JPH04301139A - エンジンの制御装置 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、排圧の変化を伴う排気
流通状態の変更を行なう排気流通調整手段を備えたエン
ジンの制御装置に関し、とくにノッキングの対策に関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】従来から、排圧の変化を伴う排気流通状
態の変更を行なう排気流通調整手段を備えたエンジンが
ある。例えば実開昭６２−１８３１８号公報には、マフ
ラ本体内に排気抵抗の異なる２系統の排気通路を設ける
とともに、排気流量が少ない運転領域では排気ガスが排
気抵抗の大きな排気通路を通り、排気流量が多い運転領
域では排気ガスが排気抵抗の小さな排気通路を通るよう
に排気流通状態を切換える制御弁を設け、この運転状態
に応じた制御弁の作動で消音性能を調整するようにした
可変サイレンサ装置が示されている。この装置によると
、上記制御弁の作動に伴って排圧が変化する。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、エンジンの
ノッキング対策としては、従来から、ノッキングの検出
に基づき、ノッキング発生時にエンジンの点火時期をリ
タードするようにした装置が一般に知られている。しか
し、点火時期をリタードすると、燃焼室での混合気の燃
焼がいわゆる後燃えの状態となることから、排気温度が
上昇し易く、とくに、比較的排気量が多い運転領域では
点火時期のリタードにより排気温度が著しく上昇し、排
気通路中の触媒等に悪影響を及ぼすという問題があった
。

【０００４】本発明は上記の事情に鑑み、従来の点火時
期リタードによる場合のような問題を生じないようにし
つつ有効にノッキングを防止することを目的とする。と
くに、内部ＥＧＲがノッキングに影響し、つまり内部Ｅ
ＧＲが多くなるほど燃焼室の温度が上昇してノッキング
が生じ易くなる傾向があり、一方、排圧が内部ＥＧＲに
関係するということに着目し、排圧の変化を伴うような
排気流通状態の変更を行なう排気流通調整手段を利用し
て、ノッキング解消を図るものである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、図１の構成説明図に示すように、排圧の
変化を伴う排気流通状態の変更を行なう排気流通調整手
段ａを備えたエンジンにおいて、ノッキングを検出する
ノッキング検出手段ｂと、このノッキング検出手段ｂの
出力を受け、ノッキング検出時に排圧を低下させるよう
に上記排気流通調整手段ａを制御する制御手段ｃとを備
えたものである。

【０００６】例えば上記排気流通調整手段ａは、排気流
通経路を変更することにより排気抵抗を変化させる制御
弁を有して、運転状態に応じ、排気抵抗を大きくする状
態と排気抵抗を小さくする状態とに制御弁を作動させる
ことにより排気消音性能を調整するように構成され、上
記制御手段ｃは、制御弁が排気抵抗を大きくする状態と
される運転領域においてノッキングが検出されたときに
、排気抵抗を小さくするように制御弁作動状態を変更す
るものである上記制御手段による制御は、特定の高回転
側運転領域でノッキングが検出されたときに排圧を低下
させるものであることが好ましい。

【０００７】

【作用】上記構成によれば、ノッキング検出時に、排圧
が低下されることにより、内部ＥＧＲ量が減少し、それ
に伴って燃焼室の温度が低下し、ノッキングが抑制され
ることとなる。

【０００８】

【実施例】本発明の実施例を図面に基づいて説明する。

【０００９】図２は本発明の一実施例を示す全体システ
ム図である。この実施例では、排気流通調整手段として
可変サイレンサを備えたものに本発明を適用している。 この図に示すエンジン１はロータリピストンであり、そ
のケーシング２内には略三角形のロータ３が収納され、
このロータ３の遊星回転により三つの作動室４の容積が
順次変化する。そして、ケーシング２には、所定位置に
吸気ポート５および排気ポート６が形成され、また、点
火プラグ７が配設されていて、各作動室４の容積変化に
より吸入、圧縮、爆発、排気の各行程が順次行なわれる
。

【００１０】吸気ポート５に連なる吸気通路１０には、
上流側から順に、エアクリーナ１１、エアフローメータ
１２、排気ターボ過給機１３のコンプレッサ１３ａ、イ
ンタクーラ１４、スロットル弁１５および燃料噴射弁１
６が配設されている。

【００１１】一方、排気ポート６に連なる排気通路１７
には、上流側から順にターボ過給機１３のタービン１３
ｂ、排気触媒１８、三元触媒１９が配設されている。さ
らに、この排気通路１７の下流側は二つの分岐排気通路
２１，２２に分かれ、その第１分岐排気通路２１には第
１消音器２３が設けられ、第２分岐排気通路２２には第
２消音器２４が設けられている。また、上記第１消音器
２３の上流の第１分岐排気通路２１に、制御弁２５が設
けられている。そして、制御弁２５が閉じているときに
は排気ガスが第２消音器２４側へのみ流れ、制御弁２５
が開いているときには排気ガスが両消音器２３，２４へ
流れるようになっている。これら分岐排気通路２１，２
２、消音器２３，２４および制御弁２５を備えた可変サ
イレンサにより、排気抵抗が大きい状態と排気抵抗が小
さい状態とに排気流通が変更可能とされ、排気流通調整
手段が構成される。

【００１２】上記第１消音器２３は、高回転時用に設定
されたものであり、また第２消音器２４は、低回転用に
設定されたものである。

【００１３】上記制御弁２５は、圧力応動式のアクチュ
エータ２６により開閉駆動される。このアクチュエータ
２６の圧力室２６ａは三方電磁弁２７を介して負圧タン
ク２８に接続され、この負圧タンク２８は、チェック弁
２９が介設された負圧導入通路３０を介してスロットル
弁１５の下流の吸気通路１０に接続されている。そして
、制御信号に応じて三方電磁弁２７が、上記圧力室２６
ａに負圧を導入する状態と大気を導入する状態とに切換
わり、負圧導入状態では制御弁２５が閉じられ、大気導
入状態では制御弁２５が開かれるようになっている。

【００１４】なお、３１は上記過給機１３のタービン１
３ｂをバイパスするバイパス通路、３２はこのバイパス
通路３１に設けられたウエストゲートバルブである。

【００１５】また、３５はマイクロコンピュータ等によ
り構成されたコントロールユニット（ＥＣＵ）であって
、このコントロールユニット３５には、上記エアフロー
メータ１２からの吸気量検出信号、スロットル開度セン
サ３６からのスロットル開度検出信号、回転数センサ３
７からのエンジン回転数検出信号、ノッキングセンサ３
８からのノッキング検出信号等が入力される。そして、
コントロールユニット３５からは、上記制御弁２５を制
御するための信号が三方電磁弁２７に出力される。 さらに、上記点火プラグ７およひ燃料噴射弁１６にも点
火制御および燃料制御のための信号が出力されるように
なっている。

【００１６】図３は制御弁２５の開閉の設定領域を示す
ものであり、縦軸はエンジン負荷に相当するスロットル
開度、横軸はエンジン回転数である。制御弁２５はこの
図に設定吸気量Ｑａおよび設定回転数Ｎａで示すライン
を基準として、これより低吸気量（低排気量）側の領域
では閉じられ、このラインより高吸気量側の領域では開
かれる。ここで、切換ラインは、Ｑａの等吸気量ライン
をベースとし、スロットル開度がＴａ以上の高負荷域で
はＮａの等エンジン回転数ラインとなるように設定され
ている。

【００１７】コントロールユニット３５による制御弁２
５の開閉作動の制御は、基本的には上記のような切換ラ
インによる領域設定に基づいて行なわれるが、ノッキン
グセンサ３８の出力に応じ、制御弁２５が閉じられる領
域のうちで設定回転数Ｎｂ以上の比較的高回転側の領域
においてノッキングが検出されたときは、上記制御弁２
５を開状態に変更するようにしている。

【００１８】図４は上記コントロールユニット３５によ
る制御弁２５の制御の処理をフローチャートで示してい
る。

【００１９】この処理がスタートすると、コントロール
ユニットは先ずステップＳ１でエアフローメータ１２お
よび各センサ３６，３７，３８からの各種信号を入力し
、ステップＳ２で、運転状態を図３の領域設定マップと
照合することにより制御弁閉領域（切換ラインより低吸
気量側の領域）か否かを判定する。この判定がＮＯのと
きはステップＳ３に移って無条件に制御弁２５を開状態
とし、リターンする。また、ステップＳ２の判定がＹＥ
Ｓのときは、ノッキングセンサ３８の出力によってノッ
キング発生か否かを判定する。そしてその判定がＮＯの
ときは、ステップＳ５に移り、領域設定に従って制御弁
２５を閉状態とする。

【００２０】ステップＳ２およびステップＳ４の各判定
がＹＥＳの時、つまり制御弁閉領域においてノッキング
が検出されたときは、ステップＳ６でエンジン回転数Ｎ
が設定回転数Ｎｂ以上か否かを判定する。そして、設定
回転数以上であれば、ステップＳ３に移ることにより、
領域設定にかかわらず制御弁２５を開作動する。なお、
ステップＳ６で設定回転数よりも低いことを判定したと
きは、ステップＳ７で点火時期をリタードし、かつ、ス
テップＳ５に移ることにより制御弁２５を閉状態とする
。

【００２１】以上のような当実施例の装置によると、通
常は運転状態に応じた消音性能の調整のため、図３のよ
うな領域設定に基づいて制御弁２５の開閉が制御される
。

【００２２】制御弁閉の領域で、かつ、設定回転数Ｎｂ
以上の領域においてノッキングが発生したときは、本来
は閉状態にある制御弁が開かれ、排圧が低くされること
により、ノッキングが解消される。すなわち、排圧が高
いと内部ＥＧＲが多くなり、燃焼室温度が上昇するので
、燃料の自己着火等によるノッキングが生じ易くなり、
これに対し、ノッキング発生時に上記制御弁２５を開い
て排圧を低くすると、内部ＥＧＲが減少してノッキング
が抑制されることとなる。そして、制御弁閉領域で制御
弁２５が開かれると消音性能は低下するが、設定回転数
Ｎｂ以上の領域では低回転領域と比べてこもり音が少な
いので、ノッキング発生時のみ制御弁２５を開としても
消音性能の面であまり支障はない。

【００２３】また、設定回転数Ｎｂよりも低回転の領域
では制御弁２５が閉じられることによりこの領域での消
音性能が確保される。そして当実施例では、この領域で
のノッキング発生に対しては点火時期のリタードでノッ
キングを解消しており、低回転域では比較的排気流量が
少ないので点火時期をリタードしても排気温度の上昇は
比較的低く抑えられる。

【００２４】なお、切換ラインよりも高吸気量側の制御
弁開の領域では、本来の消音性能調整のための制御で排
圧が低くされているのでノッキングが生じにくい。

【００２５】図５は排気流通調整手段としての可変サイ
レンサの構造の別の例を示している。この例では、排気
通路５０が途中で第１および第２の分岐排気通路５１，
５２に分岐され、各分岐排気通路５１，５２には、それ
ぞれ、上流側から順に触媒コンバータ５３，５４、サブ
消音器５５，５６およびメイン消音器５７，５８が配設
されている。各メイン消音器５７，５８は、大径の第１
排気出口管６１，６２と、これより小径で、消音器内に
おいて長い通路を形成する第２排気出口管６３，６４と
をそれぞれ備えている。そして、それぞれの第１排気出
口管６１，６２に制御弁７１，７２が介設されている。

【００２６】上記各制御弁７１，７２は、それぞれリン
クを介して第１および第２のアクチュエータ７３，７４
のロッドに連結されている。そして、各アクチュエータ
７３，７４の圧力室は、分岐負圧通路７５ａ，７５ｂお
よび共通負圧通路７５を介して負圧タンク７６に接続さ
れている。各分岐負圧通路７５ａ，７５ｂには、コント
ロールユニット８０からの信号を受けて各アクチュエー
タ７３，７４の圧力室に負圧あるいは大気を導入する三
方電磁弁７７，７８が設けられている。これら三方電磁
弁７７，７８により、各アクチュエータ７３，７４への
導入圧が切換えられ、それによって、制御弁７１，７２
が開閉される。そして、コントロールユニット８０は、
各制御弁７１，７２をそれぞれ、予め設定した切換ライ
ンより低吸気量側の領域で閉、これより高吸気量側の領
域で開とするように制御し、かつ、各制御弁の切換ライ
ンを異ならせることにより、多段階に消音性能を調整す
ることができるようにしている。

【００２７】このような装置に適用する場合も、排気抵
抗が大きくされる領域でノッキングが検出されたときに
排気抵抗を小さくするように制御弁の作動を変更し、例
えば、両制御弁が閉じられる領域でノッキングが発生し
たときは、その強さに応じて一方もしくは両方の制御弁
を開くようにすればよい。

【００２８】なお、排圧の変化を伴う排気流通状態の変
更を可能にする排気流通調整手段としては、上記各実施
例に示すような可変サイレンサのほかにも、吸・排気弁
のバルブ開閉タイミングを変更するバルブタイミング可
変機構、複数のターボ過給機の作動を運転状態に応じて
切換えるシーケンシャルターボ装置などを採用すること
ができる。

【００２９】

【発明の効果】本発明は、排圧の変化を伴う排気流通状
態の変更を可能にする排気流通調整手段を備えたエンジ
ンにおいて、ノッキング検出時に排圧を低下させるよう
に上記排気流通調整手段を制御する構成としているため
、上記排圧の低下により内部ＥＧＲを減少させてノッキ
ングを抑制することができ、しかも、点火時期リタード
の場合のように排気温度の上昇を招くというような不都
合を生じることがない。

【００３０】上記排気流通調整手段として、制御弁によ
り吸気抵抗を変化させる可変サイレンが具備されている
場合、ノッキング検出時に吸気抵抗を小さくする方向に
制御弁を作動することにより、ＥＧＲの減少によるノッ
キング抑制を簡単に、かつ効果的に行なうことができる
。

【００３１】また、特定の高回転側運転領域でノッキン
グが検出されたときに排圧を低下させるように制御する
と、点火時期リタードによれば排気温度上昇を招き易い
領域で有効にノッキングを抑制することができ、また、
上記排気サイレンサを用いた場合においては、消音性能
を著しく損なうことなくノッキングを抑制することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の構成説明図である。

【図２】本発明の一実施例を示す全体システム図である
。

【図３】制御弁作動の領域設定を示す図である。

【図４】制御の一例を示すフローチャートである。

【図５】排気流通調整手段の別の例を示す概略図である
。

【符号の説明】

ａ　　排気流通調整手段 ｂ　　ノッキング検出手段 ｃ　　制御手段 １７　　排気通路 ２５　　制御弁 ２６　　アクチュエータ ３５　　コントロールユニット ３８　　ノッキングセンサ

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　排圧の変化を伴う排気流通状態の変更
   を行なう排気流通調整手段を備えたエンジンにおいて、
   ノッキングを検出するノッキング検出手段と、このノッ
   キング検出手段の出力を受け、ノッキング検出時に排圧
   を低下させるように上記排気流通調整手段を制御する制
   御手段とを備えたことを特徴とするエンジンの制御装置
   。
2. 【請求項２】　　上記排気流通調整手段は、排気流通経
   路を変更することにより排気抵抗を変化させる制御弁を
   有して、運転状態に応じ、排気抵抗を大きくする状態と
   排気抵抗を小さくする状態とに制御弁を作動させること
   により排気消音性能を調整するように構成され、上記制
   御手段は、制御弁が排気抵抗を大きくする状態とされる
   運転領域においてノッキングが検出されたときに、排気
   抵抗を小さくするように制御弁作動状態を変更するもの
   であることを特徴とする請求項１記載のエンジンの制御
   装置。
3. 【請求項３】　　制御手段は、特定の高回転側運転領域
   でノッキングが検出されたときに排圧を低下させるよう
   に制御するものであることを特徴とする請求項１または
   請求項２記載のエンジンの制御装置。