特許 6343310 非共振型ノックセンサの取付状態検知システム、非共振型ノックセンサの取付状態検知装置、及び、非共振型ノックセンサの取付状態検知方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6343310

(24)【登録日】2018年5月25日

(45)【発行日】2018年6月13日

(54)【発明の名称】非共振型ノックセンサの取付状態検知システム、非共振型ノックセンサの取付状態検知装置、及び、非共振型ノックセンサの取付状態検知方法

(51)【国際特許分類】

   F02D 45/00 20060101AFI20180604BHJP

   F02B 77/08 20060101ALI20180604BHJP

   G01H 17/00 20060101ALI20180604BHJP

   G01H 11/08 20060101ALI20180604BHJP

   G01M 15/12 20060101ALI20180604BHJP

【ＦＩ】

   F02D45/00 368A

   F02B77/08 N

   G01H17/00 B

   G01H11/08 C

   G01M15/12

【請求項の数】11

【全頁数】24

(21)【出願番号】特願2016-158218(P2016-158218)

(22)【出願日】2016年8月10日

(65)【公開番号】特開2018-25161(P2018-25161A)

(43)【公開日】2018年2月15日

【審査請求日】2017年6月22日

(73)【特許権者】

【識別番号】000004547

【氏名又は名称】日本特殊陶業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000291

【氏名又は名称】特許業務法人コスモス特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】久野 碩亨

(72)【発明者】

【氏名】小野 雄也

【審査官】 藤村 泰智

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００８−１２８９１７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−２２０３３６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００６−１１９０３５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１１−２０１８１４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００１−００４４７６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１３−０９６８４４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２００８／０１６７７９２（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ０２Ｄ ４５／００

Ｆ０２Ｂ ７７／０８

Ｆ０２Ｂ ７７／００

Ｇ０１Ｈ １７／００

Ｇ０１Ｈ １１／０８

Ｇ０１Ｍ １５／１２

Ｇ０１Ｌ ２３／２２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

エンジンに取り付けられ、内蔵する圧電素子にそれぞれ接続する第１端子及び第２端子を有する非共振型ノックセンサと、
上記非共振型ノックセンサの上記第１端子に接続する抵抗及び上記第２端子を接地する接地配線を有し、上記非共振型ノックセンサのノック検知周波数範囲よりも高い周波数の入力信号を、上記抵抗を介して上記第１端子に印加する入力部と、
上記入力信号に応答して上記非共振型ノックセンサの上記第１端子に生じた応答出力信号の大きさを検知する出力検知部と、
上記ノック検知周波数範囲よりも高い所定の判定周波数における上記応答出力信号の大きさまたは所定の判定周波数域における上記応答出力信号の大きさの周波数特性から、上記非共振型ノックセンサの上記エンジンへの取付状態を判定する、１又は複数の判定部と、を備える
非共振型ノックセンサの取付状態検知システム。

【請求項2】

請求項１に記載の非共振型ノックセンサの取付状態検知システムであって、
前記判定部を複数備え、
複数の上記判定部の判定の結果を用いて、総合判定する総合判定部を備える
非共振型ノックセンサの取付状態検知システム。

【請求項3】

請求項１または請求項２に記載の非共振型ノックセンサの取付状態検知システムであって、
前記非共振型ノックセンサの前記第１端子に接続し、前記エンジンのノック周波数を含む通過周波数帯域を有するフィルタと、
上記フィルタを介して、前記エンジンの振動による上記非共振型ノックセンサの振動出力信号を検知するマイクロプロセッサの第１アナログ入力部を有するノック検出部を備え、
前記入力部は、
前記抵抗に接続する上記マイクロプロセッサのデジタル出力部を有し、
前記出力検知部は、
前記非共振型ノックセンサの前記第１端子に導通する上記マイクロプロセッサの第２アナログ入力部を有する
非共振型ノックセンサの取付状態検知システム。

【請求項4】

請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の非共振型ノックセンサの取付状態検知システムであって、
前記エンジンの停止中に、前記入力部、出力検知部、及び判定部の作動を許可する許可部、を備える
非共振型ノックセンサの取付状態検知システム。

【請求項5】

エンジンに取り付けられ、内蔵する圧電素子にそれぞれ接続する第１端子及び第２端子を有する非共振型ノックセンサの上記エンジンへの取付状態を検知する取付状態検知装置であって、
上記非共振型ノックセンサの上記第１端子に接続する抵抗及び上記第２端子を接地する接地配線を有し、上記非共振型ノックセンサのノック検知周波数範囲よりも高い周波数の入力信号を、上記抵抗を介して上記第１端子に印加する入力部と、
上記入力信号に応答して上記非共振型ノックセンサの上記第１端子に生じた応答出力信号の大きさを検知する出力検知部と、
上記ノック検知周波数範囲よりも高い所定の判定周波数における上記応答出力信号の大きさまたは所定の判定周波数域における上記応答出力信号の大きさの周波数特性から、上記非共振型ノックセンサの上記エンジンへの取付状態を判定する、１又は複数の判定部と、を備える
非共振型ノックセンサの取付状態検知装置。

【請求項6】

請求項５に記載の非共振型ノックセンサの取付状態検知装置であって、
前記判定部を複数備え、
複数の上記判定部の判定の結果を用いて、総合判定する総合判定部を備える
非共振型ノックセンサの取付状態検知装置。

【請求項7】

請求項５または請求項６に記載の非共振型ノックセンサの取付状態検知装置であって、
前記非共振型ノックセンサの前記第１端子に導通し、前記エンジンのノック周波数を含む通過周波数帯域を有するフィルタと、
上記フィルタを介して、前記エンジンの振動による上記非共振型ノックセンサの振動出力信号を検知するマイクロプロセッサの第１アナログ入力部を有するノック検出部を備え、
前記入力部は、
前記抵抗に接続する上記マイクロプロセッサのデジタル出力部を有し、
前記出力検知部は、
前記非共振型ノックセンサの前記第１端子に導通する上記マイクロプロセッサの第２アナログ入力部を有する
非共振型ノックセンサの取付状態検知装置。

【請求項8】

請求項５〜請求項７のいずれか１項に記載の非共振型ノックセンサの取付状態検知装置であって、
前記エンジンの停止中に、前記入力部、出力検知部、及び判定部の作動を許可する許可部、を備える
非共振型ノックセンサの取付状態検知装置。

【請求項9】

エンジンに取り付けられ、内蔵する圧電素子にそれぞれ接続する第１端子及び第２端子を有する非共振型ノックセンサの取付状態検知方法であって、
上記第１端子に抵抗が接続し、上記第２端子が接地配線を介して接地された上記非共振型ノックセンサの上記第１端子に、上記抵抗を介して、上記非共振型ノックセンサのノック検知周波数範囲よりも高い所定の判定周波数の入力信号をまたは所定の判定周波数域にわたる入力信号を印加し、
上記入力信号に応答して上記第１端子に生じた上記所定の判定周波数の応答出力信号の大きさまたは上記所定の判定周波数域にわたる応答出力信号の大きさを検知し、
上記所定の判定周波数における上記応答出力信号の大きさまたは上記所定の判定周波数域における上記応答出力信号の大きさの周波数特性から、上記非共振型ノックセンサの上記エンジンへの取付状態を判定する
非共振型ノックセンサの取付状態検知方法。

【請求項10】

請求項９に記載の非共振型ノックセンサの取付状態検知方法であって、
前記非共振型ノックセンサの前記第１端子に、前記入力信号として、互いに異なる複数の、前記所定の判定周波数の入力信号をまたは所定の判定周波数域にわたる入力信号を印加し、
前記応答出力信号として、互いに異なる複数の、前記所定の判定周波数の応答出力信号の大きさまたは所定の判定周波数域にわたる応答出力信号の大きさを検知し、
互いに異なる複数の、上記所定の判定周波数における上記応答出力信号の大きさからまたは上記所定の判定周波数域における上記応答出力信号の大きさの周波数特性から得た、複数の前記取付状態の判定を総合判定して、前記取付状態を判定する
非共振型ノックセンサの取付状態検知方法。

【請求項11】

請求項９または請求項１０に記載の非共振型ノックセンサの取付状態検知方法であって、
前記エンジンの停止中に、前記入力信号の印加、前記応答出力信号の大きさの検知、及び前記取付状態の判定を行う
非共振型ノックセンサの取付状態検知方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、エンジンに取り付けられ非共振型ノックセンサの、取付状態を検知する非共振型ノックセンサの取付状態検知システム、エンジンに取り付けられた非共振型ノックセンサに用いて、取付状態を検知する非共振型ノックセンサの取付状態検知装置、及び、エンジンに取り付けられた非共振型ノックセンサの取付状態を検知する非共振型ノックセンサの取付状態検知方法に関する。

【背景技術】

【0002】

以前から、エンジンのノッキング状態を検出するノックセンサを使用することにより、エンジンの点火時期制御を行う技術が知られている。ノックセンサは、通常、エンジンのシリンダブロックに取り付けられる。燃焼室でノッキングが発生すると、そのノック振動がシリンダブロックを介してノックセンサに達する。ノックセンサは、内蔵する圧電素子などからなる振動検知部で、このノック振動を検出する。

【0003】

ノックセンサは、共振型ノックセンサと非共振型ノックセンサとに大別される。このうち共振型ノックセンサは、振動検知部が共振する共振周波数をノッキング発生時にエンジンに発生するノック振動の周波数（例えば、７ｋＨｚ）に一致させることにより、振動検知部での振動検出感度がノック振動の周波数で極大になるように調整された周波数特性を有する。一方、非共振型ノックセンサ（特許文献１，２参照）の振動検知部は、ノック振動を検知するノック検知周波数範囲（例えば、２〜２０ｋＨｚ）内に、上述の共振型ノックセンサのような共振周波数を有さず、ノック検知周波数範囲において振動検出感度がほぼ平坦な周波数特性を有する。

【0004】

共振型ノックセンサは、自身の共振周波数に合致したノック振動しか検出できないため、エンジンのノック振動数に自身の共振周波数が合致するように設計する必要があり、ノック振動の周波数が異なるエンジンには使用できないことから、汎用性に乏しい欠点がある。これに対し、非共振型ノックセンサは、ノック検知周波数範囲内の周波数のノック振動を発するエンジンであれば使用可能であり、汎用性に優れる利点がある。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開平１１−２０１８１４号公報

【特許文献2】特開２００１−４４７６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

ところで、非共振型ノックセンサ（以下、単に、センサまたはノックセンサともいう）をエンジンに取り付けるには、例えば、筒状に構成した非共振型ノックセンサの中心に取付ボルトを挿通して、エンジン（シリンダブロックなど）に締結することが行われているが、取付ボルトが緩むなど、非共振型ノックセンサのエンジンに対する取付状態が変動する場合がある。また、センサのエンジンへの取付時に、取付ボルトの締め付け不良などの取付不良が生じる場合もある。このような取付状態の異常が発生している場合には、センサより適切にエンジンのノッキングを検知できなかったり、車両走行による振動をノック振動と誤検知するなどの不具合を生じる虞がある。

【0007】

これに対し、エンジンの振動など通常運転時に発生する予測可能な大きさの振動による非共振型ノックセンサの出力信号の大きさを検知し、この出力信号の大きさと予測された出力信号の大きさとの大小から、センサの取付状態を検知することが考えられる。

【0008】

しかしながら、この手法で非共振型ノックセンサの取付状態を検知するには、判別に利用できる大きさの出力信号がセンサから出力されるように、或る程度大きなエンジンの振動を生じさせる必要がある。このため、例えばアイドリング時などの低負荷運転時やエンジンが停止している状態（アイドリングストップ中、運転終了によるエンジン停止中）などでは、エンジンの振動が小さいあるいはほとんど無いため、センサから十分な大きさの出力信号が得られず、取付状態を検知できない。
一方、走行中にセンサの出力信号の大きさを検知する場合には、エンジンの振動のほか、車両の振動も加わるが、これらの振動は一様でなく予測性も低いため、不要な振動を検知する虞があり、取付状態の検知確度が低下する。
このように、エンジンの振動などを用いて、取付ボルトの緩みなど、ノックセンサの取付状態の異常を検知するのは困難である。

【0009】

ところで、エンジンに取り付けられた状態における非共振型ノックセンサの電気的な特性を調査すべく、エンジンに取り付けた状態のセンサをネットワークアナライザに接続して、センサのインピーダンスの周波数特性を調べたところ、ノック検知周波数範囲（例えば２〜２０ｋＨｚ）よりも高い周波数範囲においては、ノック検知周波数範囲と異なり、共振点あるいは反共振点に対応すると考えられる極大あるいは極小のピークが複数現れることが判ってきた。

【0010】

さらに、これら複数のピークの中には、センサのエンジンへの取付状態、例えば、取付ボルトの緩み状態の違いに応じて、ピークの位置（周波数）が大きく変動するピークや、ピークにおけるインピーダンスの大きさが変化するピークがあることが判ってきた。また、特定の周波数に着目すると、この特定の周波数におけるインピーダンスと取付ボルトの緩み状態との間に相関がある場合があり、取付ボルトが緩むほど、インピーダンスが低下する周波数や、逆にインピーダンスが上昇する周波数が存在する場合があることも判ってきた。

【0011】

本件は、かかる知見に鑑みてなされたものであって、エンジンの振動に依存しないで、非共振型ノックセンサの取付状態を適切に検知できる非共振型ノックセンサの取付状態検知システムを提供するものである。また、エンジンに取り付けられた非共振型ノックセンサに用いて、非共振型ノックセンサの取付状態を適切に検知できる非共振型ノックセンサの取付状態検知装置を提供するものである。加えて、エンジンに取り付けられた非共振型ノックセンサの取付状態を適切に検知できる非共振型ノックセンサの取付状態検知方法を提供するものである。

【課題を解決するための手段】

【0012】

上記課題を解決するための一態様は、エンジンに取り付けられ、内蔵する圧電素子にそれぞれ接続する第１端子及び第２端子を有する非共振型ノックセンサと、上記非共振型ノックセンサの上記第１端子に接続する抵抗及び上記第２端子を接地する接地配線を有し、上記非共振型ノックセンサのノック検知周波数範囲よりも高い周波数の入力信号を、上記抵抗を介して上記第１端子に印加する入力部と、上記入力信号に応答して上記非共振型ノックセンサの上記第１端子に生じた応答出力信号の大きさを検知する出力検知部と、上記ノック検知周波数範囲よりも高い所定の判定周波数における上記応答出力信号の大きさまたは所定の判定周波数域における上記応答出力信号の大きさの周波数特性から、上記非共振型ノックセンサの上記エンジンへの取付状態を判定する、１又は複数の判定部と、を備える非共振型ノックセンサの取付状態検知システムである。

【0013】

この取付状態検知システムでは、非共振型ノックセンサの第１端子に入力信号を印加する入力部を備えるので、入力信号により、センサを適切なタイミングで能動的かつ電気的に駆動でき、入力信号に対するセンサからの応答出力信号を得て、判定部でセンサのエンジンへの取付状態を判定することができる。このため、エンジンなどの振動の有無に拘わらず、適切なタイミングで、センサの取付状態を検知できる。
また、判定部で、ノック検知周波数範囲よりも高い周波数の入力信号に対応した、ノック検知周波数範囲よりも高い所定の判定周波数における応答出力信号の大きさや、所定の判定周波数域における応答出力信号の大きさの周波数特性から、センサのエンジンへの取付状態を判定する。これにより、センサの取付状態を適切に検知できる。

【0014】

なお、「非共振型ノックセンサ」は、前述したように、ノック検知周波数範囲内に共振点をもたず、ノック検知周波数範囲で検出感度がほぼ平坦な周波数特性を有するノックセンサである。
「ノック検知周波数範囲」は、非共振型ノックセンサにおいて、エンジンのノック振動を検知できる周波数範囲を指し、例えば、２〜２０ｋＨｚが例示される。

【0015】

前述した非共振型ノックセンサのノック検知周波数範囲よりも高い周波数域におけるインピーダンス特性の説明からも判るように、エンジンに取り付けられたセンサに、ノック検知周波数範囲よりも高い周波数域の入力信号を入力すると（例えば、入力信号の周波数を徐々に高くするなど一方向に変化させながら入力すると）、これに応じて、応答出力信号の周波数も変化し、特有の周波数特性（周波数分布)を示す。この場合において、非共振型ノックセンサのエンジンへの取り付けが適正である場合の応答出力信号の周波数特性と、取付が異常(取り付けボルトの緩み発生など)である場合の応答出力信号の周波数特性とを比較すると、差異がある周波数あるいは周波数域が存在する。この部分を判定周波数あるいは判定周波数域として利用する。
即ち、「所定の判定周波数」は、当該判定周波数の入力信号に対する応答出力信号の大きさが、非共振型ノックセンサのエンジンへの取付状態の違い（例えば、取付ボルトの締め付け状態の違い）によって変動するために、応答出力信号の大きさを検知することで、センサのエンジンへの取付状態を判定できる周波数である。例えば、当該判定周波数における応答出力信号の大きさと取付ボルトの締め付け状態との間に相関があり、取付ボルトが緩むほど応答出力信号の大きさが低下する周波数や、これとは逆に取付ボルトが緩むほど応答出力信号の大きさが増大する周波数が挙げられる。
また、「所定の判定周波数域」は、当該判定周波数域にわたって（例えば、周波数を徐々に高く走査した）入力信号に対する応答出力信号の大きさの周波数特性が、センサのエンジンへの取付状態の違いによって変化するために、応答出力信号の大きさの周波数特性の変動を検知することで、センサのエンジンへの取付状態を判定できる周波数域である。例えば、センサのエンジンへの取付状態に応じて、当該判定周波数域内に現れる共振点などの極大あるいは極小のピークの位置（周波数）が変動するため、当該ピークの周波数を検知することで、センサのエンジンへの取付状態を判定可能となる周波数域や、センサのエンジンへの取付状態に応じて、当該判定周波数域内に現れるピークにおける応答出力信号の大きさが変化するため、当該ピークにおける答出力信号の大きさを検知することで、センサのエンジンへの取付状態を判定可能となる周波数域が挙げられる。

【0016】

「入力部」は、センサの第１端子に所定の判定周波数の入力信号を印加する。この入力部における入力信号の入力パターンとしては、所定の判定周波数の入力信号を第１端子に印加するほか、所定の判定周波数域にわたり、周波数を徐々に高くして周波数を走査した各入力信号を第１端子に印加するパターンが挙げられる。また、１又は複数の判定周波数あるいは判定周波数域を含む周波数域にわたり周波数を走査した各入力信号をセンサに入力するパターンも挙げられる。

【0017】

非共振型ノックセンサのエンジンへの「取付状態」とは、センサでエンジンの振動を検知できるように定められた取付手法に従って、エンジン（例えばシリンダブロック）にセンサを取り付けた場合において、そのセンサのエンジンへの結合の状態を指す。例えば、中央に開けた挿通孔に取付ボルトを挿通してエンジンに取り付けるタイプのセンサにおいては、センサに挿通した取付ボルトの締め付け状態（取付ボルトの緩み状態）が挙げられる。なお、センサ内の部品の組付状態も、センサの取付状態に含める。従って、センサ内の部品の組み付け状態が変化したために（例えば、センサに内蔵する圧電素子に対する押圧力が適正値よりも減少したために）、取付ボルトは緩んでいなくとも、取付ボルトが緩んだ場合と同様に、応答出力信号の大きさの周波数特性が変動するようなセンサ内の部品の組付状態の変化も、センサの取付状態の変化に含む。

【0018】

判定部における「判定」の判定内容としては、例えば、センサのエンジンへの取付状態について良否を分けるしきい値を用いて、正常／異常を分ける判定のほか、例えば、取付状態のレベル判定（例えば、５段階評価によるレベル判定）や取付状態（相当する取付ボルトの締め付けトルクの大きさ）の値を示す判定も含まれる。

【0019】

上述の非共振型ノックセンサの取付状態検知システムであって、前記判定部を複数備え、複数の上記判定部の判定の結果を用いて、総合判定する総合判定部を備える非共振型ノックセンサの取付状態検知システムとすると良い。

【0020】

１つの判定周波数あるいは判定周波数域における判定結果から、取付状態の適否などを判定する場合、判定を誤ることもありうる。
これに対し、このシステムでは、複数の判定部の結果を用い、さらに総合判定部で総合判定を行うので、さらに適切にセンサのエンジンへの取付状態を判定できる。

【0021】

総合判定部での総合判定の手法としては、例えば、複数の判定部のいずれもが異常と判定した場合にのみ異常と判定する手法や、各判定部の判定結果の多数決で決定する手法、いずれか１つの判定部でも異常と判定した場合には異常と判定する手法などを採用しうる。また、各判定部で取付状態のレベル判定を行う場合には、各判定部の判定レベルの平均を得ることもできる。これらのいずれの手法を採用するかは、判定部における判定の手法や、各判定部における判定の確度(信頼性)、他の判定部の判定との関連性などを考慮して決定すると良い。

【0022】

上記のいずれかに記載の非共振型ノックセンサの取付状態検知システムであって、前記非共振型ノックセンサの前記第１端子に接続し、前記エンジンのノック周波数を含む通過周波数帯域を有するフィルタと、上記フィルタを介して、前記エンジンの振動による上記非共振型ノックセンサの振動出力信号を検知するマイクロプロセッサの第１アナログ入力部を有するノック検出部を備え、前記入力部は、前記抵抗に接続する上記マイクロプロセッサのデジタル出力部を有し、前記出力検知部は、前記非共振型ノックセンサの前記第１端子に導通する上記マイクロプロセッサの第２アナログ入力部を有する非共振型ノックセンサの取付状態検知システムとすると良い。

【0023】

このシステムでは、フィルタを通じて、センサの応答出力信号を第１アナログ入力部からマイクロプロセッサに取り込んで、エンジンのノックの有無を検知する。このほか、同じマイクロプロセッサのデジタル出力部を入力部に用い、かつ、同じマイクロプロセッサの第２アナログ入力部を出力検知部に用いる。即ちこのシステムは、エンジンのノッキング検知システムを兼ねている。
このためこのシステムでは、ノック振動の検知に用いるマイクロプロセッサで、ノック検出部のほか、入力部、出力検知部を構成でき、非共振型ノックセンサのノッキング検知システムに本システムを加入するにあたり、改変をごく僅かで済ますことができる。

【0024】

なお、「フィルタ」は、ノック周波数を含む通過周波数帯域の信号は通し（減衰させず）、他の周波数の信号は通さない（減衰させる）特性を有する機能部であり、例えば、バンドパスフィルタ（以下、ＢＰＦともいう）が挙げられるほか、ハイパスフィルタやローパスフィルタを用いることもできる。

【0025】

さらに、上述のいずれかに記載の非共振型ノックセンサの取付状態検知システムであって、前記エンジンの停止中に、前記入力部、出力検知部、及び判定部の作動を許可する許可部、を備える非共振型ノックセンサの取付状態検知システムとすると良い。

【0026】

このシステムでは、エンジン停止中にセンサの取付状態を検知するので、走行に伴う車両の振動やエンジンからの振動に伴ってノックセンサから生じる信号が無いため、より確実にセンサのエンジンへの取付状態を判定することができる。

【0027】

前記課題を解決するための他の態様は、エンジンに取り付けられ、内蔵する圧電素子にそれぞれ接続する第１端子及び第２端子を有する非共振型ノックセンサの上記エンジンへの取付状態を検知する取付状態検知装置であって、上記非共振型ノックセンサの上記第１端子に接続する抵抗及び上記第２端子を接地する接地配線を有し、上記非共振型ノックセンサのノック検知周波数範囲よりも高い周波数の入力信号を、上記抵抗を介して上記第１端子に印加する入力部と、上記入力信号に応答して上記非共振型ノックセンサの上記第１端子に生じた応答出力信号の大きさを検知する出力検知部と、上記ノック検知周波数範囲よりも高い所定の判定周波数における上記応答出力信号の大きさまたは所定の判定周波数域における上記応答出力信号の大きさの周波数特性から、上記非共振型ノックセンサの上記エンジンへの取付状態を判定する、１又は複数の判定部と、を備える非共振型ノックセンサの取付状態検知装置である。

【0028】

この取付状態検知装置では、非共振型ノックセンサの第１端子に入力信号を印加する入力部を備えるので、この入力信号により、適切なタイミングで能動的かつ電気的にセンサを駆動でき、入力信号に対するセンサからの応答出力信号を得て、判定部でセンサのエンジンへの取付状態を判定することができる。このため、エンジンなどの振動の有無に拘わらず、適切なタイミングで、センサの取付状態を検知できる。
また、ノック検知周波数範囲よりも高い周波数の入力信号をセンサに入力し、判定部で、ノック検知周波数範囲よりも高い所定の判定周波数における応答出力信号の大きさや、所定の判定周波数域における応答出力信号の大きさの周波数特性から、センサのエンジンへの取付状態を判定するので、センサの取付状態を適切に検知できる。

【0029】

上述の非共振型ノックセンサの取付状態検知装置であって、前記判定部を複数備え、複数の上記判定部の判定の結果を用いて、総合判定する総合判定部を備える非共振型ノックセンサの取付状態検知装置とすると良い。

【0030】

１つの判定周波数あるいは判定周波数域における判定結果から、取付状態の適否などを判定すると、判定を誤ることもありうる。しかし、この取付状態検知装置では、複数の判定部の結果を用いて総合判定部で総合判定を行うので、さらに適切に取付状態を判定できる。

【0031】

また上述のいずれかに記載の非共振型ノックセンサの取付状態検知装置であって、前記非共振型ノックセンサの前記第１端子に導通し、前記エンジンのノック周波数を含む通過周波数帯域を有するフィルタと、上記フィルタを介して、前記エンジンの振動による上記非共振型ノックセンサの振動出力信号を検知するマイクロプロセッサの第１アナログ入力部を有するノック検出部を備え、前記入力部は、前記抵抗に接続する上記マイクロプロセッサのデジタル出力部を有し、前記出力検知部は、前記非共振型ノックセンサの前記第１端子に導通する上記マイクロプロセッサの第２アナログ入力部を有する非共振型ノックセンサの取付状態検知装置とすると良い。

【0032】

この取付状態検知装置では、フィルタを通じて、センサの応答出力信号をマイクロプロセッサの第１アナログ入力部からノック検出部に取り込んで、エンジンのノックの有無を検知する。このほか、同じマイクロプロセッサのデジタル出力部を入力部に用い、かつ、同じマイクロプロセッサの第２アナログ入力部を出力検知部に用いる。即ちこの装置は、エンジンのノッキング検知装置を兼ねている。
このためこの装置では、ノック振動の検知に用いるマイクロプロセッサで、ノック検出部のほか、入力部、出力検知部を構成でき、非共振型ノックセンサのノッキング検知装置に本装置を加入するにあたり、改変をごく僅かで済ますことができる。

【0033】

さらに上述のいずれか１項に記載の非共振型ノックセンサの取付状態検知装置であって、前記エンジンの停止中に、前記入力部、出力検知部、及び判定部の作動を許可する許可部、を備える非共振型ノックセンサの取付状態検知装置とすると良い。

【0034】

この装置では、エンジン停止中にセンサの取付状態を検知するので、走行に伴う車両の振動やエンジンからの振動に伴ってノックセンサから生じる信号が無いため、より確実にセンサのエンジンへの取付状態を判定することができる。

【0035】

さらに他の態様は、エンジンに取り付けられ、内蔵する圧電素子にそれぞれ接続する第１端子及び第２端子を有する非共振型ノックセンサの取付状態検知方法であって、上記第１端子に抵抗が接続し、上記第２端子が接地配線を介して接地された上記非共振型ノックセンサの上記第１端子に、上記抵抗を介して、上記非共振型ノックセンサのノック検知周波数範囲よりも高い所定の判定周波数の入力信号をまたは所定の判定周波数域にわたる入力信号を印加し、上記入力信号に応答して上記第１端子に生じた上記所定の判定周波数の応答出力信号の大きさまたは上記所定の判定周波数域にわたる応答出力信号の大きさを検知し、上記所定の判定周波数における上記応答出力信号の大きさまたは上記所定の判定周波数域における上記応答出力信号の大きさの周波数特性から、上記非共振型ノックセンサの上記エンジンへの取付状態を判定する非共振型ノックセンサの取付状態検知方法である。

【0036】

この取付状態検知方法では、非共振型ノックセンサの第１端子に入力信号を印加するので、この入力信号により、適切なタイミングで能動的かつ電気的にセンサを駆動でき、入力信号に対するセンサからの応答出力信号を得て、判定部でセンサのエンジンへの取付状態を判定することができる。このため、エンジンなどの振動の有無に拘わらず、適切なタイミングで、センサの取付状態を検知できる。
また、ノック検知周波数範囲よりも高い所定の判定周波数の入力信号をまたは所定の判定周波数域にわたる周波数の入力信号をセンサに入力し、ノック検知周波数範囲よりも高い所定の判定周波数における応答出力信号の大きさや、所定の判定周波数域における応答出力信号の大きさの周波数特性から、センサのエンジンへの取付状態を判定するので、センサの取付状態を適切に検知できる。

【0037】

また上述の非共振型ノックセンサの取付状態検知方法であって、前記非共振型ノックセンサの前記第１端子に、前記入力信号として、互いに異なる複数の、前記所定の判定周波数の入力信号をまたは所定の判定周波数域にわたる入力信号を印加し、前記応答出力信号として、互いに異なる複数の、前記所定の判定周波数の応答出力信号の大きさまたは所定の判定周波数域にわたる応答出力信号の大きさを検知し、互いに異なる複数の、上記所定の判定周波数における上記応答出力信号の大きさからまたは上記所定の判定周波数域における上記応答出力信号の大きさの周波数特性から得た、複数の前記取付状態の判定を総合判定して、前記取付状態を判定する非共振型ノックセンサの取付状態検知方法とすると良い。

【0038】

この取付状態検知方法では、センサの第１端子に、互いに異なる複数の判定周波数の入力信号をまたは所定の判定周波数域にわたる入力信号を印加し、複数の判定周波数あるいは判定周波数域における判定の結果を用いて総合判定を行うので、さらに適切に取付状態を判定できる。

【0039】

また上述のいずれかに記載の非共振型ノックセンサの取付状態検知方法であって、前記エンジンの停止中に、前記入力信号の印加、前記応答出力信号の大きさの検知、及び前記取付状態の判定を行う非共振型ノックセンサの取付状態検知方法とすると良い。

【0040】

この取付状態検知方法では、エンジン停止中にセンサの取付状態を検知するので、走行に伴う車両の振動やエンジンからの振動に伴ってノックセンサから生じる信号がないため、このような信号の影響を受けることが無く、より確実にセンサのエンジンへの取付状態を判定することができる。

【図面の簡単な説明】

【0041】

【図1】実施形態に係り、エンジンに取り付けた非共振型ノックセンサ及びこれに接続したノックセンサ検知装置からなるノックセンサ検知システムの構成を示す説明図である。

【図2】実施形態に係り、取付ボルトを用いて非共振型ノックセンサをエンジンに取り付けた状態を示す縦断面図である。

【図3】実施形態に係り、非共振型ノックセンサの駆動、取付状態の判定の流れを示すフローチャートである。

【図4】実施形態に係り、取付状態の異常判定のサブプロセスを説明するフローチャートである。

【図5】実施形態に係り、判定周波数域での取付状態の判定のサブプロセスを説明するフローチャートである。

【図6】実施形態に係り、判定周波数での取付状態の判定のサブプロセスを説明するフローチャートである。

【図7】実施形態の非共振型ノックセンサのエンジンブロックへの取付状態を変えて加振した場合の振動出力信号Ｓｖｏの出力電圧Ｖｖｏの周波数特性を示すグラフである。

【図8】実施形態の非共振型ノックセンサのエンジンブロックへの取付状態を変えた場合の、センサのインピーダンスＺｓの周波数特性を示すグラフである。

【発明を実施するための形態】

【0042】

（実施形態）
本件技術の実施形態を、図面を参照しつつ説明する。図１に、本実施形態に係るノックセンサ検知システム（以下単に、システムともいう）１の構成を示す。また、図２に、取付ボルトＢＬを用いて非共振型ノックセンサ１０をエンジンＥＮＧに取り付けた状態を示す。

【0043】

＜非共振型ノックセンサ＞
まず、非共振型ノックセンサ１０について、図２を参照して説明する。図２に示す本実施形態のノックセンサ１０は、中空の筒状部１３ａ及びこの下端に位置し外側に膨らむフランジ部１３ｂを有する金属製の主体金具１３等から構成されている。主体金具１３の筒状部１３ａの径方向外側で、フランジ部１３ｂの図中上方には、下から順に、それぞれ環状に形成された、絶縁部材１４ａ、第１電極部材１５ａ、圧電素子１１、第２電極部材１５ｂ、及び絶縁リング１４ｂが配置されている。そして、この絶縁リング１４ｂの上に環状錘（ウエイト）１６が配置され、この環状錘１６の上には、バネ性を有する座金である皿バネ１７が配置され、この皿バネ１７の上から、筒状部１３ａの外周に形成された雄ネジ部１３ｃに螺合して、ナット１８がねじ込まれている。このナット１８の締め付けによって、圧電素子１１は、取付軸線ＡＸに沿う方向(図中上下方向)に加圧されると共に、主体金具１３と一体となり、主体金具１３のフランジ部１３ｂに伝わった振動が、確実に圧電素子１１に伝わり、振動に応じた圧電素子１１の出力が得られる構成となっている。

【0044】

圧電素子１１を挟む第１電極部材１５ａ及び第２電極部材１５ｂは、共にその外周縁から、図２において、右方（外側）に延びる帯状の延出部１５ａｅ，１５ｂｅを有している。さらにこの延出部１５ａｅ，１５ｂｅの先端部位は、樹脂製のコネクタハウジング部１９ａ内において斜め上向きに突出して、第１端子部１５ａ１及び第２端子部１５ｂ１となっている。なお、図２においては、延出部１５ａｅ，１５ｂｅの一部及び第１端子部１５ａ１と第２端子部１５ｂ１とは重なっているため、第１電極部材１５ａの延出部１５ａｅ及び第１端子部１５ａ１のみが見えているが、延出部１５ａｅ，１５ｂｅ及び第１，第２端子部１５ａ１，１５ｂ１とは、所定の間隔をおいて略平行に並んで配置されている。この第１端子部１５ａ１及び第２端子部１５ｂ１が、センサ１０の第１端子１０ａ及び第２端子１０ｂである。

【0045】

さらに、第１電極部材１５ａ及び第２電極部材１５ｂの延出部１５ａｅ，１５ｂｅ同士の間には、内蔵抵抗１２（図１参照）が接続されており、第１端子部１５ａ１（第１端子１０ａ）及び第２端子部１５ｂ１（第２端子１０ｂ）から見て、圧電素子１１と内蔵抵抗１２とが並列に接続されている。

【0046】

このセンサ１０では、前述のように筒状部１３ａの径方向外側でフランジ部１３ｂの上方に配置されて組み付けられた各部品１４ａ，１１，１６等の外側に、これらを包囲するように樹脂製のカバー部材１９が例えば射出成形により形成されている。このカバー部材１９は、図中右方に延出して、前述したように第１，第２端子部１５ａ１，１５ｂ１を囲むコネクタハウジング部１９ａを構成している。

【0047】

このノックセンサ１０は、図２に示したように、取付ボルトＢＬの頭部ＢＬＴを主体金具１３の筒状部１３ａに係合させる。これと共に、筒状部１３ａ内に開けられたボルト挿通孔１３ｈに取付ボルトＢＬの軸部ＢＬＪを挿通し、エンジンＥＮＧのエンジンブロックＥＢに穿孔した取付孔ＥＢＨにねじ込むことで、センサ１０の主体金具１３のフランジ部１３ｂがエンジンブロックＥＢの外表面ＥＢＳに圧接するように取り付けられる。かくして、エンジンＥＮＧのノック振動などの振動が、エンジンブロックＥＢを通じ、センサ１０の主体金具１３のフランジ部１３ｂに伝わると、圧電素子１１にエンジンＥＮＧの振動に応じた振動出力信号Ｓｖｏ（出力電圧Ｖｖｏ）が発生する。

【0048】

＜センサの出力電圧の周波数特性＞
ところで本実施形態のセンサ１０のエンジンブロックＥＢへ取付状態には、即ち、主体金具１３のフランジ部１３ｂがエンジンブロックＥＢの外表面ＥＢＳに圧接する程度には、適切な範囲があり、取付ボルトＢＬの締付トルクＴで表すと、Ｔ＝２０〜３０Ｎ・ｍ（標準取付トルク）とするのが好ましい。締付トルクＴをこの範囲とした場合には、エンジンの振動周波数がノック検知周波数範囲ＲＫ（ＲＫ＝２〜２０ｋＨｚ）において、センサ１０（圧電素子１１）の出力電圧Ｖｖｏは、ほぼ平坦な周波数特性を示す。

【0049】

一方、前述したように、センサ１０のエンジンブロックＥＢへ取付状態が変化すると、適切にノック振動を検出できない場合があることが判ってきた。具体的には、取付ボルトＢＬの締付トルクＴを変化させると、センサ１０の出力電圧Ｖｖｏの周波数特性が変化する。そこで以下では、エンジンブロックＥＢを模したブロックにセンサ１０を取付ボルトＢＬを用いて取り付ける。取付ボルトＢＬの締付トルクＴを、Ｔ＝０，０．５，１，３，２０Ｎ・ｍの５段階に変化させた場合において、ブロック及びこれに取り付けたセンサ１０を、加振機（ブリュエル・ケアー社製、品番４８０９）にセットし、ノック検知周波数範囲ＲＫを含む周波数ｆ＝２〜４０ｋＨｚの周波数範囲で正弦波振動の周波数を変化（走査）させつつ、加速度２９．４ｍ／ｓ²一定の条件で加振したときの、センサ１０の振動出力信号Ｓｖｏの大きさ（出力電圧Ｖｖｏ）の変化を、図７に示す。

【0050】

図７において実線で示すように、ボルトＢＬの締付トルクＴがＴ＝２０Ｎ・ｍの場合には、ノック検知周波数範囲ＲＫ＝２〜２０ｋＨｚの範囲で、振動出力信号Ｓｖｏの出力電圧Ｖｖｏは、ほぼ一定の１００ｍＶ／２９．４ｍ／ｓ²であることが判る。即ち、センサ１０は、取付ボルトＢＬを締付トルクＴ＝２０Ｎ・ｍで締め付けた場合、周波数ｆ＝２〜２０ｋＨｚの範囲（ノック検知周波数範囲ＲＫ）において、共振点を有さず、ほぼフラットな周波数特性を有することが判る。従って、前述したように、取付ボルトＢＬを締付トルクＴ＝２０Ｎ・ｍで締め付けた場合には、ＢＰＦ２３の通過帯域を、センサ１０を取り付けるエンジンＥＮＧに固有のノック振動の周波数を含む範囲に設定することで、出力電圧Ｖｖｏから、ＢＰＦ２３及び第１アナログ入力部２１ｃを通じて、マイクロプロセッサ２１で、適切にノック振動を検知することができる。なお、ノック検知周波数範囲ＲＫよりも高い周波数ｆ＝３１〜３５ｋＨｚ付近に、極大及び極小点が現れるが、大きな共振点となっていないことも判る。

【0051】

一方、図７において一点鎖線で示すように、取付ボルトＢＬを締付トルクＴ＝３Ｎ・ｍで締め付けた場合には、周波数ｆ＝２６．４ｋＨｚ付近に大きな鋭い共振点が現れることが判る。取付ボルトＢＬの軸部ＢＬＪの有する弾性と取付ボルトＢＬ及びセンサ１０の質量とで生じる共振であると推測される。但し、ノック検知周波数範囲ＲＫ（２〜２０ｋＨｚの範囲）では、出力電圧Ｖｖｏの周波数特性は、ほぼフラットであることも判る。従って、取付ボルトＢＬが緩んでも、締付トルクＴ＝３Ｎ・ｍに相当する程度までならば、センサ１０としては使用しうることが判る。とは言え、この状態では、締付トルクＴを安定して維持することは難しく、車両の走行に伴う振動やエンジンの振動などにより、取付ボルトＢＬの締結が容易に緩み、締付トルクＴの更なる低下が予測される。従って、この締付トルクＴ＝３Ｎ・ｍの状態を、センサ１０の取付状態の異常であると判断し、運転者に警告を発するなどを行うと、適切にノック振動を把握してエンジンＥＮＧの制御に適切に行えている間に、センサ１０の保守（取付ボルトＢＬの増し締め）を行わせることができる。

【0052】

さらに、図７において間隔の広い破線で示すように、取付ボルトＢＬを締付トルクＴ＝１Ｎ・ｍで締め付けた場合には、周波数ｆ＝１９．８ｋＨｚ付近に大きな鋭い共振点が現れることが判る。この共振点は、締付トルクＴ＝３Ｎ・ｍの場合には周波数ｆ＝２６．４ｋＨｚ付近に生じていた共振と同じモードであるが、締付トルクＴが低下したことで、共振周波数が低下したと考えられる。但し、締付トルクＴ＝３Ｎ・ｍの場合とは異なり、この締付トルクＴ＝１Ｎ・ｍの場合には、もはやノック検知周波数範囲ＲＫ（２〜２０ｋＨｚの範囲）で、出力電圧Ｖｖｏの周波数特性がフラットであるとは言えず、適用するエンジンＥＮＧによっては（特にノック振動の周波数が高いエンジンでは）、ノック振動以外の振動により、大きな出力電圧が発生するので、適切にノック振動を検知できない虞がある。

【0053】

さらに、図７において間隔が中程度の破線で示すように、取付ボルトＢＬを締付トルクＴ＝０．５Ｎ・ｍで締め付けた場合には、周波数ｆ＝９〜１３ｋＨｚの範囲に、いくつかの極大及び極小のピークが現れることが判る。様々なモードの共振が混在していると考えられる。また、この締付トルクＴ＝０．５Ｎ・ｍの場合には、ノック検知周波数範囲ＲＫ（２〜２０ｋＨｚの範囲）のほぼ中央部分に、極大、極小にピークがいくつも現れており、適用するエンジンＥＮＧのノック振動の周波数が（例えば５ｋＨｚ以下程度に）十分に低い場合を除いて、適切にノック振動を検知できないと考えられる。なお、この締付トルクＴ＝０．５Ｎ・ｍの場合は、取付ボルトＢＬを手指で強く締めた状態に相当する。

【0054】

さらに、図７において点をつなげた細かい破線で示すように、取付ボルトＢＬを締付トルクＴ＝０Ｎ・ｍの場合、即ち、取付ボルトＢＬの頭部ＢＬＴがセンサ１０の主体金具１３に当接するが、圧接しない状態では、全範囲（２〜４０ｋＨｚ）において、出力電圧Ｖｖｏがごく低い値となっている。センサ１０がエンジンブロックＥＢと一体になっておらず、エンジンブロックＥＢの振動がセンサ１０に伝わらず、振動を検知できない状態であることが判る。

【0055】

＜センサのインピーダンスの周波数特性＞
さらに、前述したように、ノック検知周波数範囲ＲＫ（本実施形態では２〜２０ｋＨｚ）よりも高い周波数範囲において、ブロックに取り付けたセンサ１０のインピーダンスＺｓの周波数特性を測定すると、いくつかの共振点あるいは反共振点に対応すると考えられる極大あるいは極小のピークが現れることが判ってきた。しかも、取付ボルトＢＬの締付トルクＴの大きさに応じて、センサ１０のインピーダンスＺｓの周波数特性が変化することが判ってきた。そこで、上述のセンサ１０の出力電圧Ｖｖｏの周波数特性を取得した場合（図７参照）と同じく、取付ボルトＢＬの締付トルクＴを、Ｔ＝０，０．５，１，３，２０Ｎ・ｍの５段階に変化させた場合において、センサ１０のインピーダンスＺｓを測定した。具体的には、ブロックに取り付けたセンサ１０の第１，第２端子１０ａ，１０ｂを、ネットワークアナライザ（アンリツ社製、ＭＳ４６３０Ｂ）に接続して、ノック検知周波数範囲ＲＫ（本実施形態では２〜２０ｋＨｚ）よりも高い周波数ｆ＝３０〜８０ｋＨｚの周波数範囲にわたり、センサ１０のインピーダンスＺｓを測定した（図８参照）。さらに具体的には、ブロックに所定の締付トルクＴでセンサ１０を取り付けた後、インピーダンスＺｓの周波数特性を測定した（図８参照）。これを、各締付トルクＴについて繰り返して、センサ１０のインピーダンスＺｓの周波数特性（図８参照）を取得した。

【0056】

図８に示すインピーダンスＺｓの周波数特性の各グラフは、図７に示した出力電圧Ｖｖｏの周波数特性のグラフとは異なり、いずれのトルクＴにおいても、複雑にインピーダンスＺｓが変化する特性を示している。電気的に、センサ１０を見た場合、圧電素子１１をはじめ、各部品の持つ固有振動モードによる共振や反共振が生じるためと考えられる。また、各締付トルクＴの大きさにより、インピーダンスＺｓの大きさが、大きく異なる周波数あるいは周波数領域があることが判る。

【0057】

まず、図８において、実線で示すように、ボルトＢＬの締付トルクＴがＴ＝２０Ｎ・ｍの場合について検討する。この場合、周波数ｆ＝４２．１ｋＨｚ付近に、他のトルクに比してインピーダンスＺｓが低く、鋭い共振点（インピーダンスＺｓが低くなる極小のピーク、極小点）が現れる。また、周波数ｆ＝６３．３ｋＨｚ付近にも、他のトルクに比してインピーダンスＺｓが低い共振点が現れることが判る。さらに、周波数ｆ＝６８．５ｋＨｚ付近にも、共振点が現れる。但しこの共振点は、前の２つとは異なり、他のトルクの方が、共振点におけるインピーダンスＺｓが低い。そのほか、後述するように、他の締付トルクＴがＴ＝３，１，０．５，０Ｎ・ｍの場合には、周波数ｆ＝４３〜５８ｋＨｚの領域に、共振点がそれぞれ現れる。しかるに、この締付トルクＴがＴ＝２０Ｎ・ｍの場合には、共振点が現れないことが判る。

【0058】

次に、図８において一点鎖線で示すように、取付ボルトＢＬを締付トルクＴ＝３Ｎ・ｍで締め付けた場合について検討する。この場合、周波数ｆ＝３８．５ｋＨｚ付近に、共振点（インピーダンスＺｓが低くなる極小のピーク、極小点）が現れる。しかし、締付トルクＴがＴ＝２０Ｎ・ｍの場合に共振点が存在した周波数ｆ＝４２．１ｋＨｚ付近には、共振点が存在しない。一方、周波数ｆ＝６３．３ｋＨｚ付近に共振点が現れている。但し、この共振点におけるインピーダンスＺｓは、締付トルクＴがＴ＝２０Ｎ・ｍの場合よりも大きく（ピークの深さが浅く）なっている。また、周波数ｆ＝６９．２ｋＨｚ付近にも、共振点が現れる。この共振点におけるインピーダンスＺｓは、締付トルクＴ＝２０Ｎ・ｍの場合とほぼ同じであり、他のトルク（Ｔ＝１，０．５，０Ｎ・ｍ）の方が、共振点のインピーダンスＺｓが低い。さらに、周波数ｆ＝４３〜５８ｋＨｚの領域についてみると、周波数ｆ＝５１．９ｋＨｚ付近、及び周波数ｆ＝５３．１ｋＨｚ付近に、共振点が現れる。

【0059】

また、図８において間隔の広い破線で示すように、取付ボルトＢＬを締付トルクＴ＝１Ｎ・ｍで締め付けた場合について検討する。この場合、周波数ｆ＝３８〜４３ｋＨｚの範囲に極小ピークは観測されない。即ち、締付トルクＴ＝１Ｎ・ｍの場合においても、締付トルクＴがＴ＝２０Ｎ・ｍの場合に共振点が存在した周波数ｆ＝４２．１ｋＨｚ付近には、共振点が存在しない。一方、周波数ｆ＝６３．０ｋＨｚ付近に共振点（インピーダンスＺｓが低くなる極小のピーク、極小点）が現れている。但し、この共振点におけるインピーダンスＺｓは、締付トルクＴがＴ＝２０Ｎ・ｍ及び３Ｎ・ｍの場合よりも大きく（ピークの深さが浅く）なっている。また、周波数ｆ＝６８．８ｋＨｚ付近にも、共振点が現れる。但し、この共振点におけるインピーダンスＺｓは、締付トルクＴ＝２０Ｎ・ｍ及び３Ｎ・ｍの場合よりも小さく低い（ピークの深さが深い）。さらに、周波数ｆ＝４３〜５８ｋＨｚの領域についてみると、周波数ｆ＝４８．１ｋＨｚ付近に、共振点が現れる。

【0060】

また、図８において間隔が中程度の破線で示すように、取付ボルトＢＬを締付トルクＴ＝０．５Ｎ・ｍで締め付けた場合について検討する。この場合も、周波数ｆ＝３８〜４３ｋＨｚ付近に極小ピークは観測されない。即ち、締付トルクＴ＝０．５Ｎ・ｍの場合においても、締付トルクＴがＴ＝２０Ｎ・ｍの場合に共振点が存在した周波数ｆ＝４２．１ｋＨｚ付近には、共振点が存在しない。一方、周波数ｆ＝６２．２ｋＨｚ付近に共振点（インピーダンスＺｓが低くなる極小のピーク、極小点）が現れている。但し、この共振点におけるインピーダンスＺｓは、締付トルクＴがＴ＝２０Ｎ・ｍ，３Ｎ・ｍ及び１Ｎ・ｍの場合よりも大きく（ピークの深さが浅く）なっている。また、周波数ｆ＝６８．５ｋＨｚ付近にも、共振点が現れる。但し、この共振点におけるインピーダンスＺｓは、締付トルクＴ＝２０Ｎ・ｍ，３Ｎ・ｍ及び１Ｎ・ｍの場合よりも小さく低く（ピークの深さが深く）鋭くなっている。さらに、周波数ｆ＝４３〜５８ｋＨｚの領域についてみると、周波数ｆ＝４５．５ｋＨｚ付近に、共振点が現れる。

【0061】

また、図８において点をつなげた細かい破線で示すように、取付ボルトＢＬを締付トルクＴ＝０Ｎ・ｍの場合、即ち、取付ボルトＢＬの頭部ＢＬＴがセンサ１０の主体金具１３に当接するが、圧接しない状態について検討する。この場合も、周波数ｆ＝４１．５ｋＨｚ付近に極小ピークが観測される。但し、締付トルクＴがＴ＝２０Ｎ・ｍの場合に存在した周波数ｆ＝４２．１ｋＨｚ付近の共振点のインピーダンスＺｓに比して、締付トルクＴがＴ＝０Ｎ・ｍの場合の周波数ｆ＝４１．５ｋＨｚ付近における共振点は、インピーダンスＺｓが３ｄＢ程度大きい（ピークの深さが浅い）。一方、周波数ｆ＝６２．２ｋＨｚ付近には共振点（インピーダンスＺｓが低くなる極小のピーク、極小点）が観測されない。また、周波数ｆ＝６８．３ｋＨｚ付近にも、共振点が現れる。但し、この共振点におけるインピーダンスＺｓは、締付トルクＴ＝２０，３，１，０．５Ｎ・ｍの場合よりも小さく低く（ピークの深さが深く）鋭くなっている。さらに、周波数ｆ＝４３〜５８ｋＨｚの領域についてみると、周波数ｆ＝４３．８ｋＨｚ付近に、共振点が現れる。

【0062】

これらを考慮すると、下限周波数ｆ１ｄ＝４１．０ｋＨｚから上限周波数ｆ１ｕ＝４３．０ｋＨｚの第１判定周波数域ＲＦ１内に、センサ１０のインピーダンスＺｓが低くなる極小のピークが現れるか否か、及びその極小値のインピーダンスＺｓの大きさを検知することで、センサ１０のエンジンブロックＥＢへの取付状態が、締付トルクＴの大きさで示して、Ｔ＝２０Ｎ・ｍ程度の大きさであるか否かについて判定できる。即ち、第１判定周波数域ＲＦ１内に、極小のピークが観測され、その極小値のインピーダンスＺｓの大きさが−６２ｄＢ程度であれば、センサ１０のエンジンブロックＥＢへの取付状態は、締付トルクＴがＴ＝２０Ｎ・ｍ程度の大きさで、緊密に締結されていることが判る。

【0063】

また、下限周波数ｆ２ｄ＝４３．０ｋＨｚから上限周波数ｆ２ｕ＝５８．０ｋＨｚの第２判定周波数域ＲＦ２において、センサ１０のインピーダンスＺｓが低くなる極小のピークが現れるか否かを検知することで、センサ１０のエンジンブロックＥＢへの取付状態が、締付トルクＴの大きさで示して、Ｔ＝２０Ｎ・ｍ程度であるか、Ｔ＝３Ｎ・ｍ程度あるいはこれ以下であるかについて、判定できることが判る。即ち、第２判定周波数域ＲＦ２内に、極小のピークが観測されない場合には、センサ１０のエンジンブロックＥＢへの取付状態は、締付トルクＴがＴ＝２０Ｎ・ｍ程度の大きさで、緊密に締結されていることが判る。一方、極小のピークが観測された場合には、取付状態は締付トルクＴがＴ＝２０Ｎ・ｍよりも低いこと（具体的には、Ｔ＝３Ｎ・ｍ程度以下）であることが判る。加えて、極小のピークの周波数から、センサ１０のエンジンブロックＥＢへの取付状態が、締付トルクＴの大きさで示して、どの程度であるかについて推定することも可能である。例えば、極小のピークの周波数ｆ＝５０ｋＨｚであった場合、センサ１０のエンジンブロックＥＢへの取付状態は、締付トルクＴの値で示して、Ｔ＝１Ｎ・ｍと３Ｎ・ｍとの間、即ち、Ｔ＝２Ｎ・ｍ程度の大きさであると推定できる。

【0064】

さらに、判定周波数ｆ３＝６３．３ｋＨｚにおける、センサ１０のインピーダンスＺｓの大きさを検知することで、センサ１０のエンジンブロックＥＢへの取付状態が、締付トルクＴの値で示して、どの程度であるかを判定できることも判る。即ち、判定周波数ｆ３＝６３．３ｋＨｚにおけるセンサ１０のインピーダンスＺｓが、−５９ｄＢ程度である場合には、Ｔ＝２０Ｎ・ｍ程度の大きさであると推定できる。一方、−５８．５ｄＢ程度である場合には、Ｔ＝３Ｎ・ｍ程度の大きさであると推定できる。また、−５７．５ｄＢ程度である場合には、Ｔ＝１Ｎ・ｍ程度の大きさであると推定できる。さらに−５７ｄＢを下回る場合には、Ｔ≦０．５Ｎ・ｍの大きさであると推定できる。

【0065】

また、下限周波数ｆ４ｄ＝６７．５ｋＨｚから上限周波数ｆ４ｕ＝６９．８ｋＨｚの第４判定周波数域ＲＦ４に現れる、センサ１０のインピーダンスＺｓの極小値の大きさを検知することで、センサ１０のエンジンブロックＥＢへの取付状態が、締付トルクＴの大きさで示して、どの程度であるかについて判定できることが判る。即ち、第４判定周波数域ＲＦ４内で観察されたインピーダンスＺｓの極小値の大きさが−５９ｄＢよりも大きい場合には、センサ１０のエンジンブロックＥＢへの取付状態は、締付トルクＴで示して、Ｔ＝３Ｎ・ｍ以上の大きさであることが判る。一方、極小値の大きさが−５９ｄＢよりも小さい場合には、センサ１０のエンジンブロックＥＢへの取付状態は、締付トルクＴで示して、Ｔ＝１Ｎ・ｍ以下の大きさであることが判る。なお、極小値の大きさが−５９ｄＢよりも小さい場合には、極小値の大きさから、締付トルクＴがＴ＝１Ｎ・ｍ以下の範囲において、どの程度であるかについて推定することも可能である。例えば、極小値が−６０ｄＢであった場合、センサ１０のエンジンブロックＥＢへの取付状態は、締付トルクＴの値で示して、Ｔ＝１Ｎ・ｍと０．５Ｎ・ｍの間、即ち、Ｔ＝０．７Ｎ・ｍ程度の大きさであると推定できる。

【0066】

＜ノックセンサ検知システム、センサ駆動装置、取付状態検知方法＞
図１に示す本実施形態のシステム１では、ノック振動の検知に加えて、上述の知見を利用して、センサ１０のエンジンブロックＥＢへの取付状態を判定する。
前述したように、センサ１０は、コンデンサに近似した電気的特性を示す圧電素子１１のほか、これに並列に抵抗値Ｒｓの内蔵抵抗１２を有している。また、センサ１０は、エンジンＥＮＧに取付ボルトＢＬにより取り付けられている。

【0067】

一方、センサ駆動装置２０は、エンジンＥＮＧの振動によりセンサ１０から出力される振動出力信号Ｓｖｏを利用してノック振動の有無を検知する。これに加えて、本実施形態のセンサ駆動装置２０は、センサ１０に加えた入力信号Ｓｉに応答して出力された応答出力信号Ｓｒｏの出力電圧Ｖｒｏを用いて、センサ１０のエンジンブロックＥＢへの取付状態を判定する。

【0068】

センサ駆動装置２０は、図示しない車両に搭載される電子制御ユニット（ＥＣＵ）であり、ノック振動を検知して、エンジンＥＮＧの制御を行う。センサ駆動装置２０は装置端子２０ａ，２０ｂを有する。この装置端子２０ａ，２０ｂは、接続ケーブル３１，３２を通じて、センサ１０の第１，第２端子１０ａ，１０ｂと接続している。なお、装置端子２０ｂは、センサ駆動装置２０内の接地配線２６を通じて接地されている。従って、センサ１０の第２端子１０ｂも、接続ケーブル３２，装置端子２０ｂ及び接地配線２６を介して接地されている。また、センサ駆動装置２０は、内蔵電源Ｖ_DD（＋５Ｖ）を有し、この内蔵電源Ｖ_DDは、抵抗値Ｒｖのプルアップ抵抗２２を介して、装置端子２０ａに接続している。従って、装置端子２０ａ及び第１端子１０ａは、直流的には、プルアップ抵抗２２と内蔵抵抗１２とで内蔵電源Ｖ_DD（＋５Ｖ）を抵抗分割した電位に維持される。

【0069】

センサ駆動装置２０は、さらに、マイクロプロセッサ２１及びこれに接続するＲＯＭ２７及びＲＡＭ２８を有し、マイクロプロセッサ２１はＲＯＭ２７等に記憶されたプログラムに従って各種の処理を行う。マイクロプロセッサ２１は、アナログ電圧を検知する第１，第２アナログ入力部２１ｃ，２１ｂのほか、デジタルパルス信号を出力するデジタル出力部２１ａを有している。

【0070】

第１アナログ入力部２１ｃは、バンドパスフィルタ２３を介して、装置端子２０ａに接続している。このＢＰＦ２３は、エンジンＥＮＧが有する固有のノック振動の周波数（例えば、１２ｋＨｚ）を中心とした通過帯域（例えば１１〜１３ｋＨｚ）とするフィルタであり、振動出力信号Ｓｖｏに含まれ得るノック振動以外の不要な振動やノイズの成分が、第１アナログ入力部２１ｃに入力されるのを防止している。センサ駆動装置２０では、センサ１０の出力電圧Ｖｖｏを、ＢＰＦ２３を介して第１アナログ入力部２１ｃに入力する。これにより、マイクロプロセッサ２１では、出力電圧Ｖｖｏに含まれるノック振動に周波数が合致した成分のみを第１アナログ入力部２１ｃから取得し、この成分の大きさから、エンジンＥＮＧにおけるノック振動の有無を検知し、その結果に基づいて、エンジンＥＮＧの制御を行う。

【0071】

一方、デジタル出力部２１ａは、抵抗値Ｒｉの入力抵抗２４を介して、装置端子２０ａに接続している。また、第２アナログ入力部２１ｂは、直接、装置端子２０ａに接続している。なお、図１において、デジタル出力部２１ａ、第２アナログ入力部２１ｂ及びこれに接続する太線で示す回路が、本実施形態において、センサ１０のエンジンブロックＥＢへの取付状態を判定するために付加された部分である。

【0072】

マイクロプロセッサ２１は、デジタル出力部２１ａを通じて、所定の周波数ｆｉで入力電圧Ｖｉであるデジタルパルスの入力信号Ｓｉを入力抵抗２４及びセンサ１０に印加する。すると、これに応答した応答出力信号Ｓｒｏとして、センサ１０の第１端子１０ａには、交流的に、入力電圧Ｖｉを入力抵抗２４（抵抗値Ｒｉ）と圧電素子１１のインピーダンスＺｓとで抵抗分割した周波数ｆｉの出力電圧Ｖｒｏが発生する。そこで、マイクロプロセッサ２１は、接続配線２５を介して第２アナログ入力部２１ｂに入力されたこの出力電圧Ｖｒｏの大きさを読み取る。これにより、マイクロプロセッサ２１は、周波数ｆｉにおける圧電素子１１のインピーダンスＺｓの大きさを知得することができる。かくして、本実施形態のセンサ駆動装置２０では、デジタル出力部２１ａから所定の周波数ｆｉの入力信号Ｓｉをセンサ１０に向けて出力し、これに応じて発生し第２アナログ入力部２１ｂに入力された応答出力信号Ｓｒｏの出力電圧Ｖｒｏを読み取ることで、周波数ｆｉにおける圧電素子１１のインピーダンスＺｓの大きさを知得できる。しかも、エンジンＥＮＧが振動することによって得られるノック振動などと異なり、応答出力信号Ｓｒｏは、入力信号Ｓｉを入力することで得られるので、適宜のタイミングに入力信号Ｓｉを入力すれば、その都度、応答出力信号Ｓｒｏが得られる。

【0073】

なお、交流的には、圧電素子１１の持つコンデンサ成分のインピーダンスが、内蔵抵抗１２の抵抗値Ｒｓに比して遙かに小さくなるので、内蔵抵抗１２は無視できる。即ち、センサ１０のインピーダンスＺｓは、圧電素子１１のインピーダンスにほぼ等しい。

【0074】

次いで、センサ１０にセンサ駆動装置２０を接続したシステム１を用いた、ノック振動の検知及びセンサ１０のエンジンＥＮＧへの取付状態判定の、マイクロプロセッサ２１における処理手順について、図３〜図６のフローチャートを参照して説明する。

【0075】

図３に示すように、図示しない車両のエンジンＥＮＧを始動させ、センサ駆動装置２０のマイクロプロセッサ２１が立ち上がると、ＲＯＭ２７等に記憶されていたプログラムがマイクロプロセッサ２１に読み込まれて、まずステップＳ１において初期設定がなされる。それ以降、ステップＳ２において、マイクロプロセッサ２１は、センサ１０の第１端子１０ａに発生する振動出力信号Ｓｖｏの出力電圧Ｖｖｏを、ＢＰＦ２３を経由して第１アナログ入力部２１ｃで取得し、出力電圧Ｖｖｏに含まれるノック振動による振動成分を検知し、エンジンＥＮＧの制御を行う。ステップＳ３では、車両のスタートボタンがオフ（車両のキースイッチがオフとされたか否か）を検知し、Ｎｏの場合には、ステップＳ２を繰り返す。かくして、エンジンＥＮＧの起動中は、継続してノック振動を検知して、エンジンＥＮＧの制御に用いることができる。

【0076】

一方、ステップＳ３においてＹｅｓ、即ち、運転者がスタートボタンを押して、車両の運転を終了した場合には、エンジンＥＮＧが停止される（エンジンＥＮＧが停止中となる）が、本実施形態のシステム１では、さらにステップＳ４に進み、センサ１０のエンジンＥＮＧへの取付状態の正常／異常判定を行う。なお、本実施形態では、センサ１０のエンジンＥＮＧへの取付状態を、取付ボルトＢＬの締付トルクＴで示して、Ｔ＝２０Ｎ・ｍ程度の大きさである場合に正常とし、これよりも締付トルクＴが小さい場合を、異常（取付ボルトＢＬの緩み発生）と判断することとする。

【0077】

また本実施形態では、次述するように、このステップＳ４において、前述したセンサ１０の取付状態を判定しうる、３つの判定周波数域ＲＦ１，ＲＦ２，ＲＦ４、及び、１つの判定周波数ｆ３のうち、２つの判定周波数域ＲＦ１，ＲＦ２と判定周波数ｆ３について、取付状態を判定する。
なお、本実施形態において、取付状態の判定に、第４判定周波数域ＲＦ４（ｆ４ｄ＝６７．５ｋＨｚ〜ｆ４ｕ＝６９．８ｋＨｚ。図８参照）を用いなかったのは、この第４判定周波数域ＲＦ４を用いると、締付トルクＴが低い場合については適切にトルクの大きさを判別できる。しかし、締付トルクＴがＴ＝３Ｎ・ｍ以上の場合に、締付トルクＴがＴ＝２０Ｎ・ｍ程度かそれよりも低いかを判別できないため、取付状態の正常／異常判定には用いにくいからである。

【0078】

ステップＳ４のうち、ステップＳ４１では、第１の判定周波数域ＲＦ１（ｆ１ｄ＝４１．０ｋＨｚ〜ｆ１ｕ＝４３．０ｋＨｚ）での取付状態の判定を行う（図４参照）。まずステップＳ４１１（図５参照）では、デジタル出力部２１ａから出力する入力信号Ｓｉの周波数ｆを下限周波数ｆ１ｄに設定する（ｆ＝ｆ１ｄ＝４１．０ｋＨｚ）。

【0079】

次いで、ステップＳ４１２に進み、デジタル出力部２１ａから入力信号Ｓｉを出力する。即ち、入力抵抗２４を介してセンサ１０の第１端子１０ａに入力信号Ｓｉを印加する。続くステップＳ４１３で、センサ１０の第１端子１０ａに発生した出力電圧Ｖｒｏを、接続配線２５を介して第２アナログ入力部２１ｂで取得する。

【0080】

その後、ステップＳ４１４において、入力信号Ｓｉの周波数ｆが、上限周波数ｆ１ｕ（ｆ１ｕ＝４３．０ｋＨｚ）となったか否かを判断し、Ｎｏ、即ち、周波数ｆが上限周波数ｆ１ｕよりも小さい場合には、ステップＳ４１５に進む。ステップＳ４１５では、入力信号Ｓｉの周波数ｆを、増分Δｆ（本実施形態では、Δｆ＝０．１ｋＨｚ）だけ増やした大きさに設定する。その後、ステップＳ４１２に戻り、ステップＳ４１２，Ｓ４１３を繰り返す。一方、ステップＳ４１４においてＹｅｓ、即ち、入力信号Ｓｉの周波数ｆが上限周波数ｆ１ｕである場合には、ステップＳ４１６に進む。

【0081】

ステップＳ４１６では、ステップＳ４１３により取得した出力電圧Ｖｒｏから得た、センサ１０の第１判定周波数域ＲＦ１におけるインピーダンスＺｓの周波数特性を用いて、センサ１０のエンジンＥＮＧへの取付状態の正常／異常を判定する。具体的には、前述したように、第１判定周波数域ＲＦ１内に、センサ１０のインピーダンスＺｓが低くなる極小のピークが現れるか否かを検知する。さらに、極小のピークが現れた場合には、その極小値（インピーダンスＺｓの大きさ）を検知する。その結果、第１判定周波数域ＲＦ１内に、極小のピークが観測され、その極小値のインピーダンスＺｓの大きさが−６２ｄＢ程度であれば、センサ１０のエンジンブロックＥＢへの取付状態は、締付トルクＴで示して、Ｔ＝２０Ｎ・ｍ程度の大きさで、緊密に締結されており、取付状態は正常であると判定できる。一方、第１判定周波数域ＲＦ１内に、極小のピークが観測されない場合や、極小値のインピーダンスＺｓの大きさが−６１ｄＢよりも大きい場合には、取付状態が締付トルクＴで示して、Ｔ＝２０Ｎ・ｍ程度に達しておらず、取付状態が異常であると判定できる。

【0082】

この判定後、ステップＳ４２に進み、第２の判定周波数域ＲＦ２（ｆ２ｄ＝４３．０ｋＨｚ〜ｆ２ｕ＝５８．０ｋＨｚ）での取付状態の判定を行う（図４参照）。まずステップＳ４２１（図５参照）では、入力信号Ｓｉの周波数ｆを下限周波数ｆ２ｄに設定する（ｆ＝ｆ２ｄ＝４３．０ｋＨｚ）。次いで、ステップＳ４２２に進み、デジタル出力部２１ａから入力信号Ｓｉを出力する。続くステップＳ４２３で、応答出力信号Ｓｒｏの出力電圧Ｖｒｏを第２アナログ入力部２１ｂで取得する。

【0083】

その後、ステップＳ４２４において、入力信号Ｓｉの周波数ｆが、上限周波数ｆ２ｕ（ｆ２ｕ＝５８．０ｋＨｚ）となったか否かを判断し、Ｎｏ、即ち、周波数ｆが上限周波数ｆ２ｕよりも小さい場合には、ステップＳ４２５に進み、入力信号Ｓｉの周波数ｆを増分Δｆだけ増やして設定し、ステップＳ４２２に戻り、ステップＳ４２２，Ｓ４２３を繰り返す。一方、ステップＳ４２４においてＹｅｓ、即ち、入力信号Ｓｉの周波数ｆが上限周波数ｆ２ｕである場合には、ステップＳ４２６に進む。

【0084】

ステップＳ４２６では、ステップＳ４２３で取得した応答出力信号Ｓｒｏの出力電圧Ｖｒｏから得た、センサ１０の第２判定周波数域ＲＦ２におけるインピーダンスＺｓの周波数特性を用いて、センサ１０のエンジンＥＮＧへの取付状態の正常／異常を判定する。具体的には、前述したように、第２判定周波数域ＲＦ２において、センサ１０のインピーダンスＺｓが低くなる極小のピークが現れるか否かを検知して、センサ１０のエンジンブロックＥＢへの取付状態が、締付トルクＴの大きさで示して、Ｔ＝２０Ｎ・ｍ程度であるか、Ｔ＝３Ｎ・ｍ程度あるいはこれ以下であるかについて判定する。即ち、第２判定周波数域ＲＦ２内に、極小のピークが観測されない場合には、センサ１０のエンジンブロックＥＢへの取付状態は、締付トルクＴがＴ＝２０Ｎ・ｍ程度の大きさであり、取付状態は正常であると判定できる。一方、極小のピークが観測された場合には、取付状態は締付トルクＴで示して、Ｔ＝２０Ｎ・ｍよりも低く（具体的には、Ｔ＝３Ｎ・ｍ程度以下）、取付状態が異常であると判定できる。

【0085】

この判定後、ステップＳ４３に進み、判定周波数ｆ３での取付状態の判定を行う（図４参照）。まずステップＳ４３１（図６参照）では、入力信号Ｓｉの周波数ｆを判定周波数ｆ３に設定する（ｆ＝ｆ３＝６３．３ｋＨｚ）。次いで、ステップＳ４３２に進み、デジタル出力部２１ａから入力信号Ｓｉを出力する。続くステップＳ４３３で、出力電圧Ｖｒｏを第２アナログ入力部２１ｂで取得する。

【0086】

ステップＳ４３４では、ステップＳ４３３で取得した判定周波数ｆ３における応答出力信号Ｓｒｏの出力電圧Ｖｒｏにより、センサ１０のエンジンＥＮＧへの取付状態の正常／異常を判定する。具体的には、前述したように、判定周波数ｆ３＝６３．３ｋＨｚにおける、センサ１０のインピーダンスＺｓの大きさを検知して、センサ１０のエンジンブロックＥＢへの取付状態が、締付トルクＴの値で示して、Ｔ＝２０Ｎ・ｍ程度であるか、それよりも小さいかを検知する。即ち、判定周波数ｆ３＝６３．３ｋＨｚにおけるセンサ１０のインピーダンスＺｓが、−５９ｄＢ程度である場合には、締付トルクＴがＴ＝２０Ｎ・ｍ程度の大きさであり、取付状態は正常であると判定する。一方、インピーダンスＺｓが、−５８．５ｄＢ以上である場合には、締付トルクＴがＴ＝２０Ｎ・ｍよりも低い（具体的には、Ｔ＝３Ｎ・ｍ程度以下）であり、取付状態が異常であると判定する。

【0087】

次いで、ステップＳ４４（図４参照）に進み、ステップＳ４１６，Ｓ４２６，Ｓ４３４でそれぞれ判定した合計３つの判定結果に基づき、総合判定を行う。本実施形態においては、具体的には、３つの判定結果の多数決により総合判定を行う。これにより、例えば、１つの判定結果に依存する場合に比して、さらに適切に取付状態の判定を行うことができる。なお本実施形態では、上述のように３つの判定結果の多数決により総合判定を行ったが、３つの判定結果のうち、いずれか１つでも異常と判定された場合には、総合判定を異常と判定することもできる。

【0088】

その後、ステップＳ５（図３参照）において、ステップＳ４４での総合判断の結果が異常であるか否かについて判断する。ここで、Ｎｏ、即ち、総合判断が「正常」である場合には、ステップＳ６をスキップして終了する。一方、ステップＳ５でＹｅｓ、即ち、総合判断が「異常」である場合には、ステップＳ６に進み、運転者に向けて、センサ１０の取付状態の異常を知らせる警告を行う。具体的には、警告ランプを点灯させたり、警告ブザーを鳴らしたりする。

【0089】

このノックセンサ検知システム１において、入力抵抗２４、接地配線２６、デジタル出力部２１ａを有するマイクロプロセッサ２１が、センサ１０のノック検知周波数範囲よりも高い周波数ｆの入力信号Ｓｉを入力抵抗２４を介して第１端子１０ａに印加する入力部４１に該当する。また、接続配線２５及び第２アナログ入力部２１ｂを有するマイクロプロセッサ２１が、第１端子１０ａに生じた応答出力信号Ｓｒｏの大きさ（出力電圧Ｖｖｏ）を検知する出力検知部４２に該当する。

【0090】

また、ステップＳ４１６，Ｓ４２６，Ｓ４３４を実行するマイクロプロセッサ２１が、センサ１０のエンジンＥＮＧへの取付状態を判定する判定部に該当する。また、ステップＳ４４を実行するマイクロプロセッサ２１が、総合判定を行う総合判定部に該当する。また、バンドパスフィルタ２３が、エンジンＥＮＧのノック周波数を含む通過周波数帯域を有するフィルタに該当する。また、第１アナログ入力部２１ｃを有するマイクロプロセッサ２１が、ノック検出部４３に該当する。さらに、ステップＳ３を実行するマイクロプロセッサ２１が、許可部に該当する。

【0091】

本実施形態のシステム１及びセンサ駆動装置２０では、センサ１０の第１端子１０ａに入力信号Ｓｉを印加する入力部４１を備えるので、入力信号Ｓｉにより、センサ１０を適切なタイミングで能動的かつ電気的に駆動でき、入力信号Ｓｉに対するセンサ１０からの応答出力信号Ｓｒｏ（出力電圧Ｖｒｏ）を得て、各判定部（ステップＳ４１６，Ｓ４２６，Ｓ４３４）でセンサ１０のエンジンＥＮＧへの取付状態を判定することができる。このため、エンジンＥＮＧなどの振動の有無に拘わらず、適切なタイミングで、センサ１０の取付状態を検知できる。
また、ステップＳ４１６，Ｓ４２６，Ｓ４３４の判定部で、ノック検知周波数範囲よりも高い周波数ｆの入力信号Ｓｉに対応した、判定周波数ｆ３における応答出力信号Ｓｒｏの出力電圧Ｖｒｏや、第１，第２判定周波数域ＲＦ１，ＲＦ２における応答出力信号Ｓｒｏの出力電圧Ｖｒｏの周波数特性から、センサ１０のエンジンＥＮＧへの取付状態を判定する。これにより、センサ１０の取付状態を適切に検知できる。

【0092】

さらに本実施形態の取付状態検知方法では、センサ１０の第１端子１０ａに入力信号Ｓｉを印加するので、この入力信号Ｓｉにより、適切なタイミングで能動的かつ電気的にセンサ１０を駆動でき、入力信号Ｓｉに対するセンサ１０からの応答出力信号Ｓｒｏ（出力電圧Ｖｒｏ）を得て、各判定部（ステップＳ４１６等）でセンサ１０のエンジンＥＮＧへの取付状態を判定することができる。このため、エンジンＥＮＧなどの振動の有無に拘わらず、適切なタイミングで、センサ１０の取付状態を検知できる。
また、ノック検知周波数範囲よりも高い周波数ｆの入力信号Ｓｉに対応した、判定周波数ｆ３の入力信号Ｓｉをまたは第１，第２判定周波数域ＲＦ１，ＲＦ２にわたる周波数の入力信号Ｓｉをセンサ１０に入力し、判定周波数ｆ３における応答出力信号Ｓｒｏの出力電圧Ｖｒｏや、第１，第２判定周波数域ＲＦ１，ＲＦ２における応答出力信号Ｓｒｏの出力電圧Ｖｒｏの周波数特性から、センサ１０のエンジンＥＮＧへの取付状態を判定するので、センサ１０の取付状態を適切に検知できる。

【0093】

しかも本実施形態のシステム１及びセンサ駆動装置２０では、複数（本実施形態では３つ）の判定部であるステップＳ４１６，Ｓ４２６，Ｓ４３４の結果を用い、さらに総合判定部Ｓ４４で総合判定を行うので、さらに適切にセンサ１０のエンジンＥＮＧへの取付状態を判定できる。
また本実施形態の取付状態検知方法では、センサ１０の第１端子１０ａに、互いに異なる判定周波数ｆ３の入力信号Ｓｉをまたは第１，第２判定周波数域ＲＦ１，ＲＦ２にわたる入力信号Ｓｉを印加し、３つの判定の結果を用いて総合判定を行うので、さらに適切に取付状態を判定できる。

【0094】

さらに本実施形態のシステム１及びセンサ駆動装置２０では、ＢＰＦ２３を通じて、センサ１０の応答出力信号Ｓｒｏ（出力電圧Ｖｒｏ）を第１アナログ入力部２１ｃからマイクロプロセッサ２１に取り込んで、エンジンＥＮＧのノックの有無を検知する。このほか、同じマイクロプロセッサ２１のデジタル出力部２１ａを入力部４１に用い、かつ、同じマイクロプロセッサ２１の第２アナログ入力部２１ｂを出力検知部４２に用いる。即ちこのシステム１は、エンジンＥＮＧのノッキング検知システムを兼ねている。
このためこのシステム１では、ノック振動の検知に用いるマイクロプロセッサ２１で、ノック検出部４３のほか、入力部４１、出力検知部４２を構成でき、非共振型ノックセンサのノッキング検知システムに本システムを加入するにあたり、改変をごく僅かで済ますことができる。

【0095】

本実施形態のシステム及びセンサ駆動装置２０、あるいは本実施形態の取付状態検知方法では、エンジンＥＮＧの停止中にセンサ１０の取付状態を検知するので、走行に伴う車両の振動やエンジンＥＮＧからの振動に伴ってセンサ１０から生じる信号が無く、より確実にセンサ１０のエンジンＥＮＧへの取付状態を判定することができる。

【0096】

以上において、本発明を実施形態に即して説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で、適宜変更して適用できることは言うまでもない。
実施形態においては、ステップＳ４１６，Ｓ４２６，Ｓ４３４における判定及びステップＳ４４における総合判定において、取付状態の正常／異常を判定した。
しかし、取付状態の正常／異常を判定するのではなく、取付状態を締付トルクＴで示して、締付トルクＴがどの程度の値であるかを、例えば３段階や５段階のレベル判定を行うこともできる。
また、ステップＳ４では、ステップＳ４１６，Ｓ４２６，Ｓ４３４において、２つの判定周波数域ＲＦ１，ＲＦ２と判定周波数ｆ３を用いて、取付状態の判定を３回行ったが、取付状態の判定は、１回でも複数回でも良い。また、実施形態では、第４判定周波数域ＲＦ４を用いなかったが、第４判定周波数域ＲＦ４を用いた判定を加えても良い。

【0097】

また実施形態においては、車両の運転が終了して、スタートボタンがオフとなった後に、センサ１０の取付状態を判定した。しかし、車両の運転を開始する前、即ち、スタートボタンが押されてから、エンジンＥＮＧがクランキングや始動する前の期間や、アイドリングストップによるエンジン停止中に、ステップＳ４，Ｓ５を実行して、センサ１０の取付状態を判定しても良い。また、エンジンＥＮＧの駆動中に、ノック振動の検知と並行して、ステップＳ４，Ｓ５を実行して、センサ１０の取付状態を判定することもできる。本件では、入力信号Ｓｉの周波数ｆをノック検知周波数範囲よりも高くしているので、センサ１０による、エンジンＥＮＧで生じるノック振動を含むノック検知周波数範囲の振動の検知に影響を与えることなく、センサ１０の取付状態を検知することができる。

【符号の説明】

【0098】

１ ノックセンサ検知システム（取付状態検知システム）
１０ 非共振型ノックセンサ
１０ａ 第１端子
１０ｂ 第２端子
Ｚｓ （非共振型ノックセンサの）インピーダンス
１１ 圧電素子
２０ センサ駆動装置（取付状態検知装置）
２０ａ，２０ｂ 装置端子
２１ マイクロプロセッサ
２１ａ デジタル出力部
２１ｂ 第２アナログ入力部
２１ｃ 第１アナログ入力部
２３ バンドパスフィルタ（フィルタ）
２４ 入力抵抗
２５ 接続配線
２６ 接地配線
４１ 入力部
４２ 出力検知部
４３ ノック検出部
Ｓ４１６，Ｓ４２６，Ｓ４３４ 判定部
Ｓ４４ 総合判定部
Ｓ３ 許可部
ｆ，ｆｉ 周波数
ＲＫ ノック検知周波数範囲
Δｆ （周波数の）増分
ｆ３ 判定周波数
ＲＦ１，ＲＦ２，ＲＦ４ 判定周波数域
ｆ１ｄ，ｆ２ｄ，ｆ４ｄ 下限周波数
ｆ１ｕ，ｆ２ｕ，ｆ４ｕ 上限周波数
Ｓｉ 入力信号
Ｖｉ （入力信号の）入力電圧
Ｓｒｏ 応答出力信号
Ｖｒｏ （応答出力信号の）出力電圧
Ｓｖｏ 振動出力信号
Ｖｖｏ （振動出力信号の）出力電圧
ＥＮＧ エンジン
ＢＬ 取付ボルト

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】