JPS5917129A - エンジンのノツキング検出回路 - Google Patents

エンジンのノツキング検出回路

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JPS5917129A
JPS5917129A JP57128190A JP12819082A JPS5917129A JP S5917129 A JPS5917129 A JP S5917129A JP 57128190 A JP57128190 A JP 57128190A JP 12819082 A JP12819082 A JP 12819082A JP S5917129 A JPS5917129 A JP S5917129A
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JP
Japan
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knocking
engine
signal
vibration
comparator
Prior art date
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Pending
Application number
JP57128190A
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English (en)
Inventor
Yoshitaka Tawara
田原 良隆
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mazda Motor Corp
Original Assignee
Mazda Motor Corp
Toyo Kogyo Co Ltd
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Publication date
Application filed by Mazda Motor Corp, Toyo Kogyo Co Ltd filed Critical Mazda Motor Corp
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Publication of JPS5917129A publication Critical patent/JPS5917129A/ja
Pending legal-status Critical Current

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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
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01LMEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
    • G01L23/00Devices or apparatus for measuring or indicating or recording rapid changes, such as oscillations, in the pressure of steam, gas, or liquid; Indicators for determining work or energy of steam, internal-combustion, or other fluid-pressure engines from the condition of the working fluid
    • G01L23/22Devices or apparatus for measuring or indicating or recording rapid changes, such as oscillations, in the pressure of steam, gas, or liquid; Indicators for determining work or energy of steam, internal-combustion, or other fluid-pressure engines from the condition of the working fluid for detecting or indicating knocks in internal-combustion engines; Units comprising pressure-sensitive members combined with ignitors for firing internal-combustion engines
    • G01L23/221Devices or apparatus for measuring or indicating or recording rapid changes, such as oscillations, in the pressure of steam, gas, or liquid; Indicators for determining work or energy of steam, internal-combustion, or other fluid-pressure engines from the condition of the working fluid for detecting or indicating knocks in internal-combustion engines; Units comprising pressure-sensitive members combined with ignitors for firing internal-combustion engines for detecting or indicating knocks in internal combustion engines
    • G01L23/225Devices or apparatus for measuring or indicating or recording rapid changes, such as oscillations, in the pressure of steam, gas, or liquid; Indicators for determining work or energy of steam, internal-combustion, or other fluid-pressure engines from the condition of the working fluid for detecting or indicating knocks in internal-combustion engines; Units comprising pressure-sensitive members combined with ignitors for firing internal-combustion engines for detecting or indicating knocks in internal combustion engines circuit arrangements therefor
    • 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
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  • Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)
  • Measurement Of Mechanical Vibrations Or Ultrasonic Waves (AREA)
  • Testing Of Engines (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、エンジンに取付けた振動センサーからの信号
に基づいてノッキングの有無を検出するようにしたエン
ジンのノッキング検出回路に関するものである。
一般にエンジンの7ツキングを検出する方法として、エ
ンジンの振動を検出する振動センサーの出力を特定周波
数(J’ KHz〜10KK、、)のみ通過させるフィ
ルターに通すことにより、ノッキングの有無を検出する
とともに該フィルターの出力を積分することによりノッ
キングの強度を検出する様にしたものが知ら■ている。
この場合、単発的なノッキングに対してはその強度を比
較的精度良く検出できるが、連続的なノッキングに対し
ては上記積分することによる時間遅れにより、前回のノ
ッキング信号と今回のノッキング信号とがオーバラップ
して正確な強度が検出できないという問題があった。
そこで、従来、特開昭36−3131.2号公報に示す
ように振動センサーで検出したノッキングに起因するエ
ンジン振動をパルス信号に変換し、このパルス信号をカ
ウントすることにより、該カウント値に基づいて、ディ
ジタル的にノッキング強度を検出しようとしたものが提
案されている。
ところが、この従来の7ツキング検出回路の如く、ノッ
キングの強さをパルス数をカウントすることによって検
出するようにした場合には、パルス数さえ同じであれば
比較的強いノッキングも弱いノッキングも同じ強さのノ
ッキングとして検出してしまうという不具合がある。
即ち、ノッキング信号は、その波高値(ノッキング強度
)により、信号中が異なるものであり、それにもかかわ
らず上記従来の如くパルス数を検出した場合、パルス中
がどうであれ7回の信号に対してはカウント数を/とし
てしまうため、正確な強度を検出することができず、そ
の結果、エンジンの適切な運転制御が不可能になるとい
うような問題があった〇 本痛明は、上記の如き従来のエンジンの7ラギング検出
回路の問題に鑑み、ノッキングの強度を正確に検出する
ことによりエンジンの運転特性の向上を図り得るように
したエンジンの7ラギング検出回路を提供することを目
的としてなされたものであって、エンジン振動を検出す
る振動センサーと、該振動センサーの出力からエンジン
のノッキングに起因する信号を検出してノッキングの有
無を判別するとともに、該信号の出力時間を計測してノ
ッキングの強度を判別するノッキング判別回路とを設け
たことを特徴とするものである。
以下、本発明のエンジンの7ラギング検出回路を第1図
ないし第3図に示す実施例に基づいて説qすると、第1
図にはエンジンの7ツキングを検出しそれに基づいて点
火時期を制御するようにしり本発明実施例に係るエンジ
ンのノッキング検出回路が示されており、図中符号/は
エンジンの振動全検出する振動センサー、ノはエンジン
のクランク角度を検出するだめのクランク角センサー、
3はエンジンの吸気管負圧を検出するだめの圧力センサ
ーである。
振動センサー/によって検出されたエンジン振動は、増
幅器≠において増幅されたのちバンドパスフィルターj
でノッキングに特有な周波数の振動のみがピックアップ
され(第2図、波形α)、電子スイッチ6を介して直接
比較器gに入力される。この比較器gにおいては、電子
スイッチ6から直接入力された波形αと、電子スイッチ
6を通った後さらに積分器7において平均化された比較
レベルbとが比較され、該比較レベルbより強い振動だ
けがノッキング波形として比較器ざからパルス信号Cと
して出力される。さらに、この比較器ざの出力パルスC
は、波形整形回路りにおいて時間計測可能な大きさのパ
ルスに波形変形され制御器10のポートAに入力される
一方、クランク角セン−’j−2は、ノッキング検出対
象の気筒(以下、単に気筒という)がノッキングの発生
し易いクランク角度範囲にあるかどうかを検出するため
のものであり、図示実施例においては気筒のクランク角
度が上死点から該上死点通過後乙O0の範囲にあるとき
に制御器10のポートBに信号が入力するようになって
いる。又、このクランク角センサーJは、前記電子スイ
ッチ乙に接続されており、該電子スイッチ6は気筒のク
ランク角が該クランク角センサーの検出範囲内にある場
合だけ作動して同クランク角度範囲内におけるエンジン
の振動をサンプリングするようになっている。このよう
に、ノッキングの発生し易い時期のエンジン振動のみを
・す゛ンプリングするようにすると、/ラギング振動以
外のエンジン振動例えは点火時に発生するノズルあるい
は弁開閉時の振動等がサンプリング時点から取除かれる
ため、積分器7によって設定される比較レベルがより正
確なものとなる。
尚、圧力センサー3の検出信号は、A/D変換変換器/
弁してディジタル信号として制御器10に入力される。
このエンジンの7ラギング検出回路は、制御器10に入
力される入力信号に基づいてノッキングの有無を判定し
、その判定結果に応じてイグナイタユニット/、?及び
配電器/3を介して各気筒に装着された点火プラグ/弘
の点火時期を制御するようになっている。この制御器1
0による処理フローを第3図に示すフローチャートを併
用して説明するど、先ず制御器10は、クランク角セン
サーノからの信号を入力させてボー)Bの入力信号が/
かOか即ち、今、クランク角がノッキング検出用角度範
囲内に在るか否かを判別する。ポートBが0である場合
にはノッキングを検出する必要がないため矢印Aの如く
B二/となるまで同じ動作を繰り返えすが、B=/にな
った場合にはさらにボートAが/かOか即ち、今、ノッ
キングが発生しているかどうか判別し、A=/即ち、ノ
ッキングが発生している状態となった場合にはノッキン
グの開始時刻T、を読み込む。開始時開−の読み込みが
終了した時点でさらにボートAの入力を調べ、Δ=/の
場合には矢印Bの如く進み同じ動作をくり返えすが、A
=0となった場合即ち、ノッキングが終了した場合には
ノッキングの終了時刻T、を読み込む。このノッキング
の開始時刻T・と終了時刻T、からノッキングの継続時
間即ち、ノック強度TK (−1−TI)を計算する。
この継続時間T・−TIが長い程ノッキングが強いとい
うことになる。
次に、このノック強度翫に対応するクランク角度に=T
x(K:定数)だけ基本補正進角Δθ′より遅せた調整
補正進角(△θ=Δθ’十に一’I’K )を決定する
。この調整補正進角量へ〇が決定すると次に、矢印Cの
ようにマニーホールド圧力及びエンジン回転数を計算し
これらからエンジンの運転状態即ち、負荷及び回転数に
対応する基本進角量θBを計算し、さらにこの基本進角
量θBと調整補正進角量Δθから所要の点火進角θ(=
:θB−八〇へを算出する。点火進角θが決定すると、
次に、点火のための通電をより効率的に行なわせるため
に点火コイルへの通電開始時刻乃を計算し、さらに今が
その通電開始時刻Toかどうかを判別し、通電開始時刻
Toに達するまでの間は矢印りの如く同じ動作を繰り返
えし、通電開始時刻Toとなった時点で点火コイルの一
次側コイルへの通電を開始する(ボー)O=/)。次に
点火時刻りを計算し該点火時刻T1になった時点で一次
側コイルへの通電を遮断して点火する(ボー)0=(7
)。尚、点火時刻T。
を計算した後、該点火時刻T、になるまでの間は矢印E
の如く同じ動作を繰り遮光す。
点火終了後は、現在の運転状態が7ツキングの起り得る
領域にあるかどうかを判別し、ノッキングの制御領域に
ある場合には矢印Fの如く再び最初の制御動作に戻るが
、ノッキング制御領域外の場合には点火系統の制御遅れ
を防止するという意味から矢印G及び矢印Hの如く進み
基本点火時期の制御のみを行なう。
一方、最初に戻って、ボートBは/であるがボー)Aが
0である場合即ち、クランク角度がノッキング検出用角
度範囲内にあるのにノッキングが発生していない場合に
は矢印Iの如く進み、さらにボートBが/であるかどう
かを判別し、該ボートBが/である場合にはまだノッキ
ング検出用角度範囲内でありノッキングの発生が予想さ
れるため矢印Jの如く同じ動作を繰り返えしてノッキン
グの発生に備える。この状態でボートAが/ (ノッキ
ングの発生状態)となった場合には矢印にの如く進み補
正進角を遅らせる制御を行なうが、ボー)Aが00まま
先にボー)Bが0となった場合にはこのノッキング検出
用角度範囲内においてはノッキングが発生しなかったも
のとみなして矢印りの如く進み調整補正進角Δθを進め
る(△θ−△θ′−θA)。この調整補正進角△θが決
定された後は、前述の調整補正進角を遅らせた場合と同
様にして点火時期が制御される。
尚、図示実施例においては、第1図に示す如く振動セン
サー/とノグナイターユニット/、2、配電器/3及び
点火プラグ/≠を除く二点鎖線内の装置あるいは回路が
、振動センサー/の出力からエンジンのノッキングに起
因する信号を検出してノッキングの有無を判別するとと
もに該信号の出力時間を計測してノッキングの強度を判
別するノッキング判別回路Xを構成している。
又、この実施例においては、ノッキングが発生した場合
にはその強さに応じて点火時期を遅らせてノッキングの
発生を防止するようにしているが、本発明の他の実施例
においては例えば、燃料中に微量の水又はその他のアン
チック剤を添加してその燃焼を積極的に抑制してノッキ
ングの発生を防止することもできる。
又、本発明のノッキング検出回路は、ディーゼルエンジ
ンに応用することもでき、その場合は点火プラグの点火
時期制御にかえて燃料噴射ポンプの燃料噴射時期制御が
行なわれる。
次に本発明の詳細な説明すると、本発明のエンジンのノ
ッキング検出回路は、エンジンの振動を検出する振動セ
ンサーと該振動センサーの出力からエンジンのノッキン
グに起因する信号を検出してノッキングの有無を判別す
るとともに、該信号の出力時間を計測してノッキングの
強度を出力時間の長さで判別するようにしたノッキング
判別回路とを設けているため、従来のノッキング検出回
路の如くノッキングの強度を信号数を計数して検出する
ようにした場合に比してノッキングの強さをより正確に
しかも時間的な遅れを生じることなく検出することがで
き、その結果、エンジンの運転特性の向上を図ることが
できるという効果があるO
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明実施例に係るエンジンのノッキング検出
回路図、第2図は第1図の7ツキング検出回路によって
検出されたエンジン撮動の波形図、第3図は第1図のノ
ッキング検出回路のフローチャートである。 /  ・・・・・振動センサー J  ・・・・Oクランク角センサー 3  ・・・・・圧力センサー t−−・I・バンドパスフィルター 6  ・・・・・電子スイッチ 7 ・・・・・積分器 ざ ・・・・・比較器 タ  ・・・・・波形整形回路 10・・・・・制御器 /4’  ・・・・・点火プラグ X  ・・・・・/ツキング判別回路 出願人 東洋工業株式会′社

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1、 エンジン振動を検訃する振動センサーと1.該振
    動センサーの出力からエンジンのノッキングに起因する
    信号を検出してノッキングの有無を判別するとともに、
    該信号の出力時間を計測してノッキングの強度を判別す
    るノッキング判別回路とを設けたことを特徴とするエン
    ジンのノッキング検出回路。
JP57128190A 1982-07-20 1982-07-20 エンジンのノツキング検出回路 Pending JPS5917129A (ja)

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JP57128190A JPS5917129A (ja) 1982-07-20 1982-07-20 エンジンのノツキング検出回路
US06/514,846 US4552111A (en) 1982-07-20 1983-07-18 Engine knocking detecting means

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