JPH02277966A - 内燃機関のノツキング制御装置 - 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 本発明は、内燃機関のノッキングを制御するための装置
に関し、さらに詳しくは、加速時などの制御装置に関す
る。

従来の技術 内燃機関の点火時期制御は、たとえば内燃機関の回転速
度と吸気圧とから求められる値を、吸入空気の温度と冷
却水の温度とで補正した値を基本進角量とし、ノッキン
グ制御装置によってこの基本進角量付近を進角または遅
角制御して行われる。

典型・的な従来技術のノッキング制御装置では、先ず、
内燃機関に固定した加速度センサなどのようなノッキン
グ検出手段によってノッキング現象を検出し、所定の検
出期間内に、その検出レベルが予め定めるノック判定レ
ベル以上となった回数を計測して、ノッキング強度が検
出される。一方、・点火時期は予め定める一定の速度で
進角制御してゆかれ、ノッキングが発生すると、そのノ
ッキング強度に応じて遅角制御が行われる。また、加減
速時などの過渡時にノッキングが発生したｉ会には、速
やかに進角してゆく必要がある。

すなわちこれは、過渡ノックが基本進角などの応答遅れ
に起因するものであるため、ノッキングは一過性であり
、定量的に発生するものではないためである。前記基本
進角の応答遅れは、吸気圧検出器自体の応答遅れや、吸
入空気の吸気圧検出器と燃焼室との間の吸気経路の通過
時間などによ−）で発生する。しかしながらあまり早い
速度で進角制御が行われるようにしたＰ４６には、定常
時において進角制御量が大きく変動し、サージ等が発生
してドライバビリティの悪化を招いてしまう。

このため典型的な従来技術では、たとえば特開昭５４−
１１２４２６号公報、特開昭５５−３５１３６号公報等
で示されるように、前記過渡時における過遅角を犠牲に
し、定常時の進角安定性を重視して、前記進角制御量が
決定されている。

発明が解決しようとする課題 したがって、上述のような従来技術では、過渡時にノッ
キングが発生し、遅角制御が行われると、進角制御量が
小さいため、過遅角の状態が収束するまでにかなりの時
間を要する。

本発明の目的は、定常時における進角安定性を確保する
ことができるとともに、過渡時におけるノッキング発生
後グ）遅角量を速やかに収束させることができる内燃機
関のノッキング制（１装置を提供することである。

課題を解決するための手段 本発明は、内燃機関の負荷が増大している過渡状態を検
出する状態検出手段と、 内燃機関のノッキングを検出するノツキ〉′グ検出手段
と。

前記状り検出手段およびノッキング検出手段の出力に応
答して遅角量を設定し、予め定める基本進角量に対して
点火時期を遅らせる点火時期制（１手段とを含み、 前記点火時期制御手段は、前記過渡状態であるときには
、遅角制御後に点火時期を大きい時間変化率で前記基本
進角量に戻すことを詩歌とする内燃機関のノッキング制
御装置である。

イ１：用 本発明に従えば、点火時期制御手段は、ノッキング検出
手段で検出される内燃機関のノッキング強度に対応して
遅角量を設定し、ノッキングが発生すると、予め定める
基本進角量からその遅角量だけ点火時期を遅らせる。こ
うして遅角制御が行われた後、状態検出手段によって内
燃機関の負荷が増大している過渡状態であることが検出
されていると、点火時期制御手段は点火時期を大きい時
間変化率で進角制御し、前記基本進角量に戻す。

したがって、定常時には基本進角量付近で安定した進角
制御を行うことができ、また過渡時には遅角制御後、速
やかに基本進角量は近に復帰させることができる。

実施例 第１図は、本発明の一実施例のノッキング制（卸が行わ
れる内燃機関の制御装置１と、それに関連する構成を示
すブロック図である。吸気口２から導入された燃焼用空
気は、エアクリーナ３で浄１ヒされ、吸気管４を介して
、該吸気管４に介在されるスロットル弁５でその流入量
が調整された後、サージタンク６に流入する。サージタ
ンク６から流出した燃焼用空気は、吸気管７に介在され
る燃Ｉ′ｌ噴射弁８から噴射される燃［ｌと混音され、
吸気弁９を介して、内燃機関１０の燃焼室１１に供給さ
れる。燃焼室１１には点火プラグ１２が設けられており
、この燃焼室１１からの燃焼排ガスは、排気弁１３を介
して排出され、排気管１４から三元触媒１５を経て、大
気中に放出される。

前記吸気管４には吸入空気の温度を検出する吸気温度検
出器２１が設けられ、前記スロットル弁５にはスロット
ル弁開度検出器２２が設けられ、サージタンク６には吸
気圧検出器２３が設けられる。また前記燃焼室１１付近
には、冷却水温度検出器２４と、たとえば加速度センサ
などで実現されるノッキング検出器３７とが設けられて
いる。

排気管１４において、三元触媒１５より上流側には酸素
濃度検出器２５が設けられ、三元触媒１５より下流側に
は排気温度検出器２６が設けられる。

内燃機関１０の回転速度および回転加速度は、クランク
角検出器２７によって検出される。

制御装置１には、萌記各検出器２１〜２７．３７ととも
に、車速検出Ｈ２８と、内燃機関１０を始動させるスタ
ータモータ３３が起動されているかどうかを検出するス
タート検出器２９と、冷房機の使用などを検出する空調
検出器３０と、該内燃機関ｌＯが搭載される自動車が自
動変速機１寸きであるときには、その自動変速機の変速
段がニュートラル位置であるどうかを検出するニュート
ラル検出器３１とからの検出結果が入力される。さらに
またこの制御装置１は、バッテリ３４によ′）で電力付
勢されており、該制御装置１は前記各検出器２１〜３１
．３７の検出結果、および電圧検出器２０によって検出
されるバッテリ３４の電源電圧などに基づいて、燃料噴
射量や点火時期などを演算し、前記燃料噴射弁８および
点火プラグ１２などをＩＩＩ　ｍする。

前記吸気管４にはまた、スロットル弁５の上流側と下流
側とをバイパスするＲ路３５が形成されており、この側
路３５には流量制御１弁３６が設けられている。この流
量側［ｎ弁３６は、制御′ｌｌ装置１からの出力に基づ
いて、スロットル弁５がほぼ全閉であるアイドリング時
の燃焼用空気の流量を調整制御する。制御装置１はまた
、内燃機関１０が運転されているときには、燃料ポンプ
３２を駆動する。

第２図は、制御装置１の具体的構成を示すブロック図で
ある。前記検出器２０〜２５の検出結果４土、入力イン
タフェイス回路４１からアナログ／デジタル変換器４２
を介して、点火時期制御手段である処理回路４３に与え
られる。また前記検出器２２．２７〜３１．３７の検出
結果は、入力インタフェイス回路４４を介して前記処理
回路４３に与えられる。処理回路４３内には、各種の制
御用マツプや学習値などを記憶するためのメモリ４５が
設けられており、またこの処理回路４３には、前記バッ
テリ３４からの電力が定電圧回路４６を介して供給され
る。

処理回路４３からの制御出力は、出力インタフェイス回
路４７を介して導出され、前記燃料噴射弁８に与えられ
て燃料噴射量が制御され、またインタイタ４８を介して
点火プラグ１２に与えられて点火時期が制（卸され、さ
らにまた前記流量、ｔｉｌｌ陣弁３６に与えられてアイ
ドル時め側路３５を介する流入空気流量が制御され、ま
た燃料ポンプ３２に与えられて該燃ｔ１ポンプ３２が駆
動制御される。

前記排気温度検出器２６の検出結果は、制御ｎ装置１内
の排気温度検出回路４９に与えられており、その検出結
果が異常に高温であるときには、駆動回路５０を介して
警告灯５１が点灯される。

上述のように構成された制御装置１において、内燃機関
１０がたとえば４気筒、４サイクル内燃機関であるＰ４
．６には、クランク角検出３２７からは第３図（１）で
示されるように、時刻ｔ１〜ｔ２間の１８０°クランク
角（ｒｃＡＪという。）毎に上死点信号が導出される。

処理回路４３は、第３図（２）において参照ｉＷ１で示
されるように、前記上死点信号間の所定の期間を検出期
間とし、第３図（３）で示されるノッキング検出器３７
からの出力値を、後述するようにして予め設定されるノ
ック判定レベルＶＬＶＬでレベル弁別する。前記検出期
間Ｗｌ内において、ノッキング検出器３７からの出力値
がノック判定レベルＶＬＶＬ以上となった回数が計測さ
れ、その回数に対応してノッキングの強度を検出するこ
とができる。

一方、処理回路４３は、第４図に示されるように、点火
時期を予め定める周期ΔＴ１毎に予め定めるクランク角
Δθずつ進角してゆき、この第４図において時刻ｔ３．
ｔ４．ｔ５で示されるように、ノッキング検出器３７の
出力値が前記ノック判定レベルＶＬＶＬ以上となると、
その出力値に対応した遅角量だけ遅角制御を行う。

このようにして遅角制御が行われた後、内燃機関１０が
加減速時などグ）過渡状層であるときには、時刻ｔ４〜
ｔ５間で示されるように、前記周期ΔＴ１よりも短い周
期ΔＴ２毎に前記クランク角Δθずつ進角制御が行われ
る。こうして進角量は、第４１１１において参照符１１
で示される、許容し得るノック強度内で、高い燃焼効率
を得られる進角値に制御される。

前記過渡状態の検出は、吸気圧検出器２３を状態検出手
段として用いて行われる。すなわち、吸気圧検出器２３
による吸気圧ＰＭの検出結果が第５図（１）で示さ！し
るとき、その時間変化率ΔＰＭは第５図（２）で示され
るように変化する。この第５図（２）において過渡状態
である期間は参照符Ｗ２で示され、したがって吸気圧の
時間変化率ΔＰＭから過渡状態の検出が可能であること
が理解される。また、過渡状態が検出されたときには、
前述の第４１２１で示されるように進角制御の周期をΔ
Ｔ２に短くすることによって、吸気圧の変化に追随して
過遅角を速やかに解消することができる。

第６図は、内燃機間１０が過渡状態であるかどうかの検
出動作を説明するためのフローチャートである。ステッ
プｎｌでは、吸気圧検出器２３の今回の検出結果ＰＭ、
から前回の検出結果ＰＭ、。

１、との差、すなわち吸気圧の時間変化率ΔＰＭが求め
られて、アキュムレータ八にストアされる。

ステップ口２では、アキュムレータＡのストア内容が予
め定める過渡検出レベルＸ以上であるかどうかが判断さ
れ、そうであるときにはステップｒＩ３に移る。ステッ
プｒｘ　３では、過渡検知フラグＦ１の前回の値が１で
あるかどうか、すなわち前回の検出時においても過渡状
態であったかどうかが判断され、そうでないときにはス
テップｎ　４で、遅角制御後の進角制御を行っているこ
とを表すフラグＦ２が１にセットされ、ステップｒ１５
に移る。

ステップｒＩ３において、フラグＦ１の前回の値が１で
あるときには直接ステップｎ　５に移る。

ステップｎ５では、過渡状態であることを表すフラグＦ
１が１にセットされ、動作を終了する。

前記ステップｒＩ２において、アキュノ、レータＡのス
トア内容が前記過渡検出レベルＸ未満であるときには、
ステップｒ１６でフラグＦ１が０にリセットされて動作
を終了する。

第７図は、進角周期Ｔ、すなわち進角速度の設定動作を
説明するためのフローチャートである。

ステップｒ１１１では、前記フラグＦ２が１であるかど
うかが判断され、そうであるとき、すなわち過渡制御状
ダでは、ステップｎ　１２で前記用ＭＴが短い値ΔＴ２
に設定され、動ｆヤを終了する。ステラ７　ｎ　１１に
おいてフラグＦ２が１でないとき、すなわち通常制御状
態では、ステップｒ１１３で周期Ｔは通常値ΔＴ１に設
定され、動作を終了する。

第８図は、ノツキングル制御動ｆｔ”を説明するための
フローチャートである。ステップｒ１２１では、ノッキ
ングが検出されたかどうかが判断され、そうであるとき
にはステップｒｒ　２２に移り、前記フラグＦ１が１で
あるかどうかが判断され、そうでないとき、すなわち定
常時でノッキングが発生したときには、ステップｒｒ　
２３で前記フラグＦ２が０にリセットされ、ステップ口
２４に移る。また、ステップ「１２２においてフラグＦ
１が１であるとき、すなわち過渡状態でノッキングが発
生したときには直接ステップ［１２４に移る。ステップ
ｒＩ２４では、前述のようにして求められるノッキング
強度に対応した遅角量だけ遅角制御される。ステップｎ
２５では、進角制御タイミングを測定するカウンタＣ１
が０にリセットされ、動作を終了する。

前記ステップｎ２１においてノッキングが検出されない
ときにはステラ７　ｎ　２６に移り、カウンタＣ１のカ
ウント値が前記周期Ｔ以上となったかどうかが判断され
、そうであるときにはステップｒ２２７で前記予め定め
る単位進角量Δθだけ進角制ｉ鐸が行われて、前記ステ
ップｒ１２５に移る。ステップｎ２６においてカウンタ
Ｃ１のカウント値が前記周期Ｔ未満であるとき、すなわ
ち進角量（坤タイミングでないときには直接動作を終了
する。

こｆ＋ように本発明に従うノッキング制御超装置１では
、遅角量…が行われた後の進角制御の周期Ｔを、内燃機
関１０が定常状態であるときにはΔＴ１とし、内燃機間
１０が過渡状態であるときには前記周期ΔＴ１よりも短
い周期ΔＴ２に設定するようにしたので、定常時の進角
安定性を確渫できるとともに、過渡時にはノッキング発
生後の遅角量を速やかに収束することができる。これに
よ−）て、燃費やドライバビリティを向上することがで
きる。

発明の効果 以上のように本発明によれば、遅角ｔｉｌｌ　Ｉｎが行
われた峡、状態検出手段によって内燃機間の負苛が増大
している過渡状並でｔ）ることか検出されていると、点
火時期を大きい時間変化率で進角量（卸し、基本進角量
に戻すようにしたので、定常時には基本進角量は近で安
定した進角制］卸を行うことができ、また過渡時には遅
角制御後、速やかに基本進角量付近にＩ夏婦させること
ができ、こうして燃費やドライバビリティを向上するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

第１１１Ｊは本発明の一害施例の内燃機関の制御装置１
とそれに関連する構成を示すブロック口、第２図は制［
鐸装置１の具体的構成を示すブロック図、第３図はノッ
キング検出動ｆヤを説明するための波形図、第４図は進
角および遅角制（１動ｆｊを説明するためのタイミング
チャート、第５図は内燃機関１０の過渡状態を検出する
ための吸気圧Ｐ　Ｍと吸気圧の時間変化率ΔＰＭとの変
化を示すグラフ、第６図〜第８［］は動作を説明するた
めのフローチャートである。 １・・・制御装置、１０・・内燃機関、２０〜３１３７
・検出器、４３　処理回路 ΔＴ２ ／゛＼ 第 図 彫 図 吟 ５弓 第 図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 内燃機関の負荷が増大している過渡状態を検出する状態
   検出手段と、 内燃機関のノッキングを検出するノッキング検出手段と
   、 前記状態検出手段およびノッキング検出手段の出力に応
   答して遅角量を設定し、予め定める基本進角量に対して
   点火時期を遅らせる点火時期制御手段とを含み、 前記点火時期制御手段は、前記過渡状態であるときには
   、遅角制御後に点火時期を大きい時間変化率で前記基本
   進角量に戻すことを特徴とする内燃機関のノッキング制
   御装置。