JPS63167223A - ノツキング検出装置 - 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 本発明は、エンジンの振動よりノッキングを判定し、点
火時期を制御するためのノッキング検出装置に関するも
のである。

従来の技術 自動車等のエンジンがノッキングを起こすと、ノッキン
グ特有の振動が発生する。このエンジンの振動をノック
センサで検出し、ノックセンサの出力信号を観測するこ
とによりエンジンのノッキングを検出することができる
。

ノッキングは、一定のクランク角範囲（以下ノックゲー
トと称する）で発生し、このノックゲートで得たノック
センサ信号レベル（Ｖｋ）と、ノッキングが発生しにく
い一定のクランク角範囲（以下ノイズゲートと称する）
で得た信号を基にして得たノック判定レベル（ｖｔｈ）
　　とを比較し、ｖｋ＞ｖｌｈ　　　・・・・・・・・
・　（１）であれば、ノッキングであると判定できる。

以下、従来のノンキング検出装置について第５図を参照
しながら説明する。第５図において、１０１はノ・ツク
センサ、１０２はアナログスイッチで構成されたノック
ゲート、１０３はアナログスイッチで構成されたノイズ
ゲートで、ノックセンサ１０１カらのエンジン振動がノ
ックゲート１０２とノイズゲート１０３によりノッキン
グ信号とノイズ信号に分別される。１０４はクランク角
センサ、１０５はＴＤＣセンサ、１０６はカウンタで、
ＴＤＯセンサ１０５からのパルスごとにリセットされ、
クランク角センサ１０４からのパルスをカウントする。

１０７はタイミング生成回路で、カウンタ１０６の内容
から１点火ごとにノッキングタイミング、ノイズタイミ
ングを作り、ノックゲート１０２、ノイズゲート１０３
ヲ制御する。１０８はローパスフィルタで、ノイズゲー
ト１０３の出力を平滑化する。１０９はアンプで、ロー
パスフィルタ１０８の出力を増幅する。

１１０ハコンパレータで、アンプ１０９より出力される
閾値ｖｔｈと、ノックゲート１０２から出力されるノッ
クセンサ信号レベルＶｋとを比較する。１１１はコンパ
レータで、アンプ１０９の出力を参照電圧１１２と比較
する６１１３はコンパレータ１１１の出力が入力するイ
ンバータ、１１４はアンド回路で、コンパレータ１１０
トインバータ１１３の出力のＡＮＤをとって出力する。

次に上記従来例の動作について説明する。エンジン振動
がノックセンサ１０１で検出され、ノックゲート１０２
とノイズゲート１０３で分別される。このとき、カウン
タ１０６はＴＤＯセンサ１０５からのパルスごとにリセ
ットされ、クランク角センサ１０４からのパルスをカウ
ントし、タイミング生成回路１０７によシカウンタ１０
６の内容から１点火ごとにノッキングタイミング、ノイ
ズタイミングを作り、ノックゲート１０２、ノイズゲー
ト１０３を制御する。ノイズゲート１０３の出力はロー
パスフィルタ１０８で平滑化し、アンプ１０９により増
幅してコンパレータ１１０に閾値ｖｔｈとして入力する
。一方、ノックゲート１０２からの出力はノックセンサ
信号レベルＶｋとしてコンパレータ１１０に入力する。

コンパレータ１１０で両者が比較され、Ｖｋ　＞　Ｖｔ
ｈ であればコンパレータ１１０の出力を１Ｈ″としてノッ
キングと判定する。またアンプ１０９からの出力、すな
わちｖｔｈが１１２の参照電圧ＶＮ　　と比較され、 Ｖｔｈ　＜　Ｖ’Ｎ であれば、コンパレータ１１１の出力をａ　Ｈｎとする
。

これは、エンジンが回転しているかぎシ、ノックセンサ
１０１のノイズタイミングからは一定以上の出力がある
はずであり、この値がＶＮに比べて小となったときは、
ノックセンサ１０１に異状が発生したこと、或はノック
センサ１０１と回路間の結線に異状が発生したことを想
定したものである。このコンパレータ１１１の出力はイ
ンバータ１１３を通り、コンパレータ１１０の出力とア
ンド回路１１４によってＡＮＤをとって最終出力とする
。

つまり、ノックセンサ系に異状が生じた場合、ノッキン
グ検出装置の出力を常にノッキング有”の信号とし、ノ
ッキング発生のままで、エンジンを破壊することから防
ぐことができる。

発明が解決しようとする問題点 しかしながら、上記従来のノッキング検出装置では、ノ
ックセンサ１０１の異状を検出するためのコンパレータ
１１１は、エンジンが低回転時で、ノンクセンサ出力信
号レベルが低レベルの時まで高いＳ／Ｎを保つことが要
求され、電装品による雑音の多い環境下での電子回路と
しては、この要求を満たしにくく、必然的にノッキング
検出の範囲をセンサ出力信号がある程度大レベルとなる
高速回転まであげる必要があった。またノックセンサ１
０１と回路間の結線が外れたような場合にはノッキング
を検出することができなかった。従ってフェイルセイフ
上、問題であった。

そこで、本発明は、このような従来のノッキング検出装
置のフェイルセイフの制限を解決するものであり、低速
回転まで有効にノッキングを検出することができ、しか
もノックセンサと回路間の結線が外れだような場合でも
ノッキングを検出することができるようにしたノッキン
グ検出装置を提供しようとするものである。

問題点を解決するための手段 そして上記問題点を解決するための本発明の技術的な手
段は、エンジン振動を検出するノックセンサと、このノ
ックセンサの振動検出レベルからノッキングの有無を判
定する回路と、エンジンの温度を検出する温度センサと
、この温度センサからの信号レベルが一定値を越えたか
否かを判定し、上記ノッキング判定回路のマスクを行う
マスク回路とを備えたものである。

作用 本発明は上記構成により次のような作用を有する。

すなわち、エンジン振動をノックセンサにより検出し、
このノックセンサの振動検出レベルから判定回路により
ノッキングの有無の判定を行なう。

またノックセンサと回路間の結線が外れたようなモード
となったとき、ノッキング発生時に生ずるエンジンの温
度上昇からフェイルセイフをかけ、安全性を保ったまま
、ノッキング検出の範囲を低速領域まで広げることがで
きる。

実施例 以下、本発明の実施例について図面を参照しながら説明
する。

まず、本発明の第１実施例について説明する。

第１図は本発明の第１実施例を示す概略ブロック図であ
る。

第１図において、１はノックセンサ、２はノックゲート
、３はノイズゲートで、ノックセンサ１からのエンジン
振動がノックゲート２とノイズゲート３によシノッキン
グ信号とノイズ信号に分別される。４はクランク角セン
サ、５はＴＤＯセンサ、６はカラ／りで、ＴＤＯセンサ
５からのパルスごとにリセットされ、クランク角センサ
４からのパルスをカウントする。７はタイミング生成回
路で、カウンタ６の内容から１点火ごとにメツキングタ
イミング、ノイズタイミングを作り、ノックゲート２、
ノイズゲート３を制御する。８はローパスフィルタで、
ノイズゲート３の出力を平滑化する。９はアンプで、ロ
ーパスフィルタ８の出力を増幅し、一定電圧１５と加算
して出力する。１０は第１のコンパレータで、アンプ９
よシ出力される閾値ｖｔｈと、ノックゲート２より出力
されるノックセンサ信号レベルＶｋを比較する。２１は
温度センサで、エンジンのノッキング発生後の温度上昇
が表われ易いエフジ−ストマニホールド付近に取付けら
れている。１１は第２のコンパレータで、温度センサ２
１の出力が一定電圧２２よυ大か小かを比較し、マスク
出力する。１３はコンパレータ１１の出力を入力するイ
ンバータ、１４はアンド回路で、コンパレータ１０とイ
ンバータ１３の出力のＡＮＤをとって出力する。

次に上記実施例の動作について説明する。エンジン振動
がノックセンサ１で検出され、ノックゲート２とノイズ
ゲート３で分別される。このときカウンタ６はＴＤＯセ
ンサ５からのパルスごとにリセットされ、クランク角セ
ンサ４からのパルスをカウントし、タイミング生成回路
７によりカウンタ６の内容から１点火ごとにノッキング
タイミング、ノイズタイミングを作り、ノックゲート２
、ノイズゲート３を制御する。ノイズゲート１３の出力
はローパスフィルタ８で平滑化し、アンプ９により増幅
すると共に、一定電圧１５と加算し、コンパレータ１０
に閾値ｖｔｈとして入力する。一方、ノックゲート２か
らの出力はＶｋとしてコンパレータ１０へ入力する。コ
ンパレータ１０で両者が比較され、Ｖｋ　＞　Ｖｔｈ であればコンパレータ１０の出力を”　Ｉ−１’″とし
てノッキングと判定する。

ここで、アンプ９の増幅率と一定電圧１５の値は、エン
ジン型式ごとに設定されるものであり、各エンジン回転
数でのノッキング振動レベル、ノイズ振動レベルを測定
することによって作る。第２図にこの間のレベルの一例
を示す。

また温度センサ２１の出力が一定値２２よシも大か小か
をコンパレータ１１により判定し、もし温度が高い場合
には、コンパレータ１１の出力をＨ＃とじ、インバータ
１３を介してノッキング判定を行なうコンパレータ１０
の出力と共にアンド回路１４へ入カシ、コンパレータ１
０の出力をマスクスル。

この結果、アンド回路１４の出力は、下表のようになる
。

表 このようにアンド回路１４の出力は、ノッキング有りで
温度“低”及び温度１高”の場合、全て“Ｈ＃となシ、
かりにノックセンサ１が故障した場合でも、ノッキング
有として安全側のモードの出力を得ることができる。

次に本発明の第２実施例について説明する。第３図は本
発明の第２実施例を示し、温度検出側の概略ブロック図
である。

本実施例にあっては、２つの温度センナ２１ａ、２１ｂ
を用い、一方の温度センサ２１ａは上記第１実施例と同
様にニゲシーストマニホールド近傍に設置し、他方の温
度センサ２１ｂはノッキングによる温度上昇が遅れる場
所、例えばインテークマニホールド側に設置する。

この２つの温度センサ２１ａ、２１ｂの出力を差動アン
プ２５で比較し、両者の差が一定値を越えたか否かをコ
ンパレータ２３及び閾値２４を用いて判定し、ノッキン
グ判定を行なうコンパレータ１０の出力をマスクするよ
うにしたものであり、その他の構成は上記第１実施例と
同様である。

次に本発明の第３実施例について説明する。第４図は本
発明の第３実施例を示し、温度検出側の概略ブロック図
である。

本実施例にあっては、温度センサ２１の出力を微分回路
２６に入力してニゲシーストマニホールド壁面の温度上
昇の時間変化を検出し、ノッキング発生時の急激な温度
変化を微分回路２６、コンパレータ２３、閾値１５から
判定し、上記第２実施例と同様に、ノッキング判定を行
なうコンパレータ１０の出力をマスクするようにしたも
のであり、その他の構成は上記第１実施例と同様である
。

なお、温度センサとしては、通常のエンジンに常備の水
温セ／すを使用することも可能である。

発明の効果 以上述べたように本発明によれば、ノックセンサの故障
、またノックセンサの信号ケーブル、コネクタの外れに
対し、ノッキング発生時に生ずるエンジンの温度上昇か
ら７エイルセイ７をかけ、ノックセンサ信号レベルに依
存せず、すなわちエンジン回転数によらず低速回転まで
、ノッキング判定領域を拡張することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１実施例におけるノッキング検出装
置の概略ブロック図、第２図はエンジン振動レベルを示
す図、第３図は本発明の第２実施例を示す要部の概略ブ
ロック図、第４図は本発明の第３実施例を示す要部の概
略ブロック図、第５図は従来のノンキング検出装置の概
略ブロック図である。 １・・・ノックセンサ、２・・・ノックゲート、３・・
・ノイズゲート、４・・・クランク角センサ、５・・・
ＴＤＣセンサ、６・・・カウンタ、７・・・タイミング
生成回路、８・・・ロウパスフィルター、９・・・アン
プ、１０・・・コンパレータ、１１・・・コンパレータ
、１３・・・インバータ、１４・・・アンド回路、１５
・・・定電圧、２１．２１　ａ　、　２１　ｂ・・・温
度センサ、２２・・・一定電圧、２３・・・コンパレー
タ、２４・・・一定電圧、２５・・・差動アンプ、２６
・・・微分回路、２７・・・一定電圧。 代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男ほか１名第２図 第３図 第４図 ノ５　↓

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）エンジン振動を検出するノックセンサと、このノ
   ックセンサの振動検出レベルからノッキングの有無を判
   定する回路と、エンジンの温度を検出する温度センサと
   、この温度センサからの信号レベルが一定値を越えたか
   否かを判定し、上記ノッキング判定回路のマスクを行う
   マスク回路とを備えたことを特徴とするノッキング検出
   装置。
2. （２）温度センサがエンジンのノッキング発生後の温度
   上昇が表われ易い個所で温度を測定する特許請求の範囲
   第１項記載のノッキング検出装置。
3. （３）温度センサがエンジンのノッキング発生後の温度
   上昇が表われ易い個所と、温度上昇が遅れる個所の２点
   間で温度を測定し、マスク回路が上記両者の差が一定値
   を越えたことを判定することによりノッキング判定回路
   のマスクを行う特許請求の範囲第１項記載のノッキング
   検出装置。
4. （４）温度センサがエンジンのノッキング発生後の温度
   上昇が表われ易い個所で温度を測定し、マスク回路が温
   度センサ出力の時間変化として測定し、急激な温度上昇
   があった場合、ノッキング判定回路のマスクを行う特許
   請求の範囲第１項記載の検出装置。