JPS603990Y2 - ノッキングコントロ−ル装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は自動車のエンジンのノッキングを検知し精度よ
く制御できるようにしたノッキングコントロール装置に
関するものである。

自動車におけるエンジンのノッキングは、車両のスムー
ズな走行と、燃費向上を行なうための阻害要因の一つで
ある。

このようなノッキングによる障害は、ノッキングを検知
し、エンジンの点火時期をコントロールすることにより
消滅させることが可能である。

以下本考案の一実施例を図面を用いて詳細に説明する。

第１図において、１は周波数選択増幅器、２と５は増幅
器、３と６はアナログスイッチ、４と７はピークホール
ド回路、８は減衰器、９．１０はコンパレータ、１１は
点火時期を１°ＯＡ遅らせるパルスを出すパルス発生回
路、１２はコンパレータ１０のみが信号を発生したとき
点火時期を０．５℃Ａ遅らせるパルスを出すパルス発生
回路、１３は点火時期を決定するカウンタ、１４はノッ
キングが一定点火数だけなかった場合点火時期を０．５
０進めるパルスを出すパルス発生回路、１６はエンジン
の７ツキング等の振動を検出するノッキングセンサ入力
端子、１７は点火と同期して０．５°ＣＡづつのタイミ
ング信号が加わる入力端子、１８は点火時期の出力端子
である。

この構成においてエンジン振動を検出するノッキングセ
ンサ信号は、周波数選択増幅器１によりノッキング発生
時の特徴周波数のみを増幅する。

この信号は増幅器２と５により、それぞれ増幅され、ア
ナログスイッチ３，６に、加えられる。

ここでアナログスイッチ３はノッキングが発生し得る時
間範囲でＯＮとなり、アナログスイッチ６はノッキング
が発生し得ないノイズタイミングの時間範囲でＯＮとな
り、それぞれ増幅器２，５から加わる信号を通過させる
。

アナログスイッチ３および６を通過した信号は、ピーク
ホールド回路４，７により、ピーク値が１点火のタイミ
ング間ホールドされ、三者の信号がコンパレータ９，１
０により比較される。

ここでコンパレータ１０への入力信号のうち、アナログ
スイッチ６を通過した信号は減衰器８を通過してレベル
の減少した信号となっている。

コンパレータ９はホールド回路４と７の出力をそのま）
比較し、コンパレータ１０はホールド回路４の出力と、
ホールド回路７の出力を減衰させたものとを比較する。

即ち、ノッキングの発生し得る時間内の信号と、その他
の期間であるノイズ信号の２者を比較するとき、ノイズ
側については、大小２つのレベルを作って、ノッキング
側の信号とそれぞれ２つのコンパレータ９，１０で比較
するという動作を行なっている。

このように構成すると、アナログスイッチ３を通過した
ノッキング信号と、アナログスイッチ６を通過したノイ
ズ信号との比較を行ない、ノッキング信号レベルがノイ
ズ信号レベルに比べ大であれば、ノッキングがあったと
いう検知信号を作るわけであるが、減衰器８を通したノ
イズ信号はレベルが小さくなるため、コンパレータ１０
により比較的小さいノッキング現象の検知を行ない、コ
ンパレータ９では、大きな振幅のノッキングを検知でき
る。

従って本回路ではノッキングの有無と共にノッキング現
象の大小を検知できる。

すなわちコンパレータ９はノッキングが大レベルの場合
出力を発生し、この出力によりパルス発生回路１１を動
作させて１°ＯＡ （クランクアングル角）点火タイミ
ングを遅らせるパルスを発生し、点火時期を定めるカウ
ンタ１３に加える。

一方小さなレベルのノッキングが発生するとコンパレー
タ１０のみに出力が発生し、この出力によりパルス発生
回路１２を動作させて点火時期を０．５℃Ａ遅らせるパ
ルスをカウンタ１３に加える。

点火時期を定めるカウンタ１３は、パルス発生回路１１
，１２の０．５℃Ａ１或いは１℃Ａの遅延パルスに応じ
、点火時期をカウントアツプし、点火時期を定める出力
を出す。

パルス発生回路１４は、ノッキングが連続して一定回数
発生しなかった場合、カウンタ１３の内容を０．５℃Ａ
進ませる出力を出す。

このようにしてノッキングの有無大小によって点火時期
がコントロールされる。

以上の回路動作を示す動作例を第２図に示す通りである
。

第２図において、イは点火タイミング信号、口はノッキ
ングセンサ出力信号、ハはコントローラ出力信号を図示
したものである。

ノッキングセンサの出力振幅が大きくなっている点火番
号で５・６・７・８・９がノッキングの発生を示してい
る。

ここで歯、８・９の７ツキングは振幅が小さい。

このような状態で点火時期がコントロールされる動作が
第２図へに示されている。

すなわちノッキングの発生した点火タイミング５で大振
幅のノッキングを検知すると、第１図のコンパレータ９
が動作し、点火時期を１℃Ａ遅角する。

以下７番の点火まで同様の動作を行ない、８番目の点火
で小振幅のノッキングを検知する。

ここで第１図のコンパレータ１０のみが動作し、遅角が
０．５℃Ａとなり、点火時期の制御量が変る。

この後者点火時期においてノッキングが発生しないとす
れば、第２図へに示すように、一定の点火数ごとに、点
火時期は逆に進みもとの値まで進んで行く動作を行なう
。

第３図は前記パルス発生回路１１の１例を示しており、
このパルス発生回路１１はＡＮＤ回路１１ａ、２ビツト
カウンタ１１ ｂ、 ＯＲ回路１１Ｃ，インバータ１１
ｄ、遅延回路１１ｅ、アンド回路１１ｆから構成される
。

第４図はパルス発生回路１１のタイミングチャートであ
る。

ＡＮＤ回路１１ａにはコンパレータ９の出力（第４図口
）ｔ Ｏ，５°ＯＡ信号（第４図イ５，２ビットカウン
タｌｌｂの上位ビット（第４図二５をインバータ１１ｄ
で反転させ、遅延回路１１ｅで遅延した信号（第４図ホ
）が印加される。

ノック判定前２ビットカウンタｌｌｂはリセットされて
おり、この場合遅延回路１１ｅの出力はＨである。

この状態で大レベルのノックが検出されると、コンパレ
ータ９よりＨが出力されると、０．５℃Ａ信号（第４図
イ）が２ビツトカウンタｌｌｂに入力される。

ＯＲ回路１１ｃは２ビツトカウンタｌｌｂの上位、下位
の両ビットのＯＲをとっており、両ビットのどちらかが
Ｈである間出力をＨとするが、２ビツトカウンタｌｌｂ
の上位ビットがＨとなって一定時間すると２ビツトカウ
ンタｌｌｂはリセットされ、また、２ビツトカウンタｌ
ｌｂへの入力パルスもなくなる。

このように、大レベルのノックが検出されると、ＡＮＤ
回路１１ｆより第４図トに示すように０．５℃Ａ信号が
２つ出力される。

第５図は前記パルス発生回路１２の１例を示しており、
このパルス発生回路１２は、コンパレータ９の出力を反
転させるインバータ１２ａ。

ＡＮＤ回路１２ｂ、１ビットカウンタ１２Ｃ，インバー
タ１２ｄ、遅延回路１２ｅ、ＡＮＤ回路１２ｆから構成
される。

このパルス発生回路１２はパルス発生回路１１と同様の
動作を行うが、ＡＮＤ回路１２ｆからは０．５℃Ａ信号
が１つ出力される。

第６図は前記パルス発生回路１４であり、このパルス発
生回路１４は、０．５℃Ａ信号が入力される毎にカウン
トを行なうカウンタ１４ａとこのカウンタ１４ａの出力
を遅延させる遅延回路１４ｂと、遅延回路１４ｂの出力
とコンパレータ１０の出力とのＯＲをとるＯＲ回路１４
ｃとから構成され、ノック無の状態が数点火、例えば１
６点火続くと０．５℃Ａ信号を出力する。

また、コンパレータ１０でノックが検出されると、カウ
ンタ１４ａはリセットされる。

第７図は前記カウンタ１３であり、このカウンタ１３は
、アップダウンカウンタ１３ａと、プログラマブルカウ
ンタ１３ｂとから構成される。

アップダウンカウンタ１３ａは、上記パルス発生回路１
１．１２の出力により、アップカウントされ、上記パル
ス発生回路１４の出力により、ダウンカウントされる。

アップダウンカウンタ１３ａが、２カウント増加すると
、プログラマブルカウンタ１３ｂからは、０．５°（Ｉ
Ｉ！ＡＸ２＝１℃Ａ点火を遅らせる信号を出力し、また
アップダウンカウンタ１３ａがｌカウント増・減すると
、プログラマブルカウンタ１３ｂからは、０．５°点火
時期を変える信号を出力するものである。

以上説明したように本考案によればノッキングの検知と
共にノッキングの強度を分類し、大、小に応じて点火時
期のコントロールによるノッキングの抑制をきめ細かく
行なうことができる。

またノッキングか否かはつきりしない小レベルのノッキ
ングに対しては細かい点火時期の制御を行なってエンジ
ンの様子を見、明らかに大きなノッキングでは、点火時
期を大きく動かした制御を行ない、すみやかにノッキン
グを消滅させることができる。

従がって、制御不足や制御しすぎといった状態になる確
率を減らすことができ、エンジンの燃費の減少、および
ドライバビリティの向上に役立つものである。

また、本考案では、ノッキングが所定点火回数の間連続
して発生しない場合に進角するようにしているため、ノ
ッキング制御系の発振（ハンティング）が防止できるも
のである。

なお、ノッキングの強度の分類は、この例に示すような
２段階のみではなく減衰器を複数用いて３〜４段階と分
類を大きくし、より細かな制御を行なうこともできる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の一実施例におけるノッキングコントロ
ール装置のブロック図ミ第２図イ９口。 ハはその動作を説明する、波形図、第３図は同装置のパ
ルス発生回路１１のブロック図、第４図イ〜トは同パル
ス発生回路１３の動作説明図、第５図、第６図はそれぞ
れ同装置のパルス発生回路１２．１４のブロック図、第
７図は同装置のカウンタ１３のブロック図である。 １・・・・・・周波数選択増幅器、２，５・・・・・・
増巾器１．３，６・・・・・・アナログスイッチ、４，
７・・・・・・ピークホールド回路、８・・・・・・減
衰器、９，１０・・・・・・コンパレータ、１１，１２
，１４・・・・・・パルス発生回路、１３・・・・・・
カウンタ。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. ノッキングセンサと、ノッキングが発生し得る時間範囲
   で導通し、上記ノッキングセンサ出力を通過させる第１
   のアナログスイッチと、ノッキングが発生し得ない時間
   範囲で導通し、上記ノッキングセンサ出力を通過させる
   第２のアナログスイッチと、上記第１のアナログスイッ
   チを通過したノッキング信号レベルと、上記第２のアナ
   ログスイッチを通過したノイズ信号レベルまたは、上記
   第２のアナログスイッチを通過したノイズ信号レベルを
   減衰器で減衰させた減衰ノイズ信号レベルとを比較する
   複数のコンパレータと、ノッキングの有無、およびノッ
   キングの程度に応じて上記複数のコンパレータより出力
   される検知信号に基づいて、異なった数のパルスを発生
   する複数のパルス発生回路と、上記複数のパルス発生回
   路の内、ノッキング有の場合にパルスを発生する上記パ
   ルス発生回路の出力パルスにより、アップカウントされ
   るとともに、ノッキング無の状態が複数点火間続いた場
   合にパルスを発生する上記パルス発生回路の出力パルス
   によりにダウンカウントされるアップダウンカウンタと
   、このアップダウンカウンタの計数結果に応じて、点火
   時期を進める信号または、遅らせる信号を出力する回路
   とからなるノッキングコントロール装置。