JPS6244098B2 - - Google Patents

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JPS6244098B2
JPS6244098B2 JP55017974A JP1797480A JPS6244098B2 JP S6244098 B2 JPS6244098 B2 JP S6244098B2 JP 55017974 A JP55017974 A JP 55017974A JP 1797480 A JP1797480 A JP 1797480A JP S6244098 B2 JPS6244098 B2 JP S6244098B2
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JP
Japan
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knocking
signal
detection circuit
internal combustion
engine
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Application number
JP55017974A
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English (en)
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JPS56115861A (en
Inventor
Shosuke Suzuki
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Denso Corp
Original Assignee
NipponDenso Co Ltd
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Publication date
Application filed by NipponDenso Co Ltd filed Critical NipponDenso Co Ltd
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Granted legal-status Critical Current

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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02PIGNITION, OTHER THAN COMPRESSION IGNITION, FOR INTERNAL-COMBUSTION ENGINES; TESTING OF IGNITION TIMING IN COMPRESSION-IGNITION ENGINES
    • F02P5/00Advancing or retarding ignition; Control therefor
    • F02P5/04Advancing or retarding ignition; Control therefor automatically, as a function of the working conditions of the engine or vehicle or of the atmospheric conditions
    • F02P5/145Advancing or retarding ignition; Control therefor automatically, as a function of the working conditions of the engine or vehicle or of the atmospheric conditions using electrical means
    • F02P5/15Digital data processing
    • F02P5/152Digital data processing dependent on pinking
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/40Engine management systems

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Measurement Of Mechanical Vibrations Or Ultrasonic Waves (AREA)
  • Electrical Control Of Ignition Timing (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は内燃機関のノツキングを検出し、その
発生状態によつて点火時期補正信号を出力すると
共にノツキング判定レベルを帰還制御するノツキ
ング信号検出回路に関するものである。
内燃機関の点火時期は機関が最適に運転される
様に機関の状態により決定する必要がある。従
来、点火時期制御装置としては遠心式進角機構に
より機関速度及び真空式進角機構により吸気負圧
を検出し、機関の状態を代表させて点火時期を決
定するのが一般的である。
ところで、一般に機関の効率、燃費を考えると
最大トルク時の最小進角値、いわゆるMBT
(Minimum spark advance for Best Torque)
付近で点火するのが最良と知られており、機関の
状態によりMBTに点火時期を変える必要があ
る。ところがある機関状態においては点火時期を
進めていくとノツキングが生じ、安定な機関運転
を行なうことができない。一般にMBTとノツキ
ングの発生点火時期の関係は低速回転、低負荷時
においてはMBTより以前にノツキング限界がき
ている。またノツキング限界は温度、湿度等の大
気条件にも影響を受けやすく、現用の点火時期制
御装置は回転速度、吸気負圧のパラメータにより
全運転領域においてノツキングが生じない様に
MBTより相当遅れ側にプログラムされている。
従つて、出力、燃費が機関の性能以下に押えられ
ている。
また、点火時期と気筒内圧とは強い相関々係が
ある事は一般に知られるところであるが、混合気
を爆発させた場合のシリンダ内圧は、ノツキング
が生じていない時は高調波(通常5KHz〜
10kHz)がのらないが、ノツキングが生じだすと
第1図(aは燃焼内圧波形、b,cはバンドパス
フイルタ通過後の内圧波形、シリンダ振動波形)
に示すごとく内圧の最大値近傍よりこの高調波が
のりだし、その影響によつて気筒外へ振動あるい
は音となつて発生する。その気筒内に発生する内
圧信号あるいは気筒外へ発生する振動あるいは音
の発生状態をよくみると、ノツキングの生じはじ
め(トレースノツク)は内圧の最大値になる機関
クランク角より出はじめ、除々に大きなノツキン
グ(ライトノツク、ヘビーノツク)になると内圧
最大値より前側(すなわち点火側)にその高調波
が大きくのりだす。また、内圧にのつている高調
波が他の振動系等と共鳴して排気行程へまで振動
波形が発生する。特にノツキングが大きな場合に
著しい。
従つてノツキング信号のみを精度よく検出して
点火時期を補正する必要があり、従来のノツキン
グ検出回路はノツキング検出器よりの信号を積分
したノツキング判定レベルとこのノツキング検出
器よりの信号とを比較してノツキングの判別を行
ない、点火時期を遅角側に設定するような補正信
号を出力していた。しかしながら、内燃機関の音
や振動を電気信号にかえるノツキング検出器は、
ノツキング以外の諸雑音(バルブ着座振動等)を
も検出する為、ノツキング判定レベル設定が非常
に難しく、単にノツキング検出器よりの信号を積
分してノツキング判定レベルを設定するものでは
ノツキング以外の諸雑音をもノツキングとして検
出してしまうという問題がある。
そこで本発明は、ノツキング信号の発生状態を
検出して前記ノツキング判定レベルを帰還制御す
ることにより、ノツキング以外の諸雑音を除去し
ノツキングのみを精度よく検出できる内燃機関用
ノツキング検出回路の提供を目的としている。
以下本発明を図に示す実施例により説明する。
第2図は本発明のブロツク図を示すものであり、
1は機関のノツキング現象に対応した機関本体の
振動またはこの振動により発生する音波等を圧電
素子式(ビエゾ素子)、発電式(マグネツト、コ
イル)等によつて検出するノツキング検出器、2
はノツキング検出器1の出力信号を入力とするバ
ンドパスフイルターで、通常ノツキング振動によ
つてのみ生ずる5kHz〜10kHz内のうちその機関
に応じた振動数のバンドパスフイルターを用い
る。3はバンドパスフイルター2を通した高周波
信号よりノツキングの発生状態を検出すると共に
点火時期補正回路(図示しない)に補正信号を出
力するノツキング信号検出回路であり、31はノ
ツキング判定レベル回路、32はカウント回路で
ある。4は点火時期近傍におけるマスク用のタイ
ミング信号を発生させるマスキング信号発生回
路、5はノツキング信号検出回路3よりの信号に
基づきノツキング判定レベルを帰還制御するノツ
キング判定制御回路である。
次に第3図において、ノツキング信号検出回路
3、ノツキング判定制御回路6について詳細に説
明する。ノツキング判定レベル回路31には、ノ
ツキング検出器1のうちバンドパスフイルター2
を通過した設定帯域幅(本実施例では7〜
10kHz)の第4図aに示す振動波形が入力され
る。入力された信号は3−1,3−2,3−5の
抵抗器及び3−3,3−6のダイオード、及び3
−4の演算増巾器によつて構成される半波整流回
路によつて、第4図bに示す波形の如く半波整流
される。次に抵抗器3−7及びコンデンサ3−8
で構成される積分回路によつて時定数τ(τは入
力信号の周期に比べ十分大きな値である)で積分
され、さらに抵抗器3−9,3−11及び演算増
巾器3−10によつて構成される増巾器によりK
倍に増巾される。この出力を以後ノツキング判定
レベルと呼ぶ。第4図cは積分後の波形、dのイ
はノツキング判定レベルを示すものである。また
VRefは演算増巾器で交流信号を扱う為に電源電
圧とGNDの中間に設けられた基準電位である。
一方、バンドパスフイルター2からの出力を抵抗
器3−13,3−14,3−15,3−16,3
−17,3−18及び演算増巾器3−19よりな
る加算増巾回路により、あるオフセツト電圧Vos
を与え1倍に増巾したのち、比較器3−12によ
り上記のノツキング判定レベルと比較し、ノツキ
ング判定レベルを越えるものがノツキングとして
処理される。
ところで、ノツキング検出において問題となる
ノイズに点火ノイズがある。また機関のノツキン
グ波形は上死点前後に出る事が知られている。こ
れより点火ノイズあるいはその他のノイズをノツ
キング信号と区別する為に、点火以前t1と点火以
後t2の間、ノツキング検出をマスクする事が望ま
しく、そのゲート信号を出力するのがマスキング
信号発生回路4であり、その出力波形を第4図i
に示す。マスキング信号発生回路4と比較器3−
21の出力の論理積をANDゲート3−22によ
り出力する。
カウント回路32において3−23はモノマル
チバイブレーターであり、ANDゲート3−22
の出力が“1”となつた時から時間T1の方形パ
ルスを発生する(第4図e)。3−24はマルチ
バイブレーター3−23の出力が“1”に立ち上
がるとリセツトされて直ちに発振を開始する発振
器、3−25は発振器3−24の出力をクロツパ
ルスとしてマルチバイブレーター3−23が
“1”の時アツプカウント、“0”の時ダウンカウ
ントするカウンタである。このカウント値0を最
進角、カウント値n(本実施例ではn=15)を最
遅角とし、カウント値に応じてデジタルあるいは
アナログ的に遅角量を演算補正する点火時期補正
回路をカウンター3−25の出力に接続する事に
より点火時期を補正できる。
ところで、バンドパスフイルター2より出力さ
れる振動波形には前述の如くノツキング波形の他
にバルブ着座時の振動等のノイズが含まれてい
る。それらノイズをノツキングと判定しない為に
は、機関によるノイズの大きさのバラツキを考慮
しさらに安全率を含めて、ノツキング判定レベル
を設定しなければならないがそうする事により必
然的にノツキングの検出力は低下する。本発明で
は判定レベルの設定をあらかじめ小さめに設定す
る事(演算増巾器3−10による増巾率Kを小さ
くする)により、検出力を上げる事ができる。ノ
ツキング以外のノイズとしてはバルブ着座時の振
動が最も大きいと考えられるが、もし、ある気筒
のバルブノイズがマスキング期間外で判定レベル
を越えているとすると4気筒ならば4点火に1回
以上、6気筒ならば6点火に1回以上はマルチバ
イブレーター3−23は方形パルスを出力する事
になり、発振器3−24の発振周期を4気筒なら
ば4点火間隔以上、6気筒ならば6点火間隔以上
に設定しておけばカウンタ3−25の出力は最遅
角値(つまり15)を連続的に続ける事になる。
ノツキング判定制御回路5はANDゲート5−
1により最遅角状態を検出し、最遅角状態が連続
してある一定時間T2の間続くと5−2に示すタ
イマーによりパルスを出力する。タイマー5−2
は出力パルスを出す事によりリセツトされる。5
−3はカウンタであり、5−2より出力されるパ
ルスの数を一定時間T3ごとにカウントし、時間
T3当りのカウント数がある数Nを越えるとAND
ゲート5−14によりパルスを出力する。5−1
2は発振器であり、T2、T3を作り出す。発振器
5−12の発振周波数を機関の回転数に依存させ
T2、T3の値を機関の回転数で依存させる事もで
きる。5−13はカウンタであり、ANDゲート
5−14からの出力パルスをカウント値に応じて
アナログスイツチ5−4,5−5,5−6、抵抗
器5−7,5−8,5−9より成る抵抗ラダー回
路を介して、演算増巾器3−10、抵抗器3−
9,3−11より成る増巾回路の増巾率Kの値を
大きくする。つまり第4図dに示す様に、バルブ
ノイズがノツキング判定レベルイを越えている
と、第3図に示すノツキング判定制御回路5によ
りそれを検出し、第4図fのロのような状態にノ
ツキング判定レベルを制御するわけである。その
結果モノマルチバイブレータ3−23の出力信号
は第4図gのようになり、バルブノイズ等は検出
しないようになる。なお、第4図hは機関の点火
に同期して得られる点火信号である。
以上述べたように本発明は、ノツキング信号の
発生状態を検出してノツキング判定レベルを補正
制御しているので、ノツキング以外の諸雑音を除
去しノツキングのみを精度よく検出でき、またノ
ツキング判定レベルを予め小さく設定することも
可能であるのでノツキング検出能力を高めること
ができるという優れた効果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の作動説明に供する信号波形
図、第2図は本発明の一実施例を示す構成図、第
3図は第2図各部の電気回路図、第4図は本発明
の作動説明に供する信号波形図である。 1……ノツキング検出器、3……ノツキング信
号検出回路、31……ノツキング判定レベル回
路、32……カウント回路、5……ノツキング判
定制御回路。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 内燃機関のノツキング現象に対応したノツキ
    ング信号を検出するノツキング検出器と、このノ
    ツキング検出器よりの信号をノツキング判定レベ
    ルと比較し、この比較結果からノツキング信号の
    発生状態を検出すると共に点火時期補正信号を出
    力するノツキング信号検出手段と、このノツキン
    グ信号検出手段により検出されたノツキング信号
    の発生状態に基づいて前記ノツキング判定レベル
    を補正制御するノツキング判定制御手段とを備え
    ることを特徴とする内燃機関用ノツキング検出回
    路。 2 前記ノツキング判定制御手段は前記ノツキン
    グ信号検出回路により検出されたノツキング信号
    の発生回数が多くなると前記ノツキング判定レベ
    ルを大きくするものである特許請求の範囲第1項
    記載の内燃機関用ノツキング検出回路。 3 前記ノツキング判定レベルは予め小さな値に
    設定されている特許請求の範囲第2項記載の内燃
    機関用ノツキング検出回路。 4 前記ノツキング判定レベルは前記ノツキング
    検出器よりの信号に基づいて定まるものである特
    許請求の範囲第2項記載の内燃機関用ノツキング
    検出回路。
JP1797480A 1980-02-15 1980-02-15 Detecting circuit for knocking of internal combustion engine Granted JPS56115861A (en)

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DE3142082A1 (de) * 1981-10-23 1983-05-11 Daimler-Benz Ag, 7000 Stuttgart Verfahren einer antiklopfregelung fuer brennkraftmaschinen und vorrichtung zur durchfuehrung dieses verfahrens
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JP5395201B2 (ja) 2012-03-14 2014-01-22 三菱電機株式会社 内燃機関のノック制御装置

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