出素子としてのピエゾ素子を内蔵する本体部と、
前記ピエゾ素子から得られる電気信号の出力端をなすコネクタとを備え、
前記コネクタは、前記本体部との接続根元にリブが設けられていることを特徴とするノックセンサ。
【請求項２】
請求項１に記載のノックセンサにおいて、
前記リブの本数に応じて剛性が増減されていることを特徴とするノックセンサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エンジンのノッキングを検出するノックセンサに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のノックセンサ１００は、図５および図６（ａ）に示すように、環状のピエゾ素子１０１と、ピエゾ素子１０１の上下に配されてピエゾ素子１０１から電気信号を取り出すターミナルプレート１０２、１０３と、ターミナルプレート１０２の上側およびターミナルプレート１０３の下側に配される環状の絶縁材１０４、１０５と、ピエゾ素子１０１、ターミナルプレート１０２、１０３および絶縁材１０４、１０５が外嵌めされる円筒状のスリーブ１０６とを備える。
【０００３】
ここで、スリーブ１０６は、下端にフランジ部１０７を有するとともに円筒部１０８の外周に雄ネジを有し、ピエゾ素子１０１、ターミナルプレート１０２、１０３および絶縁材１０４、１０５が外嵌めされた状態で、上方からナット状部材１０９により締め付けられている。また、ピエゾ素子１０１、ターミナルプレート１０２、１０３、絶縁材１０４、１０５およびスリーブ１０６は、ナット状部材１０９により締め付けられた状態で外周側を樹脂モールドされて本体部１１０を形成し、ターミナルプレート１０２、１０３の端部はコネクタ１１１を形成する（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
このような構成により、ノックセンサ１００は、エンジン（図示せず）のノッキングにより加振されると、ピエゾ素子１０１の動作により電圧を出力する。そして、エンジンの運転を制御する電子制御装置（ＥＣＵ：図示せず）等は、ノックセンサ１００から出力される電圧、つまりピエゾ素子１０１が発生する電圧が所定の閾値を超えたときに、エンジンにノッキングが発生していると判断する。
【０００５】
すなわち、ＥＣＵは、ノッキングにより所定の周波数でノックセンサ１００に加えられる加振力が一定の強さ以上になったときに、エンジンにノッキングが発生していると判断し、ノッキングの有無に応じてガソリンエンジンにおける点火制御や、ディーゼルエンジンにおける噴射制御等を実行してエンジンの運転状態を安定させる。
【０００６】
ところで、ノッキングの周波数は、エンジン機種ごとに異なる。このため、ノックセンサ１００の出力電圧特性は、図６（ｂ）に示すように、１品種で多数のエンジン機種に対応できるように、周波数に対してフラットになるように設定されている。ここで、ノックセンサ１００の出力電圧特性とは、ノックセンサ１００に一定の加振力で振動が加えられたときの、振動の周波数とピエゾ素子１０１から出力される電圧との相関を示すものである。
【０００７】
すなわち、出力電圧特性に凹凸部があると、凹凸部の周波数でノッキングが発生するエンジン機種では、加振力が弱くても（つまり、ノッキングが小さくても）出力電圧が大きくなってノッキングが発生していると判断されたり、逆に加振力が強くても（つまり、ノッキングが大きくても）出力電圧が小さくなってノッキングが発生していないと判断されたりする虞がある。
【０００８】
そこで、ノックセンサ１００の出力電圧特性を周波数に対してフラットになるように設定し、ノッキングの周波数が異なってもノッキング発生の判断に差異を生じさせないようにしている。
【０００９】
近年、小排気量の小型車が多くなっているが、このような小型車のエンジンは、普通車や大型車のエンジンに比べてノッキングの周波数が、例えば１５ｋＨｚ以上と高く、ノッキング自体が小さい。このため、従来のノックセンサ１００を小型車のエンジンに用いると、ノッキングが発生していても、ノックセンサ１００に加えられる加振力が弱いことにより、出力電圧が小さくなってしまう。この結果、ＥＣＵは、ノッキングが発生していると判断することができず、エンジンの運転状態を安定させることができない。
【特許文献１】特開２０００−２４９５９８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明は、上記の問題点を解決するためになされたものであり、その目的は、高周波数のノッキングに関して、ノッキングによる加振力が弱くても、ＥＣＵがノッキングとして検知できるように、ノックセンサから充分に大きな出力電圧を得ることにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
〔請求項１の手段〕
請求項１に記載のノックセンサは、エンジンの外面に装着されてノッキングを検出するものであり、検出素子としてのピエゾ素子を内蔵する本体部と、ピエゾ素子から得られる電気信号の出力端をなすコネクタとを備え、コネクタは、本体部との接続根元にリブが設けられている。
これにより、ノックセンサは、剛性が高められ、高い周波数で共振するようになるので、高周波数のノッキングに対して共振によりピエゾ素子への加振力を増幅することができる。このため、高周波数のノッキングに関して、ノッキングによる加振力が弱くても、ピエゾ素子は大きな電圧を出力することができる。この結果、ＥＣＵは、加振力が弱い高周波数のノッキングに関しても充分に大きな出力電圧を得ることができ、ノッキングとして検知することができる。
【００１２】
〔請求項２の手段〕
請求項２に記載のノックセンサによれば、リブの本数に応じて剛性が増減されている。
リブの本数の増減は、接続根元の樹脂モールド部に対する切削加工等を可変するのみで、簡便に実施できる。このため、本体部等に関しては、１品種で、小型車のエンジン機種を含む多数のエンジン機種のノッキングに対応することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
最良の形態のノックセンサは、エンジンの外面に装着されてノッキングを検出するものであり、検出素子としてのピエゾ素子を内蔵する本体部と、ピエゾ素子から得られる電気信号の出力端をなすコネクタとを備え、コネクタは、本体部との接続根元にリブが設けられている。
また、リブの本数に応じて剛性が増減されている。
【実施例１】
【００１４】
〔実施例１の構成〕
実施例１のノックセンサ１の構成を、図１および図２を用いて説明する。
ノックセンサ１は、エンジン（図示せず）のシリンダボディ（図示せず）に取り付けられてエンジンのノッキングを検出するものであり、図１に示すように、環状のピエゾ素子２と、ピエゾ素子２の上下に配されてピエゾ素子２から電気信号を取り出すターミナルプレート３、４と、ターミナルプレート３の上側およびターミナルプレート４の下側に配される環状の絶縁材５、６と、ピエゾ素子２、ターミナルプレート３、４および絶縁材５、６が外嵌めされる円筒状のスリーブ７とを備える。
【００１５】
スリーブ７は、下端にフランジ部１０を有するとともに円筒部１１の外周に雄ネジを有し、ピエゾ素子２、ターミナルプレート３、４および絶縁材５、６が外嵌めされた状態で、上方からナット状部材１２により締め付けられている。また、ピエゾ素子２、ターミナルプレート３、４、絶縁材５、６およびスリーブ７は、ナット状部材１２により締め付けられた状態で外周側を樹脂モールドされて本体部１４を形成し、ターミナルプレート３、４の端部は本体部１４から引き出されてコネクタ１５を形成する。
【００１６】
なお、スリーブ７の軸方向両端の外周面、つまり、フランジ部１０の外周面および円筒部１１の上端の外周面は迷路状に設けられている。そして、この迷路状の外周面を樹脂モールドすることで、ピエゾ素子２等が内蔵される本体部１４の内部に外気の水分等が浸入するのを防止している。
【００１７】
以上の構成により、ノックセンサ１は、エンジンのノッキングにより加振されると、ピエゾ素子２の動作により電圧を発生して出力する。そして、エンジンの運転を制御する電子制御装置（ＥＣＵ：図示せず）等は、ノックセンサ１から出力される電圧、つまりピエゾ素子２が発生する電圧が所定の閾値を超えたときに、エンジンにノッキングが発生していると判断する。
【００１８】
すなわち、ＥＣＵは、ノッキングにより所定の周波数でノックセンサ１に加えられる加振力が一定の強さ以上になったときに、エンジンにノッキングが発生していると判断し、ノッキングの有無に応じてガソリンエンジンにおける点火制御や、ディーゼルエンジンにおける噴射制御等を実行してエンジンの運転状態を安定させる。
【００１９】
〔実施例１の特徴〕
実施例１のノックセンサ１によれば、コネクタ１５は、本体部１４との接続根元１７にリブ１８が設けられている。リブ１８は、コネクタ１５の外郭と本体部１４の外郭とを接続するように設けられている。また、実施例１のノックセンサ１では２本のリブ１８が接続根元１７の上側に形成されている。
【００２０】
〔実施例１の効果〕
実施例１のノックセンサ１は、２本のリブ１８が接続根元１７の上側に形成されて剛性が高められている。
これにより、ノックセンサ１の出力電圧特性では、ノッキングの周波数が１６．０ｋＨｚ近傍において出力電圧を高めることができる。ここで、ノックセンサ１の出力電圧特性とは、ノックセンサ１に一定の加振力で振動が加えられたときの、振動の周波数とピエゾ素子２から出力される電圧との相関を示すものである（図２（ｂ）参照）。
【００２１】
すなわち、ノックセンサ１は、剛性の向上により周波数１６．０ｋＨｚで共振するので、１６．０ｋＨｚの周波数のノッキングに対して共振によりピエゾ素子２への加振力を増幅することができる。このため、１６．０ｋＨｚのような高周波数のノッキングに関して、ノッキングによる加振力が弱くても、ピエゾ素子２は大きな電圧を出力することができる。この結果、ＥＣＵは、１６．０ｋＨｚのような高周波数のノッキングに関して、加振力が弱くても充分に大きな出力電圧を得ることができ、ノッキングとして検知することができる。
【実施例２】
【００２２】
実施例２のノックセンサ１は、図３（ａ）に示すように、４本のリブ１８が接続根元１７の上側に形成され、２本のリブ１８が接続根元１７の下側に形成されて剛性が高められている。
これにより、ノックセンサ１の出力電圧特性において、ノッキングの周波数が１６．７ｋＨｚ近傍において出力電圧を高めることができる（図３（ｂ）参照）。すなわち、実施例２のノックセンサ１によれば、実施例１のノックセンサ１よりもリブ１８の本数が増やされているので、ノックセンサ１の剛性がさらに向上し、共振周波数が１６．７ｋＨｚに高められている。
【００２３】
このように、リブ１８の本数を増減することで共振周波数を可変して、任意の高周波数のノッキングに対応することができる。
また、リブ１８の本数の増減は、接続根元１７の樹脂モールド部に対する切削加工等を可変するのみで、簡便に実施できる。このため、本体部１４等に関しては、１品種で、小型車のエンジン機種を含む多数のエンジン機種のノッキングに対応することができる。
【実施例３】
【００２４】
実施例３のノックセンサ１は、図４（ａ）に示すように、４本のリブ１８が接続根元１７の上側に形成され、４本のリブ１８が接続根元１７の下側に形成されて剛性が高められている。
これにより、ノックセンサ１の出力電圧特性において、ノッキングの周波数が１９．５ｋＨｚ近傍において出力電圧を高めることができる（図４（ｂ）参照）。すなわち、実施例３のノックセンサ１によれば、実施例１、２のノックセンサ１よりもリブ１８の本数が増やされているので、ノックセンサ１の剛性がさらに向上し、共振周波数が１９．５ｋＨｚに高められている。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】ノックセンサの部分断面図である（実施例１）。
【図２】（ａ）はコネクタの本体部への接続根元を示す図１のＡ−Ａ断面図であり、（ｂ）はノックセンサの出力電圧特性を示す特性図である（実施例１）。
【図３】（ａ）はコネクタの本体部への接続根元を示す断面図であり、（ｂ）はノックセンサの出力電圧特性を示す特性図である（実施例２）。
【図４】（ａ）はコネクタの本体部への接続根元を示す断面図であり、（ｂ）はノックセンサの出力電圧特性を示す特性図である（実施例３）。
【図５】ノックセンサの部分断面図である（従来例）。
【図６】（ａ）はコネクタの本体部への接続根元を示す図５のＢ−Ｂ断面図であり、（ｂ）はノックセンサの出力電圧特性を示す特性図である（従来例）。
【符号の説明】
【００２６】
１  ノックセンサ
２  ピエゾ素子
１４  本体部
１５  コネクタ
１７  接続根元
１８  リブ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
2009121944.tif 000006
【図５】
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【図６】
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