JPH0299742A - 内燃機関の振動検出による制御装置 - 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９特に内燃機関の振動を検出することによっ
て、失火気筒を判別し、その気筒の燃料供給を停止する
と共にノック発生要素を制御する制御装置に関するもの
である。

［従来の技術］ 第２図は、従来の内燃機関の点火時期制御装置を示すブ
ロック図である０図において、（１）は機関（図示せず
）に取り付けられ１機関の振動加速度を検出する加速度
センサ、（２）は加速度センサ（１）の出力信号のうち
ノッキングに対し感度の高い周波数の信号成分を通過さ
せる周波数フィルタ。

（３）は周波数フィルタ（２）の出力信号のうちノック
検出に対し妨害波となるノイズを遮断するアナログゲー
ト、（４）は妨害ノイズの発生時期に対応してアナログ
ゲート（３）の開閉を指示するゲートタイミング制御器
、（５）はノッキング以外の機関の機械振動ノイズのレ
ベルを検出するノイズレベル検出器、（６）はアナログ
ゲート（３）の出力電圧とノイズレベル検出器（５〉の
出力電圧とを比較し。

ノック検出パルスを発生する比較器、（７）は比較器（
６）の出力パルスを積分し、ノッキング強度に応じた積
分電圧を発生する積分器、（８）は積分器（７）の出力
電圧に応じて基準点火信号の位置を変位させる移相器、
（９）は予め設定した点火進角特性に応じた点火信号を
発生する回転信号発生器７（１０）は回転信号発生器（
９）の出力を波形整形し。

同時に点火コイル（１２）の通電の閉路角制御を行う波
形整形回路、（１１）は移相器（８）の出力信号により
点火コイルく１２）の給電を断続するスイッチング回路
である。

第３図に加速度センサ（１）の出力信号の周波数特性を
示す、Ａはノッキングのない場合、Ｂはノッキングが発
生した場合である。この加速度センサ（１）の出力信号
にはノック信号（ノッキングに伴い発生される信号）の
外に１機関の機械的ノイズや信号伝達経路に乗る各種ノ
イズ成分１例えばイグニションノイズなどが含まれる。

第３図のＡとＢを比べると、ノック信号には特有の周波
数特性のあることが分かる。したがって、その分布には
１機関の違いあるいは加速度センサ（１）の取り付は位
置の違いにより差はあるものの、それぞれの場合にノッ
キングの有無により明確な違いがある。そこで、このノ
ック信号が有する周波数成分を通過させることによって
他の周波数成分を抑圧し　ノック信号を効率良く検出す
ることができる。

第４図および第５図は従来装置の各部の動作波形を示し
、第４図はノッキングが発生していないモード、第５図
はノッキングが発生しているモードを示す。この第４図
および第５図を用いて従来装置の動作を説明する。機関
の回転により、予め設定された点火時期特性に対応して
回転信号発生器（９）から発生される点火信号は波形整
形回路（１０）によって所望の閉路角を持つ開閉パルス
に波形整形され、移相器（８）を介してスイッチング回
路（１１）を駆動し１点火コイル（１２）の給電を断続
し、その通電電流の遮断時に発生する点火コイル（１２
）の点火電圧によって機関は点火されて運転される。こ
の機関の運転中に起こる機関振動は加速度センサ（１）
によって検出される。

いま２機関のノッキングが発生していない場合にはノッ
キングによる機関振動は発生しないが。

他の機械的振動により加速度センサ（１）の出力信号に
は、第４図（ａ＞に示すように機械的ノイズや点火時期
Ｆに信号伝達路に乗るイグニッションノイズが発生する
。

この信号は周波数フィルタ（２）を通過することにより
第４図（ｂ）に示すように機械的ノイズ成分が相当抑圧
されるが、イグニッションノイズ成分は強力なため周波
数フィルタ（２）を通過後も大きなレベルで出力される
ことがある。このままではイグニッションノイズをノッ
ク信号と誤認してしまうため、アナログゲート３は移相
器（８）の出力によってトリガされるゲートタイミング
制御器（４）の出力（第４図（Ｃ））によって点火時期
からある期間そのゲートを閉じ、イグニッションノイズ
を遮断する。このためアナログゲート（３）の出力には
第４図（ｄ）のイのようにレベルの低い機械的ノイズの
みが残る。

一方、ノイズレベル検出器（５）はアナログゲート（３
）の出力信号のピーク値変化（こ応動じ、この場合１通
常の機械的ノイズのピーク値による比較的緩やかな変化
には応動し得る特性を持ち１機械的ノイズのピーク値よ
り若干高い直流電圧を発生する（第４図（ｄ）の口）。

したがって、第４図（ｄ）に示すようにアナログゲート
（３）の出力信号の平均的なピーク値よりもノイズレベ
ル検出器（５）の出力が大きいため。

これらを比較する比較器（６）の出力は第４図（ｅ）の
ように何も出力されず、結局ノイズ信号はすべて除去さ
れる。

このため、積分器（７）の出力電圧は第４図（ｆ）のよ
うに零のままで移相器（８）による移相角（入出力第４
図（ｇ　＞、（ｈ　）の位相差）も零となる。

したがって、この出力により駆動されるスイッチング回
路（１１）の開閉位相、すなわち１点火コイル（１２）
の通電の断続位相は波形整形回路（１０）の出力の基準
点火信号と同位相となり２点火時期は基準点火時期とな
る。

また、ノッキングが発生した場合、加速度センサ（１）
の出力には第５図（ａ）のように点火時期よりある時間
遅れた付近でノックの信号が含まれ。

周波数フィルタ（２）およびアナログゲート（３）を通
過後の信号は第５図（ｄ）のイのように機械的ノイズに
ノック信号が大きく重畳したものになる。

このアナログゲート（３）を通過した信号の内ノック信
号の立ち上がりは急峻なため、ノイズレベル検出器（５
）の出力電圧のレベルがノック信号に対して応答が遅れ
る。その結果、比較器（６）の入力はそれぞれ第５図（
ｄ）の４２口となるので比較器（６）の出力には第５図
（ｅ）のようにパルスが発生する。

積分器（７）がそのパルスを精分し、第５図（ｆ）のよ
うに積分電圧を発生する。そして、移相器（８）が積分
器（７）の出力電圧に応じて波形整形回Ｎ（１０）の出
力信号（第５図（ｇ）（基準点火信号））を時間的に遅
れ側に移相するため、移相器（８）の出力は、移相が波
形整形回路（１０）の基準点火信号の位相よりも遅れ、
第５図（ｈ）に示す位相でスイッチング回路（１１）を
駆動する。その結果１点火時期が遅れ、ノッキングが抑
圧された状態となる。

以上のようにして加速度センサによって機関の振動を検
出し、ノック発生要素を制御する。

また９機関の失火気筒の判別およびその失火気筒の燃料
供給の制御は以下のように行われる。

第６図は従来の内燃機関の燃料制御装置を示すブロック
図である。図において、（２０）は機関。

（２１）は機開く２０）に取り付けた振動センサ、（２
２）は振動センナ（２１）の検出信号からその低周波信
号のみを出力するローパスフィルタ、（２３）はローパ
スフィルタ（２２）の出力を所定基準レベルと比較する
比較器、（２４）は機関（１）の各気筒に供給する燃料
を制御するコンピュータで、比較器（２３）の出力に応
じて所定の特定気筒への燃料供給を停止するように作動
する。通常、この種のコンピュータには各種の機関制御
が集中化されているので、そのための各種のセンサ信号
あるいは各種のアクチューエータ駆動信号が入出力とし
て備えられているが、これらはこの燃料制御と直接の係
わりがないので図示していない。

（２５）〜（２８）は機関（２０）の各気筒に対応して
吸気系に設けられた燃料を噴射するインジェクタであり
、これらの燃料噴射量はコンピュータ（２４）の制御に
より決定される。

次に、動作を説明する。コンピュータ（２４）は図示し
ていないセンサからのセンサ信号に基づき所定設定条件
にてインジェクタ（２５）〜（２８）を駆動し、燃料が
各気筒の吸気系に噴射供給され。

これが各気筒に吸入され９図示していない点火プラグの
火花にて着火され、燃焼し１機関（２０）は運転される
。

いま、ある気筒で点火不良が生じた場合、前述の通り機
関（２０）の出力が急激に低下し、これに基づき機閃く
２０）の振動が急変して衝撃が生じる。振動センサ（２
１）は機関（２０）の振動を検出するので、上記失火時
の機関（２０）の振動の急変に応じて大きい検出信号を
発生する。この時の衝撃は低周波なので、振動センサ（
２１）の検出信号も低周波成分が急増する。

ローパスフィルタ（２２）は低周波成分を選択して出力
するフィルタなので、上記失火時に出力が大きくなる。

比較器（２３）は、上記出力に対し小さい基準値を持ち
、ローパスフィルタ（２２）の出力を比較するので、上
記失火時のローパスフィルタ（２２）の出力は比較器（
２３）の基準値より大きいので。

この時比較器（２３）は出力を発生する。この比較器（
２３）の出力を受け、対応の気筒の燃料供給を停止すべ
くインジェクタ（例えば、第１気筒であればインジェク
タ（２５））の駆動を停止する。

コンピュータ（２４）には前述のように各種センサ信号
が入力されているので１機関（２０）の振動の急変して
失火が起きた気筒を判別することは容易であり、最近の
コンピュータを用いた燃料噴射装置の基本機能として周
知の事項である。

以上のように機関のノッキングはそのための加速度セン
サを用い、（ＪＡＲの失火気筒の判別のための機関の振
動センサはそのための別の振動センサを用いるという用
途別毎に別々のセンサを用いるのが現状であった。

［発明が解決しようとする課題］ 上記のような従来の内燃機関の振動検出による制御装置
では、失火気筒を判別するために用いる機関の振動を検
出する振動センサと１機関のノッキングを検出するため
に用いる機関の振動を検出する加速度センサとは、共有
化されていないので装置を安価にできないという問題点
があった。

この発明は、かかる問題点を解決するためになされたも
ので、一つの振動センサで失火気筒を判別するど共に内
燃機関のノッキングを検出するようにした内燃機関の振
動検出による制御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］ この発明に係る内燃機関の振動検出による制御装置は１
機関の振動を検出する振動検出器と。

この振動検出器出力から失火が発生した気筒を判別し、
その気筒の燃料供給を停止するように制御する燃料供給
制御手段と、前記振動検出器出力がら機関に発生するノ
ックを検出し、ノック発生要素を制御するノック発生要
素制御手段とを備えたものである。

［作用］ この発明においては、振動センサによる内燃機関の振動
検出によって失火気筒の判別をすると共に機関のノック
を検出する。

［実施例］ 第１図はこの発明の一実施例による内燃機関の振動検出
による制御装置の構成を示すブロック図である。図にお
いて、第２図の加速度センナ（１）を第６図の振動セン
サ（２１）と共有し、第２図の装置と第６図の装置を一
体化した以外は従来のものと同様である。また、各構成
要素に電源を供給する電源回路（３０）が設けられてい
る。

上記のように構成された内燃機関の振動検出による制御
装置において９機関（２０）に振動が発生すると、ｌｉ
動センサ（２１）によって振動検出がなされる０機関失
火による振動は低周波で発生し。

機関のノッキングによる振動は高周波で発生するので、
この振動センサ（２１）出力の内の低周波信号成分は、
ローパスフィルタ（２２）を介して比較器（２３）に加
えられ、上述のように失火気筒が判別され、コンピュー
タ（２４）で失火気筒の燃料供給を停止する。

一方、振動センサ（２１）出力の内の高周波信号成分は
１周波数フィルタ（２）を介してアナログゲート（３）
を通って比較器（６）に加えられ、上述のように機関の
ノッキングを検出し、これによってノック発生要素を制
御する。

なお、上記実施例では移相器（８）、波形整形回路（１
０）、ス・イツチング回路（１１）を別々に示している
が、これらをまとめてコンピュータ（２４）と一体にも
できる。

［発明の効果］ この発明は以上説明したとおり２機関の振動を検出する
振動検出器と、この振動検出器出力から失火が発生した
気筒を判別し、その気筒の燃料供給を停止するように制
御する燃料供給制御手段と、前記振動検出器出力から機
関に発生するノックを検出し、ノック発生要素を制御す
るノック発生要素制御手段とを備え、振動センサを共有
化し。

制御装置の一体化によるケース、コネクタビンの増加を
抑制したので安価にできる効果がある。

【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振動検出
による制御装置の構成ブロック図、第２図は従来の内燃
機関の点火時期制御装置の構成ブロック図１第３図は振
動センサの出力信号の周波数特性図、第４図および第５
図は第２図の各部の動作波形図、第６図は従来の内燃機
関の燃料制御装置の構成ブロック図である。 図において、（２）・・・周波数フィルタ、（６）・・
・比較器、（８）・・・移相器、（１１）・・・スイッ
チング回路、（１２）・・・点火コイル、（２０）・・
機関、（２１）・・・振動センサ、（２２＞・ローパス
フィルタ、（２３＞・・・比較２％、（２４）・・コン
ピュータである。 なお、各図中同一符号は同−又は相当部分を示す。 第 図 第 図 第 図 （ｆ） （＋）−二二＝丑イ＝二ニ 一時間 一時間 第 図 第 図 問ンレヨミ］；！≦；： 第 図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 機関の振動を検出する振動検出器と、この振動検出器出
   力から失火が発生した気筒を判別し、その気筒の燃料供
   給を停止するように制御する燃料供給制御手段と、前記
   振動検出器出力から機関に発生するノックを検出し、ノ
   ック発生要素を制御するノック発生要素制御手段とを備
   えたことを特徴とする内燃機関の振動検出による制御装
   置。