JPS607219B2 - エンジン・ノツキング・メ−タ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は、エンジンの異状燃焼時に発生するノッキング
を自動的に測定可能とするヱンジン・ノッキング・メー
タに関する。 エンジンの点火進角特性などの性能を把握し、エンジン
性能の向上をめざす上でエンジンの異状燃焼時に発生す
るノッキングの判別は重要である。 特に、ガソリンの無鉛化が実施されてゆく中では、ノッ
キングの判別は欠くことのできない事柄である。従来で
は、経験に富んだ人達により、自分の耳でノッキングを
聞き、その各種の判別を行っていた。かかる方法は、エ
ンジンに何ら改造を加えずノッキングの判別を行ってい
る点で優れているが、微小な音の変化までは判別できな
いこと、更には、エンジンの高速回転時に発生する大き
な騒音下での、ノッキングの判別の困難さ等の欠点を有
する。一方、ノッキングを自動的に測定する方法もある
。第１は、加速度検出方式による方法である。 即ち、エンジンの剛体を伝わる振動を加速度計で検出し
、もってノッキングによる異常振動を判別測定する方法
である。かかる方式は、上述の人間によってノッキング
を判別する方法に比して自動化したという点で若干の進
歩はあるが、加速度計の取付位置によって検出感度が大
きく変化する欠点を持つ。更に、高速回転時には、エン
ジン自体の振動とノッキングによる振動との判別が極め
て困難となる欠点を持つ。第２は、燃焼室内圧力検出方
式による方法である。 この方法は、半導体歪ゲージなどを応用したエンジン指
圧計などにより、シリンダ内の燃焼圧力信号に重畳する
ノッキングによる異状圧力変動を検出する方法である。
この方法は、ノッキングの判別を精度よくできる点で長
所を持つが、エンジン指圧計の特性および構造上、取付
けが困難で作業性が悪い。更に価額も高い。第３は、圧
力検出点火プラグ方式による方法である。 これは、プラグの座金の部分をセラミック系の圧電素子
とし、シリンダ内の圧力変化に応じて点火プラグに加わ
る圧力が変化することを積極的に利用するもので、上記
プラグに加わる圧力変化を圧電素子のピェゾ効果により
電気信号として検出しようとするものである。この方式
は、圧電素子が小型であるため、エンジンそれ自体の改
造は全くなく、然も容易に脱着でき、価額も安価のため
、比較的、有効な方法とされている。しかしながら、圧
電素子は、その機能上出力インピーダンスが１ぴ○以上
と極めて高いため「点火ノイズなどの混入が大きく、ま
たエンジン自体の振動も容易に検出されることから、ノ
ッキング信号中へエンジン振動ノイズ、点火ノイズなど
の他の不必要なノイズが混入する欠点を持つ。特に、エ
ンジンの高速回転時には、大きくＳ／Ｎが低下する欠点
を持つことになる。以上各種の従釆の方法及びそれらの
長所、諸欠点を述べた。 しかしながら、従来では、比較的有効な方法とされてい
る圧力検出点火プラグ方式でさえもノッキング信号中へ
不必要なノイズが混入するのを防止する有効な信号処理
手段がなく、上記のいずれの方法においても理想的なノ
ッキングの判別ができない、という問題があった。そこ
で本発明者等は、上記従来の欠点、特に各センサによっ
て生ずる欠点はそのまま認めて、上記センサによって生
ずる欠点を信号処理過程で解決すべく、シリンダ内の圧
力を電気信号として検出し、この検出波形を解析した。
なお、シリンダ内の圧力の検出の仕方は、圧力検出点火
プラグ方式によった。第ＩＡ図は、正常燃焼時に検出し
てなる燃焼圧力波形を示す図、第ＩＢ図はエンジンにノ
ッキングが生じた異状燃焼時に検出してなる燃焼圧力波
形を示す図である。図に於いて、符号Ａは、シリンダ内
の圧力波形を示す信号、符号Ｂは点火ノイズ波形を示す
信号、符号Ｃはノッキングによる異状圧力波形を示す信
号、符号Ｄはコンタクトポイント作動ノイズ波形を示す
信号、符号Ｅはエンジンの機械的な振動ノイズによって
出力してくる振動ノイズ波形を示す信号、を表わしてい
る。かかる図より明らかなように圧力検出信号は複雑で
且つ種々なノイズを多く含んでおり、エンジン・ノッキ
ング信号とノイズとのＳ／Ｎは極めて悪い。 しかし、上記圧力検出信号を検討してみるに、ある一定
の規則性をその一部に持っていることがわかった。即ち
、エンジン・ノッキング信号の周期は、ノッキング発生
によって生ずる衝撃波がシリンダ内で反復する時間によ
って決まり、シリンダの内径によってその時間はほぼ定
まってくるためノッキング信号は特有の周波数帯を持つ
。現在使われているエンジン、例えば自動車用のエンジ
ンでは、大体７ＫＨＺ〜１０ＫＨＺの帯域に存在する。
更に、ノッキング信号の振中はノッキングの強さにほぼ
比例して変化し上記第１図の波形では、数１皿Ｖ〜数１
０肌Ｖの範囲におさまっている。本発明は上記問題点を
解消すると共に上記知見に基づいて成されたもので、ノ
ッキング固有の周波数帯城の信号を用いると共にノッキ
ング発生区間内の信号のみを用いることにより、ノッキ
ング信号中へエンジン振動ノイズ等が混入するのを防止
し、自動的に全気筒または特定気筒のノッキングを検出
できるようにしたノッキング・メータを提供することを
目的とする。 上記目的を達成するために第１の発明は、エンジン全気
筒のシリンダ内の圧力を各気筒毎に検出して各気筒毎の
検出信号を出力する第１の手段と、前記検出信号の中か
ら特定気筒に対応する検出信号を取り出すか全気筒に対
応する検出信号を取り出すかを選択して選択した検出信
号を取り出すためのスイッチ手段と、前記スイッチ手段
により取り出された信号を時間軸において加算する加算
手段と、前記加算手段により得られる信号の中から予め
求められたノッキング固有の周波数帯城を有する信号の
み取り出しノッキング信号として出力する第２の手段と
、エンジンクランク軸に取り付けられて各気筒毎に予め
設定されたノッキング発生区間に対応するクランク角度
範囲を検出するクランク角度検出手段と、前記クランク
角度検出手段により得られる信号に基づいて前記クラン
ク角度範囲でゲート信号を発生する第３の手段と、前記
ノッキング信号と前記ゲート信号とに基づいて該ゲート
信号の発生区間内に存在する該ノッキング信号のみを通
過させるゲート手段と、前記ノッキング信号の通過毎に
前記ゲート手段を通過した信号の最大値をホールドする
第４の手段と、前記第４の手段により得られる信号の振
幅値を表示する第５の手段と「を含んで構成したもので
ある。 次に第１の発明の作用について説明する。 第１の手段はヱンジン全気筒のシリンダ内の圧力を各気
筒毎に検出して各気筒毎の検出信号を出力する。次に、
スイッチ手段により特定気筒に対応する検出信号または
全気筒に対応する検出信号が取り出される。続いて、加
算手段によりスイッチ手段によって取り出された信号が
加算される。例えば、特定気筒に対応する検出信号のみ
がスイッチ手段により取り出された場合は、特定気筒以
外の検出信号は取り出されないため加算手段の出力は特
定気筒に対応する検出信号のみを含むことになる。第２
の手段は加算手段により得られる信号の中からノッキン
グ固有の周波数帯城を有する信号のみを取り出す。これ
により、ノッキング固有の周波数帯城以外の周波数を持
つノイズが除去される。第３の手段は、クランク角度検
出手段により得られる信号に基づいてノッキング発生区
間に対応するクランク角度範囲でゲート信号を発生する
。 ゲート手段は、ゲート信号発生区間内すなわちノッキン
グ発生区間内に存在する第２手段の出力（ノッキング信
号）を通過させる。これにより、ノッキング発生区間前
後に発生するノッキング固有の周波数帯城の周波数を持
つノイズが除去される。そして、ゲート手段を通過した
信号は、第４の手段により最大値（ピーク値）がホール
ドされ、第５の手段により第４の手段から出力された信
号の振幅値がノッキング強度として表示される。従って
、第１の発明によれば、ノイズに影響されることなく、
全気筒または特定気筒のノッキング強度を自動的に検出
できる、という効果が得られる。 また、上記目的を達成するために第２の発明は、エンジ
ン全気筒のシリンダ内の圧力を各気筒毎に検出して各気
筒毎の検出信号を出力する第１の手段と、前記検出信号
の中から特定気筒に対応する検出信号を取り出すか全気
筒に対応する検出信号を取り出すかを選択して選択した
検出信号を取り出すためのスイッチ手段と、前記スイッ
チ手段により取り出された信号を時間軸において加算す
る加算手段と、前記加算手段により得られる信号の中か
ら予め求められたノッキング固有の周波数帯城を有する
信号のみ取り出しノッキング信号として出力する第２の
手段と、エンジンクランク軸に取に付けられて各気筒毎
に予め設定されたノッキング発生区間に対応するクラン
ク角度範囲を検出するクランク角度検出手段と、前記ク
ランク角度検出手段により得られる信号に基づいて前記
クランク角度範囲でゲート信号を発生する第３の手段と
、前記ノッキング信号と前記ゲート信号とに基づいて該
ゲート信号の発生区間内に存在する該ノッキング信号の
みを通過させるゲート手段と、前記ノッキング信号の通
過毎に前記ゲート手段を通過した信号の最大値をホール
ドする第４の手段と、前記第４の手段により得られる信
号のレベルと予め設定された設定レベルとを比較し該信
号のレベルが該設定レベルを越えたときもこ信号を発生
する第６の手段と、前記第６の手段により発生された信
号を予め設定された点火回数期間中に計数して計数値を
表示する第７の手段と、を含んで構成したものである。 すなわち、第２の発明は「第１の発明の第５の手段に代
えて、前記第４の手段により得られる信号のレベルと予
め設定された設定レベルとを比較し該信号のレベルが該
設定レベルを越えたときに信号を発生する第６の手段と
前記第６の手段により発生された信号を予め設定された
点火回数期間中に計数して計数値を表示する第７の手段
とを設けたものである。次に第２の発明の作用について
説明する。 第１の手段はエンジン全気筒のシリンダ内の圧力を各気
筒毎に検出して各気筒毎の検出信号を出力する。次に、
スイッチ手段により特定気筒に対応する検出信号または
全気筒に対応する検出信号が取り出される。続いて、加
算手段によりスイッチ手段によって取り出された信号が
加算される。例えば、特定気筒に対応する検出信号のみ
がスイッチ手段により取り出された場合は、特定気筒以
外の検出信号は取り出されないため加算手段の出力は特
定気筒に対応する検出信号のみを含むことになる。第２
の手段は加算手段により得られる信号の中からノッキン
グ固有の周波数帯城を有する信号のみを取り出す。これ
により、ノッキング固有の周波数帯城以外の周波数を持
つノイズが除去される。第３の手段は、クランク角度検
出手段により得られる信号に基づいてノッキング発生区
間に対応するクランク角度範囲でゲート信号を発生する
。 ゲート手段は、ゲート信号発生区間内すなわちノッキン
グ発生区間内に存在する第２手段の出力（ノッキング信
号）を通過させる。これにより、ノッキング発生区間前
後に発生するノッキング固有の周波数帯城の周波数を持
つノイズが除去される。ゲート手段を通過した信号は、
第４の手段に入力されて最大値（ピーク値）がホールド
され、第４の手段により得られる信号のレベルは第６の
手段によって予め設定された設定レベルと比較される。
そして、第６の手段は、第４の手段により得られる信号
のレベルが設定レベルを越えたときに信号を発生し、第
７の手段は、第６の手第により発生された信号を予め設
定された点火回数期間中に計数して計数値をノッキング
発生頻度として表示する。従って、第２の発明によれば
、ノイズに影響されることなく、全気筒または特定気筒
の所定点火回数毎のノッキング発生回路すなわちノッキ
ング発生頻度が自動的に検出できる、という効果が得ら
れる。 更に上記目的を達成するために第３の発明は、エンジン
全気筒のシリンダ内の圧力を各気筒毎に検出して各気筒
毎の検出信号を出力する第１の手段と、前記検出信号の
中から特定気筒に対応する検出信号を取り出すか全気筒
に対応する検出信号を取り出すかを選択して選択した検
出信号を取り出すためのスイッチ手段と、前記スイッチ
手段により取り出された信号を時間軸において加算する
加算手段と、前記加算手段により得られる信号の中から
予め求められたノッキング固有の周波数帯域を有する信
号のみ取り出しノッキング信号として出力する第２の手
段と、エンジンクランク軸に取り付けられて各気筒毎に
予め設定されたノッキング発生区間に対応するクランク
角度範囲を検出するクランク角度検出手段と、前記クラ
ンク角度検出手段により得られる信号に基づいて前記ク
ランク角度範囲でゲート信号を発生する第３の手段と、
前記ノッキング信号と前記ゲート信号とに基づいて該ゲ
ート信号の発生区間内に存在する該ノッキング信号のみ
を通過させるゲート手段と、前記ノッキング信号の通過
毎に前記ゲート手段を通過した信号の最大値をホールド
する第４の手段と、前記第４の手段により得られる信号
の振幅値を表示する第５の手段と、前記第４の手段によ
り得られる信号のレベルと予め設定された設定レベルと
を比較し該信号のレベルが該設定レベルを越えたときに
信号を発生する第６の手段と、前記第６の手段により発
生された信号を予め設定された点火回数期間中に計数し
て計数値を表示する第７の手段とを含んで構成したもの
である。 すなわち、第３の発明は、第１の発明に、更に、前記第
４の手段により得られる信号のレベルと予め設定された
設定レベルとを比較し該信号のレベルが該設定レベルを
越えたときに信号を発生する第６の手段と前記第６の手
段により発生された信号を予め設定された点火回数期間
中に計数して計数値を表示する第７の手段とを設けたも
のである。次に第３の発明の作用について説明する。第
１の手段はエンジン全気筒のシリンダ内の圧力を各気筒
毎に検出して各気筒毎の検出信号を出力する。次に、ス
イッチ手段により特定気筒に対応する検出信号または全
気筒に対応する検出信号が取り出される。続いて、加算
手段によりスイッチ手段によって取り出された信号が加
算される。例えば、特定気筒に対応する検出信号のみが
スイッチ手段により取り出された場合は、特定気筒以外
の検出信号は取り出されないため加算手段の出力は特定
気筒に対応する検出信号のみを含むことになる。第２の
手段は加算手段により得られる信号の中からノッキング
固有の周波数帯城を有する信号のみを取り出す。これに
より、ノッキング固有の周波数帯城以外の周波数を持つ
ノイズが除去される。第３の手段は、クランク角度検出
手段により得られる信号に基づいてノッキング発生区間
に対応するクランク角度範囲でゲート信号を発生する。 ゲート手段は、ゲート信号発生区間内すなわちノッキン
グ発生区間内に存在する第２手段の出力（ノッキング信
号）を通過させる。これにより「ノッキング発生区間前
後に発生するノッキング固有の周波数帯城の周波数を持
つノイズが除去される。そして、ゲート手段を通過した
信号は「第４の手段により最大値（ピーク値）がホ−ル
ドされ、第５の手段により第４の手段から出力された信
号の振幅値がノッキング強度として表示される。また、
第４の手段により得られる信号のレベルは第６の手段に
よって予め設定された設定レベルと比較され、第６の手
段は、第４の手段により得られる信号のレベルが設定レ
ベルを越えたときに信号を発生し、第７の手段は、第６
の手段により発生された信号を予め設定された点火回数
期間中に計数して計数値をノッキング発生頻度として表
示する。従って、第３の発明によれば、ノイズに影響さ
れることなく、全気筒または特定気筒のノッキング強度
およびノッキング発生頻度が自動的に検出できる、とい
う効果が得られる。 そして、上記目的を達成するために第４の発明は、エン
ジン全気筒のシリンダ内の圧力を各気筒毎に検出して各
気筒毎の検出信号を出力する第１の手段と、前記検出信
号の振幅レベルをそれぞれ調整する第８の手段と、前記
第８の手段により得られたそれぞれの信号の中から一定
振幅以下の信号をそれぞれ除去する第９の手段と、前記
第９の手段により得られた信号の中から特定気筒に対応
する信号を取り出すか全気筒に対応する信号を取り出す
かを選択して選択した信号を取り出すためのスイッチ手
段と、前記スイッチ手段により取り出された信号を時間
軸において加算する加算手段と、前記加算手段により得
られる信号の中から予められたノッキング固有の周波数
帯城を有する信号のみ取り出しノッキング信号として出
力する第２の手段と、エンジンクランク軸に取り付けら
れて各気筒毎に予め設定されたノッキング発生区間に対
応するクランク角度範囲を検出するクランク角度検出手
段と、前記クランク角度検出手段により得られる信号に
基づいて前記クランク角度範囲でゲート信号を発生する
第３の手段と、前記ノッキング信号と前記ゲート信号と
に基づいて該ゲート信号の発生区間内に存在する該ノッ
キング信号のみを通過させるゲート手段と、前記ノッキ
ング信号の通過毎に前記ゲート手段を通過した信号の最
大値をホールドする第４の手段と、前記第４の手段によ
り得られる信号の振幅値を表示する第５の手段と、前記
第４の手段により得られる信号のレベルと予め設定され
た設定レベルとを比較し該信号のレベルが該設定レベル
を越えたときに信号を発生する第６の手段と、前記第６
の手段により発生された信号を予め設定された点火回数
期間中に計数して計数値を表示する第７の手段と、を含
んで横生したものである。 すなわち、第４の発明は「第１の発明に、前記第４の手
段により得られる信号のレベルと予め設定された設定レ
ベルとを比較し該信号のレベルが設定レベルを越えたと
きに信号を発生する第６の手段と前記第６の手段により
発生された信号を予め設定された点火回数期間中に計数
して計数値を表示する第７の手段とを設けると共に「更
に、第１の手段により得られる検出信号の振幅レベルを
それぞれ調整する第８の手段と第８の手段により得られ
たそれぞれの信号の中から一定振幅以下の信号をそれぞ
れ除去する第９の手段とを付加したものである。ところ
で、第１〜３の発明のようにシリンダ内の圧力を各気筒
毎に検出する場合は複数のセンサが必要になり「検出感
度が全て同一の複数のセンサを使用することは困難とな
る。 また、第１〜３の発明のように電気回路の簡略化を図る
ために加算手段によって検出信号を加算する場合には、
それぞれの検出信号に含まれているノイズ成分まで加算
されることになり、ＳノＮが低下することになる。この
ため第４の発明では、第８の手段によりそれぞれの検出
信号の振幅レベルを調整し、第９の手段によりそれぞれ
の検出信号から一定振幅以下の信号を除去してノイズ成
分が加算されないようにして、第３の発明と同様に信号
処理してノッキング強度およびノッキング頻度を表示す
るようにしている。従って、第４の発明によれば、電気
回路を簡略するために一つの信号でノッキング検出する
場合、更にＳ／Ｎが良好になり、ノイズに影響されるこ
となく、全気筒または特定気筒のノッキング強度および
ノッキング発生頻度を自動的に検出できる、という効果
が得られる。 以下図面を参照して本発明の実施例を詳細に説明する。 本実施例は、次の主な電気回路手段を備えている。（１
〕 インピーダンス変換手段・・・ 先に述べたように、氏電素子の出力インピーダンスは非
常に高い。 従って、実際に行うノイズ除去等の信号処理系統との間
でマッチングされることが必要となる。このマッチング
のためのインピーダンス変換手段を必要とする。このイ
ンピーダンス変換手段としては演算増中器を応用した電
圧ホロワー回路或いはＦＥＴトランジスタを応用してな
る入力回路等がある。

【２｝ 振中調整手段・・・ 前述の如く、シリンダ内の圧力を検出するセンサはいく
つか考えられるが、これらの圧力検出センサをエンジン
の気筒数に合わせて、複数個使用する場合には複数個の
センサの検出感度が全て同一のものを使用することは困
難である。 特に本実施例にかかる圧力検出プラグタイプのセンサで
は感度のバラッキが大きい。従って感度の異なるセンサ
からの圧力信号をそのまま用いることは、測定に対して
大きな誤差を与えることになる。幸いにしてこの問題は
電気回路によって容易に解決される。すなわち各気筒に
夫々取付ける圧力検出プラグの出力信号を夫々増中度を
自由に可変できる増中回路によって補正してやればよい
。従って、本実施例にかかる振中調整手段はエンジンの
ノッキングを正確に測定するために重要な作用を果たす
。‘３’クリツパー手段・・・ 複数個の圧電素子を使用することによって、信頼性の高
いノッキング異常判定を行うことが要求される。 こうした複数個の圧電素子を使用する場合「各々の素子
から出力されるノッキング信号を含んだ圧力検出信号は
、電気回路の簡略をはかるため、共通となる一つの電気
回路で処理することを必要とする。この処理は例えば時
間軸を異にした総加算という処理である。従って、１個
の圧力検出信号は、時間軸全域に各種のノイズ信号を含
んでいるため、複数個の圧力信号を加算すると、ノイズ
成分まで加算されることになり、Ｓ／Ｎを低下させる。
これを除くために、各圧電素子からの各圧力検出信号毎
にクリッパを必要とする。幸いなことに、ノッキング信
号を含む圧力信号のレベルは所定の範囲にあるため、事
前に検討しておくことによって、適切なクリッパーを行
うことができる。‘４〕セレクタ・スイッチ手段・・・
複数の気筒を有するエンジンでは、複数個の圧力検出プ
ラグを夫々の気筒に取付けて、エンジンのノッキングを
測定するが、夫々の圧力検出プラグの出力に対して本発
明にかかるノッキング・メータを用いることは装置の簡
易化などの点から困難であり、また無駄な費用を費やす
ことになる。 そこで夫々の圧力検出プラグからの出力信号は総加算さ
れて１つの電気回路で処理されるが、この総加算の以前
に夫々の圧力検出プラグからの出力信号に対して、各気
筒に一致させたスイッチ手段を挿入すれば、各気筒別の
ノッキングの測定も、全気筒のノッキング測定も自由で
きる。本発明にかかるセレクタ・スイッチ手段により、
ノッキングの発生する気筒も容易に発見できる。眼 帯
城穂波手段・・・ 前述した如くエンジン・ノッキング信号の周波数はエン
ジンの型式によってある一定の範囲を持つ。 例えば、自動車用のエンジンでは７ＫＨＺ〜１皿日２と
なる。一方、燃焼圧力信号の周期はエンジンの回転数に
よって異るが、大略数１０Ｈｚ〜数１００ＨＺの範囲と
考えられる。また、点火ノイズ、ポイントノイズなどは
１０ＫＨＺ以上の周波数成分である。更に、圧力検出信
号に全体に重畳するエンジンの振動ノイズは極めて広い
周波数成分より成る。従って、これらの複雑なノイズが
重畳されている圧力検出信号からノッキング信号のみを
検出するには、帯城櫨波手段を設けることによって可能
となる。‘６）ゲート手段… 以上述べた各回路手段の働きにより、エンジン・ノッキ
ング信号を含む圧力検出信号のＳ／Ｎはかなり向上でき
るが、圧力信号中には、ノッキング信号の周波数成分と
同一のエンジン振動ノイズ、電気ノイズなどが多く含ま
れている。 更に、ノッキング信号は、エンジン・ノッキング現象の
性質上、クランク角の上死点後、ある定められたクラン
ク角の範囲内で発生するところから、固定されたエンジ
ン回転数では、適当な時間的同期をとることにより、ノ
ッキング信号のみをゲート手段で分離可能となる。従っ
て、圧力信号中にランダムに混入する種々なノイズはゲ
ート手段により除去でき、ノッキング信号分のみを分離
できる。｛７）ノッキング信号レベル判定手段・・・上
述のゲート手段の作用により、いくつかのノイズは除去
できるが、ゲート回路を通過するノッキング信号中には
それと時間を同一として混入するエンジンの振動ノイズ
分も含まれている。 従って、エンジン振動ノイズとノック信号との分離を行
うために、レベル判定手段によって、固定エンジン回転
数では、一様に発生する振動ノイズ分以上の圧力信号、
即ち、ノッキング信号を検出し、ノッキ‐ングと判定で
きる。しかし、エンジンの振動ノイズは、その回転数に
比例して大きくなるため、ノッキング判定レベルはエン
ジン回転数に比例して変える必要がある。また、当然の
ことながら、振動ノイズ以下のノッキング信号の判定は
困難となる。｛８１ ゲート信号検出手段… 前述したゲート手段のゲートを駆動させるゲート信号は
エンジンのクランク、ブーＩＪ‘こ取付けるクランク角
度検出センサによって検出されるクランク角度信号を電
気回路で処理することによって得ている。 この方式によればエンジンの回転数に関係なく安定した
一定のクランク角度を有するゲート信号が得られるもの
である。この手段が本発明の主要な要件となっている。
以上８つの主な電気回路手段を具えることにより、第Ｉ
Ｂ図に示した複雑な圧力信号から、ノッキング信号のみ
を精度よく検出できる。この検出されたノッキング信号
よりノッキング強度を検出し該検出してなるノッキング
強度を記録計などで指示することにより、ノッキング強
度を表示し、更に、特定点火回数中に発生するノッキン
グ信号を計数することにより「その頻度を表示でき、従
来にない有効なエンジン。ノッキング・メータを提供で
きる。以下、図面により本実施例をより詳細に説明しよ
う。自動車では、４気筒、６気筒等の各種のエンジン形
態を採用している。 以下の説明では、６気筒用のエンジンに対するエンジン
。ノッキング・メータの実施例を述べるものとする。第
２図は、ブロック図による本発明の実施例を示す。第３
図は該実施例の各部信号波形図を示す。圧力検出点火プ
ラグ群１は１気筒毎にシリンダヘッドもことりつけられ
ている圧力検出点火プラグ１００，１０１，１０２，１
０３，１０４，１０５より成る。圧力検出点火プラグ１
００，１０１，１０２，１０３，１０４，１０５はシリ
ンダ内の燃焼時の圧力を検出し、第３図肌〜血に示す如
き圧力検出信号１００ａ，１０１ａ，１０２ａ，１０３
ａ，１０４ａ，蔓０６ａを出力している。インピーダン
ス変換回路２はアダプタ２Ａと複数個の電圧ホロワー回
路２Ｂとより成り、上記各圧力検出信号１００ａ，１０
１ａ，１０２ａ，１０３ａ，１０４ａ，１０５ａを入力
とし、圧力検出点火プラグの圧電素子各科こ対するイン
ピーダンス変換を行う。 振中調整回路３は、複数個の反転アンプ３Ａとアンプ３
Ｂと反転スイッチ３Ｃ及び、該反転スイッチ３Ｃの出力
信号により励磁されるコイル３Ｄと、該コイル３Ｄによ
ってオン、オフされる複数個のスイッチ３Ｅとより成り
、インピーダンス変換回路２の６つの出力信号を入力と
し、各々の信号レベルが同一になるようにレベル調整を
行う振中調整機能と、更に圧力検出プラグから出力され
る圧力検出信号１００ａ〜１０５ａの極性を自在に選択
できる反転増中機能とを持つ。 クリッパ回路４は複数個のダイオード４Ａとセレクタス
ィッチ４Ｂとより成り、エンジンの気筒毎の該レベル調
整された信号を別々に伝達あるいは全気筒の信号を同時
に伝達する機能をセレクタ・スイッチ４８によって行い
、該レベル調整された信号に対してＳノＮ向上のために
あうかじめ定められた信号レベルよりも小さい信号をカ
ットするクリッパー機能をダイオード４Ａによって行っ
ている。 加算回路５は該クリツパーされて得られる６つの信号を
検出時間毎に総加算する加算機能を持つ。この加算機能
の出力信号が加算回路５としての出力信号５ａであり、
第３図Ｇ凪）の如き信号となる。増中回路６は該加算回
路の出力を一定の増中度で増中する機能を持つ。 帯域櫨波回路７は、増中回路６の出力信号を入力とし、
該信号の中から所定帯城の周波数以外を除去する機能を
持つ。 本実施例の中では、７ＫＨＺ〜１０ＫＨｚを猿波帯城と
している。帯城櫨波回路７の出力信号７ａは第３図虹Ｖ
）の如くなる。半波整流回路８は該帯域櫨波回路７の出
力信号７ａを入力とし、正の信号成分のみを増中する機
能を持つ。ゲート回路９は、圧力信号中のノッキング信
号の周波数成分と同一のエンジン振動ノイズ、電気ノイ
ズ等を除去する機能を持っている。即ち、半波整流回路
８の出力信号８ａを入力とし、カウンター回路２３より
得られるゲート信号２３ａによって上記圧力信号８ａが
分離される。ゲート信号２３ａは第３図ＶＩこ示されて
おり、一定のクランク角の時間中を持つパルス信号より
成る。このゲート信号２３ａは、クランク角度信号セン
サ２０によって得られるクランク角度信号２０ａを増中
回路２１で増中し、その出力を波形整型回路２２によっ
てパルス変換し、その出力信号２２ａをカウンター回路
２３に入力することによって得られる。又、カウンター
回路２３には一次電圧信号センサ２４かち得られる信号
２４ａを波形処理後入力されると共にカウンタ機能のク
リアー動作を行うクリアー信号２８ａが入力されている
。以上の構成の中で、クランク角度検出センサ２０はエ
ンジンのクランク角度信号を非接触で検出できる電磁ピ
ツク・アップであり、エンジン・クランク軸に取付ける
クランク角円板により検出している。 この検出信号２０ａは第３図ｍで示さる。増中回路２１
と波形整型回路２２によりクランク角度センサ２０より
得られる検出信号２０ａを受けてパルス信号２２ａを出
力する構成となっている。このパルス信号２２ａは第３
図Ｗで示される。カウンター回路２３は該波形整型回路
２２の出力信号２２ａと、一次電圧信号２４ａを増中回
路２５で増中し、その出力を低域猿波回路２６により、
一次電圧信号中に含まれる高周波成分を除去し、その出
力を波形整型回路２７によりパルス変換し、その出力パ
ルスの立上り部で動作し、一定の時間中を有するパルス
信号に変換するモノステープルマルチ回路２８によって
得られる信号、即ちクリアー信号２８ａが入力されて、
ゲート信号２３ａとピーク・ホールド回路１０に入力さ
れるリセット信号２３ｂとを出力する機能を持つ。 この一次電圧信号２４ａは第３図１、クリアー信号２８
ａは第３図０、リセット信号２３ｂは第３図ので示され
る。ノッキングの発生する時期は前述した様に、クラン
ク角の上死点後ｌｏｏ〜３０ｏの付近の間である。 従って、上記カウンター回路２３のゲート信号２３ａの
時間中は１び〜３００の位相に相当する時間中を有する
。尚ノッキングの発生する時期はエンジンの回転数に関
係なくほぼ一定のクランク角度内に存在することが確か
められているので前記クランク角度信号２０ａによって
得られるゲート信号２３ａはクランク角度ｌｏｏ〜３０
ｏの時間中に設定すれば、エンジン回転数が変化しても
自動的にゲート信号２３ａは一定クランク角度の信号と
なる。ゲート回路９の出力信号９ａは次のピーク・ホー
ルド回路１川こ印加する構成となっている。 ゲート出力信号９ａは第３図ＱＶ）に示されている。ピ
ーク・ホールド回路１０‘まゲート出力信号９ａを入力
とし、該信号のピークをホールドする機能を持つ。この
ホールドする期間は、前記カウンター回路２３によって
得られるリセツト信号２３ｂによって定まる。即ち、ピ
ーク・ホールド回路１川こよってピーク・ホールドを行
い、該ホールドされてなるピーク信号をリセット信号２
３ｂによってリセットされる。従って、ホールドされて
なる期間はホールド開始時からリセツト時までの間とな
る。リセット信号２３ｂを発生する機構について説明す
る。前述したようにクランク角度信号２０ａは、第４Ａ
図に示す如くエンジンの本体３８にとりつけてなるクラ
ンクプーリー３４に取付けるアルミ板のクランク角円板
３５と円板３５上の設定クランク角度に取付ける磁性体
のピン３６とステー３７に支持されている電磁ピックア
ップ型クランク角度信号検出センサ２０によって得られ
る。 該ピン３６を設定した場合の一例を第４Ｂ図に４気筒、
第４Ｃ図に６気筒用のエンジンについてそれぞれ示して
ある。第４Ｃ図の６気筒エンジンについてピン３６の設
定は１ｏｏ，３０ｏ，８００，１３００，１５０ｏ ，
２００ｏ ，２５００２７０ｏ ，３２００である。こ
のピン３６によって得られるクランク角度信号２０ａは
前記第３図ｍに示す通りであり、エンジンの各気筒当り
３個のクランク角度信号２０ａとなる。このクランク角
度信号２０ａを増中回路２１および波形整型回路２２に
よってパルス信号２２ａ（第３図Ｗ）に変換し、このパ
ルス信号２２ａを前記カウンター回路２３により、ゲー
ト信号２３ａとりセット信号２３ｂに分離する。すなわ
ち第３図ｍ，Ｗに示す第１気筒について説明すると、ク
リア信号２８ａによって０にセットされるカウンター回
路２３に信号２２ａが入力されると１００と３０ｏのク
ランク角信号によりゲート信号２３ａが出力され、８０
ｏのクランク角信号と前記クリア信号２８ａによりリセ
ット信号２３ｂが出力される動作を行うものである。同
様に６気筒エンジンの点火順序に従い、第５、第３、第
６、第２、第４の各ゲート信号とりセット信号が出力さ
れる。以上のリセット信号２３ｂによってリセットされ
るピーク・ホールド回路１０の出力信号１０ａは第３図
ＱＷ）に示される。ピーク・ホールド回路１０の出力信
号１０ａが印加される低域櫨波回路１１は、該信号１０
ａの高調波を除去する機能を持つ。 この世力信号は第３図戊肌）に示される。該低域櫨波回
路１ １の出力信号亀 ｌａは増中回路１２に入力され
適当な信号レベルに増中され、その出力は低域櫨波回路
１３に入力され、適当な時定数を持つ信号に変換されて
出力される。 この低域猿波回路１３の出力信号がノッキングの強度を
示す信号となり、アナログ・メータや記録計などによっ
て表示されることになる。一方、ノッキング・レベル判
定回路１４は、ピーク・ホールド回路１０のピーク・ホ
ールド出力信号１０ａを受けて設定レベル以上のノッキ
ング信号かどうかの判定を行い、設定レベル以上のノッ
キング信号があれば、パルス信号１４ａを発生する構成
となっている。 このパルス信号１４ａは３ ■血）に示される。アンド
ゲート回路１５は、上託しベル判定回路１４の出力パル
ス信号１４ａとカウンター回路２３から得られるゲート
信号２３ａとのアンド論理を行っている。このゲート回
路１５の出力信号１５ａは、ノッキング発生の回数パル
スとする。この出力信号１５ａは第３図雌Ｘ）に示され
る。カゥソタ１６は、アンドゲート回路１５より得られ
るパルスを順次カウントする構成となっている。 更に、該カウンタ１６は後述するカウンタ２９の出力信
号によってクリアーされるクリアー機構を持つ。表示回
路１７は、ドライバー回路１７Ａと表示部１７Ｂとより
成り「当然のことながら、カウソタ１６の計数内容、即
ち一定点火回数中に発生するノッキング信号、いわゆる
ノッキング発生の頻度を表示する構成となっている。カ
ゥンタ１６をクリアーするクリアー信号は前記一次電圧
信号２４ａを波形処理した後、モノステ−フルマルチ回
路２８に入力し、一定時間中を有するクリア信号２８ａ
をカゥンタ２９により一定のパルス数を計数した後出力
される信号である。すなわちエンジンが１００回点火さ
れる毎にパルスを１個発生するカウソタ回路２９の出力
信号によりカウンタｉ６をクリアーする動作を行う。従
ってカゥンタ１６はエンジンの１００回点火中における
ノッキングの発生回数を頻度として表示されることにな
る。次に前記一次電圧信号２４ａを波形処理した後、波
形整型回路２７によってパルス変換されたパルス信号は
モノステーブル・マルチ回路３２Ａと低域穂波回路３２
Ｂから構成される周波数−電圧変換回路３２に入力し、
パルス数に比例した直流信号に変換する。 この出力信号は増中回路３３に入力し「適当な信号レベ
ルに増中されて出力される。従ってこの増中回路３３の
出力信号はエンジンの回転数に比例した直流信号として
出力され、適当なメー夕や記録計によってエンジン回転
数として表示されることになる。またカウンタ回路２９
から出力される点火１００回毎のパルス信号はモノステ
ーフル・マルチ回路３０‘こ入力され、一定時間中の信
号に変換し、その出力はィンヂケータ３１に入力されて
発光ダイオードなどを点灯させる。次に前述した増中回
路６の出力信号は半波整流回路１８に入力され、その出
力はメータ１９によつて表示され、圧力検出プラグから
出力される信号のレベルを表示するものである。 以上、実施例の各部構成の特徴と機能を若干の相互関係
を持たせて説明してきた。 以下、全体の動作を説明しよう。但し、各部構成の説明
と蚤復する部分があるため簡単な説明にとどめることに
する。６気筒のエンジン（Ｎｏ．１，Ｎｏ．２，Ｎｏ．
３，Ｎｏ．４，Ｎｏ．５，肺．６と表わす）構成となる
本実施例では、例えばＮｏ．１→Ｎｏ．５→Ｎｏ．３→
Ｎｏ．６→Ｎｏ．２→Ｎｏ．４→…という順序で順次点
火燃焼を行わせてゆく。 今、圧力検出点火プラグ１００，１０１，亀０２，１０
３，１ ０４，１ ０５の夫々がＮｏ．１，Ｎｏ．２，
Ｎｏ．３，Ｎｏ．４，舷．５，Ｍ．６にとりつけられて
いるとすると、圧力検出点火プラグからは、第３図肌，
幻，Ｋ，血，皿，Ｘの如く圧力検出信号１００ａ，１０
１ａ，１０２ａ，１０３ａ，１０４ａ，１０５ａが得ら
れることになる。該圧力検出信号１００ａ，１０１ａ，
１０２ａ，１０３ａ，１０４ａ，１０５ａは夫々インピ
ーダンス変換回路２に入力する。該変換回路２は、圧電
素子自体の持つ高インピーダンスに対してインピーダン
ス変換を行い、その出力を振中調整回路３に入力させる
。第２図に示すように、６つの信号が夫々並列に印加す
る構成となっており、従って、該振中調整回路３では、
各気筒毎の圧力検出信号のレベル調整（ゲイン調整）を
行う。この振中調整回路３の出力はあらかじめ定めたク
リッパーレベルＶｃを有するクリッパ回路４に入力し該
レベルＶｃよりも小さいレベルの信号を除去する。クリ
ツパ回路４の出力は気筒毎のスイッチを介し、加算回路
５に入力され、夫々の信号を総加算する。この加算は時
間軸に沿って行われるため各点火サイクル毎に加算信号
が得られる。該加算回路５の出力、即ち加算回路５ａは
第３図の血に示されるようになる。帯城榎波回路７では
、加算回路５の出力信号５ａを増中回路６で増中した後
７ＫＨＺ〜１岬ＨＺの帯城にある周波数のみを通過させ
、それ以外の周波数は除去させている。 従って、該帯城櫨波回路７からは、ノッキング信号を主
体とし、それ以外の若干のノイズの持つ渡波帯城に相当
するノイズ信号とを含めて信号７ａが第３図００のに示
すように出力される。この世力信号７ａは半波整流回路
８により正極性の信号のみに変換しゲート回路９に印加
される。カウンタ回路２３の出力ゲート信号２３ａ（第
３図Ｖに示す）が上記ゲート回路９の制御入力として印
加されている。従って、ゲート回路９からは、ゲート信
号２３ａが正の電位になっている間、その間の信号７ａ
を選択して出力することになる。このゲート信号２３ａ
は、次のようにして得られる。第４Ｃ図に示すクランク
角度円板３５に設定するピン３６と、クランク角度信号
センサ２０とによって得られるクランク角度信号２０ａ
を増中回路２１、波形整型回路２２、カウンター回路２
３の電気回路と、該カウンター回路２３に一次電圧信号
２４ａを増中回路２５、低域櫨波回路２６、波形整型回
路２７、モノステーフル・マルチ回路２８の電気回路に
よって得られるクリアー信号２８ａが入力されることに
よって、カウンター回路２３からゲート信号２３ａが得
られ、前述したゲート回路９の制御入力に入力されるも
のである。 かくしてゲート回路９より得られる信号９ａは、第３図
広Ｖ）となる。この信号９ａはピーク・ホールド回路１
０１こ入力され、最大値のホールドが行われる。このピ
ーク・ホールド回路１０によってホールドされてなるピ
ーク信号は前記カウンタ回路２３によって得られる信号
２３ｂによってリセットされる。このリセット信号２３
ｂは、各エンジンの点火サイクル毎に同期して出力され
る。リセット信号２３ｂは第３図のに示される。上記ピ
ーク・ホールド回路１０より得られるホールドされてな
るピーク信号１０ａは低域櫨波回路１１、増中回路１２
、低域渡波回路１３を介して、ノッキングの強度に対応
した信号が得られる。これをメータや記録計で表示させ
ることによって、ノッキングの強度を指示することにな
る。一方、ピーク・ホールド回路１０の出力信号１０ａ
は、ノッキング・レベル判定回路１４にも入力され、そ
の結果設定レベル以上のノッキング信号があるかどうか
判定される。設定レベル以上のノッキング信号がある場
合には、出力パルス信号が発生する。このパルス信号は
前記カウンタ回路２３より得られるゲート信号２３ａと
共にアンドゲート回路１５に入力される。この結果、ア
ンドゲート回路１５からはノッキング発生の回数に対応
したパルス信号が得られ、次いで、カウンタ１６に該パ
ルス信号が入力されて計数されてゆく。カウンター６の
計数結果は、表示回路１７に表示される。この表示内容
は、当然のことながら、一定点火回数中に発生するノッ
キング信号、即ち、ノッキング発生の頻度を示すことに
なる。尚、カウンター６へ前記カウン夕回路２９からの
出力信号２９ａが入力されているのは、クリアー信号と
してである。以上の実施例の中で、圧力検出点火プラグ
ーは、他の手段によって代替させてもよい。 例えば、加速度センサやエンジン指圧計などのセンサを
利用することも可能である。更に電磁ピックアップにつ
いても同様である。例えばエンジンの駆動軸にスリット
円板などをとりつけ、光電式ピックアップなどによりエ
ンジンのクランク角を検出し、エンジン。ノッキングの
発生するクランク角近辺からクランク角信号を検出する
ようにすれば、上記実施例で示した如き、ゲート回路９
のゲート信号として印加することができる。以上の実施
例を回路構成に基づきより具体的に説明する。 第５図は、圧力検出点火プラグ群１とインピーダンス変
換回路２と振中調整回路３と、クリッパ回路４、セレク
タ・スイッチ４Ｂと加算回路５の具体的回路構成を示す
。 インピーダンス変換回路２は、圧力検出点火プラグ群１
内の圧力検出点火プラグ１００，１０１，１０２，１０
３，１０４，１０５の夫々毎にインピーダンス変換要素
を持っている。各変換要素は同一構成である。圧力検出
点火プラグ１０川こ対する変換要素は抵抗２００，２０
１、ダイオード２０２，２０３、演算増中器２０４より
成る。圧力検出点火プラグ１０１，１０２，１０３，１
０４，１０５に対しても同様に、抵抗２０５，２０６、
ダイオード２０７，２０８、演算増中器２０９、抵抗２
１０，２１１、ダイオード２１２，２１３、演算増中器
２１４、低抗２１６，２１６、ダイオード２１７，２１
８、演算増中器２１９、抵抗２２０，２２１、ダイオー
ド２２２，２２３、演算増中器２２４、抵抗２２５，２
２６、ダイオード２２７，２２８、演算増中器２２９よ
り成る。各変換要素の機能はすべて同じである故、圧力
検出点火プラグ１０川こ対する変換要素のみの説明とす
る。抵抗２０川ま圧力検出点火プラグ１００の２つの出
力端子（正極、負極）間に接続されている。抵抗２００
の一端はアースされ、他端は抵抗２０１を介して演算増
中器２０４の一方の入力端子に接続されている。演算増
中器２０４は、該入力端子の他にもう一つの入力端子を
持っている。この入力端子には演算増中器２０４の出力
端子が直接接続されている。抵抗２００と演算増中器２
０４とで霞圧ホ。ヮー回路を形成している。また、抵抗
２０１とダイオード２０２，２０３とは、異常な点火ノ
イズなどを制限するためのノイズリミツタ機能を持って
いる。ダイオード２０２，２０３の夫々の一端で矢印の
設けられている部分は、バイアス電圧の印加されること
を示している。このバイアス電圧は、ノズルのレベルに
応じて設定されている。かかる構成によれば、電圧ホロ
ワー回路によってインピーダンスの変換が行われ「更に
、所定のノイズをノイズリミッ外こより除去できること
になる。かくして得られる演算増中器２０４，２０９，
２１４，２１９，２２４，２２９からの出力信号は振中
調整回路３に印加されてゆく。振中調整回路３は各演算
増中器２０４，２０９，２１４，２１９，２２４，２２
９の夫々の出力信号に対応した反転増中用演算増中器と
樋性切換えスイッチと振中調整用演算増中器を持つ。 演算項中器２０４に対する振中調整回路３の各要素は、
抵抗３００，３０１，３０４，３０５，３０６，３０７
、演算増中器３０２，３０８、切換えスイッチ３０３か
ら成る。同様に演算増中器２０９，２１４，２１９，２
２４，２２９の夫々に対しては抵抗３０９，３１０，３
１３，３１４，３１５，３１６、増中器３１１，３１７
、切換えスイッチ３１２、抵抗３１８，３１９，３２２
，３２３，３２４，３２５、増中器３２０，３２６，切
換スイッチ３２１、抵抗３２７，３２８，３３１，３３
２，３３３，３３４、増中器３２９，３３５、切換えス
イッチ３３０、抵抗３３６，３３７，３４０，３４１，
３４２，３４３、増中器３３８，３４４「切換えスイッ
チ３３９、抵抗３４５，３４６，３４９，３５０，３５
１，３５２、増中器３４７，３５３、切換えスイッチ３
４８より成る。各要素の機能はすべて同一であるので、
演算増中器２０４に対する振中調整回路の要素について
のみ説明する。抵抗３０川ま演算増中器２０４の出力端
子に接続されている。抵抗３００の他の一方は演算増中
器３０２の一方の力端子に接続され、この入力端子から
抵抗３０１を通して、増中器３０２の出力端子に接続さ
れている。増中器３０２の他の入力端子はアースに接続
されている。増中器２０４の出力端子は直懐切換スイッ
チ３０３のノーマリー・クローズ（以下Ｎ．Ｃと称す）
接点に接続される。増中器３０２の出力端子は直援切換
スイッチ３０３のノーマリ・オープン（以下Ｎ．○と称
す）接点に接続される。この切換スイッチ３０３は圧力
検出プラグ１００の出力信号が正極性の場合、Ｎ．Ｃ接
点と共通接点（以下ＣＯＭと称す）が接続され、演算増
中器２０４の出力信号は直接次段の抵抗３０４に入力さ
れる。しかし、圧力検出プラグ１００の出力信号が負極
性の場合は、インバータースイッチ３５４を閉じること
により、リレー３５６が作動し、功換スイッチ３０３の
接点はＮ．○とＣＯＭが接続され、Ｎ．ＣとＣＯＭは切
離される。従って演算増中器２０４の負極性の出力信号
は反転増中器３０２を介して樋性が反転され、正極性の
信号がＮ．○とＣＯＭ接点を通じて抵抗３０４に入力さ
れる。従って、当反転増中機能により「圧力検出プラグ
１００の極性を自由に選択でき、一定の樋性の信号を次
段へ入力することができる。抵抗３０４は抵抗３０５に
接続される。 抵抗３０５は演算増中器３０８の一方の入力端子に接続
され、該入力端子から抵抗３０６，３０７を介し増中器
３０８の出力端子に接続される。増中器３０８の他の入
力端子はアースに接続される。抵抗３０７は可変抵抗器
から成り、本発明にかかるエンジン・ノッキング・メー
タでは装置の前面パネルに取付けて、外部から容易に調
整できる機能になっている。切換スイッチ３０３のＣＯ
Ｍ接点に出力される前段からの正極性の信号は演算増中
器３０８により、増中度を自由に設定できる。すなわち
、抵抗３０５と抵抗３０６，３０７による抵抗比によっ
て増中度は決定せられ、更に抵抗３０７によって、その
増中度を自由に変えることができる。従って圧力検出プ
ラグ１００の感度の差を、この振中調整回路３によって
自在に調整できるもので、夫々の圧力検出プラグ１０１
，１０２，１０３，１０４，１０５も１００と同一の要
素を持つ振中調整回路３により夫々の感度のバラッキを
調整でき、振中調整回路３の夫々の出力端子には振中の
揃った信号が出力されることになる。この機能は周知の
如く、感度のバラッキの大きい圧力検出プラグを応用す
る場合には夫々の出力信号の振中レベルを合わせて感度
を揃えるために極めて重要な要素となりしかもエンジン
・ノッキングを一層正確に測定するための手段の１つと
なっている。振中調整回路３の夫々の出力端子は加算回
路５の入力抵抗に接続される。 加算回路５の入力抵抗となる抵抗と加算用演算増中器の
入力端子との間にクリツパー回路４および電子スイッチ
４０１と電子スイッチ４０５とで構成されたセレクタ・
スイッチが接続されているので、クリッパー回路および
セレクタ・スイッチについて先に説明する。演算増中器
３０８の出力端子は抵抗５００を介してクリツパ回路４
のダイオード４００のカソード端子に接続される。ダイ
オード４００のアノード端子はセレクタ・スイッチの電
子スイッチ４０１の１つのスイッチ入力端子に接続され
、電子スイッチ４０１の出力端子は加算回路の演算増中
器５０７の入力端子に接続される。同様に演算増中器３
１７の出力端子は抵抗５０１に接続され、更にダイオー
ド４０２を介して電子スイッチ４０１の第２の入力端子
に接続され、その出力端子は加算回路の入力端子に接続
される。演算増中器３２６の出力端子は抵抗５０２に接
続され、更にダイオード４０３を介して、電子スイッチ
４０１の第３の入力端子に接続され、その出力端子は加
算回路の入力端子に接続される。 演算増中器３３５の出力端子は抵抗５０３に接続され、
−更にダイオード４０４を介して電子スイッチ４０５の
第１の入力端子に接続され、その出力端子は加算回路の
入力端子に接続される。演算増中器３４４の出力端子は
抵抗５０４に接続され、更にダイオード４０６を介して
電子スイッチ４０５の第２の入力端子に接続され、その
出力端子は、加算回路の入力端子に接続される。演算増
中器３５３の出力端子は抵抗５０５に接続され、更にダ
イオード４０７を介して電子スイッチ４０５の第３の入
力端子に接続され、その出力端子は加算回路の入力端子
に接続される。夫々の演算増中器３０８，３１７，３２
６，３３５，３４４，３５３に対応するクリッパ回路４
とセレクタ・スイッチの要素は同一であるので、演算増
中器３０８の出力端子に接続されるクリッパ回路４、セ
レクタ・スイッチについてのみ説明する。演算増中器３
０８から出力される負極性の信号はダイオード４００の
動作電圧以下の信号レベルが除去される。周知の如く、
ダイオード４００がシリコン・ダイオードの場合ではそ
の動作電圧が約０．７Ｖであり、ゲルマニウム・ダイオ
ードの場合では約０．４Ｖである。従って入力される信
号はダイオードの動作電圧分だけ除去されることになる
。この機能は複数の信号を加算きて処理する場合におい
て、特にノイズを含む信号の加算処理に対しては「一定
レベル以上の信号成分のみを加算する作用を行うため信
号のＳ／Ｎ比向上に大きく役立ち、極めて重要な要素と
なる。ダイオード４０Ｑの出力端子には一定レベル以上
の負極性の信号が出力されセレクタ・スイッチの電子ス
イッチ４０１の第１の入力端子に入力される。 電子スイッチ４０１はスイッチ４０８を操作することに
より導通あるいは不導通となる。電子スイッチ４０１の
第１の入力端子と出力端子間は通常不導通となっており
、ダイオード４００からの出力信号は加算回路に入力さ
れない。スイッチ４０８を押すと、電子スイッチ４０１
の第１の入力端子と出力端子は導適状態となり入力信号
は加算回路に入力される。同様にスイッチ４０９を押す
と電子スイッチ４０１の第２の入力端子と出力端子が導
通し、ダイオード４０２の出力信号は加算回路に入力さ
れる。 スイッチ４１０を押すと電子スイッチ４０１の第３の入
力端子と出力端子が導通し、ダイオード４０３の出力信
号は加算回路に入力される。 スイッチ４１１を押すと電子スイッチ４０５の第１の入
力端子と出力端子が導通し、ダイオード４０４の出力信
号は加算回路に入力される。スイッチ４１２を押すと電
子スイッチ４０５の第２の入力端子と出力端子が導通し
、ダイオード４０６の出力信号は加算回路に入力される
。スイッチ４１３を押すと電子スイッチ４０６の第３の
入力端子と出力端子が導通し、ダイオード４０７の出力
信号は加算回路に入力される。すなわち、電子スイッチ
４０１および電子スイッチ４０５の夫々の機能により各
気筒に取付ける圧力検出プラグ１００，１０１，１０２
，１０３，１０４，１０５からの各々の出力信号を自由
に選別し、気筒別に加算回路に入力できる。すなわち、
エンジンの気筒別のノッキングを電子スイッチ４０１と
電子スイッチ４０５とで構成されるセレク夕。スイッチ
の機能によって測定できるものである。また全気筒の信
号を同時に加算回路に入力する場合は前面パネルの押ボ
タンであるスイッチ４１４を押すと、電子スイッチ４０
１，４０５の全ての夫々の入力端子と出力端子は導通し
、全気筒のノッキングを測定できるものである。電子ス
イッチ４０１，４０５を操作するスイッチ４０８，４０
９，４１０，４１１，４１２，４１３の一方の接点は夫
々電子スイッチ４０１，４０５の制御入力端子に接続さ
れ、制御入力端子からは同時に夫々抵抗４１７，４１６
，４１５，４２０，４１９，４１８を介してバイアスが
供給されている。またスイッチ４０８，４０９，４１０
，４１１，４１２，４１３の他の一方の端子は夫々、ア
ースに接続される。更にスイッチ４１４は２蓮の構造を
有し、その一方の端子はダイオード４２１，４２２を介
して電子スイッチ４０１，４０５の夫々の制御入力端子
に接続されている。またスイッチ４１４の他の一方の端
子はアースに接続されている。夫々の電子スイッチ４０
１，４０５からの各出力端子は加算回路５の演算増中器
５０７の共通入力端子に接続これ、夫々の入力抵抗とな
る抵抗５００，５０１，５０２，５０３，５０４，５０
５と共通入力端子と増中器５０７の出力端子間に接続さ
れる抵抗５０６とによって加算回路を構成する。 この加算回路５によって各気筒毎に出力される信号が総
加算されて加算出力を出力したりあるいは各気筒別の信
号を出力する動作が行なわれる。次に、第６図に、増中
回路６、帯域櫨波回路７、半波整流回路８、ゲート回路
９、ピーク・ホールド回路１０、低域櫨波回路１１、増
中回路１２、低域猿波回路１３、ノックレベル判定回路
１４、アンドゲート回路１５の各部構成及び各部間の接
続構成を示す。 加算回路の出力端子は抵抗６００を介して増中回路６の
演算増中器６０２の入力端子に接続される。 更に増中器６０２の入力端子から抵抗６０１を介してそ
の出力端子に接続されている。また演算増中器６０２の
他の入力端子はアースに接続されている。従って抵抗６
０川ま演算増中器６０２の入力抵抗となり、抵抗６０１
は帰還抵抗となり、抵抗６００と６０１の比によって決
まる増中度を有する増中回路を形成する。前記加算回路
５の出力端子から出力される信号は、この増中回路６に
より、一定の増中度で増中され、その出力端子から出力
される。 次に増中回路６出力端子はコンデンサ７０１を介して帯
域猿波回路７に入力される。 帯城櫨波回路７は、コンデンサ７０１，７０３，７０４
，７０７、抵抗７０２，７０５，７０６，７０８，７０
９、演算増中器７１０から成る第１段目の帯域穂波回路
と、コンデンサ７１１，７１３，７１４，７１７、抵抗
７１２，７１５，７１６，７１８，７１９、演算増中器
７２０から成る第２段目の帯城櫨波回路とコンデンサ７
２１，７２３，７２４，７２７、抵抗７２２，７２５，
７２６，７２８，７２９、演算増中器７３０から成る第
３段目の帯域様波回路とから構成されている。第１段、
第２段、第３段の夫々の帯城濠波回路の要素および接続
関係は同一であるので、第１段目もこついてのみ説明す
る。増中回路６０２の出力端子はコンデンサ７０１に接
続され、抵抗７０２を介して演算増中器７１０の入力端
子に接続されている。 該入力端子からコンデンサ７０３，７０４、および抵抗
７０５，７０６を介してその出力端子に接続されている
。またコンデンサ７０３と７０４の接続点から抵抗７０
８を介してアースに接続され、抵抗７０５と７０６の接
続点からコンデンサ７０７を介してアースに夫々接続さ
れている。更に演算増中器の他の入力端子はアースに接
続されている。 以上の構成により、コンデンサ７０３，７０４、抵抗７
０８の組み合せにより高城櫨波器を、抵抗７０５，７０
６、コンデンサ７０７の組み合わせにより低域櫨波器を
形成し、両方を合わせて帯域櫨波器が構成されているも
のである。 以上の構成から成る３組の帯城猿波器から構成する帯城
猿波回路７の動作を以下説明する。前述した如く、圧力
検出プラグ１００，１０１，１０２，１０３，１０４，
１０５から出力される圧力検出債号１００ａ，１０１ａ
，１０２ａ，１０３ａ，１０４ａ，１０５ａの夫々には
第ＩＢ図に示した如くノッキングによる異常圧力信号の
他に、ノッキング信号成分に対してはノイズとなるシリ
ンダ内の圧力信号、点火ノイズ信号、ポイントの作動ノ
イズ信号、エンジンの振動ノイズ信号が含まれている。
しかし、ノッキングによる異常圧力信号の周波数はこれ
らのいくつかのノイズ信号の周波数とは異るため、前記
帯城櫨波回路により、ノイズ信号の周波数成分を除去す
ることが可能となる。前述した如くノッキングによる異
常圧力信号の周波数は大体７ＫＨＺ〜１肌ＨＺの範囲内
に存在するため、帯域櫨波回路の低域しや断周波数を７
ＫＨｚ、高城しや断周波数を１０ＫＨＺに設定し、大き
な減衰特性を有する帯城猿波回路を形成すれば、７ＫＨ
Ｚ以下および１０ＫＨＺ以上の不要な信号成分は完全に
除去できる。しかるに本発明のノッキング・メータにお
ける帯域猿波回路は、中心周波数を８．靴ＨＺとして低
域しや断周波数を７ＫＨＺ、高しや断周波数を１０ＫＨ
Ｚ帯城猿波回路の減衰特性を−５Ｍｂ／ｏｃｔに設定す
ることにより極めて効率良く、ノイズ成分を除去できる
。この帯域嬢波回路７の第３段目の演算増中器７３０の
出力端子は次段の半波整流回路８に接続される。 半波整流回路８はコンデンサ８００、抵抗８０１，８０
２、ダイオード８０３，８０４、演算増中器８０５から
成る帯城櫨波回路７の演算増中器７３０の出力端子はコ
ンデンサ８００に接続され、更に抵抗８０１を介して演
算増中器８０５の入力端子に接続されている。 また入力端子から抵抗８０２、ダイオード８０４および
ダイオード８０３を介して、出力端子に接続されている
。演算増中器８０５の他の入力端子はアースに接続され
ている。以上の構成から成る半波整流回路は、前段帯域
穂波回路７から出力される交流信号のノッキングによる
異常圧力信号の正極性の成分のみを次段のゲート回路９
へ供給する作用を行う。又抵抗８０１と抵抗８０２との
抵抗比による増中度を持たせる機能を有する。当半波整
流回路８の目的は次段のゲート回路９へ不要な負極性の
信号が入力されるのを阻止する作用と、前記帯城櫨波回
路７から出力されるノッキングによる異常圧力信号の振
中を増中し、後段の電気回路で処理しやすい振中を有す
る信号に変換する作用を行っているものである。ゲート
回路９は、Ｃ−ＭＯＳを応用したゲート素子９００、抵
抗９０１および演算増中器９０２とより成る。 前記半波整流回路８は抵抗８０２とダイオード８０４の
接続点を出力端子としてゲート回路９のゲート素子９０
０の入力端子１に接続される。 ゲート素子９００の出力端子０は抵抗９０１を介してア
ースに接続されると共に、直接演算増中器９０２の一方
の入力端子に接続されている。演算増中器の他の入力端
子は直接その出力端子に接続される。またゲート素子９
００のゲート制御端子Ｇ，，○２は後述するカウンター
回路２３の出力端子に接続される。この構成によればゲ
ート素子９０川まスイッチ機能を持ち「演算増中器９０
２は電圧ホロワー回路の機能を持つことになる。以下ゲ
ート回路９の動作を説明する。ゲート素子９００の入力
端子１には、半波整流回路８の出力端子が入力信号とし
て印加され、ゲート制御端子Ｇ，，Ｇ２には、カウンタ
ー回路２３からの出力信号２３ａがゲート信号として印
放されている。 この二つの信号に対して該ゲート素子９００はアナログ
スイッチ機能の働きを行う。ゲート素子９００の出力端
子０からは「出力信号９ａが得られる。ゲート制御端子
に印加されるゲート信号２３ａは、ノッキング発生時の
信号をひろうための信号であり「第３図に示される如き
タイミングを持っている。従って、このゲート信号２３
ａが正電位の期間中の半波整流回路８より得られる信号
のみが出力信号９ａとして得られることになる。このゲ
ート素子９００の出力信号ｇａは演算増中器９０２によ
る電圧ホロワ−回路によりインピーダンス変換され、次
段ピーク・ホールド回路１０‘と入力されることになる
。 このゲート回路９の目的は前記帯城櫨波回路７の周波数
帯減すなわちノッキングによる異常圧力信号の周波数と
同一周波数のノイズ成分が信号の全時間軸に含まれてく
るため「 ノッキングによる異常圧力信号が存在する時
間のみの信号をゲート回路９により通過させ、他の時間
軸に含まれるノイズ成分を除去するためである。又演算
増中器９０２から成る電圧ホロワー回路は前記ゲート素
子９００が不導通の合次段ピーク・ホールド回路１０へ
の入力インピーダンスが無限大となり、不要なノイズが
混入する恐れがあるため、ゲート素子９００とピーク・
ホールド回路１０とのインピーダンスを低下させる作用
を行っている。このゲート回路９の出力は上記演算増中
器９０２の出力端子より取り出され「ピーク・ホールド
回路１０の入力信号となる。ピーク・ホールド回路１Ｏ
Ｇま、ダイオード１０００「コンデンサー００１及び演
算増中器１００４、ゲート素子１００２、抵抗１００３
とより成る。 ゲート素子１００２のゲート制御端子は後述するカウン
ター回路２３の出力信号２３ｂが印加される構成となっ
ている。更に該ゲート素子１０８２の出力端子０‘ま接
地され、入力端子は、ダイオードＩＱＯＯのカソード端
子に接続されている。前記ゲート回路９の演算増中器９
０２の出力端子はダイオード１００８のアノード端子に
接続され、そのカソード端子は抵抗１００３を介してピ
ーク・ホールド回路１０の演算増中器１００４の入力端
子に接続されている。 またダイオード１０ＱＯのカソード端子はコンデンサー
ＱＯＩを介してアースに接続されている。該演算増中器
１００４の他の入力端子は、その出力端子に直接接続さ
れている。 以上の構成から成るピークホールド回路１０の動作を説
明する。前記ゲート回路９の出力端子から出力される正
極性のノッキングによる異常圧力信号はダイオード１０
００を通じてゲート素子１０８２が不導通の間コンデン
サｌ００１に蓄えられる。すなわち演算増中器１００４
の入力インピーダンスを無限大近くに大きく設定してあ
るので、コンデンサ１００１に蓄えられる信号は放電す
ることなく信号の最大値まで蓄えられることになる。従
ってコンデンサー００１に蓄えられた信号の最大値がゲ
ート素子１００２が導通してコンデンサ１００１が短絡
されるまで保持されることになり、演算増中器１００４
の入力端子に出力され、ピーク・ホ−ルド回路の作用を
行う。またゲート素子１００２の制御入力端子には後述
するカウンター２３から出力されるリセット信号２３ｂ
が入力され、このリセット信号２３ｂによってピーク・
ホールド回路１０のリセット作用が行なわれる。以上の
ピーク・ホールド回路１０の出力端子は、演算増中器１
００４の出力端子より導出されている。 またゲート素子１００２のゲート制御端子Ｇ，，Ｇ２に
印加されるカウンター回路２３の出力２３ｂは、該ピー
ク・ホールド回路に対してリセット機能を持ち、またホ
ールド回路１０の出力端子は低域櫨波回路１１およびノ
ック・レベル判定回路１４にそれぞれ接続される。低域
猿波回路１１は抵抗１１００，】１０１，１１０３、コ
ンデンサ１１０２，１１０４、演算増中器１１０５から
成る。 ピーク・ホールド回路１０の演算増中器１００４の出力
端子は抵抗１１００に接続され、更に抵抗ｉｌ０３を介
して演算増中器１１０５の入力端子に接続される。抵抗
１１００と１１０３との接続点からコンデンサ１１０２
を介してアースに接続され、更に該接続点から抵抗１１
０１を介して該演算増中器１１０５の出力端子に接続さ
れる。該演算増中器１１０５の入力端子からコンデンサ
１１０４を介して、同様に出力端子に接続される。また
該演算増中器１１０５の他の入力様子は、直接アースに
接続される。以上の構成から成る低減様波回路１１の抵
抗１１００１こ前記ピーク・ホールド回路１０から出力
されるノッキングにおける異常圧力信号の最大値を示す
信号が入力されると低域猿波回路１１は、該ピーク・ホ
ールド回路の出力信号から高調波成分を除き、なめらか
な正弦波的な信号に変換し、出力する。次に増中回路１
２は抵抗１２００，１２０１，１２０２，１２０３，１
２０５、切換スイッチ１２０４、演算増中器１２０６か
ら成る。 前記低域獲波回路１１の演算増中器１１０５の出力端子
は抵抗’２００を介して演算増中器１２０６の入力端子
に接続される。更に該入力端子からは抵抗１２０１、切
換スイッチ１２０４、抵抗１２０５を介して該演算増中
器１２０６の出力端子に接続される。また切換スイッチ
１２０４の接点位置によっては、該抵抗１２０１と１２
０５の間に抵抗１２０２あるいは抵抗１２０２と抵抗１
２０３が接続される。該演算増中器１２０６の他の入力
端子はアースに接続されている。以上の構成による増中
回路１２は前記低域渡波回路１１から出力される信号１
１ａを増中する作用を行い、同時に切換スイッチ１２０
４によってその増中度を選択できる機能を持っている。
次に低域濠波回路１３は抵抗１３００、コンデンサ１３
０１，１３０２，１３０３、切換えスイッチ１３０４か
ら成る。 前記増中回路１２の演算増中器１２０６の出力端子は抵
抗１３０川こ接続され、抵抗１３００からコンデンサ１
３０１，１３０２，１３０３を介して切襖スイッチ１３
０４に接続され、該切換スイッチ１３０４の共通接点は
アースに接続されている。以上の構成による低域猿波回
路１３は前記増中回路１２から出力される信号を記録計
たとえばペン書きレコーダなどに記録させる場合にその
機能を果たす。すなわち一般にペン書しコーダの周波数
応答は１〜がＺが限度であるため「 ノッキングによる
異常圧力信号の出力される周期が遠い場合〈強いノッキ
ングが発生した場合に相当する）にはペン書きレコーダ
の応答性が悪くなり、正確な出力信号が記録されない。
そこで抵抗１３００とコンデンサ１３０１，１３０２，
１３０３との組み合せによる時定数回路を形成し、出力
される信号の周期に応じて切襖スイッチ１３０４でその
時定数を変えるもので、この機能により出力される信号
を正確に記録できるものである。 従ってこの低域櫨波回路１３の出力信号はノッキングの
強さを示すノック強度信号となるものである。次に、ノ
ッキング・レベル判定回路１４は、ピーク・ホールド回
路１０の出力信号が印加される抵抗１４０１、一端に電
源電圧が印加されて分圧電圧を発生する分圧抵抗１４０
３、該分圧抵抗１４０３の分圧電圧を直列にうける抵抗
１４０２、及び該２つの抵抗１４０１，１４０２の池端
の共通接続点が接続される入力端子を持つ演算増中器１
４０７、該増中器１４０７の出力端子と入力端子との間
に設けられたダイオード１４０４、該増中器１４０７の
もう一方の入力端子と上記出力端子との間に設けられた
帰還用抵抗１４０６、及び該入力端子とアース間に設け
られた抵抗１４０５より成る零クロス形シュミット回路
を構成している。 以上の構成によるノッキング・レベル判定回路１４の動
作を説明する。 前述した如く圧力検出プラグ１００，１０１，１０２，
１０３，１０４，１０５から出力される圧力検出信号１
０Ｑａ，Ｉ０１ａ，１０２ａ，１０３ａ，１０４ａ，１
０５ａには第ＩＢ図に示したように検出しようとするノ
ッキングによる異常圧力信号の他にいくつかのノイズ信
号を含んでいる。そして、これらのノイズ信号はクリツ
パ回路４、帯城櫨波回路７「ゲート回路９の作用により
、ほとんど除去されると説明した。しかし、ノッキング
による異常圧力信号と同一時間内に存在し、しかも、同
一周波数成分を有するノイズ信号については、前記した
各回路の作用では除去できず、ピーク・ホールド回路１
０‘こノイズが出力されてくる。これらのノイズ成分は
非常に微少なもので「 ノック強度信号中にも含まれて
くるが、ベン書きレコーダなどにおいては、それに記録
される信号の大きさと様相によりノック信号とノイズ信
号との見分けはつけられる。しかしノッキングの有無を
パルスに変換し、ノック頻度として表示する場合にはノ
イズ成分を除去しなければ、ノイズの含まれる個数がノ
ッキングの頻度の計数誤差として現われる。そこで、こ
れらのノイズ成分をノック頻度を示す信号に変換させな
いようにするためノッキング・レベル判定回路１４の作
用が存在する。前記ピーク・ホールド回路１０から出力
される信号は正極性である。そこで負の電位を分圧抵抗
１４０３、抵抗？４０２に印加しておくと、抵抗１４０
２に印加されている負の電圧より大きい信号が抵抗１４
０１に印加される場合のみ、レベル判定回路１４が動作
する。従って負の電圧をノイズ成分の電位に相当する値
に設定しておけばレベル判定回路１４はノック信号のみ
によって動作することになる。またエンジン回転数によ
ってノイズ成分のレベルが異る場合は、エンジンの回転
数に応じて該分圧抵抗１４０３の設定位置を変えてやれ
ば良い。すなわち、分圧抵抗１４０３によって電圧レベ
ルを調整しており〜入力されるノッキング信号を前記分
圧抵抗１４０３によって設定する電圧レベル以上のノッ
キング信号をパルス信号に変換することによってノッキ
ング・レベルの判定を行うことになる。該ノッキングレ
ベル判定回路１４のパルス出力は後述するカウンター回
路２３より出力されるゲート信号２３ａと共にアンドゲ
ート回路１５に入力する。アンド回路１５はインバータ
ー１５００、アンドゲート１５０１、インバーター１５
０２、抵抗１５０３，１５０４から成る。 前記ノッキング・レベル判定回路１４の演算増中器１４
０７の出力端子はインバーター５００の入力端子に接続
され、該インバーター５００の出力端子はアンドゲート
１５０１の一方の入力端子に接続される。該アンドゲー
ト１５０１の他の入力端子には、後述するカウンター２
３からのゲート信号２３ａが入力される。アンドゲート
１５０１の出力端子はィンバータ１５０２の入力端子に
接続され、該インバーター１５０２の出力端子は抵抗１
５０３，１５０４を介してアースに接続され、該抵抗１
５０３と１５０４の接続点をアンド回路１５の出力端子
としている。該アンドゲート１５では、両者のアンド論
理を行い、ゲート信号とノッキング信号とが同時に存在
する場合のみ出力“１”を出力する。 前記ゲート回路９によってノッキング信号のみが分離出
力されてくるのであるが、複雑なエンジンの点火ノイズ
などが該ゲ−ト回路９以後にも混入する恐れがあり、ゲ
ート信号が“１”の間に存在するノッキング信号のみを
判定するために該アンドゲ−ト回路１５が設けられたも
のである。このアンドゲート回路１５の出力は「第７図
に示すカウンター回路１６に入力される。カウンター回
路１６および表示回路１７は一般的な機能であるため動
作の説明は省略し「構成要素のみ記述する。カウンター
回路１６は抵抗１６００，１６０１，１６０５，１６０
９、コンデンサ１６０４，１６１０、ダイオード１６０
７，１６１１、イン／ゞーター１６０２，１６０３およ
びカウンター６０８から構成され、表示回路１７は、イ
ンバーター１７００，１７０１，１７０２、抵抗１７０
３，１７０４，１７０５，１７１３，１７１４，１７１
５，１７１６，１７１７，１７１８，１７１９、トラン
ジスタ１７０６，１７０７，１７０８、デコーダー７１
２、ディスプレイ１７０９，１７１０，１７１１から構
成される。カウンター回路１６には、前記アンド回路１
５から出力されるノッキング信号１５ａと後述するカウ
ンター回路２９から点火１０山団毎に出力されるクリア
−信号が入力されている。この結果カウンター回路１６
は１００回点火中に発生するノッキングの数を計数する
ことになる。このカウンター回路１６の計数結果は表示
回路１７において、ノック頻度をパーセント表示するこ
とになる。次に前記圧力検出プラグ１００，１０１，１
０２，１０３，１０４，１０５からの夫々の圧力検出信
号の振中レベルは振中調整回路３の抵抗３０７，３１６
，３２５，３３４，３４３，３５２の可変抵抗によって
行うことは前述した通りである。 この場合、夫々の信号のレベルをメー外こ表示するため
の半波整流回路１８、アナログ。〆−タ回路１９につい
て説明する。半波整流回路１８は、第６図に示すように
、１８００，１８０７、抵抗１８０１，１８０２，１８
０６、ダイオード１８０３，１８０４、演算増中器１８
０５，１８０８、スイッチ１８０９から成る。 前記加算回路６の演算増中器６０２の出力端子はコンデ
ンサー８００を介し、半波整流回路１８の入力抵抗とな
る抵抗１８０１に接続され、演算増中器１８０５の入力
端子に接続される。該入力端子から抵抗１８０２とダイ
オード１８０４の直列回路と、ダイオード１８０３が該
演算増中器１８０５の出力端子に援続されている。また
該抵抗１８０２とダイオード１８０４の接続点から抵抗
１８０６を介し、演算増中器１８０８の入力端子に接続
されている。前記演算増中器１８０５の他の入力端子は
直接アースに接続されている。更に演算増中器１８０８
の入力端子からコンデンサ１８０７、スイッチ１８０９
を介して夫々ア−スに接続されている。該演算増中器１
８０８の他の入力端子は直接その出力端子に接続されて
いる。以上の構成によれば演算増中器１８０５は半波整
流の作用を演算増中器１８０８はホールド回路の作用を
行う。以下半波整流回路１８の動作を説明する。前記振
中調整回路３の作用により夫々の圧力検出プラグから出
力される圧力検出信号の振中レベルを同一に調整する場
合、前記セレクタ・スイッチ４Ｂの機能と、半波整流回
路１８の機能とを併用することによって、各気筒別の圧
力検出信号が前記加算回路６から出力され、半波整流回
路１８に入力され、その値が保持される。また、演算増
中器１８０８の出力端子にはアナログ・メーター９が接
続されているので、入力される信号レベルをメータに表
示している。従って、クリツパ回路４のスイッチ４０８
，４０９，４１０，４１１，４１２，４１３を順次操作
し、各気筒の信号レベルがアナログ・メーター９で同一
になるように振中調整回路３で操作できるものである。
また半波整流回路１８のホールド回路すなわち演算増中
器１８０８の入力インピーダンスが小さくしてあるため
、ホールド回路は入力信号を長時間ホールドすることな
く、入力信号の振中レベルに比例して変化する信号が演
算増中器１８０８から出力されるようになっている。 更にスイッチ１８０９の作用は通常その接点が閉じ演算
増中器１８０８の入力端子がアースされるようになって
おり、アナログ・メータには信号レベルが表示されず、
振中調整を行う時のみ、スイッチ１８０９を開き、該入
力信号をアナログ・メータで表示するようになっている
。 次に、前述したゲート回路９およびアンド回路１５へ夫
々入力するゲート信号２３ａ、ピーク・ホールド回路１
０へ入力するりセット信号２３ｂ、カウンター回路１６
へ入力するクリアー信号およびエンジン回転数信号を夫
々発生するための電気回路図を第８図に示す。 まず「第４図に示したエンジンのクランクプーリーから
、クランク角円板３５、ピン３６、電磁ピック・アップ
２０によって得られるクランク角信号２０ａからゲート
信号２３ａ、リセット信号２３ｂを発生させる構成につ
いて説明する。電磁ピック・アップ２０の出力端子は増
中回路２１の入力抵抗２１０川こ接続される。 増中回路２１は抵抗２１００，２１０３，２１０４，ダ
イオード２１０１，２１０２、演算増中器２１０５から
成る。抵抗２１００は演算増中器２１０５の入力端子に
接続され、該入力端子にはダイオード２１０１，２１０
２が接続され、夫々正電位、角電位が供給されている。
該演算増中器２１０５の他の入力端子から抵抗２１０３
を介してアースへ接続され、同様に該入力端子から抵抗
２１０４を介して、その出力端子へ接続されている。以
上の構成から増中回路が形成され、抵抗２１００、ダイ
オード２１０１，２１０２は大きなノイズが入力される
のを阻止する作用を行い、抵抗２１０３と２１０４との
比によって演算増中器２１０５は所定の増中度で、入力
信号を増中する。次に増中回路２１の出力は波形整型回
路２２に入力され、パルス変換される。 波形整型回路２２は抵抗２２００，２２０１，２２０２
，２２０４，２２０５、ダイオード２２０３、演算増中
器２２０６から成る零ク。ス型シュミット回路を応用し
たものである。前記増中回路２１の演算増中器２１０５
の出力端子は抵抗２２００を介して演算増中器２２０６
の入力端子に接続されている。該入力端子には外部電位
から分圧抵抗２２０２を介して抵抗２２０１が接続され
、更に該入力端子はダイオード２２０３を介してその出
力端子に接続されている。演算増中器２２０６の他の入
力端子から抵抗２２０４を介してアースに接続され、更
に該入力端子から抵抗２２０５を介してその出力端子に
接続されている。以上構成による波形整型回路２２では
、前記増中回路２１から出力される交流信号をパルス信
号に変換し、２２ａのパルス信号を出力する。次に波形
整型回路２２の出力はカウンタ回路２３に入力される。 カウンタ−回路２３はＩＣを応用したカウンタ素子２３
００から成る。 波形整型回路２２の演算増中器２２０６の出力端子はカ
ウンター素子２３００の入力端子（クロック入力端子）
に接続され、パルス信号２２ａが入力される。同時にカ
ウンタ素子２３００の他の入力端子（クリアー入力端子
）には後述するモノステーフル・マルチ回路２８からク
リア信号２８ａが入力されている。 この２つの入力信号によってカウンター回路は動作し、
第３図（Ｖ），（町）に図示したゲート信号２３ａおよ
びリセット信号２３ｂが発生され、ゲート信号２３ａは
ゲート回路９のゲート制御端子とアンド回路へ、リセッ
ト信号２３ｂはピークホールド回路１０のゲート制御端
子へ夫々接続され入力されている。次に図示していない
がエンジンのイグニツション・コイルの一次側から一次
電圧信号を検出し、前記クリア信号２８ａとカウンター
回路１６をクリアーする信号およびエンジン回転数信号
を出力する電気回路について説明する。 エンジンのイグニツション・コイルの一次側からクリッ
プ２４などによって得られる一次電圧信号２４ａは増中
回路２５に入力される。 増中回路２５は抵抗２５００，２５０１，２５０２，２
５０３、演算増中器２５０４から成る。 クリップ２４の出力端子は抵抗２５００１こ接続され、
更に抵抗２５０１を介してアースへ接続されている。抵
抗２５００と２５０１の接続点から抵抗２５０２を介し
て演算増中器２５０４の入力端子へ接続される。該入力
端子から抵抗２５０３を介してその出力端子へ接続され
ている。以上の構成による増中回路によれば抵抗２５０
０と２５０１は分圧回路を形成し、ィグニッションコィ
ルの一次側から出力される約３００Ｖｐ−ｐの一次電圧
信号２４ａを分圧し、微少信号レベルに交換して後、抵
抗２５０２を入力抵抗とする演算増中器２５０４に入力
される。次に増中回路２５の出力は低域櫨波回路２６に
入力され、一次電圧信号中に含まれる高周波成分が除去
される。 低域猿波回路２６は、抵抗２６００，２６０１，２６０
３、コンデンサ２６０２，２６０４、演算増中器２６０
５から成る。前記増中回路２５の演算増中器２５０４の
出力端子は抵抗２６００を介し、更に抵抗２６０３を介
して演算増中器２６０５の入力端子に接続される。該抵
抗２６００と２６０３の接続点からコンデンサ２６０２
を介してアースへ接続され、更に該接続点から抵抗２６
０１を介して演算増中器２６０５の出力端子へ接続され
ている。該出力端子からコンデンサ２６０４を介して該
入力端子へ接続されている。また演算増中器２６０５の
他の入力端子はアースへ接続されている。以上の構成に
よる低域猿波回路２６によれば、高周波成分を含む一次
電圧信号を低周波数成分のみの一次電圧信号に変換でき
る。通常一次電圧信号の中には約１０ＫＨＺの高周波成
分と数１０ＨＺ〜数１００ＨＺ（エンジン回転数によっ
て比例的に変化する）の低周波成分が含まれているので
、該低域櫨波回路２６では約１０ＫＨＺの高周波成分を
除去するようになっている。次に低域嬢波回路２６の出
力は波形整型回路２７に入力されパルス変換される。 波形整型回路２７は抵抗２７００，２７０１，２７０２
，２７０４，２７０５、ダイオード２７０３、演算増中
器２７０６から成る零クロス型シュミット回路と、抵抗
２７０７，２７０９，２７１１，２７１３，２７１５、
コンデンサ２７１０、ダイオード２７１２、トランジス
タ２７０８，２７１４から成るパルス変換回路から形成
される。前記低域濠波回路２６の演算増中器２６０５の
出力端子は抵抗２７００を介し演算増中器２７０６の入
力端子に婆銃され、該入力端子には外部電位から分圧抵
抗２７０２を介し抵抗２７０１が接続されている。更に
該入力端子からダイオード２７０３を介し、演算増中器
２７０６の出力端子に接続されている。また演算増中器
２７０６の他の入力端子から抵抗２７０４を介しアース
に接続され、該入力端子から抵抗２７０５を介して該演
算増中器２７０６の出力端子に接続されている。以上の
構成による零クロス型シュミット回路によれば入力され
る一次電圧信号を矩形波に変換する作用を行う。 雲クロス型シュミット回路の出力は抵抗２７０７を介し
てパルス変換回路に入力される。零クロス型シュミット
回路の演算増中器２７０６の出力端子は抵抗２７０７を
介してトランジスタ２７０８のベース入力に接続される
。該トランジスタのェミッタはアースへ接続され、コレ
クタは抵抗２７０９を介して電源へ接続される。該コレ
ク夕と抵抗２７０９の接続点からコンデンサ２７１０を
介し、更に抵抗２７１１を介してアースされる。コンデ
ンサ２７１０と抵抗２７１１の接続点からダイオード２
７１２を介し、更に抵抗２７１３を介してトランジスタ
２７１４のベースへ接続される。該トランジスタ２７１
４のェミッタはアースされコレクタは抵抗２７１５を介
して電源へ接続されている。以上の構成によれば雫ク。
ス型シュミット回路から出力される一次電圧信号２４ａ
の矩形波信号は２４ａ信号と極性が反転されてたもので
あるため抵抗２７０７，２７０９，トランジスタ２７０
８から成る反転回路により２４ａの信号と同一の極性に
変換し、更にコンデンサ２７１０、抵抗２７１１から成
る微分回路により、矩形波信号を微分し、ダイオード２
７１２の極性により立ち上り部すなわち正極性の信号の
みを抵抗２７１３を介してトランジスタ２７１４により
、飽和増中し細いパルス信号に変換する機能を有する。
次に波形整型回路２７により一次電圧信号２４ａの立上
り部で細いパルスに変換された信号は、モノステーフル
・マルチ回路２８および周波数一電圧変換回路３２に入
力される。モノステーフル・マルチ回路２８はＩＣ素子
２８００、抵抗２８０１、コンデンサ２８０２から成り
、前記波形整型回路２７のトランジスター２７１４のコ
レクタから出力されるパルス信号を抵抗２８０１とコン
デンサ２８０２の時定数によって定まる一定時間中のパ
ルス信号に変換する。 この一定時間中のパルス信号は、前述したカウンタ回路
２３のクリアー信号２８ａとしてカウンタ回路２３に入
力され、更にカウンタ回路２９へクロツク信号として入
力されている。カウンター回路２９はＩＣを応用したカ
ウンター素子２９００，２９０１およびアンドゲート２
９０２から成り、前記モノステーフル・マルチ回路２８
の出力信号を計数する。カウンター回路２９は入力信号
の１００パルス毎にアンドゲート２９０２からパルスが
出力される。カウンター回路２９の出力はモノステーブ
ル・マルチ回路３０｝こ入力される。モノステーフル・
マルチ回路３０はＩＣ素子３０００、抵抗３００１、コ
ンデンサ３００２から成り、カウンター回路２９から出
力されるパルス信号を抵抗３００１とコンデンサ３００
２との時定数によって定まる一定時間中のパルス信号に
変換し、次のィンヂケーター回路３１へ入力される。イ
ンジケーター回路３１‘ま抵抗３１００，３１０２、ト
ランジスタ３１０１、発光ダイオード３１０３から成る
。モノステーフル・マルチ回路３０の出力端子は抵抗３
１００を介してトランジスタ３１０１のベースへ接続さ
れる。該トランジスタ３１０１のェミッタはアースに接
続され、コレクタは抵抗３１０２を介して発光ダイオー
ド３１０３のカソード端子に接続され、更に該発光ダイ
オード３１０３のァノード端子は電源に接続されている
。 以上の構成によれば、一次電圧信号２４ａが１００回入
力される毎にモノステーフルマルチ回路３０Ｇま１個の
一定時間中のパルスを発生し、発光ダイオード３１０３
を点灯させる機能を持つ。 次に前記波形整型回路２７の出力信号が入力される周波
数−電圧変換回路（以下Ｆ−Ｖ変換回路と称す）３２に
ついて説明する。Ｆ−Ｖ変換回路３２はＩＣ素子３２０
０、抵抗３２０１，コンデンサ３２０２から成るモノス
テーフルマルチ回路と抵抗３２０３，３２０４，３２０
６、コンデンサ３２０５，３２０７、演算増中器３２０
８から成る低域櫨波回路とから形成される。前記波形整
型回路２７のトランジスタ２７１４のコレクタからの出
力信号はモノステーフルマルチ回路の入力端子に入力さ
れ、モノステーブルマルチ回路は抵抗３２０１とコンデ
ンサ３２０２による時定数によって定まる一定時間中の
パルス信号に変換する。 この世力は次段の低域猿波回路に入力される。モノステ
ーフルマルチ回路の出力端子は抵抗３２０３に接続され
更に抵抗３２０６を介して演算増中器３２０８の入力端
子に接続される。該抵抗３２０３と３２０６との接続点
からコンデンサ３２０５を介してアースへ接続され、更
に該接続点から抵抗３２０４を介して該演算増中器３２
０８の出力端子に接続される。該出力端子からコンデン
サ３２０７を介して抵抗３２０６の接続される入力端子
へ接続される。演算増中器３２０８の他の入力端子は直
接アースへ接続されている。以上の構成によれば低域猿
波回路が形成されて前記波形整型回路２７から出力され
る信号をモノステーフルマルチ回路と低域猿波回路から
形成するＦ−Ｖ変換回路３２の作用により入力信号の周
波数に比例した直流電圧に変換する動作を行う。 すなわち一次電圧信号の周波数を直流電圧に変換し、エ
ンジンの回転数信号とするものである。次にＦ−Ｖ変換
回路３２の出力は増中回路３３に入力される。増中回路
３３は抵抗３３０１，３３０２，３３０３，３３０４，
３３０５、切換スイッチ３３００、演算増中器３３０６
から成る。Ｆ−Ｖ変換回路３２の演算増中器３２０８の
出力端子は抵抗３３０１を介して演算増中器３３０６の
入力端子に接続される。該入力端子には外部電源から分
圧抵抗３３０３を介して抵抗３３０２が接続され更に該
入力端子から切換スイッチ３３００‘こ接続され、該切
襖スイッチ３３００の切換接点から抵抗３３０４，３３
０５を介して演算増中器３３０６の出力端子に接続され
ている。また演算増中器３３０６の他の入力端子は直接
アースへ接続されている。以上の構成による増中回路３
３によればＦ−Ｖ変換回路３２から出力されるエンジン
回転数に比例した直流電圧信号を抵抗３３０１と抵抗３
３０４あるいは抵抗３３０５の比によって決まる増中度
を有する増中作用を行う。 なお外部電位を分圧抵抗３３０３により抵抗３３０２を
介して演算増中器３３０６に入力するのは、一次電圧信
号が入力されていない時、すなわちエンジン回転数が０
の時、前段演算増中器３２０８および演算増中器３３０
６などによって生じるオフセット電圧を調整しく増中回
路３３の出力がＯＶになるように調整する零調の作用を
行うためである。また、切換スイッチ３３０川まエンジ
ンの気筒数、本実施例の場合は４気筒と６気筒を切換え
るためのものである。 すなわち４気筒と６気筒ではエンジンの１回転に対する
一次電圧信号の数が異り「４気筒では２個、６気筒では
３個出力される。従って同一のエンジン回転数では４気
筒に比して６気筒では一次電圧信号の周波数が１．牙音
となる。従ってＦ−Ｖ変換回路３２から出力される直流
電圧もｉ．５倍となり「増中回路３３の出力電圧がエン
ジンの同一回転数でも気筒数によって異ってしまう。従
ってこれを補正するために切換えスイッチ３３００１こ
より増中回路３３の帰還抵抗となる抵抗３３０４，３３
０６を気筒数に対応させて、その値を変えてやれば増中
回路３３の出力は気筒数が変っても常に同一エンジン回
転数では同一レベルの直流電圧が出力されることになる
。尚、上記実施例において６気筒エンジンとしたが、一
般には４気筒エンジンでも使用できることは云うまでも
ない。更に単気筒エンジンでも使用できる。この時には
、入力回路をそのまま用いてもよく、或いは若干の変更
（回路縮少等）を行ってよいことは云うまでもない。ま
た、インピーダンス変換回路もセンサ自体の性格によっ
ては必ずしも必要としない。

【図面の簡単な説明】

第ＩＡ図、ＩＢ図は従来の圧力検出波形の波形説明図、
第２図は本発明の実施例図、第３図は各部波形図、第４
Ａ，４Ｂ，４Ｃ図は本発明の主要部の１つとなるクラン
ク角度検出センサの実施例図、第５図、第６図、第７図
、第８図は各部具体回路例図を示す。 １・・・・・・圧力検出点火プラグ群、４……セレクタ
スイツチ、９……ゲート、１０……ピークホールド回路
、２０・・・・・・電磁ピックアップ、２３・・・…カ
ウンタ。 第ＩＡ図 第ＩＢ図 第２図 第３図 第４Ａ図 第４Ｂ図 第４Ｃ図 図 山 縦 第６図 第７図 第８図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ エンジン全気筒のシリンダ内の圧力を各気筒毎に検
   出して各気筒毎の検出信号を出力する第１の手段と、前
   記検出信号の中から特定気筒に対応する検出信号を取り
   出すか全気筒に対応する検出信号を取り出すかを選択し
   て選択した検出信号を取り出すためのスイツチ手段と、
   前記スイツチ手段により取り出された信号を時間軸にお
   いて加算する加算手段と、前記加算手段により得られる
   信号の中から予め求められたノツキング固有の周波酔帯
   域を有する信号のみ取り出しノツキング信号として出力
   する第２の手段と、エンジンクランク軸に取り付けられ
   て各気筒毎に予め設定されたノツキング発生区間に対応
   するクランク角度範囲を検出するクランク角度検出手段
   と、前記クランク角度検出手段により得られる信号に基
   づいて前記クランク角度範囲でゲート信号を発生する第
   ３の手段と、前記ノツキング信号と前記ゲート信号とに
   基づいて該ゲート信号の発生区間内に存在する該ノツキ
   ング信号のみを通過させるゲート手段と、前記ノツキン
   グ信号の通過毎に前記ゲート手段を通過した信号の最大
   値をホールドする第４の手段と、前記第４の手段により
   得られる信号の振幅値を表示する第５の手段と、を含む
   エンジン・ノツキング・メータ。 ２ エンジン全気筒のシリンダ内の圧力を各気筒毎に検
   出して各気筒毎の検出信号を出力する第１の手段と、前
   記検出信号の中から特定気筒に対応する検出信号を取り
   出すか全気筒に対応する検出信号を取り出すかを選択し
   て選択した検出信号を取り出すためのスイツチ手段と、
   前記スイツチ手段により取り出された信号を時間軸にお
   いて加算する加算手段と、前記加算手段により得られる
   信号の中から予め求められたノツキング固有の周波酔帯
   域を有する信号のみ取り出しノツキング信号として出力
   する第２の手段と、エンジンクランク軸に取り付けられ
   て各気筒毎に予め設定されたノツキング発生区間に対応
   するクランク角度範囲を検出するクランク角度検出手段
   と、前記クランク角度検出手段により得られる信号に基
   づいて前記クランク角度範囲でゲート信号を発生する第
   ３の手段と、前記ノツキング信号と前記ゲート信号とに
   基づいて該ゲート信号の発生区間内に存在する該ノツキ
   ング信号のみを通過させるゲート手段と、前記ノツキン
   グ信号の通過毎に前記ゲート手段を通過した信号の最大
   値をホールドする第４の手段と、前記第４の手段により
   得られる信号のレベルと予め設定された設定レベルとを
   比較し該信号のレベルが該設定レベルを越えたときに信
   号を発生する第６の手段と、前記第６の手段により発生
   された信号を予め設定された点火回数期間中に計数して
   計算値を表示する第７の手段と、を含むエンジン・ノツ
   キング・メータ。 ３ エンジン全気筒のシリンダ内の圧力を各気筒毎に検
   出して各気筒毎の検出信号を出力する第１の手段と、前
   記検出信号の中から特定気筒に対応する検出信号を取り
   出すか全気筒に対応する検出信号を取り出すかを選択し
   て選択した検出信号を取り出すためのスイツチ手段と、
   前記スイツチ手段により取り出された信号を時間軸にお
   いて加算する加算手段と、前記加算手段により得られる
   信号の中から予め求められたノツキング固有の周波数帯
   域を有する信号のみ取り出しノツキング信号として出力
   する第２の手段と、エンジンクランク軸に取り付けられ
   て各気筒毎に予め設定されたノツキング発生区間に対応
   するクランク角度範囲を検出するクランク角度検出手段
   と、前記クランク角度検出手段により得られる信号に基
   づいて前記クランク角度範囲でゲート信号を発生する第
   ３の手段と、前記ノツキング信号と前記ゲート信号とに
   基づいて該ゲート信号の発生区間内に存在する該ノツキ
   ング信号のみを通過させるゲート手段と、前記ノツキン
   グ信号の通過毎に前記ゲート手段を通過した信号の最大
   値をホールドする第４の手段と、前記第４の手段により
   得られる信号の振幅値を表示する第５の手段と、前記第
   ４の手段により得られる信号のレベルと予め設定された
   設定レベルとを比較し該信号のレベルが該設定レベルを
   越えたときに信号を発生する第６の手段と、前記第６の
   手段により発生された信号を予め設定された点火回数期
   間中に計数して計算値を表示する第７の手段と、を含む
   エンジン・ノツキング・メータ。 ４ エンジン全気筒のシリンダ内の圧力を各気筒毎に検
   出して各気筒毎の検出信号を出力する第１の手段と、前
   記検出信号の振幅レベルをそれぞれ調整する第８の手段
   と、前記第８の手段により得られたそれぞれの信号の中
   から一定振幅以下の信号をそれぞれ除去する第９の手段
   と、前記第９の手段により得られた信号の中から特定気
   筒に対応する信号を取り出すか全気筒に対応する信号を
   取り出すかを選択して選択した信号を取り出すためのス
   イツチ手段と、前記スイツチ手段により取り出された信
   号を時間軸において加算する加算手段と、前記加算手段
   により得られる信号の中から予め求められたノツキング
   固有の周波数帯域を有する信号のみ取り出しノツキング
   信号として出力する第２の手段と、エンジンクランク軸
   に取り付けられて各気筒毎に予め設定されたノツキング
   発生区間に対応するクランク角度範囲を検出するクラン
   ク角度検出手段と、前記クランク角度検出手段により得
   られる信号に基づいて前記クランク角度範囲でゲート信
   号を発生する第３の手段と、前記ノツキング信号と前記
   ゲート信号とに基づいて該ゲート信号の発生区間内に存
   在する該ノツキング信号のみを通過させるゲート手段と
   、前記ノツキング信号の通過毎に前記ゲート手段を通過
   した信号の最大値をホールドする第４の手段と、前記第
   ４の手段により得られる信号の振幅値を表示する第５の
   手段と、前記第４の手段により得られる信号のレベルと
   予め設定された設定レベルとを比較し該信号のレベルが
   該設定レベルを越えたときに信号を発生する第６の手段
   と、前記第６の手段により発生された信号を予め設定さ
   れた点火回数期間中に計数して計数値を表示する第７の
   手段と、を含むエンジン・ノツキング・メータ。