JPS63295931A - ノツキングセンサの故障検出回路 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、ノッキングセンサの故障検出回路に係り、特
にノッキングセンサを含むノッキング状態検出手段から
のノッキング信号に応じて点火時期を遅進角させ、点火
時期をノッキングを起こさない最高進角状態に制御する
点火時期制御装置に使用されるノッキングセンサの故障
検出回路に関する。

〔従来の技術〕

エンジンのノッキングは最悪の場合にはエンジンの破壊
をも引き起こす危険な現象であるため、従来の点火時期
制御装置ではノッキングの発生する点火時期からある程
度の余裕を取って点火時期を遅れ側に設定していた。し
かしながら、点火時期をノッキング限界から余裕を取る
ことは燃費上好ましくないため点火時期を７ツキング限
界（ノッキングを起こさない最高進角状態）に帰還制御
する点火時期制御装置が開発されている（例えば特開昭
５２−８７５３７号）。

〔発明が解決しようとする問題点〕

ところで、上記のような点火時期制御装置は、エンジン
のノッキングを検出し、点火時期を帰還制御するもので
あり、ノッキングが発生した場合には点火時期を遅角さ
せ、ノッキングが発生しない場合には点火時期を進角さ
せ、これにより点火時期をノッキング限界まで進めるよ
うにエンジン本体に対して点火時期を帰還制御するもの
ではあるが、もし、ノッキングセンサに断線等の異常が
起きた場合は、ノッキング状態の検知ができず、エンジ
ンがノッキングを起こしているにも拘わらずノッキング
センサの出力がノッキング無しの状態を示す信号を出力
してしまうため、点火時期が異常に進み、エンジンが激
しいノッキング状態を引き起こして甚だしい場合にはピ
ストンや排気弁の溶損ひいてはエンジンを破損してしま
うといった欠点を有していた。

本発明はノッキングセンサに故障等何らかの異常が生じ
たか否かを簡単な構成で自動的に検出することができる
ノンキングセンサの故障検出回路を提供することを目的
とする。

〔問題点を解決するための手段〕

上記目的を達成するために本発明は、ノッキングセンサ
から出力されるノッキングセンサ信号を所定比較信号に
変換する第１の手段と、前記ノッキングセンサの正常レ
ベルを示す基準信号を出力する第２の手段と、前記所定
比較信号と前記基準信号とを比較し前記所定比較信号の
レベルが前記基準信号のレベルよりも小さいときに前記
ノッキングセンサの異常を示す信号を出力する第３の手
段とで構成したことを特徴とする。

〔作用〕

本発明の故障検出回路は、第１の手段、第２の手段およ
び第３の手段から構成されている。第１の手段はノッキ
ングセンサから出力されるノッキングセンサ信号を所定
比較信号に変換する。第２の手段はノッキングセンサの
正常レベルを示す基準信号を出力する。そして、第３の
手段は上記所定比較信号と上記基準信号とを比較し、所
定比較信号のレベルが基準信号のレベルより小さいとき
にノッキングセンサの異常を示す信号を出力する。

これにより、ノッキングセンサに接続された信号線の断
線等の異常を自動的に検出することができる。そして、
異常を示す信号に基づいてノッキングセンサ異常を運転
者に報知したり、異常を示す信号に基づいて点火時期を
遅角制御することでエンジンの破損を防止することがで
きる。

〔発明の実施例〕

以下本発明の実施例を図面を参照して詳細に説明する。

第１図には、本実施例に係る故障検出回路を備えたエン
ジンの点火時期制御装置が示されている。

図において、周縁部に必要数の突起１ａを形成シタパル
スロータ１は、周知の如くエンジンのクランク軸によっ
て回転し、遠心進角機構、真空進角機構等によって進角
可能に取付けられている。

このパルスロータ１の近くには、パルスロータｌの点火
パルスを取り出すためのピックアップ２が設けられてお
り、このピックアップ２には、ピックアップ２で取り出
した点火パルスを波形整形する波形整形回路３が接続さ
れている。この波形整形回路３において波形整形されて
出力されるパルスは、波形整形回路３に接続される遅延
制御回路４内の点火時期演算回路５およびアップダウン
カウンタ６に入力するように構成されている。点火時期
演算回路５は、波形整形回路３から入力される点火パル
スをアップダウンカウンタ６の出力に比例した量だけ遅
延させたパルスを作るもので、この回路構成は周知であ
るので詳述しない。点火時期演算回路５には、点火時期
演算回路５より出力される遅延パルスを点火パルスとし
て外部に出力するための出力回路７が接続されている。

ノッキングはガソリンエンジンの燃焼室壁を小さいハン
マで速い調子にたたくような音、または、その音を発す
る現象であり、このノッキングを検出するために用いら
れるのがノッキングセンサ８である。このノッキングセ
ンサ８は、エンジン本体の振動あるいは、この振動によ
り生ずる音波を検出し、電気信号に変換するものであり
、エンジンに生じるあらゆる振動を検出する。この振動
の中にはエンジンシャフトのギヤとカムシャフトのギヤ
とのかみ合い等による稼働部の振動や、バルブの着座に
よる振動、カム打による振動等が含まれ、ノッキングセ
ンサ８は、これらのエンジンに生じるあらゆる振動を検
出し、この振動の中よりノッキングセンサ８に接続され
る回路によってノッキングを判別する。このノッキング
センサ８にはノッキングセンサ８の出力信号の内ノッキ
ングの固有周波数帯域にある信号のみを通過させるため
のバンドパスフィルタ９および故障検出回路１０内の半
波整流回路１１が接続されている。バンドパスフィルタ
９にはバンドパスフィルタ９から出力された信号のうち
大きさがある値以上のものをノッキング信号として検出
し、その検出パルスをスイッチ回路１２を介してアップ
ダウンカウンタ６へ出力するように構成されるノッキン
グ判別回路１３が接続されている。スイッチ回路１２に
は、ノッキングが生じている状態の信号と同一の信号を
常時出力する模擬信号発生回路１７が接続されている。

故障検出回路１０は、半波整流回路１１、積分回路１４
、比較回路１５および異常判定レベル設定回路１６から
なる。ノッキングセンサ８よりの出力信号を入力し、半
波整流し出力する半波整流回路１１には半波整流出力信
号を積分し、信号振幅に対応した直流電圧値に変換する
積分回路１４が接続されてる。この積分回路１４より出
力される信号が積分回路１４に接続される比較回路１５
に入力される。この比較回路１５は異常判定レベル設定
回路１６から入力されるあらかじめ設定された電圧出力
信号（基準信号）と積分回路１４よりの出力信号（所定
比較信号）とを比較し、積分回路１４よりの出力信号が
異常判定レベル設定回路１６よりの電圧出力信号よりも
小さい場合に比較回路１５より信号を出力するように構
成されている。この比較回路１５からの出力信号は、比
較回路１５に接続されるスイッチ回路１２に入力される
。スイッチ回路１２は、比較回路１５からの信号入力が
あると、ノッキング判別回路１３よりの出力信号をアッ
プダウンカウンタ６に接続していたものを、模擬信号発
生回路１７よりの出力信号をアップダウンカウンタ６に
入力するように切換え、比較回路１５からの入力が無く
なると、元の状態すなわちノッキング判別回路１３より
の出力信号をアップダウンカウンタ６に接続されている
状態に復帰させるように構成されている。アップダウン
カウンタ６は、波形整形回路３からのパルスを基準パル
スとしてそのダウン入力に受け、一方、ノッキング判別
回路１３からのパルスをアップ人力に受けるようにして
あり、両入力パルスの差に相当するカウント出力を前記
点火時期演算回路５へ与えるように構成されている。な
おアップダウンカウンタ６へ人力する基準パルスは点火
パルスの様にエンジン回転に応じたパルスに限らず一定
周期で発振する発振パルスでもよい。

この点火時期制御装置において、エンジンが回転すると
、ピックアップ２に発生した点火パルスは波形整形回路
３で矩形波に変換される。一方ノッキングセンサ８で検
出された信号はバンドパスフィルタ９を介してノッキン
グ判別回路１３へ伝えられ、ノッキングの発生した点火
サイクル１回について１個のパルスが出力される。点火
パルスが波形整形回路３を介し、アップダウンカウンタ
６に入力されると、アップダウンカウンタ６は波形整形
回路３からの１つのパルス信号に対してカウント数を１
個減する様、ダウンカウントする。

一方ノツキング判別回路１３からの１つのパルス信号を
受けて、アップダウンカウンタ６はカウント数を１個増
す様アップカウントをする。そしてアップダウンカウン
タ６のカウント値に応じて点火時期演算回路５が波形整
形回路３からの点火パルスを遅延させる。遅延させた点
火パルスは出力回路７に出力され、点火時期が定められ
る。ノツキングセンサ８の信号は故障検出回路１０にも
伝えられる。ノッキングセンサ８の信号は故障検出回路
１００半波整流回路１１に入力し、半波整流される。半
波整流回路１１より出力される半波整流パルスが積分回
路１４によって積分され、信号振幅に対応した直流電圧
値に変換される。この変換された直流電圧値は、比較回
路１５に入力し、異常判定レベル設定回路１６において
あらかじめ設定しである電圧値と比較される。

異常判定レベル設定回路１６からの電圧信号が積分回路
１４からの入力端子信号よりも大きい場合すなわちノッ
キングセンサ８が異常な場合には比較回路１５より信号
が出力され、スイッチ回路１２を作動させる。スイッチ
回路１２が作動すると、ノッキング判別回路１３よりの
信号を遮断し、常時ノッキング状態と等しい信号を出力
している模擬信号発生回路１７よりの信号をアップダウ
ンカウンタ６に出力する。また、比較回路１５よりスイ
ッチ回路１２への出力がない場合には常にスイッチ回路
１２はノッキング判別回路１３からの出力信号をアップ
ダウンカウンタ６へ出力している。模擬信号発生回路１
７よりの信号がアップダウンカウンタ６に伝えられると
、アップダウンカウンタ６はあらかじめ設定されたカウ
ント可能な最大値まで飽和し、遅延制御回路４は遅角量
の最大値を出力回路７に出力し、点火時期が決定される
。

したがって、ノッキングセンサそのものの信号、すなわ
ち、ノッキングによる振動を含めて、それ以外のエンジ
ン本体に生じる振動からノッキングセンサの異常の有無
が判別されノッキングセンサ異常時には点火時期が通常
使用される領域よりも遅角側に、あらかじめ設定された
位置となり、ピストンの溶損等エンジンのトラブルを回
避することができる。　　・ 第２図には本発明の他の実施例の故障検出回路を備えた
点火時期制御装置が示されている。

図において、故障検出回路１０は第１図における半波整
流回路１１および積分回路１４の代わりに波高値保持回
路２３が設けられており、ノッキングセンサ８からの信
号の波高値を保持して比較回路１５に出力するように構
成されている。この比較回路１５は、異常判定レベル設
定回路１６から入力されるあらかじめ設定された信号と
、−波高値保持回路２３からの出力信号とを比較し波高
値保持回路２３よりの出力信号の波高値が異常判定レベ
ル設定回路１６よりの出力信号の波高値よりも小さい場
合に出力信号を出力するように構成されている。この比
較回路１５からの出力信号は、比較回路１５に接続され
るＡＮＤ回路２１に人力される。ＡＮＤ回路２１には適
宜方法でエンジンの負荷を検出し、あらかじめ設定した
値以上の時に信号を出力するエンジン負荷検出装置２０
が接続されている。こののＡＮＤ回路２１は比較回路１
５からの出力信号と、エンジン負荷検出装置２０からの
出力信号の論理積が成立した時にスイッチ回路１８に信
号を出力するように構成されている。またＡＮＤ回路２
１からの出力は表示装置２２に人力されノンキングセン
サ８の異常が表示される。このスイッチ回路１８は遅延
制御回路４内の点火時期演算回路５とアップダウンカウ
ンタ６との間に設けられており、ＡＮＤ回路２１からの
出力があると、アップダウンカウンタ６より出力される
信号に代え、異常時遅延量設定回路１９より出力される
デジタル信号を点火時期演算回路５に出力するように構
成されている。

ノッキングセンサ８より出力される信号は波高値保持回
路２３によって直流電圧値に変換され、異常判定レベル
設定回路１６よりの出力電圧と、比較回路１５において
比較され、ノッキングセンサ８の異常の有無が第１図に
示されている実施例と同様に判定される。すなわち、比
較回路１５に接続される異常判定レベル設定回路１６か
ら入力されるあらかじめ設定された電圧出力信号と波高
値保持回路２３より出力される電圧出力信号とを比較回
路１５において比較し、波高値保持回路２３より出力さ
れる電圧出力信号が異常判定レベル設定回路１６よりの
電圧出力信号よりも小さい場合にノッキングセンサ８に
異常を生じたと判定し、比較回路１５よりＡＮＤ回路２
１に信号を出力する。一方、適宜方法によって検出され
たエンジン負荷があらかじめ設定された値以上の負荷の
場合にはエンジン負荷検出装置２０より信号がＡＮＤ回
路２１に出力される。ＡＮＤ回路２１は、比較回路１５
からの出力信号とエンジン負荷検出装置２０からの出力
信号の論理積が成立するとスイッチ回路１８に合成信号
を出力する。ＡＮＤ回路２１からの信号を入力するとス
イッチ回路１８は、アップダウンカウンタ６からの信号
に代えて異常時遅延量設定回路１９より出力されるデジ
タル信号を点火時期演算回路５に出力する。

したがって、本実施例によれば簡単な回路で、ノッキン
グセンサの異常を検出し、また、ノッキングセンサ異常
時でも、ノッキングが起こらない軽負荷領域でのエンジ
ン性能の損失をなくするため、エンジンの負荷状態によ
り、ノッキングセンサ異常時の異常判定による処理の採
否を制御することができる。また、ノッキングセンサ異
常時の点火時期制御量は安全度を見込んで通常使用され
る領域よりも大きく遅角側に制御することは避け、通常
使用される領域よりも若干遅角側に制御する程度にとど
め、別途運転者に対し、異常を警告することができる。

第３図には更に他の実施例の故障検出回路を備えた点火
時期制御装置が示されている。本実施例と第１図図示例
と異なる点は故障検出回路１０内の半波整流回路１１お
よび積分回路１４に代え、電気信号負荷回路２４を挿入
したことである。電気信号負荷回路２４は一端をアース
された定電圧回路２５と抵抗２６とからなり、抵抗２６
は定電圧回路２５とノッキングセンサ８との間に直列に
設けられている。この抵抗２６の一端定電圧回路側に異
常判定レベル設定回路１６が接続されており、抵抗２６
の他端ノッキングセンサ側に比較回路１５が接続されて
いる。

ノッキングセンサ８の故障の検出は、次のように行なう
。定電圧回路２５の出力電圧が抵抗２６を介してノッキ
ングセンサ８の内部抵抗８１に加えられると、ノッキン
グセンサ８よりの出力電圧によってノッキングセンサ信
号線１００には抵抗２６と内部抵抗８１とに分圧された
電圧値が生ずる。この電圧値が比較回路１５に入力され
、比較回路１５において異常判定レベル設定回路１６か
らの電圧値と比較する。異常判定レベル設定回路１６よ
り出力される信号の電圧値が比較回路１５に入力される
分圧電圧値よりも小さいときにノッキングセンサ８が異
常であると判定し、故障検出回路１０の比較回路１５よ
りスイッチ回路１２に出力され、それによってスイッチ
回路１２が切換えられ、模擬信号発生回路１７からの出
力信号がアップダウンカウンタ６に出力される。他は第
１図において説明したのと同様である。

したがって、本実施例によれは、特定の電気信号をノッ
キングセンサに与え、このときの前記電気信号の伝達状
況から、ノッキングセンサの異常状態を判定することも
できる。

〔発明の効果〕

以上説明した如く、本発明によればノッキングセンサに
故障等何らかの異常が生じたか否かを簡単な構成で自動
的に検出することができる、という効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例の故障検出回路を備えたエンジ
ンの点火時期制御装置を示す回路図、第２図はノッキン
グセンサの故障検出回路の他の実施例とエンジン負荷検
出回路とを用いて行なうエンジンの点火時期制御装置を
示す回路図、第３図は定電圧回路を用いノッキングセン
サの故障を検出するエンジンの点火時期制御装置を示す
回路図である。 ５・・・点火時期演算回路、 ６・・・アップダウンカウンタ、 ７・・・出力回路、 １０・・・故障検出回路、 １２・・・スイッチ回路、 １３・・・ノッキング判別回路、 １５・・・比較回路、 １６・・・異常判定レベル設定回路、 １７・・・模擬信号発生回路、 ２０・・・エンジン負荷検出装置、 ２５・・・定電圧回路、 ２６・・・抵抗。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）ノッキングセンサから出力されるノッキングセン
   サ信号を所定比較信号に変換する第１の手段と、前記ノ
   ッキングセンサの正常レベルを示す基準信号を出力する
   第２の手段と、前記所定比較信号と前記基準信号とを比
   較し前記所定比較信号のレベルが前記基準信号のレベル
   よりも小さいときに前記ノッキングセンサの異常を示す
   信号を出力する第３の手段とからなるノッキングセンサ
   の故障検出回路。
2. （２）前記第１の手段を、前記ノッキングセンサ信号を
   半波整流する半波整流回路と、該半波整流回路より出力
   される信号を積分する積分回路とによって構成したこと
   を特徴とする特許請求の範囲第（１）項記載のノッキン
   グセンサの故障検出回路。
3. （３）前記第１の手段を、前記ノッキングセンサ信号の
   波高値を保持して出力する波高値保持回路によって構成
   したことを特徴とする特許請求の範囲第（１）項記載の
   ノッキングセンサの故障検出回路。
4. （４）前記第１の手段を、前記ノッキングセンサに直列
   に抵抗と定電圧回路が接続された電気信号負荷回路によ
   って構成したことを特徴とする特許請求の範囲第（１）
   項記載のノッキングセンサの故障検出回路。