ノッキングセンサー信号をモニターしてみました。

 

エンジンをセッティングして行く上で一番怖いのはノッキングですよね。
でも、確実なノッキングセンサーってないんですよね。
某HKSでも結局耳で聞いて判断するようなものですから。
難しい事はおいといて、どこまで純正のノッキングセンサーが使えるのか実験君してみました。

その前に下調べということでS14のECUに入力されている信号を調べました。
Web上で発見したのですが、S14ターボ前期型の中期(平成6年8月かな)だけまでは特別なようで、他のECU(S14前期、後期のNA、S14ターボ前期型の後期、S14後期)については同じコネクタのようです。
私のECUのコネクタは16PIN−20PIN−20PIN−20PIN という構成です。
それ以外のコネクタは 16PIN−14PIN−16PIN−18PIN です。
これは配線図の追補版U(平成6年8月版)に変更箇所として記載されています。

そのため、ディーラへ行って配線図をコピーさせてもらいました。m(__)m

今回の必要箇所のみピックアップします。

ECU入力端子番号 内   容
点火信号1
点火信号2
11 点火信号3
12 点火信号4
23 ノックセンサー
26 エアフロ信号(アース)
27 エアフロ信号
41、51 クランク角センサー180度
42、52 クランク角センサー1度
101 インジェクター1
103 インジェクター3
110 インジェクター2
112 インジェクター4
10、20、36、107、108、116 アース

アースは図面上では共通のようです。
測定波形にノイズが乗る時はアースを取る所を考えたほうがよいかもしれませんね。
エアフロ信号だけアースは専用です。
図面上では26がエアフロ信号で27がエアフロ信号用アースでしたが、測定すると電圧が逆に出たので、内容を入れかえました。

予備のECUがあったので、直接半田づけして外部に引き出します。
引き出した信号線がショートしないように、また測定プローブでつかみやすいように、測定用端子を作ってみました。


↑隣との間隔は狭くないので、ショートする事はないでしょう。


↑測定用端子です。(かなり、うさんくさい品です。)

 

<サンプリングでーす>
わくわく。
とりあえず、アイドリングでモニターした信号です。
測定器はハンディーなデジタルロガーです。(オシロではありません)
見てやってくだせ〜。
(ちょっと大きくて見にくいですが、データを見るには必要な大きさなので我慢してね。)

信号の内容
 1ch:(赤) ノッキングセンサー出力電圧
 2ch:(緑) クランク角センサー1度信号
 3ch:(白) クランク角センサー180度信号
 4ch:(黄) 点火信号1 の出力電圧

測定条件
 データ数:80724「1.00905sec」
 サンプルレート:80kS/s(12.5μsec)

考察だよ
1ch(赤)のノッキングセンサーは圧電素子のようです。
なので、外部からセンサーに圧力がかかると起電力が発生します。
どうやら2V程度のバイアス電圧をかけているようですね。
約0.03秒に1回の振動があるようです。
4ch(黄)が1番シリンダの点火信号なので、それとまったく同時に振動が発生している事から、燃焼の時の爆発による振動ですね。
点火時期の2と3と4も同時にサンプリングを取るとタイミングが合ってると思います。

ちょっと計算してみると、点火信号1の間隔がだいたい0.12秒
1分間だと 60÷0.12 = 500 回
1工程でエンジンは2回転するので、 2 × 500 = 1000 rpm
なので、アイドリング時のエンジン回転数とだいたい同じですね〜。(まぁ当然ですが…)

3ch(白)はクランク角180度の信号です。
幅がだんだん狭くなっていますが、4サイクル周期のようです。
トリガの立ち上がりの間隔が180度のようですね。
全ての立ち上がりトリガの間隔は0.03秒。
トリガの間隔は太いものから0.005秒、0.003秒、0.002秒、0.001秒です。
どうやらクランク角180度のセンサーはエンジン2回転(1工程)で1周する構成のようですね。
この幅の違いを、どう使うのかは不明ですね。


それから、2ch(緑)はクランク角1度の信号です。
拡大してみましょう。

細かなパルス状の信号です。
つまり1度に1パルス出力する、パルスジェネレータですね。
180度の信号の立ち上がりパルス間の1度のパルス数を時間計算より求めると92パルス…
ということは、立ち上がりと立下りの両方でカウントしている可能性が強いですね。
だとすると1度で1パルスじゃなくて2度で1パルスって事かな…
うーん。基準はどこかな…
やっぱりシリンダの上死点が0度かなぁ…
ちょっと調べることにします。
この出力とクランク角180度出力と点火信号の関係より、点火時期を求める事ができそうですね。
とりあえず調査結果まで。