JPS6152927B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はエンジンに発生するノツキングの振動
を検出する装置に関する。

強度のエンジンノツキング状態が継続すると、
エンジン耐久性などに悪影響を及ぼすが、比較的
低速のエンジン回転域における軽微なノツキング
状態では、エンジン出力、燃費特性が最良となる
ことが知られている。そして、ノツキングの発生
について点火時期は重大な相関関係があり、一般
に点火時期を進ませるほどノツキングの発生が増
大する傾向にある。

そこで従来から、エンジンのノツキング状態を
検出しながら点火時期をこれに対応して進退さ
せ、軽微なノツキング状態を維持するようにし
て、燃費や出力特性の向上をはかる装置が知られ
ている。

ところで、ノツキングが発生するとエンジン本
体の振動に関して、特定周波数の振動成分が増加
することが知られているが、これを利用して上記
従来装置では、エンジン本体の振動を検出するセ
ンサを設け、このセンサの検出信号から上記特定
周波数成分（帯域）を選択し、次いでこの選択値
からノツキングとかかわりのないバツクグランド
ノイズレベルに相当する分を差し引いて、その残
りの大きさからノツキング強度を判定し、所定強
度よりも強いノツキングが発生した場合に点火時
期を遅らせてノツキングを抑えることで、軽微な
ノツキング状態を維持するようにしている。

しかしながら、実際にはバツクグランドノイズ
レベルを評価するのは極めてむずかしく、例えば
振動センサの出力信号を整流した後平均化してこ
れをバツクグランドノイズレベルに相当する信号
としたものでは、バツクグランドノイズレベル信
号はノツキングによる分をも含んでいるため、こ
れは正しくバツクグランドノイズレベルのみを反
映したものではなく、したがつてノツキングが発
生した場合にその強度を実際よりも弱く判定して
しまうといつた恐れがある。

この点を第１図のタイムチヤートを参照しなが
ら具体的に説明する。すなわち、振動センサの出
力信号の整流信号Ａはノツキングの発生に伴つて
その振幅が増大する。

一方、この整流信号Ａを平均化した後増幅して
得たバツクグランドノイズレベル信号Ｂは、平均
の過程で遅れ時間が発生するので、整流信号Ａの
振幅の増大に少し遅れたかたちでその電圧値が増
大する。

しかしながら、この信号Ｂの電圧値の増大はノ
ツキングによるものであり、この増大部はバツク
グランドノイズレベルよりも大きな値となつてい
る。

したがつて、整流信号Ａからバツクグランドノ
イズレベル信号Ｂを差し引いて得られるノツキン
グ強度を示す信号は、実際よりも小さな値とな
り、ノツキング強度を実際よりも弱く判定してし
まう。

この結果、ノツキングが発生しているにもかか
わらず発生していないと判定する恐れがあり、場
合によつては点火時期を精度よく的確に制御する
ことができない事態が発生することも考えられ
る。

本発明は、このような従来の問題点に着目して
なされたもので、ノツキング強度を正しく判定で
きるようにしたノツキング振動検出装置を得るこ
とを目的とする。

そのため本発明は、エンジンノツキングに基づ
くシリンダ内圧振動に対応する変化量を電気信号
として検出するセンサと、このセンサの出力信号
を整流する整流手段と、この整流手段からの整流
信号を平均する平均手段と、後述の比較手段から
の出力信号に基づいてノツキング発生期間中はノ
ツキング発生直前の平均手段の出力信号を保持
し、ノツキング非発生期間中は平均手段の出力信
号をそのまま出力する保持手段と、この保持手段
の出力信号と前記センサの出力信号あるいは整流
手段の出力信号とを比較し、保持手段の出力信号
よりもセンサの出力信号あるいは整流手段の出力
信号が大きいときにノツキング振動に対応したノ
ツキング発生信号を出力する比較手段とを備えて
いる。

以下図面によつて説明する。第２図は本発明の
実施例を示すブロツク図である。

１はセンサで、エンジンの振動を電気的な振動
に変換する。具体的には、エンジンのノツキング
振動に対して機械的に共振するようにした共振型
の振動センサ、あるいは共振型でない通常の振動
センサが用いられる。

２は増幅器で、センサ１に共振型でない振動セ
ンサを用いた場合には、その内部にバンドパスフ
イルタを備えセンサ１の出力信号からノツキング
周波数域のみを選択して増幅する。

センサ１に共振型の振動センサを用いた場合に
は、この増幅器２は単にセンサ１の出力信号を増
幅する。

この増幅器２からの信号は半波（あるいは全
波）整流器３で整流され、例えば第３３図Ｃに示
すように、ノツキング発生時に相対的に振幅が増
大する整流信号となる。

そして、この整流信号（第３図Ｃ）は、サンプ
ルホールド回路５がサンプリングしている状態
（以下サンプルモードと記す）となつている時
に、平均回路（例えば抵抗、コンデンサ等からな
る一次遅れ回路で構成される。）４および６で平
均化（平滑化）された後、増幅器７により増幅さ
れ、例えば第３図Ｄに示すようなバツクグランド
ノイズレベルに相当した信号となる。

このバツクグランドノイズレベル信号（第３図
Ｄ）と増幅後のセンサ１の出力信号（正電位の波
形は第３図Ｃと同一）とは、比較器８によつて比
較され、例えば第３図Ｅに示すような負のパルス
列信号に変換される。

ここで、ノツキングが強く起こるほど、センサ
１の出力信号（第３図Ｃ）の振幅がバツクグラン
ドノイズレベル信号（第３図Ｄ）よりも相対的に
大きくなるので、このパルス列信号（第３図Ｅ）
のパルス数ならびにその個々のパルス幅も増大す
る。

したがつて、このパルス列信号（第３図Ｅ）の
積分値はノツキング強度に応じて増大し、この積
分値からノツキング強度を正確に判定することが
可能となる。

この負のパルス列信号（第３図Ｅ）は、次に微
分器９で微分され、例えば第３図Ｆに示すような
微分パルス信号に変換される。

そして、この微分パルス信号（第３図Ｆ）は単
安定マルチバイブレータ１０によりそのパルス幅
が引き延ばされて、例えば第３図Ｇに示すよう
に、ノツキングが発生している期間に対応した広
幅な負のパルス信号に変換される。

具体的には、単安定マルチバイブレータ１０と
して再トリガ可能なもの（トリガ入力が入るごと
に準安定状態がセツトされなおす。）を使用し、
微分パルス信号（第３図Ｆ）の個々のパルスに対
して、これらの間隔よりも広幅な負のパルスを発
生させるように構成することで、容易に上記の広
幅なパルス信号（第３図Ｇ）を得ることができ
る。（又微分器９、単安定マルチバイブレータ１
０を用いることにより、何らかの原因でバツクグ
ランドノイズレベル信号Ｄが一時的に出力しない
状態が生じてもサンプルホールド回路のホールド
動作が解除され正確なノツキング振動を検出する
ことができる。） なお、単安定マルチバイブレータ１０にエツジ
トリガ方式のもの（例えば信号Ｅの立ち下がり時
点でトリガされるもの）を用いた場合には、微分
器９を省略できる。

一方、サンプルホールド回路５は、単安定マル
チバイブレータ１０がハイレベルを出力している
ときには、第１の平均回路４からの平均化信号
（第３図Ｈ）をそのまま第２の平均回路６へ送り
（サンプルモード）、逆に負のパルス（第３図Ｇ）
を発生しロウレベル信号を出力しているときに
は、ロウレベル信号出力時の第１の平均回路４か
らの平均化信号（第３図Ｈ）を保持しそれを第２
の平均回路６へ送る。このサンプルホールド回路
５の出力信号を第３図Ｉに示す。

ここで、第１の平均回路４の時定数を小さく選
んでおけば、その平均化信号（第３図Ｈ）のうち
サンプルモード、すなわちノツキングの発生して
いない期間に対応する平均電圧は、ノツキングの
発生に伴う整流信号（第３図Ｃ）の振幅増大部を
平均した電圧を含んでいないとみなすことができ
る。

これに加えて、ノツキングが発生して比較器８
がロウレベルを出力した瞬間から、すぐに第２の
平均回路６への平均化信号（第３図Ｈ）が保持さ
れるので、ノツキングの発生に伴う振幅の増大部
が第２の平均回路６へ送られるのを防ぐことがで
きる。（サンプルホールド回路５の出力信号（第
３図Ｉ）を第２の平均回路６でさらに平均化する
ことにより、さらに安定したノツキング振動の検
出を行なうことができる。） この結果、第２の平均回路６からの平均化信号
（第３図Ｊ）を増幅器７で増幅して得たバツクグ
ランドノイズレベル信号（第３図Ｄ）は、従来の
ようにノツキング発生に伴つて増大することはな
く、バツクグランドノイズレベルに正確に対応す
る。

したがつて、このバツクグランドノイズレベル
信号（第３図Ｄ）と、増幅器２を経たセンサ１の
出力信号とを比較して得られる比較器８からのパ
ルス列信号（第３図Ｅ）は極めて正確にノツキン
グ強度を示す。

ところで、ノツキングが発生していない期間
は、比較器８がハイレベル信号を出力して平均回
路４および６に整流信号（第３図Ｃ）を送るの
で、バツクグランドノイズに忠実に対応して、バ
ツクグランドノイズレベル信号がつくられる。

なお、第２の平均回路６を省略した場合でも、
本発明としての基本的な作動が損われることはな
い。

以上説明したように、本発明ではノツキングが
発生している間は、バツクグランドノイズレベル
信号にノツキングの発生に伴うセンサ出力信号の
振動の増大部が含まれないようにしたので、セン
サ出力信号とこのバツクグランドノイズレベル信
号とを比較して得られる信号に基づいて、ノツキ
ング強度を正確に検出することができる。

したがつて、本発明の装置を点火時期制御装置
に適用すれば、ノツキング強度に応じて適確に点
火時期を制御することが可能になる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の装置の作動を示すタイムチヤー
ト、第２図は本発明の実施例を示すブロツク図、
第３図はその作動を示すタイムチヤートである。 １……センサ、２……増幅器、３……整流器、
４……平均回路、５……サンプルホールド回路、
６……平均回路、７……増幅器、８……比較器、
９……微分器、１０……単安定マルチバイブレー
タ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ エンジンノツキングに基づくシリンダ内圧振
   動に対応する変化量を電気信号として検出するセ
   ンサと、このセンサの出力信号を整流する整流手
   段と、この整流手段からの整流信号を平均する平
   均手段と、後述の比較手段の出力信号に基づきノ
   ツキング発生期間中はノツキング発生直前の平均
   手段の出力信号を保持し、ノツキング非発生期間
   中は平均手段の出力信号をそのまま出力する保持
   手段と、この保持手段の出力信号と前記センサの
   出力信号あるいは整流手段の出力信号とを比較
   し、保持手段の出力信号よりもセンサの出力信号
   あるいは整流手段の出力信号が大きいときにノツ
   キング振動に対応したノツキング発生信号を出力
   する比較手段とを備えことを特徴とするノツキン
   グ振動検出装置。 ２ 前記保持手段は、比較手段の出力信号のうち
   狭幅な一群のパルス列を変換して得た広幅なパル
   スに基づいて平均手段の出力信号を保持するもの
   である特許請求の範囲第１項記載のノツキング振
   動検出装置。