JPH0472447A - 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、ノッキングを検出しつつ点火時期を進遅角補
正することにより、ノッキングレベルを適正値にコント
ロールするノッキング制御装置に関する。

〈従来の技術〉 従来、内燃機関の電子制御式の点火制御装置では、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か一般
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
ングレベルをノッキングを抑制しつつトルクを十分に高
めるような大きさに制御している（特開昭５８−１０５
０３６号参照）。

上記従来のノッキング制御装置においては、ノッキング
の検出を機関に設けたノッキングセンサからの機関振動
検出信号を常時加重平均してバッフグラウンドレベル（
以下ＢＧＬと略す）を設定し、このＢＧＬに機関回転速
度Ｎに応じて設定されるスライスレベルを加算して得ら
れる基準値と、検出値とを比較して検出値の方が大きい
時にノッキング発生と判別して点火時期の補正を行うよ
うにしている。

〈発明か解決しようとする課題〉 しかしながら、過渡運転時、例えば加速時には機関出力
の増大に応じて増大する機関振動レベルに対して、加重
平均値であるＢＧＬの増大に遅れを生じるため、ノッキ
ングレベルに達していないのにも拘らず、ノッキング発
生と誤判定してしまうことかあり、これによって出力低
下をきたすことかある。

また、加速時で前述のような誤判定を生じないように基
準値か設定されるようにすると、今度は定常運転時に基
準値が大きめとなってノッキングを検出しきれず、ノッ
キング発生頻度が増大してしまう。

尚、減速時は一般的にはノッキングを発生しにくいが、
減速前にノッキングレベルに近い状態から減速を行って
、実際にはノッキングレベルに達しても、ＢＧＬの減少
に遅れを生じるためノッキングを検出できず、ノッキン
グを発生してしまうことがあった。

このため、過渡運転時と定常運転時とでＢＧＬの重み付
けを変え、過渡運転時は現在値の重み付けを大きくする
ようにしたものもある。しかし、加重平均は過渡的な振
動変化による誤判定を防止するため行われるものである
から、あまり現在値の重み付けを大きくすることは本来
の機能を失うこととなるため限界があり、上記問題点を
充分に解決できるものではなかった。

本発明はこのような従来の問題点に鑑みなされたもので
、ＢＧＬの加重平均の重み付けは変えることなく、過渡
運転時、定常運転時共に高精度にノッキング検出か行え
るようにしてノッキングレベルを良好にコントロールで
きるように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。

〈課題を解決するための手段〉 このため本発明は第１図に示すように、機関運転状態に
応じて基本点火時期を設定する基本点火時期設定手段と
、機関振動を検出する機関振動検出手段と、該機関振動
の検出値と該検出値の現在及び過去の値を加重平均して
得られるバックグラウンドレベルに機関回転速度に応じ
て設定されるスライスレベルを加算した基準値とを比較
し前者が後者より大であるときにノッキング発生と判定
するノッキング判定手段と、ノッキング発生の有無に応
じて前記基本点火時期を進遅角補正することによりノッ
キングレベルをコントロールするノッキング制御手段と
を備えた内燃機関のノッキング制御装置において、前記
バックグラウンドレベルを機関回転速度の変化率及び機
関負荷の変化率に応じて補正するバックグラウンドレベ
ル補正手段を設けた構成とする。

〈作用〉 過渡運転時には機関回転速度の変化率が大きい程、又、
機関負荷の変化率が大きい程ＢＧＬの応答遅れが大きく
なるため、それに見合った大きさ（加速時は正、減速時
は負の方向）でＢＧＬを補正する。

これにより、該補正されたＢＧＬとスライスレベルを加
算して得られる基準値と、機関振動の検出値とを比較し
てノッキング判定手段により判定されるノッキングの判
定精度か過渡運転時にも定常運転時と同様に高い精度が
得られる。

〈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を介して空気が吸入される。

吸気ダクト３には、エアフローメータ６か設けられてい
て、吸入空気流ｉＱを検出する。スロットルチャンバ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。前記
スロットル弁７には、その開度ＴＶＯをポテンショメー
タにより検出するスロットルセンサ１５が付設されてい
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か設けられていて、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ＴＰ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か制御されるようになって
いる。したかって点火時期（点火進角値）ＡＤＶ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Ｔ、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ＡＤＶ。を検索して求めると共に、所
定のノッキング検出運転領域においては、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ＡＤＶを°設定し、該設定点火時期ＡＤＶに基づいて
パワートランジスタ１２ａに点火制御信号を出力する。

ここで、コントロールユニット９によって行われる点火
時期ＡＤＶのノッキング検出に基づく進遅角制御を、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ｌＯの基準クランク角毎（４気筒内燃機関では
１８００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、ノッキングセンサ
１４からの機関振動信号（詳しくは所定期間積分した信
号）　ｋｓｉ　、　　クランク角センサ１０からの機関
回転速度信号Ｎ、別ルーチンで設定される基本燃料噴射
量Ｔ１等が入力される。

ステップ２では、機関回転速度Ｎと負荷（例えば基本燃
料噴射量Ｔ、）から基本点火時期ＡＤＶ、を設定する。

尚、このステップ２の機能が基本点火時期設定手段に相
当する。

ステップ３では、ノッキングを発生し易いノッキング検
出を要求される領域であるかを判定する。

ステップ３でノッキング検出要求領域であると判定され
た場合にはステップ４へ進み、ノッキングセンサ１４の
検出信号ｋｓｉを過去の加重平均値と適当な重み付けて
加重平均演算してＢＧＬを求める。

ステップ５ては、前記ステップ４て求めたＢＧＬに機関
回転速度Ｎの変化率ΔＮに基づいて求めた補正係数に、
と、機関負荷を代表する値として基本燃料噴射量Ｔ、の
変化率ΔＴＰに対して求めた補正係数に１とを乗算して
ＢＧＬを補正する。

このステップ５の機能かバックグラウンドレベル補正手
段に相当する。

ステップ６では前記補正されたＢＧＬに加算されるスラ
イスレベルＳＬを機関回転速度Ｎに基づいて求める。

次にステップ７では、機関振動検出値ｋｓｉ　と、ステ
ップ３で演算したＢＧＬにステップ６で設定したスライ
スレベルＳＬを加算して得られる基準値との大小を比較
する。このステップ７の機能かノッキング判定手段に相
当する。

この結果、ｋｓｉ　＞ＢＧＬ＋ＳＬの場合はノッキング
発生と判断してステップ８へ進んで進遅角補正量Ｘを前
回値から遅角補正量βだけ減算して値に設定し、ｋｓｉ
　≦ＢＧＬ十ＳＬの場合はノッキング無しと判断してス
テップ９へ進み、進遅角補正量Ｘを進角補正量αを加算
した値に設定した後、それぞれステップ１１へ進む。

また、ステップ３で、ノッキング検出要求領域でないと
判定された場合はステップ１０へ進み、進遅角補正量Ｘ
をＯに設定した後ステップ１１へ進む。

ステップ１１では最終的な点火時期ＡＤＶを、前記基本
点火時期ＡＤＶ、に進遅角補正量Ｘを加算した値で設定
する。このステップ１１の機能がノッキング制御手段に
相当する。

ステップ１２では、設定された点火時期ＡＤＶをレジス
タにセットする。これにより、設定された点火時期ＡＤ
Ｖに点火信号が点火コイル１２に出力されて点火栓１１
による点火が行われる。

かかる構成とすれば、過渡運転時でもＢＧＬの設定に際
して、加重平均演算の重み付けを変えることなく、機関
回転速度Ｎの変化率ΔＮと、機関負荷である基本燃料噴
射量Ｔ、の変化率ΔＴ、とにそれぞれ対応して求められ
た補正係数ｋＮと補正係数に、とを乗じて補正すること
により、過渡の状態（大きさや方向を含む）に真に対応
した補正を行うことかでき、定常運転時と同様のノッキ
ング判定精度を得ることかでき、延いては良好なノッキ
ング制御を行える。

〈発明の効果〉 以上説明したように本発明によれば、機関回転速度の変
化率と機関負荷の変化率とに基づいてＢＧＬを補正する
構成としたため、過渡運転時も定常運転時と同様のノッ
キング判定精度を得ることができ、延いては良好なノッ
キング制御性能を確保できるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の構成を示すブロック図、第２図は本発
明の一実施例の構成を示す図、第３図は同上実施例のノ
ッキング制御を示すフローチャートである。 １・・・機関　　９・・・コントロールユニット１０・
・・クランク角センサ　　１４・・・ノッキングセンサ
特許出願人　　　日本電子機器株式会社代理人　弁理士
　笹　島　　富二雄

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　機関運転状態に応じて基本点火時期を設定する基本点
   火時期設定手段と、機関振動を検出する機関振動検出手
   段と、該機関振動の検出値と該検出値の現在及び過去の
   値を加重平均して得られるバックグラウンドレベルに機
   関回転速度に応じて設定されるスライスレベルを加算し
   た基準値とを比較し前者が後者より大であるときにノッ
   キング発生と判定するノッキング判定手段と、ノッキン
   グ発生の有無に応じて前記基本点火時期を進遅角補正す
   ることによりノッキングレベルをコントロールするノッ
   キング制御手段とを備えた内燃機関のノッキング制御装
   置において、前記バックグラウンドレベルを機関回転速
   度の変化率及び機関負荷の変化率に応じて補正するバッ
   クグラウンドレベル補正手段を設けたことを特徴とする
   内燃機関のノッキング制御装置。