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2011年10月02日

【B4】【PP1】【ECU】レガシィB4(BL5A)のノックセンサNTK KNE26を検証

【B4】【PP1】【ECU】レガシィB4(BL5A)のノックセンサNTK KNE26を検証 レガシィB4(BL5A)のEJ20Yからサルベージしたノックセンサ、NTK KNE26(←どこぞのグループ名みたいやな)がどんなもんか検証した。

↓シングルエンドなので、KNE26のコネクタには1線しかない。


個人的には生理的に受け付けない。
実際、シングルエンドを使ったアプリケーションってノイズで悩むこと多いし・・・。





KNE26はシングルエンドなので、NI製のシングル用のADコンバータに接続した。

コモン側はエンジンにつなぐものだと思うが、KNE26単体に対してハンマリングしてみたかったので、KNE26のエンジン接合面にビニテで貼り付けた。
ビニテの弊害も少し気になったが、まあ、大雑把に確認したいだけなので。



KNE26のエンジン接合面→COM端子だけだと、60Hz(AC電源ノイズ)をたくさん拾った。

アースの取り方をどうしようか考えたが、とりあえずコモンをmistbahnの体に落とすのがてっとり早かったので、クリップで手のひらをツマんだ。
結構痛かった。
時間が経つと少し気分が悪くなる。


KNE単体で、エンジン接合面側を、レンチで叩いてやった。

ノックセンサはピーク検知用なので、今回はRMS平均など使わずピークホールドで評価してみた。



図はNI Signal Expressを使っての周波数のズームスペクトル。
3kHz付近が固有振動数っぽい。



5kHzまでをズームして、再度ハンマリングしてみた。



2.9kHzあたりが固有振動数らしい。

KOTECのサイト
http://www.kotec.info/ja_support6.html

によると、

ノッキング周波数 ≒ 570000 ÷ ピストン直径mm

とのことで、ビートのボア 66mmで計算すると、E07Aのノッキング周波数は 8.636kHz あたり・・・という計算結果となる。

KNE26の共振周波数が 8.6kHz から外れているので、8.6kHz周辺の正統な計測・解析ができる・・・・とも解釈できるが、きちんとハイパスフィルタをかけないと、ノッキングと無関係な3kHz周辺の振動をモロに拾う・・・とも言える。




KNE26を何か別の物体に取り付けてのハンマリングテストをしてみたかったので、近くに転がってたレンチに取り付けてみた。



本当はもっと大きめの鉄板なんかに取り付けたかったのだが、KNE26をワークに取り付けるにはM8の長いボルトが必要なのだが、手元には首下35mmのボルトしかなかったので。

この状態で、レンチを別のレンチで叩いてみた。



工具をハンマリングしてのデータ。



Qのやたらと鋭いピークが2kHz強の位置に確認された。

KNE26単体の特性とは大きく異なるので、過速度ピックアップとしては機能しているらしい。



5kHzまでに周波数スペクトルをズームして再度、加振。



この2.2kHzあたりの周波数が工具の固有振動数と考えられる。



会社にある、別のちゃんとした過速度ピックアップと、同じワークに取り付けて比較評価とかもしてみたいのだが、いろいろ面倒なので、KNE26の評価はとりあえずここまでで。


加振時のピークが250mV程度なので、本当はやっぱりアンプがあった方が良いのかな。

※今回のブログエントリはカテゴリ分けに困った。



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Posted at 2011/10/02 19:39:32

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この記事へのコメント

2011/10/02 22:42:51
家にも色々機材が有りますね
ここまでテストするなんて素晴らしい

このセンサーの情報なら調べる方法があるので、使用方法が決まって来たら役に立つ事ができるかもです。
コメントへの返答
2011/10/03 07:57:24
機材は全て会社のです(^_^;)

ありがとうございます。
KNE26の感度[m/s2 / V ]がわかると理想的ですが、とりあえず使用には特に問題なさそうです。
2011/10/02 23:01:42
ちんぷんかんぷんです。(笑)
コメントへの返答
2011/10/03 07:57:45
それでもコメントを頂けるのがありがたいです(^_^)
2011/10/03 01:47:26
ノッキング周波数の式とか、そんなのあるんですね~。 素晴らしい!
コメントへの返答
2011/10/03 07:59:06
ボア径に依存してるとは思ってませんでした。
あんまし理屈はわからないんですが、KOTECさんによるとあの式らしい(経験則??)です。
2011/10/03 09:43:34
KOTECさんの技術資料のページ、色々と勉強になりますね。
とても丁寧に解説されていて凄いです。
コメントへの返答
2011/10/03 12:02:36
KOTECのサイト、親切ですよね!!
「技術資料」ページが追加された頃、良く読んでました。
久々にのぞいたのですが、コンテンツが増えてなくて残念でした(笑)
2011/10/03 10:06:44

 >KOTEC &raquo; ノッキング解析の方法(モニターと記録、ソフトウエアー解析)
 > http://www.kotec.info/analysis_ja.html

 >KOTEC &raquo; ノックセンサーインターフェイスケーブル KSIC
 > http://www.kotec.info/ksic_ja.html

これ、良いですね。 価格、29,800円(税抜) もしますけど(w

非共振型ノックセンサーって、圧電素子の応用ですよね?
圧電素子を応用した一番安いのってコレ↓

 >圧電スピーカー(圧電サウンダ)SPT08(2個入): パーツ一般 秋月電子通商 電子部品 ネット通販
 > http://akizukidenshi.com/catalog/g/gP-01251/
 >  1パック ¥100(税込)  数kHzの信号を与えると鳴ります(発音します)

↑なので、これ(の中身)と、ノートPC & フリーソフトのスペクトラム・アナライザ(良いです、コレ)

 >WaveSpectra 動作画面イメージ
 > http://www.ne.jp/asahi/fa/efu/soft/ws/wsimage150.html

を使えば、ノッキングが見れる・・・かも?
コメントへの返答
2011/10/03 12:05:51
> KOTEC ノックセンサーインターフェイスケーブル KSIC

高いんだか安いんだか、相場感が難しいですよね(笑)
ノックセンサをディーラーなんかで買うと幾らするか・・・によりますが・・・。

計測用途向けの加速度ピックアップをまともに買うと、基本的に29,800円よりも高くなると思います。
感度、耐衝撃性、耐温度、固有振動数、周波数範囲・・・などでいろいろですが、車載のノックセンサはおそらく感度やf特は犠牲にしてコストダウンし、その代わりに耐衝撃性、耐環境性をシッカリと作ってある印象です。

自動車部品って安いですよね。
インマニ圧センサとかエアフロセンサとかクランク角センサとか、自動車部品じゃなければもっとずっと高価なものばかりです。

写真を見ている感じだと、KOTECのノックセンサもNTKやBOSCHのOEMっぽいですね。



加速度PUにも幾つか方式がありますが、圧電型が確かに主流ですね。
アコースティック系の弦楽器で多用するピエゾPUも同じものですよね。


圧電スピーカを逆にマイクロフォンがわりに使うことは確かに可能なのですが、問題は、

・耐環境性(温度、湿度など)
・耐衝撃性
・感度(耐衝撃性と相反する)
・測定可能最大レベル(耐衝撃性と比例する)

などですよね。
車内の振動レベルの評価なんかには手軽に使えそうです。

WaveSpectra、以前、音声系の仕事をしていたときにDLして使ってみたことあります。
5年以上前のことなので、存在自体忘れてました(笑)
wavファイルのファイル解析ではなく、リアルタイムに処理できるのが立派ですね~。
2011/10/04 00:28:50
インパルス、入れちゃた~(・・?))
たたき込みの原理でつか?笑

アダプのフィルターは、こんなんです↓
http://minkara.carview.co.jp/userid/832136/blog/21181428/

コメントへの返答
2011/10/04 00:35:52
そういえば、私、あんまし「インパルス」って言葉使わないなあ・・・。なんでやろう?
「ハンマリング」って、音楽屋だったときは奏法しか連想できなかったハズ。

アダプのBPF、結構緩いカーブなんですね。
参考になります。

E07Aのノッキングの特徴を調べるにはE07Aをノッキングさせてやらないといけないのが悩みどころです(笑)
2011/10/04 00:55:53
ハンマリングするには、熟練度が要求されそうですね~(・・?))

アダプのBPFは、dB単位なんで・・
どうですかね?

もう一つ、聞こうと思って忘れちゃったんですけど・・
赤線は、何でつか~(・・?))


ノッキングは、クラセン回せば、大丈夫v(^_^v)♪
コメントへの返答
2011/10/04 01:05:15
ハンマリングは、叩く動作よりも、ヒットから戻す動作が非常に重要です。
Hit and AwayのAwayを意識して叩くっちゅうか・・・・。
私はそんなに上手でもないので、何回も叩き直したりして傾向を見てます(笑)

インパクトハンマで、インパルス応答を見ると、良い叩き方じゃないと露骨にFRFの波形に表れるのですぐわかります。

ハンマリング失敗=「ダブルハンマリング」。これまた音楽用語っぽい(笑)


赤線は、ズームパワースペクトルの設定違い(平均処理をちょっと長めにとった)を重ねあわせてるんですが、わかりにくかったので、消しとけば良かったと後で思いました(汗)
2011/10/04 02:25:34
 >ハンマリングは、叩く動作よりも、ヒットから戻す動作が非常に重要です。
個人的には、ピアノの内部構造が思い浮かびます。 (保育園~高校1年くらいまで弾いていました)
叩いた後、弦からうまく離れないと響きませんからね~。

 >E07Aをノッキングさせてやらないといけないのが悩みどころです(笑)
うちのE07Aは、2,500~3,000rpmくらいの軽い加速で
「チリチリ」 言ってるのが悩み所・・・

アクセル戻すか、もっと踏めば音は消えるんですけどね~。(^-^;)
コメントへの返答
2011/10/04 12:15:59
以前、娘のピアノの英才教育をしている知人宅で、ピアノ内にセンサを多数仕込んで、打鍵速度の安定性を測定されてました。
そこまでロジカルにやり過ぎたら、逆に良い音楽なんてできなさそうだなあ・・・とドン引きしました。

以前、ピアノの「整音」という作業のヒアリングに工房にお邪魔したことがあります。
調律は音高の調整ですが、「整音」は音の硬さなどの調整。
フエルト部に薬液を注入したりして、硬さを調整するんです。

脱線しまくりました(笑)


とりあえず、E07Aのシリンダブロックの妥当な位置にM8のタップが空いてないか調べないといけないなあ・・・。
2011/10/04 15:48:09
>打鍵速度の安定性
ジャズとか弾かせてもらえなさそうですね・・・(^_^;)
安定して弾ける事自体は良い事なんですけど、
その娘さんが人造人間みたくならない事を祈ります。。

>フエルト部に薬液を注入したりして、硬さを調整するんです。
色んな事を御存知ですね~。勉強になります。

>M8
シリンダーヘッドカバー上のM6じゃダメですかね?
タペットの雑音拾ってダメかな?
コメントへの返答
2011/10/04 17:24:47
私はアップライトベースも弾きますが、Macとサンプラーで音楽を作っていた時期もあるので、音楽・音響へのテクノロジーの介入には賛成派なんですが、「演奏の繰返し精度」のための計測はまさに「人造人間」の製造みたいでイヤですね。


> シリンダーヘッドカバー上のM6

うーん、どうでしょう。

EJ20では、シリンダに対して真横(水平対向なので真上ですが)、ピストンのストローク中心ぐらいの位置に付いてました。
ノッキングの発生箇所を考えると確かにそのあたりが妥当な位置なんですよね・・・。

今日の昼休みに、ビートのエンジンをのぞいてみましたが、パッと見、どこに取り付ければよいか、わかりませんでした。。。(時間もなかったので、幌は付けたまま蓋を半開きしかできませんでした)
2011/10/04 23:15:12
E07Zのブロックにはノックセンサがついてました。
共振型かな。
場所的にはやっぱりシリンダの側面でしたよ。
コメントへの返答
2011/10/05 07:50:58
http://rabbitjun.exblog.jp/2766180

このエレメントの直近(上)の物体でしょうか?

あるいは

http://livedoor.2.blogimg.jp/nekoneko_mo/imgs/6/c/6c0e60da.JPG

の「E07Z」の刻印付近の物体かなあ。


共振型ノックセンサと油圧スイッチって私には見分けがつきません(笑)
取り外して、エンジンとの取合い部を見ればモチロンわかりますが・・・

E07Aにも同じ位置にタップがあれば理想的ですが、鋳造ブロックだけに、型が違うと期待できないですよね。。。
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