JPH04116269A - 内燃機関のノッキング制御装置 - 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、内燃機関の所定の運転領域でノッキング検出
に基づいて点火時期を進遅角補正するノッキング制御を
行うと共に、該進遅角補正値を学習する機能を備えたノ
ッキング制御装置に関し、特に、ノッキング制御領域と
非ノッキング制御領域との境界部分の点火時期の段差に
よる影響を回避する技術に関する。

〈従来の技術〉 従来、内燃機関の点火時期の設定は、所定の運転領域で
ノッキングの有無をノッキングセンサによって検出し、
機関の回転速度や負荷に応じて設定された基本点火時期
をノッキング発生の有無に応じて進遅角補正することが
一般に行われている。

即ち、ノッキングを発生しない場合は、少しずつ進角方
向に補正していき、ノッキングを発生すると比較的大き
く遅角させる制御を繰り返してノッキングレベルを適度
に制御している（特開昭５６−１６２２６７号公報等参
照）。

また、近年では機関回転速度と負荷で区分される機関運
転状態毎に、進遅角補正量を修正学習して記憶すると共
に、この学習された進遅角補正量を使用して進遅角補正
を行って点火時期を設定することにより、迅速にノッキ
ングレベルを最適とする点火時期に制御する、所謂ノッ
キング学習を並行して行うことも一般化している（特開
昭６４−８３５６号等参照）。

〈発明が解決しようとする課題〉 ところて、上記のようなノッキング制御を行う従来装置
にあっては、ノッキング制御領域と非ノッキング制御領
域との境界線を挟む開領域て点火時期に段差を生じるた
め、トルクに段差を生じてしまう。その場合、特に運転
領域か境界線近傍に停滞するような場合には、両領域間
を移動する毎に頻繁にトルクか変動するチャタリング現
象を生じ、安定した運転特性か得られないという問題が
あった。

例えば、前記点火時期の段差は基本点火時期において、
ノッキング制御領域の方か４°程度高めに設定される。

これは、ノッキング制御領域では、ノッキング検出を行
いながら、ノッキング発生時には遅角方向に補正される
ため、予め進角側に余裕を持たせて設定されているのに
対し、非ノッキング制御領域ではかかる補正を行うこと
なく、確実にノッキングを発生しないようにするため、
遅角側に設定されているのである。

そこで、かかる段差を解消すべく、ノッキング制御領域
近傍の非ノッキング制御領域における点火時期を、当該
領域に対して設定される基本点火時期と該領域に隣接す
るノッキング制御領域に対して設定される基本点火時期
とを補間して設定するようにしたものがある（第４図点
線参照）。

しかしながら、かかる方式では、よりノッキング制御領
域に近い領域では、ノッキング制御領域の予め進角側に
設定された基本点火時期に近い値となって本来設定され
るべき点火時期に対してかなり進角側に設定されてしま
い、ノッキングを発生してしまうおそれがあった。また
、前述のノッキング学習を行うものてはノッキング制御
領域での基本点火時期を学習値で補正した値を初期値と
して進遅角補正を行うため、領域間を移行する際の点火
時期段差を解消し切れるものでもなかった。

本発明はこのような従来の問題点に着目してなされたも
ので、ノッキング制御領域近傍の非ノッキング制御領域
での補間方式を変えることにより或いは開領域の判別に
ヒステリシスを持たせることにより上記問題点を解決し
た内燃機関のノッキング制御装置を提供することを目的
とする。

〈課題を解決するだめの手段〉 このため本発明の中第１の発明は第１図（Ａ）に示すよ
うに、機関の運転領域毎に基本点火時期を設定する基本
点火時期設定手段と、ノッキングの有無を検出するノッ
キング検出手段と、所定のノッキング制御領域でノッキ
ングの有無に応じて適正なノッキングレベルを維持する
ように基本点火時期を進遅角補正する進遅角補正手段と
、前記進遅角補正値に基づいて基本点火時期を進遅角補
正前に補正するための学習値を演算し、該学習値を運転
領域毎に記憶するノッキング学習手段とを含んで構成さ
れる内燃機関のノッキング制御装置において、前記ノッ
キング制御領域近傍の非ノッキング制御領域の点火時期
を、当該領域の基本点火時期と、該領域に隣接するノッ
キング制御領域の基本点火時期を学習値で補正した値と
を補間して設定する補間設定手段を設けて構成した。

また、第２の発明は第１図（Ｂ）に示すように、同上の
基本点火時期設定手段と、ノッキング検出手段と、進遅
角補正手段とを含んで構成される内燃機関のノッキング
制御装置において、前記ノッキング制御領域と非ノッキ
ング制御領域との判別を、非ノッキング制御領域からノ
ッキング制御領域に移行する時と、ノッキング制御領域
から非ノッキング制御領域へ移行する時とで境界線をず
らしヒステリシスを持たせて判別する領域判別手段を設
けて構成した。

〈作用〉 第１の発明においては、ノッキング制御領域近傍の非ノ
ッキング制御領域の点火時期が、当該領域の基本点火時
期と隣接するノッキング制御領域の基本点火時期を学習
値て補正した値とを補間して設定されるため、進角側に
補正されすぎることがなく、ノッキングを抑制できると
共に、両領域間の移行に際して点火時期の段差か解消さ
れ、トルク段差を解消できる。

また、第２の発明においては、ノッキング制御領域と非
ノッキング制御領域との判別に際して、領域間の移動方
向によって境界線をずらしてヒステリシスを持たせるこ
とにより、トルク段差を連続的に生じるようなチャタリ
ングを防止てきる。

〈実施例〉 以下に、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。

一実施例の構成を示す第２図において、内燃機関ｌには
、エアクリーナ２．吸気ダクト３．スロットルチャンバ
４及び吸気マニホールド５を介して空気か吸入される。

吸気ダクト３には、エアフローメータ６か設は関１には
、エアクリーナ２．吸気ダクト３．スロトルチャンバ４
には図示しないアクセルペダルと連動するスロットル弁
７か設けられていて、吸入空気流量Ｑを制御する。

吸気マニホールド５には、各気筒毎に電磁式の燃料噴射
弁８が設けられていて、図示しない燃料ポンプから圧送
されプレッシャレギュレータにより所定の圧力に制御さ
れる燃料を吸気マニホールド５に噴射供給する。

燃料噴射量の制御は、マイクロコンピュータ内蔵のコン
トロールユニット９において、エアフローメータ６によ
り検出される吸入空気流量Ｑと、ディストリビュータ１
３に内蔵されたクランク角センサ１０からの信号に基づ
き算出される機関回転速度Ｎとから基本燃料噴射量Ｔ、
を演算し、この基本燃料噴射量Ｔ、を冷却水温度等に基
づいて補正することにより最終的な燃料噴射量Ｔ１を演
算し、この燃料噴射量Ｔ１に相当するパルス幅の駆動パ
ルス信号を機関回転に同期して燃料噴射弁８に出力する
ことにより、機関１に対して要求量の燃料か噴射供給さ
れるようになっている。

また、機関１の各気筒には夫々点火栓１１が設けられて
いて、これらには、点火コイル１２にて発生する電圧が
ディストリビュータ１３を介して常時印加され、これに
より、火花点火して混合気を着火燃焼させる。ここで、
点火コイル１２は、付設されたパワートランジスタ１２
ａを介して高電圧の発生時期が制御されるようになって
いる。したがって点火時期（点火進角値’）ＡＤＶＴの
制御は、前記パワートランジスタ１２ａのＯＦＦ時期を
コントロールユニット９からの点火時期制御で制御する
ことにより行う。

コントロールユニット９は、前記基本燃料噴射量Ｔｐと
機関回転速度Ｎとにより区分される複数の運転領域毎に
ＲＯＭに記憶しであるマツプから、当該運転条件に対応
する基本点火時期ＡＤＶＯを検索して求めると共に、所
定のノッキング制御領域においては、圧電素子によりノ
ッキングを検出するノッキング検出手段としてのノッキ
ングセンサ１４からの検出信号に基づいてノッキングの
有無を判別して進遅角補正を行い、最終的な点火時期Ａ
ＤＶを設定する。

更に、前記ノッキング検出領域においては、所定の急加
速運転状態以外を除き、前記基本点火時期ＡＤＶＯのマ
ツプと同一に区分される運転領域毎に前記進遅角補正量
を記憶しておき、点火時期ＡＤＶの設定に際しては、ノ
ッキングの有無に基づく進遅角補正量に基づいて新たな
進遅角補正量を記憶更新する所謂ノッキング学習を行っ
た後、該学習された進遅角補正量によって基本点火時期
ＡＤＶｏを進遅角補正して設定する。

また、コントロールユニット９は、第１の発明の実施例
ではノッキング制御領域近傍の非ノッキング制御領域て
補間設定を行い、第２の発明の実施例てはノッキング制
御領域と非ノッキング制御領域との判別にヒステリシス
を持たせる。

前記コントロールユニット９によって行われる第１の発
明の実施例に係る点火時期制御を、第３図のフローチャ
ートに示すプログラムに従って説明する。

第３図のフローチャートに示すプログラムは、クランク
角センサ１０の基準クランク角毎（４気筒内燃機関では
１８０°毎）のリファレンス信号ＲＥＦか出力される毎
に実行される。

ステップ（図ではＳと記す）１では、機関回転速度Ｎと
基本燃料噴射量Ｔ、とを入力する。

ステップ２ては、入力された機関回転速度Ｎと基本燃料
噴射量Ｔ、とに基づいて、ＲＯＭに運転領域毎に記憶さ
れた基本点火時期ＡＤＶ、のマツプから対応する運転領
域の基本点火時期ＡＤＶ　ｏを検索する。ここで、基本
点火時期Ａ　Ｄ　Ｖ、を記憶したＲＯＭと、このステッ
プ２の検索機能とて基本点火時期設定手段か構成される
。

ステップ３では、ノッキング制御領域の境界線を機関回
転速度Ｎに対する基本燃料噴射量Ｔ、の下限値ＴＴ、と
して記憶したＲＯＭのテーブルから下限値ＴＴ、を検索
する。

ステップ４ては、現在の基本燃料噴射量Ｔ、か前記下限
値ＴＴ、と、該下限値ＴＴ、に最も近い基本点火時期Ａ
ＤＶ。設定領域の基本燃料噴射量Ｔ。

の値ＭａｐＴｐとの間に存在するか否かを判定する。

そして、存在すると判定された場合は、ステップ５へ進
み、前記下限値Ｔ　Ｔ　ｐと機関回転速度Ｎとて定まる
運転領域（ノッキング制御領域）に設定された基本点火
時期ＡＤＶ、、を、ＲＡＭの学習値マツプの同一領域に
記憶された学習値ｋｆ（遅角補正値として設定される）
を差し引いて補正し、この値をＡＤＶｏ＋　とじてセッ
トすると共に、ステップ２て検索した基本点火時期ＡＤ
ＶｏをＡＤＶＯ２としてセットする。

次いて、ステップ６では、現在の（Ｎ、Ｔ、）における
点火時期ＡＤＶを、前記ＡＤＶ、、とＡＤＶＯ２とを補
間演算して設定する。具体的には次式のようにして設定
する。

以上ステップ５．６の機能か補間手段を構成する。

一方、ステップ４で現在の領域が前記所定の領域に属さ
ないと判定された場合は、ステップ７へ進んで、現在の
基本燃料噴射量Ｔ、が下限値ＴＴ。

より大きいか否かを判定する。

そして、大きいと判定された時はノッキング制御領域に
属するわけであるから、ステップ８へ進み、ノッキング
センサ１４の検出信号ｋｓｉに基づいてノッキング発生
の有無を判定する。

ステップ８でノッキング発生と判定された場合はステッ
プ９へ進んで、該運転領域のステップ２て検索された基
本点火時期ＡＤＶ、を同一領域の学習値ｋｌを差し引い
て補正した値に対する進遅角補正値Ｘ（正負の値を取り
得る）を、前回値から所定の遅角補正量βを減じた値で
更新する。

また、ステップ８でノッキング無しと判定された場合は
ステップ１０へ進んで、同じく進遅角補正値Ｘを、前回
値に所定の進角補正量α（α〈β）を加算した値で更新
する。

ステップ９又はステップ１０を経た後ステップ１１へ進
み、当該運転領域（Ｎ、ＴＰ）における点火時期ＡＤＶ
を基本点火時期ＡＤＶ、を学習値ｋＡて補正した値に進
遅角補正値Ｘを加算した値として設定する。

次いで、ステップ１２ては今回検索された学習値に１に
前記進遅角補正値Ｘの所定割合Ｍ（＜１）分を加算した
値を新たな学習値ｋＩ！とじて設定し、同一領域の学習
値ｋｆを更新して書き換える。このステップ１２の機能
が、ノッキング学習手段を構成する。

また、ステップ７で現在の基本燃料噴射量Ｔ。

か下限値ＴＴ、より小さいと判定された場合は、ノッキ
ング制御領域に隣接しない非ノッキング制御領域である
から、ステップ１３にてステップ２て検索した基本点火
時期ＡＤＶ、を、そのまま当該運転領域（Ｎ、Ｔ、）に
おける点火時期として設定する。

以上のようにして、ステップ６、ステップ１１ステツプ
１３て設定された点火時期に基づいて形成された点火時
期信号をステップ１４て点火回路に出力する。

かかる第１発明の実施例においては、ノッキング制御領
域に隣接する非ノッキング制御領域における点火時期の
設定を、当該非ノッキング制御領域における基本点火時
期ＡＤＶｏと、隣接するノッキング制御領域の基本点火
時期ＡＤＶ、、を学習値ｋＩ！て補正した値とを補間演
算して行うため、環境状況に応じて適正値となるように
学習された学習値を反映した補間演算により、進角側と
なりすぎることによるノッキングの発生を防止しつつ最
適な点火時期に設定される。また、これら領域の境界線
近傍にあって領域間を頻繁に往復するような運転状態に
あっても、点火時期に段差かつくことかなくトルク変動
か防止され運転性も向上する（第４図実線参照）。

第５図は、第２の発明の実施例に係る点火時期制御のプ
ログラムを示す。

ステップ２１〜ステツプ２３は、第３図のステップ１〜
ステツプ３と同様である。

ステップ２４ては、後述するようにノッキング制御領域
内になると判定された時に１にセットされるフラグＰＫ
の値を判別する。

フラグＰＫが０であるときには、ステップ２５へ進んで
、基本燃料噴射量Ｔ、か下限値ＴＴ、にヒステリシス６
１分を加算した値以上であるか否かを判定する。

ステップ２５の判定かＹＥＳである場合には、ノッキン
グ制御領域内にあると判断してステップ２７へ進み、第
３図のステップ８〜ステツプ１１に示したようなノッキ
ング検出に基ついた点火時期の設定を行う（但し、ノッ
キング学習は有っても無くてもよい）と共に、フラグＦ
Ｋを１にセットする。

ステップ２５の判定かＮｏの場合にはステップ２８へ進
み、ノッキング制御を行うことなくステップ２２て設定
した基本点火時期ＡＤＶ。をそのまま、点火時期ＡＤＶ
として設定すると共にフラグＰＫをＯにリセットする。

一方、ステップ２４でフラグＦＫか１と判定された時に
はステップ２６へ進み、基本燃料噴射量Ｔ。

が下限値ＴＴ、以上であるか否かを判定し、ＹＥＳの場
合はステップ２７へ進み、Ｎｏの場合はステップ２８へ
進む。

その後、ステップ２９へ進んで設定された点火時期に基
づいた点火時期信号が出力される。

このようにすれば、基本燃料噴射量Ｔ、の増大によって
ノッキング制御領域に入ってい（時のノッキング制御領
域判定の境界線は下限値ＴＴ、にヒステリシス６１分を
加算した値（第６図に点線で示す）であるが、−旦入っ
た後の境界線は下限値ＴＴ、（第６図に実線で示す）で
あるため、点火時期のチャタリングを防止でき、トルク
変動による運転性の悪化を防止できる。

〈発明の効果〉 以上説明したように本発明によれば、ノッキング制御領
域近傍の非ノッキング制御領域での補間方式を変えるこ
とによりノッキング発生を防止しつつトルク段差を無く
し、或いは両値域の判別にヒステリシスを持たせること
により、点火時期のチャタリングを無くしてトルク変動
を防止でき、運転性を良好に維持することかできる。

【図面の簡単な説明】

第１図（Ａ）は第１の発明の機能ブロック図、同図（Ｂ
）は第２の発明の機能ブロック図、第舎図は第１の発明
の実施例と第２の発明との実施例とに共通なハードウェ
アの構成図、第３図は第１の発明の実施例に係る点火時
期制御ルーチンを示すフローチャート、第４図は同上実
施例による補間設定を説明するための図、第５図は第２
の発明の実施例に係る点火時期制御ルーチンを示すフロ
ーチャート、第６図は同上実施例による領域判定を説明
するための図である。 ｌ・・・内燃機関 ９・・・コントロールユニット １４・・・ノッキングセンサ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）機関の運転領域毎に基本点火時期を設定する基本
   点火時期設定手段と、ノッキングの有無を検出するノッ
   キング検出手段と、所定のノッキング制御領域でノッキ
   ングの有無に応じて適正なノッキングレベルを維持する
   ように基本点火時期を進遅角補正する進遅角補正手段と
   、前記進遅角補正値に基づいて基本点火時期を進遅角補
   正前に補正するための学習値を演算し、該学習値を運転
   領域毎に記憶するノッキング学習手段とを含んで構成さ
   れる内燃機関のノッキング制御装置において、前記ノッ
   キング制御領域近傍の非ノッキング制御領域の点火時期
   を、当該領域の基本点火時期と、該領域に隣接するノッ
   キング制御領域の基本点火時期を学習値で補正した値と
   を補間して設定する補間設定手段を設けて構成したこと
   を特徴とする内燃機関のノッキング制御装置。
2. （２）機関の運転領域毎に基本点火時期を設定する基本
   点火時期設定手段と、ノッキングの有無を検出するノッ
   キング検出手段と、所定のノッキング制御領域でノッキ
   ングの有無に応じて適正なノッキングレベルを維持する
   ように基本点火時期を進遅角補正する進遅角補正手段と
   を含んで構成される内燃機関のノッキング制御装置にお
   いて、前記ノッキング制御領域と非ノッキング制御領域
   との判別を、非ノッキング制御領域からノッキング制御
   領域に移行する時と、ノッキング制御領域から非ノッキ
   ング制御領域へ移行する時とで境界線をずらしヒステリ
   シスを持たせて判別する領域判別手段を設けて構成した
   ことを特徴とする内燃機関のノッキング制御装置。