JPH0372828B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、エンジンの制御装置に関し、特にエ
ンジンの吸気温度が高いとき、点火時期を遅らせ
るなど、エンジンの燃焼効率を低下させるように
したものの改良に関する。

（従来の技術） 従来より、エンジンに吸入される吸気温度に対
してエンジンの燃焼効率を制御する技術として、
例えば特開昭58−5471号公報に開示されるよう
に、エンジンの運転状態に応じて点火時期を設定
する点火時期設定手段と、エンジンに吸入される
吸気の温度を検出する吸気温検出手段とを備え、
吸気温度が燃焼速度の異常に速くなる所定値以上
の高温域になると、上記運転状態に応じて設定さ
れた点火時期を遅らせて、エンジンの要求点火時
期に合致させることにより、エンジンの燃焼効率
の上昇を抑えて適度な燃焼効率に維持しつつ、ノ
ツキングの発生等を抑制するようにしたものが知
られている。

（発明が解決しようとする課題） ところで、エンジン負荷に対するエンジンの点
火時期の要求特性を検討してみるに、低負荷域で
は進み側に、高負荷域では遅れ側とすることが、
低負荷域での燃費改善及び高負荷域での出力向上
を図る上で望ましい。一方、エンジンの燃焼効率
の上昇によるノツキングの発生の要因は、吸気充
填量と圧縮上死点での圧縮着火温度とによつて決
まり、これらの要因が増大傾向になるとノツキン
グが発生しやすい状況となる。

しかるに、上記従来の技術、特に噴射量決定の
ための質量流入空気量に基づいて点火時期を決定
する場合では、吸気温度が高くなると点火時期を
遅れ側に移行させて、吸気温度に対する要求特性
に合致させているものの、エンジン負荷に対して
は何ら考慮されていない。そのため、所定負荷以
上の高負荷域において吸気温度が高いときには、
高負荷による吸気充填量の増大に伴ない質量流量
により求めた充填量に応じて点火時期を設定して
いるため、未検出圧力の増大と高吸気温による圧
縮着火温度の上昇との相乗作用によつてノツキン
グの発生が顕著となる。そこで、このノツキング
の発生を制御すべく、高吸気温時の遅角量を大き
くして燃焼効率を大幅に低下させるようにする
と、所定負荷未満の低負荷域における遅角制御が
過剰となつて、燃費を悪化させることになる。し
かも、この所定負荷未満では、吸気温度が高くし
ても元来ノツキングが発生しにくいが、たとえノ
ツキングが発生しても吸気充填効率が小さいた
め、エンジンの破損に至ることがない。

本発明はかかる問題に鑑みてなされたもので、
吸気温度に対する点火時期の遅角量等、エンジン
の燃焼効率を低下させる制御を更にエンジン負荷
に応じて補正することにより、吸気温度に応じた
適正な燃焼効率を確保しながらも、所定負荷以上
の領域でのノツキングの発生を有効に防止する一
方、所定負荷未満の領域ではノツキングの抑制よ
りも燃費の向上を優先させることを目的とする。

（課題を解決するための手段） 上記の目的を達成するため、本発明では、吸気
温度の上昇に応じて点火時期を遅らせるなど、燃
焼効率を低下させる制御を行う場合、この吸気温
度による燃焼効率低下特性を所定負荷以上では負
荷が高い程大きくするよう補正する一方、所定負
荷未満では負荷補正しないものとする。

具体的に、本発明の講じた解決手段は、第１図
に示すように、エンジンの燃焼効率を低下させる
制御を行う燃焼効率低下手段Ａと、エンジンに吸
入される吸気の温度を検出する吸気温検出手段２
３と、該吸気温検出手段２３の出力を受け、上記
燃焼効率低下手段Ａを吸気温度の上昇に応じて燃
焼効率が低下する特性で制御する制御手段２６と
を備えることを前提とする。そして、エンジンの
負荷を検出する負荷検出手段２９と、該負荷検出
手段２９の出力を受け、上記制御手段２６の吸気
温度による燃焼効率低下特性を所定負荷以上では
負荷が高い程大きくするよう補正する一方、所定
負荷未満では上記吸気温度による燃焼効率低下特
性をそのまま維持する補正手段２７とを備える構
成としたものである。

（作用） 上記の構成により、本発明では、制御手段２６
により、エンジンの吸気温度の上昇に伴う燃焼効
率の上昇が燃焼効率低下手段Ａにより低下させら
れることにより、燃焼効率が適正に維持される。

その際、所定負荷以上では、上記吸気温度によ
る燃焼効率低下特性が負荷が高い程大きくなるよ
うに補正されるので、吸気充填量が多くかつ圧縮
着火温度が高くてノツキングの発生しやすい状況
下にある高吸気温時での高負荷運転時、上記燃焼
効率の大幅な低下によつてノツキングの発生が有
効に防止される。一方、所定負荷未満では、元来
ノツキングが発生しにくいが、たとえノツキング
が発生しても吸気充填効率が小さいためにエンジ
ンの破損に至ることがないことから、上記負荷に
よる補正は行われずに上記吸気温度による燃焼効
率低下特性が維持されるので、燃焼効率の低下が
過剰に行われることがなく、燃費の向上が図られ
ることになる。

（実施例） 以下、本発明の実施例を第２図以下の図面に基
づいて説明する。

第２図は本発明を４気筒エンジンに適用した場
合の実施例の全体概略構成を示し、１はエンジン
であつて、各気筒毎にピストン２によつて容積可
変となる燃焼室３を有している。４は上流端がエ
アクリーナ５を介して大気に開口し下流端が各気
筒の燃焼室３に開口して吸気を各気筒の燃焼室３
に供給するための吸気通路であつて、該吸気通路
４の途中にはサージタンク６が形成されていて、
該サージタンク６から各気筒へ吸気通路４が分岐
されている。上記吸気通路４においてサージタン
ク６上流には吸入空気量を制御するスロツトル弁
７が配設されており、サージタンク６下流には特
定運転域で閉じるシヤツタ弁８が配設されている
とともに、該シヤツタ弁８の上下流をバイパスし
て連通するバイパス通路９が設けられている。さ
らに、上記シヤツタ弁８下流の吸気通路４には、
燃料通路１０から供給される燃焼を噴射する燃料
噴射弁１１、およびアンチノツク剤を噴射するア
ンチノツク剤噴射ノズル１２がそれぞれ配設され
ており、該アンチノツク剤噴射ノズル１２にはそ
れへのアンチノツク剤の供給量を制御する制御弁
１３が設けられている。また、１４は上流端が各
気筒の燃焼室３に開口し下流端が大気に開口して
各気筒の燃焼室３からの排気を排出するための排
気通路であつて、該排気通路１４には排気ガス浄
化用の触媒装置１５が介設されている。また、１
６は各気筒の燃焼室３に臨ませて設けられた点火
プラグであつて、該点火プラグ１６はデイストリ
ビユータ１７を介して点火コイル１８に接続され
ており、該点火コイル１８への通電により所定の
点火時期に点火を行うようになされている。尚、
１９は吸気通路４の燃焼室３開口部に設けられた
吸気弁、２０は排気通路１４の燃焼室３開口部に
設けられた排気弁である。

一方、２１は吸気通路４のスロツトル弁７上流
に配設されエンジン１への吸入空気量Qa（質量流
量）を検出するベーンタイプのエアフローセン
サ、２２はスロツトル弁７の開度を検出するスロ
ツトル開度センサ、２３は吸気通路４のサージタ
ンク６に配設されエンジン１に吸入される吸気の
温度Taを検出する吸気温検出手段としての吸気
温センサ、２４は排気通路１４の触媒装置１５上
流に配設され排気ガス中の酸素濃度成分によりエ
ンジン１に供給された混合気の空燃比を検出する
O₂センサであつて、これらセンサ２１〜２４の
信号は、上記燃料噴射弁１１、制御弁１３及び点
火コイル１８を作動制御するCPU等よりなるコ
ントローラ２５に入力可能になつている。また、
上記デイストリビユータ１７からクランク角θお
よびエンジン回転数Ｎの信号がコントローラ２５
に入力されている。上記エアフローセンサ２１に
よる吸入空気量Q₂をデイストリビユータ１７に
よるエンジン回転数Ｎで除算した値（Qa／Ｎ）
つまり吸気充填量によりエンジン負荷を検出する
負荷検出手段２９を構成している。そして、上記
コントローラ２５により、燃料噴射弁１１からの
燃料噴射量、制御弁１３の制御によるアンチノツ
ク剤噴射ノズル１２からのアンチノツク剤噴射
量、および点火コイル１８の通電制御による点火
プラグ１６の点火時期などが制御される。

次に、エンジン１の燃焼効率を低下させる制御
を行う燃焼効率低下手段Ａとして点火プラグ１６
の点火コイル１８を用い、該点火コイル１８の通
電制御により点火時期を遅らせる場合での上記コ
ントローラ２５の制御を第３図のフローチヤート
により説明する。スタートして、先ずステツプS₁
で吸入空気量Qaおよびエンジン回転数Ｎの信号
を入力して、ステツプS₂においてこの吸入空気量
Qa及びエンジン回転数Ｎに基づいて基本点火時
期S_IGを、S_IG＝ｆ（Qa、Ｎ）により決定する。

次いで、ステツプS₃で吸気温度Taの信号を入
力して、ステツプS₄においてこの吸気温度Taと、
吸入空気量Qaをエンジン回転数Ｎで除した吸気
充填量Qa／Ｎ（エンジン負荷に相当する）とに基
づいてマツプより点火時期の補正量ΔIGを呼び込
む。ここにおいて、上記マツプには、吸気温度
Taと吸気充填量Qa／Ｎとに対する補正量ΔIGが
予め求められていて、第５図に示すように所定負
荷未満の低負荷域では吸気温度Taが高くなるに
従つて補正量ΔIGがリタード側（＋側）にリニア
に増大し、所定負荷以上の高負荷域では所定負荷
未満の低負荷域に対してこの補正量ΔIGの増大特
性を大きくするように設定されている。

そして、ステツプS₅で上記基本点火時期S_IGか
ら補正量ΔIGを差し引いて最終点火時期F_IG（＝S_IG
−ΔIG）を演算するとともに、この最終点火時期
F_IGを点火クランク角θ_IGとする。したがつて、こ
の最終点火時期F_IGは、第４図に示すように、吸
気温度Taの上昇に応じて遅れ側となり、かつ所
定負荷以上では負荷が高い程さらに遅れ側とな
り、所定負荷未満では吸気温度Taに応じた遅れ
側のままである。

しかる後、ステツプS₆でクランク角θの信号を
入力して、ステツプS₇でこのクランク角θが点火
クランク角θ_IGと等しいか否かを判別し、NOの場
合にはステツプS₈でこのクランク角θに所定値θ₁
ずつ加算することを繰返し、点火クランク角θ_IG
と等しいYESになつた段階でステツプS₉におい
て点火コイル１８の通電が行われる。

以上のフローにおいて、ステツプS₄、S₅によ
り、吸気温度Taの上昇に応じて点火時期F_IGを遅
らせることにより燃焼効率が低下する特性となる
よう点火プラグ１６（点火コイル１８）を制御す
る制御手段２６を構成しているとともに、上記制
御手段２６の吸気温度Taによる遅角特性（燃焼
効率低下特性）を所定負荷以上では負荷が高い程
大きくするよう補正する一方、所定負荷未満では
負荷補正せずにそのまま維持する補正手段２７を
構成している。

したがつて、上記実施例では、エンジンの吸気
温度Taが高いときには、この吸気温度Taの上昇
により燃焼室３内の混合気の温度の上昇に加え
て、充填量が質量流量に基づいて定められたため
の圧力誤差が生じるため燃焼効率が上昇する傾向
にあるが、点火時期が遅れ側に制御されて燃焼効
率を低下させるように作用するので、燃焼効率を
適正に維持して、燃費の向上やノツキングの発生
防止等を図ることができる。

しかも、その際、所定負荷以上では上記吸気温
度Taに応じた遅角制御量を負荷が高くなる程更
に大きくして燃焼効率の低下量を大きくしている
ので、高負荷域でのノツキングの発生を確実に防
止することができる。また、所定負荷未満では、
上記負荷補正は行われずに吸気温度Taに応じた
遅角制御量のままであるので、遅角制御量が過剰
となることがなく、燃費の向上を図ることができ
る。よつて、燃焼安定性及び燃費性能の良好なエ
ンジン制御が可能となる。

第６図は燃焼効率低下手段Ａとして燃料噴射弁
１１を用いて、該燃料噴射弁１１からの燃料噴射
量を増量して空燃比をリツチにすることにより燃
焼効率を低下させる場合におけるコントローラ２
５の作動フローを示す。同図において、スタート
して、ステツプS₁で吸入空気量Qa及びエンジン
回転数Ｎを読込んだのち、ステツプS₂でこのQa
及びＮに基づいて基本噴射量F_B、F_B＝ｆ（Qa、
Ｎ）により決定する。さらに、ステツプS₃で吸気
温度Taを読込んだのち、ステツプS₄においてこ
の吸気温度Taと吸気充填量Qa／Ｎ（エンジン負
荷）とに応じた補正係数Ｋを、Ｋ＝ｆ（Qa、Ｎ、
Ta）により演算する。ここで、この補正係数Ｋ
は第７図に示すように吸気温度Taが上昇する程
大に、更に所定負荷以上では負荷が増大する程大
になるように設定される。しかる後、ステツプS₅
で上記基本噴射量F_Bに上記補正係数Ｋを乗算し
て最終噴射量F_B′（＝F_B・Ｋ）を演算し、ステツ
プS₆でこの最終噴射量F_B′になるように燃料噴射
弁１１を駆動する。以上のフローにおいて、ステ
ツプS₄、S₅により制御手段２６および補正手段２
７を構成している。

この場合、吸気温度Taが高くなる程、燃料噴
射弁１１からの燃料噴射量が増量されて空燃比が
リツチになり、この空燃比のリツチ化により燃焼
効率が低下するとともに、更に所定負荷以上では
負荷が高くなる程、上記燃料噴射量の増量制御量
が増大され空燃比のリツチ化が増大されて、燃焼
効率の低下量が大きくなる。このことにより、上
述の点火時期の遅角量制御の場合と同様に、高負
荷域でのノツキングの発生防止と低負荷域での燃
費の向上とを図ることができる。

また、第８図は、燃焼効率低下手段Ａとして、
アンチノツク剤噴射ノズル１２と制御弁１３とを
備え、アンチノツク剤をエンジン１に供給するア
ンチノツク剤供給手段２８を採用し、該アンチノ
ツク剤供給手段２８からのアンチノツク剤の供給
量を多くすることによりエンジン１の燃焼効率を
低下させる場合におけるブロツク構成図を示す。
同図において、３０は吸気温検出手段（吸気温セ
ンサ２３）と負荷検出手段２９との出力を受け
て、アンチノツク剤を供給する領域を判定するア
ンチノツク剤供給領域判定手段、３１は該判定手
段３０の出力を受け、各領域に応じてアンチノツ
ク剤の供給量を決定しその信号をアンチノツク剤
供給手段２８に出力するアンチノツク剤供給量決
定手段であつて、このアンチノツク剤供給量決定
手段３１により、吸気温度の上昇時のアンチノツ
ク剤の供給量を所定負荷以上では負荷が高いほど
多くするように設定されており、上述と同様の作
用効果を奏することができる。

尚、燃焼効率を低下させる制御を行う燃焼効率
低下手段Ａとしては、上述の点火時期の遅角、空
燃比のリツチ化、アンチノツク剤の供給などの
他、排気ガス還流量を制御する手段等、公知の手
段が採用可能である。

また、基本点火時期の設定にベーンタイプのエ
アフローセンサの出力を用いたが、ホツトワイヤ
タイプ等でもよく、体積流量ではなく質量流量を
表わす信号を用いるものであればよい。

（発明の効果） 以上説明したように、本発明のエンジンの制御
装置によれば、吸気温度の上昇に応じて燃焼効率
が低下する特性で制御を行う場合、この吸気温度
による燃焼効率低下特性を所定負荷以上では負荷
が高い程大きくする一方、所定負荷未満では負荷
補正を行わずにそのままとするようにしたので、
適正な燃焼効率を維持しながら、高負荷域でのノ
ツキングの発生の防止と低負荷域での燃費の向上
との両立を図ることができ、エンジンの燃焼安定
性及び燃費性能の向上に寄与することができるも
のである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の構成を示すブロツク図であ
る。第２図〜第８図は本発明の実施例を例示し、
第２図は一実施例の全体概略構成図、第３図はコ
ントローラによる点火時期の遅角制御の作動を示
すフローチヤート図、第４図は負荷及び吸気温度
に対する点火進角特性を示す図、第５図は吸気温
度及び負荷に対する補正進角量特性を示す図であ
る。第６図はコントローラによる燃料噴射量の増
量制御の作動を示すフローチヤート図、第７図は
吸気温度及び負荷に対する補正係数の特性を示す
図である。第８図はアンチノツク剤供給手段を採
用した場合の概略構成を示すブロツク図である。 １……エンジン、１１……燃料噴射弁、１２…
…アンチノツク剤噴射ノズル、１３……制御弁、
１６……点火プラグ、１７……デイストリビユー
タ、１８……点火コイル、２１……エアフローセ
ンサ、２３……吸気温センサ、２５……コントロ
ーラ、２６……制御手段、２７……補正手段、２
８……アンチノツク剤供給手段、２９……負荷検
出手段、３０……アンチノツク剤供給領域判定手
段、３１……アンチノツク剤供給量決定手段、Ａ
……燃焼効率低下手段。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ エンジンの燃焼効率を低下させる制御を行う
   燃焼効率低下手段と、エンジンに吸入される吸気
   の温度を検出する吸気温検出手段と、該吸気温検
   出手段の出力を受け、上記燃焼効率低下手段を吸
   気温度の上昇に応じて燃焼効率が低下する特性で
   制御する制御手段と、エンジンの負荷を検出する
   負荷検出手段と、該負荷検出手段の出力を受け、
   上記制御手段の吸気温度による燃焼効率低下特性
   を所定負荷以上では負荷が高い程大きくするよう
   補正する一方、所定負荷未満では上記吸気温度に
   よる燃焼効率低下特性をそのまま維持する補正手
   段とを備えたことを特徴とするエンジンの制御装
   置。