JPH01314925A - 内燃機関のノッキング検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野］ この発明は、エンジンのノンキングの発生を検出する内
燃機関のノッキング検出装置に関するものである。

〔従来の技術〕

第２図は例えば内燃機関１９８７Ｖｏ　ｅ　、２６．　
Ｎｏ、　３３４点火装置に示された従来のノンキング検
出装置を示すブロック図であり、図において、１はエン
ジン、３はエンジン振動を電圧に変換するために、エン
ジン１に取り付けられたノックセンサ、４ａはノックセ
ンサ３の出力信号Ｓ、を増幅するアンプ、５ａはアンプ
４ａの出力ＡＫのうち、ノンキング特有の周波数帯の信
号を通すように、周波数特性をあらかじめ設定したバン
ドパスフィルタ、６ａはバンドパスフィルタ５ａの出力
Ｂｘを絶対値化する検波回路、７ａはこの検波回路６ａ
の出力Ｘｌ＋より検出レベルＴ□を発生する検出レベル
発生回路、８ａは検波回路６ａの出力Ｘえと検出レベル
Ｔ□とを比較する比較回路、９ａは比較回路８ａの出力
Ｙ８を積分する積分回路、１０は積分回路９ａにあらか
じめ定めた時間周期ごとにリセット信号Ｒ，を送るタイ
ミング発生回路、ｌｌａはあらかじめ設定したしきい値
しＫを発生するしきい値発生回路、１２ａは積分回路９
ａの出力ＯＫとしきい値ＬＸを比較して比較結果の出力
ＣＫを出力する比較回路である。

次に動作について説明する。エンジン１のエンジン振動
はノックセンサ３により、電気信号Ｓえに変換され、信
号Ｓ、はアンプ４ａで増幅される。

アンプ４ａの出力Ａｘ　はバンドパスフィルタ５ａに通
され、検波回路６ａでバンドパスフィルタ５ａの出力Ｂ
Ｋの絶対値をとり、正値化される。

検出レベル発生回路７ａは検波回路６ａの出力ＸＫを平
均化し、平均値に対してあらかじめ設定された倍率の検
出レベルＴｂＫを発生する。

次に、比較回路８ａは検波回路６ａの出力ＸＫと検出レ
ベルＴｋＸとを比較し、検波回路６ａの出力ＸＫが検出
レベルＴｈＫよりも大きい場合には、この二つのレベル
の差（Ｘえ−ＴｋＫ）を出力し、他の場合はゼロを出力
する。そして、積分回路９ａは比較回路８ａの出力ＹＫ
を積分する。

また、タイミング発生回路１０はあらかじめ設定した一
定の時間間隔でリセット信号Ｒ８を積分回路９ａに送り
、積分出力ＯＫをゼロにリセットする。

積分出力０、は比較回路１２ａでしきい値ＬＸと比較さ
れ、積分出力○えがしきい値ＬＫよりも大きい場合、す
なわち、ｏＫ＞ＬＫの場合に、ＣＸ−１が出力され、他
の場合には、ＣＫ　＝　０が出力される。

エンジン１でノッキングが発生すると、積分出力０、が
しきい値Ｌｘよりも大きくなり、ノック有りの判定結果
を示すＣＫ＝　１が出力される。

一方、ノッキングが発生しないと、積分出力ＯＫはしき
い値しＫより小さく、ノックなしの判定結果を示すＣえ
＝０が出力される。

〔発明が解決しようとする課題〕

従来の内燃機関のノンキング装置は以上のように構成さ
れているので、エンジン音を耳で聞いて明らかにノッキ
ングが発生していることが判定できるにもかかわらず、
ノッキングを検出できないことがあるなどの問題点があ
った。

この発明は上記のような問題点を解消するためになされ
たもので、エンジンで発生したノンキングを確実に検出
できるノンキング装置を得ることを目的とする。

［課題を解決するための手段］ この発明に係るノンキング検出装置は、エンジンの振動
を周波数分析するエンジン振動分析手段と、エンジン音
を周波数分析するエンジン音分析手段と、エンジン振動
分析手段の出力パターンとエンジン音分析手段の出力パ
ターンとからノンキングの有無を判定する判定手段とを
設けたものである。

〔作　用］ この発明においては、エンジン振動分析手段で分析した
エンジン振動の分析結果と、エンジン音分析手段で分析
したエンジン音の分析結果との両方の分析結果を使用し
て判定手段に加え、ノックの有無を判定する。

〔実施例〕

以下、この発明の実施例を図について説明する。

第１図はその一実施例の構成を示すブロック図である。

この第１図において、第２図と同一部分には同一符号を
付すのみか、機運にとどめ、第２図とは異なる部分を主
体に述べる。

第１図において、３はエンジンｌに取り付けられ、エン
ジン１の振動を入力して電気信号ＳＫに変換するノック
センサであり、エンジン振動入力手段となるものである
。

また、アンプ４ａ、バンドパスフィルタ５ａ。

検波回路６ａ、検出レベル発生回路７ａ、比較回路８ａ
、積分回路９ａは第２図と同様であり、これにタイミン
グ発生回路１４を加えて、エンジン振動を周波数分析す
るエンジン振動分析手段を構成している。

このタイミング発生回路１４は第２図のタイミング発生
回路１０とは異なり、二つの積分回路９ａ、９ｂに対し
てあらかじめ設定された時間間隔ごとにリセット信号Ｒ
を送り、これらの積分回路９ａ、９ｂをゼロにリセット
するものである。

符号２，４ｂ〜９ｂ、ｌｌｂ、１２ｂ、１３はこの発明
によって新たに付加された部分であり、２はエンジン１
のエンジン音を電気信号ＳＭに変換するマイクロホンで
あり、エンジン振動入力手段となるものである。

また、４ｂはマイクロホンから出力される電気信号Ｓ１
４を増幅するアンプ、５ｂはこのアンプ４ｂの出力Ａ９
のうちの所定の帯域周波数を通過して、フィルタ出力Ｂ
Ｍを得るバンドパスフィルタ、６ｂはフィルタ出力Ｂに
を絶対値をとり、正値化して出力Ｘ１．ｌを出す検波回
路、７ｂは検波回路６ｂの出力ＸＭより検出レベルＴ０
を発生する検出レベル発生回路、８ｂは検波回路６ｂの
出力Ｘｗと検出レベル発生回路Ｔ）、１１とを比較して
出力Ｙ）１を出力する比較回路、９ｂは比較回路８ｂの
出力ＹＭを積分して積分出力ＯＫを出力する積分回路で
ある。

かくして、アンプ４ｂ、バンドパスフィルタ５ｂ、検波
回路６ｂ、検出レベル発生回路７ｂ、積分回路９ｂ、タ
イミング発生回路１４とにより、エンジン音を周波数分
析するエンジン音分析手段を構成しており、エンジン振
動分析手段と同じ機能を有する。

一方、ｌｌｂはあらかじめ設定されたしきい値り、を発
生するしきい値発生回路、１２ｂはこのしきい値Ｌイと
積分出力Ｏ，とを比較して、出力Ｃ８を出力する比較回
路である。

なお、比較回路１２ａは第２図と同様に、しきい値発生
回路１１ａで発生したしきい（ａＬｘ　と積分回路９ａ
の出力ＯＫを比較して、出力ＣＫを出力するものである
。

１３は比較回路１２ａの出力Ｃにと比較回路１２ｂのＣ
Ｍとの論理和をとる論理和回路である。かくして、しき
い値発生回路１１ａ、Ｉｌｂ、比較回路１２ａ、１２ｂ
、論理和回路１３とにより、ノッキングの有無を判定す
る判定手段を構成している。

次に動作について説明する。エンジン１のエンジン振動
はノックセンサ３により電気信号Ｓえにら変換され、信
号ＳＫはアンプ４ａで増幅され、アンプ４ａの出力Ａｘ
　はバンドパス５ａに入力され、そこで所定の周波数帯
域成分が抽出されて、フィルタ出力Ｂ、が検波回路６ａ
に入力される。

検波回路６ａはフィルタ出力ＢＫを絶対値化して出力ｘ
Ｋを比較回路８ａと検出レベル発生回路７ａに出力する
。比較回路８ａは検波回路６ａの出力Ｘヤと検出レベル
発生回路７ａから出力される検出レベルＴｈｘとを比較
して、出力Ｙえを発生し、この出力を積分回路９ａで積
分し、比較回路１２ａに出力する。

比較回路１２ａは積分回路９ａの積分出力０゜としきい
値発生回路１１ａから出力されるしきい値ＬＫとを比較
し、ＯＫ＞ＬＫの場合には、出力ＣＫ＝１、他の場合は
ＣＫ−Ｏを出力する。

エンジン１でノンキングが発生すると、積分出力ＯＫが
しきい値ＬＫより大きく、ノックの判定結果として、Ｃ
３＝１を比較回路１２ａから出力し、ノックを発生しな
い場合には、ノックなしの判定結果をＣＫ＝Ｏとして比
較回路１２ａから出力する。

一方、エンジン１のエンジン音はマイクロホン２により
電気信号ＳＭに変換され、アンプ４ｂで増幅された後、
バンドパスフィルタ５ｂで所定の周波数帯域成分が抽出
され、検波回路５ｂに入力される。

この検波回路５ｂはバンドパスフィルタ５ｂの出力８．
４を絶対値化して、検出レベル発生回路７ｂと比較回路
８ｂに出力する。

検出レベル発生回路７ｂは検波回路６ｂの出力ｘｏより
検出レベルＴｈ、を発生して比較回路８ｂに加えられる
。比較回路８ｂはこの検出レベルＴｈＭと検波回路６ｂ
の出力ＸＨとを比較し、χ８〉ＴｈＭの場合、（Ｘイー
Ｔｈ１４）を出力し、他の場合はゼロを出力する。

比較回路８ｂのＹ、は積分回路９ｂで積分され、その積
分出力０９としきい値発生回路１１ｂから発生されるし
きい値し、、とを比較回路１２ｂで比較し、比較回路１
２ａの場合と同様にして、ノック判定出力として、出力
Ｃ８を出力する。

上記二つの比較回路１２ａ、１２ｂからそれぞれ出力さ
れるノック判定出力、すなわち、ＣＫ。

Ｃｓ　は論理和回路１３に入力され、出力ＣＫとＣ８と
の論理和がとられ、最終的なノック判定結果Ｔが出力さ
れる。

エンジン１でノッキングが発生した場合において、電気
信号ＳｘとＳ、４のＳ／Ｎが良い状態であれば、比較回
路１２ａ、１２ｂの出力Ｃ’ｇ、　　ＣＭは両方とも、
ノック有りの判定を示すＣＫ＝１．０．４−１となり、
論理和回路１３から出力される判定結果Ｔは、Ｔ＝１と
なり、ノック有りを示す。

電気信号ＳＮ、ＳＫのＳ／Ｎが悪い状態であっても、ノ
ック判定出力ＣえとＣイのどちらか一方がノック有りの
判定を出力すれば、判定結果Ｔは、Ｔ＝１となり、ノッ
ク有りを示す。

また、エンジン１でノッキングが発生しない場合におい
ては、ノック判定出力ＣＸとＣ，４は両方ともノックな
しを示すＣＫ＝Ｏ２Ｃ，＝Ｏとなり、論理和回路出力Ｔ
＝０となり、ノックなしを示す。

なお、前記実施例では、エンジン音を入力するマイクロ
ホン２と、エンジン音分析手段（アンプ４ｂ〜積分回路
９ｂ、タイミング発生回路１４）との組合せを１組とし
て、ノック判定出力Ｃ８とＣｏの論理和をとったものを
示したが、マイクロホン２とエンジン音分析手段との組
合せを複数組として、複数個のノック判定出力の論理和
をとっても同様の効果が期待できる。

また、前記実施例では、ノック判定出力として、出力Ｃ
ＫとＣ，ｌから最終的なノック判定結果Ｔを出力する論
理和回路１３を用いたが、複数個のノック判定出力から
最終的なノック判定出力を出力する場合において、論理
和の代わりに、複数個のノック判定出力のうちのあらか
じめ定められた個数以上のノック判定出力がノック有り
の判定を出力すれば、最終的なノック判定出力をノック
有りと出力する論理を用いても同様の効果が期待できる
。

〔発明の効果〕

以上のように、この発明によれば、エンジン振動の分析
結果とエンジン音の分析結果との両方の結果を使用して
ノックの有無の判定を行うように構成したので、精度よ
くノンキングを検出できるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例による内燃機関のノッキン
グ検出装置のブロック図、第２図は従来の内燃機関のノ
ンキング検出装置のブロック図である。 １・・・エンジン、２・・・マイクロホン、６ａ、６ｂ
・・・検波回路、７ａ、７ｂ・・・検出レベル発生回路
、８ａ、８ｂ、１２ａ、１２ｂ・・−比較回路、９ａ。 ９ｂ・・・積分回路、ｌｌａ、ｌｌｂ・・・しきい個発
生回路、１３・・・論理和回路。 なお、図中、同一符号は同一、又は相当部分を示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　エンジンに取り付けられエンジン振動を入力するエン
   ジン振動入力手段と、前記エンジン振動を周波数分析す
   るエンジン振動分析手段と、エンジン音を入力するエン
   ジン音入力手段と、前記エンジン音を周波数分析するエ
   ンジン音分析手段と、前記エンジン振動分析手段の出力
   パターンと前記エンジン音分析手段の出力パターンとか
   らノッキングの有無を判定する判定手段とを備えた内燃
   機関のノッキング検出装置。