JPS5954938A - 内燃機関用ノツキング検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本拠明は内燃機関あ気筒内圧力により気筒内夕）に生じ
る八・キング信号ｆリッツキングを検出しそ、一定のノ
ソキン身程度に□点火時期を一整する機能をもつ内燃機
関用点火時期制御装置に用い北ノソ￥ング挾出枯門に関
ず鼠。

従来の内燃機関では、ノッキングの発η１と密接な関係
にある点火時期に着目し、機関あノソ革ジグ状態を検出
しな□がら、点暎時期をノッキ□ング４に態に対応して
進遅角させ、機関をトレースノックと呼ば襄る微弱なシ
ソ埴ング状態で迩社することによ□す、出力向上や一費
の軽減を図る韮うな内燃−関′ｉ魚火時期制御□装置が
従業されている□。　　□第′１図はこのような点火時
期制御装置の中でンノソ苓ングの□発生の有無を’Ｉ’
ｌ＋定するノッキングｉ爪装置の従来例を示す６　　　
　　　　　′（２） すなわ、ち２：はノ・テ、キング検出器で、ノッキング
　。

の発生する高周波の信号を検出するものであれば′　　
□よぐ、（９１］えばブロッ、ダ振：動、音あるいは冷
却２トの、′□　Ｌ圧力振動よりノッキングを検出する
ものである。

４ｃ′よノッキング狭山装着でどの出力により点火時期
が進遅角されｊ、／、ν１．で、り゛、検出器２（７）
１３力は増幅回路４１によ、り所定の重用レベルにまで
増１　１　　　　　□１　１　１　１１ 幅される。

ここで、一般にシリンダ内圧にはノッキング時のみシリ
ンダ内圧の最大値付近にノッ本ングの高周波成分が現わ
れるが、ノッキング検出器には共、振型、□非共振、型
にかカドねらず、□シリンダ内圧の最大値付近以外にも
振動ノイズ（、例えばバルブの着座ノイズあるいは点火
ノイズ等）が現われる。さらに、この振動ノイズは、、
、　皐叩転にな、＃’ｈばなる郷大亡り掌り・、Ｓ／Ｎ
が消化する・、特６０高回転・高負荷呟にはその町響は
＊中い。：その−例を第２図に示す。第２図は、側型６
気筒エンジンを全負荷にて回転数を変化させ２．？、、
ｙキング無時の、プロ・・りの振動加速度を見たもあて
、こ、のようにノイズ′　（３） 、、成分（千大きく変化することがわかる。

′　□　そこで従来ノッキング有無の判定は増幅回路４
、：：：：１１：Φ出力を積分回路４２にて積分し、バ
ックグランドノイズレベルとし、積分回路４２の出力と
増→回路４１の直接□出力とを比較回路４３によ乞比′
−シて判定していた。４４は判遊回路であり１．例□え
ばノッキング有の時は論理レベル“１”門出力し、無の
時は論理レベル″０″を出力するものである。

一□トコルが、□本来ノイズレベルは機□関条件によっ
て変化しないの”が望ましく、前述したソイ１ズ？ベル
の変動は、ノッキングの検出性が悪化する原因となる。

そこで本発明は、ノッキング検出器の励磁コイルに供給
する電流を運転体感に応じて制御しい：、、がなる：機
叩条件に、おいても）、イズ、レベルを略一定に伴ち、
ノソ、キ、、ング検出性奔良好に保つバッキング検出装
置を提供するこを目的とする。

以下本発明を図に示す実−〇につ−）で説明亥る。

第３図は本発明になるノッキング検出装置を用い１□１ （４） たイソクフィニドバソク点火システムの構成図である。

図中１は４気筒列型内ｑｐｐ７坐り、機関１のシリンダ
プロ・コク、部にノッキング￥中器２がねじ等の手段で
装着されている。３はノッキング検出器２の出力信号か
ら機関のハイキング、を検出するノンキング横巾回路、
５（よ棟、小回路３の出力に応じて点火時期制御装置さ
せて、：最適点火時期に制御害、る点火時期制御装置で
りる。この、制御装置５の出、夕信号【、よキ火コイ′
艷デぞストリピ−タ等の点火装ｗ６を介９て、機関１に
装着して点火プラグにより混合気に着火する。、こり、
ら点火時期制御装置５および点火装置、、６の詳Ｑｊ、
成については公知であるたや説明を省略する。、、、。

次に上記のハキ、＜グ検出器２１．４？つい正詳細する
。第４図はその断面構成図で！、　！　１．、、、、２
１はノッキング周波数５〜１．（ｌＫＩｉｚに共振点を
持つ板状のリード片’２１ａとこのり一一片２１ａを、
保持する１ジグ状の、保持部、♀１ｂとを磁性体（例え
ば鉄、鉄−ニッケル合、金、あるいはＳ、、、ＬＴ　Ｓ
　、４３　、０のごとき磁性のステンレス鋼）により一
体形成した振動（５） 体であり、リード片２１ａの一端が保持部２１ｂにより
保持しである。２２は磁束発生手段をなす励磁コイル、
２３．、は下端のっぽ部２３ａをリード片２１ａと対向
させ、このリード片２１ａとの間にギヤツブＧｔ７形成
した鉄、鉄−ニッケル合金等よりなる円柱型ψ軸方向に
延びる棒状磁性体であって、磁路の中心磁路部を構成す
る。　　　、。

２５は棒状磁性体２３に樹脂製のボビン２５．ａを介し
て巻回した磁束検出子、段をなす検出コイ、ルであり、
励磁コイル２２もボビン２５ａを介して棒状磁性体２３
に巻回しである。また、振動体２１の保持部２１．ｂは
カップ状のハウジング２７の内底面に装着させである。

２９は非磁性体、例え＋４’アル芥二、ラム、銅合金、
非磁性のステンレス鋼。

等で構成されるリング状のスペーサで、その下端は堺動
体２．１．の保持部２１ｂに密着させてあり、中間部分
呻て棒状磁性体２３のつば部２３ａを堡持しており、か
つ上端にて、つば部２３ａと共にボビン２５ａを保持し
ている。とのスペーサ１２９は非磁性体であるためその
磁：、気抵抗は等測的にエア（６） ギャップに近く十分大きな値になる樺最適□に設計され
る。ハウジング２７は壱の側周壁がほぼ円筒状であり鉄
、鉄−ニソダル合金等の磁性体で構成しである。このハ
ウジング２７は乍１にブ□口・シフ取り付は用ねじ部２
　ｔ、　ａを持つと共に、このねじ部２７ａによりハウ
ジング２７をエシジンブロクク締め付けるためのレンチ
用６角部２７ｄを持つ。

２８はシール用プレートで、１検出器を外部と密閉し、
外気め湿気、汚れ等から保持すると共比磁路の一部を構
成するためのもの中あ□っ：て、磁性体よりなりハウジ
ング２７の関白部に打も込まれミ・シール用の０リング
２６ａを介してへ６ジング２７の開口端のがしめ部２７
Ｂをかしめることにより固定する。このプレート２日に
は信号を取り出すための端子２８ｂを埋め込み固定した
八−メチイ・ツクレール２ｓａが固定し才ある。：各コ
イル２２．２５の各一部はどのハニメテイックジール２
８・ａ：の端子２８□ｂに接続じ、この端子２８ｂより
外部の信号線３１に接続される。３２は信号線３１と端
子２□８ｂとの接続部を覆うゴムブツシュ、（７） ２６ｂはプレート２８とボビン２５′ａとの間に介在さ
せた０１ｉ７ングである。□　　　　１ここで、プレー
□ト２〔あ下端は棒状磁性体２３に密着させてありまた
、必要に応じて振動体２１の周辺を除いてハウジン夛２
７丙にモールド樹脂を充填するととによっソ、′各コイ
ル２２．２５、棒状磁性体２３間め和動的な位鎗変化に
よる鎖交磁束の変化を防止するよう番こしであるす２５
１ミ′２５２は各コ４ル２２、′２５の各幅細を外部に
引き出すためにボビン２５′ａに設けた臘す□ツ］・状
の溝：　２ｅ’ｉ、２８２は各コイル２２．２５の各端
部を外部に引き出すためにブレニド２日に謹けたスリッ
ト状の溝である。この検出器においソ、励磁コイル２□
２に発□生する一束の磁路は、棒状磁状体２′３−′ギ
讐ツブＧ→振動体２１→ハウジング２７−プレート２８
−棒状磁性体２３で構成する。

次にノッキング検出器２の出力計りノッキングを検出し
、さらに□エンジジ状態とし：て機関の回転数を検出し
前述した励磁コイルに供□給する電流を制御す若ノッキ
シ□グ検出回路３の実□雄側を第５図（８） に示す。７はエンジン状態検出器で本実施例では、機関
の回転数を検出するものであり、機関の回転数に同期し
て所定のパルス数を発生するものであれば、いかな□る
構成でもよい。３４は周波数−電圧変換回路で、エンジ
ン状態検出器７によって発□住したパルスを計□測：し
、機関の回転−に比例した電圧に変換する。３１５□は
、基準電圧の発生回路を含む差動増幅回路７・機関２回
１転数０増人に対ゝてその出力は減少する。３６は□電
圧−電流変換回路で、ノッキング検出器２の励磁コイル
２２に電流を供給する。　　　　　　□ ３１はフィルタ回路で、ノッキング検出器２の検出コイ
ル２５の出力からバルブの着座ノイズや点火ノイズを除
去し、ノッキング成分のみを取り出す。３２は積分回路
で、バックグランドのノイズレベルを出力する。３３は
比較回路にノイズレベルとフィルタ回路３１の直接出力
を比較讐□ることで、ノッキング有無の判定を行う。　
　　。

次に各部の作動を第６図を使って説明する。・まず励磁
電流の制御御をしない場合について説明讐る。

（９） 回転数が増大すると一般にノッキング検出器２の出力は
ヰのノズル″ルベルが増大ｊ−る。そこで第′１図に示
′シ去従来方式に□よればく積分ｉ路４２の出力は回転
数の増大上対応して細大するン次に励磁電流の制御をす
葛倉−合につい÷説明する。エンジン状態検出器７によ
って１回転当たりｉｌｌえば３６０パルスの回ｉ信号は
周波数−電圧変換回路により、回転数に比例した直流電
圧に変換される。この直流の電圧は差動増幅回路３５の
反転入力端子３５ａに接続される。すなわち第７図に示
すように、反転入力端子３５ａにはＶｉｎなる電圧が回
転数に対して印加される。また差動増幅回路３５の正転
入力端子３５ｂには、前記の直流電圧Ｖｉｎよりも十分
高い電圧Ｖ　ｒｅｆが回転数に対し一定の基準電圧とし
て印加される。この結果、差動増幅回路３５の出力は、
前述した２つの電圧の差すなわち（Ｖ　ｒｅｆ−Ｖ　ｔ
ｎ）に比例した出力Ｖｏｕｔとなる。従って回転数の増
大に対し、減少する特性となる。この電圧は次に電圧−
電流変換回路にて、電流出力に変換され、ノッキング検
出器２の（１０） 励磁コイル２２に電流を供給する。そこで第６図におい
て、回転数が増大すると、励磁電流が減少するためノッ
キング検出器の出力はそのノズルレベルが略一定に保た
れる。　　　、、　　　　・。

ノッキング有無の判定は、ノンキング検出器２の検出コ
イル２５の出力をフィルタ回路３１によりノッキング以
外の成分を除去した後１．積分回路３２にて積分し比較
回路３３の比−電圧とし１．フィルタ回路３．１の直接
出力を比較することで行われる。比較回路３３は、例え
ばノッキング有の場合には論理レベル−１”を、ノッキ
ング無の場合は論理レベル“０″を出力する。　　　　
　　。

ただこの場合前述したように、回転数の増大に対し、励
磁コイルに供給する電流は減少するように制御している
ので積分要路３２の出力は回転数が変化しても略一定に
保たれ、る。

」二連した実施例は、ノ・イ士ング検出器のノイズレベ
ルに最も影響を、及ぼす回転数に対してノ・ンキング捻
出器の励磁コイルに供給する電流を制御したが、さらに
負荷状態に対しても電流制御を行えば効果的であること
は言うまでもない。

、以上述岱たように本発明によるノッキング検出装置は
、ノッキング検出器の励磁コイルに供給する電流を機関
状懇←よって制御し、検出コイルに生じるノイズレベル
牽略一定に保つことで機関の運転状態が変化してもノッ
キングの検出性を良好に保つことができるという優れた
効果を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は、従来のノ・どキングの検出装置を表わすブロ
ック図、第２図は機関回転数を変化させた時の振動加速
度の増大を表わすグラフ、第３図は本発明装置を適用す
るノックフィードバック点火システムの構成図、第４図
は本発明装置に使用するノッキング検出器の一実施例を
示す縦断面図、第５図は本発明装置に使用するノッキン
グ検出回路の一実施例を示すブロック図、第６図は励磁
電流制御有無時のノッキング検出回路の各部の出力波形
図、第７図はノッキング検出回路の差動増幅回路、の各
部電圧を示す特性図である。 １・・・内燃機関、２・・・ノッキング検出器、２２・
・・励磁コブ、、ル、２５川検出コイル、３・・・ノッ
キング検出回路、７・・・エンジン状態検出器、３１・
・・フィルタ回路、３２．・・・積分、回路１．３３・
・・比較回路、３４・・・周波数−電圧変換回路、３５
・：・差動増幅回路、３６・；・電圧−電流変換回路、
　　　　：代理人弁理士　岡　部　　　隆 （１３） 第１図 第２図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ＋ｉ＋　内燃機関のノッキング状態を検出するノンキン
   グ検出器と、前記内畑機関め運転状態を検出する運転状
   態検出器と、□前記ノンキング検出器と前記運転状態検
   出器の出力よりノンキングあ有無を検出す墨ノ□ソキン
   グ検出回路を有する内燃機関用ノンキング検出器置にお
   いて、前記ノンキング検出器は励磁コイルを有し、前記
   ノッキン夛稜出向路は前記運転状態検出器の出力に応じ
   て前記・励磁コイルに供□給する電流を振動のノイ大し
   ベル示はぼ一定となるよかに変化させる□ことを特徴と
   する内燃機−用ノッキング検出装置。　　　　′□　“
   （２）前記運転状態検出器は、□機関の面転蓮度を検出
   する機関速度検出器であること′を特徴とする特許請求
   の範囲第１項記載の内燃機関用ノッキング検出装置。　
   　　　　　　　　　　　□（３）前記運転状態検出器は
   、機関の面転蓮度を挾（１） 出する機関速度検出器と、機関の負荷状聾を検出子る負
   荷族憇門出器であ乞ことを特徴とする特許ｉｕ求め範囲
   第１ｉ記載の内燃機関用ノッキング検出装置。　　　　
   　　　　　　　　　□