JPS62291471A - 内燃機関のノツク制御装置 - 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】 ３、発明の詳細な説明 〔産業上の利用分野〕 この発明は、内燃機関の特性に制限されることなくノッ
ク検出を確実に行うことができる内燃機関のノック制御
装置に関するものである。

〔従来の技術〕

機関に発生のノックを検出し、抑制する制御方式には、
燃料制御、点火時期制御、過給圧制御などがあるが、最
も多く実用されている点火時期制御において説明する。

以下に、第５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。この第５図の１は機関に取り付けら
れ、機関の振動加速度を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を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、ノック検出に対
し妨害波となるノイズを遮断するアナ豐ダグート、４は
妨害ノイズの発生時期に対応してアナログＰ−）３の開
閉を指示するｒ−）タイミング制御器である。

アナログゲート３が開いて通過した周波数フィルタの出
力はノイズレベル検出器５で検出されるとともに、比較
器６に加えるようにしている。

このノイズレベル検出器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して比較器６に出力を加え
、またノイズレベル検出比較器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して積分器７に加えるように
している。

積分器７は比較器６の出力パルスを積分し、ノッキング
強度に応じた積分電圧を発生して移相器８に出力するよ
うにしている。

移相器８は積分器７の出力電圧に応じて基準点火信号の
位置を変位させるものである。

一方、９はあらかじ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である。

この回転信号発生器９の出力を波形整形回路１０で波形
整形し、波形整形回路１０は同時に点火コイル１２の通
電の閉路角制御を行なう。

スイッチング回路１１は移相器８の出力信号により、点
火フィル１２の給電を断続するものである。

第６図に加速度センサ１の出力信号の周波数特性を示す
。この第６図において、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。

この加速唯センサ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、たとえ
ばイグニッションノイズなどが含まれる。第６図のＡと
Ｂとを比べると、ノック信号には特有の周波数特性のあ
ることがわかる。

こ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７
ツキングの有無により明確な分布の違いがある。

そこで、このノック信号の有する周波数成分全通ｉＭさ
せることによって、他の周波数成分のノイズを抑圧し、
ノック信号を効率よく検出することができる。

第７図、第８図は第５図の各部の動作波形を示し、同一
符号は同一部分の波形を示すもので、第７図は機関のノ
ッキングが発生していないモードを、第８図は機関のノ
ッキングが発生しているモードを示している。

次に、第５図の内燃機関の点火時期制御装置の動作を説
明する。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より発生する点大信号は波
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８ｔｌ−介してスイッチング回
路１１を駆動し、点火コイル１２の給電を断続し、その
通電電流の遮断時に発生する点火６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７ツ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７図
（ａ）で示すように機械的ノイズや点火時期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
７図（ｂ）の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をノック信号と誤
認してしまうため、アナログＰ　−）　３は移相器８の
出力によってトリガされるダートタイミング制御器４の
出力（第７図（Ｃ））によって点火時期からある期間そ
のｒ−）を閉じ、イグニッションノイズを遮断する。こ
のため、アナログｙ　−ト３の出力には第７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。

一方、ノイズレベル検出器５はアナログｆ−）３の出力
信号のピーク値変化に応動し、この場合、通常の機械的
ノイズのピーク値による比較的緩かな変化には応動し得
る特性をもち、機械的ノイズのピーク値より若干高い直
流電圧を発生する（第７図（ｄ）の（ロ））。

したがって、第７図（ｄ）に示すように、アナログｆ−
）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の出力が太きいため、これらを比較する比較器
６の出力は第７図（ｅ）のように何も出力されず、結局
ノイズ信号はすべて除去される。

このため、積分器７の出力電圧は第７図（ｆ）のように
零のままで移相器８による移相角（入出力（第７図）（
２））、（５）の位相差）も零となる。

したがって、こ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、すなわち、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、点大時期は基準点火時期となる。

また、ノッキングが発生した場合、加速度センサ１の出
力には、第８図−）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ｆ　−）　３を通過後の信号は第８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。

このアナログダート３を通過した信号のうち、ノック信
号の立上りは急峻なため、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。

この結果、比較器６の入力はそれぞれ第８図（ｄ）の４
１口となるので、比較器６の出力には第８図（ｅ）のよ
うにパルスが発生する。

積分器７がそのパルスを積分し、第３図（ｆ）のように
積分電圧を発生する。移相器８が積分器７の出力電圧に
応じて波形整形回路１０の出力信号（第８図（２））（
基準点火信号））を時間的に遅れ側に移相するため、移
相器８の出力は移相が波形整形回路１０の基準点火信号
の位相よりも遅れ、第８図（５）に示す位相でスイッチ
ング回路１１を駆動する。

この結果、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、これら第７図、第８図の状態が繰り返
されて最適の点火時期制御が行われる。

〔発明が解決しようとする問題点〕

機関の特性（ノック信号を検出する比較器６の入力のア
ナログｒ　−）　３の出力である第７図（ｄ）および第
８図（ｄ）のイと、ノイズレベル検出器５の出力である
第７図（ｄ）および第８図（ｄ）の口の機関回転に対す
る電圧特性をいい、機関の振動特性と加速度センサ２の
検出特性を合わせた特性である）により、上記比較器６
の２種の入力電圧の比が所望のノック検出が行える適切
な特性にできないことがある。

このような場合、各領域のノック検出性およびシステム
設計方針などを考慮し、部分的に妥協したノック検出特
性にせざるを得ないという問題があった。

この発明は、かかる問題点を解決するためになされたも
ので、ノイズレベル検出器の出力電圧特性をエンジンの
運転状態に応じて制御できる内燃機関のノック制御装置
を得ることを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕 この発明に係る内燃機関のノック制御装置は、ノック情
報信号から基準電圧を得る手段に入力する。′ツク情報
信号を遮断して、その遮断期間を機関の状態に応じて制
、御する手段を設けたものである。

〔作　用〕

この発明においては、ｆ−）タイミング制御器は機関の
特性に応じて制御され、フィルタの出力をマスクする期
間に発生するパルス幅を変え、基準電圧発生手段の出力
を機関の特性に応じて変える。

〔実施例〕

以下、この発明の内燃機関のノック制御装置の実施例に
ついて図面に基づき説明する。第１図はその一実施例の
構成を示すブロック図である。この第１図において、加
速度センサ１〜アナログゲート３およびノイズレベル検
出器５〜点火コイル１２は第５図の従来の内燃機関のノ
ック制御装置に示したものと同じであるので、これらの
説明は省　く　。

２１は移相器８の出力の点火信号の周期から機関の回転
数に対応の電圧信号を出力する回転数検出器であり、２
４は移用器８の出力の点火信号と回転数検出器２１の出
力の電圧信号に応じてパルスを発生するｙ−ｈタイミン
グ制御器である。

次に、動作について説明する。回転数検出器２１は移相
器８の出力の点火信号の周期から、機関の回転数に対応
した関数の電圧信号を発生する。

ダートタイミング制御器２４は、移相器８の出力の点火
信号に応じて点火時期からある期間アナログゲート３を
閉じるパルスを発生し、このパルスの幅を回−転数検出
器２１からの電圧信号に応じて制御して出力する。

アナログゲート３はｒ−トタイミング制御器２４からの
パルスの幅に対応して作動し、周波数フィルタ２の出力
を遮断して出力する。

このようにして、アナログｆ−）　３の出力信号は点大
時期からある期間遮断され、その期間は機関の回転数に
対応した関数の時間に制御される。

ノイズレベル検出器５はアナログｆ　−）　３の出力信
号から直流電圧を発生するので、アナログゲート３の作
動状態に応じて発生の直流電圧は制御される。

比較器６はアナログダート３の出力信号とノイズレベル
検出器５の出力の直流電圧との電圧比較からノック信号
を検出するので、上記のようにノイズレベル検出器５の
出力の直流電圧が機関の回転数に対応して制御されるに
したがい、比較器６でのノック検出性が変わる。

ここで、ｒ−トタイミング制御器２４の動作について波
形で説明する。第３図（ａ）は移相器８の出力の点火信
号、第３回出）はｒ−）タイミング制御器２４の出力の
パルスである。

第２図（ａ）の立下りは点火時期であり、これに同期し
てＰ−）タイミング制御器２４からパルスが出力される
。このパルスは第２図（ａ）の立下り（点火時期）を基
準とし、回転数検出器２１からの電圧信号に応じた時間
幅Ｔｐのパルスとして出力され、アナログｆ−）　３に
入力される。

第４図に、このようにして制御されたノイズレベル検出
器５の出力の直流電圧の特性を示す。ここで、Ａは第５
図に示した従来の内燃機関のノック制御装置のように制
御しない場合の特性、ＢおよびＣはこの発明により制御
した場合の特性例を示す。

特性Ｂは特性Ａに対し機関回転数Ｎｔ　、Ｎｔで電圧の
高い側で折れ曲がった特性である。ｆ−）タイミング制
御器２４からのパルスの時間幅は、機関回転数０〜Ｎｌ
、Ｎ、〜Ｎ１、Ｎ以上の領域に分けて制御され、機関回
転数Ｎ１以上において制御されない場合より短くなる方
向に制御される。

特性Ｃは特性Ａに対し、機関回転数Ｎ、で電圧の低い側
に折れ曲がった特性である。ダートタイミング制御器２
４からのパルスの時間幅は、機関回転数Ｎｓ　ｔ−境に
して制御され、機関回転数Ｎ３以上において制御されな
い場合より長くなる方向に制御される。

ｒ−トタイミング制御器２４の出力のパルスの時間幅を
制御する、他の実施例を第３図（ａ）、第３回出）に示
す。この場合、移相器８の出力の点火信号（第３図（ａ
））の立下り（点火時期）を基準に前後方向に、ｆ−）
タイミング制御器２４の出力のパルスの時間幅を制御す
るものである。

点火時期より前の時点からアナログｒ　−）　３を゛　
作動させるので、余裕を持った確実な出力信号の遮断が
行える。

点火時期を基準とし、それより前側と後側を同じに制御
または個別に制御しても同等の効果が得られ、周波数フ
ィルタ２の出力信号の発生状態に合わせ、より効果的な
制御にすることが可能である。

以上の説明では、機関回転数に対応してアナログゲート
３の作動を制御した゛が、機関の各種情報（たとえば吸
気管圧油温、水温など）によっても同様の制御が行え、
機関回転数に対する制御に加えて行えばより細かな制御
にできる。

また、ｒ−トタイミング発生器２４をコンピュータを用
いて構成すれば、その出力のパルスの時間幅を自在に制
御できる。

さらに、回転数検出器２１の入力は波形整形器１０の出
力の点火信号としても何ら支障なく同等の特性が得られ
る。

加えて、この発明は他のノック抑制方式（たとえば過給
圧制御、燃料制御）にも適用できるのはいうまでもない
。

〔発明の効果〕

この発明は以上説明したとおり、機関のノック情報を検
出し、このノック情報とこれより得た基準電圧との電圧
比較からノック信号を検出し、これにより機関に発生の
ノックを抑制する制御装置において、上記基準電圧を発
生する回路の入力信号を遮断しその遮断期間を機関の運
転状態に対応して制御するようにしたので、機関の特性
あるいは検出のノ゛ンク情報信号の特性により制限され
ることなく、ノック信号が確実に検出できるようになる
という実用上優れた効果が得られるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の内燃機関のノック制御装置の一実施
例のブロック回路図、第２図はこの発明の内燃機関のノ
ック制御装置の動作波形図、第３図はこの発明の内ｆＰ
機関のノック制御装置の他の実施例の動作波形図、第４
図はノイズレベル検出器の出力特性の一例を示す図、第
５図は従来の同＋Ｐ、機関のノック制御装置のブロック
回路図、第６図は従来の内燃機関のノック制御装置の加
速度センサの出力特性の一例を示す図、第７図および第
８図はそれぞれ第５図の内燃機関のノック制御装置の各
部の動作波形をそれぞれ示す図である。 １・・・加速度センサ、２・・・周波数フィルタ、３・
・・アナログダート、２４・・・ｒ−トタイミング制御
器、５・・・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・・・点火フィル、２１・・・回転数検出器
。 なお、図中同一符号は同一または相当部分を示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 機関のノック情報信号を検出する第１の手段と、上記ノ
   ック情報信号とこのノック情報信号を基に基準電圧発生
   手段で得た基準電圧とを比較して機関のノックを検出し
   てノックを抑制する第２の手段と、上記基準電圧発生手
   段に入力する上記ノック情報信号を遮断してその遮断期
   間を機関の状態に応じて制御する第３の手段とを備えて
   なることを特徴とする内燃機関のノック制御装置。