JPS58178875A - ノツク制御装置 - Google Patents

ノツク制御装置

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JPS58178875A
JPS58178875A JP57062930A JP6293082A JPS58178875A JP S58178875 A JPS58178875 A JP S58178875A JP 57062930 A JP57062930 A JP 57062930A JP 6293082 A JP6293082 A JP 6293082A JP S58178875 A JPS58178875 A JP S58178875A
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resistor
circuit
output
transistor
terminal
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JP57062930A
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English (en)
Inventor
Terumi Daimon
大門 輝美
Noboru Sugiura
登 杉浦
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Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Publication date
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02PIGNITION, OTHER THAN COMPRESSION IGNITION, FOR INTERNAL-COMBUSTION ENGINES; TESTING OF IGNITION TIMING IN COMPRESSION-IGNITION ENGINES
    • F02P5/00Advancing or retarding ignition; Control therefor
    • F02P5/04Advancing or retarding ignition; Control therefor automatically, as a function of the working conditions of the engine or vehicle or of the atmospheric conditions
    • F02P5/145Advancing or retarding ignition; Control therefor automatically, as a function of the working conditions of the engine or vehicle or of the atmospheric conditions using electrical means
    • F02P5/15Digital data processing
    • F02P5/152Digital data processing dependent on pinking
    • F02P5/1526Digital data processing dependent on pinking with means for taking into account incorrect functioning of the pinking sensor or of the electrical means
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
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    • Y02T10/40Engine management systems

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  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Electrical Control Of Ignition Timing (AREA)

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】 本発明はノック制御装置に係り、特にノックセンサ異常
時のエンジン制御を適正に行なうことのできるノック制
御装置に関する。
エンジンに発生するノックは、ノック音を伴うため走行
性を低下させるとともに逆トルクの発生によりエンジン
の出力低下、あるいはエンジンの過熱による破壊を招く
ものである。このノックは点火時期と密接な関係をもっ
ており、エンジンの特性上、ノック直前に点火時期即ち
点火進角を設定することがエンジン出力を最大にできる
ことが知られている。従って、ノックの発生を避ける結
果、点火進角を小さくすることは、逆にエンジン出力を
低下させることにもなるので、点火時期はノック発生直
前に制御することが要求される。特に、ターボチャージ
ャー付エンジンにおいては、圧縮比が高く、最大効率を
維持するために点火時期を最適なものとすることが要求
される。そのためにはノック信号とバックグランドレベ
ルとが適正に比較されなければならない。
一般にノックセンサからの出力は、エンジン回転数が上
昇するに従って大きくなムそれにつれてバックグランド
レベル(BGL)も大きくなる。
そのため、ノックセンが生じた場合に適確にノックのイ
欠出ができる。
すなわち、バックグランドレベル(BGL)は、基準電
圧(V、。f)より、1数と共に上昇していき、第1図
Aに示す如く、約11000rpのところで電圧V+(
具体的には、基準電圧約3.6vプラスIV)を超え、
約250Orpmで電圧Vz  (基準電圧約3.6 
Vプラス2V)に安定する。したがって、通常、ノック
センサの異常(オープン検出、シュート検出)を検出す
るフェールセーフ回路ハ、この電圧Vlを所定回転数(
例えば2ooorpm)以上で超えているか否かを判定
して行なう。すなわち、ノックセンサがオープン・ショ
ート時には、ノックセンサからの出力が小さく、BGL
(BG電圧)が電圧■l よりも小さいため、BG電圧
と電圧vlとを比較してBGLがNVI よシ低いとき
はノックセンサ異常としてフェールセーフ回動が動作す
る。
ところが、ノックセンサが異常であっても、ノックセン
サに接続される線よりノイズを捨い、BG電圧となって
出力される。これは、エンジン回転数の上昇と共に犬き
くなシ通常5000rpm〜6000rpmで第1図B
に示す如く電圧V+ を超える大きさとなる。この電圧
Vl を超えると、フェールセーフ回路は、ノックセン
サ正常と判断して正常な動作を行ない、フェールセーフ
は解除される。そのため、この電圧V!を超える部分に
おいて、フェールセーフが働いたり、働らかなかったり
するため、すなわち、電圧Vt近辺でハンチングを生じ
るため、運転時前後のゆれを生じ走行性が悪いという欠
点を有していた。
本発明の目的は、高速回転域での走行性を向上すること
のできるノック制御装置を提供することにある。
本発明は、4500回転検出器を設け、4500回転に
なったときに、フェールセーフ回路からの出力をLOW
に強制的に落すことにより高速回転域での走行性を向上
しようというものである。時定数を持たせることにより
適確なノック制御を行なおうというものである。
以下、本発明の実施例について説明する。
第2図には本発明の一実施例が示されるノック制御装置
の全体が示されている。
図において、ノック制御装置は、ノック信号を検出する
だめのノックセンサ100、ノックセンサ100から入
力されるノック信号によって点火コイル600の点火時
期を制御するだめの制御信号を出力するノック制御装置
200、点火コイル600のスパークタイミングを検出
するだめのピックアップコイル400、ピックアップコ
イル400とノック制御装置200からの出力によp点
火コイルを点火させるとともにノック制御装置200に
フィードバック信号を送出するための無接点点火装置5
00とよシなる。
ノック制御装置200は、ノックセンサ100の検出信
号と無接点点火装置500の出力信号とを取込み、ノッ
キングに応じて無接点点火装置500を制御し進角又は
遅角制御を行わしめる。
ノック制御装置200は、スパークタイミングに同期し
て点火ノイズをカットするためのゲートを有する点火ノ
イズカット回路202を有する増幅器201、ノック信
号をバンドパスさせるだめのバンドパスフィルタ(BP
F)204、BPF204の出力によシ入力信号比率に
比例して自己の増rlJ器のゲインを制御するゲイン可
変増幅回路(AGC回路)205、AGC出力に対して
所定のタイミングの区間マスクするマスク回路207、
マスク回路207を介したAGC回路205からの入力
信号を半波整流する半波整流回路208、該半波整流回
路208からの半波信号にノック信号の大きい信号が入
りバックグランドレベルに影響を与えないようにクラン
プするノック信号クランプ回路209、ノック信号の平
均値を得るためのバックグランドレベル(BGL)検出
回路210、BGL検出回路210の出力を増巾してA
GC回路205にフィードバックさせるゲインコントロ
ール回路206、マスク回路207の出力を増巾する信
号増巾回路211、BGL検出回路210の出力電圧と
信号増巾回路211の出力信号とを比較してノッキング
に比例した遅角信号を発生する比較器212、比較器2
12の出力に所定のタイミングでマスクをかけて出力す
るマスク回路214、該マスク回路214出力の積分を
行いノッキングに比例した遅角信号に相当する電圧値を
出力するノック信号電圧変換回路215、ノックセンサ
100のオーブン故障を検出し点火時期を強制的に遅角
させるための信号を送出するフェルセーフ回路213、
無接点点火装置500からの信号により点火コイル60
0の遮断時に同期して(即ち、パワートランジスタ50
3のベース電流に同期して)一定パルス巾の信号を発生
する単安定回路216、単安定回路216の出力パルス
によって回転数に比例した電圧値を出力するF−V発生
器217、このF−V発生器217からの出力によって
2000rl)m以上のときに信号を出力する2000
rpn]検出回路218.4000rpm以上のときに
信号を出力する4000rpm検出回路219.450
0rpm以上のときに動作する45QQrpm検出回路
221、始動時にパッチIJ ’d圧が下るのでそれを
検出してノック制御を停止させる低電圧検出回路220
及び基準電圧発生回路203とからなる。
また、無接点点火装置500は、ピックアップコイル4
00の出力信号を波形整形する増巾器501、ノック制
御回路200の出力電圧に応じて点火時期を制御するリ
タード回路502、点火コイル60002次側に高電圧
を発生させるパワートランジスタ503とより成る。
次にノック制御装置200の各詳細回路について説明す
る。
第3図にはノックセンサ100と、増幅器201と、点
火ノイズカット回路202と、基準電圧発生回路203
と、バンドパスフィルタ(BPF ) 204の詳細回
路が示されている。
すなわち、ノックセンサ100は圧電素子を使用した容
量形のセンサであυ、等測的にはコンデンサCと定電流
源との並列回路となる。
ノックセンサ100の(ト)端子には抵抗R1が接続さ
れておシ、この抵抗R1の他端には、抵抗R2と、抵抗
R3と、ツェナダイオードZDIのカソードと、トラン
ジスタT1のコレクタがそれぞれ接続されている。抵抗
R2の他端、ツェナダイオードZDIのアノード、トラ
ンジスタT1のエミッタはそれぞれ接地されておム ト
ランジスタT1のベースは抵抗R6を介して単安定回路
(08M)216に接続されている。まだ、抵抗R3の
他端にはコンデンサC2を介してオペアン7’OP1の
(へ)入力端子が接続されている。このオペアンプOP
1は抵抗R4を介して負帰還されており、オペアンプO
PIの出力端子には抵抗R7゜(9) R8がそれぞれ接続されている。抵抗R7の他端は接地
されており、抵抗R8の他端にはコンデンサC4,C5
と可変抵抗9が接続されている。
この抵抗R1,R2,R3,R4,R7、コンデンサC
2、オペアンプOPIによって増幅201が、また、ト
ランジスタT1、抵抗R6とによって点火ノイズカット
回路202がそれぞれ構成されている。
また、前記可変抵抗R9の他端は接地されており、コン
デンサC4の他端にはオペアンプ2のに)入力端子が接
続されており、コンデンサC5の他端はオペアンプOP
2の出力端子が接続されている。このオペアンプOP2
は抵抗RIOを介して負帰還がかけられている。まだ、
このオペアンプOP2の田)入力端子には、オペアンプ
OP3の出力端子が接続されている。このオペアンプO
P2の出力端子には、抵抗R11,R17が接続されて
おシ、抵抗R17の他端は接地されておシ、抵抗R11
の他端には、可変抵抗R,12と、コンデンサC6,C
7が接続されている。この可変抵抗(10) 几12の他端は接地されておシ、コンデンサC6の他端
にはオペアンプOP4の←)入力端子が接続されている
。このオペアンプOP4は抵抗R,13を介して負帰還
されている。また、コンデンサC7の他端はオペアンプ
OP4の出力端子が接続されている。このオペアンプO
P4の(ト)入力端子は、オペアンプOP3の出力端子
が接続されてお9、オペアンプOP4の出力端子には抵
抗R18ゲイン可変増幅回路205の抵抗R19が接続
されている。この抵抗几18の他端は接地されている。
この抵抗R8,Jも9.RIO,R11,R12゜R1
3,R17,RIB、コンデンサC4,C5゜C6,C
7、オペアンプOP2.OP4とによってバンドパスフ
ィルタ(BPF)204が構成されている。とのBPF
204は2段フィルタとなっている。
一方、オペアンプOP3の0→入力端子にはコンデンサ
C14と可変抵抗R,15とが接続されている。このコ
ンデンサC14と抵抗15の他端は、(11) それぞれ接地されている。また、このオペアンプOP3
には、電源電圧が駆動電源として印加されている。この
オペアンプOP3は負帰還されておシ、出力端子には抵
抗R,16とコンデンサC’19が接続されている。こ
の抵抗R16とコンデンサC19の他端はそれぞれ接地
されている。また、オペアンプOP3の電源端子はコン
デンサC3を介して接地されている。
この抵抗R15,R,16、コンデンサC3,C14゜
C19、オペアンプOP3によって基準電圧発生回路2
03が構成されており、抵抗R14とR15とを適当に
可変することによってオペアンプOP3の出力RVを基
準電圧に固定されている。この基準電圧RVは例えば3
,6vである。
第4図には、ゲイン可変増幅器205、ゲインコントロ
ール回路206、マスク回klf4207、半波整流回
路208の詳細回路図が示されている。
図において、第3図図示端子S5には、抵抗R19が接
続されており、この抵抗R19にはオペアンプOP5の
(ト)端子と、可変抵抗R20がそ(12) れぞれ接続されている。この可変抵抗I(20の他端は
第3図図示端子S6が接続されている。またオペアンプ
OP5の(ハ)入力端子には抵抗R21゜R22,R,
23がそれぞれ接続されている。この抵抗R,22の他
端にはPETのドレンに接続されている。このFETの
ソースには第3図図示端子S6が、ゲートには抵抗R3
0とコンデンサC15が接続されている。このコンデン
サC15の他端は接地されており、抵抗R,30の他端
にはオペアンプOP7の出力端子が接続されている。ま
た、抵抗R21の他端は、オペアンプOP7の(ト)入
力端子に接続されている。また、抵抗R23の他端はオ
ペアンプOP5の出力端子が接続されている。
このオペアンプOP5の出力端子には、抵抗R,24と
抵抗R110が接続されている。この抵抗R110の他
端は接地されており、抵抗R24の他端には端子S7と
コンデンサC8と、トランジスタT2のコレクタがそれ
ぞれ接続されている。
このコンデンサC8には抵抗R27を介してオペアンプ
OP6の(ハ)入力端子が接続されている。こ(13) のオペアンプOP6の(へ)入力端子には抵抗R25と
、ダイオードD1のアノードが接続されている。
このダイオードD1のカソードにはオペアンプOP6の
出力端子とダイオードD2のアノードが接続されている
。このダイオードD20カソードには、抵抗R25と、
端子S8が接続されている。
また、オペアンプOP6の(ト)入力端子にはトランジ
スタT2のエミッタと、オペアンプOP7の(ト)入力
端子が接続されている。このトランジスタT2のベース
には抵抗11.29を介して端子S3が接続されている
。また、オペアンプOP7の(→入力端子には抵抗R3
1と、可変抵抗R33と、抵抗R46が接続されている
。この抵抗R31の他端はオペアンプOP7の出力端子
に接続されておシ、可変抵抗R33の他端は接地されて
いる。また、抵抗1(,46の他端は端子S9が接続さ
れている。また、オペアンプOP7の出力端子は抵抗R
,32を介して接地されている。
この抵抗R19,IL20.R21,R22゜R23、
FET、オペアンプOP5によってゲイ(14) ン可変増幅回路205が構成されている。
また、抵J冗R30,R31,R32,R33゜R46
、コンデンサC15、オペアンプOP7によってゲイン
コントロール回路206が構成されている。
また、抵抗R24,几29.R,110,)ランジスタ
T 2によってマスク回路207が構成されている。
さらに、抵抗R25,几27,1丸28、コンデンサC
8、ダイオードD1.D2、オペアンプOP6によって
半波整流回路208が構成されている。
第5図には、ノック信号クランプ回路209、バックグ
ランドレベル(B G L ) 検出回路210、信号
増幅回路211、比較器212、フェルセーフ回路21
3の詳細回路が示されている。
図において、第4図図示端子S7には、コンデンサC1
を介して抵抗R26が接続されている。
この抵抗R,26の他端には可変抵抗R36とオペアン
プOP8の←)入力端子が接続されている。こ(15) の可変抵抗R36の他端はオペアンプOP8の出力端子
に接続されている。
このコンデンサC1、抵抗R26,R,36、オペアン
プ8によって信号増幅回路211が構成されている。
また、オペアンプOP8には端子S2より電源が供給さ
れており、アース端子は接地され−Cいる。
このオペアンプOP8の←)入力端子には可変抵抗R3
5と端子813が接続されている。この可変抵抗R35
の他端には抵抗34を介して第3図図示端子S1が接続
されている。まだ、この可変抵抗R35の他端は、オペ
アンプOP9の(→入力端子が接続されている。このオ
ペアンプOP9の(イ)入力端子は、端子S9に接続さ
れている。ま九、このオペアンプOL) 9の出力端子
には抵抗R37が接続されておシ、この抵抗R37の他
端には、抵抗R,105と、端子SIOが接続されてい
る。
この抵抗R105の他端は接地されている。
この抵抗R34,R35,R37,R105、オペアン
プOP9によって7工ルセー7回路213(16) が構成されている。
まだ、オペアンプOP8の出力端子には、抵抗R,54
と、コンパレータCOIとCO2の(ト)入力端子がそ
れぞれ接続さrしているっこの抵抗R54の他端は接地
されている。また、端子S1には、抵抗R103を介し
てダイオードD12のアノードが接続されており、この
ダイオードDI2のカソードにはトランジスタT3のベ
ースと抵抗R104が接続されている。このトランジス
タT3のエミッタには、抵抗R39と抵抗R40が接続
されており、コレクタは接地されている。この抵抗)1
39の他端には、端子S8と、抵抗R38が接続されて
おり、この抵抗IF(,38の他端は接地されている。
また、抵抗R40の他端にはオペアンプ10の(ト)入
力端子と、コンデンサC16が接続されている。このコ
ンデンサC16の他端は端子S13に接続されている。
このオペアンプ0P10のに)入力端子には抵抗R43
と、抵抗if、44と抵抗El、45が接続されている
。この抵抗R43の他端には抵抗R41と可変抵抗R4
2が(17) 接続されている。この抵抗R41の他端には端子S1が
接続されている。また可変抵抗R42の他端は接地され
ている。また、抵抗几44の他端は端子S13が接続さ
れている。また、抵抗Ft45の他端はオペアンプ0P
IOの出力端子が接続されている。このオペアンプ0P
IOの出力端子には端子S9と、オペアンプOP9の(
ト)入力端子が接続されている。
一方、抵抗R104の他端は端子813が接続されてい
る。
この抵抗R103,R104、ダイオードI)12、ト
ランジスタT3によってノック信号2271回路209
が構成されている。
また、抵抗R120,R38,R39,R40゜R41
,1(,42,R43,R,44,R45、コンデンサ
016、オペアンプ0P10によってバックグランドレ
ベル(BGL)検出回路210が構成されている。
また、オペアンプOP8の出力端子に(ト)入力端子が
接続されるコンパレータC01の(へ)入力端子(18
) には、抵抗FL47と可変抵抗R,48が接続されてい
る。この抵抗R47の他端は端子81に、可変抵抗R4
8の他端は端子813にそれぞれ接続されている。また
、オペアンプOP8の出力端子にその←)入力端子が接
続されるコンパレータCO2の(ハ)入力一端子には、
オペアンプ0PIOの出力端子が接続されている。なお
、コンパレータCO1の出力端子には端子811が、コ
ンパレータCO2の出力端子には端子812がそれぞれ
接続されている。
この抵抗R47,R48、コンパレータC01゜CO2
によって比較器212が構成されている。
第6図には、マスク回路214、ノックfi号電圧変換
囲路215の詳a回路図が示されている。
図において、第3図図示端子S3には抵抗R51を介し
てトランジスタT5のベースが接続されており、このト
ランジスタT 5のコレクタには抵抗852が接続され
ておシ、工茗ツタは接地されている。
この抵抗R5]、、R52、トランジスタT5に(19
) よってマスク回路214が構成されている。
また、第3図図示端子S1lには抵抗R49と抵抗R,
50と、ダイオードD3のアノードが接続されている。
また、第5図図示端子812も同様抵抗R,49と、抵
抗R50と、ダイオードD3のアノードが接続されてい
る。この抵抗R49の他端は第3図図示端子S1に接続
されている。また抵抗R50の他端はダイオードD3の
カソードに接続されている。このダイオードD3のカソ
ードにけ、抵抗1も52と抵抗R53とコンデンサC9
がそれぞれ接続されている。このコンデンサC9の他端
は接地されており、抵抗R53の他端には抵抗R54と
トランジスタT6のコレクタとトランジスタT7のベー
スがそれぞれ接続されている。
この抵抗R54の他端は端子814が接続されている。
また、トランジスタT7のコレクタには可変抵抗R63
が接続されており、エミッタは接地されている。また、
トランジスタT6のベースには抵抗Ft61が接続され
ており、このトランジスタT 6のエミッタは接地され
ている。この抵抗(20) R,61の他端には端子S17と、抵抗側60が接続さ
れている。この抵抗R,60の他端にはトランジスタT
4のベースが接続されており、このトランジスタT4の
コレクタは抵抗R,62を介して第3図図示端子S1に
、エミッタにはダイオード1)5のカソードとオペアン
プ11のに)入力端子がそれぞれ接続されている。この
オペアンプ0PIIの(へ)入力端子には、コンデンサ
C17と、抵抗R57と、ダイオードD4のアノードが
それぞれ接続されている。この抵抗R57の他端には抵
抗R55と抵抗R56とが接続されている。この抵抗R
55の他端は第3図図示端子S1に接続されている。ま
た、抵抗R56の他端は第3図図示端子S4と、第5図
図示端子813と、オペアンプ0P11の(ト)入力端
子が接続されている。
また、コンデンサC17の他端にはコンデンサC18を
介してオペアンプ0PIIの出力端子が接続されている
。このオペアンプ0PIIの出力端子には抵抗R64と
、オペアンプ0P12の(→入力端子と、オペアンプ0
P13の(ト)入力端子と、(21) 抵抗R73が接続されている。この抵抗几64の他端は
接地されており、オペアンプ0P12の(ハ)入力端子
には抵抗R69を介して第3図図示端子S1が接続され
ている。このオペアンプ0P12の出力端子には抵抗R
65を介してダイオードD5のアノードと、コンデンサ
CIOが接続されている。このコンデンサCIOの他端
は接地されている。また、オペアンプ0P12の(へ)
入力端子には抵抗R,70と抵抗R71が接続されてい
る。
この抵抗R,700曲端は接地されている。また、この
抵抗R71の他端には端子816と、トランジスタT8
のコレクタが接続されている。このトランジスタT8の
エミッタは接地されており、ベースには抵抗R,72を
介して端子814が接続されている。
一方、オペアンプ0P13の(へ)入力端子には抵抗R
67を介して抵抗R68と端子815が接続されている
。また、このオペアンプ0P13の出力端子にはダイオ
ードD4のカソードが接続されている。
(22) また、抵抗R73には、コンデンサC1lと1に号端子
SIGが接続されている。このコンデンサC11の他端
は接地されている。
この抵抗R49,rtso、R,53,I尤54゜R5
5,R56,[(,57,R60,11,61,R62
゜R63,R64,i(65,R66,R67、R68
゜R69,R70,R71,R72,R73、コンデン
サC9,CIO,CIl、C17,018、ダイオード
D3.i)4.D5、)ランジスタ1−4゜T6.T7
.T8、オペアンプ0PII、0P12゜0P13によ
ってノック信号電圧変換回路215が構成されている。
第7図には学安定回路(08M)216の詳細回路が示
されている。
図において、イグニション信号、すなわちパワートラン
ジスタ503からの信号の入力端子IGには抵抗R74
が接続されており、この抵抗R74の他端にはコンデン
サCI2と、ダイオードD6のカソードと、トランジス
タT9のベースが接続されている。このコンデンサCI
2の他端と、ダ(23) イオードD6のアノードはそれぞれ接地されている。こ
のトランジスタT9のエミッタは接地されており、コレ
クタには、抵抗R75と、抵抗R76が接続されている
。抵抗R75の他端は第3図図示端子S1に接続さルて
おり、抵抗R,76の他端にはトランジスタTIOのベ
ースと、抵抗1(,81が接続されている。このトラン
ジスタTIOのエミッタは接地されており、コレクタは
ダイオードD8のカソードに1妾続されている。このダ
イオードD8のアノードには抵抗1(78と抵抗R,7
9が接続されている。この抵抗R7Bの他端は第3図図
示端子S1に接続されており、抵抗R,79の他端はコ
ンデンサC13を介してトランジスタT11のベースに
接続されている。この1・之ンジスタ′P11のベース
には、社抗1t80を介して第3図図示端子81が接続
されており、エミッタは接地されている。また、このト
ランジスタ’l”llのコレクタには、抵抗R181と
、抵(′1tIt82と、第2図図示端子S3が接続さ
れている。この抵抗R82の他端は、第3図図示端子S
2が接続され(24) ている。
この抵抗比74.R75,R76、R78゜R,79,
1(80,R81,R82、コンデンサCI2.C13
、ダイオードl)6.  D8、)ランジスタT9.T
1.0.Tllとによって単安定間*216が構成さ汎
ている。
第8図には、F−V発生器217,200回転検出回路
218.4000回転検出回路219の詳細回路が示さ
れている。
図において、46図図示端子S15には、オペアンプ0
P14の(ト)入力端子が接続されている。
このオペアンプ0P14の(へ)入力端子には、抵抗1
(,85と可変抵抗1% 84とコンデンサC19とが
接続されている。この抵抗R85の他端はオペアンプ0
P14の出力端子に接続されている。また、可変抵抗R
84の他端には、トランジスタT12のコレクタが接続
されている。このトランジスタT12のエミッタは接地
されており、ベースは抵抗R83を介して第3図図示端
子S3に接続されている。また、コンデンサC19の他
端は、オペ(25) アンプ0P14の出力端子に接続されている。このオペ
アンプ0P14の出力端子には抵抗R86を介して抵抗
R87とコンパレータCO3のに)入力端子と、コンパ
レータCO4の(へ)入力端子が接続されている。この
オペアンプ0P14には第3図図示端子S2からα源が
供給され、アース端子が接地されている。この抵抗R8
7の他端は接地されている。また、コンパレータCO3
の(ト)入力端子には、抵抗1(88と抵抗R,89と
ダイオードD9のアノードとが接続されており、抵抗1
(,89の他端は接地されている。また抵抗比88の他
端は第3図図示端子S1が接続されている。また、ダイ
オード1)9のカソードは抵抗R90を介してコンパレ
ータCO3の出力端子に接続されている。
このコンパレータCO3の出力端子には、抵抗R91と
抵抗R,92とが接続されている。抵抗R,91の他端
は第3図図示端子S2に接続されており、抵抗I(92
の他端には、第5図図示端子S10と、トランジスタT
13のベースとが接続されている。このトランジスタT
13のエミッタ(26) は接地されており、コレクタには、第6図図示端子81
4と、抵抗R93が接続されている。この抵抗R93の
他端は第3図図示端子S2に接続されている。
一方、コンパレータCO4の(ト)入力端子には抵抗1
t94と抵抗)R95とが接続されている。この抵抗R
94の他端は第3図図示端子S2に妾続されており、抵
抗R95の他端には、抵抗R109とダイオードD10
のアノードが後続されている。
この抵抗几109の他端は接地されている。また、ダイ
オードDIOのカソードには、抵抗几96を介してコン
パレータCO4の出力端子に接続されている。このコン
パレータ004には第3図図示端子S2から電源が供給
され、アースされている。
まだ、このコンパレータCO4の出力端子には第6図図
示端子S16が接続されている。
また、抵抗R86の他端にはコンパレータC015の(
ハ)入力端子が接続されている。このコンパレータC0
15の(→入力端子には抵抗R2O3と、抵抗R204
と、抵抗几205とが接続され(27) ている。この抵抗R2O3の他端には端子S1が、抵抗
R2O5の他端にはダイオードD101のアノードが接
続されており、抵抗R204の他端は接地されている。
ダイオードDIOIのカソードには、コンパレータC0
15の出力端子と、端子814と、抵抗R206を介し
て端子S2が接続されている。
この抵抗R83,R84,R85,R86、トランジス
タT12、コンデンサC19、オペアンプ0P14によ
ってli’ −V発生器217が構成されている。
また、抵抗R87,R88,R89,R,90゜R91
、ダイオードD9、コンパレータCO3によって200
0回転検出回路218が構成されている。
また、抵抗R92,R,93,R94,R95゜R96
,R109、)ランジスタT13、ダイオ−)”DIO
、コンパレータCO4とによって4000回転検出回路
219が構成されている。
また、抵抗R2O3,R204,R,205゜(28) R206、ダイオードD101、コンパレータC015
とによって450Orpm検出回路221が構成されて
いる。
第9図には、低電圧検出回路220、電源電圧回1賂3
00の詳7緬回路が示されている。
図において、第6図図示端子817には、抵抗R97と
、トランジスタT14のコレクタと、コンデンサC23
とが接続されている。この抵抗R97の他端にはバッテ
リ電源V、が接続されている。葦だ、トランジスタT1
4のエミッタは接続されており、ベースには、コンデ/
すC23の他端と、抵抗R,93と、ダイオードDll
のカソードと、ツェナダイオードZD3のアノードが接
続されている。この抵抗R98の他端は接地されており
、ダイオードDllのアノードは接地されている。また
、ツェナダイオードZD3のカソードは、抵抗R99を
介してバッテリ電源v4に接続されている。また、ツェ
ナダイオードZD3のカソードには、抵抗R100とコ
ンデンサC20が後続されており、この抵抗R100の
他端と、(29) コンデンサC20の他端は共に接地されている。
この抵抗R97,R98,R99、コンデンサC20,
C23、ダイオードD11、ツェナダイオードZJ)3
、トランジスタT14によって低電圧検出回路220が
構成されている。
また、バッテリ電源V+には、抵抗R101を介して第
3図図示端子S2が接続されている。また、この抵抗R
101には、ツェナダイオードZD4のカソードと、コ
ンデンサC21が接続されている。このツェナダイオー
ドZD4のアノードと、コンデンサC21の他端は共に
接地されている。
一方、バッテリ電源V、には抵抗R102が接続されて
おり、この抵抗R102の他端には、第3図図示端子S
1と、ツェナダイオードZD5のカソードと、コンデン
サC22とが接続されている。このツェナダイオードZ
J)5のアノードと、コンデンサC22の他端は共に接
地されている。
この抵抗RIOI、11,102、コンデンサC21゜
C22、ツェナダイオードZD4.ZD5にょっ(30
) て電源電圧回路300が構成されている。
次にノック制御装置200の動作について説明する。
まず、第10図(5)に示す如き信号が、第7図図示I
G端子に印加されると、この信号のr(IGHでトラン
ジスタT9はオンし、トランジスタTIOはオフする。
トランジスタT10のオフにより、コンデンサC13r
ては端子SUM源→抵抗1a78→R79→C13−ト
ランジスタTllのベースへの経路が形成される。一方
、ベース信号のLでトランジスタT9はオフ、トランジ
スタTIOはオンとなシ、1瑞子S1電源→抵抗R80
→コンデンサC13→抵抗几79→1)8→トランジス
タTIO→アースの経路が形成さルる。この2つの経路
はコンデンサC13への充放電11−!1路であり、ト
ランジスタTllのコレクタ端には第10図[F])に
示す如き時間巾1.なるスパークタイミングに同期した
パルスが発生する。この信号は、点火ノイズカット回路
202のトランジスタTIのペースに印加されて点火ノ
イズカット信号となり、且(31) つマスク回路207のトランジスタT2のベースに印加
され、さらに、マスク回路214のトランジスタT5の
ペースに印力目されて点火ノイズカットの役割を果して
いる。この第10図(4)は、点火タイミング波形を示
し、実際には、この波形信号が後述の無接点点火袋+t
 500のパワ−トランジスタ5030ベース信号であ
る。Hレベルでパワートランジスタ503がオン(ON
)で、Lレベルでパワートランジスタ503はオフ(O
FF)となる。点火コイルでの火花はONからOFF’
に切替ろ過程で発生する。第10図(B)の信号は上記
ベース信号を入力としONからOFFになる時にトリガ
されて一定巾(tl)のパルス信号を発生する単安定回
路216の一定巾パルス出力信号である。すなわち、ト
ランジスタTllのコレクタの波形である。
ところで、ノック制御装置の入力インピーダンスを高く
すると外乱ノイズが重畳しゃせくなる。
外乱ノイズの典型的なものは、点火タイミングに同期し
て発生する点火ノイズ(Igノイズ)であ(32) る。
以ド、本装置の点火ノイズについて説明する。
パワートランジスタ503のベース制御は第10図(8
)に示す如きパルスによって行われる。該パルスが1ル
ベルの時、パワートランジスタ503はオン(ON) 
t、、Lレベルの時、オフ(OF’F)する。このON
からOF’Fに切換わる過程、或いはOF’Fになった
時点で点火コイルの2次電圧は急上昇し、第1次のノイ
ズを発生する。kにこの2次電圧の上昇によってプラグ
の間の空気層の絶縁が破壊され、点火する。この点火時
に第2次のノイズが発生する。該第2次のノイズには、
点火の初期に流れる容量放電複流によるノイズと、その
後の段階で流れる誘導放電電流によるノイズとがある。
第2次のノイズの中では前者のノイズが大きなノイズ源
となる。入力インピーダンスを高くした場合には、第1
次ノイズ及び第2次ノイズ(前者のノイズ)がノック信
号識別に悪影響を与える外乱ノイズとして上記ノックセ
ンサ出力に重畳してくる。
(33) かかる外乱ノイズを除去する必要がある。この外乱ノイ
ズは、50〜60μ(6)位の時間の間、継続4−る。
従って、この間、ノックセンサ出力をマスクすればよい
。かかる目的を達成するために、点火ノイズカット回路
207を設けている。但し、実際のマスク区間は上記ノ
イズ継続時間より充分大きい時間巾、例えばo、sm;
制程度に設定している。
したがって、いま、第10図0に示す如き信号がノック
センサ100から出力されると、抵抗R1と抵抗R2の
抵抗分割によって第10図(2)に示す如く信号の振幅
が小さくされ点火ノイズカット回路202に供給される
。このノックセンサ100で検出される16号は直流ゼ
ロ(0)レベルを基準として正負に振れる信号である。
この点火ノイズカット回路202は主としてトランジス
タT1の働きによって1gノイズカットを行っている。
トランジスタTIは単安定回路216の出力によってオ
ン・オフされる。単安定回路216は、第10図囚に示
すパワートランジスタ503のべ−(34) ス信号の立下りでトリガーを受け、マスク区間中のパル
スを発年する。第10図(2)がこの単安定回路216
の出力であり、時間巾t1がマスク区間中となる。この
牢安定回路216の出力が1”となるt1区間のみトラ
ンジスタT1をオンする。
これによって、この1.区間では、ノックセンサ出力は
アースに短絡され、オペアンプOPIへの入力はなくな
’)、1gノイズをマスクするマスク効果を生む。
この点火ノイズカット回路202からは第10図(E)
に示す如き信号が出力される。
この第10図(E)に示す如き1M号がオペアンプOP
Iにおいて増幅され、しかも基準電圧発生側M2O3の
フィードバックによってDCレベル(3,6V )の百
号として第10図(F’)に示す如き信号がオペアンプ
OPIの出力端子よシ出力される。
このオペアンプOPIの増幅率(G)はこの第10図(
P)に示す如き信号がバンドパス(35) フィルタ(BPF)204に入力される。
このBPF204は、ノック信号を強調(他の信号を減
衰させる)させて出力するもので、ノッキングのノック
・1バ号より高い周波数で少し減衰のある特性を持って
いる。ゲイン可変増幅回路205は半波整流回路208
を介したバックグランドレベル検出回路210からのフ
ィードバック信号を受けてそれ自体のゲインをフィード
バック信号、μIJちBGL出力に反比例させて変化さ
せる。マスク回路207では所定のタイミングでゲイン
可変増幅回路205の出力に対してマスクをかける。
このマスクは第10図(B)のパルス信号によってなさ
れる。このマスク回路205の出力をうけてBGL検出
同略210 V′iB GLの検出を行う。比較器21
2は、BGL険出回出回路210GL出力(’14を圧
)と信号増巾回路211の出力とを比較器212で行う
。このBPF204のオペアンプOP4の出力端子には
第10図(G)に示す如き信号が出力される。この信号
は、再び1gノイズが乗っている。この第10図(G)
に示す如き信号がゲ(36) イン可変増幅回路205に入力される。
本装置の特徴の一つは、ゲイン可変増幅回路205と比
軟回路212との1川の回路構成にある。
BPF’204の出力S+は、ゲイン可変増幅回路20
5に人力される。ゲイン可変増幅回路205の出力はマ
スク回路207を介して2つの系統に分けられる。第1
の系統はノック信号を増幅し、比較回路212の一方の
入力端子に入力する増幅器211からなる系統である。
第2の基糸は、半波整流回路208、ノック信号クラン
グ回路209、積分回路と、増1喋回路とよりなるBG
L検出回路210である。BGL・検出回路210の出
力は比較回路212の他方の入力端子に入力される。
BGL検出回@210の出力はゲインコントロール回路
206を介してゲイン可変増幅回路205に負帰還され
る。
ノックセン?100の出力は±5(mV)〜600(m
V)の範囲となる。即ち、120倍の範囲でセンサ出力
が振れることになる。この出力を嚇純に増巾した鴨合(
飼えば100倍)、(37) ±0.5 (V)〜±60(V)となる。然るに1 自
動車では、最大バッチIJ 電圧(約12(V))であ
り、6oV)の値はありえない。従って、従来は、飽和
しないように小さいゲインで反相するか、又は飽和する
ことを覚悟で処理するかのいずれかの方法をとっていた
。前者は、微小入力に対して感度が悪くなシ、後者は大
振幅入力に対して感度が悪くなる欠点を持つ。本実施例
の構成では、ゲイン可変増幅回路205を設けたこと、
更に、このゲイン可変増幅回路205をBPF’ 20
4の出力側に設はゲインコントロール回路206の出力
に積分時定数を持たせたことを特徴とする。この構成と
することによってBPF 204でノック信号と非ノツ
ク信号とのレベル差が大きくなり、この大きくなったレ
ベル差のま゛までゲイン可変増幅回路205に入力し、
BG、Lの急変があってもシグナルとBGLが同じ速度
で変化させることができS/N比のよい出力を得ること
ができる。
したがって、BPF204でフィルタリングされた出力
は抵抗J’(19を介してゲイン可変増幅団(38) 路205のオペアンプOP5に入力する。オペアンプO
P5のマイナス端にはゲインコントロール回路206を
介してゲインがコントロールされるFgTが設けられて
いる。この結果、ゲイン可変増+11.g回W5205
のゲインはBGL検出回路210のオペアンプ0PIO
の出力に応じて変更される。
ゲイン可変増幅回路205の出力はマスク回路207に
よって所定タイミングのマスクがとられ、C18,R2
1を介して半波整流器208に入力する。
このゲイン可変増幅回路205のゲインG(Z)は次の
如くである。
いま、未飽和領域におけるPETの出力抵抗をrとする
と、rは、 但し VDw:ドレン・ソース電圧 V(III:ゲート・ソース電圧 vP:ピンチ:オ7間圧 Yo:アドミタンス (39) となる。
したがって、ゲイン可変増幅回路205のゲインG(Z
)は、 ・・・・・・・・・(2) となる。
ところで、FETの出力抵抗のVIlllIに対する直
線性のばらつきは、’Vosが小さいほど少ない為、B
PF204出力のBGノイズ信号が数mVになるように
BPF”のゲインが設定されている。このため、(2)
式のvDB値はVas K対して十分小さく以後の計算
においては(2)式のvD11値をOvとして取扱って
いる。
このゲイン可変増幅回路205から出力される波形には
前述した点火ノイズが乗っているため、マスク回路20
7によってマスクする。すなわち、このマスク回路20
7のトランジスタT2は、べ(40) 一スに印加される単安定回路216からの出力信号によ
り導通ずる。このトランジスタT 2の導通によりゲイ
ン可変増幅回路205の出力はアース電位に降下し、マ
スクされる。
このマスクされた1g号が半波整流回路208と偏号増
幅回路211にそれぞれ入力される。
半波整流回路208においては、ダイオードDi、D2
の働きによって正方向成分のみの十波螢流がなされ、ノ
ック侶号クラング回路209に入力される。このフラン
グ回路209を介してBGL検出回路210の抵抗R4
0、コンデンサC16とより形成される積分回路で積分
され平滑化されさらにオペアンプ0P10で増幅され比
較器212に出力される。
一方、信号増幅回路211はオペアンプOP8の増幅率
に基づき増幅される。
半波整流回路208のゲインG1は、 となり、抵抗R,44,R45、オペアンプop i。
(41) によって構成さルる増幅器のゲインG3は、となる。
ところで、半波整流信号入力時の抵抗R40とコンデン
サC16によって構成される積分器のダインG2は、半
波ピーク電圧をEとすると、但し、 to≦t≦it 
 : A=Esin (ωt )t1≦t≦t2 :A
=0 となり、結局コンデンサC16の端子′醒圧vc(t)
は、 ・・・・・・・・・(6) 但し、 to≦t≦II となり、安定状態では Vcl (t6 )=VC!2 (t2)となるからv
c、 (to)は、 ωC16R40 e       −1 ・・・・・・・・・(8) となる。この(8)式に、C16R40(= 50 m
m以上)およびj’(=5KHz以上)全代入し計算す
ると次の如くなる。
vc+(to ) −E−02=E/ π−”・−(9
)まだ、B G L ノV、、t (基準電圧発生回路
203からの出力電圧、例えば3.6 V )に対する
差分をΔVmor、、 ゲインコントロール回路の出力
電圧を□Vc、BPF204の出力′電圧をVl++と
すると、前記(2)(3)(4)(9)式よりBGL′
を圧は、ΔVBOL =G1 ・G2 ・G3 ・G 
(Z) ・V+−−・”QO)となる。
(43) 一方、FETのゲート・ソース電圧(V(II>は、V
Ga=Vc  Vret であり、01αυ式からVosを消去すると、・・・・
・・・・・0邊 として求まる。
このようにしてPETのVp=約2V、Ro=85Ω、
Yo=約12(mΩ)として計算式より第11図に示す
如き特性が得られる。
このようKして求められたBGLと信号とは比較器21
2において第10図(H)に示す如く比較される。
ここで、本来施例の特徴であるゲイン可変増幅回路20
5とゲインコントロール回路206との(44) 関係について説明する。
ゲイン可変増幅回路205は、ゲインコントロール回路
206の出力オペアンプOP7の出力端子からの出力で
制御される。このオペアンプOP7の出力が大きいとl
” E Tのゲート′間圧が高くなり、1i”ETの不
飽和抵抗(ドレン・ソース抵抗、約200Ω)が小さい
。そこでオペアンプOP5のゲインは非常に大きくなる
(約30倍)。一方、オペアンプOP7の出力が小さい
とF’ETのゲート電圧が低くなってドレン・ソース間
の不飽和抵抗は非常に大きく(例えば20にΩ)、オペ
アンプOP5のゲインは非常に小さくなる(例えば3陪
)。
また、り1]えば、BG電圧がR46とFt、33の分
割点で例えば3.6 V j 、fi高いときには、B
G電圧が高いということでオペアンプOP5のゲインを
小さくする。逆に低いときには所定値に達していないと
いうことでオペアンプOP5のゲインを上げてやる。
ゲインコントロール回路206の出力側に、抵抗Ft3
0とコンデンサC15によって構成されるC45) 積分回路が設けられている。この積分回路は、BGL検
出回路210の抵抗R40とコンデンサC16によって
構成される積分回路の時定数(約0.2秒以下)よりも
大きな約0.5秒の時定数をもっている。このため、約
0.5秒位の間は、ゲインはほぼ一定となる。
エンジンは、回転が一定で負荷条件が一定であっても常
に振動が変る。また、この振動は常に細かいリップルを
もっている。したがって、抵抗R,30とコンデンサC
I5によって構成される積分回路がないと、振動のリッ
グル信号に対してゲインが(ゲイン可変増幅回路205
の)急変してしまう。比1咬器212においては、BG
Lと、ノックセンサ出力信号とを比較する訳であるが、
センサ出力信号の方はゲインの急変に追従して変化する
が、BGLは、抵抗R40とコンデンサC16との積分
時定数(約0.2秒)があるため、時定数分の応答遅れ
が生じてしまう。すると、本来、ノック時のBGLと比
較すべきものが、前のBGLとの比較を行なってしまう
ことになる。
(46) 比較器212からは、第10図(I)に示す如き矩形波
が出力される。このパルス信号は、マスク回路214を
介してノック信号電圧変換回路215に入力される。
マスク回路214においては、トランジスタT5が、単
安定回路216からの出力信号によってオンし、この時
の比較器212の出力がトランジスタT 5を介してア
ースに流れ込みマスクされる。トランジスタT5がオフ
の時にはコンデンサC9に比較器212からの出力1可
号は蓄積され、抵抗R53を介してトランジスタT7を
駆動する。
トランジスタT7のi% 4tJ3け抵抗R,54を介
して4000回転1莢出回路219からの出力匿号によ
っても行われる。トランジスタT6のベースに端子81
7から印刀nさね、る電源面圧は低間圧険出回路220
からの出力幅圧である。エンジン始動時にはバッテリ電
圧が所定の最低許容電圧よりも低下する。バッテリ容量
が少なくなった時も同様である。この異常な成用低下時
にはトランジスタT6のベースに印加される電圧は高い
電圧となり、正(47) 常電圧時には低い電圧となっている。高い電圧の時にト
ランジスタT6はオンし、トランジスタT 7は抵抗R
53,R,54を介して印加される信号のいかんにかか
わらず、オフを継続する。一方、トランジスタT6のベ
ースに印加さルる電圧が低い時には、トランジスタT6
はオフし、この結果、トランジスタT7は、抵抗凡53
.)(,54を介した電圧の直によってオン、オフの駆
動が行われる。
第6図中、抵抗R,55,R,56,)1,57. R
,60゜R62、トランジスタT4によって固定進角設
定回路が構成されており、この進角出力1B号は、始動
時の進角のだめの端子S17から供給される醒源電圧に
よって決まる。
また、オペアンプ0P11、コンデンサC17、C18
、抵抗几64によって積分器が、構成されており、オペ
アンプ0P12、抵抗R65、l(,69゜R,70,
R71,几73.R,72、ダイオードD5、トランジ
スタ゛P8によって最大電圧クランプ回路が構成されて
)す、さらに、オペアンプ0P13、抵抗R67、R6
8、ダイオードD4(48) によって最小電圧フラング回路が構成されている。
この積分器、最大電圧フラング回路、最小電圧フラング
回路によって積分回路が7構成されている。
いま、比較器212の出力であるノック信号により、ト
ランジスタT7はノック信号に同期してONする。従っ
て、第10図(I)に示すように、ノック信号のパルス
巾to  (約40〜70μs印位)の間、トランジス
タT7は導通し、ぺ流i、がオペアンプ0PIIよりコ
ンデンサC18,C17、抵抗R63、)ランジスタT
7を介してアースへと流れる。また、この時のオペアン
プ0PIIの出力電圧は3.6(V)である。
したがって、この時のオペアンプOPI 1の1パルス
当9の電圧上昇率(電圧上昇/1パルス)ΔV1は次の
ようになる。
より、 (49) 但し、容tcはコンデンサC17,C18の直列答オ値
である。この0(イ)式から明らかなように、オペアン
プ0PIIの出力電圧は、ノッキングパルス故に比例し
て上昇すbことになるっ ツェナダイオードZD4のツェナー電圧は6V)である
。また、オペアンプ0PIIのe端子は一3ボルトとな
っている。したがって、オペアンプ0P11に単安定回
路216から1パルス入力するごとにオペアンプ0PI
Iの出力電圧は、■記の電圧下降率(下降電圧値/周期
)ΔV2に従って下降することになる。
したがって この電圧降下率ΔV2はエンジンのトルク、馬力等の動
力性能を考慮し電圧上昇率ΔV1の約1150に設定さ
れている。積分器の出力は、その最大値を最大クランプ
回路のクラングミ圧により(50) クランプされ、その最小値を最小クランプ回路のクラン
プ電圧によってクランプされる。
積分回路は、エンジン始動時には、低電圧検出回路22
0の出力電圧によりトランジスタT4がオンすることに
よシ特定の進角特性(進角値)を持たせるようにしであ
る。この進角特性は、ノック信号電圧変換回路215の
積分回路が指令を行いリタード回路502が実際の進角
(遅角)制御を行う。このリタード回路502は例えば
、−F記文献(U、S、Patent app目cat
ion、 F3er 、 A30202、 by No
boru Sugiura、  filedoctob
er 1 、1979  and assigned 
to theassignee of this ap
plication″Ign i t iontimi
ng control  system for in
ternalcombustion engine” 
)に示されたものが使用される。
ここでリタード(ロ)路502の動作について説明する
一般に、点火時期特性は相対的なものであり、ディスト
リビュータと、使用されている点火装置(51) で決まるある運転モードに従って決定される。また、ノ
ック時の最大遅角特性を与えCおき、ノック時にこの特
性に乗るようにしている。第12図には、進角及び遅角
特性を示し、実線はある運転モードでの最・小遅角(即
ち最小クランプ電圧)特性、点線はノック時の最大遅角
(即ち最大クランプ電圧)特性を示している。低速時、
レリえば200rpln以下では、点火時期特性で決ま
る最大進角特性になるべく制御する。かかる特性を採用
する理由は、起動時の始動を確実に達成するためである
即ち、始動時、点火時期を遅らせるとエンジンは逆回転
トルクを生じ、スタータの負荷は非常に大となる。この
結果、スタータのg動イ流が異常に大となシスタータで
はエンジンをまわすことができなくなり、いわゆる始動
失敗となる。かかる始動失敗をなくすために、始動時、
例えば200rpm以下では、点火時期特性で決まる最
大進角特性にさせている。
以上の特徴を達成すべきリタード回路の特性を第13図
に示す。図示する如く、ノック信号電圧(52) 交換回路215の積分回路の出力、即ち積分器の出力電
圧に対して一定角度傾斜特性となるべくリタード特性を
持っている。このため、毎周期一定角度の進角となる。
即ち、点火時期はノッキングパルス故に応じて遅角しな
がら毎周期一定角度進角する+4成となっている。
また、バッテリ1源はV+端に接続され、ツェナーダイ
オードZD5により所定電圧(6,2V )以上の電圧
はカットされ、B=6.2vが出力される。端子S2及
び端子817は始動検出を反映した′電圧となる。即ち
、始動時にeまバッテリ電圧が低下する。その低下歇が
基準値以上になるとトランジスタT14はオフし、端子
S2と端子817とは同じ直となる。バッテリの電源容
量が低下した時にも同じ動作となる。バッテリの電源電
圧が正常であれば、トランジスタTI4はオンであり、
端子S17電圧は略アース電位となり、端子S2電圧は
抵抗几97によるドロップ電圧相当となる。
抵抗R197は比較的高抵抗(22にΩ)に設定してい
る。この端子817電圧はトランジスタT4(53) のベース、トランジスタT6のベースに印加しており、
始動時の所定の進角特性を設定する。
次にかかるリタード回路502を制御する積分回路の動
作、特に起動待進角を行う始動時対策について述べよう
。ツェナーダイオードZD3は約6(v)のツェナー電
圧を持ち、電源電圧(V+)が低い時、即ちスタータオ
ンのエンジン始動時には、を抗R99、R100の中点
電圧がツェナーダイオードZD3をオンできなくなる。
このため、トランジスタT14がオフし、トランジスタ
T61T7がオンする。この時、トランジスタT7はオ
フとなる。またトランジスタT4のオンにより電源より
抵抗几62全通して電m、 I 2 と同じ方向に電流
が流れ、オペアンプ0PIIのm力はに点電圧と同じ電
圧迄減少しクランプさルることになる。
この1(点′電圧が第13図に示す最小クランプ電圧1
.5(V)に対応する。このクランプされた出方が第1
2図に点線で示す始動時の最大遅角特性を設定すること
になる。これによって、リタード回路132が制御され
、最大遅角特性に設定されると(54) とになる。
次にP−V発生器217について説明する。トランジス
タTI2は単安定回路216からの出力(N−1のHで
且つトランジスタT9のオフ時の2条件成立によってオ
ンする。この結果、第10図(B)のパルス巾tiでオ
ンすることになる。このパルスの周期は回転数に比例す
る故、結局、トランジスタT12は回転数に応じて駆動
される。オペアンプ0P14のグラス端子には抵抗R2
01とR202の接続点のd圧(約1.7 V )が印
加されている。トランジスタT12のオン時には、オペ
777’0P14の出力側からコンデンサC19→)1
84→T12→アースなる経路が作られ、コンデンサC
19は充電される。トランジスタTI2のオフ時にはコ
ンデンサC19の電荷は抵抗R,85に流れる。オペア
ンプ0P14はグラス端子、マイナス端子に印加する′
電圧の偏差に対応する出力を発生し、コンパレータCO
3のマイナス端子に印加される。−またコンパレータC
O3のプラス端子には低+A11,88.R89に分圧
された一定電圧(55) (3,OV )が印加されている。コンパレータCO3
のマイナス端子には1.7V以上で且つ回転数に応じた
電圧が印加され、一定電圧3vと比較される。
3V以上の時にコンパレータCO3の出力はLとなり、
3V以下の時はHとなる。基準となる電圧3Vは高速回
転時対応の電圧である。具体的には、この電圧3vに対
応する回転数は200Orpmに設定している。従って
、2000rpm以下の時のみ、コンパレータCO3の
出力はト■になる。2000rpm以下の回転の時にノ
ック信号電圧変換回路215のトランジスタT8をオン
する。トランジスタT8のオンによりオペアンプ0P1
2のマイナス端への印加電圧はトランジスタT 8オフ
時に比べて低くなる。尚、ダイオードD9、抵抗1t9
0はヒステリシス特性を持たせるものであり、2000
rpmに対してこの回路が応動するのに時間がかかり、
その間若干回転数が上昇することがあり、この上昇分を
見越した出力を得るようにしている。
また、オペアンプOP 1.4の出力は、コンパレ(5
6) 一1lcO4のに)端子に印加される。このコンパレー
タC’04の(ト)端子には抵抗R,94、抵抗R,9
5とR109の直列抵抗に分圧された一定電圧(5,O
V )が印カ目されている。コンパレータCO4の(へ
)端子には、1.7V以上でかつ回転数に応じた電圧が
印加され、一定電圧5Vと比較される。5V以上の時に
コンパレータC04の出力はLとなり、5v以下の時け
Hとなる。基準となる電圧5Vは高速回転時対応の電圧
である。具体的には、この電圧5Vに対応する回転数は
、4000rpmに設定している。従って、4000r
pm以下の時のみコンパレータCO4の出力はHになる
。4000rpm以上の回転になると、ノック信号電圧
変換回路215のトランジスタT8がオンしたと同様の
状態になり、オペアンプ0P12の(へ)端への印加電
圧が低くなる。
次にフェルセーフ回路213について説明する。
このフェルセーフ回路213は、オープン・ショート検
出を行なうものであり、ある回転範囲で(200Orp
m以上で)BG’!圧が基準電圧Vr*tグ(57) 2717以上になっているかをオペアンプOP9で判断
している。このオペアンプOP9のに)端子は基準電圧
V、、t (3,6V )グラス1vとなっている。正
常時は、2000rpm以上で基準電圧Vr a fグ
ラス1v以上BG電圧はある。しかし、入力オープンに
なると、BG電圧が基準電圧Vr a fグラスIV以
Fになるので検出できる。
ノックセンサが正常に動作しているときには、オペアン
プOP9の(ト)入力の方が大きいので出力からHIG
H信号が出て、このHIGH信号がトランジスタT13
のベースに印Iノロされ、トランジスタT13はONす
る。このトランジスタT13がONすると、抵抗R54
を介して、トランジスタT7のベースがLOWに落ちる
ため、このトランジスタT7はカットオフする。このト
ランジスタT7がオフすると、オペアンプ0PIIの出
力は、上昇するところまで上昇する。このときの最大ク
ラングミ圧(最大リタード量)は、トランジスタT13
のコレクタがLOWとなるため、トランジスタT8はオ
フしており、抵抗R69と抵抗(58) R70の接続点電圧約5.8V(15° )とナル。
一方、ノックセンサがオープン・ショート時は、オペア
ンプOP9の(−1−)端子より、に)端子の方が高い
ため、オペアンプOP9の出力はLOW出力となり、2
000rpmを超えている限り、トランジスタT13は
カットオフする。このトランジスタT13がオンし、ト
ランジスタT8がオンする。
このトランジスタT8がONすると最大クランプ電圧は
、抵抗R69と抵抗R71の接続点の電圧約4.5V(
約10°)になる。
ところで、4500回転以上になると、コンパレータ0
015かbの出力端818はLOWとなり、トランジス
タ′r13のコレクタのHI GH倍信号出力端S14
から吸い込む形となり、実質的に7工−ルセーフ回路2
13は作用しないことになる。
したがって、第14図(8)の実線に示す如きオペアン
プOP9の出力が、ノックセンサが正常のときは出力さ
れるが、ノックセンサが異常のときは、第14図(A)
の点線に示す如き信号となる。このノックセンサ異常時
の信号は、8点でノ\ンチングを(59) 起す。一方、2000回転検出回路218のコンパレー
タC03からは第14図(B)に示す如き信号が1ti
力される。これによって、トランジスタT13のコレク
タ側は、第14図(C)に示す如き信号となる。また、
4500回路検出器221が第14図(Dに示す如き1
g号が出力され、トランジスタ′r13のコレクタには
、第14図(g)の如き信号が出力される。
第15図、16図に他の実施例を示す。
この実施例は、ノックセンサとして磁わい式のセンナ(
即ち、磁わい素子が振動によってコイル内で変形する時
の磁束の変化をコイルの出力電圧変化として取出す。)
を用いた場合の7工−ルセー7回路と、高速運転時にど
の様にしてこのフェールセーフ回路の機能を停止させる
かを具体的に示すものである。
磁わいセンサ101の出力端を抵抗102、コンデンサ
103を介して点火ノイズカット回路202に接続する
電源S1から抵抗104、トランジスタ105(60) のエミッターコレクタ回路を介して抵抗101とコンデ
ンサ103の接続点Aに常時一定の微少電流(約2 m
 A )を流しておく。
トランジスタ1050ベースは抵抗106を介して基準
電圧発生回路203の出力端に接続されている。
接続点Aと接地間にはツェナーダイオード106と抵抗
107の並列回路を接続する。
コンデンサ103と点火ノイズカット回路との接続点は
抵抗108を介して接地され、コンデンサ103と抵抗
108とでフィルタを形成させる。
基準′磁圧発生回路203の出力(約3.6 V )を
基準′電圧としてその正端子に印加された比較器109
の負端子と、基準電圧発生回路203の出力を分割する
抵抗110と111との接続点の電圧(約0.3 V 
)を基準電圧としてその負端子に印加された比較器11
2の正端子とを接続点Aに接続する。
センサ101が正常な場合はその接続点Aの電位は0.
3 Vと3.6vとの間で変位する。
(6L) センサは約750Ωの抵抗を有し、抵抗102は約50
Ωの抵抗を用いているので、A点に流れ込む電流(約2
mA)によってA点の電位はセンサ出力が零の特約1.
4vとなる。
従ってセンサが正常な時は、この1.4Vを基準とし0
.3■と3.6■の間で出力が変化する。
センサの異常時、例えばセンサが断線した時はA点の電
位が電源間圧(12V)まで上昇するので、比較器10
9が作動しその出力がLOWレベルになる。
一方七ンサがショートした時はA点の電位は2m A 
X 50Ω= 0. I Vとなって、比較器112が
作動しその出力がLOWレベルになる。
ようするにセンナが正常な時は比較器109゜112の
いずれの出力もHIGHレベルで、異常が生じた場合は
いずれかの比較器の出力がLOWレベルになる。
従ってセンナが正常な時は両比較器の出力端にペースが
接続されているトランジスタ113は抵抗114を介し
てベースに流入する電流によって(62) オンしている。
ところがセンサに異繍が生じた時はどちらかの比較器が
LOWレベルになるからベースへ流入する電流が除去さ
れトランジスタ113idオンする。
トランジスタ113がオフすると、電源S1から抵抗1
15,116を介してコンデンサ117に電流が流れ、
コンデンサ117を充′シする。
センサの正瀦時はトランジスタ113がオンしているの
でコンデンサ117へは電圧は生じない。
コンデンサ117の端子電圧は抵抗118を介して端子
820からノック信号電圧変換回路215内のトランジ
スタT7のベースに印刀nされる。
従って、ノック1g号が発生しない為にコンデンf09
の端子電圧が零ボルトであってもトランジスタT7はオ
ンされる。
その結果トランジスタT7を通って流れる電流によシコ
ンデンサC17,018の電圧は最大クラングミ圧まで
上昇される。
結局、センサに異常が生じた時は、ノックの発生しない
最大遅角位置まで点火時期が遅延される(63) ことになる。
しかし、前揚の実施例同様このフェールセーフ機能が高
速運転時例えば4500rpm以上のところで作用する
と運転に・・ンテングを生じる。
そこで、この実施例では4500rpm検出回路221
の出力(出力端818の出力)にベースが接続されたト
ランジスタ119を設け、更にトランジスタ119のコ
レクタにベースが接続されたトランジスタ120を設け
、トランジスタ120のコレクタを抵抗R70とR69
の接続点に接続すると共に抵抗121,122を介して
接地した。
4500rpmを越える壕ではトランジスタ119のベ
ースはHIGHレベルであるからトランジスタ119は
オンしており、抵抗123を介してトランジスタ120
0ベースへ流れる電流は除去されトランジスタ120は
オフしている。
従って抵抗R70に抵抗121と122との直列接続抵
抗が並列接続され、抵抗R69とR70との接続点の電
位が、抵抗Rhoだけの時と比べて高くなっている。(
約58v) (64) これは、4500rpm以下のところでは4500rp
m以上のところよりも最大クラングミ圧が大きいことを
示す。
機関の回転数が450Orpmを越えて上昇すると端子
818がLOWレベルとなりトランジスタ119がオフ
120がオンする。その結果抵抗121.122の回路
は短絡され、オペアンプ0P12の負端子の電位は所定
量低下する。(約4.5Vになる) この時、抵抗122に並列に接続されているツェナーダ
イオード123と抵抗124との直列回路も短絡される
ので、ツェナーダイオード123と抵抗124との接続
点にベースが接続されているトランジスタ125がオフ
する。
その結果抵抗126を介して′−源S2から抵抗R60
,R61に電圧が印加され、トランジスタT6.T4を
オンする。
トランジスタT6がオンするとフェールセーフ出力信号
が端子820に現われていてもこれを除去するのでトラ
ンジスタT7はオンせず、従ってFX) 4500rpm以上では実質的に7工−ルセー7機能は
停止する。
したがって、いずれの実施例によっても4500回転以
上でハンチング運転が生じることを防止できる。
以上説明したように、本発明によれば、フェールセーフ
の動作を高速回転域で無効にすることによりフェールセ
ーフが働いていることによる高速回転域での走行性の悪
化を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図はノックセンサによる検出BG電圧時性図、第2
図は本兄明の全体構成図、第3図〜第9図は第2図の詳
細回路図、第10図、はタイム、チャート、第11図は
BPF嵯圧−BG電圧特性図、第12図、第13図は特
性説明図、第14図はタイムチャート、第15図、第1
6図は他の実施例を示す回路図である。 100・・・ノックセンサ、200・・・ノック制御装
置、茅12目 (tey) $/3目 1.5 ノッ7シj卿衷2/1.1力 芋 74  目 r                 7(E)□

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 ■、エンジンの振動を検出して出力するノックセンサか
    らの信号を増幅する増幅器と、該増幅器からの出力のノ
    ッキング発生周波数領域を取り出すバンドパスフィルタ
    ト、該バンドパスフィルタからの出力を可変増幅するゲ
    イン可変増幅回路と、該ゲイン可変増幅回路からの出力
    信号を半波整流して平均値化する第1の手段と、前記ゲ
    イン可変増幅回路からの信号を所定増幅するノック信号
    増幅回路と、前記第1の手段からの出力によって前記ゲ
    イン可変増幅回路のゲインを制御するゲインコントロー
    ル回路とを備え前記第1の手段からの出力値、と前記ノ
    ック信号増幅回路からの出力値とを比較してノックの強
    度に応じて点火時期をリタードする信七を出力すると共
    に、前記ノックセンサが異常であることを検出するフェ
    ールセーフ回路を設け、前記ノックセンサが異常である
    と検出すると点火時期のリタード量を最大リタード量に
    固定制御するノック制御装置において、所定回転数を超
    えると上記フェールセーフ回路の作用が停止する手段を
    設けたことを特徴とするノック制御装置。 2、特許請求の範囲第1項記載の発明において、上記所
    定回転数は4500rl)mであることを特徴とするノ
    ック制御装置。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4770143A (en) * 1986-02-14 1988-09-13 Nissan Motor Company, Limited System and method for controlling ignition timing for an internal combustion engine

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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US4770143A (en) * 1986-02-14 1988-09-13 Nissan Motor Company, Limited System and method for controlling ignition timing for an internal combustion engine

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