JPH0136567B2 - - Google Patents

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JPH0136567B2
JPH0136567B2 JP56109382A JP10938281A JPH0136567B2 JP H0136567 B2 JPH0136567 B2 JP H0136567B2 JP 56109382 A JP56109382 A JP 56109382A JP 10938281 A JP10938281 A JP 10938281A JP H0136567 B2 JPH0136567 B2 JP H0136567B2
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transistor
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JP56109382A
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Noboru Sugiura
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Hitachi Ltd
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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01LMEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
    • G01L23/00Devices 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
    • G01L23/22Devices 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
    • G01L23/221Devices 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
    • G01L23/225Devices 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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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、圧電型ノツクセンサを用いたノツク
制御装置に係り、特に圧電型ノツクセンサがシヨ
ートした場合に該シヨートを検出するシヨート検
出回路に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a knock control device using a piezoelectric knock sensor, and more particularly to a shot detection circuit that detects shot when a piezoelectric knock sensor shoots.

エンジンに発生するノツクは、ノツク音を伴う
ため走行性を低下させるとともに、逆トルクの発
生によりエンジンの出力低下、或いはエンジンの
過熱による破壊を招くものである。このノツクは
点火時期と密接な関係を持つており、エンジンの
特性上、ノツク直前に点火時期即ち点火進角を設
定することがエンジン出力を最大にできることが
知られている。従つて、ノツクの発生を避ける結
果、点火進角を小さくすることは、逆にエンジン
出力を低下させることにもなるので、点火時期は
ノツク発生直前に制御することが要求される。特
に、ターボチヤージヤー付エンジンにおいては、
圧縮比が高く、最大効率を維持するためには、点
火時期を最適なものとすることが要求される。
Knocks that occur in an engine are accompanied by a knocking sound that reduces running performance, and also causes a reduction in engine output due to the generation of reverse torque or damage to the engine due to overheating. This knock is closely related to the ignition timing, and it is known that engine output can be maximized by setting the ignition timing, that is, the ignition advance, just before the knock due to the characteristics of the engine. Therefore, reducing the ignition advance angle in order to avoid the occurrence of a knock will conversely reduce the engine output, so it is necessary to control the ignition timing immediately before the occurrence of a knock. Especially in turbocharged engines,
High compression ratios require optimal ignition timing to maintain maximum efficiency.

また、ノツク状態を検出するノツクセンサは正
常に動作していることが必要であり、ノツクセン
サに異常特にシヨートが生じた場合には、速やか
にこれを検出する必要がある。
Further, it is necessary that the knock sensor for detecting the knock condition is operating normally, and if an abnormality occurs in the knock sensor, especially a shot, it is necessary to promptly detect this.

従来の圧電型ノツクセンサのシヨート検出は、
圧電型ノツクセンサからの出力信号が出ているか
否かによつて判定している。すなわち、圧電型ノ
ツクセンサからの出力が零であればシヨートであ
ると検出している。そのため、例えば実開昭56−
169232号に示す如く従来は、圧電型ノツクセンサ
からの出力信号を増幅し、積分し、該積分器の出
力電圧が、所定値よりも小さいときにはシヨート
であると判定していた。
The shot detection of the conventional piezoelectric knock sensor is
The determination is made based on whether or not an output signal is output from the piezoelectric knock sensor. That is, if the output from the piezoelectric knock sensor is zero, it is detected that a short is occurring. Therefore, for example,
As shown in No. 169232, conventionally, the output signal from a piezoelectric knock sensor is amplified and integrated, and when the output voltage of the integrator is smaller than a predetermined value, it is determined that there is a shot.

しかしながら、従来の圧電型ノツクセンサのシ
ヨート検出手段は、圧電型ノツクセンサからの出
力が出ているか否かを判定するため大きく増幅
し、該増幅した値を基礎としている。この圧電型
ノツクセンサからの出力信号はもともと小さいた
め低回転領域(通常1500回転〜2000回転以下)で
はノイズが検出されてくるため、スレシヨルドレ
ベルを低くとれず、検出できないという欠点を有
していた。
However, the shot detection means of the conventional piezoelectric knock sensor greatly amplifies the output to determine whether or not the piezoelectric knock sensor is outputting, and uses the amplified value as the basis. Since the output signal from this piezoelectric knock sensor is originally small, noise is detected in the low rotation range (usually 1500 to 2000 rotations or less), so it has the disadvantage that the threshold level cannot be set low and cannot be detected. Ta.

本発明の目的は、いかなるエンジン回転領域に
おいても圧電型ノツクセンサのシヨートを検出す
ることのできる圧電型ノツクセンサのシヨート検
出回路を提供することにある。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a shot detection circuit for a piezoelectric knock sensor that can detect shot of a piezoelectric knock sensor in any engine rotation range.

本発明は、圧電型ノツクセンサを高抵抗でバイ
アスしコンデンサ結合によつて信号伝送を行い、
該伝送される信号が零電位近傍に低下したときに
前記圧電型ノツクセンサのシヨートを検出するこ
とにより、いかなるエンジン回転領域においても
圧電型ノツクセンサのシヨートを検出しようとい
うものである。
The present invention biases a piezoelectric knock sensor with high resistance and transmits a signal through capacitor coupling.
By detecting the shot of the piezoelectric knock sensor when the transmitted signal drops to near zero potential, the shot of the piezoelectric knock sensor is detected in any engine rotation range.

以下、本発明の実施例について説明する。 Examples of the present invention will be described below.

第1図には本発明の一実施例が示されるノツク
制御装置の全体が示されている。
FIG. 1 shows the entire knock control system in accordance with one embodiment of the present invention.

図において、ノツク制御装置は、ノツク信号を
検出するためのノツクセンサ100、ノツクセン
サ100から入力されるノツク信号によつて点火
コイル135の点火時期を制御するための制御信
号を出力するノツク制御装置101、点火コイル
135のスパークタイミングを検出するためのピ
ツクアツプコイル105、ピツクアツプコイル1
05とノツク制御装置101からの出力により点
火コイルを点火させるとともにノツク制御装置1
01にフイードバツク信号を送出するための無接
点点火装置103とよりなる。
In the figure, the knock control device includes a knock sensor 100 for detecting a knock signal, a knock control device 101 for outputting a control signal for controlling the ignition timing of the ignition coil 135 based on the knock signal input from the knock sensor 100, Pickup coil 105 and Pickup coil 1 for detecting spark timing of ignition coil 135
05 and the output from the knock control device 101, the ignition coil is ignited, and the knock control device 1
01 and a non-contact ignition device 103 for sending a feedback signal to the ignition device 101.

ノツク制御装置101は、ノツクセンサ100
の検出信号と無接点点火装置103の出力信号と
を取込み、ノツキングに応じて無接点点火装置1
03を制御し進角又は遅角制御を行わしめる。
The knock control device 101 includes a knock sensor 100.
The detection signal of the non-contact ignition device 103 and the output signal of the non-contact ignition device 103 are taken in, and the non-contact ignition device 1
03 to perform advance or retard angle control.

ノツク制御装置101は、ノツクセンサ100
の故障を検出し点火時期を強制的に遅角させるた
めの信号を送出するフエールセーフ装置102、
直流成分を除去するための交流結合回路112、
スパークタイミングに同期して点火ノイズをカツ
トするためのゲートを有する点火ノイズカツト回
路113、ノツク信号をバンドパスさせるための
バンドパスフイルタ(BPF)114、BPF11
4の出力により入力信号比率に比例して自己の増
巾器のゲインを制御する自動利得制御回路
(AGC回路)160、AGC出力に対して所定の
タイミングの区間マスクするマスク回路150、
マスク回路150を介したAGC回路160から
の入力によりノツク信号の平均値を得るためのバ
ツクグラウンドレベル(BGL)検出回路119、
BGL検出回路119の出力を増巾してAGC回路
160にフイードバツクさせるための増巾器16
1、マスク回路150の出力を増巾する増巾器1
51、BGL検出回路119の出力電圧と増巾器
151の出力信号とを比較してノツキングに比例
した遅角信号を発生する比較器118、比較器1
18の出力に所定のタイミングでマスクをかけて
出力するマスク回路153、該マスク回路153
出力の積分を行う積分器154、該積分器154
の出力によりノツキングに比例した遅角信号を設
定するための遅角信号設定回路126、無接点点
火装置103からの信号により点火コイル135
の遮断時に同期して(即ち、パワートランジスタ
134のベース電流に同期して)一定パルス巾の
信号を発生する単安定回路128、単安定回路1
28の出力パルスが出ている間、一定電圧/周期
の割合で点火コイル135の点火時期を進角させ
るための信号を出力する進角信号設定回路12
7、遅角信号設定回路126に設定された遅角信
号ならびに進角信号設定回路127に設定された
進角信号に比例した直流電圧を発生すると共にフ
エイルセイフ装置102からの出力により点火コ
イル135の点火時期を進角又は強制的に遅角さ
せるための出力を送出する積分回路125及び基
準電圧発生回路120より成る。更に、本実施例
では、マスク回路150,153のマスクタイミ
ング設定用の回路数検出回路156、一定時間発
生回路157,158を持つ。一定時間発生回路
157は積分回路125の制御も行つている。
The knock control device 101 includes a knock sensor 100.
a fail-safe device 102 that detects a failure of the engine and sends a signal to forcibly retard the ignition timing;
AC coupling circuit 112 for removing DC components;
An ignition noise cut circuit 113 having a gate for cutting ignition noise in synchronization with spark timing, a bandpass filter (BPF) 114 for bandpassing the knock signal, and BPF 11
an automatic gain control circuit (AGC circuit) 160 that controls the gain of its own amplifier in proportion to the input signal ratio by the output of 4; a mask circuit 150 that masks the AGC output at a predetermined timing;
a background level (BGL) detection circuit 119 for obtaining the average value of the knock signal from the input from the AGC circuit 160 via the mask circuit 150;
Amplifier 16 for amplifying the output of the BGL detection circuit 119 and providing feedback to the AGC circuit 160
1. Amplifier 1 that amplifies the output of the mask circuit 150
51, a comparator 118 that compares the output voltage of the BGL detection circuit 119 with the output signal of the amplifier 151 and generates a retard signal proportional to knocking; comparator 1;
a mask circuit 153 that masks the output of 18 at a predetermined timing and outputs the mask circuit 153;
an integrator 154 that integrates the output;
A retard signal setting circuit 126 for setting a retard signal proportional to knocking by the output of the ignition coil 135 by a signal from the non-contact ignition device 103.
A monostable circuit 128 that generates a signal with a constant pulse width in synchronization with the interruption of the power transistor 134 (that is, in synchronization with the base current of the power transistor 134), the monostable circuit 1
An advance signal setting circuit 12 outputs a signal for advancing the ignition timing of the ignition coil 135 at a constant voltage/period ratio while the output pulse 28 is being output.
7. Generates a DC voltage proportional to the retard signal set in the retard signal setting circuit 126 and the advance signal set in the advance signal setting circuit 127, and ignites the ignition coil 135 by the output from the failsafe device 102. It consists of an integrating circuit 125 and a reference voltage generating circuit 120, which send out an output for advancing or forcibly retarding the timing. Furthermore, this embodiment includes a circuit number detection circuit 156 and fixed time generation circuits 157 and 158 for setting the mask timing of the mask circuits 150 and 153. The fixed time generation circuit 157 also controls the integration circuit 125.

基準電圧発生回路120は、オペアンプOP3、
コンデンサC5、抵抗R15,R11,R12,
R14より成る。抵抗R14とR15とを適当に
選ぶことによつてオペアンプOP3の出力RVを
基準電圧に固定させている。この基準電圧RVは
例えば3Vであり、種々の基準電圧に供される。
The reference voltage generation circuit 120 includes an operational amplifier OP3,
Capacitor C5, resistor R15, R11, R12,
Consists of R14. By appropriately selecting resistors R14 and R15, the output RV of the operational amplifier OP3 is fixed to the reference voltage. This reference voltage RV is, for example, 3V, and is used for various reference voltages.

フエールセーフ装置102は、ノツクセンサ1
00の各種の故障あるいは異常モードを検出しそ
のモードに応じた遅角制御を行わしめるフエール
セーフ機能を持つ。この装置102は、センサシ
ヨート検出回路108を持つセンサ異常検出回路
102Aより成り、該各回路の出力を積分回路1
25に供給し、フエールセーフ機能を果してい
る。BGL検出回路119は、半波整流器116、
積分回路117、増巾器117Aとより成り、マ
スク回路150を介して送出されてくるAGC回
路160の出力信号を整流して積分を行い、信号
全体の平均化信号を得ている。この平均化信号
は、BGL信号となる。比較回路118は少なく
とも2つの比較器118A,118Bを持つ。比
較器118AはBGL出力と増巾器151の出力
との比較、比較器118Bは増巾器151の出力
と基準電圧との比較を行う。
The failsafe device 102 is a knock sensor 1.
It has a fail-safe function that detects various failures or abnormal modes of the 00 and performs retard control according to the mode. This device 102 consists of a sensor abnormality detection circuit 102A having a sensor short detection circuit 108, and outputs from each circuit are sent to an integrator circuit 102A.
25 and performs a fail-safe function. The BGL detection circuit 119 includes a half-wave rectifier 116,
It consists of an integrating circuit 117 and an amplifier 117A, and rectifies and integrates the output signal of the AGC circuit 160 sent through the mask circuit 150 to obtain an averaged signal of the entire signal. This averaged signal becomes a BGL signal. Comparison circuit 118 has at least two comparators 118A and 118B. The comparator 118A compares the BGL output with the output of the amplifier 151, and the comparator 118B compares the output of the amplifier 151 with a reference voltage.

無接点点火装置103は、ピツクアツプコイル
105の出力信号を波形整形する増巾器131、
ノツク制御回路101の出力電圧に応じて点火時
期を制御するリタード回路132、点火コイル1
35の2次側に高電圧を発生させるパワートラン
ジスタ134とより成る。
The non-contact ignition device 103 includes an amplifier 131 that shapes the waveform of the output signal of the pickup coil 105;
A retard circuit 132 that controls the ignition timing according to the output voltage of the knock control circuit 101, and an ignition coil 1.
The power transistor 134 generates a high voltage on the secondary side of the power transistor 35.

次に、以上の構成の動作を第2図の波形に基づ
き説明する。第2図1は、点火タイミング波形を
示し、実際には、この波形信号が後述の無接点点
火装置103のパワートランジスタ134のベー
ス信号である。Hレベルでパワートランジスタ1
34がオン(ON)で、Lレベルでパワートラン
ジスタ134はオフ(OFF)となる。点火コイ
ル135での火花はONからOFFに切替る過程で
発生する。第2図2の信号S2は上記ベース信号
を入力としONからOFFになる時にトリガされて
一定巾(t1)のパルス信号を発生する単安定回路
128の一定巾パルス出力信号である。
Next, the operation of the above configuration will be explained based on the waveforms shown in FIG. FIG. 2 1 shows an ignition timing waveform, and this waveform signal is actually the base signal of the power transistor 134 of the non-contact ignition device 103, which will be described later. Power transistor 1 at H level
34 is on (ON), and when the power transistor 134 is at L level, the power transistor 134 is turned off (OFF). Sparks in the ignition coil 135 are generated during the process of switching from ON to OFF. 2. Signal S2 in FIG. 2 is a constant width pulse output signal of a monostable circuit 128 which receives the base signal as input and generates a constant width (t 1 ) pulse signal by being triggered when it changes from ON to OFF.

第2図3はレベルアツプされたノツクセンサ1
00の出力を示している。ノツクセンサ100で
検出される信号は直流ゼロ(0)レベルを基準と
して正負に振れる信号である。該検出信号の中に
ノツク信号が含まれる。一方、フエールセーフを
可能にすべく検出回路108を設けている。これ
らの検出回路での故障モードでは、上記直流ゼロ
レベルの信号のままではそのモード検出は不能で
ある。この対策のために、高抵抗R1を設けてい
る。該高抵抗R1から定電圧がセンサ100の出
力に重なることによつて一定の正方向へのバイア
スがなされる。この抵抗R1は重要な役割を果
す。即ち、ノツクセンサ100の出力は±5mV
〜±600mVの間を変化する。その変化巾は120倍
となる。120倍の変化巾に対して、抵抗分圧によ
る一般のバイアス手段によりノツクセンサ出力を
減衰させようとする場合、例えば、ノツクセンサ
の出力が±5mVに近く、かつバイアス手段によ
るノツクセンサ出力の減衰率を1/20にした場合、
バイアス後の出力は0.25mVに低下することにな
る。これは明らかに検出精度の低下を招き、ひい
ては故障モードの検出が不能となる。本発明は高
抵抗R1を設けることによりノツク検出精度を向
上し、且つ故障モードの検出を容易ならしめるも
のである。第2図3は抵抗R1によりバイアスさ
れたセンサ出力を示している。
Figure 2.3 shows the level-up knock sensor 1.
00 output is shown. The signal detected by the knock sensor 100 is a signal that swings positive and negative with the DC zero (0) level as a reference. The detection signal includes a knock signal. On the other hand, a detection circuit 108 is provided to enable fail-safety. In the failure mode of these detection circuits, the mode cannot be detected if the DC zero level signal remains. As a countermeasure against this, a high resistance R1 is provided. By superimposing a constant voltage from the high resistance R1 on the output of the sensor 100, a constant bias in the positive direction is provided. This resistor R1 plays an important role. That is, the output of the knock sensor 100 is ±5 mV.
Varies between ~±600mV. The range of change is 120 times. When attempting to attenuate the knock sensor output using a general bias means using resistive voltage division for a change range of 120 times, for example, if the knock sensor output is close to ±5 mV and the attenuation rate of the knock sensor output by the bias means is 1. /20,
The output after biasing will drop to 0.25mV. This obviously leads to a decrease in detection accuracy, which in turn makes it impossible to detect the failure mode. The present invention improves knock detection accuracy and facilitates failure mode detection by providing a high resistance R1. FIG. 2 shows the sensor output biased by resistor R1.

いま、ノツクセンサ100がシヨートすると、
点の電圧は約0Vとなり点電圧より低くなり、
コンパレータOP2の出力電圧は第2図4に示す
如く約0Vとなる。このコンパレータOP2の出力
がLOWになることによりトランジスタT80が
オフする。これにより第2図5に示す如く、V0
端子よりフエールセーフ電圧が出力され、最大リ
タード量あるいは中間リタード量まで自動的にリ
タードされる。なお、コンパレータOP2の出力
を外部に取り出して警告表示装置に入力すること
により容易に運転者に知らせることができる(図
示はしていない)。
Now, when the knob sensor 100 shoots,
The voltage at the point is approximately 0V, which is lower than the voltage at the point.
The output voltage of the comparator OP2 becomes approximately 0V as shown in FIG. 24. When the output of the comparator OP2 becomes LOW, the transistor T80 is turned off. As a result, as shown in FIG. 2, V 0
A fail-safe voltage is output from the terminal and is automatically retarded to the maximum retard amount or intermediate retard amount. Note that the driver can be easily notified by taking out the output of the comparator OP2 and inputting it to a warning display device (not shown).

交流結合回路112は、直流成分を除去するた
め設ける。更にノツキング周波数領域で共振を起
こさせるべく役割を持たせることがある。交流結
合回路112で直流バイアスを除去したことによ
つて、次段での点火ノイズカツト回路113での
ノイズカツト性能の向上に著しい寄与を呈する。
これは、直流バイアスを除去した後に点火ノイズ
をカツトしないと点火ノイズをカツトできないか
らである。点火ノイズカツト回路113は、単安
定回路128の第2図2に示す如きパルス出力に
よつて制御をうける。ノイズカツト回路113は
一種のアンドゲートであり、単安定回路128の
出力パルスを入力している。従つて、単安定回路
128の出力パルスが“1”になつているt1区間
のみ、交流結合回路112を介して得られるセン
サ出力はほぼそのまま該点火ノイズカツト回路1
13の出力となる。この出力を第2図6に示して
いる。これによつて点火ノイズカツトがなされ
る。
AC coupling circuit 112 is provided to remove DC components. Furthermore, it may play a role in causing resonance in the knocking frequency region. By removing the DC bias in the AC coupling circuit 112, it makes a significant contribution to improving the noise cutting performance of the ignition noise cutting circuit 113 in the next stage.
This is because ignition noise cannot be cut unless the ignition noise is cut after removing the DC bias. The ignition noise cut circuit 113 is controlled by the pulse output of the monostable circuit 128 as shown in FIG. The noise cut circuit 113 is a type of AND gate, and inputs the output pulse of the monostable circuit 128. Therefore, only in the t1 period when the output pulse of the monostable circuit 128 is "1", the sensor output obtained via the AC coupling circuit 112 is almost unchanged from the ignition noise cut circuit 1.
The output will be 13. This output is shown in FIG. 26. This cuts ignition noise.

BPF114は、ノツク信号を強調(他の信号
を減衰させる)させて出力するもので、ノツキン
グのノツク信号より高い周波数で少し減衰のある
特性を持つている。AGC回路160は増巾器1
61を介したBGL検出回路119からのフイー
ドバツク信号を受けてそれ自体のゲインをフイー
ドバツク信号、即ちBGL出力に反比例させて変
化させる。マスク回路150では所定のタイミン
グでAGC回路160の出力に対してマスクをか
ける。このマスクは第2図2のパルス信号S2に
よつてなされる。このマスク回路150の出力を
うけてBGL検出回路119はBGLの検出を行う。
比較回路118は、BGL検出回路119のBGL
出力(電圧)と増巾器151の出力とを比較器1
18Aで行い、増巾器151の出力と基準電圧と
の比較を比較器118Bで行う。この時の両信号
の様子は第2図7に示す。比較回路118の比較
器118Aは、BGL出力よりも大きい増巾器1
51の出力のみを整形して出力する。更に比較器
118Bはマイナス端子に印加される基準電圧
(この電圧はノツク信号の異常振幅を制限するた
めの基準値)よりも高いレベルの増巾器151の
出力を除去する。これによつてノツク信号の中の
異常に高い電圧はクランプされる。この比較器1
18の出力がマスク回路153、遅角信号出力回
路126に入力して直流レベルに変換され、該直
流レベル信号が求めるべきノツク信号となる。こ
こで、マスク回路153は高速回転時に吸気筒よ
り発生するノツク信号に類似の雑音を除去する役
割を持つ。このマスクはS2によつて行つてい
る。比較器118の出力S6は単発パルス状であ
り、この単発パルスを平均化する機能を遅角信号
出力回路126は持つ。
The BPF 114 emphasizes the knock signal (attenuates other signals) and outputs it, and has a characteristic of slightly attenuating at frequencies higher than the knock signal of knocking. AGC circuit 160 is amplifier 1
In response to a feedback signal from the BGL detection circuit 119 via 61, the gain of the BGL detection circuit 119 is changed in inverse proportion to the feedback signal, that is, the BGL output. The mask circuit 150 masks the output of the AGC circuit 160 at predetermined timing. This masking is done by the pulse signal S2 of FIG. In response to the output of this mask circuit 150, the BGL detection circuit 119 detects BGL.
The comparison circuit 118 detects the BGL of the BGL detection circuit 119.
Comparator 1 compares the output (voltage) with the output of amplifier 151.
18A, and the comparator 118B compares the output of the amplifier 151 with the reference voltage. The state of both signals at this time is shown in FIG. 7. The comparator 118A of the comparison circuit 118 has an amplifier 1 larger than the BGL output.
Only the output of 51 is formatted and output. Further, comparator 118B removes the output of amplifier 151 at a level higher than the reference voltage applied to the negative terminal (this voltage is a reference value for limiting the abnormal amplitude of the knock signal). This clamps any abnormally high voltages in the knock signal. This comparator 1
The output of 18 is input to the mask circuit 153 and the retard signal output circuit 126 and converted to a DC level, and the DC level signal becomes the knock signal to be obtained. Here, the mask circuit 153 has the role of removing noise similar to a knock signal generated from the intake cylinder during high speed rotation. This mask is performed by S2. The output S6 of the comparator 118 is in the form of a single pulse, and the retard signal output circuit 126 has a function of averaging this single pulse.

第2図8に比較器118で検出されたノツク信
号を示している。第2図9はその一部の拡大図で
ある。積分回路125は、遅角信号出力回路12
6の出力信号を入力として所定の積分を行う。従
つて、ノツクパルスの数に応じた積分値が積分回
路125より出力される。この積分出力によつて
リタード回路132の遅角制御を行う。以上の動
作は信号S4,S10の役割と機能を除いた一般
的なものである。信号S4,G10等による新規
な動作については後述される。
FIG. 28 shows the knock signal detected by comparator 118. FIG. 29 is an enlarged view of a portion thereof. The integration circuit 125 is connected to the retard signal output circuit 12.
A predetermined integration is performed using the output signal of No. 6 as input. Therefore, an integral value corresponding to the number of knock pulses is output from the integrating circuit 125. The retard angle control of the retard circuit 132 is performed using this integral output. The above operation is a general operation except for the roles and functions of the signals S4 and S10. New operations based on signals S4, G10, etc. will be described later.

第3図はノツクセンサ100からBPF114
までの構成の具体的な回路例を示している。ノツ
クセンサ100は圧電素子を使用した容量形のセ
ンサであり、等価的にはコンデンサCと定電流源
との並列回路となる。
Figure 3 shows BPF114 from knock sensor 100.
A specific circuit example of the above configuration is shown. The knock sensor 100 is a capacitive sensor using a piezoelectric element, and equivalently constitutes a parallel circuit of a capacitor C and a constant current source.

抵抗1に供給される電源は電源部120より供
給される。電源部120は、抵抗R11,R1
2,R14,R15、コンデンサC5、オペアン
プOP3とより成る。オペアンプOP3はバツフア
の役割を持つ。オペアンプOP3のプラス端には
B電源が抵抗R14とR15とで分圧されて印加
している。オペアンプOP3の出力は3(V)に設
定さされる。従つて、a点の直流バイアス電圧
は、約6(V)となり、該6(V)電圧にノツクセ
ンサ100の出力信号が重なることとなる。
The power supplied to the resistor 1 is supplied from the power supply section 120. The power supply section 120 includes resistors R11 and R1.
2, R14, R15, capacitor C5, and operational amplifier OP3. Operational amplifier OP3 has the role of buffer. The B power supply is applied to the positive end of the operational amplifier OP3 after being divided by resistors R14 and R15. The output of operational amplifier OP3 is set to 3 (V). Therefore, the DC bias voltage at point a is approximately 6 (V), and the output signal of the knock sensor 100 is superimposed on the 6 (V) voltage.

一方、ノツク制御装置の入力インピーダンスを
高くすると外乱ノイズが重畳しやすくなる。外乱
ノイズの典型的なものは、点火タイミングに同期
して発生する点火ノイズ(Igノイズ)である。
On the other hand, if the input impedance of the knock control device is increased, disturbance noise is likely to be superimposed. A typical example of disturbance noise is ignition noise (Ig noise) that occurs in synchronization with ignition timing.

以下、本装置の点火ノイズについて説明する。 The ignition noise of this device will be explained below.

パワートランジスタのベース制御は第2図1に
示す如きパルスによつて行われる。該パルスがH
レベルの時、パワートランジスタはオン(ON)
し、Lレベルの時、オフ(OFF)する。このON
からOFFに切換わる過程、或いはOFFになつた
時点で点火コイルの2次電圧は急上昇し、第1次
のノイズを発生する。更にこの2次電圧の上昇に
よつてプラグの間の空気層の絶縁が破壊され、点
火する。この点火時に第2次のノイズが発生す
る。該第2次のノイズには、点火の初期に流れる
容量放電電流によるノイズと、その後の段階で流
れる誘導放電電流によるノイズとがある。第2次
のノイズの中では前者のノイズが大きなノイズ源
となる。入力インピーダンスを高くした場合に
は、第1次ノイズ及び第2次ノイズ(前者のノイ
ズ)がノツク信号識別に悪影響を与える外乱ノイ
ズとして上記ノツクセンサ出力に重畳してくる。
Base control of the power transistor is performed by pulses as shown in FIG. The pulse is H
When the level is on, the power transistor is on (ON)
and turns off when it is at L level. This ON
In the process of switching from OFF to OFF, or at the time of OFF, the secondary voltage of the ignition coil rises rapidly, generating primary noise. Furthermore, this increase in secondary voltage breaks down the insulation of the air layer between the plugs, causing ignition. Secondary noise occurs during this ignition. The second-order noise includes noise due to a capacitive discharge current flowing at the initial stage of ignition, and noise due to an induced discharge current flowing at a subsequent stage. Among the second-order noises, the former noise is a major noise source. When the input impedance is increased, primary noise and secondary noise (the former noise) are superimposed on the knock sensor output as disturbance noise that adversely affects knock signal identification.

かかる外乱ノイズを除去する必要がある。この
外乱ノイズは、50〜60μsec位の時間の間、継続す
る。従つて、この間、ノツクセンサ出力をマスク
すればよい。かかる目的を達成するために、交流
結合回路112、ならびにノイズカツト回路11
3を設けている。但し、実際のマスク区間は上記
ノイズ継続時間より充分大きい時間巾、例えば
0.8msec程度に設定している。
It is necessary to remove such disturbance noise. This disturbance noise continues for a time of about 50 to 60 μsec. Therefore, the knock sensor output may be masked during this time. In order to achieve this purpose, the AC coupling circuit 112 and the noise cut circuit 11
There are 3. However, the actual mask interval is sufficiently larger than the above noise duration time, e.g.
It is set to about 0.8msec.

交流結合回路112はコンデンサC1と抵抗R
3とより成る。ノイズカツト回路113は抵抗R
4,R5,R6,R8,R101、コンデンサC
2、トランジスタT2、オペアンプOP1とより
成る。交流結合回路112は、ノツクセンサ出力
信号からノツキング信号を良好に取り出すための
手段として設けたものであり、ノツキング信号を
この回路112を通すことによつてノツクセンサ
出力信号に乗つている直流バイアス電圧を除去せ
しめている。もし、直流バイアス成分を重畳して
なるノツクセンサ出力からノツク信号のみを取り
出そうとする場合、及び上記ノイズマスクをかけ
ようとする場合、その処理は極めて複雑なものと
なる。この直流カツトするという考え方そのもの
は簡単ではあるが、ノツク信号を正しく分別する
ためには極めて実用性の高い技術手段である。
The AC coupling circuit 112 includes a capacitor C1 and a resistor R.
It consists of 3. The noise cut circuit 113 is a resistor R
4, R5, R6, R8, R101, capacitor C
2. Consists of transistor T2 and operational amplifier OP1. The AC coupling circuit 112 is provided as a means for extracting a knocking signal from the knock sensor output signal, and by passing the knocking signal through this circuit 112, the DC bias voltage riding on the knock sensor output signal is removed. It's forcing me. If an attempt is made to extract only the knock signal from the knock sensor output obtained by superimposing a DC bias component, and if an attempt is made to apply the above-mentioned noise mask, the processing becomes extremely complicated. Although the idea of cutting off direct current is simple, it is an extremely practical technical means for correctly classifying knock signals.

ノイズカツト回路113は、主としてトランジ
スタT2の働きによつてIgノイズカツトを行つて
いる。トランジスタT2は単安定回路128の出
力S2によつてオン・オフされる。単安定回路1
28は、第2図1に示すパワートランジスタのベ
ース信号の立下りでトリガーを受け、マスク区間
巾のパルスを発生する。第2図2がこの単安定回
路128の出力S2であり、時間巾t1がマスク区
間巾となる。この単安定回路128の出力S2が
“1”となるt1区間のみトランジスタT2をオン
する。これによつて、このt1区間では、ノツクセ
ンサ出力はアースに短絡され、オペアンプOP1
への入力はなくなり、Igノイズをマスクするマス
ク効果を生む。尚、センサ100の負荷インピー
ダンスとして、抵抗R3,R4,R5、コンデン
サC1,C2が考えられるが、抵抗R5を高抵
抗、例えば1MΩとすることにより、抵抗R4,
R5、コンデンサC2は負荷としては無視できる
ものとなる。従て、センサ100の負荷はコンデ
ンサC1、抵抗R3だけとみることができる。
The noise cut circuit 113 performs Ig noise cut mainly by the function of the transistor T2. Transistor T2 is turned on and off by output S2 of monostable circuit 128. monostable circuit 1
28 is triggered by the fall of the base signal of the power transistor shown in FIG. 2, and generates a pulse having the width of the mask section. FIG. 2 shows the output S2 of this monostable circuit 128, and the time width t1 is the mask interval width. The transistor T2 is turned on only during the t1 period when the output S2 of the monostable circuit 128 becomes "1". As a result, in this t1 interval, the knock sensor output is shorted to ground, and the operational amplifier OP1
The input to is eliminated, creating a masking effect that masks Ig noise. Incidentally, as the load impedance of the sensor 100, the resistors R3, R4, R5 and the capacitors C1, C2 can be considered, but by setting the resistor R5 to a high resistance, for example, 1 MΩ, the resistors R4,
R5 and capacitor C2 can be ignored as loads. Therefore, the load on the sensor 100 can be considered to be only the capacitor C1 and the resistor R3.

BPF114は、抵抗R7,R9,R10、コ
ンデンサC3,C4,C22、オペアンプOP2
とより成る。該オペアンプOP2の非反転端子は、
バツフアの役割を持つ電源部120のオペアンプ
OP3の出力RV(3V基準電圧)に接続している。
従つてBPF114出力は、上記基準電圧に直流
的にバイアスされたものとなつている。この
BPF114では、ノツク信号と非ノツク信号と
のレベル差を大きくすべくフイルタ機能を持つ。
これによつて、レベルによる識別を容易にする。
BPF114のオペアンプOP2からの出力S1は
後述のAGC回路160の抵抗R16に入力され
る。
BPF114 consists of resistors R7, R9, R10, capacitors C3, C4, C22, and operational amplifier OP2.
It consists of The non-inverting terminal of the operational amplifier OP2 is
Operational amplifier of power supply section 120 which plays the role of buffer
Connected to OP3 output RV (3V reference voltage).
Therefore, the BPF 114 output is DC biased to the reference voltage. this
The BPF 114 has a filter function to increase the level difference between the knock signal and the non-knock signal.
This facilitates identification by level.
The output S1 from the operational amplifier OP2 of the BPF 114 is input to a resistor R16 of an AGC circuit 160, which will be described later.

次にノツクセンサ故障検出回路102Aの動作
を説明する。センサシヨート検出回路109は、
抵抗R55と比較器CO2により構成される。更
に、比較器CO2のc点電位を約0.2(V)に設定
しているものとする。
Next, the operation of the knock sensor failure detection circuit 102A will be explained. The sensor short detection circuit 109 is
It consists of a resistor R55 and a comparator CO2. Furthermore, it is assumed that the potential at point c of the comparator CO2 is set to approximately 0.2 (V).

今、ノツクセンサ100がシヨートしたとする
と、a点電位は第2図3に示す如く約0(V)と
なる。従つて、a点電位はc点電位より低くな
り、比較器CO2の出力は、約0(V)となる。ノ
ツクセンサ100がシヨートしない正常時には、
直流バイアスによりa点電位はc点電位よりも大
きく設定されている故、比較器CO2の出力は略
a点電位(即ち0(V)より大きいという意味)
になつている。すなわち、シヨートした時には、
g点電圧が0(V)となる。これらの結果はトラ
ンジスタT80より信号S3となり、積分器12
5への出力は0(V)となる。かくして、比較器
CO2によつてシヨート故障を検出できる。
Now, if the knock sensor 100 is shot, the potential at point a becomes approximately 0 (V) as shown in FIG. 2. Therefore, the potential at point a becomes lower than the potential at point c, and the output of comparator CO2 becomes approximately 0 (V). During normal operation when the lock sensor 100 does not shoot,
Since the potential at point a is set higher than the potential at point c due to the DC bias, the output of comparator CO2 is approximately at the potential at point a (meaning it is greater than 0 (V)).
It's getting old. In other words, when you shoot,
The g-point voltage becomes 0 (V). These results become the signal S3 from the transistor T80, and the integrator 12
The output to 5 becomes 0 (V). Thus, the comparator
Shoot failure can be detected by CO2.

本装置の特徴の一つは、AGC回路160と比
較回路118との間の回路構成にある。BPF1
14の出力S1は、AGC回路160に入力される。
AGC回路160の出力はマスク回路150を介
して2つの系統に分けられる。第1の系統はノツ
ク信号を増幅し、比較回路118の一方の入力端
子に入力する増幅器151からなる系統である。
第2の系統は、半波整流回路116、最大クラン
プ回路116A、積分回路117、増幅器117
AよりなるBGL回路119である。増幅器11
7Aの出力は比較回路118の他方の入力端子に
入力される。増幅器117Aの出力は増幅器16
1を介してAGC回路160に負帰還される。
One of the features of this device is the circuit configuration between AGC circuit 160 and comparison circuit 118. BPF1
The output S 1 of No. 14 is input to the AGC circuit 160.
The output of the AGC circuit 160 is divided into two systems via the mask circuit 150. The first system is a system consisting of an amplifier 151 that amplifies the knock signal and inputs it to one input terminal of the comparison circuit 118.
The second system includes a half-wave rectifier circuit 116, a maximum clamp circuit 116A, an integration circuit 117, and an amplifier 117.
This is a BGL circuit 119 consisting of A. Amplifier 11
The output of 7A is input to the other input terminal of the comparison circuit 118. The output of amplifier 117A is output from amplifier 16
1 and is negatively fed back to the AGC circuit 160.

ノツクセンサ出力は±5(mV)〜600(mV)
の範囲となる。即ち、120倍の範囲でセンサ出力
が振れることになる。この出力を単純に増巾した
場合(例えば100倍)、±0.5(V)〜±60(V)とな
る。然るに、自動車では、最大でバツテリ電圧
(約12(V))であり、60(V)の値はありえない。
従つて、従来は、飽和しないように小さいゲイン
で使用するか、又は飽和することを覚悟で処理す
るかのいずれかの方法をとつていた。前者は、微
小人力に対して感度が悪くなり、後者は大振幅人
力に対して感度が悪くなる欠点を持つ。本実施例
の構成では、AGC回路160を設けたこと、更
に、このAGC回路160をBPF114の出力側
に設けたことを特徴とする。この構成とすること
によつてBPF114でノツク信号と非ノツク信
号とのレベル差が大きくなり、この大きくなつた
レベル差のままでAGC回路160に入力するた
め、S/N比のよい出力を得ることができる。
Knock sensor output is ±5 (mV) to 600 (mV)
The range is . In other words, the sensor output will fluctuate over a range of 120 times. When this output is simply amplified (eg, 100 times), it becomes ±0.5 (V) to ±60 (V). However, in an automobile, the maximum battery voltage is approximately 12 (V), and a value of 60 (V) is impossible.
Therefore, in the past, either a small gain was used to avoid saturation, or a process was performed with the expectation that saturation would occur. The former has the disadvantage that it is less sensitive to small human forces, and the latter has a disadvantage that it is less sensitive to large-amplitude human forces. The configuration of this embodiment is characterized in that an AGC circuit 160 is provided, and further, this AGC circuit 160 is provided on the output side of the BPF 114. With this configuration, the level difference between the knock signal and the non-knock signal is increased in the BPF 114, and this increased level difference is input to the AGC circuit 160 as it is, thereby obtaining an output with a good S/N ratio. be able to.

第4図に示す入出力特性から明らかな如く、
AGC回路160は、低レベル出力(±VL)及び
高レベル入力(VH)の場合を除き、出力V0を略
一定に制御することができる。
As is clear from the input/output characteristics shown in Figure 4,
The AGC circuit 160 can control the output V 0 to be substantially constant except for low level output (±V L ) and high level input (V H ).

AGC回路160から比較回路118に至る回
路の具体例を第5図に示す。AGC回路160は、
抵抗R16,R17,R19,R18,R92,
R102、オペアンプOP3、FET T17とよ
り成る。半波整流回路116は、コンデンサC
6、抵抗R20,R21,R22、ダイオード
D1,D2、オペアンプOP4より成る。
A specific example of the circuit from the AGC circuit 160 to the comparison circuit 118 is shown in FIG. The AGC circuit 160 is
Resistors R16, R17, R19, R18, R92,
It consists of R102, operational amplifier OP3, and FET T17. The half-wave rectifier circuit 116 includes a capacitor C
6. Resistor R20, R21, R22, diode
It consists of D 1 , D 2 and operational amplifier OP4.

クランプ回路116Aは、抵抗R25,R2
6,R27,R29、オペアンプOP6、比較器
CO5、コンデンサC8、ダイオードD10とよ
り成る。積分器117は抵抗R29、コンデンサ
C9とより成る。増巾器117Aは、抵抗R3
0,R31,R32,R33,R34,R35、
オペアンプOP7とより成る。増巾器161は、
オペアンプOP8、抵抗R93,R37,R38,
R36,R40,R39、コンデンサC10とよ
り成る。
The clamp circuit 116A includes resistors R25 and R2.
6, R27, R29, operational amplifier OP6, comparator
It consists of CO5, capacitor C8, and diode D10. Integrator 117 consists of resistor R29 and capacitor C9. The amplifier 117A is a resistor R3.
0, R31, R32, R33, R34, R35,
Consists of operational amplifier OP7. The amplifier 161 is
Operational amplifier OP8, resistors R93, R37, R38,
It consists of R36, R40, R39, and capacitor C10.

第5図に図示した回路の動作を説明する。
BPF114でフイルタリングされた出力S1は
抵抗R16を介してAGC回路160のOP3に入
力する。OP3のマイナス端には増巾器161を
介してゲインがコントロールされるFET(T1
7)が設けられている。この結果、AGC回路1
60のゲインは増巾器117AのOP7の出力に
応じて変更される。AGC回路160の出力はマ
スク回路150によつて所定のタイミングのマス
クがとられ、C6,R20を介して半波整流器1
16に入力する。ダイオードD1,D2の働きに
より正方向成分のみの半波整流がなされ、最大ク
ランプ回路116Aに入力する。このクランプ回
路116Aでは、比較器CO5の働きにより所定
の最大値(R27を介してプラス端子に印加され
る電圧に相当する。例えば5Vである)にクラン
プされる。このクランプ回路116Aの出力は、
抵抗R29、コンデンサC9とより形成される積
分回路117で積分され平滑化され、更に増巾器
117Aで増巾され出力されてゆく。次に具体的
に説明する。
The operation of the circuit shown in FIG. 5 will be explained.
Output S1 filtered by BPF 114 is input to OP3 of AGC circuit 160 via resistor R16. A FET (T1) whose gain is controlled via an amplifier 161 is connected to the negative end of OP3.
7) is provided. As a result, AGC circuit 1
The gain of 60 is changed according to the output of OP7 of amplifier 117A. The output of the AGC circuit 160 is masked at a predetermined timing by the mask circuit 150, and is passed through C6 and R20 to the half-wave rectifier 1.
16. By the action of diodes D1 and D2, only the positive direction component is half-wave rectified and input to the maximum clamp circuit 116A. In this clamp circuit 116A, the voltage is clamped to a predetermined maximum value (corresponding to the voltage applied to the positive terminal via R27, for example, 5V) by the action of the comparator CO5. The output of this clamp circuit 116A is
The signal is integrated and smoothed by an integrating circuit 117 formed by a resistor R29 and a capacitor C9, and further amplified by an amplifier 117A and output. Next, it will be explained in detail.

AGC回路160の入力電圧(即ちBPF114
の出力電圧)をV1、出力電圧をV0とし、EFT
(T17)の出力インピーダンスをZFとすると、
オペアンプOP3の増巾率は、抵抗R19の値を
高抵抗に設定しているため、ZFと抵抗R19で決
まる値となる。即ち、利得Gは G=V0/V1≒(1+R19/ZF)……(3′) となる。(3′)式で重要な点は、インピーダンス
ZFがFET(T15)のゲート・ソース間電圧VGS
により変化することである。例えば、VGSが0
(V)から−2(V)へと低くなると、増巾器16
1の出力帰還により、ZFは大きくなり、利得Gは
小さくなる。大きくなつた場合は逆となる。その
結果AGC回路160の増幅器117Aから出力
されるBGL出力電圧はAGC回路160への入力
電圧の変動とは無関係に一定となり、そのSN比
は一定に近くなる。
The input voltage of the AGC circuit 160 (i.e. BPF 114
) is V 1 , the output voltage is V 0 , and EFT
If the output impedance of (T17) is Z F , then
Since the value of the resistor R19 is set to a high resistance, the amplification rate of the operational amplifier OP3 is determined by Z F and the resistor R19. That is, the gain G is as follows: G=V 0 /V 1 ≒ (1+R 19 /Z F )...(3'). The important point in equation (3′) is the impedance
Z F is the gate-source voltage V GS of FET (T15)
It changes depending on the situation. For example, V GS is 0
(V) to -2(V), the amplifier 16
Due to the output feedback of 1, Z F becomes large and the gain G becomes small. The opposite is true when it gets bigger. As a result, the BGL output voltage output from the amplifier 117A of the AGC circuit 160 remains constant regardless of fluctuations in the input voltage to the AGC circuit 160, and its SN ratio becomes nearly constant.

VGS=±200(mV)の範囲では、AGCが充分働
く。尚、抵抗R19は、FET(T15)の断線故
障時の保護用であり高抵抗設定される。更に、ZF
は200Ωから2KΩ程度の値としている。
AGC works well in the range of V GS = ±200 (mV). Note that the resistor R19 is for protection in the event of a disconnection failure of the FET (T15), and is set to have a high resistance. Furthermore, Z F
The value is approximately 200Ω to 2KΩ.

マスク回路150はトランジスタT15、抵抗
R97とより成る。トランジスタT15はベース
に印加される信号S4又はS2により導通する。
トランジスタT15の導通によりAGC回路16
0の出力はアース電位に降下し、マスクされる。
信号S4は一定時間巾発生回路158の出力であ
り、信号S2は単安定回路128の出力である。
The mask circuit 150 consists of a transistor T15 and a resistor R97. Transistor T15 is rendered conductive by signal S4 or S2 applied to its base.
AGC circuit 16 is activated by conduction of transistor T15.
The zero output drops to ground potential and is masked.
Signal S4 is the output of constant time width generation circuit 158, and signal S2 is the output of monostable circuit 128.

増巾器151の抵抗R95は、オペアンプOP
9の出力に対して360(mV)の直流補正を行う。
更に、抵抗R35とコンデンサC10とはBGL
のリツプル防止機能を持つ。更に、全体図を通し
て、オペアンプ(OP)は、日立製のHA17902、
比較器(CO)は日立製のHA17901を使用してい
る。
The resistor R95 of the amplifier 151 is an operational amplifier OP.
Perform 360 (mV) DC correction on the output of 9.
Furthermore, resistor R35 and capacitor C10 are BGL
It has ripple prevention function. Furthermore, through the overall diagram, the operational amplifier (OP) is Hitachi's HA17902,
The comparator (CO) uses Hitachi's HA17901.

増巾器161の抵抗R40,R39,R38
は、BGL入力がない時、オペアンプOP8の端
子はオペアンプOP3の出力端(3V)に接続され
ているため、その端子入力は3(V)になり、こ
の時、オペアンプOP8の出力V2は第8図に示す
ように4(V)になるように設定する直流補正の
機能を持つ。更に、オペアンプOP8は反転増巾
器となつており、入力V1が増加すると、出力V2
が減少する方向となる。この出力V2はAGC回路
160のFET(T15)のゲート入力となつてい
るため、BGLが増加すると、V1が増加してV2
下り利得Gも下り、AGCが動く。ここでAGC回
路160は、V2=3(V)から働き始め、4(V)
〜3(V)の間は、ZFは一定となつている。
Resistors R40, R39, R38 of amplifier 161
is, when there is no BGL input, the terminal of operational amplifier OP8 is connected to the output terminal (3V) of operational amplifier OP3, so the terminal input becomes 3 (V), and at this time, the output V2 of operational amplifier OP8 is As shown in Figure 8, it has a DC correction function that sets the voltage to 4 (V). Furthermore, the operational amplifier OP8 is an inverting amplifier, and when the input V 1 increases, the output V 2 increases.
will be in the direction of decrease. Since this output V 2 is the gate input of the FET (T15) of the AGC circuit 160, when BGL increases, V 1 increases, V 2 goes down, and the gain G also goes down, causing the AGC to operate. Here, the AGC circuit 160 starts working from V 2 = 3 (V) and reaches 4 (V).
~3(V), Z F remains constant.

最大クランプ回路116AのオペアンプOP6
はインピーダンス変換のために設けたバツフアで
あり、非反転端子電圧V1が5(V)以上になろう
とすると、比較器CO5が導通し、ダイオードD
10、抵抗R28を通して電流が放電し、その結
果、オペアンプOP6の非反転端子の端子電圧は、
最大5(V)にクランプされる。これによつて、
比較器CO5の反転出力電圧(バツクグラウンド
電圧レベル)は、ノツキングの強度により変るこ
となく、ノツキング時にBGLが上昇してノツキ
ングの検出が難しくなるようなことはなくなる。
Operational amplifier OP6 with maximum clamp circuit 116A
is a buffer provided for impedance conversion, and when the non-inverting terminal voltage V1 attempts to exceed 5 (V), the comparator CO5 becomes conductive and the diode D
10. The current is discharged through the resistor R28, so that the terminal voltage of the non-inverting terminal of the operational amplifier OP6 is
Clamped to a maximum of 5 (V). By this,
The inverted output voltage (background voltage level) of the comparator CO5 does not change depending on the intensity of knocking, and there is no possibility that BGL will rise during knocking, making it difficult to detect knocking.

比較回路118は、比較器118A,118
B、抵抗R43,R59、ダイオードD3より成
る。比較要素118Aの比較器CO4は増巾器1
51の出力であるノツク信号を含む信号と、抵抗
R41とR42とで分圧された基準電圧との比較
を行う。基準電圧は例えば4(V)に設定されて
いる。一方、比較器CO3はBGL出力と増巾器1
51の出力との比較を行う。この結果、比較回路
118の出力からは、基準電圧よりも大きく、
BGL出力よりも大きな増巾器151の出力S6
が出力する。尚、ダイオードD3はこの出力を送
信する役割、抵抗R59は後述する遅角量設定回
路126のコンデンサC13との間で放電用抵抗
の役割を持つ。比較回路118の出力S6は、次
段のマスク回路153に入力する。
The comparison circuit 118 includes comparators 118A, 118
B, resistors R43 and R59, and diode D3. Comparator CO4 of comparison element 118A is amplifier 1
A comparison is made between the signal including the knock signal which is the output of 51 and the reference voltage divided by resistors R41 and R42. The reference voltage is set to 4 (V), for example. On the other hand, comparator CO3 is connected to BGL output and amplifier 1
A comparison is made with the output of 51. As a result, from the output of the comparator circuit 118, the voltage is higher than the reference voltage.
Output S6 of amplifier 151 larger than BGL output
outputs. Note that the diode D3 has a role of transmitting this output, and the resistor R59 has a role of a discharging resistor between it and a capacitor C13 of a retard amount setting circuit 126, which will be described later. The output S6 of the comparison circuit 118 is input to the mask circuit 153 at the next stage.

マスク回路153から積分回路125に至る具
体的回路構成を第7図に示す。
A specific circuit configuration from the mask circuit 153 to the integration circuit 125 is shown in FIG.

進角信号設定回路127は、固定進角設定回路
127Aと可変進角設定回路127Bとより成
る。固定進角設定回路127Aは抵抗R56,R
68,R70,R98,R99,R100、トラ
ンジスタT11より成る。可変進角設定回路12
7Bは抵抗R65,R69、トランジスタT8よ
り成る。固定進角設定回路の進角出力信号は始動
時の進角のための電源電圧Dにより決まる。可変
進角設定回路127Bの進角出力信号は単安定回
路128の出力S9により決まる。出力S9は回
転数に比例したパルス巾の信号であり、従つて、
回路127Bの進角出力信号は回転数に比例した
進角信号となる。進角信号設定回路127の進角
出力信号は積分器140の入力となる。
The lead angle signal setting circuit 127 includes a fixed lead angle setting circuit 127A and a variable lead angle setting circuit 127B. Fixed lead angle setting circuit 127A is resistor R56, R
68, R70, R98, R99, R100, and transistor T11. Variable advance angle setting circuit 12
7B consists of resistors R65, R69 and transistor T8. The advance angle output signal of the fixed advance angle setting circuit is determined by the power supply voltage D for advance angle at the time of starting. The lead angle output signal of the variable lead angle setting circuit 127B is determined by the output S9 of the monostable circuit 128. The output S9 is a signal with a pulse width proportional to the rotation speed, and therefore,
The advance angle output signal of the circuit 127B becomes an advance angle signal proportional to the rotation speed. The lead angle output signal of the lead angle signal setting circuit 127 is input to the integrator 140.

比較器118の出力は積分回路125に直接に
加えてもよいが、遅角信号出力回路126を介し
て積分回路125に印加してもよい。更に、遅角
信号設定回路126と比較器118との間にマス
ク回路153を設けることによつて、一層正確な
遅角信号を形成できる。本実施例では、この事例
を開示している。マスク回路153は、抵抗R5
7,R58、トランジスタT7より成る。遅角信
号出力回路126はマスクをまぬがれた比較器1
18の出力パルスを平滑化し且つ積分し対応する
遅角制御を行う。遅角信号設定回路126は、コ
ンデンサC13、抵抗R63,R64,R66,
R67、トランジスタT9,T10より成る。ト
ランジスタT7は信号S2又はS10によつてオ
ンし、この時の比較器118の出力S6はトラン
ジスタT7を介してアースに流れ込みマスクされ
る。トランジスタT7がオフの時にはコンデンサ
C13に信号S6は蓄積され、抵抗R63を介し
てトランジスタT10を駆動する。トランジスタ
T10の駆動は抵抗R64を介して信号S3によ
つても行われる。信号S2は単安定回路128の
出力、信号S10は一定時間発生回路157の出
力である。信号S3は異常検出回路102Aの出
力である。トランジスタT9のベーに印加される
電源電圧Dは、電源回路(後述)から提供をうけ
る。エンジン始動時にはバツテリ電圧が所定の最
低許容電圧よりも低下する。バツテリ容量が少な
くなつた時も同様である。この異常な電圧低下時
には電圧Dは高い電圧となり、正常電圧時には低
い電圧となつている。高い電圧Dの時にトランジ
スタT9はオンし、トランジスタは抵抗R63,
R64を介して印加される信号のいかんにかかわ
らず、オフを継続する。一方、電圧Dが低い時に
は、トランジスタT9はオフし、この結果、トラ
ンジスタT10は、抵抗R63,R64を介した
電圧の値によつてオン、オフの駆動が行われる。
The output of the comparator 118 may be applied directly to the integration circuit 125, or may be applied to the integration circuit 125 via the retard signal output circuit 126. Further, by providing a mask circuit 153 between the retard signal setting circuit 126 and the comparator 118, a more accurate retard signal can be generated. This example discloses this case. The mask circuit 153 includes a resistor R5.
7, R58, and transistor T7. The retard signal output circuit 126 is the comparator 1 that has escaped the mask.
18 output pulses are smoothed and integrated, and the corresponding retard control is performed. The retard signal setting circuit 126 includes a capacitor C13, resistors R63, R64, R66,
It consists of R67 and transistors T9 and T10. Transistor T7 is turned on by signal S2 or S10, and the output S6 of comparator 118 at this time flows to ground via transistor T7 and is masked. When transistor T7 is off, signal S6 is accumulated in capacitor C13 and drives transistor T10 via resistor R63. Transistor T10 is also driven by signal S3 via resistor R64. The signal S2 is the output of the monostable circuit 128, and the signal S10 is the output of the fixed time generation circuit 157. Signal S3 is the output of abnormality detection circuit 102A. The power supply voltage D applied to the base of the transistor T9 is provided by a power supply circuit (described later). When starting the engine, the battery voltage drops below a predetermined minimum allowable voltage. The same applies when the battery capacity becomes low. When this abnormal voltage drop occurs, the voltage D becomes a high voltage, and when the voltage is normal, it becomes a low voltage. When the voltage D is high, the transistor T9 is turned on, and the transistor is connected to the resistor R63,
It remains off regardless of the signal applied through R64. On the other hand, when the voltage D is low, the transistor T9 is turned off, and as a result, the transistor T10 is turned on and off depending on the voltage value via the resistors R63 and R64.

積分回路125は、積分器140、最大電圧ク
ランプ回路141、最小電圧クランプ回路142
より成る。積分器140は、オペアンプOP15、
コンデンサC14,C15、抵抗R200より成
る。最大電圧クランプ回路141はオペアンプ
OP16、抵抗R71,R74,R75,R76,
R77,R78、ダイオードD7、トランジスタ
T20より成る。最小電圧クランプ回路142
は、オペアンプOP17、抵抗R60,R61、
ダイオードD6より成る。
The integration circuit 125 includes an integrator 140, a maximum voltage clamp circuit 141, and a minimum voltage clamp circuit 142.
Consists of. The integrator 140 is an operational amplifier OP15,
It consists of capacitors C14 and C15 and resistor R200. The maximum voltage clamp circuit 141 is an operational amplifier
OP16, resistors R71, R74, R75, R76,
It consists of R77, R78, diode D7, and transistor T20. Minimum voltage clamp circuit 142
is operational amplifier OP17, resistor R60, R61,
It consists of a diode D6.

次に、積分回路125の回路動作を説明する。
今、比較器118の出力を入力とする遅角信号設
定回路126の出力であるノツク信号により、ト
ランジスタT10はノツク信号に同期してONす
る。従つて、第2図9に示すように、ノツク信号
のパルス巾t0(約40〜70μsec位)の間、トランジ
スタT10は導通し、電流i1がオペアンプOP1
5よりコンデンサC14,C15、抵抗R67、
トランジスタT10を介してアースへと流れる。
また、この時のオペアンプOP15の出力電圧は
3(V)である。
Next, the circuit operation of the integrating circuit 125 will be explained.
Now, in response to the knock signal which is the output of the retard signal setting circuit 126 which receives the output of the comparator 118, the transistor T10 is turned on in synchronization with the knock signal. Therefore, as shown in FIG. 2, the transistor T10 is conductive during the pulse width t0 (approximately 40 to 70 μsec) of the knock signal, and the current i1 flows through the operational amplifier OP1.
From 5, capacitors C14 and C15, resistor R67,
It flows to ground via transistor T10.
Further, the output voltage of the operational amplifier OP15 at this time is 3 (V).

したがつて、この時のオペアンプOP15の1
パルス当りの電圧上昇率(電圧上昇/1パルス)
ΔV1は次のようになる。
Therefore, 1 of the operational amplifier OP15 at this time
Voltage rise rate per pulse (voltage rise/1 pulse)
ΔV 1 is as follows.

i1=3/R67 ……(4) より、 ΔV1=i1/Ct0 ……(5) 但し、容量CはコンデンサC14,C15の直
列容量値である。この(5)式から明らかなように、
オペアンプOP15の出力電圧は、ノツキングパ
ルス数に比例して上昇することになる。
i 1 = 3/R 67 (4), ΔV 1 = i 1 /Ct 0 (5) where capacitance C is the series capacitance value of capacitors C14 and C15. As is clear from this equation (5),
The output voltage of the operational amplifier OP15 increases in proportion to the number of knocking pulses.

一方、毎周期ごとに、単安定回路128の反転
出力S9がトランジスタT6からトランジスタT
8のベースに印加され、一定マスク時間t1の間、
トランジスタT8をオフする。従つて、この間、
電流i2が電源V+から抵抗R98,R100、コ
ンデンサC14,C15を介してオペアンプOP
15へと流れる。ツエナーダイオードZD4のツ
エナー電圧は6(V)である。また、オペアンプ
OP15の端子は−3ボルトとなつている。し
たがつて、オペアンプOP15に単安定回路12
8から1パルス入力するごとにオペアンプOP1
5の出力電圧は、下記の電圧下降率(下降電圧
値/周期)ΔV2に従つて下降することになる。
On the other hand, every cycle, the inverted output S9 of the monostable circuit 128 changes from the transistor T6 to the transistor T.
8 and for a constant mask time t 1 ,
Turn off transistor T8. Therefore, during this time,
Current i2 flows from the power supply V + to the operational amplifier OP via resistors R98 and R100 and capacitors C14 and C15.
Flows to 15. The Zener voltage of the Zener diode ZD4 is 6 (V). Also, op amp
The terminal of OP15 is set to -3 volts. Therefore, monostable circuit 12 is added to operational amplifier OP15.
Operational amplifier OP1 every time 1 pulse is input from 8.
The output voltage of No. 5 will fall according to the voltage fall rate (falling voltage value/cycle) ΔV 2 below.

i2=6−3/R98+R100 ……(6) したがつて ΔV2=i2/Ct1 ……(7) この電圧降下率ΔV2はエンジンのトルク、馬力
等の動力性能を考慮し電圧上昇率ΔV1の約1/50に
設定されている。積分器の出力は、その最大値を
最大クランプ回路141のクランプ電圧によりク
ランプされ、その最小値を最小クランプ回路14
2のクランプ電圧によつてクランプされる。
i 2 = 6-3/R 98 + R 100 ……(6) Therefore, ΔV 2 = i 2 /Ct 1 ……(7) This voltage drop rate ΔV 2 takes into consideration the power performance such as engine torque and horsepower. The voltage increase rate ΔV 1 is set to approximately 1/50. The maximum value of the output of the integrator is clamped by the clamp voltage of the maximum clamp circuit 141, and the minimum value is clamped by the clamp voltage of the maximum clamp circuit 14.
It is clamped by a clamp voltage of 2.

積分回路125は、エンジン始動時には、電圧
DによりトランジスタT11がオンすることによ
り特定の進角特性(進角値)を持たせるようにし
てある。この進角特性は、積分回路125が指令
を行いリタード回路132が実際の進角(遅角)
制御を行う。このリタード回路132は例えば、
下記文献(U.S.Patent application、Ser.No.
80202、by Noboru Sugiura、filed october 1、
1979 and assigned to the assignee of this
application“Ignition timing control system
for internal combustion engine”)示されたも
のが使用される。
The integrating circuit 125 is configured to have a specific advance angle characteristic (advanced angle value) by turning on the transistor T11 due to the voltage D when the engine is started. This advance angle characteristic is determined by the integrator circuit 125 issuing a command and the retard circuit 132 determining the actual advance angle (retard angle).
Take control. This retard circuit 132 is, for example,
The following document (US Patent application, Ser. No.
80202, by Noboru Sugiura, filed october 1,
1979 and assigned to the assignee of this
application“Ignition timing control system
for internal combustion engine”) will be used.

こゝでリタード回路132の動作について説明
する。
The operation of the retard circuit 132 will now be explained.

一般に、点火時期特性は相対的なものであり、
デイストリビユータと、使用されている点火装置
で決まるある運転モードに従つて決定される。ま
た、ノツク時の最大遅角特性を与えておき、ノツ
ク時にこの特性に乗るようにしている。第8図に
は、進角及び遅角特性を示し、実線はある運転モ
ードでの最小遅角(即ち最小クランプ電圧)特
性、点線はノツク時の最大遅角(即ち最大クラン
プ電圧)特性を示している。低速時、例えば
200rpm以下では、点火時期特性で決まる最大進
角特性になるべく制御する。かかる特性を採用す
る理由は、起動時の始動を確実に達成するためで
ある。即ち、始動時、点火時期を遅らせるとエン
ジンは逆回転トルクを生じ、スタータの負荷は非
常に大となる。この結果、スタータの駆動電流が
異常に大となりスタータではエンジンをまわすこ
とができなくなり、いわゆる始動失敗となる。か
かる始動失敗をなくすために、始動時、例えば
200rpm以下では、点火時期特性で決まる最大進
角特性にさせている。
In general, ignition timing characteristics are relative;
It is determined according to a certain operating mode determined by the distributor and the ignition system used. Furthermore, a maximum retardation characteristic is given at the time of knocking, and this characteristic is used when the engine is knocked. Figure 8 shows the lead angle and retard angle characteristics, where the solid line shows the minimum retard angle (i.e., minimum clamp voltage) characteristic in a certain driving mode, and the dotted line shows the maximum retard angle (i.e., maximum clamp voltage) characteristic when knocking. ing. At low speeds, e.g.
Below 200 rpm, control is performed to achieve the maximum advance characteristic determined by the ignition timing characteristics. The reason for adopting such characteristics is to ensure starting at startup. That is, at the time of starting, if the ignition timing is delayed, the engine generates reverse rotation torque, and the load on the starter becomes extremely large. As a result, the driving current of the starter becomes abnormally large, making it impossible for the starter to turn the engine, resulting in a so-called starting failure. In order to eliminate such startup failures, at startup, e.g.
Below 200 rpm, the maximum advance characteristic is determined by the ignition timing characteristic.

以上の特徴を達成すべきリタード回路132の
特性を第9図に示す。図示する如く、積分回路1
25の出力、即ち積分器140の出力電圧に対し
て一定角度傾斜特性となるべくリタード特性を持
つている。このため、毎周期一定角度の進角とな
る。即ち、点火時期はノツキングパルス数に応じ
て遅角しながら毎周期一定角度進角する構成とな
つている。
FIG. 9 shows the characteristics of the retard circuit 132 that should achieve the above characteristics. As shown in the figure, integrating circuit 1
25, that is, the output voltage of the integrator 140, has a retard characteristic so as to have a constant angle slope characteristic. Therefore, the advance angle is a constant angle every cycle. That is, the ignition timing is configured to advance by a constant angle every cycle while being retarded in accordance with the number of knocking pulses.

次に、かかるリタード回路132を制御する積
分回路125の動作、特に起動時進角を行う始動
時対策について述べる。この始動時対策は電源回
路に関係あるもの故、第10図に示す電源回路の
説明を先ず行う。
Next, the operation of the integrating circuit 125 that controls the retard circuit 132 will be described, and in particular, a countermeasure for starting the engine by advancing the starting angle will be described. Since this start-up countermeasure is related to the power supply circuit, the power supply circuit shown in FIG. 10 will be explained first.

この電源回路は、始動検出用電源装置50、実
際の電源装置51とよりなる。電源装置50、抵
抗R86,R87,R88,R89、ツエナーダ
イオードZD3、コンデンサC19、ダイオード
D9より成る。電源装置51は、抵抗90,9
1、コンデンサC20,C21、ツエナーダイオ
ードZD4,ZD5より成る。バツテリ電源はBW
端に接続され、ツエナーダイオードZD5により
所定電圧(6.2V)以上の電圧はカツトされ、B
=6.2Vが出力される。電圧A及びDは始動検出
を反映した電圧となる。即ち、始動時にはバツテ
リ電圧が低下する。その低下量が基準値以上にな
るとトランジスタT14はオフし、電圧AとDと
は同じ値となる。バツテリの電源容量が低下した
時にも同じ動作となる。バツテリの電源電圧が正
常であれば、トランジスタT14はオンであり、
D電圧は略アース電位となり、A電圧は抵抗R8
6によるドロツプ電圧相当となる。抵抗R86は
比較的高抵抗(22KΩ)に設定している。このD
電圧はトランジスタT9のベース、トランジスタ
T11のベースに印加しており、始動時の所定の
進角特性を設定する。
This power supply circuit consists of a start detection power supply device 50 and an actual power supply device 51. It consists of a power supply device 50, resistors R86, R87, R88, R89, a Zener diode ZD3, a capacitor C19, and a diode D9. The power supply device 51 includes resistors 90, 9
1. Consists of capacitors C20 and C21, and Zener diodes ZD4 and ZD5. Battery power supply is BW
The Zener diode ZD5 cuts off voltages above a predetermined voltage (6.2V).
=6.2V is output. Voltages A and D are voltages that reflect starting detection. That is, the battery voltage decreases at the time of starting. When the amount of decrease exceeds the reference value, the transistor T14 is turned off, and the voltages A and D have the same value. The same operation occurs when the power capacity of the battery decreases. If the battery power supply voltage is normal, the transistor T14 is on,
The D voltage is approximately at ground potential, and the A voltage is at the resistor R8.
This corresponds to the drop voltage of 6. Resistor R86 is set to a relatively high resistance (22KΩ). This D
A voltage is applied to the base of the transistor T9 and the base of the transistor T11 to set a predetermined advance angle characteristic at the time of starting.

また、T端子より水温スイツチからの信号が入
力される。すなわち、エンジンの冷却水温が所定
値(例えば70℃)以下のときはLow信号が入力
される。したがつて、BW端子より抵抗R88を
通り、ダイオードD12を通つて、抵抗R221
を介してT端子に電流が流れ、ダイオードD12
のアノード側の電位が低くなる。するとツエナー
ダイオードZD3に電流が流れず、トランジスタ
T14がカツトオフする。このトランジスタT1
4がオフすると、トランジスタT14のコレクタ
側に接続されているトランジスタT9のベースに
電流が流れオンする。このトランジスタT9のオ
ンによつてトランジスタT10がオフし、ノツク
制御が作動しないように構成されている。すなわ
ち、暖気運転中はリタードしないようにしてい
る。
Further, a signal from the water temperature switch is inputted from the T terminal. That is, when the engine cooling water temperature is below a predetermined value (for example, 70° C.), a Low signal is input. Therefore, from the BW terminal, the resistor R221 is passed through the resistor R88 and the diode D12.
Current flows to the T terminal through the diode D12
The potential on the anode side of is lowered. Then, no current flows through the Zener diode ZD3, and the transistor T14 is cut off. This transistor T1
When transistor T4 is turned off, current flows through the base of transistor T9 connected to the collector side of transistor T14, turning it on. When the transistor T9 is turned on, the transistor T10 is turned off, so that the knock control is not activated. In other words, the engine is not retarded during warm-up operation.

次にかかるリタード回路132を制御する積分
回路125の動作、特に起動時進角を行う始動時
対策について述べよう。ツエナーダイオードZD
3は約6(V)のツエナー電圧を持ち、電源電圧
(V+)が低い時、即ちスタータオンのエンジン始
動時には、抵抗R88,R89の中点電圧がツエ
ナーダイオードZD3をオンできなくなる。この
ため、トランジスタT14がオフし、トランジス
タT9,T10がオンする。この時、トランジス
タT10はオフとなる。またトランジスタT11
のオンにより電源より抵抗R70を通して電流
L2と同じ方向に電流が流れ、オペアンプOP15
の出力はk点電圧と同じ電圧迄減少しクランプさ
れることになる。このk点電圧が第9図に示す最
小クランプ電圧1.5(V)に対応する。このクラン
プされた出力が第8図に点線で示す始動時の最大
遅角特性を設定することになる。これによつて、
リタード回路132が制御され、最大遅角特性に
設定されることになる。
Next, we will discuss the operation of the integrating circuit 125 that controls the retard circuit 132, and in particular, the countermeasures against starting by advancing the starting angle. Zener diode ZD
No. 3 has a Zener voltage of about 6 (V), and when the power supply voltage (V + ) is low, that is, when the engine is started with the starter on, the midpoint voltage between resistors R88 and R89 makes it impossible to turn on the Zener diode ZD3. Therefore, transistor T14 is turned off, and transistors T9 and T10 are turned on. At this time, transistor T10 is turned off. Also, the transistor T11
When turned on, current flows from the power supply through resistor R70.
The current flows in the same direction as L 2 , and the operational amplifier OP15
The output will be reduced to the same voltage as the k-point voltage and will be clamped. This k-point voltage corresponds to the minimum clamp voltage of 1.5 (V) shown in FIG. This clamped output sets the maximum retardation characteristic at the time of starting as shown by the dotted line in FIG. By this,
The retard circuit 132 is controlled and set to the maximum retard characteristic.

次にセンサ100の故障時における積分回路1
25の動作を説明する。第3図に図示されたセン
サシヨート検出器108ならびにセンサオープン
検出器109からの出力により、第7図に図示さ
れたトランジスタT7がオフとなり、トランジス
タT10,T20がオンとなる。トランジスタT
10がオンすると、上述の遅角動作と同じよう
に、コンデンサC14,C15に電流i1が流れ続
け、従つてオペアンプOP15の出力電圧は、h
点電圧と同じ6Vの電圧(最大電圧)にクランプ
される。更に、トランジスタT20がオンする結
果、h点電圧は、通常時の電圧より低い5Vのフ
エールセーフ電圧に制御をうける。これによつ
て、異常時も適切な遅角特性をうる。なお、トラ
ンジスタT20を省略した場合のフエールセーフ
クランプ電圧は第9図に示すように6Vとなる。
Next, the integration circuit 1 when the sensor 100 fails
The operation of 25 will be explained. The outputs from the sensor short detector 108 and the sensor open detector 109 shown in FIG. 3 turn off the transistor T7 shown in FIG. 7 and turn on the transistors T10 and T20. transistor T
When OP10 is turned on, the current i1 continues to flow through the capacitors C14 and C15, as in the retarding operation described above, and therefore the output voltage of the operational amplifier OP15 becomes h.
It is clamped to the same voltage of 6V (maximum voltage) as the point voltage. Furthermore, as a result of transistor T20 being turned on, the voltage at point h is controlled to a fail-safe voltage of 5V, which is lower than the normal voltage. As a result, appropriate retardation characteristics can be obtained even in abnormal situations. Note that the fail-safe clamp voltage when the transistor T20 is omitted is 6V as shown in FIG.

第11図は第3図のa点に異常電圧が重畳した
時の動作波形図を示す。この異常検出は検出回路
108,109が兼用して動作することによつて
行われる。第11図1はパワートランジスタのベ
ース信号であり、ノツクセンサ100が何等かの
原因で異常信号となると、第11図2に示すよう
に、連続的にb点電圧より高い電圧が発生し、従
つて比較器の出力は第11図3のように連続的に
0(V)に下がり、従つて積分回路125の出力
は第11図4のように動作の後、フエールセーフ
クランプ電圧(図では5.4V)にクランプされる。
従つて、異常電圧に対しても充分対処できること
になる。
FIG. 11 shows an operating waveform diagram when an abnormal voltage is superimposed on point a in FIG. 3. This abnormality detection is performed by the detection circuits 108 and 109 operating in common. 11 shows the base signal of the power transistor. When the knock sensor 100 becomes an abnormal signal for some reason, as shown in FIG. 11 2, a voltage higher than the voltage at point b is continuously generated. The output of the comparator continuously drops to 0 (V) as shown in FIG. ) is clamped.
Therefore, it is possible to adequately deal with abnormal voltage.

第12図は各種のタイミング信号を発生するタ
イミング信号発生回路を示す。単安定回路128
は、抵抗R44,R45,R46,R47,R4
8,R49,R50,R51,R52,R53,
R54、コンデンサC11,C12、トランジス
タT3,T4,T5,T6、コンデンサD4,D
5より成る。回転数検出回路156は抵抗R7
9,R80,R81,R83,R84,R96,
R103,R201,R202,R203、オペ
アンプOP10、コンパレータCO6、コンデンサ
C18、ダイオードD8、トランジスタT13と
より成る。
FIG. 12 shows a timing signal generation circuit that generates various timing signals. monostable circuit 128
are resistors R44, R45, R46, R47, R4
8, R49, R50, R51, R52, R53,
R54, capacitors C11, C12, transistors T3, T4, T5, T6, capacitors D4, D
Consists of 5. The rotation speed detection circuit 156 is a resistor R7
9, R80, R81, R83, R84, R96,
It consists of R103, R201, R202, R203, operational amplifier OP10, comparator CO6, capacitor C18, diode D8, and transistor T13.

単安定回路128の動作を説明する。端子Pに
は第2図1に示すパワートランジスタのベース信
号が印加されている。このベース信号のHでトラ
ンジスタT3はオンし、トランジスタT4はオフ
する。トランジスタT4のオフにより、コンデン
サC12には電源B→抵抗R48→R50→C1
2→トランジスタT5のベースへの経路が形成さ
れる。一方、ベース信号のLでトランジスタT3
はオフ、トランジスタT4はオンとなり、電源B
→抵抗R51→コンデンサC12→抵抗R50→
D5→トランジスタT4→R49→アースの経路
が形成される。この2つの経路はコンデンサC1
2への充放電回路であり、トランジスタT5のコ
レクタ端には第2図2に示す如き時間巾t1なるス
パークタイミングに同期したパルスS2が発生す
る。また、トランジスタT6はトランジスタT5
と逆相関係にある故、信号S2と逆相のパルスS
9を出力する。この信号S2は、点火ノイズカツ
ト回路113のトランジスタT2のベースに印加
されて点火ノイズカツト信号となり、且つマスク
回路153のトランジスタT7のベースに印加さ
れて点火ノイズカツトの役割を果している。信号
9は進角信号出力回路127のトランジスタT8
のベースに印加され、進角制御に供されている。
更に、信号S2は回転検出回路156の入力信号
となつている。
The operation of monostable circuit 128 will be explained. A base signal of the power transistor shown in FIG. 2 is applied to the terminal P. When the base signal is high, the transistor T3 is turned on and the transistor T4 is turned off. By turning off the transistor T4, the capacitor C12 is connected to the power supply B → resistor R48 → R50 → C1.
2→A path to the base of transistor T5 is formed. On the other hand, when the base signal is L, the transistor T3
is off, transistor T4 is on, and power supply B
→ Resistor R51 → Capacitor C12 → Resistor R50 →
A path from D5 to transistor T4 to R49 to ground is formed. These two paths are capacitor C1
2, and a pulse S2 synchronized with the spark timing having a time width t1 as shown in FIG. 2 is generated at the collector end of the transistor T5. Also, the transistor T6 is the transistor T5.
Since the pulse S has an opposite phase to the signal S2,
Outputs 9. This signal S2 is applied to the base of the transistor T2 of the ignition noise cut circuit 113 to serve as an ignition noise cut signal, and is also applied to the base of the transistor T7 of the mask circuit 153 to play the role of ignition noise cut. Signal 9 is the transistor T8 of the advance angle signal output circuit 127.
is applied to the base of the motor and is used for advance angle control.
Further, the signal S2 serves as an input signal to the rotation detection circuit 156.

回転数検出回路156の動作を説明する。トラ
ンジスタT13は、信号S2のHで且つトランジ
スタT3のオフ時の2条件成立によりオンする。
この結果、第2図のパルス巾t1でオンすることに
なる。このパルスの周期は回転数に比例する故、
結局、トランジスタT13は回転数に応じて駆動
される。オペアンプOP10のプラス端子には最
低電圧クランプ回路142のk点電圧(約1.7V)
が印加されている。トランジスタT13のオン時
には、オペアンプOP10の出力側からコンデン
サC18→R80→T13→アースなる経路が作
られ、コンデンサC18は充電される。トランジ
スタT13のオフ時にはコンデンサC18の電荷
は抵抗R81に流れる。オペアンプOP10はプ
ラス端子、マイナス端子に印加する電圧の偏差に
対応する出力を発生し、コンパレータCO6のマ
イナス端子に印加される。またコンパレータCO
6のプラス端子には抵抗R84,R83に分圧さ
れた一定電圧(3.0V)が印加されている。コン
パレータCO6のマイナス端子には1.7V以上で且
つ回転数に応じた電圧が印加され、一定電圧3V
と比較される。3V以上の時にコンパレータCO6
の出力はLとなり、3V以下の時はHとなる。基
準となる電圧3Vは高速回転時対応の電圧である。
具体的には、この電圧3Vに対応する回転数は
3000rpmに設定している。従つて、3000rpm以下
の時のみ、コンパレータCO6の出力はHになる。
3000rpm以下の回転の時にクランプ回路141の
トランジスタT20をオンする。トランジスタT
20のオンによりオペアンプOP16のマイナス
端への印加電圧はトランジスタT20オフ時に比
べて低くなる。尚、ダイオードD8、抵抗R10
3はヒステリシス特性を持たせるものであり、
3000rpmに対してこの回路が応動するのに時間が
かかり、その間若干回転数が上昇することがあ
り、この上昇分を見越した出力を得るようにして
いる。
The operation of the rotation speed detection circuit 156 will be explained. The transistor T13 is turned on when two conditions are met: the signal S2 is H and the transistor T3 is off.
As a result, it turns on with the pulse width t1 shown in FIG. Since the period of this pulse is proportional to the rotation speed,
In the end, transistor T13 is driven according to the rotation speed. The positive terminal of the operational amplifier OP10 has the k-point voltage (approximately 1.7V) of the lowest voltage clamp circuit 142.
is applied. When the transistor T13 is turned on, a path from the output side of the operational amplifier OP10 to the capacitor C18→R80→T13→ground is created, and the capacitor C18 is charged. When transistor T13 is off, the charge in capacitor C18 flows to resistor R81. The operational amplifier OP10 generates an output corresponding to the deviation of the voltage applied to the positive terminal and the negative terminal, and the output is applied to the negative terminal of the comparator CO6. Also comparator CO
A constant voltage (3.0V) divided by resistors R84 and R83 is applied to the positive terminal of 6. A voltage of 1.7V or more and corresponding to the rotation speed is applied to the negative terminal of comparator CO6, and a constant voltage of 3V is applied.
compared to Comparator CO6 when 3V or more
The output becomes L, and becomes H when the voltage is 3V or less. The reference voltage of 3V is the voltage for high-speed rotation.
Specifically, the rotation speed corresponding to this voltage of 3V is
It is set to 3000rpm. Therefore, the output of comparator CO6 becomes H only when the rpm is below 3000 rpm.
When the rotation is below 3000 rpm, the transistor T20 of the clamp circuit 141 is turned on. transistor T
By turning on transistor T20, the voltage applied to the negative terminal of operational amplifier OP16 becomes lower than when transistor T20 is off. In addition, diode D8, resistor R10
3 has hysteresis characteristics,
It takes time for this circuit to respond to 3000rpm, and during this time the rotational speed may rise slightly, so the output is adjusted to account for this increase.

したがつて、本実施例によれば簡単な回路で、
回転数に関係なくノツクセンサのシヨート検出を
することができる。
Therefore, according to this embodiment, with a simple circuit,
It is possible to detect the shot of the knock sensor regardless of the rotation speed.

以上説明したように、本発明によれば、いかな
るエンジン回転領域においても圧電型ノツクセン
サのシヨートを検出することができる。
As described above, according to the present invention, the shot of the piezoelectric knock sensor can be detected in any engine rotation range.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は本発明の全体構成図、第2図1〜10
はタイムチヤート、第3図、第5図、第7図、第
10図、第12図は具体的回路例図、第4図、第
6図、第8図、第9図は各特性説明図、第11図
1〜4、第13図1〜7はタイムチヤートであ
る。100……ノツクセンサ、101……ノツク
制御装置。
Figure 1 is an overall configuration diagram of the present invention, Figure 2 1 to 10
are time charts, Figures 3, 5, 7, 10, and 12 are specific circuit examples, and Figures 4, 6, 8, and 9 are characteristic diagrams. , Figs. 11-4 and Figs. 13 1-7 are time charts. 100... Knock sensor, 101... Knock control device.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 1 圧電型ノツクセンサから出力される信号に基
づきノツクの発生を検出して信号を出力するノツ
ク検出回路からの出力信号によつてエンジン点火
時期を制御するものにおいて、上記圧電型ノツク
センサを高抵抗でバイアスしコンデンサ結合によ
つて信号伝送を行うように構成すると共に、該伝
送信号が零電位近傍に低下したときに前記圧電型
ノツクセンサのシヨートを検出するようにしたこ
とを特徴とする圧電型ノツクセンサのシヨート検
出回路。
1 In a device that controls engine ignition timing based on an output signal from a knock detection circuit that detects the occurrence of a knock based on a signal output from a piezoelectric knock sensor and outputs a signal, the piezoelectric knock sensor is biased with a high resistance. A shot of a piezoelectric knock sensor, characterized in that the piezoelectric knock sensor is configured to transmit signals through capacitor coupling, and detects the shot of the piezoelectric knock sensor when the transmitted signal drops to near zero potential. detection circuit.
JP10938281A 1981-07-15 1981-07-15 Short detection circuit of piezoelectric knock sensor Granted JPS5811824A (en)

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JPH0136567B2 true JPH0136567B2 (en) 1989-08-01

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