JPS6142209B2 - - Google Patents
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- JPS6142209B2 JPS6142209B2 JP15527377A JP15527377A JPS6142209B2 JP S6142209 B2 JPS6142209 B2 JP S6142209B2 JP 15527377 A JP15527377 A JP 15527377A JP 15527377 A JP15527377 A JP 15527377A JP S6142209 B2 JPS6142209 B2 JP S6142209B2
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- resistor
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Landscapes
- Measuring Fluid Pressure (AREA)
- Measurement Of Mechanical Vibrations Or Ultrasonic Waves (AREA)
- Testing Of Engines (AREA)
- Electrical Control Of Ignition Timing (AREA)
Description
〔産業上の利用分野〕
本発明は内燃機関を伝播する振動とこの振動出
力から設定されたノツキング判定レベルとを比較
し、例えば前者が後者を越えた回数に基づきノツ
キングの強度を検出すると共に、この強度に対応
して点火時期を遅角制御する内燃機関用ノツキン
グ制御装置に関するものである。
〔従来の技術〕
一般に内燃機関(エンジン)の出力を効率的に
引き出すためには点火時期を最大トルクを発生し
得る点火時期(MBT:Minimum spark advance
for Best Torque)まで進角させるように制御す
ることが望ましい。しかしエンジンは点火時期を
進め過ぎるとノツキングを生じることが判つてお
り、このノツキングを生じるノツキング限界の点
火時期は、エンジン状態によつてMBTよりも遅
れ側に存在し、点火時期をMBTまで進めるとノ
ツキングを発生する領域も存在する。しかもこの
ノツキング限界点火時期はエンジン状態、使用燃
料のオクタン価、燃焼室内のデポジツトの存在の
有無によつて変化するため、実際の点火時期は
MBTより相当遅れ側の時点に進角させることを
余儀なくされており、エンジンのトルクを充分引
き出せないという問題がある。
そこで、この種の問題を解決するために、例え
ば特開昭52−87537号公報(内燃機関の点火火花
タイミング法と装置)に示されるように、エンジ
ンに発生するノツキング振動をノツキング検知器
により検出し、この検知器の出力をもとにノツキ
ング判定用の高、低水準始端値、即ちノツキング
判定レベルを設定し、これらの始端値を前記ノツ
キング検知器の検出信号が超えた回数が予め定め
た基準数以上になるとノツキング有りと判定し点
火時期を制御する方式が提案されている。
〔発明が解決しようとする問題点〕
この方式において、前記の基準数は例えば低水
準始端値が3、高水準始端値が1と定められ、ど
ちらかの始端値基準数を超えればノツキング有り
と判定し、この場合に点火時期が一定値だけ遅角
される。そのため、例えばエンジンの急加速状態
において発生しやすい非常に大きなノツキングが
生じた場合、十分に遅角されるまである程度の時
間を要し、なかなかノツキングが消滅しない。こ
の不具合を避けるために、大きなノツキングに対
して1回当りの遅角量を適正な大きさの遅角量に
設定すると、微ノツクの場合に遅角し過ぎて出力
の低下や燃費の悪化を招くことになる。
そこで、本発明は、これらの問題点に鑑み、
大、中、小、等の各ノツキング強度を正確に弁別
すると共に、これらのいずれに対しても常に最適
の点火時期へすばやく制御できるようにすること
を目的としている。
〔問題点を解決するための手段〕
そこで、本発明は、内燃機関を伝播する振動を
検出する振動検出器と、この振動検出器により検
出された振動出力からノツキング判定用の判定レ
ベルを設定する判定レベル設定手段と、この判定
レベル設定手段からの判定レベルと前記振動検出
器よりの振動出力とを比較し、この振動検出器か
らの振動出力と前記判定レベル設定手段からの判
定レベルとの比が所定値以上あるとその都度出力
を発生する比較手段と、この比較手段の出力発生
回数を内燃機関の各点火における所定クランク角
範囲ごとに計数し、この計数結果を予め複数個設
定された各設定値によつて弁別してノツキング発
生強度に対するノツキング検出出力を発生する回
数分類手段と、この回数分類手段のノツキング検
出出力に対応した量だけ点火時期を遅角制御する
制御手段とを備えることを特徴とする内燃機関用
ノツキング制御装置を提供するものである。
〔作 用〕
本発明では、内燃機関のエンジンブロツクに振
動検出器を取付け、各燃焼に同期した振動を検出
する。一対的剛体から成るエンジンブロツクを伝
播する振動の減衰は小さく、気筒間の燃焼に対応
する振動は定性的に同一である。またノツキング
発生時は、ノツキングに起因し、高周波を有する
大きな振動が得られる。
ノツキング強度に対し、ノツキング時の周波数
F(Hz)は
F(Hz)=C/2d ………(1)
C:燃焼室ガス内の音速
d:燃焼室ボア径
で与えられ、振動周波数は、ノツキング強度に関
係しない。一方、ノツキング強度が大きくなると
振動強度は大きくなり、振動検出器出力も比例し
て大きくなる。
本発明では、比較手段よりこのノツキング強度
に応じた数のパルス信号が得られ、この信号の計
数値が設定値によつて弁別されてノツキングの強
度が判別され、この判別結果に合わせて点火時期
の遅角量が決定されて、各ノツキング強度に対し
て、点火時期を最適値にすみやかに制御できる。
〔実施例〕
まず、第1図は同一エンジン回転速度でノツキ
ングの有無、強弱による燃焼室内圧力(P)とそ
れに対応した振動(G)を比較したものである。
この第1図の例から振動(G)に着目すれば、ノ
ツキング有無、強弱により、圧縮上死点
(TDC)までの差は小さい。従つて、例えば点火
(IG)から上死点(TDC)の振動出力の平均値
(上死点前振動平均値)はほぼ一定である。この
ことから例えば各燃焼毎に該上死点前振動平均値
を定数倍した値(以下上死点前振動平均値と称
す)をノツキングに対応した振動(G)が越えた
時、ノツキングと判定することにより、エンジン
状態が異なり全体の振動レベルが変化した場合、
上死点前振動平均値およびノツキングに対応した
振動も変化するため容易にノツキングの比較判定
が出来る。以上より以下に述べる実施例では、ノ
ツキングに対応した振動出力と上死点前振動平均
値出力を比較し、この振動検出器からの振動出力
が前記上死点前振動平均値出力を越えた回数を予
め決めた回転角度内で計測し計測数を予め決めた
回数にて弁別して内燃機関のノツキングの強度を
判別し、この判別結果に応じた量だけ遅角制御す
る。本方式によれば、例えば吸入弁、排気弁等に
よる大きなメカニカルノイズが生じた場合もノツ
キングと誤検出なく判別できる。
以下本発明を図に示し実施例について説明す
る。まず、第2図において本発明を直列6気筒内
燃機関に適用した場合について説明する。1はデ
イストリビユーターについているポイントであ
り、図示せぬイグナイターへ接続されている。2
はクランク軸に取り付けた回転円板であり、この
円板には3等分した3個の突起が設けてあり、該
突起は内燃機関各気筒の上死点(TDC)に対応
している。3は市販の電磁ピツクアツプであり、
前記円板2の突起の場所で信号が出る。4はピエ
ゾ素子を使用した市販の振動検出器であり、エン
ジンブロツクに接着してある。5は第1の波形整
形回路であり、接点1のチヤタリング防止回路を
内蔵する公知の回路であり、第3図図示のAはポ
イント波形であり、第3図図示のBは第1の波形
整形回路5の出力波形である。そして、第3図図
示のAの波形の立上りで図示しないイグナイター
により点火する。6は第2の波形整形回路であ
り、前記電磁ピツクアツプ3の出力信号を波形整
形する。第3図においてCは電磁ピツクアツプ3
の出力信号、Dは第2の波形整形回路6の出力信
号である。
この第2の波形整形回路6の内部回路を第4図
に示す。61は入力端子であり、低抗62の一端
は前記入力端子61に、他端は抵抗63、ダイオ
ード64の正極、ダイオード65の負極に共通に
接続してある。抵抗63の他端はモートローラ社
製IC製品番号3302よりなる比較器69の反転入
力端子に接続され、ダイオード64の負極には定
電圧Vcが印加してある。ダイオード65の正極
は接地してある。抵抗66の一端は前記抵抗63
の他端に、他端は前記ダイオード64の負極に接
続してある。抵抗67の一端はダイオード64の
負極に、他端は抵抗68の一端に接続してあり、
抵抗68の他端は接地してある。該抵抗67と抵
抗68との接続点は比較器69の非反転入力端子
に接続してある。比較器69の出力はオープンコ
レクタになつているので、出力と電源Vcとの間
に抵抗70を接続している。そして、比較器69
の非反転入力端子から抵抗側のインピーダンスと
反転入力端子から抵抗側をみたインピーダンスス
は同じになるようにそれぞれの抵抗値を決める。
また比較器69の非反転入力端子は約1/3Vcの電
圧になつている。従つて、入力端子61の電磁ピ
ツクアツプ3を接続した場合には比較器69の反
転入力端子にも約1/3Vcがかかるようになつてい
る。ダイオード65は−0.5V以下の負電圧が反
転入力端子にかからないように、かつダイオード
64は+(Vc+0.5V)以上の正電圧が反転入力端
子にかからないようにするものである。ここで、
円板2が動作してその突起が電磁ピツクアツプ3
を通過する毎に第3図Cの波形が出る。すると、
比較器69の出力には第3図Dの整形パルスが出
る。このパルスが各気筒の上死点(TDC)位置
に相当する。
7は制御パルス発生回路であり、第5図にその
内部回路を示す。入力端子71は前記第1の波形
整形回路5に接続してあり、該入力端子71はテ
キサスインスツルメント社製モノステブルマルチ
バイブレータIC製品番号SN74123の入力1Bに接
続してある。入力1Aは接地してある。該ICの
端子14と15間にコンデンサ73、端子15と
電源Vc間に抵抗74を接続することにより、第
1の波形整形回路5の出力が立上つてからコンデ
ンサ73と抵抗74とで決まる約10μsのパルス
幅を第3図Eに示すごとく出力Q1に発生する。
次にNORゲート76,77を図のようにR−S
フリツプフロツプを構成すべく接続し、NORゲ
ート76の一入力端子を前記モノステーブルマル
チバイブレータ72のQ1出力に接続し、NORゲ
ート77の他の一入力端子を制御パルス発生回路
7の入力端子75に接続し、さらに該入力端子7
5を前記第2の波形整形回路6の出力に接続する
ことにより、NORゲート76の出力は第3図S1
をNORゲート77の出力は1をそれぞれ作る。
次に、モノステーブルマルチバイブレータ78は
その入力2Bに入力端子75を接続してある。モ
ノステーブルマルチバイブレータ78の動作は前
記モノステーブルマルチバイブレータ72と同様
であり、第2の波形整形回路6の出力が立上つて
からコンデンサ79と抵抗80とにより決まる約
100μsのパルス幅を第3図S2に示すごとくQ2出
力に発生する。2入力NORゲート81の一入力
を該出力端子Q2に、他の一入力を前記R−Sフ
リツプフロツプを構成するNORゲート77の出
力に接続することにより、NORゲート81の出
力は第3図S3に示すごとく発生する。制御パルス
発生回路7の出力端子S1,S1,S2,S3と第3図の
信号S1,1,S2,S3とはそれぞれ対応している。
8はバツフア増幅器であり振動検出器4の出力
信号を低インピーダンスの信号に変換する。従つ
て電圧波形は変化しない。9は絶対値回路であり
公知の回路であるので説明は省略するが振動波形
のマイナス側をプラス側に折り返している。第3
図Fはバツフア増幅器8の出力波形、Gは絶対値
回路9の出力波形である。
10は第1の積分器であり、絶対値回路9の出
力と直列に抵抗102、抵抗103がこの順で接
続してあり、演算増幅器101の反転入力端子に
抵抗103の一端が接続してある。抵抗102と
抵抗103との接続点とアースとの間にアナログ
スイツチ104が接続してある。該アナログスイ
ツチ104のコントロール入力には、前記S1信号
が印加される。演算増幅器101の反転入力と出
力との間にコンデンサ105が接続されている。
また、コンデンサ105の両端にアナログスイツ
チ106と抵抗107が直列に入つている。該ア
ナログスイツチ106のコントロール入力には前
記制御パルス発生回路7の出力信号S3が印加され
る。以上の構成において、第1の積分器の作動を
説明すると、信号S4が“1”のときはアナログス
イツチ104は導通し、またアナログスイツチ1
06にS3信号が入つているので出力信号S3が
“1”のときはアナログスイツチ106が導通し
ているので該第1の積分器10の出力はOVにな
つており、出力信号S1が“0”になるとアナログ
スイツチ104は開放、同時に出力信号S3により
アナログスイツチ106も開放するので第1の積
分器10は負の方向に積分を開始する。この積分
時間はアナログスイツチ106が閉成するまでの
時間であるが、絶対値回路9の出力信号が入力さ
れるのはアナログスイツチ104が開放されてい
る時間であるので、上死点(TDC)までであ
る。従つて、第3図図示の信号S2が“1”の時間
は第1の積分器10の保持時間となる。該第1の
積分器10の出力電圧V1は−∫T1 pGdtとなる。そ
して、その積分波形は第3図Hのごとくである。
一方、第2の積分器11も第1の積分器10と
ほぼ同様の回路構成であるが、その積分入力には
一定の電圧VRが印加するように可変抵抗器11
1が追加してある。該可変抵抗器111の一方の
固定端子には一定電源電圧Vcが印加してあり、
他方の固定端子は接地してある。第2の積分器1
1の作動は積分入力電圧VRを第3図S1の“0”
の状態のT1時間だけ積分するので、第2の積分
器11の出力電圧V2は−∫T1 pVRdtとなり時間T1
に比例する。そして、その積分波形は第3図Iの
ごとくである。
次に、除算器12はインターシル社製の除算可
能な製品番号8013よりなる乗算器121を使用し
ている。該乗算器121のZ入力には抵抗122
を介して前記第1の積分器10の出力が接続して
あり、X入力には抵抗123を介して前記第2の
積分器11の出力に接続してある。ダイオード1
24の正極はZ入力に、負極はアナログスイツチ
126の一方の端子に接続してあり、ダイオード
125正極はX入力に、負極はアナログスイツチ
126の一方の端子に接続してある。該アナログ
スイツチ126の他方の端子は負の電源電圧Vs
が印加されている。該アナログスイツチ126の
コントロール端子は前記制御パルス発生回路7か
らの信号S3が印加してある。乗算器121の出力
は可変抵抗器127の一方の固定端子に接続し、
他の固定端子は接地してある。該可変抵抗器12
7の可動端子は、Y入力に接続してある。以上の
構成で除算器12の作動を説明すると、信号S3が
“1”のときはアナログスイツチ126は閉成し
ているので第1の積分器10の出力から抵抗12
2ダイオード124、アナログスイツチ126を
通して電流が流れるので、乗算器121のZ入力
は負の電圧が印加される。同様に第2の積分器1
1の出力により抵抗123、ダイオード125、
アナログスイツチ126を通して電流が流れるの
で乗算器121のX入力には負の電圧が印加され
る。該乗算器121のZ入力、X入力は常に負の
電圧が印加されていないといけないため、抵抗1
22,123、ダイオード124,125、アナ
ログスイツチ126が必要となる。次に、信号S1
が“0”のときにはアナログスイツチ126は開
放しているので、乗算器121のZ入力には第1
の積分器10の出力が、X入力には第2の積分器
11の出力がそのまま抵抗122,123を介し
て印加されるので、乗算器121つまり除算器1
2の出力V3には10Z/Xが出力される。第3図におい
て、除算終了時におけるS2信号が“1”のときの
該除算器12の出力V3は、
となる。ここで、V3は第3図Jに示すごとく正
の電圧である。
サンプルホールド回路13はインターシル社製
の製品番号1H5110を使用しており、アナログ入
力には前記除算器121の出力が接続してあり、
コントロール入力には前記制御パルス発生回路7
からの信号S2が印加してある。またC端子には抵
抗131とコンデンサ132が直列に接続してあ
る。以上の回路構成にすると、信号S2が“1”の
状態の時の除算器12の出力電圧をサンプルホー
ルドする。従つて、該サンプルホールド回路13
の出力電圧は第3図Jに示すごとく前記除算器1
2の出力電圧V3となる。このV3は
[Industrial Application Field] The present invention compares vibrations propagating through an internal combustion engine with a knocking determination level set from the vibration output, and detects the knocking intensity based on, for example, the number of times the former exceeds the latter. The present invention relates to a knocking control device for an internal combustion engine that retards the ignition timing in response to this intensity. [Conventional technology] Generally, in order to efficiently extract the output of an internal combustion engine, the ignition timing is set at the ignition timing that can generate the maximum torque (MBT: Minimum spark advance).
It is desirable to control the angle so that it advances up to (for Best Torque). However, it is known that engine knocking occurs if the ignition timing is advanced too far, and the ignition timing at the knocking limit that causes this knocking exists on the lag side of MBT depending on the engine condition, and if the ignition timing is advanced to MBT, There are also areas where knocking occurs. Moreover, this knocking limit ignition timing changes depending on the engine condition, the octane number of the fuel used, and the presence or absence of deposits in the combustion chamber, so the actual ignition timing
The engine is forced to advance to a point considerably behind the MBT, which poses the problem of not being able to extract sufficient torque from the engine. Therefore, in order to solve this kind of problem, for example, as shown in Japanese Patent Application Laid-Open No. 52-87537 (Ignition Spark Timing Method and Device for Internal Combustion Engines), knocking vibrations occurring in the engine are detected using a knocking detector. Based on the output of this detector, high and low starting values for knocking judgment, that is, knocking judgment levels are set, and the number of times the detection signal of the knocking detector exceeds these starting values is determined in advance. A method has been proposed in which when the number exceeds a reference number, it is determined that there is knocking and the ignition timing is controlled. [Problems to be Solved by the Invention] In this method, the reference numbers are determined to be, for example, 3 for the low level start value and 1 for the high level start value, and if either start value exceeds the reference number, knocking occurs. In this case, the ignition timing is retarded by a certain value. Therefore, when extremely large knocking occurs, which is likely to occur when the engine is rapidly accelerating, for example, it takes a certain amount of time until the angle is sufficiently retarded, and the knocking does not disappear easily. In order to avoid this problem, if the amount of retardation per time is set to an appropriate amount for large knocking, the retardation amount will be too much in the case of slight knocking, resulting in a decrease in output and worsening of fuel efficiency. I will invite you. Therefore, in view of these problems, the present invention has been made to
The purpose of this invention is to accurately discriminate between high, medium, low, etc. knocking intensities, and to quickly control the ignition timing to always be optimal for any of these. [Means for Solving the Problems] Therefore, the present invention provides a vibration detector that detects vibrations propagating through an internal combustion engine, and sets a determination level for knocking determination based on the vibration output detected by the vibration detector. A judgment level setting means compares the judgment level from the judgment level setting means and the vibration output from the vibration detector, and determines the ratio between the vibration output from the vibration detector and the judgment level from the judgment level setting means. a comparison means that generates an output each time it exceeds a predetermined value; the number of outputs generated by this comparison means is counted for each predetermined crank angle range at each ignition of the internal combustion engine; The present invention is characterized by comprising a number classification means for generating a knocking detection output for the knocking occurrence intensity by discriminating based on a set value, and a control means for retarding the ignition timing by an amount corresponding to the knocking detection output of the number classification means. The present invention provides a knocking control device for an internal combustion engine. [Function] In the present invention, a vibration detector is attached to the engine block of an internal combustion engine to detect vibrations synchronized with each combustion. The damping of vibrations propagating through an engine block consisting of a pair of rigid bodies is small, and the vibrations corresponding to combustion between cylinders are qualitatively the same. Furthermore, when knocking occurs, large vibrations with high frequencies are obtained due to the knocking. The frequency F (Hz) during knocking with respect to the knocking strength is given by F (Hz) = C/2d (1) C: Sound velocity in combustion chamber gas d: Combustion chamber bore diameter, and the vibration frequency is Not related to knotting strength. On the other hand, as the knocking intensity increases, the vibration intensity increases, and the output of the vibration detector also increases proportionally. In the present invention, the comparison means obtains a number of pulse signals corresponding to the knocking intensity, the counted value of this signal is discriminated based on a set value to determine the knocking intensity, and the ignition timing is adjusted according to this discrimination result. The amount of retardation is determined, and the ignition timing can be quickly controlled to the optimum value for each knocking strength. [Example] First, Fig. 1 compares the pressure (P) in the combustion chamber and the corresponding vibration (G) depending on the presence or absence of knocking and its strength at the same engine speed.
If we focus on vibration (G) from the example in Fig. 1, the difference up to compression top dead center (TDC) is small depending on the presence or absence of knocking and its strength. Therefore, for example, the average value of vibration output from ignition (IG) to top dead center (TDC) (vibration average value before top dead center) is approximately constant. From this, for example, when the vibration (G) corresponding to knocking exceeds the value obtained by multiplying the average value of vibrations before top dead center by a constant for each combustion (hereinafter referred to as the average value of vibrations before top dead center), knocking is determined. If the engine condition changes and the overall vibration level changes,
Since the average vibration value before top dead center and the vibration corresponding to knocking also change, knocking can be easily compared and judged. Based on the above, in the example described below, the vibration output corresponding to knocking and the average value output of vibration before top dead center are compared, and the number of times the vibration output from this vibration detector exceeds the average value output of vibration before top dead center. is measured within a predetermined rotation angle, the number of measurements is discriminated by a predetermined number of times, the strength of knocking of the internal combustion engine is determined, and the engine is retarded by an amount corresponding to the result of this determination. According to this method, even if large mechanical noise occurs due to an intake valve, an exhaust valve, etc., it can be determined as knocking without false detection. DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be illustrated in the drawings and examples thereof will be described below. First, referring to FIG. 2, a case will be described in which the present invention is applied to an in-line six-cylinder internal combustion engine. 1 is a point attached to the distributor, which is connected to an igniter (not shown). 2
is a rotating disk attached to the crankshaft, and this disk is provided with three protrusions divided into three equal parts, and the protrusions correspond to the top dead center (TDC) of each cylinder of the internal combustion engine. 3 is a commercially available electromagnetic pick-up,
A signal is emitted at the location of the protrusion on the disc 2. 4 is a commercially available vibration detector using a piezo element, which is glued to the engine block. Reference numeral 5 designates a first waveform shaping circuit, which is a known circuit that includes a built-in circuit for preventing chattering of contact point 1, A shown in FIG. 3 is a point waveform, and B shown in FIG. 3 is a first waveform shaping circuit. This is the output waveform of circuit 5. Then, at the rising edge of the waveform A shown in FIG. 3, ignition is performed by an igniter (not shown). A second waveform shaping circuit 6 shapes the waveform of the output signal of the electromagnetic pickup 3. In Figure 3, C is the electromagnetic pick-up 3.
and D is the output signal of the second waveform shaping circuit 6. The internal circuit of this second waveform shaping circuit 6 is shown in FIG. 61 is an input terminal, one end of a low resistor 62 is connected to the input terminal 61, and the other end is commonly connected to a resistor 63, a positive electrode of a diode 64, and a negative electrode of a diode 65. The other end of the resistor 63 is connected to the inverting input terminal of a comparator 69 made of IC product number 3302 manufactured by Motorola, and a constant voltage Vc is applied to the negative electrode of the diode 64. The positive electrode of the diode 65 is grounded. One end of the resistor 66 is connected to the resistor 63
The other end is connected to the negative electrode of the diode 64. One end of the resistor 67 is connected to the negative electrode of the diode 64, and the other end is connected to one end of the resistor 68.
The other end of the resistor 68 is grounded. A connection point between the resistor 67 and the resistor 68 is connected to a non-inverting input terminal of a comparator 69. Since the output of the comparator 69 is an open collector, a resistor 70 is connected between the output and the power supply Vc. And comparator 69
The resistance values are determined so that the impedance seen from the non-inverting input terminal of the resistor is the same as the impedance seen from the inverting input terminal of the resistor.
Further, the non-inverting input terminal of the comparator 69 has a voltage of approximately 1/3Vc. Therefore, when the electromagnetic pickup 3 of the input terminal 61 is connected, approximately 1/3 Vc is also applied to the inverting input terminal of the comparator 69. The diode 65 prevents a negative voltage of −0.5 V or less from being applied to the inverting input terminal, and the diode 64 prevents a positive voltage of +(Vc+0.5 V) or more from being applied to the inverting input terminal. here,
The disk 2 moves and its protrusion becomes the electromagnetic pick-up 3.
The waveform shown in FIG. 3C is generated each time the signal passes through. Then,
The shaped pulse shown in FIG. 3D appears at the output of the comparator 69. This pulse corresponds to the top dead center (TDC) position of each cylinder. 7 is a control pulse generating circuit, and FIG. 5 shows its internal circuit. The input terminal 71 is connected to the first waveform shaping circuit 5, and the input terminal 71 is connected to the input 1B of a monostable multivibrator IC manufactured by Texas Instruments, product number SN74123. Input 1A is grounded. By connecting a capacitor 73 between the terminals 14 and 15 of the IC and a resistor 74 between the terminal 15 and the power supply Vc, after the output of the first waveform shaping circuit 5 rises, the capacitor 73 and the resistor 74 A pulse width of 10 μs is generated at output Q 1 as shown in FIG. 3E.
Next, connect the NOR gates 76 and 77 to R-S as shown in the figure.
Connected to form a flip-flop, one input terminal of the NOR gate 76 is connected to the Q1 output of the monostable multivibrator 72 , and the other input terminal of the NOR gate 77 is connected to the input terminal 75 of the control pulse generation circuit 7. and further connect the input terminal 7
5 to the output of the second waveform shaping circuit 6, the output of the NOR gate 76 is as shown in FIG.
The output of NOR gate 77 produces 1 , respectively.
Next, the monostable multivibrator 78 has an input terminal 75 connected to its input 2B. The operation of the monostable multivibrator 78 is similar to that of the monostable multivibrator 72 described above, and after the output of the second waveform shaping circuit 6 rises, the approximately
A pulse width of 100 μs is generated at the Q2 output as shown in Figure 3, S2 . By connecting one input of the two-input NOR gate 81 to the output terminal Q2 and the other input to the output of the NOR gate 77 constituting the R-S flip-flop, the output of the NOR gate 81 is as shown in FIG. This occurs as shown in 3 . The output terminals S 1 , S 1 , S 2 , S 3 of the control pulse generation circuit 7 correspond to the signals S 1 , 1 , S 2 , S 3 in FIG. 3, respectively. A buffer amplifier 8 converts the output signal of the vibration detector 4 into a low impedance signal. Therefore, the voltage waveform does not change. Reference numeral 9 denotes an absolute value circuit, which is a well-known circuit, so its explanation will be omitted, but the negative side of the vibration waveform is turned back to the positive side. Third
FIG. F shows the output waveform of the buffer amplifier 8, and G shows the output waveform of the absolute value circuit 9. 10 is a first integrator, in which a resistor 102 and a resistor 103 are connected in series with the output of the absolute value circuit 9, and one end of the resistor 103 is connected to the inverting input terminal of the operational amplifier 101. . An analog switch 104 is connected between the connection point between resistor 102 and resistor 103 and ground. The S1 signal is applied to the control input of the analog switch 104. A capacitor 105 is connected between the inverting input and the output of the operational amplifier 101.
Further, an analog switch 106 and a resistor 107 are connected in series to both ends of the capacitor 105. The output signal S 3 of the control pulse generation circuit 7 is applied to the control input of the analog switch 106 . In the above configuration, to explain the operation of the first integrator, when the signal S4 is "1", the analog switch 104 is conductive;
When the output signal S 3 is "1", the analog switch 106 is conductive, so the output of the first integrator 10 is OV, and the output signal S 1 When becomes "0", the analog switch 104 is opened, and at the same time, the analog switch 106 is also opened by the output signal S3 , so the first integrator 10 starts integrating in the negative direction. This integration time is the time until the analog switch 106 closes, but since the output signal of the absolute value circuit 9 is input during the time when the analog switch 104 is open, the top dead center (TDC) That's it. Therefore, the time during which the signal S2 shown in FIG. 3 is "1" is the holding time of the first integrator 10. The output voltage V 1 of the first integrator 10 becomes −∫ T1 p Gdt. The integrated waveform is as shown in FIG. 3H. On the other hand, the second integrator 11 has almost the same circuit configuration as the first integrator 10, but the variable resistor 11 is connected so that a constant voltage VR is applied to its integration input.
1 has been added. A constant power supply voltage Vc is applied to one fixed terminal of the variable resistor 111,
The other fixed terminal is grounded. second integrator 1
The operation of 1 changes the integral input voltage VR to “0” in Figure 3 S 1.
Since integration is performed for T 1 time in the state of
is proportional to. The integral waveform is as shown in FIG. 3I. Next, the divider 12 uses a multiplier 121 made by Intersil Corporation and made by product number 8013, which can be divided. A resistor 122 is connected to the Z input of the multiplier 121.
The output of the first integrator 10 is connected to the X input through a resistor 123, and the output of the second integrator 11 is connected to the X input. diode 1
The positive terminal of the diode 24 is connected to the Z input, the negative terminal of the diode 125 is connected to one terminal of the analog switch 126, and the positive terminal of the diode 125 is connected to the X input, and the negative terminal of the diode 125 is connected to one terminal of the analog switch 126. The other terminal of the analog switch 126 is connected to the negative power supply voltage Vs.
is applied. A signal S3 from the control pulse generating circuit 7 is applied to the control terminal of the analog switch 126. The output of the multiplier 121 is connected to one fixed terminal of the variable resistor 127,
The other fixed terminals are grounded. The variable resistor 12
The movable terminal 7 is connected to the Y input. To explain the operation of the divider 12 with the above configuration, when the signal S3 is "1", the analog switch 126 is closed, so the output of the first integrator 10 is connected to the resistor 12.
Since current flows through the second diode 124 and the analog switch 126, a negative voltage is applied to the Z input of the multiplier 121. Similarly, the second integrator 1
1 output causes resistor 123, diode 125,
Since current flows through analog switch 126, a negative voltage is applied to the X input of multiplier 121. Since a negative voltage must always be applied to the Z input and X input of the multiplier 121, the resistor 1
22, 123, diodes 124, 125, and analog switch 126 are required. Then signal S 1
When is “0”, the analog switch 126 is open, so the Z input of the multiplier 121 has the first
Since the output of the second integrator 11 is directly applied to the X input via the resistors 122 and 123, the output of the second integrator 10 is applied to the X input.
10Z/X is output to the output V3 of 2. In FIG. 3, when the S 2 signal is "1" at the end of division, the output V 3 of the divider 12 is: becomes. Here, V 3 is a positive voltage as shown in FIG. 3J. The sample and hold circuit 13 uses Intersil's product number 1H5110, and the output of the divider 121 is connected to the analog input.
The control pulse generation circuit 7 is used as a control input.
A signal S 2 from S2 is applied. Further, a resistor 131 and a capacitor 132 are connected in series to the C terminal. With the above circuit configuration, the output voltage of the divider 12 when the signal S 2 is in the "1" state is sampled and held. Therefore, the sample hold circuit 13
The output voltage of the divider 1 is as shown in FIG.
The output voltage of V2 becomes V3 . This V3 is
【式】
であるので点火してからTDC(上死点)までの
振動の定数倍された平均値となる。
可変抵抗14の一方の固定端子は前記サンプル
ホールド回路13の出力に、他方の固定端子は接
地してある。可変端子は、比較器15の反転入力
に接続してある。このようにすることにより、該
可変端子の電圧V4は[Formula] Therefore, it is the average value multiplied by a constant of the vibration from ignition to TDC (top dead center). One fixed terminal of the variable resistor 14 is connected to the output of the sample hold circuit 13, and the other fixed terminal is grounded. The variable terminal is connected to the inverting input of comparator 15. By doing this, the voltage V 4 of the variable terminal becomes
【式】となる。
K2は該可変抵抗14により分圧される分圧比で
ある。いまK=K1×K2にすることにより
[Formula] becomes. K 2 is a voltage division ratio divided by the variable resistor 14 . Now by setting K=K 1 ×K 2
以上述べたように本発明においては、振動検出
器の出力とこの検出出力から設定されたノツキン
グ判定レベルとを比較し、両者の比が所定値以上
ある回数を各点火における所定クランク角範囲ご
とに計数し、この計数結果を予め設定された複数
個の各設定値によつて弁別しノツキングの強度に
対する出力を発生して、この弁別されたノツキン
グ検出出力に対応した量だけ点火時期を遅角制御
するようにしているので、各ノツキング強度を正
確に弁別することができ、いずれのノツキング強
度に対しても常に最適の点火時期へすみやかに制
御できるという優れた効果がある。
As described above, in the present invention, the output of the vibration detector is compared with the knocking judgment level set from this detection output, and the number of times the ratio of the two is equal to or higher than a predetermined value is determined for each predetermined crank angle range in each ignition. The counting result is discriminated based on a plurality of preset values, an output corresponding to the knocking intensity is generated, and the ignition timing is retarded by an amount corresponding to the distinguished knocking detection output. Therefore, each knocking strength can be accurately discriminated, and there is an excellent effect that the ignition timing can always be quickly controlled to the optimum ignition timing for any knocking strength.
第1図は本発明装置の基本的作動説明に供する
各部出力波形図、第2図は本発明装置の一実施例
を示す電気回路図、第3図は第2図図示装置の作
動説明に供する各部波形図、第4図乃至第6図は
それぞれ第2図図示装置の要部電気回路図、第7
図は第6図図示回路の作動説明に供する各部波形
図、第8図は本発明装置を点火進角補正のために
適用した場合の遅角補正量特性図である。
4……振動検出器、10,11,12,13…
…判定レベル設定手段を構成する第1の積分器、
第2の積分器、除算器、サンプルホールド回路、
15……比較器、16……回数分類回路。
Fig. 1 is an output waveform diagram of each part to explain the basic operation of the device of the present invention, Fig. 2 is an electric circuit diagram showing an embodiment of the device of the present invention, and Fig. 3 is a diagram to explain the operation of the device shown in Fig. 2. Waveform diagrams of each part, Figures 4 to 6 are electrical circuit diagrams of main parts of the device shown in Figure 2, and Figure 7.
FIG. 6 is a waveform diagram of various parts for explaining the operation of the circuit shown in FIG. 6, and FIG. 8 is a retard correction amount characteristic diagram when the device of the present invention is applied to ignition advance correction. 4... Vibration detector, 10, 11, 12, 13...
...a first integrator constituting the determination level setting means,
a second integrator, a divider, a sample and hold circuit,
15... Comparator, 16... Number classification circuit.
Claims (1)
器と、この振動検出器により検出された振動出力
からノツキング判定用の判定レベルを設定する判
定レベル設定手段と、この判定レベル設定手段か
らの判定レベルと前記振動検出器よりの振動出力
とを比較し、この振動検出器からの振動出力と前
記判定レベル設定手段からの判定レベルとの比が
所定値以上あるとその都度出力を発生する比較手
段と、この比較手段の出力発生回数を内燃機関の
各点火における所定クランク角範囲ごとに計数
し、この計数結果を予め複数個設定された各設定
値によつて弁別してノツキング発生強度に対する
ノツキング検出出力を発生する回数分類手段と、
この回数分類手段のノツキング検出出力に対応し
た量だけ点火時期を遅角制御する制御手段とを備
えることを特徴とする内燃機関用ノツキング制御
装置。1. A vibration detector that detects vibrations propagating through an internal combustion engine, a determination level setting means for setting a determination level for knocking determination from the vibration output detected by the vibration detector, and a determination level from the determination level setting means. and a vibration output from the vibration detector, and generates an output each time a ratio between the vibration output from the vibration detector and the judgment level from the judgment level setting means is equal to or greater than a predetermined value. , the number of times the output of this comparison means is generated is counted for each predetermined crank angle range at each ignition of the internal combustion engine, and the counting results are discriminated based on a plurality of set values set in advance to determine the knocking detection output for the knocking occurrence intensity. A means for classifying the number of occurrences;
A knocking control device for an internal combustion engine, comprising: control means for retarding ignition timing by an amount corresponding to the knocking detection output of the number classification means.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP15527377A JPS5487308A (en) | 1977-12-22 | 1977-12-22 | Knocking detector for internal combustion engine |
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JP15527377A JPS5487308A (en) | 1977-12-22 | 1977-12-22 | Knocking detector for internal combustion engine |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
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ID=15602288
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP15527377A Granted JPS5487308A (en) | 1977-12-22 | 1977-12-22 | Knocking detector for internal combustion engine |
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JP (1) | JPS5487308A (en) |
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