JPH0526952B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明の、エンジンのノツキング抑制装置に
関するものである。

〔従来技術〕

一般にエンジンのノツキング抑制装置は、エン
ジンにノツキングが発生したときに、ノツクセン
サの出力に応じて点火時期、排気ガス還流量
（EGR量）あるいは混合気の空燃比をフイードバ
ツク制御し、エンジンを良好な燃焼状態に保持し
てノツキングの発生を抑制しようとするものであ
る。上述のようにノツキングの抑制を図るために
制御を行なう対象としては、点火時期、EGR量、
混合気の空燃比等種々のものがあるが、以下では
点火時期制御によりノツキング抑制を行なう場合
を例にとり説明する。

近年、車両用エンジンでは、軽量化等の観点等
から小さな排気量で高い出力を得ようとする傾向
にあるが、この小型高出力エンジンにおいては圧
縮比を高くする必要があることから、この高い圧
縮比に起因して混合気が自己着火して異常燃焼を
起こし、ノツキングが継続して発生してエンジン
の耐久性に悪影響を及ぼすという問題がある。特
に、最近のエンジンでは、出力アツプの観点等か
ら、過給機を搭載する傾向にあり、かかる過給機
付エンジンにおいては上述のノツキング発生の問
題が特に懸念される。

そしてこのような問題を解消する方法として、
従来より、ノツキングが発生したときに点火時期
を遅角させればよいことが知られているが、この
場合、単にノツクセンサの出力に応じて点火時期
を遅角させるようにすると、ノツキング現象がエ
ンジンの個体差、経年変化等によつて異なること
から、ノツキングを抑制できなかつたり、あるい
は制御が過制御となつてエンジン出力が低下した
りするという不具合が生じる。

そこで従来のノツキング抑制装置では、例えば
特開昭58−222976号公報に示されるように、ノツ
クセンサの出力に応じて点火時期を遅角補正する
一方、エンジンの運転領域を複数に区画して各運
転領域毎に最適な点火時期遅角量を学習し、これ
をメモリに記憶させておき、次に同一運転状態に
なつたときにはその学習した最適な遅角量でもつ
て点火時期を遅角補正するようにしたものがあつ
た。

しかしながらこの従来のノツキング抑制装置で
は、前回の同一運転領域におけるノツキングの発
生しない最適遅角量であつて点火時期を遅角補正
していたので、例えばエンジンの過渡時には補正
制御が遅れぎみになり、その結果、一発ノツクと
呼ばれるノツキングが発生して運転者に不快感を
与えるという問題があつた。ここでエンジンの過
渡時としては、エンジンの加速時、減速時の他、
例えばオートマチツク車においては、アクセルペ
ダルの踏み込み量が一定であつても変速機の変速
位置が自動的に変更されてエンジン回転数が急激
に変化した場合等がある。

〔発明の目的〕

この発明は、かかる問題点に鑑み、過渡時にお
ける一発ノツクの発生を確実に抑制できるエンジ
ンのノツキング抑制装置を提供せんとするもので
ある。

〔発明の構成〕

そして本件発明者は、エンジンの過渡時におけ
る一発ノツクの抑制方法について鋭意研究した結
果、次のようなことを見い出した。即ち、この種
のノツキング抑制装置では、同一運転状態の継続
時においてはノツキング発生の有無に応じて点火
時期を遅角、進角させるという補正を繰り返し、
点火時期が微ノツクの発生するいわゆるトレース
ノツク値に達したときにそのときの遅角量を最適
遅角量としてメモリするようにしており、そのた
め上述のようにエンジンの過渡時にはノツキング
抑制の補正抑制の遅れが顕著になつていたものと
考えられる。

これに対し、上述の遅角、進角補正時における
最大の遅角量をメモリし、これを用いてノツキン
グ抑制の遅角補正を行なうようにすれば、エンジ
ン過渡時における補正抑制の遅れはそれほど問題
でなくなり、上述の一発ノツクの発生は抑制され
ると期待できる。

そこでこの発明は、エンジンの各種燃焼状態制
御装置による制御を、ノツクセンサの出力及び基
本補正量に基いてノツキング抑制方向に補正する
一方、エンジンの運転領域を複数に区画して各運
転領域毎に基本補正量を求めて記憶するようにし
たエンジンのノツキング抑制装置において、同一
の運転領域における最大基本補正量を求めて記憶
し、次に同一運転領域になつた時はその最大基本
補正量を用いて各種燃焼状態制御装置による制御
を補正するようにしたものである。

即ち、この発明は、第８図の機能ブロツク図に
示されるように、記憶手段３０に、エンジンの燃
料状態を支配する各種燃焼状態制御装置３４によ
る制御をノツキングを抑制する方向に補正するた
めの基本補正量を複数の各運転領域毎に記憶さ
せ、ノツクセンサ３１でエンジンのノツキングを
検知し、読み出し手段３２で上記記憶手段３０か
らエンジンの運転状態に対応する基本補正量を読
み出し、補正手段３３でこの読み出した基本補正
量と上記ノツクセンサ３１の出力とに応じて上記
各種燃焼状態制御装置３４による制御をノツキン
グを抑制する方向に補正するとともに、書き換え
手段３５により上記補正手段３３の出力からその
運転状態における最大の基本補正量を求めて上記
記憶手段３０の記憶内容を書き換えるようにした
ものである。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例を図について説明する。

第１図ないし第７図は本発明の一実施例による
エンジンのノツキング抑制装置を示す。図におい
て、１はエンジンで、該エンジン１の吸気通路２
途中にはサージタンク３が形成され、該サージタ
ンク３上流側の吸気通路２にはスロツトルバルブ
４及びエアフローメータ５が配設され、吸気通路
２の上流端はエアクリーナ６に至つており、又吸
気通路２の下流端側には燃料噴射弁７が設けられ
ている。またエンジン１には燃焼室１ａに対面し
て点火プラグ８が設けられ、又エンジン１の側面
にはエンジンのノツキングを検出するノツクセン
サ９が設けられている。

また図中、１０はクランクシヤフト１ｂの回転
角を検出する回転角センサ、１１は吸気負圧を検
出する負圧センサ、１２はスロツトルバルブ４の
開度を検出するスロツトル開度センサ、１３はス
タータスイツチ、１４はイグニツシヨンスイツ
チ、１５はアイドルスイツチ、１６はエンジンの
冷却水温度を検出する水温センサ、１７は吸気温
度を検出する吸気温センサである。

また１８はインターフエース１９、CPU２０
及びメモリ２１からなり、点火装置であるイグナ
イタ２２及び燃料噴射弁７を制御するエンジンコ
ントロールユニツトで、上記メモリ２１には基本
補正量のメモリマツプ（第７図参照）やCPU２
０の演算処理のプログラム（第２図〜第６図参
照）等が格納されている。また上記CPU２０は、
エンジン回転数と吸気負圧とに応じて燃料噴射弁
７を制御し、又エンジンの始動時及びアイドル時
には始動用及びアイドル用の実際点火時期を求
め、又通常運転時にはエンジン回転数と吸気負圧
とに応じて基本点火時期を求めてそれに水温補
正、吸気温補正及びノツキング補正を行なつて実
際点火時期を求め、これらの実際点火時期に応じ
てイグナイタ２２を制御する。

そしてCPU２０は、上述のノツキング補正を
行なう場合、エンジン回転数と吸気負圧とに応じ
て基本補正量のメモリマツプからノツク補正進角
を読み出すとともに、それをノツクセンサ出力に
応じて増減補正してそれに応じてノツキング補正
を行なうとともに、その際求めたトレースノツク
値近傍の最大のノツク補正進角でもつて基本補正
量のメモリマツプの書き換えを行なう。

なお以上のような構成において、点火プラグ８
及びイグナイタ２２が第８図に示す各種燃焼状態
制御装置３４となつており、又上記CPU２０が
読み出し手段３２、補正手段３３及び書き換え手
段３５の各機能を実現するものとなつており、又
上記メモリ２１が第８図に示す記憶手段３０とな
つている。

次に第２図ないし第７図を用いて動作について
説明する。ここで第２図は各種データ読取りのバ
ツクグラウンドルーチン、第３図はエンジン回転
数演算の第１インターラプトルーチン、第４図は
吸気負圧演算の第２インターラプトルーチン、第
５図は点火時期演算の第３インターラプトルーチ
ンの各フローチヤートを、又第６図は第３インタ
ーラプトルーチンにおけるノツク補正進角の算出
ステツプ58のより詳細なフローチヤートを、第７
図は基本補正量のメモリマツプを示す。

イグニツシヨンスイツチ１４がONされると、
CPU２０は第２図に示すバツクグラウンドルー
チンあるいは第３，４図に示す第１、第２インタ
ーラプトルーチンの処理を実行し、バツクグラウ
ンドルーチンにおいては、まずシステスを初期化
した後（ステツプ40）、負圧センサ１１、アイド
ルスイツチ１５、スタータスイツチ１３、スロツ
トル開度センサ１２、水温センサ１６及び吸気温
センサ１７の各信号を読み込み（ステツプ41〜
46）、また第１インターラプトルーチンにおいて
はクランク角センサ１０の信号を読み込んでその
周期からエンジン回転数を演算し（ステツプ47、
48）、又第２インターラプトルーチンにおいては
負圧センサ１１の信号を平均化して吸気負圧を演
算する（ステツプ49）。

このようにして各種データの読み込み及び演算
を行なつている際に所定のクランク角タイミング
になると、CPU２０は第５図に示す第３インタ
ーラプトルーチンの処理に移り、まずスタータス
イツチ１３の信号から始動時か否かを判定し（ス
テツプ50）、始動時の場合には始動時固定角θsta
を算出してそれをレジスタθigに格納し（ステツ
プ51、52）、始動時でない場合はアイドルスイツ
チ１５の信号からアイドル時か否かを判定し（ス
テツプ53）、アイドル時の場合はアイドル進角
θidlを算出しそれをレジスタθigに格納する（ス
テツプ54、55）。また通常運転時の場合は、CPU
２０は、エンジン回転数と吸気負圧とから基本進
角θbaseを算出するとともに（ステツプ56）、水
温センサ１７の信号から水温補正進角θwtを、吸
気温センサ１６の信号から吸気温補正進角θatを
各々算出し（ステツプ57）、又ノツクセンサ９の
信号からノツク補正進角θkを算出し（ステツプ
58）、上記基本進角θbaseと各補正進角θwt、θat、
θkとから実際点火進角を算出してそれをレジス
タθigに格納する（ステツプ59）。そしてこのよう
にして算出した点火進角θigの値をイグナイタ２
２の点火カウンタにプリセツトし（ステツプ60）、
上述のバツクグラウンドルーチンあるいは第１、
第２インターラプトルーチン（第２，３，４図参
照）の処理に戻る。これによりイグナイタ２２
は、始動時には始動固定点火タイミングに、アイ
ドル時にはアイドル点火タイミングに、通常運転
時にはエンジン回転数と空気負圧とによつて決ま
る基本点火タイミングに対し水温補正及び吸気温
補正を行なつた実際点火タイミングに各々混合気
を点火し、又通常運転時にノツキングが発生した
ときには上記実際点火タイミングを遅角させたタ
イミングに混合気を点火することとなる。

ここで上述のノツク補正進角の算出処理をより
詳細に説明する。ノツク補正進角の算出ステツプ
58において、CPU２０は、まずエンジン回転数
と吸気負圧とからエンジンがノツキング制御運転
領域にあるか否かを判定し（ステツプ61）、ノツ
キング制御運転領域にない場合はノツク補正進角
θkの値を０とするとともに最大補正進角を記憶
するレジスタθpの値を０として（ステツプ62、
63）、上述のステツプ59に進み、又エンジンがノ
ツキング制御運転領域にある場合は同一領域の運
転状態が継続されているか否かを判定し（ステツ
プ64）、同一領域の運転が継続されている場合は
ノツクセンサ９の信号からノツキングが発生した
か否かを判定し（ステツプ65）、ノツキングが発
生していない場合は現在のノツク補正進角θkを
設定値Δθだけ小さな値に、即ち進角側に補正し
（ステツプ66）、上述のステツプ59に進む。一方、
ノツキングが発生している場合はそのノツキング
レベルを判定し（ステツプ67、68、69）、ノツキ
ングレベルに応じた設定値θa、θb、θc、θd（θa＜
θb＜θc＜θd）だけ現在のノツク補正進角θkを遅
角側に補正し（ステツプ70、71、72、73）、その
際ノツキングレベルが微ノツクの場合、即ち点火
時期がいわゆるトレースノツク値に制御されてい
る場合には上記遅角側に補正したノツク補正進角
θk（＝θk＋θa）が最大補正進角のレジスタθpの格
納値より大きいか否かを判定し（ステツプ74）、
大きい場合にはその補正進角θkでもつて最大補
正進角のレジスタθpの格納値及び基本補正量の
メモリマツプ（第７図参照）の格納値θg（ｙ、
ｘ）を書き換える（ステツプ75、76）。このよう
に同一領域の運転が継続されている場合には点火
時期がノツクセンサ出力に応じてフイードバツク
制御されるとともに、そのときの最大のノツク補
正進角でもつてメモリマツプの格納値が更新され
ることとなる。

そしてノツキング制御運転領域においてエンジ
ンの運転状態が変更されると、CPU２０は、エ
ンジン回転数と吸気負圧とに応じて基本補正量の
メモリマツプから格納値θgを読み出し（ステツ
プ78）、それをノツク補正進角θkと設定するとと
もに、最大補正進角レジスタθpの格納値を０と
して（ステツプ79、63）、上述のステツプ59に進
む。このようにエンジンの過渡時にはメモリマツ
プ内に格納されている最大のノツク補正進角を用
いて点火時期の補正制御が行なわれることとな
る。

またCPU２０は、エンジンの運転状態に応じ
た制御信号を燃料噴射弁７に加え、燃料噴射量の
制御を行なうが、その動作は従来と全く同じであ
るのでその詳細な説明は省略する。

以上のような本実施例の装置では、同一のノツ
キング制御運転領域における最大ノツク補正進角
を求めて記憶し、次に同一の運転領域になつた場
合にはその最大ノツク補正進角を読み出して点火
時期の遅角補正を行なうようにしたので、過渡時
における制御の遅れはそれほど問題でなくなり、
一発ノツクの発生を確実に防止できる。

またこのような最大ノツク補正進角を用いて点
火時期の遅角補正を行なうようにすると、エンジ
ン出力の低下が懸念されるが、この最大ノツク補
正進角はトレースノツク値近傍の最大値であり、
最適ノツク補正進角とそれほど大きく異ならない
ことから、実用上、それほどエンジン出力低下の
問題は生じないものである。

なお上記実施例では点火時期制御による場合に
ついて説明したが、本発明はEGR量制御、空燃
比制御による場合についても適用でき、EGR量
制御の場合はノツキングの発生を抑制するために
はEGR量を増量させればよく、又空燃比制御の
場合はノツキングの発生を抑制するためには混合
気の空燃比を理論空燃比からずらせるようにすれ
ばよい。

〔発明の効果〕

以上のように本発明によれば、エンジンの各種
燃焼状態制御装置による制御を、ノツクセンサの
出力及び基本補正量に基いてノツキング抑制方向
に補正する一方、エンジンの運転領域を複数に区
画して各運転領域毎に基本補正量を求めて記憶す
るようにしたエンジンのノツキング抑制装置にお
いて、同一運転領域における最大基本補正量を求
めて記憶しておき、次に同一運転領域になつとき
にはその最大基本補正量を読み出し、これを用い
て各種燃焼状態制御装置による制御を補正するよ
うにしたので、エンジンの過渡時における一発ノ
ツクの発生を確実に防止できる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例によるエンジンのノ
ツキング抑制装置の概略構成図、第２図、第３
図、第４図、第５図、及び第６図は各々上記装置
におけるCPU２０の演算処理のフトーチヤート
を示す図、第７図は上記装置における基本補正量
のメモリマツプを示す図、第８図は本発明の構成
を示す機能ブロツク図である。 ３０……記憶手段、３１……ノツクセンサ、３
２……読み出し手段、３３……補正手段、３４…
…各種燃焼状態制御装置、３５……書き換え手
段、１……エンジン、８……点火プラグ、９……
ノツクセンサ、２０……CPU、２１……メモリ、
２２……イグナイタ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ エンジンのノツキングを検知するノツクセン
   サと、エンジンの燃焼状態を支配する各種燃焼状
   態制御装置と、該各種燃焼状態制御装置による制
   御をノツキングを抑制する方向に補正するための
   基本補正量を複数の各運転領域毎に記憶している
   記憶手段と、該記録手段からエンジンの運転状態
   に対応する基本補正量を読み出す読み出し手段
   と、該読み出した基本補正量と上記ノツクセンサ
   の出力とに応じて上記各種燃焼状態制御装置によ
   る制御をノツキングを抑制する方向に補正する補
   正手段と、該補正手段の出力からその運転状態に
   おける最大の基本補正量を求めそれに応じて上記
   記憶手段の記憶内容を書き換える書き換え手段と
   を備えたことを特徴とするエンジンのノツキング
   抑制装置。