JPS6122141B2 - - Google Patents

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JPS6122141B2
JPS6122141B2 JP56073583A JP7358381A JPS6122141B2 JP S6122141 B2 JPS6122141 B2 JP S6122141B2 JP 56073583 A JP56073583 A JP 56073583A JP 7358381 A JP7358381 A JP 7358381A JP S6122141 B2 JPS6122141 B2 JP S6122141B2
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JP
Japan
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ignition timing
voltage
knocking
circuit
output
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JP56073583A
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English (en)
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JPS57188772A (en
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Noboru Sugiura
Toshio Furuhashi
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Hitachi Ltd
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Hitachi Ltd
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Publication date
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    • 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
    • F02P5/00—Advancing or retarding ignition; Control therefor
    • F02P5/04—Advancing or retarding ignition; Control therefor automatically, as a function of the working conditions of the engine or vehicle or of the atmospheric conditions
    • F02P5/145—Advancing or retarding ignition; Control therefor automatically, as a function of the working conditions of the engine or vehicle or of the atmospheric conditions using electrical means
    • F02P5/15—Digital data processing
    • F02P5/152—Digital data processing dependent on pinking
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/40—Engine management systems

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Electrical Control Of Ignition Timing (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は、内燃機関の点火時期制御装置に係
り、特に内燃機関のノツキングを検出して制御を
行うノツク制御装置に関する。
〔発明の背景〕
エンジンのノツキングはピストンや排気弁を溶
損し甚しい場合にはエンジンの破壊をもひき起す
危険な現象であるため従来の点火装置にあつては
ノツキングの発生する点火時期からある程度の余
裕を取つて点火時期を遅れ側に設定する点火時期
制御方法によりノツキングによる重大なトラブル
の発生を回避していた。
このようなノツキングの発生する頻度が高く、
しかも重度のノツキングが連続して生じ易い領域
は、アイドリング状態からの急加速時である。し
かし、例えば特開昭54−25334号公報に示される
如き従来のノツク制御装置は、ノツキング生じる
とエンジン回転数に無関係にエンジンの点火時期
を一定量遅延させることによりノツキングを除去
していた。しかも、従来のノツク制御装置は、エ
ンジン回転数に無関係に、ノツキングが生じると
一定量エンジンの点火時期を遅延させるようにし
ているため、低速時のノツキングに対応できるエ
ンジン点火時期の遅延量に設定すると、中高速回
転時における点火時期性能を損い、エンジン性能
を充分発揮することができなくなるところから一
般に中高速回転時の点火時期性能を良好に行い得
る遅延量となつている。
このようにノツキングが生じた場合、一定量点
火時期を遅角してノツキングが生じいない点火時
期に制御を行つている。すなわち、1ノツキング
が生じる毎に一定量ずつ点火時期を遅角してい
き、ノツキングが消滅するまで点火時期の遅角は
行われる。ノツキングが消滅した時点の点火時期
は必ずしも最適点火位置とは限らないので、再び
電子進角作用が働き、点火時期は進角していく。
すなわち、復帰進角が行われる。この復帰進角の
方法として、、例えば特開昭55−148966号公報に
示す如き従来のノツク制御装置は、エンジンの回
転数に応じて進角量が制御される。すなわち、エ
ンジン回転数が大きくなると進角量も大きくな
る。
〔発明が解決しようとする問題点〕
しかしながら、このような従来のノツク制御装
置の復帰進角方法にあつては、例えば6000RPM
に対してアイドル回転数の如き600RPMでは進角
度は6000RPMの1/10となり、低速回転数では進
角が小さすぎて実質進角しないような状態とな
る。このため実質低速回転域では点火時期を最適
点火時期に制御することができなくなるという欠
点を有している。
〔発明の目的〕
本発明の目的は、ノツク制御によつてノツキン
グが解消された後短時間で最適点火時期に復帰さ
せることのできるノツク制御装置を提供すること
にある。
〔問題点を解決するための手段〕
本発明は、復帰進角を単位時間当り一定量進角
させると共に回転数に比列して所定進角量を増加
させて進角することにより、ノツク制御によつて
ノツキングが解消されたご短時間で最適点火時期
に復帰させようというものである。
すなわち、本発明は、内燃機関のノツキングを
検出してノツク信号を出力する第1の手段と、該
第1の手段から出力されるノツク信号毎に一定量
エンジンの点火時期を遅延する第2の手段とを備
えたノツク制御装置において、上記第2の手段の
点火時期の遅角によつてノツキングが発生しなく
なつたとき単位時間当り一定量進角させ復帰進角
を行う第3の手段と、前記第3の手段による単位
時間当りの一定進角量にエンジン回転数に比例し
て定まる進角量を加算して上記エンジンの点火時
期として出力する第4の手段を設けたことを特徴
とするものである。
〔発明の実施例〕
以下、本発明の実施例について説明する。
第1図にはノツク制御装置及び無接点点火装置
よりなるノツク制御システムのブロツク図が示さ
れている。
図において、ノツク制御装置は、定電流回路、
センサシヨート検出回路、センサオープン検出回
路、異常信号検出回路よりなるフエールセーフ回
路及び、交流結合回路、ゲート1,2よりなる点
火ノイズカツト回路、バンドパスフイルター及び
ゲイン可変増巾器、半波整流器、ノツク電圧マス
ク回路、積分器1,2、増巾器2で構成される
AGC回路、及び、積分回路1の出力をバツクグ
ランドレベルとするバツクグランドレベル出力回
路、上記バツクグランドレベル(以下BGLと略
す。)電圧と信号を比較してノツキングに比例し
た遅角信号(パルス列)を発生する比較器1、ま
た、あらかじめ設定された検出電圧と、信号を比
較して同様に遅角信号(パルス列)を発生する比
較器および積分器3、遅角信号発生回路、上記
遅角信号に比例した直流電圧を発生する積分回路
2、又、無接点点火装置内パワートランジスタの
ベース信号を入力として、点火コイル遮断時に同
期して一定時間を出力する単安定回路、単安定回
路、単安定回路の出力パルスの間積分回路2の出
力電圧を、(一定電圧/周期)の割合で減少させ
る手段と、一定時間減少させる手段よりなる進角
信号出力回路より構成されている。
無接点点火装置は、基本点火時期を検出するピ
ツクアツプコイル(以下PUコイルと略す。)、PU
コイルの出力信号を波形整形増巾する増巾器、ノ
ツク制御装置の出力電圧に応じて点火時期を変動
するリタード回路、点火コイルの2次側に高電圧
を発生させるパワートランジスターより構成され
ている。
第2図には第1図図示フエルセーフ回路の詳細
回路が示されている。
図において、ノツクセンサ1は、約1Hのイン
ダクタンス26と約840Ωの抵抗21で表わさ
れ、抵抗2,3,4,20、PNPトランジスタ2
7、ツエナーダイオード30,32よりなる定電
流回路に接続されている。このツエナーダイオー
ド32のツエナー電圧は6V、オペアンプ33の
出力電圧(点電圧)は)3Vに設定されてお
り、PNPトランジスタ27のコレクタ電流は、約
1.7mAに設定されている。従つて点直流バイア
ス電圧は約1.4(V)に設定され、ノツクセンサ出力
信号は、第4図Cに示す如き上記バイアス電圧に
重畳した波形となる。
また、ノツクセンサ1の出力インピーダンスZ
は、抵抗21、インダクタンス26で定まり、ノ
ツキング周波数(約7KHz)における値は Z≒2πf0L+RZ1=2π×7000 ×1+840≒45(KΩ) ………(1) となる。
従つて、ノツク制御装置のノツクセンサ1の接
続部入力インビーダンスが低いとノツクセンサ1
からの出力信号が大巾に減衰する為、入力インピ
ーダンスを高くする必要がある。ここでは、直流
バイアス回路を定電流構成としている為、直流バ
イアス回路部のインビーダンスは無限大に近い値
となつている。
一方、ノツク制御装置の入力インピーダンスを
高くする外乱メイズが重畳し易く、第4図Cに示
すように、点火タイミングに同期して、点火ノイ
ズ(以下Igノイズと略す)が重畳する。
ノツクセンサ1からの出力信号からノツキング
信号を良好に出力する為には、このIgノイズを点
火タイミング後一定時間カツトすれば良く、この
操作の為に、、コンデンサ22、抵抗6による交
流結合により、ノツクセンサ1からの出力信号の
バイアスレベルをOVに変換し、第4図Bに示す
如き単安定回路を出力信号に応じてトランジスタ
28をONし、Dに示す如くIgノイズを除去して
いる。
尚、ノツクセンサ1の負荷インピーダンスとし
て抵抗5,6,14、コンデンサ22,23が考
えられるが、抵抗14を約1MΩとすることによ
り、抵抗5,14、コンデンサ23は無視でき、
従つて、ノツクセンサ1の負荷は、コンデンサ2
2、対抗6だけと考えられる。
ちなみに、ここでは、コンデンサ22を
470PF、抵抗6を20KΩとすることにより、イン
ダクタンス26との去振周波数を約7KHz(Qの
低いバンドパスフイルターとなつている。)と設
定している。
以上の操作により、第2図点電圧波形は、第
4図Dに示すようになり、オペアンプ35による
バツフア回路を通して、抵抗15,16,17,
110、コンデンサ24,25、オペアンプ34
よりなるバンドパスフイルター(Qの高い)に入
力され、バンドパスフイルター(以下BPFと略
す。)と出力電力(点電圧)波形は、第4図E
に示すようになる。さだし、後述する如くIgノイ
ズによりBPEに若干ノイズが重畳するためBPF後
にもIgノイズマスクが必要となる。なお、オペア
ンプ34の非反転端子は、点(3V基準電圧)
に接続されているため点直流バイアス電圧は
3Vとなつている。
次に、遅角信号出力回路について第3図を用い
て説明する。
第2図1b端子出力は、第1図に示すように増
巾器、半波整流器を通つて積分回路1に入力さ
れ、この積分回路2の出力電圧は、積分回路3を
介してBPEのバツクグランド電圧に比例した直流
電圧となる(第4図Eに示されるBGL電圧)、ま
た、積分回路3の出力値は比較器100に入力さ
れこの比較器100では、前記BP出力信号と
BGL電圧が比較され、BGL電圧以上となるパル
スが第4図Fに示す如きノツキングパルス比較器
100の出力に出力される。
このように出力されるノツキングパルスは、ダ
イオード107、コンデンサ106、抵抗104
で構成される積分器3に入力される。前記積分器
3の波形は第4図Gに示すようになる。また、抵
抗103,105はVzに接続され積分器3基準
電圧(≒2V)を作つている。また、コンパレー
タ101は、前記積分器3出力と積分器3基準電
圧を比較して、ノツキングパルスからパルス数に
比例する、第4図Hのパルス巾のパルスを出力す
る。このパルスは第5図2d端子の入力となり、
パルス巾に応じて積分器2の出力が増大する。一
方、コンパレータ200は、その負入力端子が対
抗201,202の抵抗分圧によつてあらかじめ
設定された電圧Vcoに接続されている。また正入
力端子は前記コンパレータ100の正入力端子と
接続されており、ノツク信号増巾器の出力が入力
されている。また、コンパレータ100と200
の出力は、同じく抵抗102、ダイオード107
のカソードに接続されている。従つてその接続点
は、コンパレータ100と200が同時にハイ
レベルになつた時のみ、ハイレベルとなり遅角信
号(パルス列)を発生するAND回路を構成して
いる。
第3図図示回路ではオートゲイン回路により、
常に信号増巾器およびBGL出力を一定レベルに
するようにしているが、設定し得る増巾率には限
度がある。そのため、、低速でノツクセンサ出力
信号が小さいためBGLが充分上昇しない場合、
コンパレータ100の出力には、ノツク信号以外
の小信号でも、あたかもノツク信号であるからの
ように検出してしまう。しかし、コンパレータ2
00の負入力端子電圧Vcoを、本来のノツク信号
を検出するに必要な電圧に設定しておけば、
BGLがVcoより低い場合AND構成の効果により、
コンパレータ200の出力が優先されて、本来の
ノツク信号のときのみ、接続点にノツキンング
パルス発生する。また、回転数が上がり、BGL
が電圧Vcoより高くなつて、ノツク信号が適確に
つかめるようなレベルになつた場合は、コンパレ
ータ100の出力が優先される。
実験の結果では、電圧Vcoをノツク信号増巾器
の動作基準電圧より約0.5V高く設定しておく
と、良好な検出が行えた。
第5図には、本発明の実施例を示す第1図図示
積分回路2の詳細回路図が示されている。
図において、積分回路2はコンデンサ71,7
2、オペアンプ85よりなるミラー積分回路、抵
抗51,51,53,56、ダイオード83より
なる積分回路最大電圧クランプ回路、及びオペア
ンプ87、ダイオード84、抵抗54,55より
なる積分回路最小電圧クランプ回路により、積分
回路出力電圧は点電圧と点電圧の間を動くよ
うに構成されている。また、オペアンプ85の非
反転端子は2b端子に接続され、2b端子は1a
端子に接続され3Vとなつている。
前述したノツキングパルスが2d端子に入力さ
れると抵抗63を通してトランジスタ76がノツ
キングパルスに同期してONする。
従つて、いま、第4図Hに示すようにノツキン
グパルスのパルス巾をtO(大体560μsec)とす
ると、この時間tOの間トランジスタ76が導通
し、コンデンサ71,72には電流i1が第5図図
示印に示す向きに流れ、従つて第4図に示され
るオペアンプ85の(電圧上昇/パルス)ΔV1
は次のようになる。
i1=3/R60∴ΔV1=i1/Ct0 …(2) ここで、C;コンダンサ71,72の並列値 R60;抵抗60の値 (2)式からわかるように、ノツキングパルス数に
比例して、オペアンプ85の出力電圧は上昇す
る。
一方、毎周期、単安定回路の出力パルス(第4
図Bに示される反転波形)が2a端子に印加さ
れ、トランジスタ77は、一定時間t1の間OFFす
る。
従つて、第5図に図示した矢印の向きに電流i2
が流れ、オペアンプ85の(電圧下降/周期)Δ
V2は次のようになる。
i2=6−3/R66+R67∴ΔV2=i2/Ct1 また、抵抗610,611,612よりコンデ
ンサ71,72には常に電流i3が流れる構成をと
つており、結局コンデンサ71,72には、i2+
i3の電流が流れ、オペアンプ85の(電圧下降/
周期)ΔVcは、 ΔVc+ΔV2+ΔV3 (ΔV3≒1deg/1sec:電流i3による。) ちなみに、本実施例においては、電圧上昇Δ
V1に対して電圧下降ΔVcをΔV1の1/50位に設定
している。
したがつて、無接点点火装置のリタード回路の
特性は第6図に示す如くノツク制御装置出力電圧
に対して一定角度傾斜特性となつているため、ア
ドバンス角度は第7図に示す如く、単位時間当り
一定進角量に回転比例進角量が増加された量が進
角量となる。
なお、ツエナーダイオード81は約6Vのツエ
ナーダイオードであり、電源電圧Viが低い時
(すなわちスタータONのエンジン始動時)には、
抵抗68,69の中点電圧がツエナーダイオード
81をONできなくなる為、トランジスタ73が
オフし、75,78がONする。この時、75が
ONしている為、トランジスタ76はOFFし又、
780Nにより電源より抵抗57を通してi2と同
じ方向に電流が流れ、オペアンプ85の出力は、
点と同じ電圧迄減少しクランプされる。
〔発明の効果〕
1ノツキングが生じる毎に一定量づつ点火時期
を遅角していき、ノツキングが消滅するまで点火
時期の遅角は行われる。しかし、ノツキングが消
滅した時点の点火時期は必ずしも最適点火位置と
は限らないので、再び電子進角作用が働き、点火
時期は進角していく。すなわち、復帰進角が行わ
れる。本発明は、この復帰進角の進角量を単位時
間当りの一定進角量に、回転数に比例した進角量
増加した量にしている。
したがつて、本発明によれば、エンジン回転数
にかかわらずノツキングが解消された後短時間で
最適点火時期に復帰させることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の適用されるノツク制御システ
ムを示すブロツク図、第2図は第1図図示フエル
セーフ回路の詳細回路図、第3図は遅信号出力回
路の詳細回路図、第4図は第1図乃至第3図の主
要動作波形図、第5図は本発明の実施例を示すノ
ツク制御装置の積分回路の詳細回路図、第6図は
無接点点火装置のリタード回路の特性図、第7図
は本実施例の復帰進角特性図である。 77,78……トランジスター、85…オペア
ンプ、66,67,610,611,612……
抵抗、71,72……コンデンサ。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 内燃機関のノツキングを検出してノツク信号
    を出力する第1の手段と、該第1の手段から出力
    されるノツク信号毎に一定量エンジンの点火時期
    を遅延する第2の手段とを備えたノツ制御装置に
    おいて、上記第2の手段の点火時期の遅角によつ
    てノツキングが発生しなくなつたときに単位時間
    当り一定量進角させ復帰進角を行う第3の手段
    と、前記第3の手段による単位時間当りの一定進
    角量にエンジン回転数に比例して定まる進角量を
    加算して上記エンジンの点火時期として出力する
    第4の手段を設けたことを特徴とするノツク制御
    装置。
JP56073583A 1981-05-18 1981-05-18 Knock controller Granted JPS57188772A (en)

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