JPS587536A - 内燃機関におけるノツキング検出方法 - Google Patents
内燃機関におけるノツキング検出方法Info
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- JPS587536A JPS587536A JP10550881A JP10550881A JPS587536A JP S587536 A JPS587536 A JP S587536A JP 10550881 A JP10550881 A JP 10550881A JP 10550881 A JP10550881 A JP 10550881A JP S587536 A JPS587536 A JP S587536A
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- G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
- G01L23/00—Devices 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
- G01L23/22—Devices 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
- G01L23/221—Devices 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
- G01L23/225—Devices 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
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02P—IGNITION, OTHER THAN COMPRESSION IGNITION, FOR INTERNAL-COMBUSTION ENGINES; TESTING OF IGNITION TIMING IN COMPRESSION-IGNITION ENGINES
- F02P17/00—Testing of ignition installations, e.g. in combination with adjusting; Testing of ignition timing in compression-ignition engines
- F02P17/12—Testing characteristics of the spark, ignition voltage or current
- F02P2017/125—Measuring ionisation of combustion gas, e.g. by using ignition circuits
-
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- F02P—IGNITION, OTHER THAN COMPRESSION IGNITION, FOR INTERNAL-COMBUSTION ENGINES; TESTING OF IGNITION TIMING IN COMPRESSION-IGNITION ENGINES
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- F02P2017/125—Measuring ionisation of combustion gas, e.g. by using ignition circuits
- F02P2017/128—Measuring ionisation of combustion gas, e.g. by using ignition circuits for knock detection
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
走の発明は、内燃機関においてメッキ・グを検出し、そ
の検出結果に基づいて点火時期を制御するための７ツキ
ング検出方法に関するものである。
の検出結果に基づいて点火時期を制御するための７ツキ
ング検出方法に関するものである。
従来、自動車等の内燃機関におけるノッキングの発生及
びその強度の検出は、例えば第１図に示すようにケース
２に永久磁石６を取付けて強磁性体のコア４及びコイル
５を内蔵してなる振動センサ１を、エンジンのシリンダ
ブロック６に取付けて、エンジンの振動を検出し、その
検出信号のうち所定の周波数帯域の信号を取出して信号
処理することによって行なっていた。
びその強度の検出は、例えば第１図に示すようにケース
２に永久磁石６を取付けて強磁性体のコア４及びコイル
５を内蔵してなる振動センサ１を、エンジンのシリンダ
ブロック６に取付けて、エンジンの振動を検出し、その
検出信号のうち所定の周波数帯域の信号を取出して信号
処理することによって行なっていた。
しかしながら、このようにノッキングをエンジンの振動
によって検出するという間接的な検出方法では、エンジ
ンの機械的振動がノッキングによるものでなくとも、振
動周波数が所定の周波数帯域に入っておればノッキング
の発生と判定して、例えば点火時期を遅らせる制御を行
なって、燃費の悪化と出力の低下を招くという不都合が
あった。
によって検出するという間接的な検出方法では、エンジ
ンの機械的振動がノッキングによるものでなくとも、振
動周波数が所定の周波数帯域に入っておればノッキング
の発生と判定して、例えば点火時期を遅らせる制御を行
なって、燃費の悪化と出力の低下を招くという不都合が
あった。
また、工、ンジンの種類が異なるごとに、振動センサの
最適取付は位置を検討しなければならず、またエンジン
構造系のネジ、ボルト、部品等の経年変化によってエン
ジンの振動が変化するので、それに応じてノッキングと
判定するため判定基準を変化させなければ、強度の強い
ノッキングを強度の弱いノッキングと判定してしまうと
いうような問題がある。
最適取付は位置を検討しなければならず、またエンジン
構造系のネジ、ボルト、部品等の経年変化によってエン
ジンの振動が変化するので、それに応じてノッキングと
判定するため判定基準を変化させなければ、強度の強い
ノッキングを強度の弱いノッキングと判定してしまうと
いうような問題がある。
さらに、極低温（−３０〜−４０℃）になると、振動セ
ンサに使用している強磁性体コアのヒステリシスのため
に振動センサの出力が低下して、ノッキングの強度を誤
判定するという不都合もあった。
ンサに使用している強磁性体コアのヒステリシスのため
に振動センサの出力が低下して、ノッキングの強度を誤
判定するという不都合もあった。
この発明は上記の点に鑑みてなされたものであシ、内燃
機関におけるノッキングの発生及びその強度を正確に検
出し、それによって実際のノッキング現像に応じた適切
な点火時期制御を行なうことが出来るようにすることを
目的とする。
機関におけるノッキングの発生及びその強度を正確に検
出し、それによって実際のノッキング現像に応じた適切
な点火時期制御を行なうことが出来るようにすることを
目的とする。
そのため、この第１の発明による内燃機関におけるノッ
キング検出方法は、点火プラグの電極間に流れるイオン
電流を検知し、この検知結果に基づいてノッキングの発
生及びその強度を検出することによって、ノッキングを
直接検出する。
キング検出方法は、点火プラグの電極間に流れるイオン
電流を検知し、この検知結果に基づいてノッキングの発
生及びその強度を検出することによって、ノッキングを
直接検出する。
また、第２の発明は、イオン電流検知出力をエンジン回
転数に応じて変化する２つの基準レベルと比較し、その
比較結果に応じてノッキングの発生及び強度を検出して
、ノッキング状態が燃費や出力の向上をもたらす最適状
態にあるか否かを判定すると共に、エンジン回転数に応
じて最適状態の判定基準を変化するようにした。
転数に応じて変化する２つの基準レベルと比較し、その
比較結果に応じてノッキングの発生及び強度を検出して
、ノッキング状態が燃費や出力の向上をもたらす最適状
態にあるか否かを判定すると共に、エンジン回転数に応
じて最適状態の判定基準を変化するようにした。
以下、この発明の実施例を添付図面の第２図以降を参照
して説明する。
して説明する。
まず、点火プラグの電極間に流れるイオン電流の検知に
ついて第２図乃至第５図を参照して述べる。
ついて第２図乃至第５図を参照して述べる。
第２図及び第３図において、燃焼室１０に取付けた中心
電極゛１１ａと接地電極１１ｂとを有する点火プラグ１
１を、第４図に示すように構成したイオン電流検知回路
１２に接続している。
電極゛１１ａと接地電極１１ｂとを有する点火プラグ１
１を、第４図に示すように構成したイオン電流検知回路
１２に接続している。
このイオン電流検知回路１２は、電源１３によって点火
プラグ１１の中心電極１１ａと接地電極１１ｂとの間に
電圧を印加し、その中心電極１１ａと接地電極１１ｂと
の間に流れるイオン電流に応じて発生する抵抗Ｒ１の両
端に生ずる電圧を、差動アンプ１４によって基準電圧と
比較し、その比較結果をイオン信号ｖＩとして出力する
ように構成したものである。 なお、第４図中、ＶＲは
可変抵抗、ＶＲはバリスタである。
プラグ１１の中心電極１１ａと接地電極１１ｂとの間に
電圧を印加し、その中心電極１１ａと接地電極１１ｂと
の間に流れるイオン電流に応じて発生する抵抗Ｒ１の両
端に生ずる電圧を、差動アンプ１４によって基準電圧と
比較し、その比較結果をイオン信号ｖＩとして出力する
ように構成したものである。 なお、第４図中、ＶＲは
可変抵抗、ＶＲはバリスタである。
そして、第２図に示すように、混合気濃度が適切で極端
な乱流が発生しない状態の下で、フレームフロント（火
炎面）１５が矢示Ａ方向に進行して点火プラグ１１の電
極１１ａ、１１ｂの付近に到達した場合には、イオン電
流検知回路１２からは第５図（イ）に示すようなイオン
信号ｖＩが出力される。
な乱流が発生しない状態の下で、フレームフロント（火
炎面）１５が矢示Ａ方向に進行して点火プラグ１１の電
極１１ａ、１１ｂの付近に到達した場合には、イオン電
流検知回路１２からは第５図（イ）に示すようなイオン
信号ｖＩが出力される。
ところが、第６図に示すように、点火プラグ１１テ点火
してフレームフロント１５が矢示Ｂ方向に進行していく
時に、未燃焼ガスが高温、高圧になっである条件下で自
発火状態に達すると、ノッキングが発生してデトネーシ
ョン波１６が矢示Ｃ方向に進行して燃焼室１０全体に広
がる。
してフレームフロント１５が矢示Ｂ方向に進行していく
時に、未燃焼ガスが高温、高圧になっである条件下で自
発火状態に達すると、ノッキングが発生してデトネーシ
ョン波１６が矢示Ｃ方向に進行して燃焼室１０全体に広
がる。
このとき、点火プラグ１１の電極１１ａ、１１ｂの付近
には既燃ガスが充満しており、このガスの電気伝導度は
小さくなっているが、デトネーション波１６によってフ
レームフロント１５が勢い良く電極１１ａ、１１ｂの付
近に達するので、イオン電流検知回路１２か゛らは第５
図（ロ）に示すようなイオン信号ｖＩが出力される。
には既燃ガスが充満しており、このガスの電気伝導度は
小さくなっているが、デトネーション波１６によってフ
レームフロント１５が勢い良く電極１１ａ、１１ｂの付
近に達するので、イオン電流検知回路１２か゛らは第５
図（ロ）に示すようなイオン信号ｖＩが出力される。
なお、第５図中、ＶＮは点火時のスパークノイズである
。 また、イオン信号Ｖｒの先端部分がノコギリ波状に
なっているのは、乱流火炎のためにいくつかのイオン電
流が重複して流れるためである。
。 また、イオン信号Ｖｒの先端部分がノコギリ波状に
なっているのは、乱流火炎のためにいくつかのイオン電
流が重複して流れるためである。
そして、発生したノッキングの強度が強い程イオン信号
Ｖｔの振幅及び幅も広くなる。
Ｖｔの振幅及び幅も広くなる。
したがって、点火プラグ１１の電極１１ａ。
１１ｂ間に流れるイオン電流を検知することによって、
ノッキングの発生及びノッキングの強度（以下「ノック
レベル」と称す）を検知できる。
ノッキングの発生及びノッキングの強度（以下「ノック
レベル」と称す）を検知できる。
第６図は、この発明によるノッキング検出方法によって
ノッキングを検出して点火時期を制御する点火時期制御
装置の一例を示すブロック図である。
ノッキングを検出して点火時期を制御する点火時期制御
装置の一例を示すブロック図である。
同図において、点火制御回路２ｏは、バッテリ２１から
イグニッションスイッチ２２を介して給電される点火コ
イル２３の酸欠側コイル２３ａＫ流れる一次電流を断続
して、二次側コイル２３ｂに高電圧を発生させる回路で
ある。
イグニッションスイッチ２２を介して給電される点火コ
イル２３の酸欠側コイル２３ａＫ流れる一次電流を断続
して、二次側コイル２３ｂに高電圧を発生させる回路で
ある。
この点火制御回路２０は後述する点火コントロールパル
スＰｃによって制御される駆動回路２４と、この駆動回
路２４によって制御されて、第７図に示すように一次電
流の導通比Ｔ ２／ Ｔ ｔをトランジスタＱ１をオン
・オフして制御する導通比制御回路２５と、との導通比
制御回路２５によって制御されて、第７図に示す一次電
流の最大値Δ工を制御する電流制限回路２６によって構
成しである。
スＰｃによって制御される駆動回路２４と、この駆動回
路２４によって制御されて、第７図に示すように一次電
流の導通比Ｔ ２／ Ｔ ｔをトランジスタＱ１をオン
・オフして制御する導通比制御回路２５と、との導通比
制御回路２５によって制御されて、第７図に示す一次電
流の最大値Δ工を制御する電流制限回路２６によって構
成しである。
ソシて、点火コイル２６の二次側コイル２６ｂに発生し
た高電圧をディストリビュータ２７によって点火プラグ
２８ａ〜２８ｄに順次供給することによって、点火プラ
グ２８ａ〜２８ｄによる混イオン電流検知回路３０は、
電源３１によって出力抵抗Ｒ２，コイルＬｌ及びコンデ
ンサＣｔ、Ｃｚからなる高周波フィルタ、及び逆電流防
止用ダイオードＤ１〜Ｄ４を介して、点火プラグ２８ａ
〜２８ｄの中心電極と接地電極との間に電圧を印加し、
両電極間に流れるイオン電流に応じて発生する出力抵抗
Ｒ２の両端の電圧を、トランジスタＱ２゜コイルＬ２及
びコンデンサＣ３，抵抗Ｒ３からなるフィルタを介して
イオン信号■ｌとして出方する。
た高電圧をディストリビュータ２７によって点火プラグ
２８ａ〜２８ｄに順次供給することによって、点火プラ
グ２８ａ〜２８ｄによる混イオン電流検知回路３０は、
電源３１によって出力抵抗Ｒ２，コイルＬｌ及びコンデ
ンサＣｔ、Ｃｚからなる高周波フィルタ、及び逆電流防
止用ダイオードＤ１〜Ｄ４を介して、点火プラグ２８ａ
〜２８ｄの中心電極と接地電極との間に電圧を印加し、
両電極間に流れるイオン電流に応じて発生する出力抵抗
Ｒ２の両端の電圧を、トランジスタＱ２゜コイルＬ２及
びコンデンサＣ３，抵抗Ｒ３からなるフィルタを介して
イオン信号■ｌとして出方する。
なお、タイマ３２は後述する点火コントロールパルスＰ
ｃの立上りで起動されて、一定時間出力信号ＳＱをゝゝ
Ｌ“にしてトランジスタＱ２をオフ状態にし、それによ
って点火時のスパークノイズがイオン信号Ｖｒに重畳さ
れるのを防止する。
ｃの立上りで起動されて、一定時間出力信号ＳＱをゝゝ
Ｌ“にしてトランジスタＱ２をオフ状態にし、それによ
って点火時のスパークノイズがイオン信号Ｖｒに重畳さ
れるのを防止する。
また、ダイオードＤ５は点火時にイオン信号Ｖｔの基準
レベルが低下するのを防止する。
レベルが低下するのを防止する。
このイオン電流検知回路６０からのイオン信号Ｖｌ ヲ
バンドパスフィルタ６６に入力してバックグランドノイ
ズを除去した後、ピークディテクタ６４によって最大波
高値を保持して対数増幅器３５によって増幅して得られ
るイオン信号ＶＤを、後述する上限比較器４０及び下限
比較器４１に夫々入力する。
バンドパスフィルタ６６に入力してバックグランドノイ
ズを除去した後、ピークディテクタ６４によって最大波
高値を保持して対数増幅器３５によって増幅して得られ
るイオン信号ＶＤを、後述する上限比較器４０及び下限
比較器４１に夫々入力する。
一方、回転角センサ６６からエンジンの回転に応じて所
定角度間隔で出力される回転パルスＰＲを回転数ディテ
クタ６７に入力する。
定角度間隔で出力される回転パルスＰＲを回転数ディテ
クタ６７に入力する。
この回転数ディテクタ６７は、回転パルスＰＲに基づい
てエンジン回転数に比例した電圧信号を生成し、この電
圧信号をエンジン回転速度信号ＶＲとして上限関数発生
器３８及び下限関数発生器６９に夫々出力する。
てエンジン回転数に比例した電圧信号を生成し、この電
圧信号をエンジン回転速度信号ＶＲとして上限関数発生
器３８及び下限関数発生器６９に夫々出力する。
上限関数発生器３８及び下限関数発生器３９は、エンジ
ン回転速度信号Ｖａに基づいて、第８図に示すようにエ
ンジン回転速度に応じて変化する上限基準電圧信号ＶＨ
及び下限基準電圧信号ＶＬを、上限比較器４０及び下限
比較器４１に夫々出力する。 これは、エンジン回転
数に伴ってノックレベルも相対的に大きくなるので、エ
ンジン回転速度に応じてノッキングの判定基準を変化さ
せる必要があるからである。
ン回転速度信号Ｖａに基づいて、第８図に示すようにエ
ンジン回転速度に応じて変化する上限基準電圧信号ＶＨ
及び下限基準電圧信号ＶＬを、上限比較器４０及び下限
比較器４１に夫々出力する。 これは、エンジン回転
数に伴ってノックレベルも相対的に大きくなるので、エ
ンジン回転速度に応じてノッキングの判定基準を変化さ
せる必要があるからである。
そして、上限比較器４０は、対数増幅器３５からのイオ
ン信号Ｖｏと上限関数発生器６８からの上限基準電圧信
号ＶＨとを比較し７て、ＶＤ＞ＶＨのとき、すなわちノ
ックレベルが許容上限値より大キいときに、ハイレベル
ゝゝＨ“の上限パルスＰＨを上限カウンタ４２及びウィ
ンドカウンタ４３に出力する。
ン信号Ｖｏと上限関数発生器６８からの上限基準電圧信
号ＶＨとを比較し７て、ＶＤ＞ＶＨのとき、すなわちノ
ックレベルが許容上限値より大キいときに、ハイレベル
ゝゝＨ“の上限パルスＰＨを上限カウンタ４２及びウィ
ンドカウンタ４３に出力する。
下限比較器４１は、対数増幅器６５からのイオン信号Ｖ
Ｄと下限関数発生器６９からの下限基準電圧信号ＶＬと
を比較して、ＶＤ＜ＶＬ のとき、すなわちノックレ
ベルが許容下限値より小さいとキニ、ハイレベルゝゝＨ
〃の下限パルスＰｔ、をウィンドカウンタ４６及び下限
カウンタ４４に出力する。
Ｄと下限関数発生器６９からの下限基準電圧信号ＶＬと
を比較して、ＶＤ＜ＶＬ のとき、すなわちノックレ
ベルが許容下限値より小さいとキニ、ハイレベルゝゝＨ
〃の下限パルスＰｔ、をウィンドカウンタ４６及び下限
カウンタ４４に出力する。
すなわち、強いノッキングは不快音の発生やエンジンの
耐久性の低下をもたらすが、ある程度の７ツキング状態
はむしろ燃費や出力の向上をもたらすので、上限比較器
４０及び下限比較器４１によって、発生したノッキング
のノックレベルカ許容ノックレベル範囲内にあるか否か
の判定を行なう。
耐久性の低下をもたらすが、ある程度の７ツキング状態
はむしろ燃費や出力の向上をもたらすので、上限比較器
４０及び下限比較器４１によって、発生したノッキング
のノックレベルカ許容ノックレベル範囲内にあるか否か
の判定を行なう。
そして、上限カウンタ４２は、上限比較器４０からの上
限パルスＰＨをカウントする。 すなわち許容ノックレ
ベルを越えたノッキングの回数をカウントする。
限パルスＰＨをカウントする。 すなわち許容ノックレ
ベルを越えたノッキングの回数をカウントする。
ウィンドカウンタ４６は、上限比較器４０からの上限パ
ルスＰＨと下限比較器４１からの下限パルスＰＬ及びイ
オン電流検知回路６０のイオン信号ｖＩが“Ｈ“になっ
たときに入力される図示しない基準パルスとによって、
イオン信号ＶＤがＶｔ、≦ＶＤ≦ＶＨになる回数、すな
わち許容ノックレベル範囲内にあるノッキングの回数を
カウントする。
ルスＰＨと下限比較器４１からの下限パルスＰＬ及びイ
オン電流検知回路６０のイオン信号ｖＩが“Ｈ“になっ
たときに入力される図示しない基準パルスとによって、
イオン信号ＶＤがＶｔ、≦ＶＤ≦ＶＨになる回数、すな
わち許容ノックレベル範囲内にあるノッキングの回数を
カウントする。
下限カウンタ４４は、下限比較器４１からの下限パルス
Ｐｔ、をカウントする。 すなわち許容ノックレベルよ
り小さいノッキングの回数をカウントする。
Ｐｔ、をカウントする。 すなわち許容ノックレベルよ
り小さいノッキングの回数をカウントする。
これ等の上限、ウィンド、下限の各カウンタ４２．４３
．４４は、回転角センサ６６からの回転パルスＰＲに基
づいてタイミング回路４５が所定の点火回数毎又は一定
時間毎に出力するタイミングパルスＰＴが入力されたと
きにリセットされると共に、それまでのカウント値ＤＨ
，ＤＷ、ＤＬを比較器４６又は４７に夫々出力する。
すなわち、所定の期間内における各ノックレベルのノッ
キングの発生頻度を計数する。
．４４は、回転角センサ６６からの回転パルスＰＲに基
づいてタイミング回路４５が所定の点火回数毎又は一定
時間毎に出力するタイミングパルスＰＴが入力されたと
きにリセットされると共に、それまでのカウント値ＤＨ
，ＤＷ、ＤＬを比較器４６又は４７に夫々出力する。
すなわち、所定の期間内における各ノックレベルのノッ
キングの発生頻度を計数する。
比較器４６は、上限カウンタ４２のカウント値り、Ｈと
基準カウント値Ｄｓ （Ｄｓ ＝ １ ）とを比較し
て、ＤＨ＜Ｄａ のときには出力信号ＳＨを”Ｌ“に
して電子スイッチ４８を接点す側に切換え、また ＤＩ
≧Ｄｓのときには出力信号ＳＨを％Ｓ Ｈ／／にして電
子スイッチ４８を接点ａ側に切換える。
基準カウント値Ｄｓ （Ｄｓ ＝ １ ）とを比較し
て、ＤＨ＜Ｄａ のときには出力信号ＳＨを”Ｌ“に
して電子スイッチ４８を接点す側に切換え、また ＤＩ
≧Ｄｓのときには出力信号ＳＨを％Ｓ Ｈ／／にして電
子スイッチ４８を接点ａ側に切換える。
比較器４７は、ウィンドカウンタ４３のカウント値Ｄｗ
と下限カウンタ４４のカウント値ＤＬとを比較して、Ｄ
ｗ≧Ｄｔ、 のときには出方信号ＳＬを“Ｌ“にして
電子スイッチ４９を接点ａ側に切換え、また ＤＷ＜Ｄ
Ｌ のときには出力信号ＳＬを“Ｈ“にして電子スイ
ッチ４９を接点す側に切換える。
と下限カウンタ４４のカウント値ＤＬとを比較して、Ｄ
ｗ≧Ｄｔ、 のときには出方信号ＳＬを“Ｌ“にして
電子スイッチ４９を接点ａ側に切換え、また ＤＷ＜Ｄ
Ｌ のときには出力信号ＳＬを“Ｈ“にして電子スイ
ッチ４９を接点す側に切換える。
電子スイッチ４８が接点ａ側に切換ゎったときには、上
限カウンタ４２のカウント値ＤＨをＤ／Ａ変換器５０に
よってＤ／Ａ変換し、符号反転器５１によって符号反転
した負極性のアナログ電圧信号ＶＤＨを加減算器５６に
入力する。
限カウンタ４２のカウント値ＤＨをＤ／Ａ変換器５０に
よってＤ／Ａ変換し、符号反転器５１によって符号反転
した負極性のアナログ電圧信号ＶＤＨを加減算器５６に
入力する。
これは、上限カウンタ４２のカウント値ＤＨが「１」以
上になったときにはノックレベルが強スぎるので点火時
期を遅らせる必要があるからである。
上になったときにはノックレベルが強スぎるので点火時
期を遅らせる必要があるからである。
電子スイッチ４９が接点す側に切換ゎったときには、下
限カウンタ４４のカウント値Ｄｔ、をＤ／Ａ変換器５２
によってＤ／Ａ変換したアナログ電圧信号ＶＤＬを電子
スイッチ４８の接点すを介して加減算器５６に入力する
。
限カウンタ４４のカウント値Ｄｔ、をＤ／Ａ変換器５２
によってＤ／Ａ変換したアナログ電圧信号ＶＤＬを電子
スイッチ４８の接点すを介して加減算器５６に入力する
。
これは、下限カウンタ４４のカウント値Ｄｔ、がウィン
ドカウンタ４３のカウント値Ｄｗより大きいときには、
ノックレベルが低すぎるので点火時期を進ませる必要が
あるからである。
ドカウンタ４３のカウント値Ｄｗより大きいときには、
ノックレベルが低すぎるので点火時期を進ませる必要が
あるからである。
なお、電子スイッチ４８．４９が夫々接点す側。
接点ａ側に切換わっているときには、ノックレベルが適
正であるので加減算器５６への入力をゼロにして点火時
期を変更しない。
正であるので加減算器５６への入力をゼロにして点火時
期を変更しない。
そして、加減算器５６は、電子スイッチ４８を介して出
力される電圧と、後述するサンプルホールド回路５７か
らの点火時期制御電圧信号Ｖｃとの加減算を行ない、演
算結果をサンプルホールド回路５４に出力する。
力される電圧と、後述するサンプルホールド回路５７か
らの点火時期制御電圧信号Ｖｃとの加減算を行ない、演
算結果をサンプルホールド回路５４に出力する。
サンプルホールド回路５４は、加減算器５３からの演算
結果である点火時期制御電圧信号ＶＥを、タイミング回
路４５からのタイミングパルスＰＴが入力されたタイミ
ングで一旦保持した後、比較器５５及びこの比較器５５
によって制御される切換器５６に出力する。
結果である点火時期制御電圧信号ＶＥを、タイミング回
路４５からのタイミングパルスＰＴが入力されたタイミ
ングで一旦保持した後、比較器５５及びこの比較器５５
によって制御される切換器５６に出力する。
比較器５５は、サンプルホールド回路５４からの点火時
期制御電圧信号ＶＥとペース点火時点電圧信号ＶＢとを
比較して、ＶＥ≦ＶＢ のときには切換器５６からペ
ース点火時期制御電圧信号ＶＢを、また ＶＥ＞ＶＢの
ときには切換器５６から点火時期制御電圧信号ＶＥを、
夫々サンプルホールド回路５７に出力させる。
期制御電圧信号ＶＥとペース点火時点電圧信号ＶＢとを
比較して、ＶＥ≦ＶＢ のときには切換器５６からペ
ース点火時期制御電圧信号ＶＢを、また ＶＥ＞ＶＢの
ときには切換器５６から点火時期制御電圧信号ＶＥを、
夫々サンプルホールド回路５７に出力させる。
なお、ベース点火時期は予めディストリビュータ２７を
用いて設定した進角、遅角の基準となる点火時期であり
、このペース点火時期はノッキングが生じない状態で最
適の燃費、出力特性及び排気性能が得られるように設定
しであるので、ノックレベルに対応する点火時期とベー
ス点火時期とを比較して、ベース点火時期より点火時期
を進めない範囲内でノックレベルに対応した進角を行な
うようにしている。
用いて設定した進角、遅角の基準となる点火時期であり
、このペース点火時期はノッキングが生じない状態で最
適の燃費、出力特性及び排気性能が得られるように設定
しであるので、ノックレベルに対応する点火時期とベー
ス点火時期とを比較して、ベース点火時期より点火時期
を進めない範囲内でノックレベルに対応した進角を行な
うようにしている。
そして、サンプルホールド回路５７は、タイミング回路
４５からのタイミングパル７２丁に基づいて所定点火回
数又は一定時間における切換器５６からの点火時期制御
電圧信号Ｖｇ又はベース点火時期制御電圧信号ＶＢをサ
ンプルホールドし、そのホールド値を点火時期制御電圧
信号Ｖｃとして開閉器５８．５９に夫々出力する。
４５からのタイミングパル７２丁に基づいて所定点火回
数又は一定時間における切換器５６からの点火時期制御
電圧信号Ｖｇ又はベース点火時期制御電圧信号ＶＢをサ
ンプルホールドし、そのホールド値を点火時期制御電圧
信号Ｖｃとして開閉器５８．５９に夫々出力する。
この開閉器５８．５９はタイミング回路４５からのタイ
ミングパルスＰＴによって閉状態になるので、そのタイ
ミングでサンプルホールド回路５７からの点火時期制御
電圧信号Ｖｃが加減算器５３に入力されると共に、符号
反転器６０によって符号反転され七点火時期制御電圧信
号Ｖｃとして切換器６１に入力される。
ミングパルスＰＴによって閉状態になるので、そのタイ
ミングでサンプルホールド回路５７からの点火時期制御
電圧信号Ｖｃが加減算器５３に入力されると共に、符号
反転器６０によって符号反転され七点火時期制御電圧信
号Ｖｃとして切換器６１に入力される。
切換器６１は、後述するフリップフロップ回路（以下１
’−ＦＦＪ という）６４の出力１号ＰＦＩが９Ｌ“の
ときには符号反転器６０からの点火時期制御電圧信号Ｖ
ｃと逆極性の一定レベルの電圧信号Ｖｒを、１ｃＦＦ６
４ｃ７）出力信号ｐ、ｌカ％％ Ｈ／／になると点火時
期制御電圧信号Ｖｃを、夫々点火時期制御電圧信号Ｖｃ
として積分回路６２に出力する。
’−ＦＦＪ という）６４の出力１号ＰＦＩが９Ｌ“の
ときには符号反転器６０からの点火時期制御電圧信号Ｖ
ｃと逆極性の一定レベルの電圧信号Ｖｒを、１ｃＦＦ６
４ｃ７）出力信号ｐ、ｌカ％％ Ｈ／／になると点火時
期制御電圧信号Ｖｃを、夫々点火時期制御電圧信号Ｖｃ
として積分回路６２に出力する。
積分回路６２は、ＦＦ６５の出力信号ＰＦ２が１Ｈ“に
なると積分動作を開始し、その積分値ＶＮを比較器６３
に出力する。
なると積分動作を開始し、その積分値ＶＮを比較器６３
に出力する。
比較器６６は、積分回路６２からの積分値ＶＮを基準値
ＶＭ（ＶＭ＝Ｏ）と比較し、ＶＮ＝ＶＭ Ｋなったと
きに出力信号ＳＡを“Ｈ／／Ｉｃする。
ＶＭ（ＶＭ＝Ｏ）と比較し、ＶＮ＝ＶＭ Ｋなったと
きに出力信号ＳＡを“Ｈ／／Ｉｃする。
ＦＦ６４，６５は、夫々比較器６３の出力信号ＳＡの立
上りでリセットされ、点火信号検知回路６６からの、ト
レーリング信号ＳＴ又はリーディング信号ＳＲが入力さ
れたときに出力信号Ｐｐｔ又はＦＦ２を“Ｈ“にする。
上りでリセットされ、点火信号検知回路６６からの、ト
レーリング信号ＳＴ又はリーディング信号ＳＲが入力さ
れたときに出力信号Ｐｐｔ又はＦＦ２を“Ｈ“にする。
なお、リーディング信号ＳＲはエンジン回転速度に応じ
てエンジンの１回転に４個出力される信号であり、トレ
ーリング信号ＳＴはリーディング信号ＳＲよシ所定の位
相遅れをもって出力される信号である。
てエンジンの１回転に４個出力される信号であり、トレ
ーリング信号ＳＴはリーディング信号ＳＲよシ所定の位
相遅れをもって出力される信号である。
そして、モノマルチ回路６７は、比較器６３の出力信号
ＳＡがゝＨ″になったときに点火コントロールパルスＰ
ｃを点火制御回路２０の駆動回路２４に出力して、点火
時期を制御する。
ＳＡがゝＨ″になったときに点火コントロールパルスＰ
ｃを点火制御回路２０の駆動回路２４に出力して、点火
時期を制御する。
このように、第６図に示す点火時期制御装置は、点火プ
ラグ２８ａ〜２８ｄの中心電極と接地電極との間に流れ
るイオン電流を検知して、その検知結果に基づいてノッ
キングの発生及びノックレベルを検出する。
ラグ２８ａ〜２８ｄの中心電極と接地電極との間に流れ
るイオン電流を検知して、その検知結果に基づいてノッ
キングの発生及びノックレベルを検出する。
そして、ノックレベルを判定して、各ノックレベルのノ
ッキングの発生頻度を計数して、その発生頻度に応じて
点火時期を決定することにより、所定の期間内における
ノッキングの平均レベルに基づいて点火時期を制御する
。
ッキングの発生頻度を計数して、その発生頻度に応じて
点火時期を決定することにより、所定の期間内における
ノッキングの平均レベルに基づいて点火時期を制御する
。
なお、この点火時期制御装置によって点火時期を制御し
たときの各部の信号波形を第９図及び第１０図のタイム
チャートに示しである。 第９図（ロ）及び第１０図（
ト）は点火プラグ２８ａ〜２８ｄの点火放電を、第９図
（（ホ）はバンドパスフィルタ６６の出力波形を、第１
０図（ト）は圧縮上死点のタイミングを夫々示しである
。 また、第９図と第１０図とは異なる時間軸で示しで
ある。
たときの各部の信号波形を第９図及び第１０図のタイム
チャートに示しである。 第９図（ロ）及び第１０図（
ト）は点火プラグ２８ａ〜２８ｄの点火放電を、第９図
（（ホ）はバンドパスフィルタ６６の出力波形を、第１
０図（ト）は圧縮上死点のタイミングを夫々示しである
。 また、第９図と第１０図とは異なる時間軸で示しで
ある。
以上説明したように、この第１の発明によれば点火プラ
グをノックセンサとしてイオン電流の検知によってノッ
キングを直接検出するので、ノッキングの発生及びその
強度を正確に検出でき、それによって実際のノッキング
現象に応じた適切な点火時期制御を行なうことができる
。
グをノックセンサとしてイオン電流の検知によってノッ
キングを直接検出するので、ノッキングの発生及びその
強度を正確に検出でき、それによって実際のノッキング
現象に応じた適切な点火時期制御を行なうことができる
。
この際、エンジンの種類や構造あるいは点火プラグの種
類、形状等は一切関係なく、常に正確な検出ができる。
類、形状等は一切関係なく、常に正確な検出ができる。
さらに、第２の発明によれば、第１の発明の効果に加え
て、ノッキング状態がエンジン回転数に応じた最適状態
にあるか否かを判定できるので、より適切な点火時期制
御を行なうことができる。
て、ノッキング状態がエンジン回転数に応じた最適状態
にあるか否かを判定できるので、より適切な点火時期制
御を行なうことができる。
第１図は、従来のノッキング検出方法で使用する振動セ
ンサの略断面図、 第２図は、この発明の一実施例を示す概略構成図、第６
図は、同じくその第２図と異なる状態を示す説明図、 第４図は、第２図及び第６図におけるイオン電流検知回
路の一例を示す回路図、 第５図は、第２図乃至第４図の説明に供するイオン信号
の波形図、 第６図は、この発明によるノッキング検出方法によって
ノッキングを検出して点火時期の制御を行なう点火時期
制御装置の一例を示すブロック回路図、 第７図は、第６図における点火制御回路２０の説明に供
する点火コイルの一次電流を示す波形図、 第８図は、第６図の説明に供するエンジン回転速度と上
限及び下限基準電圧の特性曲線図、第９図及び第１０図
は、夫々第６図における各部の信号波形を異なる時間軸
で示すタイムチャート図である。 １０・・・・・・燃焼室 １１．２８ａ〜２８ｄ・・・・・・点火プラグ１２．３
０・・・・・・イオン電流検知回路１３．３１・・・・
・・電源 １４・・・・・・差動アンプ２０・・・
・・・点火制御回路 ２３・・・・・・点火コイル２
７・・・・・・ディストリビュータ ６２・・・・・・
タイマ３７・・・・・・回転数ディテクタ ３８・・・
・・・上限関数発生器３９・・・・・・下限関数発生器
４０・・・・・・上限比較器４１・・・・・・下限
比較器 出願人日産自動車株式会社
ンサの略断面図、 第２図は、この発明の一実施例を示す概略構成図、第６
図は、同じくその第２図と異なる状態を示す説明図、 第４図は、第２図及び第６図におけるイオン電流検知回
路の一例を示す回路図、 第５図は、第２図乃至第４図の説明に供するイオン信号
の波形図、 第６図は、この発明によるノッキング検出方法によって
ノッキングを検出して点火時期の制御を行なう点火時期
制御装置の一例を示すブロック回路図、 第７図は、第６図における点火制御回路２０の説明に供
する点火コイルの一次電流を示す波形図、 第８図は、第６図の説明に供するエンジン回転速度と上
限及び下限基準電圧の特性曲線図、第９図及び第１０図
は、夫々第６図における各部の信号波形を異なる時間軸
で示すタイムチャート図である。 １０・・・・・・燃焼室 １１．２８ａ〜２８ｄ・・・・・・点火プラグ１２．３
０・・・・・・イオン電流検知回路１３．３１・・・・
・・電源 １４・・・・・・差動アンプ２０・・・
・・・点火制御回路 ２３・・・・・・点火コイル２
７・・・・・・ディストリビュータ ６２・・・・・・
タイマ３７・・・・・・回転数ディテクタ ３８・・・
・・・上限関数発生器３９・・・・・・下限関数発生器
４０・・・・・・上限比較器４１・・・・・・下限
比較器 出願人日産自動車株式会社
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 内燃機関において、点火プラグの電極間に流れるイ
オン電流を点火回路に並設したイオン電流検知回路を介
して検知し、この検知結果に基づいてノッキングの発生
及びノッキングの強度を検出することを特徴とするノッ
キング検出方法。 ２ 内燃機関において、点火プラグの電極間に流れるイ
オン電流を点火回路に並設したイオン電流検知回路を介
して検知し、且つエンジン回転数を検出し回転数ディテ
クタを介して上限関数発生器と下限関数発生器へ入力し
、該関数発生器の各出力信号と前記イオン電流検出回路
の出力とを対数増幅器を介して得た信号を比較器に入力
し、該比較器の出力信号に基づいてノッキングの発生及
びノッキングの強度を検出することを特徴とするノッキ
ング検出方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10550881A JPS587536A (ja) | 1981-07-08 | 1981-07-08 | 内燃機関におけるノツキング検出方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10550881A JPS587536A (ja) | 1981-07-08 | 1981-07-08 | 内燃機関におけるノツキング検出方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS587536A true JPS587536A (ja) | 1983-01-17 |
Family
ID=14409536
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10550881A Pending JPS587536A (ja) | 1981-07-08 | 1981-07-08 | 内燃機関におけるノツキング検出方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS587536A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0534244A (ja) * | 1991-08-01 | 1993-02-09 | Hitachi Ltd | 内燃機関の燃焼状態検出装置 |
| US5925819A (en) * | 1995-05-10 | 1999-07-20 | Nippon Soken, Inc. | Combustion monitoring apparatus for internal combustion engine |
| US6020742A (en) * | 1996-02-09 | 2000-02-01 | Nippon Soken Inc | Combustion monitoring apparatus for internal combustion engine |
| US6104195A (en) * | 1995-05-10 | 2000-08-15 | Denso Corporation | Apparatus for detecting a condition of burning in an internal combustion engine |
| DE19810523B4 (de) * | 1997-03-12 | 2004-07-08 | Daihatsu Motor Co., Ltd., Ikeda | Vorrichtung zur Erfassung ionalen Stroms für eine Brennkraftmaschine |
| JP2009030545A (ja) * | 2007-07-27 | 2009-02-12 | Mazda Motor Corp | 車両用エンジンの制御装置 |
-
1981
- 1981-07-08 JP JP10550881A patent/JPS587536A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0534244A (ja) * | 1991-08-01 | 1993-02-09 | Hitachi Ltd | 内燃機関の燃焼状態検出装置 |
| US5925819A (en) * | 1995-05-10 | 1999-07-20 | Nippon Soken, Inc. | Combustion monitoring apparatus for internal combustion engine |
| US6104195A (en) * | 1995-05-10 | 2000-08-15 | Denso Corporation | Apparatus for detecting a condition of burning in an internal combustion engine |
| US6020742A (en) * | 1996-02-09 | 2000-02-01 | Nippon Soken Inc | Combustion monitoring apparatus for internal combustion engine |
| DE19810523B4 (de) * | 1997-03-12 | 2004-07-08 | Daihatsu Motor Co., Ltd., Ikeda | Vorrichtung zur Erfassung ionalen Stroms für eine Brennkraftmaschine |
| JP2009030545A (ja) * | 2007-07-27 | 2009-02-12 | Mazda Motor Corp | 車両用エンジンの制御装置 |
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