JPS635172A - 内燃機関のノツク制御装置 - 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〕 この発明は内燃機関の７ツキングを抑制するノック制御
装置に関するものである。

〔従来の技術〕

一般に、機関に発生したノックを検出し、抑制する制御
方式には燃料制御、点火時期制御、過給圧制御等がある
が、最も多く実用化されているのは点火時期制御である
。

第４図は従来の内燃機関の点火時期制御装置を示し、１
は機関に取付けられ機関の振動加速度を検出する加速度
センサ、２は加速度センサ１の出力信号のうちノッキン
グに対し感度の高い周波数の信号成分を通過させる周波
数フィルタ、３は周波数フィルタ２の出力信号のうちノ
ック検出に対し妨害波となるノイズを遮断ず乙アナログ
ゲート、４は妨害ノイズの発生時期に対応してアナログ
ダート３の開閉を指示するｆ−）タイミング制御器、５
はノッキング以外の機関のｔｉｔ４振動ノイズのレベル
を検出するノイズレベル検出器、６はアナログｒ−）　
３の出力電圧とノイズレベル検出器５の出力電圧とを比
較し、ノック検出パルスを発生する比較器、７Ｉｆｉ比
較器６の出力パルスを積分し、ノッキング強度に応じた
積分電圧を発生する積分器、８は積分器７の出力電圧に
応じて基準点火信号の位置を変位させる移相器、９はあ
らかじめ設定した点火進角特性に応じた点火信号を発生
する回転信号発生器、１０は回転信号発生器９の出力を
波形整形し、同時に点火フィル１２の通電の閉路角制御
を行なう波形整形回路、１１は移相器８の出力信号によ
り点火コイル１２の給電を断続するスイッチング回路で
ある。又、１５は各機器２〜７から成るノック検出部、
１６は各機器８．１０゜１１から成るイグナイタ部であ
る。

第５図に加速度センサ１の出力信号の周波数特性を示す
。この第５図において、Ａはノッキングのない場合、Ｂ
はノッキングの発生した場合である。

この加速度センサ１の出力信号にはノック信号（ノッキ
ングに伴ない発生される信号）やそれ以外の機関の機械
的ノイズや信号伝達経路に乗る各種ノイズ成分、たとえ
ばイグニッションノイズなどが含まれる。第５図のＡと
Ｂとを比べると、ノック信号には特有の周波数特性のあ
ることがわかる。

この分布は機関の違い、あるいは加速度センサ１の取付
位置の違いにより差はあるものの、それぞれの場合にノ
ッキングの有無により明確な分布の違いがある。そこで
、このノック信号の有する周波数成分を通過させること
によって他の周波数成分のノイズを抑圧し、ノック信号
を効率よく検出することができる。

第６図、第７図は第４図の各部の動作波形を示し同一符
号は同一部分の波形を示すもので第６図は機関のノッキ
ングが発生していないモードを、第７図は機関のノッキ
ングが発生しているモードを示している。

次に、第４図の内燃機関の点火時期制御装置の動作を説
明する。機関の回転により予め設定された点火時期特性
に対応して回転信号発生器９より発生する点火信号は波
形整形回路１０によって所望の閉路角をもつ開閉パルス
に波形整形され、移相器８を介してスイッチング回路１
１を駆動し、点火コイル１２の給電を断続し、その通電
電流の遮断時に発生する点火コイル１２の点火電圧によ
って機関は点火されて運転される。この機関の運転中に
起こる機関振動は加速度センサ１によって検出される。

いま、機関のノッキングが発生していない場合において
はノッキングによる機関振動は発生しないが、池の機械
的撮動により加速度センサ１の出力信号には第６図（ａ
）で示すように機械的ノイズや点火時期Ｆに信号伝達路
に乗るイグニッションノイズが発生する。、 この信号は周波数フィルタ２を通過することにより、第
６図６》のように機械的ノイズ成分が相当抑圧されるが
、イグニッションノイズ成分は強力なため周波数フィル
タ２を通過後も大きなレベルで出力されることがある。

このままではイグニッションノイズをノック信号と誤認
してしまうため、アナログゲート３は移相器８の出力に
よってトリガされるｒ−）タイミング制御器４の出力（
第６図（Ｃ））によって点火時期からある期間そのダー
トを閉じ、イグニッションノイズを遮断する。このため
アナログダート３の出力には第６図（ｄ）のイのように
レベルの低い機械的ノイズのみが残る。

−方、ノイズレベル検出器５はアナログＰ−）３の出力
信号のピーク値変化に応動し、この場合、通常の機械的
ノイズのピーク値による比較的緩かな変化には応動し得
る特性をもち、機械的ノイズのピーク値より若干高い直
流電圧を発生する（第６図（ｄ）の口）。

したがって、第６図（ｄ）に示すようにアナログゲート
３の出力信号の平均的なピーク値よりもノイズレベル検
出器５の出力が大きいため、これらを比較する比較器６
の出力は第６図（ｅ）のように何も出力されず、結局ノ
イズ信号はすべて除去される。

このため、積分器７の出力電圧は第６図（ｆ）のように
零のままで移相器８による移相角（入出力第６図□□□
）　、　（ｈ）の位相差）も零となる。

したがって、この出力により駆動されるスイッチング回
路１１の開閉位相、すなわち、点火コイル１２の通電の
断続位相は波形整形回路１０の出力の基準点火信号と同
位相となり、点火時期は基準点火時期となる。

また、ノッキングが発生した場合、加速度センサ１の出
力には第７図（ａ）のように点火時期よりある時間遅れ
た付近でノックの信号が含まれ、周波数フィルタ２およ
びアナログｒ　−）　３を通過後の信号は第７図（ｄ）
のイのように機械的ノイズにノック信号が大きく重畳し
たものになる。

このアナログダート３を通過した信号のうちノック信号
の立上りは急峻なため、ノイズレベル検出器５の出力電
圧のレベルがノック信号に対して応答が遅れる。その結
果、比較器６の入力はそれぞれ第７図（ｄ）のイ、ｃｔ
となるので比較器６の出力には第７図（ｅ）のようにパ
ルスが発生する。

積分器７がそのパルスを積分し、第７図（ｆ）のように
積分電圧を発生する。そして、移相器８が積分器７の出
力電圧に応じて波形整形回路１０の出力信号（第７図（
ｇ）（基準点火信号））を時間的に遅れ側に移相するた
め、移相器８の出力は位相が波形整形回路１０の基準点
火信号の位相よりも遅れ、第７図（社）に示す位相でス
イッチング回路１１を駆動する。その結果、点火時期が
遅れ、ノッキングが抑圧された状態となる。結局、これ
ら第６図および第７図の状態が繰り返されて最適の点火
時期制御が行われる。

以上のようにノックを検出して点火時期の遅角制御を行
い、ノックの抑制を行うのであるが、アナログダート３
でのイグニッションノイズの遮断によりノックの誤検出
を防止しており、確実なノック検出を行うためにはこの
イグニッションノイズの遮断は重要である。

〔発明が解決しようとする問題点〕

ところで、上記した従来装置では、加速度センサｌは機
関の本体に直付けされ、ノック検出部１５は車体ボディ
部に取付けられる。又、回転信号発生器９は通常、電装
品である配電器（図示せず）に内蔵されて機関本体に取
付けられ、イグナイタ部１６は配電器の本体外周側面ま
たは配電器に内蔵され、点火コイル１２は車体ボディ部
に取付けられる。このため、ｆ−）タイミング制御器４
に入力される移相器８の出力の点火信号は、機関に取付
けられている配電器に組付けられたイグナイタ部１６か
ら車体ハーネスを介してノック検出部１５まで伝達する
必要がある。配電器では点火コイル１２の出力の高電圧
が配電されるようになっており、配電器周囲は信号線の
引き回しが難しい（耐圧確保、ノイズ誘導防止等の点で
。）部分である。特に、配電器内にイグナイタ部１６が
内蔵されている場合、配電器内部から信号ｍを引き出す
ことになるため、この部分での信号線の引き回し、固定
および信号線取出し口の防水性確保等の点から、気密構
造にしかつ問題のない信号線の取り回しを行うのが大変
差しいという問題点があった。

又、最近、機関の電子制御が非常に活発であり、これに
伴い機関に装着するセンサ、アクチュエータ等の補機が
多くなってきた。−方で、自動車の駆動方式はＦＦ化（
Ｆｒｏｎｔ　ｅｎｇｉｎｅ　＋Ｆｒｏｎｔ　ｄｒｉｖｅ
化）されることにより、エンジン室は狭くなる一途であ
る。このため、各補機は各々の取付位置の確保が非常に
難しくなり、重要な問題になってきた。しかも、実際の
自動車の車体は曲面で形成されているが、各種補機の取
付には平面が必要である。その理由の一つとして、平面
に密着させて固定しないと耐振性の確保が難しいことが
挙げられる。上記した状況により、省スペースが重要な
問題点になってきた。

この発明は上記した問題点を解決するために成されたも
のであり、車体ハーネス等の中継線を必要とせずにノッ
ク検出部に点火信号を供給することができ、かつ省スペ
ースも行うことができる内燃機関のノック制御装置を得
ることを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

との発明に係るノック制御装置は、ノック検出部と点火
フィルを一体にして組付け、点火コイルの一次側コイル
の端子電圧を点火信号としてノック検出部に自給するよ
うにしたものである。

〔作　用〕

この発明においては、点火コイルの一次個端子電圧がノ
ック検出部に点火信号として自給され、点火信号中継用
の信号線は不要となる。又、点火フィルとノック検出部
が一体に組付けられるため、二つのものが一個の取付部
品として車体に取付けられ、省スペースになる。

〔実施例〕

以下、この発明の実施例を図面とともに説明する。第１
図において、２４は点火フィル１２の一次側コイルの電
圧を入力とし、アナログＰ　−）　３を制御するダート
タイミング制御器、３０は各機器２，３．５〜７，１２
．２４から成るノック検出・点火コイル部、４０は波形
整形回路１０と移相器８とスイッチング回路１１から成
るイグナイタ部である。

上記構成において、回転信号発生器９は機関の回転に同
期して点火信号を発生し、この点火信号は波形整形回路
１０で閉路角制御されたパルスに変換され、移相器８を
介してスイッチング回路１１に入力する。スイッチング
回路１１の出力はイグナイタ部４０の出力としてノック
検出・点火コイル部３０に入力され、点火コイル１２の
給電を断続して点メ・電圧を発生させる。

加速度センサ１の検出信号は周波数フィルタ２に入力さ
れ、その周波数成分は限定され、アナログｒ−）　３を
介しノイズレベル検出器５と比較器６に入力される。比
較器６はノイズレベル検出器５とアナログダート３の出
力を比較してノックを検出するものであり、ノック検出
時にはパルスを出力する。積分器７は比較器６からの出
力を基にしてノックレベルに対応した制御電圧を出力し
、この制御電圧はノック検出・点火コイル部３０の出力
としてイグナイタ部４０に入力される。

ここで、ｒ−トタイミング制御器２４は点火コイル１２
の一次側コイル電圧を入力され、点火コイル１２の通電
々流の遮断時に発生したピーク電圧を検出し、点火電圧
発生時に同期してパルスを発生する。アナログダート３
はこのパルスに対応して周波数フィルタ２の出力を遮断
するので、強力で大きなレベルのイグニッションノイズ
も確実に遮断され、アナログダート３の出力は所定の信
号となり、比較器６でのアナログダート３とノイズレベ
ル検出器５の各出力の電圧比較から所望のノック検出を
確実に行うことができる。こうして検出されたノックに
対応した電圧を積分器７が出力し、この出力はシック検
出・点火コイル部３０の出力としてイグナイタ部４０の
移相器８に入力され、入力電圧に応じた点火パルスの移
相制御が行われ、点火時期は遅角される。

尚、イグナイタ部４０としては従来より生産さ′れてい
るいわゆるフルトラ式イグナイタ（エン・ノン室取付）
であっても良く、−また最近のマイクロコンピュータを
用いたイグナイタ（車室取付）であっても良く、ノック
検出・点火コイル部３０との取付距離が異なる程度であ
る。

第２図は他の実施例を示し、この例は波形整形回路１０
および移相器８をコンピュータにより形成した場合を示
しており、ノック検出・点火コイル部５０は第１図のも
の３０にスイッチング回路１１を加えたものであり、イ
グナイタ部６０は第１図のもの４０からスイッチング回
路１１を削除した構成となっている。スイッチング回路
１１と点火コイル１２間の信号は非常に高周波のノイズ
成分を含んでおり、アナログｒ−）３が必要な要因とな
っており、その配索は短い方が良い。コンピュータを用
いることから単室に取付けるイグナイタ部６０と点火コ
イル１２との間の配索は一般に長くなってしまうので、
他のシステムおよび池ノ信号へのイグニッションノイズ
誘導の影響を考えるとスイッチング回路１１はエンジン
室に取付け（このためにノック検出・点火コイル部５０
に含ませる。）、点火フィル１２との配線を極力短くす
るのが良い。この第２図の場合、点火時点でアナログｒ
−）　３を閉じることにおいて、Ｐ−）タイミング制御
器２４の入力点火信号はスイッチング回路１１への点火
信号であっても全く同等の作用が得られる。

上記各実施例に示したノック検出・点火フィル部３０．
５０の具体例を第３図に示す。７１は本体部の点火フィ
ル、７２は点火フィル７１に成力を供給するための電源
端子、７３は点火コイル７１の一次フイルの通電を制御
するための一次端子、７４は点火コイル７１の二次コイ
ルの出力即ち高電圧を取出すための高圧端子、７５は点
火コイル７１およびノック検出器８０の入出力信号を伝
達する八−ネス、７６は車体または機関に取付けるため
の取付足である。ノック検出器８０は点火コイル７１と
一体に組み付けられている。そして、ノック検出器８０
の入出力信号である加速度センサ１の検出信号、積分器
７の出力信号、点火フィル７１の一次コイルの通１１！
を制御するために一次端子７３に入力されるスイッチン
グ回路１１の出・力信号はハーネス７５ｔ−介して伝達
される。しかし、ノック検出器８０のゲートタイミング
制御器２４と点火コイル７１の一次端子７３を結ぶ信号
線は八−ネスフ５に含まれず、点火信号は一次端子７３
からゲートタイミング制御器２４に供給できるように配
線されている。

〔発明の効果〕

以上のようにこの発明によれば、機関の回転に従い発生
する点火信号に基づき点火コイルの通電を断続し、点火
電圧を発生させて機関を点火して運低し、また機関のノ
ック情報を検出し、このノック情報からノックを選択的
に検出し、ノック強度に応じてノック発生要因を制御し
て機関に発生するノックを抑制する装置において、点火
フィルとノック検出部を一体に構成し、ノック検出部で
のイグニッションノイズのマスクに必要な点火信号を自
己部分で供給できるようにしたため、点火信号伝送のた
めの車体ハーネスの引き回しが不要となり、これに伴う
ハーネスの削減、ハーネスの固定の容易化、他の部分へ
のイグニッションノイズの誘導の低減が可能となり、さ
らに車体あるいは機関への取付を省スペースで行うこと
ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は夫々この発明による装置の第１お
よび第２の実施例における構成図、第３図はこの発明に
よる装置のノック検出・点火コイル部の斜視図、第４図
は従来装設の構成図、第５図は従来の加速度センサの出
力特性図、第６図および第７図は夫々従来装量の７ツキ
ング非発生時および発生時の動作波形図である。９ １・・・加速度センサ、２・・・周波数フィルタ、３・
・・アナログｆ−）、５・・・ノイズレベル検出器、６
・・・比較器、７・・・積分器、８・・・移相器、９・
・・回転信号発生器、１０・・・波形整形回路、１１・
・・スイッチング回路、１２・・・点火コイル、２４・
・・ｆ−）タイミング制御器、３０．５０・・・ノック
検出・点火コイル部、４０．６０・・・イグナイタ部。 尚１図中同一符号は同一ま之は相当部分を示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）機関の回転に従い点火信号を発生する点火信号発
   生器、点火信号に基づき点火コイルの通電を断続し点火
   電圧を発生させるスイッチング回路、機関のノック情報
   を検出するノックセンサ、ノック情報から機関に発生し
   たノックを弁別するノック弁別手段、ノック弁別手段の
   出力に応じて機関のノック発生要因を制御するノック発
   生要因制御手段を備えた装置において、点火コイルとノ
   ック弁別手段を一体に構成し、点火コイルの一次側端子
   電圧を点火信号としてノック弁別手段に自給するように
   したことを特徴とする内燃機関のノック制御装置。