JPH0557336U - 内燃機関のノック制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】 ノック制御とトラクション制御とを同時に行
う制御装置において、空燃比のリーン化によってトラク
ション制御が実行されるとき、ノック制御を中止する。
またノック制御の中止を高回転域に限定する。 【効果】 リーン化による排気温度の上昇にノック遅角
制御による燃焼位相の遅れによる更なる上昇を防止する
ことができる。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

この考案は内燃機関のノック制御装置に関し、より詳しくはトラクション制御 装置を備えてトラクション制御とノック制御とを行うものにおいて、空燃比のリ ーン化によるトラクション制御が行われているとき、ノック制御を中止して排気 温度の過度の上昇を防止する様にしたものに関する。

【０００２】

【従来の技術】

近時、安全で快適な車両運転の向上を意図して、滑りやすい路面上で発進する ときないしは加速するときに、駆動輪が過回転しない様に機関出力を抑制するト ラクション制御が提案されている。その制御においては駆動輪のスリップ状態（ 過回転）が検出されると、点火時期を遅角させる、空燃比をリーン化する、燃料 供給をカットすることなどによって、スリップの程度に応じて機関出力を抑制し ている。その例としては、例えば特開昭６２─２３７０４８号公報記載の技術を 挙げることができる。またそれとは別に、特公昭６２─１７６６５号公報に提案 される様に、機関のノック発生状態を検出し、点火時期を遅角補正してノックを 回避することも良く行われている。

【０００３】

【考案が解決しようとする課題】

ところで、上記したトラクション制御とノック制御とを併せ行う場合、トラク ション制御においては駆動輪のスリップ程度がそれほど甚だしくないときは空燃 比をリーン化して機関出力を抑制している。その結果、空燃比は例えば１７．０ 程度に制御されるため、燃焼温度が上昇する傾向となる。その状態においてノッ クが発生して点火時期が遅角補正されると、燃焼位相の遅れから更に排気温度が 上昇することとなり、キャタライザなどの排気系に装着した部品の劣化を招くと 共に、エミッション上からも排気ガスの組成に悪影響を及ぼすこととなる。特に 、この不都合は機関の高回転時に、燃焼サイクルが短くなることから、顕著な傾 向を示すことになる。

【０００４】 従って、この考案の目的は上記した欠点を解消し、トラクション制御とノック 制御とを併せ行うものにおいて、空燃比をリーン化するトラクション制御が行わ れるときはノック制御を中止し、排気系の温度の過度の上昇を防止する様にした 内燃機関のノック制御装置を提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】

上記の目的を解決するためにこの考案は例えば請求項１項に示す様に、内燃機 関に発生するノックを検出して点火時期を遅角補正する制御装置であって、該機 関が搭載される車両の駆動輪の過回転を検出し、少なくとも燃料供給量を介して 機関出力を抑制するトラクション制御装置を備えるものにおいて、前記トラクシ ョン制御による空燃比のリーン化が行われているか否かを検出する手段を備え、 前記ノック制御装置は、空燃比のリーン化が行われていることが検出されたとき 、前記ノック制御を中止する如く構成した。

【０００６】

【作用】

空燃比のリーン化制御が行われるときはノック制御を中止する様にしたことか ら、点火時期を遅角補正して燃焼位相を遅らせることがなく、よって排気温度を それ以上に上昇させることがなく、キャタライザの劣化ないしは排気ガスの悪化 などを未然に防止することができる。尚、リーン化制御時においては機関の燃焼 エネルギないしは燃焼レベルが理論空燃比のそれに比して低下するため、ノック が発生しても、機関を破壊するに至ることはなく、放置してもそれほど支障ない ものである。

【０００７】

【実施例】

以下、添付図面に即してこの考案の実施例を説明する。

【０００８】 図１はこの考案に係る内燃機関のノック制御装置を全体的に示す説明図である 。同図に従って説明すると、符号１０は６気筒等からなる車両用の多気筒の内燃 機関を示す。内燃機関１０は吸入空気路１２を備えており、エアクリーナ１４か ら流入した空気はスロットル弁１６でその流量を調節されつつ吸入空気路に一体 的に接続するインテークマニホルド１８に至り、インジェクタ２０により供給さ れた燃料と混合してインテークポート（図示せず）を介してインテークバルブ（ 図示せず）開放時に気筒の燃焼室２２（１つの気筒のみ示す）内に導入される。 気筒燃焼室２２において混合気は点火プラグ２４で着火されて燃焼し、燃焼ガス はエキゾーストポート（図示せず）を介してエキゾーストバルブ（図示せず）開 放時にエキゾーストマニホルド２６からエキゾーストパイプ（図示せず）を通り 、そこに装着されたキャタライザ（図示せず）によって浄化された後、機関外に 放出される。

【０００９】 ここで吸入空気路１２にはスロットル弁１６下流の適宜位置において吸入空気 の圧力を絶対値で測定して機関負荷を検出する吸気圧力センサ２８が設けられる と共に、内燃機関１０の冷却水通路の付近には水温センサ３０が設けられて機関 冷却水の温度を検出する。また吸入空気路１２においてスロットル弁１６の付近 にはその開度を検出するスロットル位置センサ３２が設けられると共に、吸入空 気の温度を検出する吸気温センサ３４も設けられる。更に、内燃機関１０の近傍 にはディストリビュータ３６が設けられると共に、その内部にはピストン３８の 上下動に伴って回転するクランク軸（図示せず）の回転に同期して回転するパル サ及びそれに対峙して配置されたピックアップ部材からなる角度検出用のクラン ク角センサ４０が収納され、所定クランク角度毎にパルス信号を出力する。また 内燃機関１０が搭載される車両の駆動輪と遊動輪（共に図示せず）の付近には、 その回転速度を検出する駆動輪速度センサ４２と遊動輪速度センサ４４とが設け られる（図示の簡略化のため、左右の中の一方のみ示す）。更に、内燃機関１０ のシリンダブロックの適宜位置には気筒燃焼室２２から発生するノックに基づく 振動を検出する圧電型のノックセンサ４６が設けられる。上記した吸気圧センサ 等のセンサ２８，３０，３２，３４，４０，４２，４４，４６の出力は、制御ユ ニット５０に送られる。

【００１０】 図２は制御ユニット５０の詳細を示しており、同図に従って説明すると、吸気 圧力センサ２８などのアナログ出力は制御ユニット内においてレベル変換回路５ ２に入力されて所定レベルに変換された後、マイクロ・コンピュータ５４に入力 される。マイクロ・コンピュータ５４は、Ａ／Ｄ変換回路５４ａ、Ｉ／Ｏ５４ｂ 、ＣＰＵ５４ｃ、ＲＯＭ５４ｄ、ＲＡＭ５４ｅ及び演算用のカウンタ並びにタイ マ（カウンタ及びタイマの図示は省略した）を備えており、レベル変換回路出力 はＣＰＵ５４ｃの指令に応じてＡ／Ｄ変換回路５４ａにおいてデジタル値に変換 された後、ＲＡＭ５４ｅに一時格納される。又、クランク角センサ４０などのデ ジタル出力は、波形整形回路５６において波形整形された後、Ｉ／Ｏ５４ｂを介 してマイクロ・コンピュータ内に入力される。

【００１１】 尚、前記したノックセンサ４６の出力は制御ユニット５０に送出された後、ノ ック検出回路６０に入力される。ノック検出回路６０はフィルタ手段６０ａ及び コンパレータ手段６０ｂ並びにＤ／Ａ変換手段６０ｃを備え、コンパレータ手段 ６０ｂにおいてマイクロ・コンピュータよりＤ／Ａ変換手段６０ｃを通じて送出 される基準値とフィルタ手段６０ａを通じて送出されるセンサ出力値とを比較し てノックの発生状態を検出する。即ち、図３に示す如く、燃焼状態にないクラン ク角度範囲（図にノイズゲートと示す）において機関振動のバックグラウンド値 を示すセンサ出力のピーク値付近の値（ノイズレベルと称する）を検出し、次い でそのノイズレベルを増幅（ＧAMP 倍) してノック判定レベルを生成し、燃焼状 態にあるクランク角度範囲（ノックゲートと称する）においてセンサ出力を比較 する。ここでセンサ出力が判定レベルを超えるとパルスが出力されるので、その ノックパルスの個数からノックの発生の有無を検出する。

【００１２】 またマイクロ・コンピュータ５４においてＣＰＵ５４ｃは周知の如く、クラン ク角センサ４０の出力から機関回転数を算出すると共に吸気圧力センサ２８の出 力から機関負荷状態を判断して基本点火時期を算出し、ノックセンサ４６から検 出したノックの発生状態からそれを適宜補正して最終点火時期を決定し、出力回 路６２を経てイグナイタ等からなる点火装置６４に点火を指令し、ディストリビ ュータ３６を介して所定気筒の点火プラグ２４を点火して気筒燃焼室２２内の混 合気を着火する。

【００１３】 更に、マイクロ・コンピュータ５４においてＣＰＵ５４ｃは、駆動輪速度セン サ４２と遊動輪速度センサ４４の出力から、スリップ率（＝（駆動輪速度−遊動 輪速度）／遊動輪速度）を算出し、それから駆動輪が所定以上のスリップ（過回 転）状態にあると判断されるとき、後述の如くスリップ量に応じて機関出力を低 減すべくトラクション制御を行う。その制御としては点火時期によるものと燃料 供給によるものとがあり、ＣＰＵ５４ｃは制御値を決定し、点火時期については 前記した如く出力回路６２から点火装置６４に送出すると共に、燃料噴射量制御 値については第２の出力回路６６を経て燃料噴射装置６８に送出し、インジェク タ２０を通じて燃料の供給を調節する。尚、この考案の要旨はトラクション制御 装置自体にはないので、これ以上の説明は省略する。

【００１４】 続いて、この制御装置の動作を説明する。先ず図４から図６を参照してノック 制御について簡単に説明する。

【００１５】 図４はノックの発生に応じて点火時期を遅角補正する例を示しており、同図に 従って説明すると、先ずＳ１００で先に述べた様にノックパルスをカウントして ノックの発生の有無を判断し、ノック発生と判断されるとＳ１０２で連続遅角処 理点火数ＮAFTNK （後述）の値が残っているか否か判断する。最初のプログラム 起動時は初期値零であるところから否定されてＳ１０４に至り、そこで図５に示 す特性を有するテーブルから連続遅角処理点火数を検索する。図示の如く、この 値はノックの発生頻度ＣKNOCK に比例して増加する様に設定される。次いでＳ１ ０６において連続遅角処理点火数が零になっているか否か判断し、否定されると きはＳ１０８でその数を１個デクリメントし、Ｓ１１０で補正値θKNOCK に遅角 単位量ＤKNOCK （固定値）を加算して遅角方向に補正し、Ｓ１１２で補正した遅 角目標値が下限値ＲDLMT以上か否か判断し、以上と判断されるときはＳ１１４で 最遅角基準値を下限値に制限して排気温度の過度の上昇を防止する。尚、図４か ら明らかな如く、連続遅角処理点火数が２点火数以上に設定されると、次のプロ グラム起動時にはノックの発生の有無に関わらず連続して遅角処理されることに なる（Ｓ１００，Ｓ１０２，Ｓ１０８，Ｓ１１０，Ｓ１１２，Ｓ１１４）。

【００１６】 続いてノック終息後の進角補正値の算出について図６に従って説明すると、先 ずＳ２００で前記した連続ノック未発生点火数カウンタ値ＮKNOCK が所定の進角 待機点火数ＡVCNTN 以上になったか否か判断する。Ｓ２００で所定点火数の間ノ ックが全く発生しないと判断されるとＳ２０２でノック補正値が残っていること を確認した後Ｓ２０４に進み、そこで進角単位量ＤADV （機関回転数と機関負荷 とから可変に設定）を検索する。次いでＳ２０６において補正値を進角単位量だ け減算して進角方向に補正し、Ｓ２０８で連続ノック未発生点火数カウンタを零 にリセットして終了する。

【００１７】 尚、この様に決定されたノック補正値は基本点火時期に合算され、更に水温補 正等の他の補正値も加えられて最終点火時期が決定されるが、その点は公知であ ってこの考案の要旨と関係がないので、これ以上の説明は省略する。

【００１８】 続いて図７を参照してこの考案の特徴を説明する。同図はそれを示すフロー・ チャートであり、先ずＳ３００においてノックセンサが正常であることを図示し ないフラグを参照して確認してＳ３０２に進み、そこで機関回転数ＮE を所定の 値ＮLOW （例えば６００ｒｐｍ）と比較する。Ｓ３０２で機関回転数が所定値を 超えると判断されるときはＳ３０４に進み、そこで機関回転数ＮE を第２の所定 値ＮTCSHと再度比較する。第２の所定値ＮTCSHは先に述べた様に排気温度の上昇 が特に顕著となる高回転域を示すもので、例えば４，０００から５，０００ｒｐ ｍ程度に設定する。Ｓ３０４で機関回転数が所定値を超えていると判断されると きは続いてＳ３０６に進み、そこでトラクション制御状態を示すフラグＦTCLEVE L を参照する。

【００１９】 ここで図８を参照してトラクション制御について説明すると、先ずＳ４００に おいて前記した如く駆動輪速度センサ４２と遊動輪速度センサ４４の出力比、例 えば（駆動輪速度−遊動輪速度）／遊動輪速度、から駆動輪のスリップ率（過回 転率）を算出し、Ｓ４０２でそれを図９に示す複数個の基準値TCLEVEL1-5と比較 し、比較結果に応じて下部に示す制御レベルのいずれかを選択する。例えば、算 出されたスリップ率がTCLEVEL1未満であれば機関出力抑制の必要がなく、トラク ション制御を実行しない。また算出されたスリップ率がTCLEVEL1を超えてTCLEVE L2未満であれば過回転の程度が甚だしくないので、機関出力低下量を点火時期を 遅角補正する程度に止める。Ｓ４０２においては同時に決定した制御レベルに応 じたフラグＦTCLEVEL(例えば、点火時期の遅角補正が選択されたときはＦTCLEVE L ＝Ｒとする）をセットする。続いてＳ４０４に進んで決定された制御を実行す る。この結果、例えば空燃比のリーン制御が実行されるときは、空燃比が例えば Ａ／Ｆ＝１７．０程度になる様に燃料噴射量を制御する。

【００２０】 図７に戻ると、Ｓ３０６ではこのフラグＦTCLEVEL を検索し、Ｌ（空燃比のリ ーン制御）であるか否か判断する。そして肯定されるときはＳ３０８に進んでノ ック制御を中止する（尚、ノック制御の中止は、具体的には前記したノックパル スカウントを禁止することなどで行い、またノック補正値θKNOCK が残っている ときは強制的に零にする) 他方、Ｓ３０６でフラグＦTCLEVEL がＬではないと判 断されるときは、Ｓ３１０に進んでノック制御を実行する。尚、Ｓ３０４で機関 回転数が第２の所定値ＮTCSHを超えていないと判断されるときは、リーン化制御 とノック制御とを同時に行っても排気温度の上昇はそれほど大きくならないので 、Ｓ３０６をジャンプする。尚、Ｓ３０２で機関回転数が第１の所定値ＮLOW 以 下の極小値にあると判断されるときは、ノックが発生する恐れがなく、また発生 しても遅角補正すると失火する恐れがあるので、同様にＳ３０８に進んでノック 制御を中止する。これはＳ３００でノックセンサがフェールと判断されるときも 同様である。

【００２１】 本実施例は上記の如く、空燃比のリーン化によるトラクション制御が実行され ているときはノック制御を行わない様にしたため、排気系の温度の過度の上昇を 抑制することができ、キャタライザなどの劣化を未然に防止することができると 共に、エミッション上からも排気ガス組成の悪化を未然に防止することができる 。また、その中止を機関回転数が第２の所定値を超えている場合に限ったので、 ノック制御の中止範囲を最小限度に止めることができ、排気系の温度の過度の上 昇を回避しつつノックの発生を抑制することができる。

【００２２】 図１０はこの考案の第２の実施例を示しており、第１実施例と相違する点のみ を説明すると、Ｓ３０６でフラグＦTCLEVEL がＬと判断された場合には第１実施 例と同様にＳ３０８に進むと共に、Ｓ３０６で該フラグがＬではないと判断され た場合にはＳ３０６Ａに進んでフラグがＬから変化して適宜設定する所定時間が 経過したか否か判断する。そしてＳ３０６Ａで所定時間内と判断されたときはＳ ３０８に進んでノック制御を中止すると共に、所定時間がすでに経過したと判断 されるときはＳ３１０に進んでノック制御を実行する。

【００２３】 第２実施例の場合には上記の如く、一旦フラグがＬになったときは、その後に 変化しても所定時間は依然としてノック制御を中止する様に構成したので、この 所定時間を適宜設定することによって、例えば駆動輪のスリップ状態が更に進ん でリーン化制御から燃料カット制御に移行したときも、排気系の温度が十分低下 するまでノック制御の再開を中止することが可能となり、一層精緻に排気温度の 過度の上昇を防止することができる。

【００２４】 尚、上記の第１、第２実施例において、機関回転数が第２の所定値を超えてい る場合のみノック制御を中止する様にしたが、リーン化制御が行われていれば機 関回転数を判断することなく、ノック制御を中止する様にしても良いことは言う までもない。

【００２５】

【考案の効果】

請求項１項にあっては、内燃機関のノックの発生を検出して点火時期を遅角補 正する制御装置であって、該機関が搭載される車両の駆動輪の過回転を検出し、 少なくとも燃料供給量を介して機関出力を抑制するトラクション制御装置を備え るものにおいて、前記トラクション制御による空燃比のリーン化が行われている か否かを検出する手段を備え、前記ノック制御装置は、空燃比のリーン化が行わ れていることが検出されたときは、前記ノック制御を中止する様に構成したので 、排気系の温度の過度の上昇を防止することができて排気系に装着されたキャタ ライザなどの部品の劣化を未然に防止することができると共に、エミッション上 からも排気ガスの組成の悪化を防止することができる。

【００２６】 請求項２項にあっては、前記ノック制御装置は、機関回転数を検出する手段を 備え、前記空燃比のリーン化が行われていることが検出されたとき、機関回転数 が所定値以上であれば、前記ノック制御を中止する様に構成したので、ノック制 御の中止の範囲を最小限度に限ることができ、ノック制御を行いつつ、排気系の 温度の過度の上昇を有効に防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この考案に係る内燃機関のノック制御装置を全
体的に示す説明図である。

【図２】図１中の制御ユニットの詳細を示すブロック図
である。

【図３】図２の制御ユニット中のノック検出回路の動作
を示すタイミングチャートである。

【図４】図２中の制御ユニットの動作でノックによる点
火時期の遅角補正を示すフロー・チャートである。

【図５】図４フロー・チャートで用いる連続遅角処理点
火数テーブルの特性を示す説明図である。

【図６】図２中の制御ユニットの動作でノックによる点
火時期の進角補正を示すフロー・チャートである。

【図７】図２中の制御ユニットの動作でこの考案の特徴
を示すフロー・チャートである。

【図８】図２中の制御ユニットの動作でトラクション制
御を示すフロー・チャートである。

【図９】図８フロー・チャートにおけるトラクション制
御の制御レベルを示す説明図である。

【図１０】この考案の第２の実施例を示す要部フロー・
チャートである。

【符号の説明】

１０ 内燃機関 ２８ 吸気圧力センサ ４０ クランク角センサ ４２ 駆動輪速度センサ ４４ 遊動輪速度センサ ４６ ノックセンサ ５０ 制御ユニット ６０ ノック検出回路

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁵ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｆ０２Ｄ 45/00 ３４５ Ｂ 7536−3Ｇ Ｆ０２Ｐ 5/15 Ｂ 9150−3Ｇ Ｄ 9150−3Ｇ

Claims (2)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 内燃機関に発生するノックを検出して点
   火時期を遅角補正する制御装置であって、該機関が搭載
   される車両の駆動輪の過回転を検出し、少なくとも燃料
   供給量を介して機関出力を抑制するトラクション制御装
   置を備えるものにおいて、 ａ．前記トラクション制御による空燃比のリーン化が行
   われているか否かを検出する手段、 を備え、前記ノック制御装置は、空燃比のリーン化が行
   われていることが検出されたとき、前記ノック制御を中
   止する様にしたことを特徴とする内燃機関のノック制御
   装置。
2. 【請求項２】 前記ノック制御装置は、機関回転数を検
   出する手段を備え、前記空燃比のリーン化が行われてい
   ることが検出されたとき、機関回転数が所定値以上であ
   れば、前記ノック制御を中止する様にしたことを特徴と
   する請求項１項記載の内燃機関のノック制御装置。