JPS6248067B2 - - Google Patents

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JPS6248067B2
JPS6248067B2 JP56063629A JP6362981A JPS6248067B2 JP S6248067 B2 JPS6248067 B2 JP S6248067B2 JP 56063629 A JP56063629 A JP 56063629A JP 6362981 A JP6362981 A JP 6362981A JP S6248067 B2 JPS6248067 B2 JP S6248067B2
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JP
Japan
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knocking
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vibration
ignition timing
output
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JP56063629A
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Hiroshi Haraguchi
Hiroshi Narita
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Denso Corp
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NipponDenso Co Ltd
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    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • 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
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  • Electrical Control Of Ignition Timing (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は内燃機関の気筒内外に生じる振動もし
くは音等によつてノツキングを検出し、ノツキン
グが検出された場合には点火時期を遅角させる機
能をもつ内燃機関用点火時期制御装置に関するも
のである。
近年、内燃機関に生じるノツキングを検出して
点火時期を遅角させるいわゆるノツキングフイー
ドバツクシステムが種々検討されている。このよ
うなシステムの多くはエンジンブロツクの振動に
よりノツキングを検出するためのノツキング検出
器を備えているが、第1図に示すごとく従来の検
出器2は内燃機関1のエンジンブロツク11の一
方向(図中矢印方向)のみの振動を検出するもの
である。また、気筒内圧力あるいは音等の振動を
検出するノツキング検出器も考えられているが、
その振動の検出方向はやはり一方向に限られてい
る。
しかしながら、我々の実験結果によれば、上述
した従来のもののごとく一方向の振動によつての
みノツキングを検出すると、ノツキングの検出ミ
スをする場合が多数あることが判つた。第2図は
その実験結果の一例を表わす。第2図Aにおいて
Xは図中上下(垂直)方向の振動を示し、Yは図
中左右方向の振動を示し、Zは図中紙面に対し垂
直方向の振動を示し、第2図Bにおいて、aは
X、Y、Zのすべての方向に対するノツキング強
さを示し、bはY方向の振動強さを示し、cはZ
方向の振動強さを示し、dはX方向の振動強さを
それぞれ示すものである。すなわち、一方向(例
えば第2図Aの矢印Y方向)のみの振動でノツキ
ングを検出しようとすると第2図bのaで示すご
とくノツキングの検出ミスがあり、この場合には
他の方向(たとえば第2図AのZ方向)の振動で
は第2図cで示すごとく確かにノツキングと検出
しているのである。逆に、第2図bのbで示すご
とくZ方向では検出ミスをしていてもY方向では
ノツキングと検出する場合もあり、どちらの方向
の振動を検出するにしても、一方向だけの検出で
はこのようなノツキング検出ミスは防止できな
い。また、エンジンブロツクの振動以外によつて
ノツキング検出する場合(たとえば気筒内圧力振
動、音)にも上記のような問題があることが判つ
た。
本発明は上記問題点に鑑み、複数方向の振動に
よつてそれぞれの方向からノツキングを検出する
ことにより、ノツキングの検出ミスを防止し、精
度の良いノツキングフイードバツクシステムを提
供することを目的とする。また、2方向以上同時
にノツキング信号が発生する場合は比較的大きな
ノツキングであるので、2方向以上のノツキング
信号の論理積(AND)をとつて点火時期を制御
すれば、燃費、出力を重視したノツキングフイー
ドバツクが実現できる。
以下本発明を図に示す実施例について説明す
る。第3図に本発明の第1実施例を示す。11は
内燃機関のエンジンブロツク、2,3はそれぞれ
機関のノツキング現象に対応したエンジンブロツ
ク11の振動を上下(垂直)方向のX方向及び左
右水平方向のY方向について圧電素子式(ピエゾ
素子式)、電磁式(マグネツト、コイル)等の振
動検出体によつて検出するノツキング検出器、4
は機関の基本点火時期を設定する点火信号発生器
内蔵のデイストリビユータ、5はノツキング検出
器2,3及びデイストリビユータ4の点火信号発
生器よりの信号を受けて実際の点火時期を決定し
点火時期制御信号を発生する点火時期制御回路、
6は前記点火時期制御回路5の出力信号を電流増
幅して図示しないイグニツシヨンコイルの通電遮
断を行なわしめるイグナイタである。
点火時期制御回路5の構成は次のとおりであ
る。51,52は各ノツキング検出器2,3の出
力のうち、ノツキング周波数成分のみを選別して
それぞれ取り出すためのバンドパス、ハイパス等
のフイルタ、53,54は各フイルタ51,52
の出力信号と受けてそれぞれの方向の振動より機
関がノツキング状態にあるかどうかをそれぞれ検
出するノツキング検出回路、55は各ノツキング
検出回路53及び54から出力されるノツキング
信号の論理和(OR)をとるためのOR回路、56
はOR回路よりの出力信号を受けて基本点火時期
からの遅角量を演算する公知の遅角量演算回路、
57はデイストリビユータ4からのピツクアツプ
信号を波形整形し、基本点火時期をとり出すため
の波形整形回路、58は波形整形回路57より出
力される基本点火時期から遅角量演算回路56よ
り出力される遅角量を差し引いて実際の点火時期
を決定する公知の点火時期演算回路である。
次に、第4図の各部波形図を用いて第1実施例
の動作説明をする。第4図aは一方のノツキング
検出器2の出力信号を一方のフイルタ51を通過
させた後の波形である。同図bは同様に他方のノ
ツキング検出器3の他方のフイルタ52通過後の
波形である。同図a,bにおいて一点鎖線は各ノ
ツキング検出回路53,54において設定される
ノツキング判定レベルKLであり、この判定レベ
ルKLを超える信号が発生した場合にノツキング
と判定する。同図c,dはそれぞれ各ノツキング
検出回路53,54から出力されるノツキング信
号である。これらノツキング信号は各フイルタ5
1,52の出力信号がそれぞれの判定レベルKL
を超えた場合にのみ発生する。同図eはOR回路
55の出力信号である。この信号は、各ノツキン
グ検出回路53,54の各出力信号のどちらかが
高レベルの状態にあるとき高レベル状態になる信
号である。このOR回路55の出力信号が遅角量
演算回路56に送られて基本点火時期から遅角量
が演算される。
本実施例では、第4図中のノツキング信号K
1,K2,K3,K4がすべて出力されて精度の
よいノツキング判定が可能となるが、たとえばノ
ツキング検出器2(Y方向探知)だけだと、ノツ
キング信号K1は出力されず、またノツキング検
出器3(X方向探知)だけだとノツキング信号K
3は出力されず、どちらにしてもノツキング検出
ミスが起こり、精度の良いノツキング判定はでき
ないことになる。
第5図に本発明の第2実施例を示す。第1実施
例と異なるのはOR回路55のかわりにAND回路
59を使用した点である。以下第6図の波形図に
従つてこの動作を説明する。同図aは一方のノツ
キング検出回路53より出力されたノツキング信
号、同図bは他方のノツキング検出回路54より
出力されたノツキング信号である。すなわち、そ
れぞれY、X方向の振動からノツキング検出され
た場合に発生されるパルスである。同図cは
AND回路59の出力信号であり、各ノツキング
検出回路53,54の各信号が共に高レベルのと
きにのみ高レベルになる信号である。このAND
回路59の出力信号は遅角演算回路56へ入力さ
れる。この場合、YあるいはXの一方向でのみノ
ツキング判定された時に出力されるノツキング信
号(第6図中のK1,K3)では遅角されず、両
方向ともにノツキング検出された場合(第6図中
のK2,K4)にのみ遅角されることになる。す
なわち、ノツキング信号K1あるいはK3では比
較的軽度のノツキングであるため遅角させず、ノ
ツキング信号K2あるいはK4では比較的大きな
ノツキングであるため遅角させることになる。こ
うすることによりノツキング音をやや高めに制御
することで燃費、出力を重視したノツキングフイ
ードバツクシステムが実現できる。
また、上記第1及び第2実施例を組わせること
により、両実施例の利点をかねそなえたノツキン
グフイードバツクシステムを実現することができ
る。すなわち、OR回路55とAND回路59との
両方を点火時期制御装置5の中に組み入れ、OR
回路55の出力が高レベルでAND回路55の出
力が低レベルのときは軽度のノツキングと判定し
て遅角量を比較的小さくし、AND回路59の出
力が高レベルのときは強いノツキングと判定して
遅角量を大きくするようにすれば、両方のメリツ
トをかねそなえたきめのこまかいノツキングフイ
ードバツクが実現できる。
第7図に本発明の第3実施例を示す。上記第
1、第2実施例と異なるのは、上下垂直、左右水
平のX、Y方向のかわりに、これらX、Y方向に
対し斜めのX′方向、Y′方向の2方向の振動を検
出するようにしたものである。
第8図に本発明の第4実施例を示す。上記第1
〜3の実施例では2つの振動の検出方向のそれぞ
れは直角方向であつたが、第4実施例では方向が
直交していないX、X′方向とした点が異なる。
すなわち、検出する振動の方向は必らずしも直交
せずとも良く、任意の2方向以上の成分さえ持て
ば良い。
第9図に本発明の第5実施例を示す。上記第1
〜第4の実施例では、ノツキング検出器2,3の
取付方向と振動の検出方向とが一致していたが、
第5実施例ではノツキング検出器2,3′の取付
方向と振動の検出方向とが異なる例であり、エン
ジンブロツク11に同一方向より各検出器2,
3′を取付けても、各検出器2,3′によりX方向
とY方向の振動を検出する。
第10図に本発明の第6実施例を示す。上記第
1〜第5の実施例においては、それぞれの方向の
振動を各々別のノツキング検出器2,3,3′を
用いて検出していたが、第6実施例では複数方向
の振動を検出する振動検出体を1つのケース内に
収納して1つのノツキング検出器2′とし、この
1つの検出器2′により各方向(例えばX、Y方
向)の振動成分を別々に取出すようにした点が異
なる。
第11図に本発明の第7実施例を示す。上記第
1〜第6までの実施例においては、ノツキング検
出器2,2′,3,3′をエンジンブロツク11に
直接ねじ締め、接着等によつて取付けていたが、
第7実施例においては、アダプタ7を介して取付
けた点が異なる。このアダプタ7のエンジンブロ
ツク11への取付及びノツキング検出器2,3の
アダプタ7への取付けは、ねじ締め、接着等によ
つてできる。このアダプタ7を用いれば、アダプ
タ7に各検出器2,3の取付座を設けることによ
つて、エンジンブロツク11を特別に加工せずと
も良いというメリツトがある。
以上述べた各実施例においては、ノツキング検
出器をエンジンブロツク11へ取り付けたが、エ
ンジン本体のどこへでも取付けることができる。
また、上記各実施例においてはエンジンブロツ
クの振動によつてノツキング検出する場合の例を
挙げたが、気筒内圧力振動、音圧振動等によつて
ノツキング検出する場合にも当然適用できるもの
である。
また、上述した各実施例においては、2方向の
振動のみを扱つたが、3方向以上の振動について
も同様のことが実施できる。
第12図及び第13図は前述の各実施例による
バイモルフ型圧電振動子を使用したノツキング検
出器2の縦断面図及び横断面図である。ここで、
25はノツキング周波数6〜12KHzの適当範囲で
共振点を有するバイモルフ型の圧電振動子であ
り、この振動子25の被支持部は、表面に銀等の
電極層を設けたアルミナ等の絶縁基板23と金属
製の押え用スペーサ26とにより押されて、ベー
ス22にねじ込んだビス27により押え付けられ
てベース22上に水平に固定されている。21は
金属製の外周壁がほぼ円筒状の底付ハウジングで
あり、その外周壁にはレンチを使用するための六
角部212とエンジンブロツク11に取付けるた
めのねじ部213とが設けてある。エンジンノツ
クによつて振動子25の電極間に発生する出力は
基板23上に設けられた電極層(図示せず)から
金具24の両端で半田付けされ、リード線214
に導かれターミナル210により取出される。金
属製のベース22はOリング28によりハウジン
グ21の開口端にシールして固定されており、樹
脂製コネクター29はベース22にインサート成
形されたものである。なお、振動子5の電極の一
方は、スペーサ26、ビス27、ベース22およ
びハウジング21を介してエンジンアースされ
る。そして、このノツキング検出器2によれば、
第12図図示の矢印方向の振動を検出することが
できる。従つて、前述した各実施例におけるノツ
キング検出器3も第12図および第13図図示の
ものと同じ構造のものが用いてある。
また、第9図図示のノツキング検出器3′とし
ては例えば第14図図示のものを用いればよい。
この第14図図示のものは第12図図示のものに
対し、振動子25をベース22上に垂直に固定し
たものであり、第14図図示の矢印方向の振動を
検出することができる。
また、第10図図示のノツキング検出器2′と
しては例えば第15図図示のものを用いればよ
い。この第15図図示のものは、2つの振動子2
5をベース22上に水平と垂直との2方向にそれ
ぞれ固定し、2つのターミナル210より矢印方
向の互いに直交する2方向の振動出力を取出すこ
とができる。
以上述べたように本発明においては、内燃機関
のノツキング現象により生じる互いに異なる方向
の振動成分を各振動検出体によりそれぞれ検出
し、これら各振動検出体により検出した各方向の
ノツキングを各ノツキング検出回路によりそれぞ
れ検出し、これら各検出回路の各出力信号の論理
を論理回路によりとつて点火時期を制御するか
ら、各方向の振動成分に基くノツキング判定出力
の論理によつて、精度良いノツキングフイードバ
ツクシステムあるいは燃費、出力を重視したノツ
キングフイードバツクシステム等それぞれの目的
にかなつたノツキングフイードバツクシステムが
実現できるという優れた効果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来の振動検出方向を説明するエンジ
ンブロツク部の部分縦断面図、第2図A,Bはエ
ンジンブロツク部の部分縦断面図およびその振動
検出方向に対する実験結果の一例を示すノツキン
グ強度特性図、第3図は本発明装置の第1実施例
を示す部分断面構成図、第4図は上記第1実施例
の動作説明に供する各部波形図、第5図は本発明
装置の第2実施例の要部構成を示すブロツク図、
第6図は上記第2実施例の動作説明に供する各部
波形図、第7図乃至第11図は本発明装置の第3
乃至第7実施例の要部構成をそれぞれ示す部分縦
断面図、第12図および第13図は上記第1実施
例に適用するノツキング検出器2の一実施例を示
す縦断面図および横断面図、第14図および第1
5図は上記第5実施例に適用するノツキング検出
器3′および第6実施例に適用するノツキング検
出器2′の一実施例をそれぞれ示す縦断面図であ
る。 1……内燃機関、2,2′,3,3′……ノツキ
ング検出器、11……エンジンブロツク、25…
…振動検出体としての圧電振動子、53,54…
…ノツキング検出回路、55……論理和回路、5
6,58……制御回路を構成する遅角量演算回路
と点火時期演算回路、59……論理和回路。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 内燃機関のノツキング現象により生じる互い
    に異なる方向の振動成分をそれぞれ検出する各振
    動検出体と、これら各振動検出体により検出した
    各方向の振動成分より各方向のノツキングをそれ
    ぞれ判定する各ノツキング検出回路と、これら各
    ノツキング検出回路の各出力信号の論理をとる論
    理回路と、この論理回路の出力に応じて点火時期
    を制御する制御回路とを備える内燃機関用点火時
    期制御装置。 2 前記論理回路は論理和回路を含んでなる特許
    請求の範囲第1項記載の点火時期制御装置。 3 前記論理回路は、論理積回路を含んでなる特
    許請求の範囲第1項または第2項記載の点火時期
    制御装置。
JP6362981A 1981-04-27 1981-04-27 Ignition timing control device for internal-combustion engine Granted JPS57179371A (en)

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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