JPS61201884A - 内燃機関の点火時期制御装置 - 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、内燃機関のノッキングを節Ｊ御する内燃機
関の点火時期制御装置に関するものである。

〔従来の技術〕

内燃機関の点火時期設定は機関の運転状態に対して最も
効率が良くなるようにされるのが望ましく、一般には機
関がノッキングしないａ８でできる限１）　Ｍ　Ｂ　Ｔ
　（Ｍｉｎｉｍｕｍ　ａｂｖａｎｃｅ　ｆｏｒ　Ｂｅ５
ｔ　Ｔｏｒｑｕｅ）に近づくように進めた点火時期に設
定するのが望ましい。しかし、点火時期の進み過ぎはノ
ッキングの過大な発生となり、運転効率の低下となるだ
けでなく機関の破壊にもつながる問題である。このため
、予め基準の点火進角特性をＭＢＴに近づけるため進与
側に設定しておき、ノッキング発住に応じて適時遅角制
御を行うことによジ最高の点火時期に制御する点火時期
制御装置が必要になる。

しかし、この種の点火時期側＠装置は大規俣な制御回路
によるものであったりあるいは専用ＩＣによるものであ
つ友ため、高価格であった。以下に、第２図に示す従来
の内燃機関の点火時期制御装置について述べる。第２図
において、１は機関に取付けられ機関の振動加速度全検
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全通
過させる周波数フィルタ、３は周波数フィルタ２の出力
信号のうちノッキング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ｔ−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、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
υ点火コイル１２の給電を断続するスイッチング回路で
ある。又、比較器６の出力全ノイズレベル検出器５に＃
還してノック信号によりノイズレベルが大きくならない
ようにしている。

第３図は加速度センサ１の出力信号の周波数特性を示し
、Ａはノッキングのない場合、Ｂはノッキングの発生し
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（ノッキングに伴ない発生される信号）やそれ以
外の機関の機械的ノイズや信号伝達経路に乗る各種ノイ
ズ成分例えばイグニッションノイズなどが含まれる。Ａ
とＢの比較によりノック信号には特有の周波数特性のあ
ることが判る。その分布は機関の違いあるいは加速度セ
ンサ１の取付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シ明確々分布の違いが
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のノイズを抑制し
、ノック信号を効率曳く検出することができる。

第４図、ｆａｓ図は各部の動作波形全示し、第４図は機
関のノッキングが発生していないモードを示し、第５図
は機関のノッキングが発生しているモードを示す。次に
、上記装置の動作を説明する０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よ多
発生する点火信号は１波形整形回路１０によって所望の
閉路角をもつ開・閉・パルスに波形整形され、移相器８
を介してスイ′・ツチング回路１１ｔ−駆動し、点火コ
イル１２の給電を断続し、その通電々流の遮断時に発生
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、機関のノッキ
ングが発生していない場合において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）で示すように機械
的ノイズや点火信号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図へ）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
イズ金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の第４図（ｃ）に示す出力によって点火
時期からある期間そのゲート全閉じ、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。−万、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に応動し、特に通常の
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
応動し得る特性音もち、機械的ノイズのビーク伽よシ若
干高い直流電圧を第４図（ｄ）の口のように発生する。

このように、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
、これら全比較する比較器６の出力は第４図（ｅ）のよ
うに伺も出力されず、結局ノイズ信号はすべて除去され
る。従って、積分器７の出力電圧は第４図（ｆ）のよう
に零のままであり、移相器８による移相角即ち第４図（
ｇ）に示す入力と第４図（ｈ）に示す出力の位相差も零
となる。このため、移相器８の出力により駆動されるス
イッチング回路１１の開閉位相即ち点火コイル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、点火時期は基準点火時期となる。

又、ノッキングが発生した場合、加速度センサｌ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を通過した信号のうちノ
ック信号の立上りはノイズ信号よｐも急峻なため、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の入力は大々第
５図（ｄ）の４１口となり、比較器６の出力は第５図（
ｅ）のようなパルスとなる。そして、このパルスはノズ
ルレベル検出器５に帰還され、ノック信号が続いて入力
されてもノイズレベル検出器５の出力がノック信号によ
り大きくならないように制御される。積分器７がこのパ
ルスを積分し、第５図げ）のような積分電圧を発生する
。移相器８は積分器７の出力電圧に応じて第５図（ロ）
）に示す波形整形回路１０の出力信号（基準点火信号）
ｔｌ一時間的に遅れ側に移相し、移相器８の出力は位相
が波形整形回路ｌＯの基準点火信号の位相よシも遅れ、
第５図虫）に示す位相でスイッチング回路１ｉｔ−駆動
する。その結果、点火時期が遅れ、ノッキングが抑圧さ
れた状態となる。結局、第４図および第５図の状態が繰
り返され、ノック信号が続いて入力されても最適の点火
時期制御が行われる。従来の内燃機関の点火時期制御装
置は、上記のように点火信号の遅角角度演算を電子回路
によシ行っている次め、精密な角度制御が可能であった
。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかるに、上記した従来装置においては、内燃機関に装
着の変速機が自動制御される方式（いわゆるオートマチ
ック方式、以下ＡＴ方式と記す０）である場合において
、その変速制御時にノイズレベル検出器５の出力の応答
遅れによシ、ノック検出が前記したようには適確に行わ
れず、制御不足が生じるという問題点がろった０則ち、
第６図（ａ）は縦軸にエンジン回転、横軸に時間全各々
表わし、第６図（ｂ）は縦軸にノイズレベル検出器５の
出力、横軸に時間を表わす。ここで、時点ｔ１以前は加
速中の特性、時点ｔ１から時点を雪までは変速制御中の
特性即ちいわゆるシフトアップ時（変速制御ｔｉ１速か
ら第２速へ、あるいは第２速から第３速への切換えの時
）の特性、時点ｔ２以降はシフトアップ後の加速中の特
性金示す。ノイズレベル検出器５の出力はエンジン回転
に対応した電圧になるよう、その特性が設定されている
。又、このノイズレベル検出器５の出力はアナログゲー
ト３の出力から直流電圧を得て出力されるものであり、
整流回路、平滑回路および増＠回路より構成されるもの
で、必然的に遅れを持った出力特性となる。このため、
例えばエンジン回転が急変した場合に、このノイズレベ
ル検出器５の出力はその遅れによりエンジン回転に対応
した電圧にならない。第６図において、時点ｔ１．以前
の加速中ではエンジン回転の上昇は比較的緩やかであり
、ノイズレベル検出器５の出力電圧はエンジン回転に対
応の所定の１　ゾ 電圧値である。次に、時点ｔ！でシフトアップすべへ　
　　。

く変速制御が開始され、時点ｔ２でその制御は終る。

即ち、加速中にエンジン回転が上限のＮｚ（通常１．、
．１５０００〜６０００　ｒｐｍ　＞になるとシフトア
ップが始まシ、変速制御が終了した時点ｔ！でエンジン
回転は８里にまで急降下（通常４０００　ｒｐｍＩｆｒ
１後）する。従って、ノイズレベル検出器５の出力電圧
はエンジン回転Ｎ１．Ｎ！に対し各々ｖｌ、ｖ、となる
よう設定されたものであるが、上記のように工ンジン回
転が急変した場合、ノイズレベル検出器５の出力はその
遅れにより時点ｔｘではエンジン回転Ｎｌに対応のＶｌ
よシ大きい電圧になる。結局、この遅れによシノイズレ
ベル検出器５の出力は所定の特性ｖｒ１より大きい特性
ｖｒ２となり、ノック検出が適正に行われないことにな
る。ノック検出が適正に行われないと比較器６からのノ
ックパルスがノイズレベル検出器５に入力されないため
、アナログゲート３の出力のノック信号によってもノイ
ズレベル検出器５の出力は増大されることになり、ノイ
ズレベルは時点を鵞以降で増々異常に高い電圧にな夛、
ノック検出が一層行えなくなる。

このように従来装置では、内燃機関の変速機の変速制御
時にノイズレベル検出器５の出力の応答遅れにより所期
のノック検出が行われず、制御が適正に行われないとい
う問題があった。

この発８Ａはかかる問題点を解決するために成されたも
のであり、ＡＴ万式の変速制御時においても所期のノッ
ク検出が行われ、適正なノック制御が成される内燃機関
の点火時期制御装置を得ること金目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

この発明の点火時期制御装置は、ＡＴ方式の変速機の変
速制御時にノイズレベル検出器の出力を制御するように
したもので、特にシフトアップ時にノイズレベル検出器
の出力が所定の特性になるようにこの出力を小さくする
よう制御するものである。

〔作　用〕

この発明は、変速機の変速制御時においてもノイズレベ
ル検出器の出力が適正値になされるので、常ＶｃＷ′ｒ
期のノック検出を行うことができ、適正なノック制御を
行うことができる。

〔実施例〕

以下、この発明の実施例を図面とともに説明する。１４
１図において、２１は変速機のシフトアップ制御時にそ
の接点が閉じられるシフトアップスイッチ、２２はノイ
ズレベル検出器５の出力と比較器６の入力との間に配設
されたレベル低減器で、このレベル低減器６はシフトア
ップスイッチ２１が閉じた時にその出力電圧を小さい値
に切換えるものである。他の構成は従来と同様である。

上記構成において、加速中にシフトアップすべく変速機
の゛制御が行われるとシフトアップスイッチ２１の接点
が閉じられ、レベル低減器２２が作動ｆる。このレベル
低減器２２は通常ノイズレベル検出器５の出力をそのま
ま出力し比較器６に入力するが、シフトアップスイッチ
２１の接点が閉じられた時はノイズレベル検出器５の出
力を低減したノイズレベル電圧全出力し比較器６に入力
する。従って、変速機のシフトアップ時に比較器６に入
力されるノイズレベルはノイズレベル検出器５の出力よ
シ小さい電圧に制御され、所定の機関回転数に対応の電
圧に設定される。このとき比較器６に入力されるノイズ
レベルはｔＲ６図（ｂ）　ＯＶｒａに示す電圧となシ、
時点ｔ１から時点ｔ−の変速機のシフトアップ制御中に
比較器６に入力のノイズレベル電圧はほぼ機関回転数に
対応した電圧となシ（実用上はシフトアップ制御が終了
した時点ｔｚにてほぼ機関回転数に対応のノイズレベル
電圧ｒ６ればよい。）、シフトアップ制御が終了した時
点１、以降のノック検出は所期の状態で行われ、所望の
ノック制御が行われて適正な点火時期設定で機関が運転
される。

第７図はこの発明の第２り実施例を示し、３１はシフト
アップスイッチ２１の接点の開閉に対応してノイズレベ
ル電圧発生回路の時足数を切換えるようになされたノイ
ズレベル検出器である。第８図はこのノイズレベル検出
器３１のノイズレベル電圧発生回路を示し、４１は整流
信号が入力される入力端子、４２は平滑信号を出力する
出力端子、４３，４５．４９は抵抗、４４はコンデンサ
、４６はシフトアップスイッチ２１に接続される制御端
子、４７は反転信号を出力する反転器、４８はトランジ
スタである。整流信号が入力端子４１に入力されると抵
抗４３を介して矢印イに示すようにコンデンサ４４が充
電される。又、コンデンサ４４の電荷は抵抗４５ｔ″介
して矢印口で示すように放電される。このようなコンデ
ンサ４４の充放電によって得られた平滑信号が出力抱子
４２から出力される。次に、シフトアップスイッチ２１
の接点が閉じた時、制御端子４６はアース電位となり、
反転器４７の出力は高レベルになる。この反転器４７の
出力によってトランジスタ４８はオンになり、そのコレ
クタはアース電位になる。この結果、抵抗４９は抵抗４
５と並列接続になフ、コンデンサ４４の放電は矢印口、
ノ１に示すように抵抗４５．４９に一部して行われるの
で放電時定数が小さくなる。このため、コンデンサ４４
の端子電圧は小さくなり、出力端子４２から出力の平滑
信号は小さくなる。従って、シフトアップ制御時にシフ
トアップスイッチ２１が閉じられるとノイズレベル電圧
が小さくなるように制御され、比較器６に入力のノイズ
レベル電圧は第６図伽）のｖｒｌのような所望の機関回
転数に対応の電圧になり、シフトアップ後の時点ｔ：以
降においても適確にノック検出全行うことができる。

〔発明の効果〕

以上のように本発明によれば、内燃機関の変速機の制御
に対応してノック信号判別特性全制御するようにしてお
り、例えば加速運転中の変速機のシフトアップ制御時に
は、ノックセンサ出力から基本的に遅れを持った回路に
よって作られるノック信号の比較基準であるノイズレベ
ル電圧を小さくするよう制御が行われ、シフトアップ制
御の終了後においても所期のノック検出が適確に行われ
、所望のノック制御を行うことができ、適正な点火時期
設定によって機関全運転することができるという実用上
優れた効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１の実施例に係る装置の構成図、第
２図は従来装置の構成図、第３図はノックセンサの出力
特性図、第４図および第５図は従来装置の動作波形図、
第６図（ａ）　、　（ｂｌは夫々機関回転数およびノイ
ズレベル電圧の特性図、第７図および第８図は夫々本発
明の第２の実施例に係る装置の構成図および一部回路図
である。 １・・・ノックセンサ、２・・・周波数フィルタ、３・
・・アナログゲート、４・・・ゲートタイミング制御器
、５．３１・・・ノイズレベル検出器、６・・・比較器
、７・・・積分器、８・・・移相器、９・・・回転信号
発生器、１０・・・波形整形回路、１１・・・スイッチ
ング回路、１２・・・点火コイル、２１・・・シフトア
ップスイッチ、２２・・・レベル低減器。 尚、図中同一符号は同−又は相当部分を示す０代理人　
　　大　　岩　　増　　雄 第１図 １　ノックセンサ ２　月１〃征畢父フィルり ３．７ｒロク゛リー゛−ト ４：Ｔ−）タイミング　指ｊ作Ｉｌ錦ｒ５、ノイズ“レ
ベル低減器４ ６ル＊Ｐｔ ７稀９ｒ＠ ８・十ダ相躇 ９６回膚鳴信号を生１シ ｌＯ・瓜形整＃ン圓足を １１　スイッチング回路ｂ １２、斧、大コイル ２１　　シフト７・ｙアスイプケ ２２、μへ゛ルイム〃へ器 第２図 第３図 第４図 一時間 第５図 一埼間 第６図

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）変速機を備える内燃機関、内燃機関のノツク情報
   信号を検出するノツクセンサ、ノツク情報信号からノツ
   ク信号を判別するノツク信号判別手段、ノツク信号判別
   手段の出力に基づき遅角制御量を発生する遅角制御量発
   生手段、所定の点火時期進角特性を与える基準点火時期
   信号を発生する基準点火時期信号発生手段、基準点火時
   期信号の位相を遅角制御量発生手段の出力に基づき変位
   させる移相手段、この移相手段の出力に基づき点火コイ
   ルの給電を断続するスイツチ手段を備え、内燃機関の変
   速機の制御に対応してノツク信号判別手段のノツク信号
   判別特性を制御するようにしたことを特徴とする内燃機
   関の点火時期制御装置。
2. （２）ノツク信号判別手段は比較器を含み、この比較器
   の基準電圧を変速機の制御に対応して制御するようにし
   たことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の内燃機
   関の点火時期制御装置。
3. （３）比較器の基準電圧を変速機の制御に対応して小さ
   くするように制御したことを特徴とする特許請求の範囲
   第２項記載の内燃機関の点火時期制御装置。