JP2500497Y2 - 内燃機関の制御装置 - Google Patents

内燃機関の制御装置

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JP2500497Y2
JP2500497Y2 JP1987185057U JP18505787U JP2500497Y2 JP 2500497 Y2 JP2500497 Y2 JP 2500497Y2 JP 1987185057 U JP1987185057 U JP 1987185057U JP 18505787 U JP18505787 U JP 18505787U JP 2500497 Y2 JP2500497 Y2 JP 2500497Y2
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  • Electrical Control Of Ignition Timing (AREA)

Description

【考案の詳細な説明】 技術分野 本考案は、火花点火内燃機関におけるいわゆるプレイ
グニシヨン現象を防止し、またノツキングを検出するよ
うにした内燃機関の制御装置に関する。
背景技術 火花点火内燃機関においてたとえば経時変化等によつ
て点火精度が低下し、プレイグニシヨン現象が発生して
しまうことがある。
このプレイグニシヨン現象とは、火花点火内燃機関に
おいて、点火プラブによる火花点火時刻より以前に、燃
料と空気との混合気体が、燃焼室内で圧縮されるだけで
爆発する現象を言う。したがつてこのプレイグニシヨン
現象が生じると、前記混合気体は、爆発後に、ピストン
が上死点に達するまでさらに圧縮されることになり、そ
のため燃焼室が高温度、高圧力となり、内燃機関が破壊
するに至る。
このようなプレイグニシヨン現象の発生を検知し、解
消させる構成は、たとえば実開昭57−186636で開示され
ている。
考案が解決しようとする課題 しかしながら、この先行技術では、プレイグニシヨン
現象を振動で検出するのではなく、たとえば圧力センサ
や温度センサまたはイオンギヤツプなどの、燃焼ガスに
接触する手段で検出している。したがつて、そのような
検出手段は各燃焼室に設ける必要があり、検出手段自体
が高価であるばかりでなく、内燃機関の構造自体を変更
する必要もあり、コストが嵩んでしまうという問題があ
る。
本考案の目的は、低コストな構成で、プレイグニシヨ
ン現像による内燃機関の破壊を防止することができるよ
うにするとともに、併せてノツキングを検出することが
できるようにした内燃期間の制御装置を提供することで
ある。
問題点を解決するための手段 本考案は、内燃期間の異常振動を検出する異常振動検
出手段と、 点火プラグによる火花点火タイミングを検出するタイ
ミング検出手段と、 前記タイミング検出手段の検出結果に応答し、前記火
花点火タイミングの周期に基づいて、火花点火タイミン
グ以前の所定期間に亘つて、モニタ期間を設定する設定
手段と、 前記設定手段によつて設定された前記モニタ期間内で
前記異常振動検出手段によつて異常振動が検出されたと
き、内燃期関への燃料の供給を遮断する遮断手段と、 前記モニタ期間以外の期間で前記異常振動検出手段に
よつて異常振動が検出されたとき、ノツキングが生じた
ものと判断する手段とを含むことを特徴とする内燃機関
の制御装置である。
作用 本考案に従えば、デイストリビユータなどに関連して
タイミング検出手段が設けられており、このタイミング
検出手段は、点火プラグによる火花点火タイミングを検
出している。前記タイミング検出手段の検出結果は設定
手段に与えられており、この設定手段は、前記火花点火
タイミングの周期に基づいて、次の火花点火タイミング
の以前の所定期間、たとえばピストンが上死点に到達す
る以前の90度クランク角から前記点火タイミングまでを
モニタ期間として設定する。
一方、内燃機関の異常振動は、異常振動検出手段によ
つて検出されている。この異常振動検出手段および前記
設定手段からの出力に応答して遮断手段は、前記モニタ
期間内で、異常振動が検出されたときにはプレイグニシ
ヨン現象が発生していると判断し、内燃機関への燃料の
供給を遮断する。
こうしてプレイグニシヨン現象が発生した場合には、
燃料の供給が直ちに遮断されてプレイグニシヨン現象が
解消される。これによつて内燃機関の破壊を防止するこ
とができる。
また、前記遮断手段は、前記モニタ期間以外の期間に
異常振動が検出されるとノツキングであると判定し、た
とえば点火タイミングの遅角制御を行う。したがつて、
異常振動検出手段は、各気筒毎に設ける必要はなく、ま
た加速度センサなどによつて実現される既存のノツクセ
ンサと共用することができ、低コストでプレイグニシヨ
ン現象を防止することができる。
さらに本考案に従えば、前述のプレイグニシヨンを検
出する異常振動検出手段を用いて、ノツキングもまた区
別して検出することができる。
実施例 第1図は、本発明の一実施例のブロツク図である。内
燃機関13には複数の燃焼室E1〜Emが形成され、これらの
燃焼室E1〜Emには吸気管15から燃焼用空気が供給され
る。吸気管15にはスロツトル弁16が介在される。スロツ
トル弁16を介する燃焼用空気は、サージタンク14から各
燃焼室E1〜Em毎に個別に設けられた吸気管路A1〜Amに導
かれる。各吸気管路A1〜Amには、それぞれ燃料噴射弁B1
〜Bmが設けられ、各燃焼室E1〜Emにおける1回毎の爆発
行程において、後述する処理装置31によつて定められた
燃料噴射量で噴射を行う。各燃焼室E1〜Emには、それぞ
れ吸気弁C1〜Cmと排気弁D1〜Dmとが設けられる。内燃機
関13は、点火プラグG1〜Gmを有する4サイクル火花点火
内燃機関である。各点火プラグG1〜Gmには、デイストリ
ビユータ38から点火用の電力が供給される。デイストリ
ビユータ38には、クランク軸40の上死点を検出するため
のタイミング検出器39が設けられる。
サージタンク14には、吸気圧を検出するための圧力検
出器19が設けられる。吸気管15には、吸気温度を検出す
る温度検出器27が設けられる。内燃機関13には、クラン
ク角を検出するためのクランク角検出器28が設けられ、
また振動を検出するためにノツクセンサと呼ばれる異常
振動検出器24が設けられる。スロツトル弁16の開度は、
弁開度検出器30によつて検出される。排気管20の途中に
は、酸素濃度検出器21が設けられ、排ガスは三元触媒22
で浄化されて、外部に排出される。
マイクロコンピユータなどによつて実現され、設定手
段であるとともに、前記燃料噴射弁B1〜Bmとともに遮断
手段を構成する処理装置31は、入力インタフエイス32
と、入力されるアナログ信号をデジタル信号に変換する
アナログ/デジタル変換器33と、処理回路34と、出力イ
ンタフエイス35と、メモリ36とを含む。メモリ36は、リ
ードオンリメモリおよびランダムアクセスメモリを含
む。本考案の実施例では、検出器19,24,28,30などから
の出力に応答して、燃料噴射弁B1〜Bmから噴射される1
行程毎の燃料噴射量を制御する。
処理装置31は、たとえば弁開度検出器30によつて検出
されるスロツトル弁開度と圧力検出器19によつて検出さ
れる吸気圧とから、あるいは前記吸気圧とクランク角検
出器28によつて検出される内燃機関13の単位時間当りの
回転数とから、吸入空気流量を演算し、この吸入空気流
量に対応した燃料噴射量となるように燃料噴射弁B1〜Bm
を駆動する。またクランク角検出器28によつて検出され
る内燃機関13のクランク角に対応して、点火プラグG1〜
Gmへの通電開始時期と、通電時間とを制御する。
前記プレイグニシヨン現象が発生すると、内燃機関13
に異常振動が発生し、異常振動検出器24によつて検出す
ることができる。しかしながら同様の異常振動は、いわ
ゆるノツキング時においても発生する。したがつて異常
振動検出器24によつて検出された異常振動がプレイグニ
シヨン現象によるものか、あるいはノツキングによるも
のかを判断する必要がある。ところでノツキングとは、
前記混合気体の爆発後に可燃物が残つていて、再爆発が
生じることを言い、前記混合気体に点火後に発生する。
したがつて本考案では、これを利用して、火花点火時刻
以前の予め定めた期間W内をモニタ範囲とし、この期間
W内に異常振動が検出されたときにはプレイグニシヨン
現象によるものと判断し、また前記モニタ期間W外で異
常振動が検出されたときにはノツキングによるものと判
断する。
第2図は、動作を説明するためのタイミングチヤート
である。なお、以下の説明では内燃機関13は4気筒、す
なわち前記m=4とする。したがつてデイストリビユー
タ38に設けられたタイミング検出器39から導出される上
死点を表す信号TDCは、第2図(1)で示されるよう
に、180°クランク角(以下、CAと略称する)毎に導出
される。クランク角検出器28の検出信号NEは、第2図
(2)で示されるように、前記180°CA当り6個、すな
わち30°CA毎のパルスとして導出される。処理装置31は
クランク角検出器28からの信号NEを、前記タイミング検
出器39からの信号TDCによつて、第2図(3)で示され
るタイミング信号CTDCとして認識する。またデイストリ
ビユータ38に与えられる電流、すなわち処理装置31から
導出される図示しないイグニシヨンコイルへの一次電流
IGtは、第2図(4)で示される。
いま時刻t1においてクランク角が上死点に達した場
合、タイミング検出器39からはハイレベルの出力が導出
され、またクランク角検出器28からはローレベルのパル
スが導出される。この上死点に達する以前の、たとえば
タイミング信号CTDCが5である期間において点火が行わ
れる場合、前記一次電流IGtは時刻t2から通電が開始さ
れ、時刻t3において、燃料に点火される。この点火が行
われた時刻t3において、点火を表すフラグYIGtが、第2
図(5)で示されるように1にセツトされる。この点火
フラグTIGtは、クランク角が上死点に達したとき、すな
わち時刻t1において0にリセツトされる。
本考案の実施例では、クランク角が上死点である時刻
t1から90°CA、すなわちタイミング信号CTDCが3となつ
た時刻t4から、点火が行われる時刻t3までの期間Wは、
第2図(6)で示されるように、前記プレイグニシヨン
現象のモニタフラグYPINが1にセツトされて、第2図
(7)で示される異常振動検出器24からの異常振動がモ
ニタされる。
したがつて第2図(7)において参照符40で示される
ように点火が終了した時刻t1以後、すなわちプレイグニ
シヨン現象のモニタフラグYPINが0にリセツトされてい
る期間に異常振動が検出されたときには、処理装置31は
この異常振動をいわゆるノツキングによるものと判断す
る。
また参照符41で示されるように前記モニタフラグYPIN
が1であるモニタ期間W内に異常振動が検出されたとき
には、プレイグニシヨン現象が発生したものと判断し
て、第2図(8)で示されるように、後述する予め定め
た時間Tだけ燃料カツトフラグYFCを1にセツトして、
燃料噴射弁B1〜Bmからの燃料の噴射を停止する。こうし
てプレイグニシヨン現象が解消され、高温度、高圧力の
燃焼ガスの圧縮による内燃機関13の破壊を防止すること
ができる。
第3図は、プレイグニシヨン現象のモニタフラグYPIN
のセツト動作を説明するためのフローチヤートである。
ステツプn1では、クランク角検出器28の検出信号NEなど
から、内燃機関13が始動状態であるかどうかが判断さ
れ、そうであるとき、すなわち燃焼が不安定であるとき
にはステツプn2に移り、燃料カツトフラグYFCを0にリ
セツトして、ステツプn3で前記モニタフラグYPINを0に
リセツトして動作を終了する。
ステツプn1において内燃機関13が始動状態でないとき
にはステツプn4に移り、点火タイミングを表す値NOESA
が0であるかどうか、すなわち点火タイミングが上死点
であるかどうかが判断される。この値NOESAは、前述の
第2図の場合、5である。この値NOESAが0であるとき
には、ステツプn5で6が代入されて、ステツプn6に移
る。ステツプn4において、前記値NOESAが0でないと
き、すなわち上死点でないときには直接ステツプn6に移
る。
ステツプn6では、前記タイミング信号CTDCが前記値NO
ESAから3を減算したもの以上であるかどうかが判断さ
れ、すなわち前記第2図における時刻t4以降であるかど
うかが判断され、そうであるときにはステツプn7に移
る。ステツプn7では、点火を表すフラグYIGtが1である
かどうか、すなわち点火が行われていないかどうかが判
断され、そうでないとき、すなわち前記モニタ期間W内
であるときには、ステツプn8でモニタフラグYPINが1に
セツトされて動作を終了する。
ステツプn6でタイミング信号CTDCが値NOESAから3を
減算したもの未満であるとき、およびステツプn7におい
て点火を表すフラグYIGtが1であるとき、すなわち点火
が行われれているときにはステツプn3に移り、モニタフ
ラグYPINが0にリセツトされて、動作を終了する。
第4図は、燃料遮断動作を説明するためのフローチヤ
ートである。ステツプs1では、モニタフラグYPINが1で
あるかどうかが判断され、そうであるとき、すなわち前
記モニタ期間W内ではステツプs2で、異常振動検出器24
によつて異常振動が検出されていないかどうかが判断さ
れ、そうであるとき、すなわち異常振動が検出されてい
るときにはステツプs3で、燃焼遮断フラグYFCが1にセ
ツトされて燃料の供給が遮断される。ステツプs4では、
前記遮断動作が予め定めた時間T、たとえば5秒間継続
されたかどうかが判断され、そうでないときにはこの時
間Tが経過するまで待機する。5秒間が経過したときに
はステツプs5に移り、燃料カツトフラグYFCが0にリセ
ツトされて燃料の供給が再開される。
ステツプs1においてモニタフラグYPINが1でないと
き、すなわちモニタ期間W外であるとき、およびステツ
プs2において異常振動が検出されていないときには、直
接ステツプs5に移る。
したがつてこのようにモニタ期間Wを設定することに
よつて、圧力センサなどのような燃焼室内部の状況を検
出するような新たなセンサを、しかも各気筒毎に設ける
ような必要はなく、また内燃機関13の構造の煩雑化を招
くことなく、異常振動検出器24を、内燃機関13に従来か
ら設けられているノツクセンサと共用することができ、
低コストな構成でプレイグニシヨン現象の発生を防止す
ることができる。また、また一旦、燃料が遮断され、予
め定めた時間Tが経過してプレイグニシヨン現象が解消
されたときには、再び燃料が供給されるようにしたの
で、たとえば高速走行時などで急減速が起こるようなこ
とはなく、安全性を向上することができる。
上述の実施例では、プレイグニシヨン現象が発生する
と、予め定めた時間Tだけ、燃料の供給が遮断されたけ
れども、本考案の他の実施例として一旦、燃料の供給が
遮断されると、再び供給されないようにしてもよい。
効果 以上のように本考案によれば、火花点火タイミング以
前の所定期間に亘つてモニタ期間を設定し、そのモニタ
期間内に異常振動が検出されたときにはプレイグニシヨ
ン現象が発生しているものと判断するので、このプレイ
グニシヨン現象による振動とノツキングによる振動とを
識別することができ、したがつて従来から設けられてい
るノツクセンサなどの、内燃機関の外部から燃焼室の状
況を検出するセンサによつてプレイグニシヨン現象を検
出することができるとともに、各気筒毎にセンサを設け
る必要もなく、低コストな構成でプレイグニシヨン現象
を検出することができる。
さらに本考案によれば、共通の異常振動検出手段によ
つて、プレイグニシヨンとノツキングとを区別して検出
することができ、それぞれに適した制御を行うことが可
能である。
【図面の簡単な説明】
第1図は本考案の一実施例のブロツク図、第2図は動作
を説明するためのタイミングチヤート、第3図および第
4図は動作を説明するためのフローチヤートである。 13……内燃機関、14……サージタンク、15……吸気管、
16……スロツトル弁、19……圧力検出器、20……排気
管、24……異常振動検出器、27……温度検出器、28……
クランク角検出器、30……弁開度検出器、31……処理装
置、B1〜Bm……燃料噴射弁、E1〜Em……燃焼室、G1〜Gm
……点火プラグ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 F02P 5/152 F02P 5/15 D 5/153

Claims (1)

    (57)【実用新案登録請求の範囲】
  1. 【請求項1】内燃機関の異常振動を検出する異常振動検
    出手段と、 点火プラグによる火花点火タイミングを検出するタイミ
    ング検出手段と、 前記タイミング検出手段の検出結果に応答し、前記火花
    点火タイミングの周期に基づいて、火花点火タイミング
    以前の所定期間に亘つて、モニタ期間を設定する設定手
    段と、 前記設定手段によつて設定された前記モニタ期間内で前
    記異常振動検出手段によつて異常振動が検出されたと
    き、内燃機関への燃料の供給を遮断する遮断手段と、 前記モニタ期間以外の期間で前記異常振動検出手段によ
    つて異常振動が検出されたとき、ノツキングが生じたも
    のと判断する手段とを含むことを特徴とする内燃機関の
    制御装置。
JP1987185057U 1987-12-03 1987-12-03 内燃機関の制御装置 Expired - Lifetime JP2500497Y2 (ja)

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