JPH048628B2

JPH048628B2 -

Info

Publication number: JPH048628B2
Application number: JP57007091A
Authority: JP
Priority date: 1982-01-19
Filing date: 1982-01-19
Publication date: 1992-02-17
Also published as: EP0084376A2; JPS58124067A; US4528955A; EP0084376A3

Description

【発明の詳細な説明】本発明はノツク制御装置に係り、特にエンジン
回転数に無関係に適確にノツク信号を検出し適正
な制御を行なうことのできるノツク制御装置に関
する。

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、あるいはエンジンの
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もつており、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。（特開昭54−112426号公報参照）
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点火時期を最適なもの
とすることが要求される。そのためにはノツク信
号とバツクグランドレベルとが適正に比較されな
ければならない。

一般にノツクセンサからの出力は、エンジン回
転数が上昇するに従つて大きくなり、それにつれ
てバツクグランドレベル（BGL）も大きくなる。
そのため、ノツキングが生じた場合に適確にノツ
クの検出ができる。

ところで、エンジンの回転数の変化に対してノ
ツクセンサの出力レベルが大きく変化するため、
精度よくノツクを検出するには、エンジン回転数
の広い範囲にわたつて信号のレベルを一定にする
ことが望ましい。そこで、ノツクセンサの出力で
ある振動信号をゲイン可変増幅器を通し、この増
幅器出力を平均値回路により平均値（BGL）化
し、このBGLに反比例させて上記ゲイン可変増
幅器のゲインを調整し、この増幅器の出力と
BGLとを比較してノツクを検出するようにする
ことが望ましい。

しかし、通常、平均値回路はコンデンサの充放
電を利用した積分手段により、ノツクにかかる振
動信号を平均化処理してBGLを得ているため、
エンジンの振動に細かなリツプルが含まれると、
ノツクセンサの出力である振動信号にそのリツプ
ルが重畳し、上記充放電の時定数に応じたリツプ
ルがBGLに乗ることになる。そして、ゲイン可
変増幅器はそのリツプルに速やかに応答して振動
信号のレベルを調整する。ところが、BGLの平
均値回路は上記コンデンサの充放電に応じた遅れ
があるため、上記比較対象のBGLと増幅器の出
力振動信号は、異なるゲインで増幅されたものと
なり、適確なノツク検出ができないという欠点を
有していた。例えば、振動信号のリツプルにより
BGLが上記時定数に応じて増大すると、これに
より上記増幅器のゲインは速やかに減少され、振
動信号は所定のレベルに保持される。しかし、
BGLは上記時定数に応じて遅れて減少するから、
小さいノツクを検出できないことがあるのであ
る。

本発明の目的は、ノツク信号のレベルを調整す
るゲイン可変増幅器のゲインをBGLに基づいて
変化させるにあたり、ノツクセンサの出力に含ま
れるリツプル等に応動させないようにしたノツク
制御装置を提供することにある。

本発明のノツク制御装置は、上記目的を達成す
るため、エンジンの振動を検出してその振動信号
を出力するノツクセンサと、このノツクセンサか
ら出力される振動信号を、入力されるゲイン指令
に応じて可変増幅する増幅手段と、この増幅手段
の出力信号を積分処理して平均値を求める平均値
検出手段と、この平均値検出手段から出力される
平均値に、その平均値検出手段の積分処理にかか
る時定数よりも大きな遅延時間を持たせた平滑処
理を少なくとも施して、その平均値に応じて前記
増幅手段の出力信号レベルを略一定にするゲイン
指令を生成し、このゲイン指令を前記増幅手段に
出力するゲイン制御手段と、前記平均値検出手段
から出力される平均値と前記増幅手段の出力信号
とを比較してノツクの発生を検出するノツク検出
手段とを具備してなることを特徴とする。

このように構成することにより、ゲイン制御手
段から出力されるゲイン指令は、前記平均値検出
手段の積分処理にかかる時定数よりも大きな遅延
時間の平滑処理が施されるので、ノツクセンサの
出力に含まれるリツプル、ひいてはノツク信号の
平均値（BGL）に含まれるリツプルはその処理
により吸収される。すなわち、増幅手段のゲイン
は、BGLのリツプル成分よりも大きな変化成分
に基づいて調整され、平均値と比較される振動信
号のゲイン（増幅度）の急激な変化が抑制される
ので、適確なノツク検出を行なうことができるこ
とになる。

以下、本発明の実施例について説明する。

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。

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６００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２００、点火コイル
６００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４００、ピツクアツプコイル４
００とノツク制御装置２００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２
００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５００とよりなる。

ノツク制御装置２００は、ノツクセンサ１００
の検出信号と無接点点火装置５００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５
００を制御し進角又は遅角制御を行わしめる。

ノツク制御装置２００は、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２０２を有する増
幅器２０１、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）２０４、BPF２
０４の出力により入力信号比率に比例して自己の
増幅器のゲインを制御するゲイン可変増幅回路
（AGC回路）２０５、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２０７、
マスク回路２０７を介したAGC回路２０５から
の入力信号を半波整流する半波整流回路２０８、
該半波整流回路２０８からの半波信号にノツク信
号の大きい信号が入りバツクグランドレベルに影
響を与えないようにクランプするノツク信号クラ
ンプ回路２０９、ノツク信号の平均値を得るため
のバツクグランドレベル（BGL）検出回路２１
０、BGL検出回路２１０の出力を増巾してAGC
回路２０５にフイードバツクさせるゲインコント
ロール回路２０６、マスク回路２０７の出力を増
巾する信号増巾回路２１１、BGL検出回路２１
０の出力電圧と信号増巾回路２１１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２１２、比較器２１２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
２１４、該マスク回路２１４出力の積分を行いノ
ツキングに比例した遅角信号に相当する電圧値を
出力するノツク信号電圧変換回路２１５、ノツク
センサ１００のオープン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ル
セーフ回路２１３、無接点点火装置５００からの
信号により点火コイル６００の遮断時に同期して
（即ち、パワートランジスタ５０３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２１６、単安定回路２１６の出力パルスに
よつて回転数に比例した電圧値を出力するＦ−Ｖ
発生器２１７、このＦ−Ｖ発生器２１７からの出
力によつて2000rpm以上のときに信号を出力する
2000rpm検出回路２１８、4000rpm以上のときに
に信号を出力する4000rpm検出回路２１９、始動
時にバツテリ電圧が下るのでそれを検出してノツ
ク制御を停止させる低電圧検出回路２２０及び基
準電圧発生回路２０３とからなる。

また、無接点点火装置５００は、ピツクアツプ
コイル４００の出力信号を波形整形する増巾器５
０１、ノツク制御回路２００の出力電圧に応じて
点火時期を制御するリタード回路５０２、点火コ
イル６００の２次側に高電圧を発生させるパワー
トランジスタ５０３とより成る。

次にノツク制御装置２００の各詳細回路につい
て説明する。

第２図にはノツクセンサ１００と、増幅器２０
１と、点火ノイズカツト回路２０２と、基準電圧
発生回路２０３と、バンドパスフイルタ（BPF）
２０４の詳細回路が示されている。

すなわち、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。

ノツクセンサ１００の（＋）端子には抵抗Ｒ１
が接続されており、この抵抗Ｒ１の他端には、抵
抗Ｒ２と、抵抗Ｒ３と、ツエナダイオードZD１
のカソードと、トランジスタＴ１のコレクタがそ
れぞれ接続されている。抵抗Ｒ２の他端、ツエナ
ダイオードZD１のアノード、トランジスタＴ１
のエミツタはそれぞれ接地されており、トランジ
スタＴ１のベースは抵抗Ｒ６を介して単安定回路
（OSM）２１６に接続されている。また、抵抗Ｒ
３の他端にはコンデンサＣ２を介してオペアンプ
OP１の（−）入力端子が接続されている。この
オペアンプOP１は抵抗Ｒ４を介して負帰還され
ており、オペアンプOP１の出力端子には抵抗Ｒ
７，Ｒ８がそれぞれ接続されている。抵抗Ｒ７の
他端は接地されており、抵抗Ｒ８の他端にはコン
デンサＣ４，Ｃ５と可変抵抗９が接続されてい
る。

この抵抗Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４，Ｒ７、コン
デンサＣ２、オペアンプOP１によつて増幅２０
１が、また、トランジスタＴ１、抵抗Ｒ６とによ
つて点火ノイズカツト回路２０２がそれぞれ構成
されている。

また、前記可変抵抗Ｒ９の他端は設置されてお
り、コンデンサＣ４の他端にはオペアンプ２の
（−）入力端子が接続されており、コンデンサＣ
５の他端はオペアンプOP２の出力端子が接続さ
れている。このオペアンプOP２は抵抗Ｒ１０を
介して負帰還がかけられている。また、このオペ
アンプOP２の（＋）入力端子には、オペアンプ
OP３の出力端子が接続されている。このオペア
ンプOP２の出力端子には、抵抗Ｒ１１，Ｒ１７
が接続されており、抵抗Ｒ１７の他端は接地され
ており、抵抗Ｒ１１の他端には、可変抵抗Ｒ１２
と、コンデンサＣ６，Ｃ７が接続されている。こ
の可変抵抗Ｒ１２の他端は設置されており、オン
デンサＣ６の他端にはオペアンプOP４の（−）
入力端子が接続されている。このオペアンプOP
４は抵抗Ｒ１３を介して負帰還されている。ま
た、コンデンサＣ７の他端はオペアンプOP４の
出力端子が接続されている。このオペアンプOP
４の（＋）入力端子は、オペアンプOP３の出力
端子が接続されており、オペアンプOP４の出力
端子には抵抗Ｒ１８ゲイン可変増幅回路２０５の
抵抗Ｒ１９が接続されている。この抵抗Ｒ１８の
他端は接地されている。

この抵抗Ｒ８，Ｒ９，Ｒ１０，Ｒ１１，Ｒ１
２，Ｒ１３，Ｒ１７，Ｒ１８，コンデンサＣ４，
Ｃ５，Ｃ６，Ｃ７、オペアンプOP２，OP４とに
よつてバンドバスフイルタ（BPF）２０４が構
成されている。このBPF２０４は２段フイルタ
となつている。

一方、オペアンプOP３の（＋）入力端子には
コンデンサＣ１４と可変抵抗Ｒ１５とが接続され
ている。このコンデンサＣ１４と抵抗１５の他端
は、それぞれ接地されている。また、このオペア
ンプOP３には、電源電圧が駆動電源として印加
されている。このオペアンプOP３は負帰還され
ており、出力端子には抵抗Ｒ１６とコンデンサＣ
１９が接続されている。この抵抗Ｒ１６とコンデ
ンサＣ１９の他端はそれぞれ接地されている。ま
た、オペアンプOP３の電源端子はコンデンサＣ
３を介して接地されている。

この抵抗Ｒ１５，Ｒ１６、コンデンサＣ３，Ｃ
１４，Ｃ１９、オペアンプOP３によつて基準電
圧発生回路２０３が構成されており、抵抗Ｒ１４
とＲ１５とを適当に可変する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れてい
る。この基準電圧RVは例えば3.6Vである。

第３図には、ゲイン可変増幅器２０５、ゲイン
コントロール回路２０６、マスク回路２０７、半
波整流回路２０８の詳細回路図が示されている。

図において、第２図図示端子Ｓ５には、抵抗Ｒ
１９が接続されており、この抵抗Ｒ１９にはオペ
アンプOP５の（＋）端子と、可変抵抗Ｒ２０が
それぞれ接続されている。この可変抵抗Ｒ２０の
他端は第２図図示端子Ｓ６が接続されている。ま
たオペアンプOP５の（−）入力端子には抵抗Ｒ
２１，Ｒ２２，Ｒ２３がそれぞれ接続されてい
る。この抵抗Ｒ２２の他端にはFETのドレンに
接続されている。このFETのソースには第２図
図示端子Ｓ６が、ゲートには抵抗Ｒ３０とコンデ
ンサＣ１５が接続されている。このコンデンサＣ
１５の他端は接地されており、抵抗Ｒ３０の他端
にはオペアンプOP７の出力端子が接続されてい
る。また、抵抗Ｒ２１の他端は、オペアンプOP
７の（＋）入力端子に接続されている。また、抵
抗Ｒ２３の他端はオペアンプOP５の出力端子が
接続されている。このオペアンプOP５の出力端
子には、抵抗Ｒ２４と抵抗Ｒ１１０が接続されて
いる。この抵抗Ｒ１１０の他端は接地されてお
り、抵抗Ｒ２４の他端には端子Ｓ７とコンデンサ
Ｃ８と、トランジスタＴ２のコレクタがそれぞれ
接続されている。このコンデンサＣ８には抵抗２
７を介してオペアンプOP６の（−）入力端子が
接続されている。このオペアンプOP６の（−）
入力端子には抵抗Ｒ２５と、ダイオードＤ１のア
ノードが接続されている。このダイオードＤ１の
カソードにはオペアンプOP６の出力端子とダイ
オードＤ２のアノードが接続されている。このダ
イオードＤ２のカソードには、抵抗Ｒ２５と、端
子Ｓ８が接続されている。

また、オペアンプOP６の（＋）入力端子には
トランジスタＴ２のエミツタと、オペアンプOP
７の（＋）入力端子が接続されている。このトラ
ンジスタＴ２のベースには抵抗Ｒ２９を介して端
子Ｓ３が接続されている。また、オペアンプOP
７の（−）入力端子には抵抗Ｒ３１と、可変抵抗
Ｒ３３と、抵抗Ｒ４６が接続されている。この抵
抗Ｒ３１の他端はオペアンプOP７の出力端子に
接続されており、可変抵抗Ｒ３３の他端は接地さ
れている。また、抵抗Ｒ４６の他端は端子Ｓ９が
接続されている。また、オペアンプOP７の出力
端子は抵抗Ｒ３２を介して接地されている。

この抵抗Ｒ１９，Ｒ２０，Ｒ２１，Ｒ２２，Ｒ
２３，FET、オペアンプOP５によつてゲイン可
変増幅回路２０５が構成されている。

また、抵抗Ｒ３０，Ｒ３１，Ｒ３２，Ｒ３３，
Ｒ４６、コンデンサＣ１５、オペアンプOP７に
よつてゲインコントロール回路２０６が構成され
ている。

また、抵抗Ｒ２４，Ｒ２９，Ｒ１１０、トラン
ジスタＴ２によつてマスク回路２０７が構成され
ている。

さらに、抵抗Ｒ２５，Ｒ２７，Ｒ２８、コンデ
ンサＣ８、ダイオードＤ１，Ｄ２、オペアンプ
OP６によつて半波整流回路２０８が構成されて
いる。

第４図には、ノツク信号クランプ回路２０９、
バツクグランドレベル（BGL）検出回路２１０、
信号増幅回路２１１、比較器２１２、フエルセー
フ回路２１３の詳細回路が示されている。

図において、第３図図示端子Ｓ７には、コンデ
ンサＣ１を介して抵抗Ｒ２６が接続されている。
この抵抗Ｒ２６の他端には可変抵抗Ｒ３６とオペ
アンプOP８の（−）入力端子が接続されている。
この可変抵抗Ｒ３６の他端はオペアンプOP８の
出力端子に接続されている。

このコンデンサＣ１、抵抗Ｒ２６，Ｒ３６、オ
ペアンプ８によつて信号増幅回路２１１が構成さ
れている。

また、オペアンプOP８には端子Ｓ２より電源
が供給されており、アース端子は設置されてい
る。このオペアンプOP８の（＋）入力端子には
可変抵抗Ｒ３５と端子Ｓ１３が接続されている。
この可変抵抗Ｒ３５の他端には抵抗３４を介して
第２図図示端子Ｓ１が接続されている。また、こ
の可変抵抗Ｒ３５の他端は、オペアンプOP９の
（−）入力端子が接続されている。このオペアン
プOP９の（＋）入力端子は、端子Ｓ９に接続さ
れている。また、このオペアンプOP９の出力端
子には抵抗Ｒ３７が接続されており、この抵抗Ｒ
３７の他端には、抵抗Ｒ１０５と、端子Ｓ１０が
接続されている。この抵抗Ｒ１０５の他端は接地
されている。

この抵抗Ｒ３４，Ｒ３５，Ｒ３７，Ｒ１０５，
オペアンプOP９によつてフエルセーフ回路２１
３が構成されている。

また、オペアンプOP８の出力端子には、抵抗
Ｒ５４と、コンパレータCO１とCO２の（＋）入
力端子がそれぞれ接続されている。この抵抗Ｒ５
４の他端は接地されている。また、端子Ｓ１に
は、抵抗Ｒ１０３を介してダイオードＤ１２のア
ノードが接続されており、このダイオードＤ１２
のカソードにはトランジスタＴ３のベースと抵抗
Ｒ１０４が接続されている。このトランジスタＴ
３のエミツタには、抵抗Ｒ３９と抵抗Ｒ４０が接
続されており、コレクタは接地されている。この
抵抗Ｒ３９の他端には、端子Ｓ８と、抵抗Ｒ３８
が接続されており、この抵抗Ｒ３８の他端は接地
されている。また、抵抗Ｒ４０の他端にはオペア
ンプ１０の（＋）入力端子と、コンデンサＣ１６
が接続されている。このコンデンサＣ１６の他端
は端子Ｓ１３に接続されている。このオペアンプ
OP１０の（−）入力端子には抵抗Ｒ４３と、抵
抗Ｒ４４と抵抗Ｒ４５が接続されている。この抵
抗Ｒ４３の他端には抵抗Ｒ４１と可変抵抗Ｒ４２
が接続されている。この抵抗Ｒ４１の他端には端
子Ｓ１が接続されている。また可変抵抗Ｒ４２の
他端は接地されている。また、抵抗Ｒ４４の他端
は端子Ｓ１３が接続されている。また、抵抗Ｒ４
５の他端はオペアンプOP１０の出力端子が接続
されている。このオペアンプOP１０の出力端子
には端子Ｓ９と、オペアンプOP９の（＋）入力
端子が接続されている。

一方、抵抗Ｒ１０４の他端は端子Ｓ１３が接続
されている。

この抵抗Ｒ１０３，Ｒ１０４、ダイオードＤ１
２、トランジスタＴ３によつてノツク信号クラン
プ回路２０９が構成されている。

また、抵抗Ｒ５４，Ｒ３８，Ｒ３９，Ｒ４０，
Ｒ４１，Ｒ４２，Ｒ４３，Ｒ４４，Ｒ４５、コン
デンサＣ１６、オペアンプOP１０によつてバツ
クグランドレベル（BGL）検出回路２１０が構
成されている。

また、オペアンプOP８の出力端子に（＋）入
力端子が接続されるコンパレータCO１の（−）
入力端子には、抵抗Ｒ４７と可変抵抗Ｒ４８が接
続されている。この抵抗Ｒ４７の他端は端子Ｓ１
に、可変抵抗Ｒ４８の他端は端子Ｓ１３にそれぞ
れ接続されている。また、オペアンプOP８の出
力端子にその（＋）入力端子が接続されるコンパ
レータCO２の（−）入力端子には、オペアンプ
OP１０の出力端子が接続されている。なお、コ
ンパレータCO１の出力端子には端子Ｓ１１が、
コンパレータCO２の出力端子には端子Ｓ１２が
それぞれ接続されている。

この抵抗Ｒ４７，Ｒ４８、コンパレータCO１，
CO２によつて比較器２１２が構成されている。

第５図には、マスク回路２１４、ノツク信号電
圧変換回路２１５の詳細回路図が示されている。

図において、第２図図示端子Ｓ３には抵抗Ｒ５
１を介してトランジスタＴ５のベースが接続され
ており、このトランジスタＴ５のコレクタには抵
抗Ｒ５２が接続されており、エミツタは接地され
ている。

この抵抗Ｒ５１，Ｒ５２、トランジスタＴ５に
よつてマスク回路２１４が構成されている。

また、第４図図示端子Ｓ１１には抵抗Ｒ４９と
抵抗Ｒ５０と、ダイオードＤ３のアノードが接続
されている。また、第４図図示端子Ｓ１２も同様
抵抗Ｒ４９と、抵抗Ｒ５０と、ダイオードＤ３の
アノードが接続されている。この抵抗Ｒ４９の他
端は第２図図示端子Ｓ１に接続されている。また
抵抗Ｒ５０の他端はダイオードＤ３のカソードに
接続されている。このダイオードＤ３のカソード
には、抵抗Ｒ５２と抵抗Ｒ５３とコンデンサＣ９
がそれぞれ接続されている。このコンデンサＣ９
の他端は接地されており、抵抗Ｒ５３の他端には
抵抗Ｒ５４とトランジスタＴ６のコレクタとトラ
ンジスタＴ７のベースがそれぞれ接続されてい
る。この抵抗Ｒ５４の他端は端子Ｓ１４が接続さ
れている。また、トランジスタＴ７のコレクタに
は可変抵抗Ｒ６３が接続されており、エミツタは
接地されている。また、トランジスタＴ６のベー
スには抵抗Ｒ６１が接続されており、このトラン
ジスタＴ６のエミツタは接地されている。この抵
抗Ｒ６１の他端には端子Ｓ１７と、抵抗Ｒ６０が
接続されている。この抵抗Ｒ６０の他端にはトラ
ンジスタＴ４のベースが接続されており、このト
ランジスタＴ４のコレクタは抵抗Ｒ６２を介して
第２図図示端子Ｓ１に、エミツタにはダイオード
Ｄ５のカソードとオペアンプ１１の（−）入力端
子がそれぞれ接続されている。このオペアンプ
OP１１の（−）入力端子には、コンデンサＣ１
７と、抵抗Ｒ５７と、ダイオードＤ４のアノード
がそれぞれ接続されている。この抵抗Ｒ５７の他
端には抵抗Ｒ５５と抵抗Ｒ５６とが接続されてい
る。この抵抗Ｒ５５の他端は第２図図示端子Ｓ１
に接続されている。また、抵抗Ｒ５６の他端は第
２図図示端子Ｓ４と、第４図図示端子Ｓ１３と、
オペアンプOP１１の（＋）入力端子が接続され
ている。

また、コンデンサＣ１７の他端にはコンデンサ
Ｃ１８を介してオペアンプOP１１の出力端子が
接続されている。このオペアンプOP１１の出力
端子には抵抗Ｒ６４とオペアンプOP１２の（＋）
入力端子と、オペアンプOP１３の（＋）入力端
子と、抵抗Ｒ７３が接続されている。この抵抗Ｒ
６４の他端は接地されており、オペアンプOP１
２の（−）入力端子には抵抗Ｒ６９を介して第２
図図示端子Ｓ１が接続されている。このオペアン
プOP１２の出力端子には抵抗Ｒ６５を介してダ
イオードＤ５のアノードと、コンデンサＣ１０が
接続されている。このコンデンサＣ１０の他端は
接地されている。また、オペアンプOP１２の
（−）入力端子には抵抗Ｒ７０と抵抗Ｒ７０が接
続されている。この抵抗Ｒ７０の他端は接地され
ている。また、この抵抗Ｒ７１の他端には端子Ｓ
１６と、トランジスタＴ８のコレクタが接続され
いる。このトランジスタＴ８のエミツタは接地さ
れており、ベースには抵抗Ｒ７２を介して端子Ｓ
１４が接続されている。

一方、オペアンプOP１３の（−）入力端子に
は抵抗Ｒ６７を介して抵抗Ｒ６８と端子Ｓ１５が
接続されている。また、このオペアンプOP１３
の出力端子にはダイオードＤ４のカソードが接続
されている。

また、抵抗Ｒ７３には、コンデンサＣ１１と信
号端子SIGが接続されている。このコンデンサＣ
１１の他端は接地されている。

この抵抗Ｒ４９，Ｒ５０，Ｒ５３，Ｒ５４，Ｒ
５５，Ｒ５６，Ｒ５７，Ｒ６０，Ｒ６１，Ｒ６
２，Ｒ６３，Ｒ６４，Ｒ６５，Ｒ６６，Ｒ６７，
Ｒ６８，Ｒ６９，Ｒ７０，Ｒ７１，Ｒ７２，Ｒ７
３、コンデンサＣ９，Ｃ１０，Ｃ１１，Ｃ１７，
Ｃ１８、ダイオードＤ３，Ｄ４，Ｄ５、トランジ
スタＴ４，Ｔ６，Ｔ７，Ｔ８、オペアンプOP１
１，OP１２，OP１３によつてノツク信号電圧変
換回路２１５が構成されている。

第６図には単安定回路（OSM）２１６の詳細
回路が示されている。

図において、イグニシヨン信号、すなわちパワ
ートランジスタ５０３からの信号の入力端子IG
には抵抗Ｒ７４が接続されており、この抵抗Ｒ７
４の他端にはコンデンサＣ１２と、ダイオードＤ
６のカソードと、トランジスタＴ９のベースが接
続されている。このコンデンサＣ１２の他端と、
ダイオードＤ６のアノードはそれぞれ接地されて
いる。このトランジスタＴ９のエミツタは接地さ
れており、コレクタには、抵抗Ｒ７５と、抵抗Ｒ
７６が接続されている。抵抗Ｒ７５の他端は第２
図図示端子Ｓ１に接続されており、抵抗Ｒ７６の
他端にはトランジスタＴ１０のベースと、抵抗Ｒ
８１が接続されている。このトランジスタＴ１０
のエミツタは接地されており、コレクタはダイオ
ードＤ８のカソードに接続されている。このダイ
オードＤ８のアノードには抵抗Ｒ７８と抵抗Ｒ７
９が接続されている。この抵抗Ｒ７８の他端は第
２図図示端子Ｓ１に接続されており、抵抗Ｒ７９
の他端はコンデンサＣ１３を介してトランジスタ
Ｔ１１のベースに接続されている。このトランジ
スタＴ１１のベースには、抵抗Ｒ８０を介して第
２図図示端子Ｓ１が接続されており、エミツタは
接地されている。また、このトランジスタＴ１１
のコレクタには、抵抗Ｒ８１と、抵抗Ｒ８２と、
第２図図示端子Ｓ３が接続されている。この抵抗
Ｒ８２の他端は、第２図図示端子Ｓ２が接続され
ている。

この抵抗Ｒ７４，Ｒ７５，Ｒ７６，Ｒ７８，Ｒ
７９，Ｒ８０，Ｒ８１，Ｒ８２，コンデンサＣ１
２，Ｃ１３、ダイオードＤ６，Ｄ８、トランジス
タＴ９，Ｔ１０，Ｔ１１とによつて単安定回路２
１６が構成されている。

第７図には、Ｆ−Ｖ発生器２１７，２００回転
検出回路２１８、4000回転検出回路２１９の詳細
回路が示されている。

図において、第５図図示端子Ｓ１５には、オペ
アンプOP１４（＋）入力端子が接続されている。
このオペアンプOP１４の（−）入力端子には、
抵抗Ｒ８５と可変抵抗Ｒ８４とコンデンサＣ１９
とが接続されている。この抵抗Ｒ８５の他端はオ
ペアンプOP１４の出力端子に接続されている。
また、可変抵抗Ｒ８４の他端には、トランジスタ
Ｔ１２のコレクタが接続されている。このトラン
ジスタＴ１２のエミツタは接地されており、ベー
スは抵抗Ｒ８３を介して第２図図示端子Ｓ３に接
続されている。また、コンデンサＣ１９の他端
は、オペアンプOP１４の出力端子に接続されて
いる。このオペアンプOP１４の出力端子には抵
抗Ｒ８６を介して抵抗Ｒ８７とコンパレータCO
３の（−）入力端子と、コンパレータCO４の
（−）入力端子が接続されている。このオペアン
プOP１４には第２図図示端子Ｓ２から電源が供
給され、アース端子が接地されている。この抵抗
Ｒ８７の他端は接地されている。また、コンパレ
ータCO３の（＋）入力端子には、抵抗Ｒ８８と
抵抗Ｒ８９とダイオードＤ９のアノードとが接続
されており、抵抗Ｒ８９の他端は接地されてい
る。また、抵抗Ｒ８８の他端は第２図図示端子Ｓ
１が接続されている。また、ダイオードＤ９のカ
ソードは抵抗Ｒ９０を介してコンパレータCO３
の出力端子に接続されている。このコンパレータ
CO３の出力端子には、抵抗Ｒ９１と抵抗Ｒ９２
とが接続されている。抵抗Ｒ９１の他端は第２図
図示端子Ｓ２に接続されており、抵抗Ｒ９２の他
端には、第４図図示端子Ｓ１０と、トランジスタ
Ｔ１３のベースとが接続されている。このトラン
ジスタＴ１３のエミツタは接地されており、コレ
クタには、第５図図示端子Ｓ１４と、抵抗Ｒ９３
が接続されている。この抵抗Ｒ９３の他端は第２
図図示端子Ｓ２に接続されている。

一方、コンパレータCO４の（＋）入力端子に
は抵抗Ｒ９４と抵抗Ｒ９５とが接続されている。
この抵抗Ｒ９４の他端は第２図図示端子Ｓ２に接
続されており、抵抗Ｒ９５の他端には、抵抗Ｒ１
０９とダイオードＤ１０のアノードが接続されて
いる。この抵抗Ｒ１０９の他端は接地されてい
る。また、ダイオードＤ１０のカソードには、抵
抗Ｒ９６を介してコンパレータCO４の出力端子
に接続されている。このコンパレータCO４には
第２図図示端子Ｓ２から電源が供給され、アース
されている。また、このコンパレータCO４の出
力端子には第５図図示端子Ｓ１６が接続されてい
る。

この抵抗Ｒ８３，Ｒ８４，Ｒ８６，トランジス
タＴ１２、コンデンサＣ１９、オペアンプOP１
４によつてＦ−Ｖ発生器２１７が構成されてい
る。

また、抵抗Ｒ８７，Ｒ８８，Ｒ８９，Ｒ９０，
Ｒ９１，ダイオードＤ９、コンパレータCO３に
よつて2000回転検出回転２１８が構成されてい
る。

また、抵抗Ｒ９２，Ｒ９３，Ｒ９４，Ｒ９５，
Ｒ９６，Ｒ１０９、トランジスタＴ１３、ダイオ
ードＤ１０、コンパレータCO４とによつて4000
回転検出回路２１９が構成されている。

第８図には、低電圧検出回路２２０、電源電圧
回路３００の詳細回路が示されている。

図において、第５図図示端子Ｓ１７には、抵抗
Ｒ９７と、トランジスタＴ１４のコレクタと、コ
ンデンサＣ２３とが接続されている。この抵抗Ｒ
９７の他端にはバツテリ電源V₊が接続されてい
る。また、トランジスタＴ１４のエミツタは接地
されており、ベースには、コンデンサＣ２３の他
端と、抵抗Ｒ９３と、ダイオードＤ１１のカソー
ドと、ツエナダイオードZD３のアノードが接続
されている。この抵抗Ｒ９８の他端は接地されて
おり、ダイオードＤ１１のアノードは接地されて
いる。また、ツエナダイオードZD３のカソード
は、抵抗Ｒ９９を介してバツテリ電源V₊に接続
されている。また、ツエナダイオードZD３のカ
ソードには、抵抗Ｒ１００とコンデンサＣ２０が
接続されており、この抵抗Ｒ１００の他端と、コ
ンデンサＣ２０の他端は共に接地されている。

この抵抗Ｒ９７，Ｒ９８，Ｒ９９、コンデンサ
Ｃ２０、Ｃ２３、ダイオードＤ１１、ツエナダイ
オードZD３、トランジスタＴ１４によつて低電
圧検出回路２２０が構成されている。

また、バツテリ電源V₊には、抵抗Ｒ１０１を
介して第２図図示端子Ｓ２が接続されている。ま
た、この抵抗Ｒ１０１には、ツエナダイオード
ZD４のカソードと、コンデンサＣ２１が接続さ
れている。このツエナダイオードZD４のアノー
ドと、コンデンサＣ２１の他端は共に接地されて
いる。

一方、バツテリ電源V₊には抵抗Ｒ１０２が接
続されており、この抵抗Ｒ１０２の他端には、第
２図図示端子Ｓ１と、ツエナダイオードZD５の
カソードと、コンデンサＣ２２とが接続されてい
る。このツエナダイオードZD５のアノードと、
コンデンサＣ２２の他端は共に接地されている。

この抵抗Ｒ１０１，Ｒ１０２、コンデンサＣ２
１，Ｃ２２、ツエナダイオードZD４，ZD５によ
つて電源電圧回路３００が構成されている。

次にノツク制御装置２００の動作について説明
する。

まず、第９図Ａに示す如き信号が、第６図図示
IG端子に印加されると、この信号のHIGHでト
ランジスタＴ９はオンし、トランジスタＴ１０は
オフする。トランジスタＴ１０のオフにより、コ
ンデンサＣ１３には端子Ｓ１電源→抵抗Ｒ７８→
７９→Ｃ１３→トランジスタＴ１１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Ｔ９はオフ、トランジスタＴ１０はオン
となり、端子Ｓ１電源→抵抗Ｒ８０→コンデンサ
Ｃ１３→抵抗Ｒ７９→Ｄ８→トランジスタＴ１０
→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Ｃ１３への充放電回路であり、トラン
ジスタＴ１１のコレクタ端には第９図Ｂ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
ルスが発生する。この信号は、点火ノイズカツト
回路２０２のトランジスタＴ１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２０７のトランジスタＴ２のベースに印加さ
れ、さらに、マスク回路２１４のトランジスタＴ
５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。この第９図Ａ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５００のパワートランジスタ５０３
のベース信号である。Ｈレベルでパワートランジ
スタ５０３がオン（ON）で、Ｌレベルでパワー
トランジスタ５０３はオフ（OFF）となる。点
火コイルでの火花はONからOFFに切替る過程で
発生する。第９図Ｂの信号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２１
６の一定巾パルス出力信号である。すなわち、ト
ランジスタＴ１１のコレクタの波形である。

ところで、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。

以下、本装置の点火ノイズについて説明する。

パワートランジスタ５０３のベース制御は第９
図Ａ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５０３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。

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、点火
ノイズカツト回路２０７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。

したがつて、いま、第９図Ｃに示す如き信号が
ノツクセンサ１０から出力されると、抵抗Ｒ１と
抵抗Ｒ２の抵抗分割によつて第９図Ｄに示す如く
信号の振幅が小さくされ点火ノイズカツト回路２
０２に供給される。このノツクセンサ１００で検
出される信号は直流ゼロ〓レベルを基準として正
負に振れる信号である。この点火ノイズカツト回
路２０２は主としてトランジスタＴ１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
Ｔ１は単安定回路２１６の出力によつてオン・オ
フされる。単安定回路２１６は、第９図Ａに示す
パワートランジスタ５０３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９図Ｂがこの単安定回路２１６の出力で
あり、時間巾t₁がマスク区間巾となる。この単安
定回路２１６の出力が“１”となるt₁区間のみト
ランジスタＴ１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。

この点火ノイズカツト回路２０２からは第９図
Ｅに示す如き信号が出力される。

この第９図Ｅに示す如き信号がオペアンプOP
１において増幅され、しかも基準電圧発生回路２
０３のフイードバツクによつてDCレベル
（3.6V）の信号として第９図Ｆに示す如き信号が
オペアンプOP１の出力端子より出力される。

このオペアンプOP１の増幅率（Ｇ）はＧ＝R₄／R₁＋R₃である。

この第９図Ｆに示す如き信号がバンドパスフイ
ルタ（BPF）２０４に入力される。

このBPF２０４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。ゲイン可変増幅回路２０
５は半波整流回路２０８を介したバツクグランド
レベル検出回路２１０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２０７では所定のタイミングでゲイン
可変増幅回路２０５の出力に対してマスクをかけ
る。このマスクは第９図Ｂのパルス信号によつて
なされる。このマスク回路２０５の出力をうけて
BGL検出回路２１０はBGLの検出を行う。比較
器２１２は、BGL検出回路２１０のBGL出力
（電圧）と信号増巾回路２１１の出力とを比較器
２１２で行う。このBPF２０４のオペアンプOP
４の出力端子には第９図Ｇに示す如き信号が出力
される。この信号は、再びIgノイズが乗つてい
る。この第９図Ｇに示す如き信号がゲイン可変増
幅回路２０５に入力される。

本装置の特徴の一つは、ゲイン可変増幅回路２
０５と比較回路２１２との間の回路構成にある。
BPF２０４の出力S₁は、ゲイン可変増幅回路２
０５に入力される。ゲイン可変増幅回路２０５の
出力はマスク回路２０７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２１２の一方の入力端子に入力する増幅器
２１１からなる系統である。第２の系統は、半波
整流回路２０８、ノツク信号クランプ回路２０
９、積分回路と、増幅回路とよりなるBGL検出
回路２１０である。BGL検出回路２１０の出力
は比較回路２１２の他方の入力端子に入力され
る。BGL検出回路２１０の出力はゲインコント
ロール回路２０６を介してゲイン可変増幅回路２
０５に負帰還される。

ノツクセンサ１００の出力は±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、微小入力に対して感度が悪くなり、後者は
大振幅入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、ゲイン可変増幅回路２０５
を設けたこと、更に、このゲイン可変増幅回路２
０５をBPF２０４の出力側に設けゲインコント
ロール回路２０６の出力に積分時定数を持たせた
ことを特徴とする。この構成とすることによつて
BPF２０４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
のままでゲイン可変増幅回路２０５に入力し、
BGLの急変があつてもシグナルとBGLが同じ速
度で変化させることができＳ／Ｎ比のよい出力を
得ることができる。

したがつて、BPL２０４でフイルタリングさ
れた出力は抵抗Ｒ１９を介してゲイン可変増幅回
路２０５のオペアンプOP５に入力する。オペア
ンプOP５のマイナス端にはゲインコントロール
回路２０６を介してゲインがコントロールされる
FETが設けられている。この結果、ゲイン可変
増幅回路２０５のゲインはBGL検出回路２１０
のオペアンプOP１０の出力に応じて変更される。
ゲイン可変増幅回路２０５の出力はマスク回路２
０７によつて所定のタイミングのマスクがとら
れ、Ｃ１８，Ｒ２１を介して半波整流器２０８に
入力する。

このゲイン可変増幅回路２０５のゲインＧ（Ｚ）
は次の如くである。

いま、未飽和領域におけるFETの出力抵抗を
ｒとすると、ｒは、ｒ＝1/{1−（V_DS−V_GS／−V_P）^1/2｝／Y_O……(1) 但し V_DS：ドレン・ソース電圧 V_GS：ゲート・ソース電圧 V_P：ピンチ：オフ電圧 Y_O：アドミタンスとなる。

したがつて、ゲイン可変増幅回路２０５のゲイ
ンＧ（Ｚ）は、Ｇ（Ｚ）＝１＋R₂₃／R₂₁ 〔１＋R₂₁／R₂₂＋１／Y_p｛１−（V_DS−V_GS／−V_P）
^1/2｝〕
……(2) となる。

ところで、FETの出力抵抗のV_DSに対する直線
性のばらつきは、V_DSが小さいほど少ない為、
BPF２０４出力のBGノイズ信号が数ｍＶになる
ようにBPFのゲインが設定されている。このた
め、(2)式のV_DS値はV_GSに対して十分小さく以後
の計算においては(2)式のV_DS値を0Vとして取扱つ
ている。

このゲイン可変増幅回路２０５から出力される
波形には前述した点火ノイズが乗つているため、
マスク回路２０７によつてマスクする。すなわ
ち、このマスク回路２０７のトランジスタＴ２
は、ベースに印加される単安定回路２１６からの
出力信号により導通する。このトランジスタＴ２
の導通によりゲイン可変増幅回路２０５の出力は
アース電位に降下し、マスクされる。

このマスクされた信号が半波整流回路２０８と
信号増幅回路２１１にそれぞれ入力される。

半波整流回路２０８においては、ダイオードＤ
１，Ｄ２の働きによつて正方向成分のみの半波整
流がなされ、ノツク信号クランプ回路２０９に入
力される。このクランプ回路２０９を介して
BGL検出回路２１０の抵抗Ｒ４０、コンデンサ
Ｃ１６とより形成される積分回路で積分され平滑
化されさらにオペアンプOP１０で増幅され比較
器２１２に出力される。

一方、信号増幅回路２１１はオペアンプOP８
の増幅率に基づき増幅される。

半波整流回路２０８のゲインＧ１は、 G1＝R₂₅R₂₆／R₂₄R₂₆＋R₂₇（R₂₄＋R₂₆）……(3) となり、抵抗Ｒ４４、Ｒ４５、オペアンプOP１
０によつて構成される増幅器のゲインＧ３は、 G3＝１＋R₄₅／R₄₄ ……(4) となる。

ところで、半波整流信号入力時の抵抗Ｒ４０と
コンデンサＣ１６によつて構成される積分器のゲ
インＧ２は、半波ピーク電圧をＥとすると、 R₄₀dq／dt＋ｑ／ｃ＝Ａ ……(5) 但し、 t₀≦ｔ≦t₁：Ａ＝Esin（ωt） t₁≦ｔ≦t₂：Ａ＝０となり、結局コンデンサＣ１６の端子電圧v_C（ｔ）
は、但し、t₀≦ｔ≦t₁ となり、安定状態では v_C1（t₀）＝v_C2（t₂）となるからv_C1（t₀）は、となる。この(8)式に、C₁₆R₄₀（＝50ｍsec以上）お
よび∫（＝5KHz以上）を代入し計算すると次の如
くなる。

v_C1（t₀）＝Ｅ・G₂Ｅ／π ……(9) また、BGLのV_ref（基準電圧発生回路２０３か
らの出力電圧、例えば3.6V）に対する差分を
ΔV_BGL、ゲインコントロール回路の出力電圧を
V_C、BPF２０４の出力電圧をv_ioとすると、前記
(2)(3)(4)(9)式よりBGL電圧は、 ΔV_BGL＝G1・G2・G3・Ｇ（Ｚ）・v_io ……(10) となる。

一方、FETのゲート・ソース電圧（V_GS）は、 V_GS＝V_C−V_ref ＝R₃₁／R₃₃V_ref−R₃₁／R₄₆ΔV_BGL ……（11）であり、(10)（11）式からV_GSを消去すると、として求まる。

このようにしてFETのV_P＝約2V、R_O＝85Ω、
Y_O＝約12（ｍΩ）として計算式より第１０図に示
す如き特性が得られる。

このようにして求められたBGLと信号とは比
較器２１２において第９図Ｈに示す如く比較され
る。

ここで、本実施例の特徴であるゲイン可変増幅
回路２０５とゲインコントロール回路２０６との
関係について説明する。

ゲイン可変増幅回路２０５は、ゲインコントロ
ール回路２０６の出力オペアンプOP７の出力端
子からの出力で制御される。このオペアンプOP
７の出力が大きいとFETのゲート電圧が高くな
り、FETの不飽和抵抗（ドレン・ソース抵抗、
約200Ω）が小さい。そこでオペアンプOP５のゲ
インは非常に大きくなる（約30倍）。一方、オペ
アンプOP７の出力が小さいとFETのゲート電圧
が低くなつてドレン・ソース間の不飽和抵抗は非
常に大きく（例えば20KΩ）、オペアンプOP５の
ゲインは非常に小さくなる（例えば３倍）。

また、例えば、BG電圧がＲ４６とＲ３３の分
割点で例えば3.6Vより高いときには、BG電圧が
高いということでオペアンプOP５のゲインを小
さくする。逆に低いときには所定値に達していな
いということでオペアンプOP５のゲインを上げ
てやる。

ゲインコントロール回路２０６の出力側に、抵
抗Ｒ３０とコンデンサＣ１５によつて構成される
積分回路が設けられている。この積分回路は、
BGL検出回路２１０の抵抗Ｒ４０とコンデンサ
Ｃ１６によつて構成される積分回路の時定数（約
0.2秒以下）よりも大きな約0.5秒の時定数をもつ
ている。したがつて、BGL検出回路２１０の時
定数（0.2秒以下）に応じた変化幅のリツプルは
十分平滑化され、約0.5秒位の間は、ゲイン可変
増幅回路２０５のゲインはほぼ一定になる。そし
て、その間に上記リツプル分は吸収されので、
BGLのレベル変化に対して滑らかにゲイン調整
がなされる。その結果、比較器２１２に入力され
るBGLとノツク信号は、ほぼ同じゲインで増幅
されたものになるから、適確なノツク検出が可能
になる。

すなわち、エンジンは、回転が一定で負荷条件
が一定であつても常に振動が変る。また、この振
動は常に細かいリツプルをもつている。したがつ
て、抵抗Ｒ３０とコンデンサＣ１５によつて構成
される積分回路がないと、振動リツプル信号に対
応してゲインが（ゲイン可変増幅回路２０５の）
急変してしまう。比較器２１２においては、
BGLと、ノツクセンサ出力信号とを比較する訳
であるが、センサ出力信号の方はゲインの急変に
追従して変化するが、BGLは、抵抗Ｒ４０とコ
ンデンサＣ１６との積分定数（約0.2秒）がある
ため、時定数分の応答遅れが生じてしまう。する
と、本来、ノツク時のBGLと比較すべきものが、
間のBGLとの比較を行なつてしまうことになる。

比較器２１２からは、第９図Ｉに示す如き矩形
波が出力される。このパルス信号は、マスク回路
２１４を介してノツク信号電圧変換回路２１５に
入力される。

マスク回路２１４においては、トランジスタＴ
５が、単安定回路２１６からの出力信号によつて
オンし、この時の比較器２１２の出力がトランジ
スタＴ５を介してアースに流れ込みマスクされ
る。トランジスタＴ５がオフの時にはコンデンサ
Ｃ９に比較器２１２からの出力信号は蓄積され、
抵抗Ｒ５３を介してトランジスタＴ７を駆動す
る。トランジスタＴ７の駆動は抵抗Ｒ５４を介し
て4000回転検出回路２１９からの出力信号によつ
ても行われる。トランジスタＴ６のベースに端子
Ｓ１７から印加される電源電圧は低電圧検出回路
２２０からの出力電圧である。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トランジスタＴ６
のベースに印加される電圧は高い電圧となり、正
常電圧時には低い電圧となつている。高い電圧の
時にトランジスタＴ６はオンし、トランジスタＴ
７は抵抗Ｒ５３，Ｒ５４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、
トランジスタＴ６のベースに印加される電圧が低
い時には、トランジスタＴ６はオフし、この結
果、トランジスタＴ７は抵抗Ｒ５３，Ｒ５４を介
した電圧の値によつてオン、オフの駆動が行われ
る。

第５図中、抵抗Ｒ５５，Ｒ５６，Ｒ５７，Ｒ６
０，Ｒ６２、トランジスタＴ４によつて固定進角
設定回路が構成されており、この進角出力信号
は、始動時の進角のための端子Ｓ１７から供給さ
れる電源電圧によつて決まる。

また、オペアンプOP１１、コンデンサＣ１７，
Ｃ１８、抵抗Ｒ６４によつて積分器が、構成され
ており、オペアンプOP１２、抵抗Ｒ６５、Ｒ６
９，Ｒ７０、Ｒ７１，Ｒ７３，Ｒ７２、ダイオー
ドＤ５、トランジスタＴ８によつて最大電圧クラ
ンプ回路が構成されており、さらに、オペアンプ
OP１３、抵抗Ｒ６７，Ｒ６８、ダイオードＤ４
によつて最小電圧クランプ回路が構成されてい
る。この積分器、最大電圧クランプ回路、最小電
圧クランプ回路によつて積分回路が構成されてい
る。

いま、比較器２１２の出力であるノツク信号に
より、トランジスタＴ７はノツク信号に同期して
ONする。従つて、第９図Ｉ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Ｔ７は導通し、電流i₁がオペアンプ
OP１１よりコンデンサＣ１８，Ｃ１７、抵抗Ｃ
６３、トランジスタＴ７を介してアースへと流れ
る。また、この時のオペアンプOP１１の出力電
圧は3.6（Ｖ）である。

したがつて、この時のアペアンプOP１１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。

i₁＝3.6／R₆₃ ……（13）より、 ΔV₁＝i₁／Ｃt₀ ……（14）但し、容量ＣはコンデンサＣ１７，Ｃ１８の直
列容量値である。この（14）式から明らかなよう
に、オペアンプOP１１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。

ツエナダイオードZD４のツエナー電圧は６
（Ｖ）である。また、オペアンプOP１１の端子
は−３ボルトとなつている。したがつて、オペア
ンプOP１１に単安定回路２１６から１パルス入
力するごとにオペアンプOP１１の出力電圧は、
下記の電圧加工率（加工電圧値／周期）ΔV₂に従
つて下降することになる。

i₂＝６−3.6／R₅₅＋R₅₇ ……（15）したがつて ΔV₂＝i₂／Ｃt₁ ……（16）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のクランプ電
圧によつてクランプされる。

積分回路は、エンジン始動時には、低電圧検出
回路２２０の出力電圧によりトランジスタＴ４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、ノツ
ク信号電圧変換回路２１５の積分回路が指令を行
いリタード回路５０２が実際の進角（遅角）制御
を行う。このリタード回路５０２は例えば、下記
文献（U.S.Patent application、Ser.No.80202、
by Noboru Sugiura、filed october1、1979
and assigned to the assignee of this
application“Ignitiontiming control system for
internal combustion engine“）示されたものが
使用される。

ここでリタード回路５０２の動作について説明
する。

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１１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。

以上の特徴を達成すべきリタード回路の特性を
第１２図に示す。図示する如く、ノツク信号電圧
変換回路２１５の積分回路の出力、即ち積分器の
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。

また、バツテリ電源はV₊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。
端子Ｓ２及び端子Ｓ１７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、端子Ｓ２と端子１７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、端子
Ｓ１７電圧は略アース電位となり、端子Ｓ２電圧
は抵抗Ｒ９７によるドロツプ電圧相当となる。抵
抗Ｒ９７は比較的高抵抗（22KΩ）に設定してい
る。この端子Ｓ１７電圧はトランジスタＴ４のベ
ース、トランジスタＴ６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。

次にかかるリタード回路５０２を制御する積分
回路の動作、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ZD３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Ｒ９９，Ｒ１００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Ｔ
６，Ｔ７がオンする。この時、トランジスタＴ７
はオフとなる。またトランジスタＴ４のオンによ
り電源より抵抗Ｒ６２を通して電流i₂と同じ方向
に電流が流れ、オペアンプOP１１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１２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１１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。

次にＦ−Ｖ発生器２１７について説明する。ト
ランジスタＴ１２は単安定回路２１６からの出力
信号のＨで且つトランジスタＴ９のオフ時の２条
件成立によつてオンする。この結果、第９図Ｂ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
Ｔ１２は回転数に応じて駆動される。オペアンプ
OP１４のプラス端子には抵抗Ｒ６７とＲ６８の
接続点の電圧（約1.7V）が印加されている。ト
ランジスタＴ１２のオン時には、オペアンプOP
１４の出力側からコンデンサＣ１９→Ｒ８４→Ｔ
１２→アースなる経路が作られ、コンデンサＣ１
９は充電される。トランジスタＴ１２のオフ時に
はコンデンサＣ１９の電荷は抵抗Ｒ８５に流れ
る。オペアンプOP１４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CO３のマイナス端子に印加さ
れる。またコンパレータCO３のプラス端子には
抵抗Ｒ８８，Ｒ８９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CO３
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CO３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
は高速回転時応答の電圧である。具体的には、こ
の電圧3Vに対応する回転数は200rpmに設定して
いる。従つて、200rpm以下の時のみ、コンパレ
ータCO３の出力はＨになる。2000rpm以下の回
転の時にノツク信号電圧変換回路２１５のトラン
ジスタＴ８をオンする。トランジスタＴ８のオン
によりオペアンプOP１２のマイナス端への印加
電圧はトランジスタＴ８オフ時に比べて低くな
る。尚、ダイオードＤ９、抵抗Ｒ９０はヒステリ
シス特性を持たせるものであり、200rpm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。

また、オペアンプOP１４の出力は、コンパレ
ータCO４の（−）端子に印加される。このコン
パレータCO４の（＋）端子には抵抗Ｒ９４、抵
抗Ｒ９５とＲ１０９の直列抵抗に分圧された一定
電圧（5.0）が印加されている。コンパレータCO
４の（−）端子には、1.7V以上でかつ回転数に
応じた電圧が印加され、一定電圧5Vと比較され
る。5V以上の時にコンパレータCO４の出力はＬ
となり、5V以下の時はＨとなる。基準となる電
圧5Vは高速回転時対応の電圧である。具体的に
は、この電圧５Ｖに対応する回転数は、4000rpm
に設定している。従つて、4000rpm以下の時のみ
コンパレータCO４の出力はＨになる。4000rpm
以上の回転になると、ノツク信号電圧変換回路２
１５のトランジスタＴ８がオンしたと同様の状態
になり、オペアンプOP１２の（−）端への印加
電圧が低くなる。

次にフエルセーフ回路２１８について説明す
る。このフエルセーフ回路２１８は、オープン検
出を行なうものであり、ある回転範囲で
（2000rpm以上で）BG電圧が1V以上になつてい
るかをオペアンプOP９で判断している。このオ
ペアンプOP９の（−）端子は基準電圧V_ref
（3.6V）プラス1Vとなつている。正常時は、
2000rpm以上で1V以上BG電圧はある。しかし、
入力オープンになると、BG電圧が1V以下になる
ので検出できる。

正常に作動しているときは、オペアンプOP９
の（＋）入力の方が大きいので出力からHIGH信
号が出ていて、HIGH信号がトランジスタＴ１３
のベースに印加されてトランジスタＴ１３はON
している。このトランジスタＴ１３がONすると
ノツク信号電圧変換回路２１５のトランジスタＴ
８はカツトオフしているため通常のノツク制御が
行われる。もしオープン故障のときは、トランジ
スタＴ１３はオフし、トランジスタＴ８がONす
るため、最大リタード値までリタードされる。

したがつて、本実施例によれば、センサ出力信
号とBGLとを同じゲインで増幅した値として比
較することができる。

以上説明したように、本発明によれば、適確な
ノツク制御を行なうことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の全体構成図、第２図〜第８図
は第１図の詳細回路図、第９図はタイムチヤート
第１０図はBPF電圧−BG電圧特性図、第１１、
第１２図は特性説明図である。１００……ノツクセンサ、２００……ノツク制
御装置。

Claims

【特許請求の範囲】１エンジンの振動を検出してその振動信号を出
力するノツクセンサと、このノツクセンサから出力される振動信号を、
入力されるゲイン指令に応じて可変増幅する増幅
手段と、この増幅手段の出力信号を積分処理して平均値
を求める平均値検出手段と、この平均値検出手段から出力される平均値に、
その平均値検出手段の積分処理にかかる時定数よ
りも大きな遅延時間を持たせた平滑処理を少なく
とも施して、その平均値に応じて前記増幅手段の
出力信号レベルを略一定にするゲイン指令を生成
し、このゲイン指令を前記増幅手段に出力するゲ
イン制御手段と、前記平均値検出手段から出力される平均値と前
記増幅手段の出力信号とを比較してノツクの発生
を検出するノツク検出手段と、を具備してなるノツク制御装置。２特許請求の範囲第１項のノツク制御装置にお
いて、前記ゲイン制御手段の平滑処理が、前記平
均値検出手段の積分時定数よりも大きな時定数の
積分処理であることを特徴とするノツク制御装
置。