JPS61116073A - Ignition timing control device for internal-combustion engine - Google Patents

Abstract

PURPOSE:To eliminate necessity of an exclusive knocking sensor by equipping an ignition timing reference signal generator within a distributor and by providing said generator with a generating member which always minimize the air gap toward a signal rotor during the period of knock generation. CONSTITUTION:Within a distributor 11 a magnetic pickup 1 and a knocking control ignitor 2 are integrally combined. The magnetic pickup 1 is composed of a signal rotor 1a, mounted on a rotary shaft rotating synchronized with an engine 3, and a generator 1b producing a signal in response to the action of the signal rotor 1a. By forming the generator 1b in almost L-shape, the air gap between the rotor 1a and the generator 1b is reduced to enable the knocking signal to be produced. Said ignitor 2 comprises a knocking control member and an igniting member.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、内燃機関（エンジン）のノックを検出して点
火時期を進角遅角させる機能を持つ点火時期制御装置（
以下、ノックコントロールシステムと呼ぶ）の改良に関
するものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to an ignition timing control device (with a function of detecting knock of an internal combustion engine (engine) and advancing/retarding the ignition timing).
This relates to improvements to the knock control system (hereinafter referred to as the knock control system).

〔従来の技術〕[Conventional technology]

近年、エンジンに生じるノックを検出し、そのノック状
態に応じて点火時期を進角遅角させるノックコントロー
ルシステムが種々検討されている（例えば、特開昭５６
〜３８５６２号公！１ｌｉ）、このノックコントロール
システムを使用することにより、点火時期を常にノック
限界付近にコントロールすることができ、従ってエンジ
ンのばらつきあるいは経時変化時に左右されることなく
、エンジンの燃費、出力性能を最大限に引出すことがで
きる。In recent years, various knock control systems have been studied that detect knock occurring in the engine and advance or retard the ignition timing according to the knock condition (for example,
~No. 38562! 1li) By using this knock control system, the ignition timing can always be controlled near the knock limit, thus maximizing engine fuel efficiency and output performance without being affected by engine variations or changes over time. can be withdrawn.

〔発明が解決しようとする問題点〕[Problem that the invention seeks to solve]

しかしながら、従来のノックコントロールシステムでは
、ノックを検出する為にノックセンサと呼ばれる１辰動
検出器を、エンジンのシリンダヘッド″りあるいはシリ
ンダヘッド・インテークマニホルド等に取付け、その信
号をノンクコントロー、うと呼ばれる電気・電子回路に
送っている。ノックコントローラではノックセンサの信
号よりノック状態を判別して点火時期制御信号を作り出
し、この信号をイグナイタへ送り出すことによって点火
時期を制御している。このようにノックセンサはエンジ
ンのシリンダブロック等に取付ける為、システムを一体
で構成することが困難である。又、ノックセンサからノ
ックコントローラまでの信号線は点火ノイズ等の外乱ノ
イズの影響を除去する為に高価なシールド線を用いる必
要があり、又、この信号線の断線やコネクタ外れを検出
し点火時期を遅角状態にするフェイルセーフ機能がノッ
クコントローラには必要とされている。このようなこと
から、ノックコントロールシステムは非常に高価なシス
テムとなっている。However, in conventional knock control systems, in order to detect knock, a single-motion detector called a knock sensor is attached to the cylinder head of the engine or the cylinder head intake manifold, etc., and the signal is transmitted to the non-knock control. The knock controller determines the knock condition from the knock sensor signal, creates an ignition timing control signal, and controls the ignition timing by sending this signal to the igniter. Since the knock sensor is attached to the engine's cylinder block, it is difficult to configure the system as an integrated unit.In addition, the signal line from the knock sensor to the knock controller is expensive because it eliminates the effects of external noise such as ignition noise. It is necessary to use a properly shielded wire, and the knock controller is required to have a fail-safe function that detects disconnection of this signal wire or disconnection of the connector and retards the ignition timing. Knock control systems are very expensive systems.

本発明は、上記問題点に鑑み、システムをディストリビ
ュータ内に一体で構成することが可能になり、しかも専
用のノックセンサを必要としない、Ｗｉ単な構成で高性
能のノックコントロールシステムの提供を目的とする。In view of the above-mentioned problems, the present invention aims to provide a high-performance knock control system with a Wi simple configuration, which allows the system to be integrated into a distributor and does not require a dedicated knock sensor. shall be.

〔問題点を解決するための手段〕[Means for solving problems]

上記目的を達成するために本発明は、点火時期の基準信
号を発生する基準信号発生器をディストリビュータ内に
備え、この信号発生器が、エンジンのノック発生期間で
常にシグナルロータとのエアギャップが最小となるよう
な形状のジェネレータを有するようにした。In order to achieve the above object, the present invention includes a reference signal generator in a distributor that generates a reference signal for ignition timing. The generator has a shape such that

〔実施例〕〔Example〕

以下、本発明を図に示す実施例により説明する。 Hereinafter, the present invention will be explained with reference to embodiments shown in the drawings.

第１図に本発明の実施例の構成を示す。第１図において
、１は点火時期信号とノック信号を発生するマグネット
ピックアップであり、このマグネットピックアップ１は
、ディストリビュータの回転軸に取付けられエンジン３
に同期して回転するシグナルロータ１ａ、シグナルロー
タ１ａと対応して信号を発生するジェネレータ１ｂを含
む。２はマグネットピックアップ１の信号よりノック状
態を判別して遅角量を決定しイグナイタへ出力するノッ
クコントローラ部と、マグネットピックアップ１の信号
より点火時期の基準信号としての基本点火時期を決定し
、ノックコントローラ部から送られてくる遅角量だけ遅
らせて点火するイグナイタ部からなるノックコントロー
ルイグナイタ、３は４気筒４サイクル式等のエンジン、
１１はマグネットピックアップ１やノックコントロール
イグナイタ２等をすべて内部に収納したディストリビュ
ータである。FIG. 1 shows the configuration of an embodiment of the present invention. In Fig. 1, reference numeral 1 denotes a magnetic pickup that generates an ignition timing signal and a knock signal.
It includes a signal rotor 1a that rotates in synchronization with the signal rotor 1a, and a generator 1b that generates a signal in correspondence with the signal rotor 1a. 2 is a knock controller that determines the knock state from the signal of the magnetic pickup 1, determines the retard amount, and outputs it to the igniter; and a knock controller that determines the basic ignition timing as a reference signal for the ignition timing from the signal of the magnetic pickup 1, and A knock control igniter consisting of an igniter section that delays the ignition by the amount of retardation sent from the controller section, 3 is a 4-cylinder 4-stroke engine, etc.
Reference numeral 11 denotes a distributor in which the magnetic pickup 1, knock control igniter 2, etc. are all housed.

次に第２図を用いてマグネットピックアップ１の詳細を
説明する。マグネットピックアップのジェネレータ１ｂ
の形状は第２図（ａｌに示す略し形とした。従来多く使
用されている形状のジェネレータでは点火時期の信号と
しては最適であるが、ノック検出は不可能である。Next, details of the magnetic pickup 1 will be explained using FIG. 2. Magnetic pickup generator 1b
The shape of the generator is shown in the abbreviated form shown in FIG.

本実施例ではジェネレータ１ｂの形状を略し形にするこ
とでノック検出を可能にした。マグネットピックアップ
でノック検出する為には、）・ツク発生タイミング（Ａ
ＴＤＣ１０°ＣＡ〜８０℃Ａ程度、エンジン回転数、負
荷等によって変化する。）でシグナルロータとジェネレ
ータのエアギヤツブを小さくする必要があり、第２図（
ｂ）に示すように略し形のジェネレータにすることによ
りノック発生タイミングでシグナルロータとジェネレー
タのエアギャップを小さくすることができ、マグネット
ピックアップにノック信号を発生させることが可能にな
る。In this embodiment, knock detection is made possible by making the shape of the generator 1b into an abbreviated shape. In order to detect knocking with a magnetic pickup, the knock occurrence timing (A
TDC ranges from 10°C to 80°C, and varies depending on engine speed, load, etc. ), it is necessary to reduce the size of the signal rotor and generator air gear, as shown in Figure 2 (
By using an abbreviated generator as shown in b), it is possible to reduce the air gap between the signal rotor and the generator at the timing of knock occurrence, and it becomes possible to generate a knock signal in the magnetic pickup.

第３図にこのマグネットピックアップの出力信号を示す
。第３図（ａｌはマグネットピンクアンプの出力、第３
図（ｂｌはローパスフィルタ通過後のマグネットピック
アンプの出力で、イグナイタヘ送ら。FIG. 3 shows the output signal of this magnetic pickup. Figure 3 (al is the output of the magnet pink amplifier,
Figure (bl is the output of the magnetic pick amplifier after passing through the low-pass filter, and is sent to the igniter.

れ波形成形され点火時期信号となる。ここでＡ点はイグ
ニッションコイルの遮断タイミングである。The signal is shaped into a waveform and becomes an ignition timing signal. Here, point A is the timing at which the ignition coil is cut off.

第３図（Ｃ）はノック周波数成分のみを取り出す為のバ
ンドパス、バイパス、ローパス等のフィルタ通過ｆ＆の
マグネットピックアンプの出力で、ノックコントローラ
へ送られノック検出に使用する。FIG. 3(C) shows the output of the magnetic pick amplifier of f& which passes through a filter such as a band pass, bypass, or low pass to extract only the knock frequency component, and is sent to the knock controller and used for knock detection.

次に第４図を用いてノックコントロールイグナイタ２の
ノックコントロール部２ａの詳細構成を説明する。２１
はマグネットピックアップ１の信号からノック周波数成
分のみを取出し増幅するバンドバス、ロウバス、バイパ
ス等のフィルタと増幅器、２２はフィルタ２１の出力を
半波整流、積分して平均出力を取出すとともに、これを
増幅、シフトしてノック判定レベルを作り出すためのノ
ック判定レベル作成回路、２３はノック判定レベルとフ
ィルタ２１の出力信号を比較し、フィルタ出力の方が大
きい場合パルス信号を発生する比較器、２４は点火時期
信号より、比較器２３から出力されるパルス信号がノッ
ク発生によるものか、点火ノイズによるものかを判別し
てノックパルスのみを出力するマスキング回路、２５は
マスキング回路２４から出力されるノックパルスの状態
に応じて遅角量を演算する遅角量演算回路、２６は遅角
量演算回路から出力される遅角量演算結果をイグナイタ
へ出力するためのイ、グナイタ出力回路である。Next, the detailed structure of the knock control section 2a of the knock control igniter 2 will be explained using FIG. 21
22 is a filter and amplifier such as a band bus, low bass, bypass, etc. that extracts and amplifies only the knock frequency component from the signal of the magnetic pickup 1, and 22 half-wave rectifies and integrates the output of the filter 21 to obtain an average output and amplifies it. , a knock determination level creation circuit for shifting and creating a knock determination level; 23, a comparator that compares the knock determination level and the output signal of the filter 21; and 24, a comparator that generates a pulse signal when the filter output is larger; 24, an ignition circuit; A masking circuit 25 determines whether the pulse signal output from the comparator 23 is due to knock occurrence or ignition noise based on the timing signal and outputs only the knock pulse. A retard amount calculation circuit 26 calculates the retard amount according to the state, and 26 is an igniter output circuit for outputting the retard amount calculation result outputted from the retard amount calculation circuit to the igniter.

次に第５図を用いてノックコントロールイグナイタ２の
ノックコントロール部の動作を説明する。Next, the operation of the knock control section of the knock control igniter 2 will be explained using FIG.

第５図において（８１図はフィルタ２１の出力信号で、
マグネットピックアップ１の信号からノック周波数成分
（６〜９ＫＨｚ）のみを選別して取出し、増幅（１００
〜２００倍）した信号である。（ｂ１図はｆａ１図をノ
ック判定レベル作成回路２２内の図示しない整流器によ
って半波整流した後の信号、ｆＣ１図は（ｂ）図を同じ
く図示しないオペアンプ等で構成された積分、増幅回路
によって積分、増幅された信号で、フィルタ２１の出力
の平均値に対応した信号である。ｆｄ１図はｆＣ１図の
信号をさらにノイズマシージン等を上げる意味で、ある
オフセット電圧分だけシフトした信号である。これがす
なわちノック判定レベルになる。ｆｄ１図にはフィルタ
通過後の信号をその上半面だけ略記して比較の意味で同
時に描いである。（ｅ）図は比較器２３の出力信号で、
フィルタ２１の出力信号がノック判定レベルよりも大き
い場合にハイ　（Ｈｉ　ｇ　ｈ）　レベルになり、小さ
い場合はロー（Ｌ　ｏ　ｗ）レベルになるパルス信号で
ある。In Fig. 5 (Fig. 81 is the output signal of the filter 21,
Select and extract only the knock frequency component (6 to 9 KHz) from the signal of the magnetic pickup 1, and amplify it (100 KHz).
~200 times). (Figure b1 is the signal after half-wave rectification of the fa1 diagram by a rectifier (not shown) in the knock judgment level generation circuit 22, and diagram fC1 is the signal obtained by integrating (b) the signal after being half-wave rectified by the rectifier (not shown) in the diagram (b), which is also made up of an operational amplifier, etc., not shown). , is an amplified signal corresponding to the average value of the output of the filter 21.The fd1 diagram is a signal obtained by shifting the signal of the fC1 diagram by a certain offset voltage in order to further increase noise machining. This is, in other words, the knock judgment level. In the fd1 diagram, only the upper half of the signal after passing through the filter is omitted and drawn at the same time for comparison. Figure (e) shows the output signal of the comparator 23,
It is a pulse signal that becomes a high level when the output signal of the filter 21 is higher than the knock determination level, and becomes a low level when it is smaller.

また（ｆ）図はマスキング回路２４の出力信号で、比較
器２３からのパルス信号をマスキングすることにより点
火ノイズにより発生したパルス信号を除去してノックパ
ルス信号が発生した時のみその立上りでトリガがかけら
れ比較的短い時間Ｔだけ立上る信号である。（ｇ）図は
遅角量演算回路２５の出力信号でマスキング回路２４の
ノックパルス信号が発生した場合に所定量だけ加算され
、パルスが発生していない場合は時間に対して一定の割
合で減少していく、すなわちこの信号を反転したのが点
火時期の動きとなり、ノックが発生した場合は一定量遅
角しノックが発生しない場合は徐々に進角する。このｆ
ｇ１図の信号はイグナイタ出力回路２６を通ってイグナ
イタ部へ出力され、点火時期が制御される。Figure (f) shows the output signal of the masking circuit 24. By masking the pulse signal from the comparator 23, the pulse signal generated by ignition noise is removed, and only when a knock pulse signal is generated, a trigger is generated at the rising edge. This is a signal that is applied and rises for a relatively short time T. (g) The figure shows the output signal of the retard amount calculation circuit 25, which is added by a predetermined amount when a knock pulse signal of the masking circuit 24 is generated, and decreases at a constant rate over time when no pulse is generated. In other words, the inversion of this signal is the movement of the ignition timing; if knock occurs, the ignition timing is retarded by a certain amount, and if no knock occurs, the ignition timing is gradually advanced. This f
The signal shown in Figure g1 is output to the igniter section through the igniter output circuit 26, and the ignition timing is controlled.

再び、第４図にもどりノックコントロールイグナイタ２
のイグナイタ部２ｂの詳細構成を説明する。２７はマグ
ネットピンクアップ１の信号から基本点火時期を決定す
る為に必要な信号成分（第３図（ｂｌ参照）のみを取り
出す為のローパスフィルタである。尚、このローパスフ
ィルタは機械ノイズ等によるイグナイタの誤動作を防止
する為のもので、機械ノイズが小さくイグナイタが誤動
作する可能性が無い場合はこのローパスフィルタは必要
としない。２８はフィルタ２７の出力信号を波形整形す
る波形整形回路、２９はノックコントロール部２ａのイ
グナイタ出力回路２６から出力される遅角量だけ基本点
火時期より遅らせてイグニッションコイル４の通電・遮
断をする遅角制御回路である。Return to Figure 4 again and knock control igniter 2
The detailed configuration of the igniter section 2b will be explained. Reference numeral 27 is a low-pass filter for extracting only the signal components (see Fig. 3 (bl)) necessary for determining the basic ignition timing from the signal of the magnet pink-up 1.This low-pass filter is designed to prevent igniter interference caused by mechanical noise, etc. This low-pass filter is not necessary if the mechanical noise is small and there is no possibility of the igniter malfunctioning. 28 is a waveform shaping circuit that shapes the waveform of the output signal of the filter 27, and 29 is a knock This is a retard control circuit that energizes or shuts off the ignition coil 4 at a delay from the basic ignition timing by the retard amount output from the igniter output circuit 26 of the control section 2a.

次に第６図を用いてノックコントロールイグナイタ２の
イグナイタ部２ｂの動作を説明する。第６図においてｆ
ａ１図はマグネットピックアップ１の出力信号をローパ
スフィルタ２７で機械ノイズを除去した信号である。（
ｂ１図は波形整形回路２８の出力信号であり、マグネッ
トピックアップの出力信号が基準電圧より大きくなった
時に立上り（ＯＮする）、基準電圧より小さくなった時
に立下る（ＯＦ　Ｆする）信号であり、このＯＮ・ＯＦ
Ｆがイグニッションコイルの通電・遮断の基準信号とな
る。（Ｃ１図は遅角制御回路内積分回路の動作を示すも
ので、ノックコントロール部より出力される遅角量（電
流量に変換されて出力される）により、積分器に充電さ
れる速度（傾き）が変化する。（Ｃ１図のＡが遅角量大
の時で充電の傾きが大きくなり、Ｂは遅角最小の時で充
電の傾きが小さくなる。この充電は前気筒の点火から波
形整形回路２８から出力される出力信号のＯＦＦまで続
き、その後一定の傾きで放電され、所定値以下まで放電
された時イグニッションコイルの通電が遮断され点火さ
れる。従って遅角量大の時は充電量が大きくなり、放電
に時間を要する為に点火時期が遅れ（（Ｃ）図Ａ’）遅
角最小の時は充電量が小さくなり、放電に要する時間は
比較的短（なり点火時期の遅れは小さくなる（（Ｃ）図
Ｂ′）。Next, the operation of the igniter section 2b of the knock control igniter 2 will be explained using FIG. In Figure 6, f
Figure a1 is a signal obtained by removing mechanical noise from the output signal of the magnetic pickup 1 using a low-pass filter 27. (
Figure b1 is the output signal of the waveform shaping circuit 28, which rises (turns ON) when the output signal of the magnetic pickup becomes larger than the reference voltage, and falls (turns OFF) when it becomes smaller than the reference voltage. This ON・OF
F becomes the reference signal for energizing/cutting off the ignition coil. (Figure C1 shows the operation of the integrator circuit in the retard control circuit. The speed at which the integrator is charged (the slope ) changes. (In diagram C1, when A is a large amount of retardation, the charging slope becomes large, and B is when the retardation amount is minimum, and the charging slope is small. This charging is performed by waveform shaping from the ignition of the front cylinder. It continues until the output signal output from the circuit 28 turns OFF, and then it is discharged at a constant slope, and when it is discharged to a predetermined value or less, the ignition coil is de-energized and ignited.Therefore, when the retardation amount is large, the charge amount is increases, and as it takes time to discharge, the ignition timing is delayed (Fig. A' in (C)). ((C) Figure B').

このようにして、遅角制御回路２９では波形整形回路２
８から出力される基準信号と、ノックコントロール部２
ａから出力される遅角量により、点火時期を自由に制御
するこができる。In this way, in the retard control circuit 29, the waveform shaping circuit 2
The reference signal output from 8 and the knock control section 2
The ignition timing can be freely controlled by the amount of retardation output from a.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以上述べたように本発明によれば、ディストリビュータ
内の基準信号発生器のシグナルロータとノック発生期間
中に最小エアギャップで対向するジェネレータの出力信
号から、ノック検出と点火基準信号検出の両方を行なう
ことで、システムをディストリビュー内に一体で構成す
ることが可能になり、専用のノックセンサ、シールド線
、その断線を検出し遅角させるフェイルセーフ機能も不
要にすることができるという効果がある。As described above, according to the present invention, both knock detection and ignition reference signal detection are performed from the signal rotor of the reference signal generator in the distributor and the output signal of the generator that faces each other with a minimum air gap during the knock occurrence period. This allows the system to be integrated into the distribution system, which has the effect of eliminating the need for a dedicated knock sensor, shield wire, and a fail-safe function that detects the disconnection of the wire and retards the timing.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第１図は本発明の実施例を示す全体構成図、第、２図は
マグネットピックアップの形状を示す図、第３図はマグ
ネットピックアップの信号波形図、第４図は第１図中の
ノックコントロールイグナイタの詳細構成図、第５図は
第４図中のノックコントロール部の信号波形図、第６図
は第４図中のイグナイタ部の信号波形図である。 １・・・マグネットピックアップ、ｅａ・・・シグナル
ロータ、１ｂ・・・ジェネレータ、２・・・ノックコン
トロールイグナイタ、３・・・エンジン、４・・・イグ
ニッションコイル、１１・・・ディストリビユータ。Figure 1 is an overall configuration diagram showing an embodiment of the present invention, Figures 2 and 2 are diagrams showing the shape of the magnetic pickup, Figure 3 is a signal waveform diagram of the magnetic pickup, and Figure 4 is the knock control shown in Figure 1. A detailed configuration diagram of the igniter, FIG. 5 is a signal waveform diagram of the knock control section in FIG. 4, and FIG. 6 is a signal waveform diagram of the igniter section in FIG. 4. DESCRIPTION OF SYMBOLS 1... Magnetic pickup, ea... Signal rotor, 1b... Generator, 2... Knock control igniter, 3... Engine, 4... Ignition coil, 11... Distributor.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 １、内燃機関のノックを検出し、そのノック検出状態に
応じて点火時期を補正する点火制御手段を有する内燃機
関用点火時期制御装置に於いて、内燃機関の点火時期の
基準信号を発生する基準信号発生器を配電器内に備え、
前記基準信号発生器は、前記ノック検出を行なうために
内燃機関のノック発生期間で常にシグナルロータとのエ
アギャップが最小となるような形状のジェネレータを有
することを特徴とする内燃機関用点火時期制御装置。 ２、前記点火制御手段は、前記基準信号発生器と共に配
電器と一体で構成したことを特徴とする特許請求の範囲
第１項記載の内燃機関用点火時期制御装置。[Scope of Claims] 1. An ignition timing control device for an internal combustion engine having an ignition control means for detecting knock in the internal combustion engine and correcting the ignition timing according to the knock detection state. A reference signal generator that generates a reference signal is provided in the power distribution device,
Ignition timing control for an internal combustion engine, characterized in that the reference signal generator has a generator shaped so that an air gap with the signal rotor is always minimized during a knock occurrence period of the internal combustion engine in order to perform the knock detection. Device. 2. The ignition timing control device for an internal combustion engine according to claim 1, wherein the ignition control means is integrated with a power distributor together with the reference signal generator.