JPH0419383B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はエンジンのノツキング制御方法に係り
特に、エンジンの気筒群毎にノツキングセンサを
設けてノツキングセンサの出力信号に基いて気筒
群毎に点火時期制御を行うと共に、ノツキングセ
ンサから異常信号が出力されたときにフエイルセ
ーフを行うノツキング制御方法の改良に関する。

車輌走行中にエンジン内部で異常な打音が発生
する、いわゆるノツキング現象が周知であり、負
荷が一定値以上の高負荷領域であつて点火時期が
進みすぎている場合に強いノツキング現象が発生
する。このようなノツキングは、不快な騒音を生
じさせると共に、強度のノツキングが生じるとシ
リンダ内に強い気柱振動が生じ、この結果シリン
ダ内に部分的な異常高温が発生し、エンジンに損
傷を与えることになる。しかし、ノツキング現象
自体は、エンジンに悪影響を与えるものではな
く、点火時期を進めてノツキングが生じる場合で
あつても、エンジンの燃焼効率が増加することに
よつて車両の燃費を改善することができ、このよ
うな燃費の改善という観点からすれば、適度なノ
ツキングを許容することはエンジンの最適効率で
の運転状態を得るために好適である。従つて、エ
ンジンの運転効率を最適とし、かつノツキング音
レベルが所定レベル以下になるように、種々の条
件に適合させてノツキング制御することが行なわ
れている。

従来よりかかるノツキング制御を行うにあたつ
ては、エンジンの複数の気筒を複数の気筒群に分
割し、これらの気筒群のそれぞれに、ノツキング
音を検出して電気信号を出力するマイクロホン等
で構成されたノツキングセンサを設け、高負荷領
域において上記電気信号のレベルが所定レベルを
越えたとき、所定レベルを越えたノツキングセン
サに対応する気筒群の点火時期を遅らせ、電気信
号のレベルが所定レベル以下のとき、所定レベル
以下のノツキングセンサに対応する気筒群の点火
時期をノツキングを起さない最大進角に進めるよ
うに制御することが行なわれている。このノツキ
ングセンサは、例えば６気筒エンジンの場合、第
１気筒から第３気筒のノツキングを検出する第１
のノツキングセンサと、第４気筒から第６気筒の
ノツキングを検出する第２のノツキングセンサと
の２個のセンサが、エンジン本体に取付けられ
る。

しかし、ノツキングを検出するノツキングセン
サ等に、断線、センサ劣化および接触不良等の異
常が発生した場合には、ノツキング状態の検出が
できず、エンジンがノツキングを起しているにも
拘らず所定レベル以上の電気信号が出力されなく
なる。このように、エンジンがノツキングを起し
ているにも拘らずノツキング無と判断された場合
には、点火時期が最大進角状態に進んでしまい、
エンジンが激しいノツキングやプレイグを引き起
こし、最悪の場合には点火プラグやピストンが溶
損したり、ガスケツトが吹抜ける等のエンジン破
壊を引き起してしまうという問題点が生じる。

このような問題点を解決するために、従来より
ノツキングセンサの短絡または断線等の異常が発
生した場合に、異常が発生したノツキングセンサ
に対応する気筒群の点火時期をノツキング制御幅
の最遅角側に制御するというフエイルセーフが行
なわれている。

しかし、点火時期を大幅に遅らせることにより
遅角制御を行つた気筒群の排気温度が上昇してし
まう、という問題がある。この排気温度の上昇を
防止するためには、上記遅角制御に加えて燃料噴
射を増量して空燃比をリツチにするフエールセー
フを行えばよいが、全気筒同時に燃料噴射を行つ
ているエンジンでは、正常なノツキングセンサに
対応する気筒群の空燃比もリツチになる。このた
め、正常なノツキングセンサに対応する気筒群の
ノツキング発生が抑制されて点火時期が最大進角
状態に進角し、異常なノツキングセンサに対応す
る気筒群と正常なノツキングセンサに対応する気
筒群との点火進角の差が大きくなりトルク変動が
発生する。

本発明は上記問題点を解決すべくなされたもの
で、異常ノツキングセンサに対してフエールセー
フを行つたときに、トルク変動が発生しないよう
にしたノツキング制御方法を提供することを目的
とする。

上記目的を達成するために本発明は、ノツキン
グを検出して電気信号を出力するノツキングセン
サを全気筒同時に燃料噴射が行われるエンジンの
気筒群毎にそれぞれ設け、前記電気信号に基づい
て前記気筒群毎に点火時期の制御を行うと共に、
前記ノツキングセンサのいずれかから異常信号が
出力されたときに、異常信号が出力されたノツキ
ングセンサに対応する気筒群に対する点火時期の
遅角制御と前記燃料噴射の増量制御とを行うエン
ジンのノツキング制御方法において、前記異常信
号が出力されたときに正常なノツキングセンサに
対応する気筒群に対して前記点火時期の遅角制御
と同程度の遅角制御を行うことを特徴とする。

本発明によれば、ノツキングセンサのいずれか
から異常信号が出力されたときに、異常信号が出
力されたノツキングセンサに対応する気筒群に対
する点火時期の遅角制御と燃料噴射の増量制御と
が行われる。一方、本発明が適用されるエンジン
では全気筒同時に燃料噴射を行つているため、上
記の増量制御によつて正常なノツキングセンサに
対応する気筒群に対しても燃料噴射の増量制御が
行われることになり、ノツキングの発生が抑制さ
れるためノツキング制御により点火時期が進角す
ることになる。このため、本発明では正常なノツ
キングセンサに対応する気筒群に対して点火時期
の遅角制御を行うことにより、燃料増量中のノツ
キング制御を中止して点火進角を異常ノツキング
センサに対応する気筒群の点火進角と同程度とし
てトルクの変動発生を防止している。

次に、本発明が適用されるノツキング制御装置
を備えたエンジンの一例を第１図に示す。このエ
ンジンは図に示すように、エアクリーナー（図示
せず）の下流側に設けられた吸入空気量センサと
してのエアフローメータ２を備えている。エアフ
ローメータ２は、ダンピングチヤンバ内に回動可
能に設けられたメジヤリングプレート２Ａと、コ
ンベンセーシヨンプレート２Ａの開度を検出する
ポテンシヨメータ２Ｂとから構成されている。従
つて、吸入空気量はポテンシヨメータ２Ｂから出
力される電圧として検出される。また、エアーフ
ローメータ２の近傍には、吸入空気の温度を検出
する吸入空気温センサ４が設けられている。

エアフローメータ２の下流側には、スロツトル
弁６が配置され、スロツトル弁６の下流側には、
サージタンク８が設けられている。このサージタ
ンク８には、インテークマニホールド１０が連結
されており、このインテークマニホールド１０内
に突出して燃料噴射装置１２が配置されている。
インテークマニホールド１０は、エンジン本体１
４の燃焼室１４Ａに接続され、エンジンの燃焼室
１４Ａはエキゾーストマニホールド１６を介して
三元触媒を充填した触媒コンバータ（図示せず）
に接続されている。そして、エンジン本体１４に
は、マイクロホン等で構成された、エンジンのノ
ツキングを検出する第１のノツキングセンサ１８
および第２のノツキングセンサ１９が設けられて
いる。なお、２０は点火プラグ、２２は混合気を
理論空燃比近傍に制御するためのO₂センサ、２
４はエンジン冷却水温を検出する冷却水温センサ
である。

エンジン本体１４の点火プラグ２０は、デイス
トリビユータ２６に接続され、デイストリビユー
タ２６はイグナイタ２８に接続されている。この
デイストリビユータ２６には、ピツクアツプとデ
イストリビユータシヤフトに固定されたシグナル
ロータととで構成された、気筒判別センサ３０お
よびエンジン回転数センサ３２が設けられてい
る。この気筒判別センサ３０は、例えばクランク
角720度毎に気筒判別信号を電子制御回路３４へ
出力し、このエンジン回転数センサ３２は、例え
ばクランク角３０度毎にクランク角基準位置信号
を電子制御回路３４へ出力する。

電子制御回路３４は、第２図に示すように、ラ
ンダム・アクセス・メモリRAM３６と、リー
ド・オンリー・メモリROM３８と、中央処理装
置CPU４０と、第１の入出力ポート４２と、第
２の入出力ポート４４と、第１の出力ポート４６
と、第２の出力ポート４８とを含んで構成され、
RAM３６，ROM３８，CPU４０，第１の入出
力ポート４２，第２の入出力ポート４４，第１の
出力ポート４６および第２の出力ポート４８は、
バス５０により接続されている。

第１の入出力ポート４２には、バツフア５２
Ａ，５２Ｂ，５２Ｃ，マルチプレクサ５４，アナ
ログデイジタルＡ／Ｄ変換器５６を介して、エア
フローメータ２、冷却水温センサ２４および吸気
温センサ４が接続されている。このマルチプレク
サ５４およびＡ／Ｄ変換器５６は、第１の入出力
ポートから出力される信号により制御される。第
２の入出力ポート４４には、バツフア６０および
コンパレータ６２を介してO₂センサ２２が接続
され、波形整形回路６４を介して気筒判別センサ
３０およびエンジン回転数センサ３２が接続され
ると共に、入力回路６６およびＡ／Ｄ変換器６８
を介してノツキングセンサ１８および１９が接続
されている。この入力回路６６およびＡ／Ｄ変換
器６８は、第２の入出力ポート４４から出力され
る信号により制御され、所定時間毎にいずれかの
ノツキングセンサから出力される電気信号を取込
む。また、第１の出力ポート４６は駆動回路７０
を介してイグナイタ２８に接続され、第２の出力
ポート４８は駆動回路７２を介して燃料噴射装置
１２に接続されている。

電子制御回路３４のROM３８には、エンジン
回転数と吸入空気量とで表わされる基本点火進角
のマツプおよび基本燃料噴射量等が予め記憶され
ており、エアフローメータ２からの信号およびエ
ンジン回転数センサ３２からの信号により基本点
火進角および基本燃料噴射量が読出されると共
に、冷却水温センサ２４および吸気温センサ４か
らの信号を含む各種の信号により、上記基本点火
進角および基本燃料噴射量に補正点火進角および
補正燃料噴射量が加えられ、イグナイタ２８およ
び燃料噴射装置１２が制御される。O₂センサ２
２から出力される空燃比信号は、混合気の空燃比
を理論空燃比近傍に制御する空燃比制御に使用さ
れる。燃料噴射装置１２からの燃料噴射は全気筒
同時に行われる。また、ノツキングセンサ１８，
１９から出力される電気信号のレベルが予め設定
された所定レベルを越えたときには、ノツキング
が発生したと判断されて点火時期が遅れるように
イグナイタ２８が制御される。この逆に、ノツキ
ングセンサ１８，１９から出力される電気信号の
レベルが予め設定された所定レベル以下のときに
は、ノツキングの発生がないと判断され、ノツキ
ングを起さない最大進角に点火時期が制御され
る。

次に、上記のようなエンジンに本発明を適用し
た場合の実施例について詳細に説明する。第３図
に本実施例を電子制御回路によつて制御する場合
の、各気筒の上死点毎に行なわれる割込みルーチ
ンの流れ図を示す。まず、ステツプ８１におい
て、ノツキングセンサ１８，１９から出力される
電気信号を平均して、ノツキングセンサ出力の平
均レベルＢを取込みRAM３６に記憶する。次
に、ステツプ８２において、予め記憶されており
かつノツキングセンサ正常時の平均レベルの下限
を示す下限レベルB₁と比較する。この比較によ
り、ノツキングセンサの短絡、断線等による異常
を検出することができる。ステツプ８２におい
て、平均レベルＢが下限レベルB₁以上と判断さ
れた場合には、ノツキングセンサが正常であるの
で、ステツプ８３において、気筒判別センサから
の信号に基いて何番気筒のためのノツキング制御
かを把握する。そして、ステツプ８４において、
ノツキングセンサから出力される電気信号のレベ
ルが所定レベルを越えたとき点火時期を遅らせ、
この電気信号のレベルが所定レベル以下のとき点
火時期を進める、各気筒別独立ノツキング制御を
行う。

一方、ステツプ８２において、平均レベルＢが
下限レベルB₁未満であると判断された場合、す
なわちノツキングセンサが異常であると判断され
た場合には、ステツプ８５において、異常と判断
された気筒群に対する遅角制御と燃料噴射の増量
制御とを行つてフエイルセーフを行うと共に、正
常なノツキングセンサに対応する気筒群に対する
遅角制御を行う。これにより、異常なノツキング
センサに対応する気筒群と正常なノツキングセン
サに対応する気筒群とで点火進角の差がなくなる
ため、フエイルセーフを行つたときのトルク変動
が防止される。

以上説明したように本発明によればノツキング
センサの異常に対してフエールセーフを行つたと
きに、正常なノツキングセンサに対応する気筒群
に対してノツキング制御を中止して点火進角を異
常ノツキングセンサに対応する気筒群と同程度と
しているため、トルク変動の発生を防止すること
ができる、という効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明が適用されるエンジンを示す
概略図、第２図は、第１図における電子制御回路
を示すブロツク図、第３図は、本発明の一実施例
を示す流れ図である。 １８，１９…ノツキングセンサ、３２…デイス
トリビユータ、３４…電子制御回路。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ ノツキングを検出して電気信号を出力するノ
   ツキングセンサを全気筒同時に燃料噴射が行われ
   るエンジンの気筒群毎にそれぞれ設け、 前記電気信号に基づいて前記気筒群毎に点火時
   期の制御を行うと共に、 前記ノツキングセンサのいずれかから異常信号
   が出力されたときに、異常信号が出力されたノツ
   キングセンサに対応する気筒群に対する点火時期
   の遅角制御と前記燃料噴射の増量制御とを行うエ
   ンジンのノツキング制御方法において、 前記異常信号が出力されたときに正常なノツキ
   ングセンサに対応する気筒群に対して前記点火時
   期の遅角制御と同程度の遅角制御を行うことを特
   徴とするエンジンのノツキング制御方法。