JPS6157830A - 異常燃焼判定方法および装置 - Google Patents
異常燃焼判定方法および装置Info
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- JPS6157830A JPS6157830A JP18111784A JP18111784A JPS6157830A JP S6157830 A JPS6157830 A JP S6157830A JP 18111784 A JP18111784 A JP 18111784A JP 18111784 A JP18111784 A JP 18111784A JP S6157830 A JPS6157830 A JP S6157830A
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- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
- G01L23/00—Devices 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
- G01L23/22—Devices 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
- G01L23/221—Devices 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
- G01L23/225—Devices 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
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-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02P—IGNITION, OTHER THAN COMPRESSION IGNITION, FOR INTERNAL-COMBUSTION ENGINES; TESTING OF IGNITION TIMING IN COMPRESSION-IGNITION ENGINES
- F02P17/00—Testing of ignition installations, e.g. in combination with adjusting; Testing of ignition timing in compression-ignition engines
- F02P17/12—Testing characteristics of the spark, ignition voltage or current
- F02P2017/125—Measuring ionisation of combustion gas, e.g. by using ignition circuits
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02P—IGNITION, OTHER THAN COMPRESSION IGNITION, FOR INTERNAL-COMBUSTION ENGINES; TESTING OF IGNITION TIMING IN COMPRESSION-IGNITION ENGINES
- F02P17/00—Testing of ignition installations, e.g. in combination with adjusting; Testing of ignition timing in compression-ignition engines
- F02P17/12—Testing characteristics of the spark, ignition voltage or current
- F02P2017/125—Measuring ionisation of combustion gas, e.g. by using ignition circuits
- F02P2017/128—Measuring ionisation of combustion gas, e.g. by using ignition circuits for knock detection
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。
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、燃焼室内のイオン電流の変化分などを検出
して機関の燃焼状態を検知する方式に関し、特に火花点
火ポガソリンエンジンにおいて、専用のセンサを用いる
こと々く点火プラグをセンサに併用して燃焼異常を検出
するとともに、点火プラグ周辺のガス密度や電極状態の
変化にかかわらず、常に一定した検出感度が得られるよ
うな判定力法に係る。
して機関の燃焼状態を検知する方式に関し、特に火花点
火ポガソリンエンジンにおいて、専用のセンサを用いる
こと々く点火プラグをセンサに併用して燃焼異常を検出
するとともに、点火プラグ周辺のガス密度や電極状態の
変化にかかわらず、常に一定した検出感度が得られるよ
うな判定力法に係る。
従来の技術
内燃機関の効率向上は、上記の利用分野において、近年
特に重要々技術課題となっている。この課題は、圧縮比
を増加すれば解決できる。しかし、エンジンの運転条件
にもよるが、一般に圧縮比を高めるほどエンジンとその
特性に悪影響を及ぼすノッキングなどの異常燃焼が発生
し易くなる。そこでノック検知手段を用い、ノッキング
の頻度が限度以上に増加すると点火時期を遅らせて悪影
響を回避することが提案されている。ノックを検知する
手段としては、ピエゾセラミックに代表される各種の圧
力センサや、加速度センサ、光ファイバーなどの他、本
発明に係る燃焼ガスの導電性を利用する方法がある。
特に重要々技術課題となっている。この課題は、圧縮比
を増加すれば解決できる。しかし、エンジンの運転条件
にもよるが、一般に圧縮比を高めるほどエンジンとその
特性に悪影響を及ぼすノッキングなどの異常燃焼が発生
し易くなる。そこでノック検知手段を用い、ノッキング
の頻度が限度以上に増加すると点火時期を遅らせて悪影
響を回避することが提案されている。ノックを検知する
手段としては、ピエゾセラミックに代表される各種の圧
力センサや、加速度センサ、光ファイバーなどの他、本
発明に係る燃焼ガスの導電性を利用する方法がある。
第２図は、典型的な電気式検知手段であるイオン電流測
定方法の原理図である。この方法は、機械振動を検知す
る方法に比べると、機械的騒音に不感知という利点があ
る。図で蓄電池５、点火コイルの一次巻線７、スイッチ
８から成る閉回路の成立およびスイッチ８の開成によシ
、点火コイル６の二次巻線９の両端に高電圧が発生する
と、仮想的に表示した燃焼室１内に設けられた点火プラ
グ２の電極３，４間に火花放電が起こり、二次巻線９、
点火プラグ２、低抵抗２８から成る閉回路に放電電流が
流れる。応じて燃焼室１中のガスが波及的に燃焼すると
、火焔中の導電粒子が点火プラグと隔てて配置されたプ
ローブ２９の電極３０．３１間に到達する結果、グロー
ブ２９、測定用電源３２、安定抵抗３３から成る閉回路
にイオン電流が流れる。
定方法の原理図である。この方法は、機械振動を検知す
る方法に比べると、機械的騒音に不感知という利点があ
る。図で蓄電池５、点火コイルの一次巻線７、スイッチ
８から成る閉回路の成立およびスイッチ８の開成によシ
、点火コイル６の二次巻線９の両端に高電圧が発生する
と、仮想的に表示した燃焼室１内に設けられた点火プラ
グ２の電極３，４間に火花放電が起こり、二次巻線９、
点火プラグ２、低抵抗２８から成る閉回路に放電電流が
流れる。応じて燃焼室１中のガスが波及的に燃焼すると
、火焔中の導電粒子が点火プラグと隔てて配置されたプ
ローブ２９の電極３０．３１間に到達する結果、グロー
ブ２９、測定用電源３２、安定抵抗３３から成る閉回路
にイオン電流が流れる。
イオン電流は、温度や圧力など燃焼ガスの各種要因によ
り変調され、各種の周波数成分を含むが、ノッキングに
相当する成分はふつう数ＫＨ２である。
り変調され、各種の周波数成分を含むが、ノッキングに
相当する成分はふつう数ＫＨ２である。
したがって周波数フィルタ３４を用いれば、プローブ２
９に流れるイオン電流から数ＫＨｚのノッキング成分を
取出すことができる。すなわちフィルタ３４の出力信号
Ｓは、低抵抗２８から得られる火花放電のタイミング信
号ｔを起点として用いることによシ、１サイクルのノッ
キングデータとして利用することができる。
９に流れるイオン電流から数ＫＨｚのノッキング成分を
取出すことができる。すなわちフィルタ３４の出力信号
Ｓは、低抵抗２８から得られる火花放電のタイミング信
号ｔを起点として用いることによシ、１サイクルのノッ
キングデータとして利用することができる。
発明が解決しようとする問題点
第２図の原理回路を実用化しようとする場合、自動車エ
ンジンの構造″では燃焼室中にプローブ２９を挿入する
ための適当な場所や挿入方法を見出すことが難しい。そ
こで、点火プラグ２でプローブ２９を併用できれば便利
であろう。事実、火花放電のための期間を除−てプラグ
２をグローブ２９として使い分ける方法はすでに提案さ
れている。しかしプラグ２は、当然ながら燃焼の起点に
位置するから、点火によりトリガーされた燃焼がピスト
ン上面の大部分に波及して異常燃焼に至るとき、燃焼の
末端に近接して配置されたプローブ２９に比較すると検
知できる情報量が不十分という問題がある。またプラグ
２の位置が、高速回転において気流の動きが高速になる
部分如あるときは、応じて検知情報量の変動が甚しいと
いう問題がある。さらに点火プラグ２においては、電極
の感度が温・湿度や表面状態の変化に影響されるため、
安定した検知感度が得られ々いという問題がある。以上
の問題によ多点火プラグ２とプローブ２９の併用は、実
用化に至っていない。
ンジンの構造″では燃焼室中にプローブ２９を挿入する
ための適当な場所や挿入方法を見出すことが難しい。そ
こで、点火プラグ２でプローブ２９を併用できれば便利
であろう。事実、火花放電のための期間を除−てプラグ
２をグローブ２９として使い分ける方法はすでに提案さ
れている。しかしプラグ２は、当然ながら燃焼の起点に
位置するから、点火によりトリガーされた燃焼がピスト
ン上面の大部分に波及して異常燃焼に至るとき、燃焼の
末端に近接して配置されたプローブ２９に比較すると検
知できる情報量が不十分という問題がある。またプラグ
２の位置が、高速回転において気流の動きが高速になる
部分如あるときは、応じて検知情報量の変動が甚しいと
いう問題がある。さらに点火プラグ２においては、電極
の感度が温・湿度や表面状態の変化に影響されるため、
安定した検知感度が得られ々いという問題がある。以上
の問題によ多点火プラグ２とプローブ２９の併用は、実
用化に至っていない。
問題点を解決するための手段
この発明の目的は、点火プラグをイオン電流検出用プロ
ーブと併用するような周囲条件が著しく変動するよう々
測定環境において、上記の問題点を解決するとともに、
実用性の高いノッキングなどの異常燃焼検知方法を提供
することにある。そのために本発明では、少なくとも下
記の要素を必要とする。
ーブと併用するような周囲条件が著しく変動するよう々
測定環境において、上記の問題点を解決するとともに、
実用性の高いノッキングなどの異常燃焼検知方法を提供
することにある。そのために本発明では、少なくとも下
記の要素を必要とする。
第一に点火プラグのような単一の測定パラメータ検知手
段、 第二に前記検知手段の出力を周波数や時間などにより分
離する要素、 第三に分離された信号を必要に応じて積分する要素、 第四に前記積分器の複数の出力の相対的な比率を求める
要素、 第五に前記比率を予め定めた基準レベルと比較する要素
。
段、 第二に前記検知手段の出力を周波数や時間などにより分
離する要素、 第三に分離された信号を必要に応じて積分する要素、 第四に前記積分器の複数の出力の相対的な比率を求める
要素、 第五に前記比率を予め定めた基準レベルと比較する要素
。
なお、第三要素と第四要素の順序は入換が可能である。
作用
上記第一要素の検知手段には、種々の測定パラメータが
含まれ、各パラメータはそれぞれ第一要素の環境条件の
変化に対応した影響を受けるものであるから、第二要素
によってこれらのパラメータを分離した上、第三、第四
要素によって比率化すれば、各測定パラメータの情報量
の環境条件による変化を相殺することができ、したがっ
て第一要素の不十分な測定環境による機能低下を改善し
得る。
含まれ、各パラメータはそれぞれ第一要素の環境条件の
変化に対応した影響を受けるものであるから、第二要素
によってこれらのパラメータを分離した上、第三、第四
要素によって比率化すれば、各測定パラメータの情報量
の環境条件による変化を相殺することができ、したがっ
て第一要素の不十分な測定環境による機能低下を改善し
得る。
たとえばノックを検知する場合、ノックに対応する情報
量とそれ以外の情報量は、それぞれ点火プラグの電極周
辺の燃焼ガス密度などの変化に影響され、したがって各
情報の電気信号レベルは変動するが、それぞれの電気信
号は同様な影響を受けるので、両者の比率をとれば一定
である。
量とそれ以外の情報量は、それぞれ点火プラグの電極周
辺の燃焼ガス密度などの変化に影響され、したがって各
情報の電気信号レベルは変動するが、それぞれの電気信
号は同様な影響を受けるので、両者の比率をとれば一定
である。
１゛ そこでこの比率を既定の基準レベルと比
較することにより、ノッキングの程度を判定することが
できる。
較することにより、ノッキングの程度を判定することが
できる。
実施例
第１図は、上記の方法を適用した本発明の一実施例のノ
ッキング検知装置の構成図である。図の各要素、ならび
に各要素の関係について述べればつぎのとうりである。
ッキング検知装置の構成図である。図の各要素、ならび
に各要素の関係について述べればつぎのとうりである。
１は模式的に描いたエンジンの燃焼室、２は点火プラグ
であり、この点火プラグ２は電極３−４間の火花放電に
よってガソリン混合気に着火するだけでなく、燃焼中は
イオン電流検出プローブとして動作する。
であり、この点火プラグ２は電極３−４間の火花放電に
よってガソリン混合気に着火するだけでなく、燃焼中は
イオン電流検出プローブとして動作する。
５は蓄電池で、点火エネルギーの供給源である。
周知のように蓄電池５、点火コイル６の一次巻線７、半
導体スイッチ８から成る閉回路の閉成により点火コイル
６の磁心を励磁する電流が流れ、スイッチ８の開成によ
り、貯えられた電磁エネルギーが点火コイル６の二次巻
線９０両端に大振幅キック電圧を誘起する。このキック
電圧は交番電圧であり、ダイオード１０、ツェナーダイ
オード１３、キャパシタ１１と低抵抗１２の直列回路か
ら成る閉回路を通して点火プラグ２の電極３−４間に印
加され、火花放電を発生する。１４は増巾器で、その作
用は火花放電から上死点後の必要な角度を含む燃焼期間
の範囲で後述するように制御される。
導体スイッチ８から成る閉回路の閉成により点火コイル
６の磁心を励磁する電流が流れ、スイッチ８の開成によ
り、貯えられた電磁エネルギーが点火コイル６の二次巻
線９０両端に大振幅キック電圧を誘起する。このキック
電圧は交番電圧であり、ダイオード１０、ツェナーダイ
オード１３、キャパシタ１１と低抵抗１２の直列回路か
ら成る閉回路を通して点火プラグ２の電極３−４間に印
加され、火花放電を発生する。１４は増巾器で、その作
用は火花放電から上死点後の必要な角度を含む燃焼期間
の範囲で後述するように制御される。
１５は増巾器１４の複合周波による出力電圧が過小なと
きだけ動作して、増巾器１４の利得を増加させる過小出
力検出回路である。
きだけ動作して、増巾器１４の利得を増加させる過小出
力検出回路である。
１６はノック周波数を選択的に通過させるためのフィル
タ、他方１７は燃焼室の機械的寸法によシ発生する固有
の振動周波数を選択的に通過させるだめのフィルタで、
それぞれ検波作用を有する。
タ、他方１７は燃焼室の機械的寸法によシ発生する固有
の振動周波数を選択的に通過させるだめのフィルタで、
それぞれ検波作用を有する。
１８．１９は積分器で、それぞれフィルタ１６．１７の
出力を後述の期間だけ個別的に制御するものである。
出力を後述の期間だけ個別的に制御するものである。
２０は割算器で、フィルタ１６．１７の出力を入力とし
、その出力比率はコンパレータ２１の一方の入力となる
。
、その出力比率はコンパレータ２１の一方の入力となる
。
２２は定電圧Ｖｃの分圧器で、予め定めた基準ノックレ
ベルに対応する電圧をコンパレータ２１に他方の入力と
して与える。この結果コンパレータ２１の一方の入力が
他方の入力を超えるとコンパレータ２１がその回転にお
けるノッキング検出パルスヲ発生する。
ベルに対応する電圧をコンパレータ２１に他方の入力と
して与える。この結果コンパレータ２１の一方の入力が
他方の入力を超えるとコンパレータ２１がその回転にお
けるノッキング検出パルスヲ発生する。
２３ハ積分器で、コンパレータ２１の出力パルスを予め
定めた回転数にわたって積分し、ノッキングの程度に対
応した出力信号を点火時期算出回路２４に対して供給す
る。点火時期算出回路２４は、角度センサ２５が発生す
るクランク角度に対応する角度パルスを取込んで、回転
周期々どから次回の点火時期を算出するが、積分器２２
の積分電圧が力えられると、その大きさに従って次回の
点火角度を修正する。
定めた回転数にわたって積分し、ノッキングの程度に対
応した出力信号を点火時期算出回路２４に対して供給す
る。点火時期算出回路２４は、角度センサ２５が発生す
るクランク角度に対応する角度パルスを取込んで、回転
周期々どから次回の点火時期を算出するが、積分器２２
の積分電圧が力えられると、その大きさに従って次回の
点火角度を修正する。
２６は導通角・測定角算出回路であり、点火時期算出回
路２４の出力と分布容量２７を介して得られる測定タイ
ミングを取込んで、次回の点火のための導通角を算出し
て半導体スイッチ８に閉成および開成信号を与えるとと
もに、増巾器１４、積分器１７ 、１８に対してこれら
をそれぞれ必要な期間だけ動作させるための制御信号全
供給する。
路２４の出力と分布容量２７を介して得られる測定タイ
ミングを取込んで、次回の点火のための導通角を算出し
て半導体スイッチ８に閉成および開成信号を与えるとと
もに、増巾器１４、積分器１７ 、１８に対してこれら
をそれぞれ必要な期間だけ動作させるための制御信号全
供給する。
つぎに、上図の第１図の構成に加え、本実施例の動作上
の要点について説明する。
の要点について説明する。
第１図で、エンジンの始動後クランクシャフトが数百回
回転すると、火花交番電圧の偶数次ピーク側極性によっ
てキャパシタ】１が充電され、ツェナーダイオード１３
によって数百Ｖの測定用定電圧電源として動作する。
回転すると、火花交番電圧の偶数次ピーク側極性によっ
てキャパシタ】１が充電され、ツェナーダイオード１３
によって数百Ｖの測定用定電圧電源として動作する。
しだがって、点火プラグ２の火花放電匠より燃焼室１内
の混合ガスが着火すると、燃焼ガスの火焔はイオンと電
子から成る導電体と々るため、前記測定用電圧が点火プ
ラグ２に印加され、その電極３−４間に微小々イオン電
流が流れる。このイオン電流は、燃焼ガスの温度、圧ブ
バ気流などによって変調されるため、各種の周波数成分
を含む。
の混合ガスが着火すると、燃焼ガスの火焔はイオンと電
子から成る導電体と々るため、前記測定用電圧が点火プ
ラグ２に印加され、その電極３−４間に微小々イオン電
流が流れる。このイオン電流は、燃焼ガスの温度、圧ブ
バ気流などによって変調されるため、各種の周波数成分
を含む。
たとえばノッキングを生じる場合は、一般に数百〜数Ｋ
Ｈｚの周波数成分を含むことが知られている。
Ｈｚの周波数成分を含むことが知られている。
さらにイオン電流は、燃焼室の機械的寸法によシ共振的
に定まるより高い周波数成分を含む。
に定まるより高い周波数成分を含む。
かくしてイオン電流は、キャパシタ１１の放電々流とし
て低抵抗１２に端子電圧を発生し、増巾器１４によシ火
花放電終了後の必要期間増巾される。
て低抵抗１２に端子電圧を発生し、増巾器１４によシ火
花放電終了後の必要期間増巾される。
増巾器１４の出力は、フィルタ１６に与えられ、フィル
タ出力中のノック成分が選択され、同様にフィルタ１７
によって固有振動成分が選択され、それぞれ検波される
。
タ出力中のノック成分が選択され、同様にフィルタ１７
によって固有振動成分が選択され、それぞれ検波される
。
ここでフィルタ１．６．１７の出力は、点火プラグ２が
理想的な取付位置に存在しないため、つぎのような周囲
条件の変化により増減する。たとえば、火花放電を起点
とする混合ガスの燃焼は、時間とともにピストン上面の
全面に波及して行くが、その焔環がピストン上面の外周
部に及ぶとき（この時点でノッキング始まることが多い
）、外周部に離れて比較的ピストン上面の中央に近く位
置する点火プラグ２の電極周辺にガス密度の低下を来た
してイオン電流が不安定になることがある。まだ回転数
が増加すると、燃焼室内の気流の動きが急速・活発にな
るため、点火プラグ２の電極３，４周辺の燃焼ガス密度
が非常に希薄になることがある。
理想的な取付位置に存在しないため、つぎのような周囲
条件の変化により増減する。たとえば、火花放電を起点
とする混合ガスの燃焼は、時間とともにピストン上面の
全面に波及して行くが、その焔環がピストン上面の外周
部に及ぶとき（この時点でノッキング始まることが多い
）、外周部に離れて比較的ピストン上面の中央に近く位
置する点火プラグ２の電極周辺にガス密度の低下を来た
してイオン電流が不安定になることがある。まだ回転数
が増加すると、燃焼室内の気流の動きが急速・活発にな
るため、点火プラグ２の電極３，４周辺の燃焼ガス密度
が非常に希薄になることがある。
これに対して第１図の実施例では、第一にイオン電流、
したがって増巾器１４の出力が過小に々ると、過小電圧
検出回路１５が動作してフィルタ１６゜１７に必要な入
力を供給する。第二てフィルタ１６゜］７の出力は、そ
れぞれ積分器１８．１９によって積分されるが、ことで
ノッキングは燃焼室内が高圧如々るほど頻繁に々るので
、積分器１８は、そのような期間（上死点後２０°近辺
を中間角度とする）を含んで積分器１９よりも比較的狭
い角度範囲に設定される。したがって増巾器１４の動作
期間は、積分器１８．１９の動作期間を含んで設定され
る。第三に、上記の燃焼ガス密度の低下によるノックセ
ンサの感度不足は、ノッキング周波数に対しても、その
他の機械的固有振動周波数に対してもほぼ同様な傾向で
作用するため、積分器１８ 、１９の出力を割算器２０
で比率化すれば、相対値としては比較的一定な比率が得
られる。以上第一、第二、第三の手段を用いてセンサ感
度の変動に対処することにより、特別な補償回路を用い
ず、実用画表精度を得ることができる。なお、このよう
々イオン電流によるノックの検出では、機械的センサの
エンジンノイズに該当する雑音はなく、その対策は省略
できる。
したがって増巾器１４の出力が過小に々ると、過小電圧
検出回路１５が動作してフィルタ１６゜１７に必要な入
力を供給する。第二てフィルタ１６゜］７の出力は、そ
れぞれ積分器１８．１９によって積分されるが、ことで
ノッキングは燃焼室内が高圧如々るほど頻繁に々るので
、積分器１８は、そのような期間（上死点後２０°近辺
を中間角度とする）を含んで積分器１９よりも比較的狭
い角度範囲に設定される。したがって増巾器１４の動作
期間は、積分器１８．１９の動作期間を含んで設定され
る。第三に、上記の燃焼ガス密度の低下によるノックセ
ンサの感度不足は、ノッキング周波数に対しても、その
他の機械的固有振動周波数に対してもほぼ同様な傾向で
作用するため、積分器１８ 、１９の出力を割算器２０
で比率化すれば、相対値としては比較的一定な比率が得
られる。以上第一、第二、第三の手段を用いてセンサ感
度の変動に対処することにより、特別な補償回路を用い
ず、実用画表精度を得ることができる。なお、このよう
々イオン電流によるノックの検出では、機械的センサの
エンジンノイズに該当する雑音はなく、その対策は省略
できる。
割算器２０の出力電圧は、コンノくレータ２１において
予め定めたノッキング強度限界に対応する電圧と比較さ
れ、各回転のノッキング頻度に対応するパルス電圧を得
る。このパルス電圧列は、積分器２３によって予め定め
た回転数だけ積分され、ノッキング強度に対応する積分
電圧を発生する。かくして得られた積分電圧は、点火時
期算出回路２４によって周知の方法で算出される基本的
な点火角度を修正し、修正された新規な点火角度が導通
角・測定角算出回路２６に伝達される。導通角・測定角
算出回路２６では、前記修正角度に応じて以後の導通角
と増巾器１４、積分器１８．１９の制御期間に対応する
測定角を遅角させ、予め定めたステップに従って数回転
以上を経て次第に回復させる。
予め定めたノッキング強度限界に対応する電圧と比較さ
れ、各回転のノッキング頻度に対応するパルス電圧を得
る。このパルス電圧列は、積分器２３によって予め定め
た回転数だけ積分され、ノッキング強度に対応する積分
電圧を発生する。かくして得られた積分電圧は、点火時
期算出回路２４によって周知の方法で算出される基本的
な点火角度を修正し、修正された新規な点火角度が導通
角・測定角算出回路２６に伝達される。導通角・測定角
算出回路２６では、前記修正角度に応じて以後の導通角
と増巾器１４、積分器１８．１９の制御期間に対応する
測定角を遅角させ、予め定めたステップに従って数回転
以上を経て次第に回復させる。
々お上記実施例では、各周波数フィルタの出力を積分後
ノック成分として比率化したが、これは比率化後の積分
でもよい。また可変利得増巾器は周波数フィルタの前に
適用されているが、増巾器をフィルタの出力後に適用し
てもよい。さらに増巾器および積分器の個別制御はそれ
ぞれ目的に最も適した期間に選定し得るなど各種の自由
度がある。
ノック成分として比率化したが、これは比率化後の積分
でもよい。また可変利得増巾器は周波数フィルタの前に
適用されているが、増巾器をフィルタの出力後に適用し
てもよい。さらに増巾器および積分器の個別制御はそれ
ぞれ目的に最も適した期間に選定し得るなど各種の自由
度がある。
発明の効果
以上詳述したように本発明の実施例によれば、専用のセ
ンサを用いず単一の点火プラグをノックセンサとして併
用したにもかかわらず、点火プラグのセンシング条件の
変動による影響を主に複数のフィルタの組合せ眞よって
回避したため、実用的で精度が改善された低雑音のノッ
キング検知が可能である。
ンサを用いず単一の点火プラグをノックセンサとして併
用したにもかかわらず、点火プラグのセンシング条件の
変動による影響を主に複数のフィルタの組合せ眞よって
回避したため、実用的で精度が改善された低雑音のノッ
キング検知が可能である。
す々わち一般に本発明に」：れば、不十分な環境条件に
置かれたセンサの出力変動あるいは雑音を、出力中に含
まれる複数の情報が周囲条件の変化により同様な影響を
受けることを利用して、各情報量の相対値として比率化
することによシ、センサ出力の変動を安定化できるとい
う効果を奏する。
置かれたセンサの出力変動あるいは雑音を、出力中に含
まれる複数の情報が周囲条件の変化により同様な影響を
受けることを利用して、各情報量の相対値として比率化
することによシ、センサ出力の変動を安定化できるとい
う効果を奏する。
このような本発明の効果は、本発明特許請求範囲を逸脱
しない限りにおいて、光など電気以外の検知および伝達
手段を用いる場合にも同様に適用できるだけでなく、ノ
ッキング以外の計測対象に対しても同様に適用できるこ
とは勿論である。
しない限りにおいて、光など電気以外の検知および伝達
手段を用いる場合にも同様に適用できるだけでなく、ノ
ッキング以外の計測対象に対しても同様に適用できるこ
とは勿論である。
第１図は、本発明の一実施例のノッキング検知方法の構
成図である。第２図は、本発明の実施例の前提となる一
般的なイオン電流測定方法の原理図である。 第１図において、１は燃焼室、２は点火プラグ、５は電
源、６は点火コイル、８は半導体スイッチ、１１はキャ
パシタ、１２は低抵抗、１３はツェナーダイオード、１
４は増巾器、１６．１７はフィルタ、１８．１９．２３
は積分器、２０は割算器、２１は比較器、２４は点火時
期算出回路、２５は角度センサ、２６は導通角と測定角
の算出回路である。
成図である。第２図は、本発明の実施例の前提となる一
般的なイオン電流測定方法の原理図である。 第１図において、１は燃焼室、２は点火プラグ、５は電
源、６は点火コイル、８は半導体スイッチ、１１はキャ
パシタ、１２は低抵抗、１３はツェナーダイオード、１
４は増巾器、１６．１７はフィルタ、１８．１９．２３
は積分器、２０は割算器、２１は比較器、２４は点火時
期算出回路、２５は角度センサ、２６は導通角と測定角
の算出回路である。
Claims (2)
- （１）燃焼室内の電極に、着火後の特定期間を含んで測
定用電圧を印加し、燃焼ガスの到来により前記電極間に
流れる電流を測定し、前記電流の変化に基づいてノッキ
ングなどの燃焼異常を検出する燃焼状態の検知方法にお
いて、前記電流中に含まれる周波数成分を測定対象成分
が比較的多量に含まれる帯域と比較的少量含まれる帯域
に分離し、前記特定期間の少なくとも一部を含む期間に
ついて両帯域の出力比率を算出し、前記比率を予め定め
た基準レベルと比較して燃焼異常を判定することを特徴
とする内燃機関の異常燃焼判定方法。 - （２）点火プラグと、この点火プラグの着火後における
特定期間を含んで前記プラグの電極間に給電される測定
用電源と、 前記点火プラグの電極間に流れる電流を検出する手段と
、 前記電流に含まれる測定対象信号成分とそれ以外の成分
を分離する手段と、 前記分離手段の出力を積分し、あるいは比率化する手段
と、 前記積分手段の出力を比率化し、あるいは積分する手段
と、 前記積分手段と前記比率化手段を経由して得られる出力
を予め定めた基準レベルと比較する比較器とを少くとも
含むことを特徴とする異常燃焼判定装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18111784A JPS6157830A (ja) | 1984-08-30 | 1984-08-30 | 異常燃焼判定方法および装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18111784A JPS6157830A (ja) | 1984-08-30 | 1984-08-30 | 異常燃焼判定方法および装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6157830A true JPS6157830A (ja) | 1986-03-24 |
Family
ID=16095144
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18111784A Pending JPS6157830A (ja) | 1984-08-30 | 1984-08-30 | 異常燃焼判定方法および装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6157830A (ja) |
Cited By (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2603339A1 (fr) * | 1986-08-27 | 1988-03-04 | Renault Sport | Dispositif de detection d'anomalie de combustion dans un cylindre de moteur a combustion interne a allumage commande |
| US5495757A (en) * | 1991-05-15 | 1996-03-05 | Siemens Automotive S.A. | Method and device for detection of ignition failures in an internal combustion engine cylinder |
| EP0826882A2 (en) * | 1996-09-03 | 1998-03-04 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Device for knock detection in an internal combustion engine |
| EP0828076A2 (en) * | 1996-09-04 | 1998-03-11 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Device for knock detection of an internal combustion engine |
| US5866808A (en) * | 1995-11-14 | 1999-02-02 | Denso Corporation | Apparatus for detecting condition of burning in internal combustion engine |
| US5959192A (en) * | 1997-04-28 | 1999-09-28 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Knock detecting device for internal combustion engine |
| US6000276A (en) * | 1997-05-20 | 1999-12-14 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Knock detection device for an internal combustion engine avoiding erroneous knock detection |
| FR2790085A1 (fr) * | 1999-02-18 | 2000-08-25 | Mitsubishi Electric Corp | Detecteur de courant ionique |
| US6118276A (en) * | 1997-05-15 | 2000-09-12 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Ion current detection device |
| US7174251B2 (en) | 2003-05-19 | 2007-02-06 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Knocking detection apparatus and detecting method |
| US7272970B2 (en) | 2005-03-31 | 2007-09-25 | Ngk Spark Plug Co., Ltd. | Spark plug having combustion pressure detecting function |
| US7477006B2 (en) | 2006-10-30 | 2009-01-13 | Ngk Spark Plug Co., Ltd. | Spark plug for internal combustion engine and method of manufacturing the same |
-
1984
- 1984-08-30 JP JP18111784A patent/JPS6157830A/ja active Pending
Cited By (17)
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|---|---|---|---|---|
| FR2603339A1 (fr) * | 1986-08-27 | 1988-03-04 | Renault Sport | Dispositif de detection d'anomalie de combustion dans un cylindre de moteur a combustion interne a allumage commande |
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| US5900536A (en) * | 1996-09-04 | 1999-05-04 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Device for detecting knocking of an internal combustion engine |
| EP0828076A3 (en) * | 1996-09-04 | 1999-08-25 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Device for knock detection of an internal combustion engine |
| EP0828076A2 (en) * | 1996-09-04 | 1998-03-11 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Device for knock detection of an internal combustion engine |
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| US6118276A (en) * | 1997-05-15 | 2000-09-12 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Ion current detection device |
| US6000276A (en) * | 1997-05-20 | 1999-12-14 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Knock detection device for an internal combustion engine avoiding erroneous knock detection |
| FR2790085A1 (fr) * | 1999-02-18 | 2000-08-25 | Mitsubishi Electric Corp | Detecteur de courant ionique |
| US6202474B1 (en) | 1999-02-18 | 2001-03-20 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Ion current detector |
| US7174251B2 (en) | 2003-05-19 | 2007-02-06 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Knocking detection apparatus and detecting method |
| US7272970B2 (en) | 2005-03-31 | 2007-09-25 | Ngk Spark Plug Co., Ltd. | Spark plug having combustion pressure detecting function |
| US7477006B2 (en) | 2006-10-30 | 2009-01-13 | Ngk Spark Plug Co., Ltd. | Spark plug for internal combustion engine and method of manufacturing the same |
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