JPS6029703Y2 - ノツキングセンサの異常検出装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は、ノッキングセンサの異常検出装置に係り、特
に、ノッキングセンサで検出されるエンジンの７ツキン
グ状態に応じて点火時期を遅延させ、点火時期をノッキ
ングを起こさない最高進角状態に制御する点火時期制御
装置に用いるに好適な、エンジン本体の振動、或いは、
この振動により生ずる音波を検出して電気信号に変換す
るノッキングセンサの異常検出装置に関する。

エンジンのノッキングは最悪の場合には、エンジンの破
壊をも引き起こす危険な現象であるため、従来の点火装
置ではノッキングの発生する点火時期からある程度の余
裕をとって点火時期を遅れ側に設定していた。

しかしながら、点火時期をノッキング限界から余裕をと
ることは燃費上好ましくないため、例えば特開昭５２−
８７５３７号に示される如く、点火時期をノッキング限
界（ノッキングを起こさない最高進角状態）に帰還制御
する点火時期装置が開発されている。

ところで、上記のような点火時期制御装置は、エンジン
の７ツキングを検出し、点火時期を帰還制御するもので
あり、ノッキングが検出された場合には点火時期を遅ら
せ、ノッキングが検出されない場合には点火時期を７ツ
キング限界迄進めるようにエンジン本体に対して点火時
期を帰還制御するものではあるが、もし、ノッキングセ
ンサに異常が起きた場合は、ノッキング状態の検知がで
きず、エンジンが７ツキングを起こしているにも拘らず
、ノッキングセンサの出力がノッキング無しの状態を示
す信号を出力してしまうため、点火時期がエンジン回転
数及び吸気負圧等から決まる最進角状態に進んでしまい
、エンジンが激しいノッキングやプレイブを引き起こし
て、最悪の場合には点火プラグやピストンが溶損したり
、ガスケットが吹抜ける等のエンジン破壊を引き起こし
てしまうといった欠点を有していた。

このような欠点を解消するべく、従来からノッキングセ
ンサの短絡或いは断線については検知できるものが提案
されているが、ノッキングセンサ自体の劣化による出力
の低下或いは共振周波数のずれによる出力低下、更には
ノッキングセンサのエンジンブロックへの締付けがゆる
んだ場合の出力低下を検知することはできなかった。

本考案は、前記従来の欠点を解消するべくなされたもの
で、ノッキングセンサの異常による出力低下を確実に検
知できるノッキングセンサの異常検出装置を提供するこ
とを目的とする。

本考案は、エンジン本体の振動、或いは、この振動によ
り生ずる音波を検出して電気信号に変換するノッキング
センサの異常検出装置において、エンジン回転数に対応
するアナログの回転数信号を得る回転数信号回路と、ノ
ッキングセンサの出力を積分・増幅し、暗雑音信号とす
る暗雑音信号回路と、該暗雑音信号と前記回転数信号を
比較し、暗雑音信号のレベルが回転数信号のレベル以下
である時に出力を発生する第１の比較回路と、前記回転
数信号のレベルが所定値以上である時に出力を発生する
第２の比較回路と、前記第１の比較回路と第２の比較回
路の出力の論理積をノッキングセンサ異常信号として出
力するＡＮＤ回路と、を備えることにより前記目的を遠
戚したものである。

本考案は、正常なノッキングセンサにおける出力信号の
平均レベルが、第１図に実線Ａで示す如く、エンジン回
転数の上昇と共に上昇するにもかかわらず、ノッキング
センサに異常が発生し出力が低下している場合には、同
じく第１図に実線Ｂで示す如くエンジン回転数が上昇し
ても殆んど上昇しないことに着目してなされたもので、
第１図に実線Ｃで示す如く、エンジン回転数と共に上昇
する回転数信号を基準電圧とし、該基準電圧よりもノッ
キングセンサの出力信号の平均レベルが犬である場合に
正常、小である場合に異常と判定するようにしたもので
ある。

なお、極低回転領域では、正常なノッキングセンサの出
力信号の平均レベルも小さな値を示すので、この方法で
はノッキングセンサの異常を検出することが不可能とな
るため、ある設定回転数Ｎ以上の回転数域でのみノッキ
ングセンサの異常を検出するようにしている。

以下図面を参照して、本考案の実施例を詳細に説明する
。

本考案の第１実施例は、第２図に示す如＜、エンジン回
転数に対応するアナログの回転数信号Ｃを得るための、
ディストリビュータに配設されたピンクアップ１０の出
力信号を波形整形する波形整形回路１２及び該波形整形
回路１２出力をアナログ電圧に変換する周波数−電圧変
換回路１４から構成される回転数信号回路１１と、エン
ジン本体の振動、或いは、この振動により生ずる音波を
検出して電気信号に変換するノッキングセンサ１６の出
力信号を積分・増幅し、その平均レベルに対応する暗雑
音信号りとするための、半波整流回路２０、積分回路２
２及び増幅回路２４から構成される暗雑音信号回路１８
と、該暗雑音信号回路１８出力の暗雑音信号りと前記回
転数信号回路１１出力の回転数信号Ｃを比較し、暗雑音
信号りのレベルが回転数信号Ｃのレベル以下である時に
出力を発生する第１の比較回路２６と、前記回転数信号
回路１１出力の回転数信号Ｃのレベルが設定回転数Ｎに
対応する所定値以上である時に出力を発生する第２の比
較回路２８と、前記第１の比較回路２６と第２の比較回
路２８の出力の論理積を出力するＡＮＤ回路３０と、該
ＡＮＤ回路３０出力を遅延してノッキングセンサ異常信
号として出力する遅延回路３２とから構成されている。

前記ピックアップ１０は、第３図に詳細に示す如く、デ
ィストリビュータのシャフトに固着され、エンジン回転
と共に回転する、周縁部に必要数の突起が形成されたパ
ルスロータ１０ａと、該パルスロータ１０ａの回転に応
じて点火パルスを取出すめのピックアップコイル１０ｂ
とから構成されている。

又、前記波形整形回路１２は、同じく第３図に詳細に示
す如く、トランジスタ１２ ａ、 １２ ｂ。

１２ｃと、抵抗１２ｄ、１２ｅ、１２ｆ、１２ｇ、１２
ｈと、コンデンサ１２ｉと、ダイオード１２ｊとから構
成されている。

更に、前記周波数−電圧変換回路１４は、同じく第３図
に詳細に示す如く、周波数−電圧変換用の集積回路１４
ａと、可変抵抗１４ｂと、抵抗１４ｃと、コンデンサ１
４ｄとから構成されている。

又、前記半波整流回路２０及び増幅回路２４は、同じく
第３図に詳細に示す如く、演算増幅器２０ａと、抵抗２
０ ｂ、 ２０ Ｃ，２０ｄと、コンデンサ２０ｅと
、ダイオード２０ｆ、２０ｇとから構成されている。

更に、前記積分回路２２は、同じく第３図に詳細に示す
如く、抵抗２２ａと、コンデンサ２２ｂとから構成され
ている。

又、前記比較回路２６は、同じく第３図に詳細に示す如
く、演算増幅器２６ａと、抵抗２６ｂ。

２６ｃから構成されている。

更に、前記第２の比較回路２８は、同じく第３図に詳細
に示す如く、演算増幅器２８ａと、抵抗２８ｂ、２８ｃ
と、第１の比較回路２６による判定が有効となるエンジ
ン回転数Ｎを設定するための可変抵抗２８ｄとから構成
されている。

又、前記遅延回路３２は、同じく第３図に詳細に示す如
く、抵抗３２ａとコンデンサ３２ｂとから構成されてい
る。

以下作用を説明する。

エンジンの回転に伴いディストリビュータのシャフトに
固着されたパルスロータ１０ａが回転し、これによりピ
ックアップコイル１０ｂから出力される点火信号は、波
形整形回路１２で短形波に変換される。

第４図に示す如く、低回転域ａから高回転域すに渡って
、全回転域で等しいデユーティ比を持つように波形整形
された短形波は、周波数−電圧変換回路１４により異常
判定のための基準電圧である回転数信号Ｃとなる。

一方、ノッキングセンサ１６より発生した信号は、半波
整流回路２０、積分回路２２、増幅回路２４を経て、そ
の平均レベルに対応するアナログの暗雑音信号りに変換
される。

第１の比較回路２６において、この暗雑音信号りと前記
回転信号Ｃが比較され、暗雑音信号りのレベルが回転数
信号Ｃのレベル以下である時に出力が発生される。

一方第２の比較回路２８では、前記回転数信号Ｃのレベ
ルが設定回転数Ｎに対応する所定値以上である時に出力
を発生する。

ＡＮＤ回路３０は、第１及び第２の比較回路２６及び２
８の出力がいずれも発生されている時、即ち、エンジン
回転数が所定回転数Ｎ以上であり、しかも、暗雑音信号
のレベルが回転数信号に応じた基準電圧より小である時
に出力を発生する。

このＡＮＤ回路３０の出力は、遅延回路３２を経てノッ
キングセンサ異常信号として出力される。

ここで遅延回路３２を設けているのは、高回転域で、メ
ツキングセンサが正常であっても、瞬間的にエンジンの
振動が小さくなり、ノッキングセンサの出力が小さくな
る場合があるので、このような場合の誤まった異常検出
を防止するためのものである。

なお、ノッキングセンサ信号の積分回路自身にも処理遅
れがあるので、この積分回路の遅延により誤判定が生じ
ない場合には、この遅延回路３２を省略することも可能
である。

なおこの第１実施例においては、暗雑音信号りと比較さ
れる回転数信号Ｃが、第５図の実線Ｃ□に示す如く、エ
ンジン回転数に応じてほぼ直線的に増加するものである
が、実際のノッキングセンサの正常時の出力信号の平均
レベルは、エンジン回転数に比例して直線的に上昇する
のではなく、二次関数的に急上昇している。

従って、このように二次関数的に上昇するノッキングセ
ンサ出力に合わせた精度の高い基準電圧が得られる本考
案の第２実施例を以下説明する。

本実施例は、前記第１実施例と同様の回転数信号回路１
１において、その波形整形回路３４を第６図に示す如く
構成したものであり、前記第１実施例の波形整形回路１
２に加えて、ダイオード３４ａと、抵抗３４ｂ。

３４ｃ、３４ｄと、コンデンサ３４ｅと、トランジスタ
３４ｆとが付加されている点が前記第１実施例の波形整
形回路１２と異なる。

他の点については前記第１実施例と同様であるので説明
は省略する。

本実施例においては、波形整形回路３４出力が第７図に
示す如くとなり、エンジン低回転域ａに比べて高回転域
すでデユーティ比が大となるため、回転数信号回路１１
出力の回転数信号Ｃも第５図に実線Ｃ２で示す如く、エ
ンジン回転数に応じて二次関数的に上昇するものとなる
。

従って、ノッキングセンサの異常検知がより精度よく行
なえるものである。

以上説明したとおり、本考案によれば、ノッキングセン
サの異常による出力低下を確実に検知することができ、
従って、点火時期の異常進角が防止されるという優れた
効果を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は、考案の原理を示す、エンジン回転数と７ツキ
ングセンサ出力信号の平均レベルの関係を示す線図、第
２図は、本考案に係るノッキングセンサの異常検出装置
の第１実施例の全体構成を示すブロック線図、第３図は
、前記第１実施例の具体的な構成例を示す電気回路図、
第４図は、前記第１実施例における波形整形回路の出力
を示す線図、第５図は、前記第１実施例及び第２実施例
におけるエンジン回転数と回転数信号回路出力の関係を
示す線図、第６図は、本考案に係るノッキングセンサの
異常検出装置の第２実施例の要部である波形整形回路を
示す電気回路図、第７図は、前記第２実施例における波
形整形回路出力を示す線図である。 １０・・・・・ゼツクアツプ、１１・・・・・・回転数
信号回路、１２，３４・・・・・・波形整形回路、１４
・・・・・・周波数−電気変換回路、１６・・・・・・
ノッキングセンサ、１８・・・・・・暗雑音信号回路、
２０・・・・・・半波整流回路、２２・・・・・・積分
回路、２６，２８・・・・・・比較回路、３０・・・・
・・ＡＮＤ回路。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. エンジン本体の振動、或いは、この振動により生ずる音
   波を検出して電気信号に変換するノッキングセンサの異
   常検出装置において、エンジン回転数に対応するアナロ
   グの回転数信号を得る回転数信号回路と、ノッキングセ
   ンサの出力を積分・増幅し、暗雑音信号とする暗雑音信
   号回路と、該暗雑音信号と前記回転数信号を比較し、暗
   雑音信号のレベルが回転数信号のレベル以下である時に
   出力を発生する第１の比較回路と、前記回転数信号のレ
   ベルが所定値以上である時に出力を発生する第２の比較
   回路と、前記第１の比較回路と第２の比較回路の出力の
   論理積をノッキングセンサ異常信号として出力するＡＮ
   Ｄ回路と、を備えたことを特徴とするノッキングセンサ
   の異常検出装置。