JPH11324762A - 内燃機関のノッキング制御装置 - Google Patents

内燃機関のノッキング制御装置

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JPH11324762A
JPH11324762A JP10135247A JP13524798A JPH11324762A JP H11324762 A JPH11324762 A JP H11324762A JP 10135247 A JP10135247 A JP 10135247A JP 13524798 A JP13524798 A JP 13524798A JP H11324762 A JPH11324762 A JP H11324762A
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JP
Japan
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knocking
valve
timing
closing timing
valve closing
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Application number
JP10135247A
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English (en)
Inventor
Masanobu Kanamaru
昌宣 金丸
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Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
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Publication date
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    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
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    • Y02T10/40Engine management systems

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  • Electrical Control Of Ignition Timing (AREA)
  • Control Of Throttle Valves Provided In The Intake System Or In The Exhaust System (AREA)
  • Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)
  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
  • Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 吸気弁の閉弁タイミングを遅角するノッキン
グ制御装置おいて、不必要な機関出力低下の機会を低減
することである。 【解決手段】 ノッキング発生時に吸気弁の閉弁時期を
遅角する閉弁時期遅角手段(ステップ104)と、閉弁
時期遅角手段により吸気弁の閉弁時期が遅角された後に
おいても依然としてノッキングが発生している時には点
火時期を遅角する点火時期遅角手段(ステップ10
6)、とを具備する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、内燃機関のノッキ
ング制御装置に関する。
【0002】
【従来の技術】実開昭61−186709号には、可変
バルブタイミング機構を備える内燃機関において、ノッ
キング発生時に、吸気弁の閉弁時期を遅角して吸気充填
効率を低下させることによって、燃焼圧を下げてノッキ
ングを抑制することが提案されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】前述の従来技術におい
て、可変バルブタイミング機構は、機械的に吸気弁の閉
弁時期を変化させるものであるために、実際に閉弁時期
を変化させるまでに所定時間が必要とされる。それによ
り、フィードバック制御において、比較的短時間でノッ
キングを完全に抑制するためには、フィードバック回数
を少なくする必要があり、一回のフィードバックにおけ
る遅角量は比較的大きくされている。その結果、ノッキ
ング抑制時点において過剰に閉弁時期が遅角され、機関
出力を不必要に低下させる可能性がある。
【0004】従って、本発明の目的は、吸気弁の閉弁タ
イミングを遅角するノッキング制御装置おいて、不必要
な機関出力低下の機会を低減することである。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明による請求項1に
記載の内燃機関のノッキング制御装置は、ノッキング発
生時に吸気弁の閉弁時期を遅角する閉弁時期遅角手段
と、前記閉弁時期遅角手段により吸気弁の閉弁時期が遅
角された後においても依然としてノッキングが発生して
いる時には点火時期を遅角する点火時期遅角手段、とを
具備することを特徴とする。
【0006】また、本発明による請求項2に記載の内燃
機関のノッキング制御装置は、請求項1に記載の内燃機
関のノッキング制御装置において、前記閉弁時期遅角手
段により吸気弁の閉弁時期が遅角された後においてノッ
キングが抑制された時には点火時期を進角する点火時期
進角手段を具備することを特徴とする。
【0007】また、本発明による請求項3に記載の内燃
機関のノッキング制御装置は、請求項1又は2に記載の
ノッキング制御装置において、前記閉弁時期遅角手段に
よる吸気弁の閉弁時期の遅角を所定クランク角度に制限
する閉弁時期遅角制限手段と、前記閉弁時期遅角制御手
段により吸気弁の閉弁時期の遅角が前記所定クランク角
度に制限された場合にノッキングが発生している時には
前記点火時期遅角手段により点火時期を遅角する以前に
スロットル弁の開度を減少させる開度減少手段、とを具
備することを特徴とする。
【0008】
【発明の実施の形態】図1は、本発明によるノッキング
制御装置が取り付けられた内燃機関を示す概略断面図で
ある。同図において、1はピストン、2は吸気弁3を介
して気筒内へ通じる吸気通路、4は排気弁5を介して気
筒内へ通じる排気通路である。吸気通路2には、サージ
タンク2aが設けられ、サージタンク2aの上流側には
スロットル弁6が配置されている。スロットル弁6は、
アクセルペダルに機械的に連結されているものではな
く、ステップモータ6a等によって自在に開度制御が可
能とされている。7は点火プラグである。
【0009】吸気弁3用のカムシャフト11は、その端
部に設けられたプーリ11aによってベルト等を介して
クランクシャフトと連結され、またこのプーリ11aと
排気弁5用のカムシャフト12の端部に設けられたプー
リ12aとがベルト等を介して連結されている。それに
より、クランクシャフトによって両カムシャフト11,
12は回転駆動され、吸気弁3及び排気弁5が開閉され
るようになっている。
【0010】吸気弁3用のカムシャフト11及び排気弁
5用のカムシャフト12には、一般的に公知である可変
バルブタイミング機構が設けられている。これは、カム
シャフト11,12とプーリ11a,11bとを相対回
転させるものであり、例えば、両者を外歯としてヘリカ
ル歯を有する中間歯車を介して連結し、この中間歯車を
油圧力又は電磁力等を利用して軸線方向に移動させるこ
とによって前述の相対回転を実現するものであり、それ
により、吸気弁3及び排気弁5の開閉時期を無段階に変
化させることが可能となる。
【0011】20は、ノッキング制御装置として、この
可変バルブタイミング機構による吸気弁3の閉弁時期の
遅角制御と、スロットル弁6の開度減少制御と、点火プ
ラグ7の点火時期制御とを実施する制御装置であり、ノ
ッキングセンサ21が接続されている。ノッキングセン
サ21は、シリンダブロックに取り付けられて振動を検
出する振動センサである。
【0012】図2は、制御装置20による吸気弁3の閉
弁時期の遅角制御とスロットル弁6の開度減少制御との
ための第一フローチャートである。本フローチャート
は、所定の実行間隔で繰り返されるものである。
【0013】まず、ステップ101において、ノッキン
グセンサ21の出力に基づきノッキングが発生している
か否かが判断され、この判断が否定される時にはステッ
プ102に進んでフラグFを0にして終了する。一方、
ノッキングが発生していると判断された時にはステップ
103に進む。ステップ103では、現在の吸気弁の閉
弁時期Taが所定クランク角度Tm以上であるか否かが
判断される。この所定クランク角度Tmは、吸気弁3の
閉弁時期がそれを越えて遅角されると、非常に充填効率
が低下すると共に十分な圧縮が不可能となるクランク角
度である。吸気弁3及び排気弁5の開弁及び閉弁時期
は、別のフローチャート(図示せず)によって、前述の
可変バルブタイミング機構を使用し、アクセルペダルス
トロークセンサ、回転センサ、及び冷却水温センサ等の
出力に基づく機関運転状態に応じたそれぞれの最適時期
に制御されるようになっている。もちろん、この吸気弁
3及び排気弁5の開弁及び閉弁時期の制御では、吸気弁
3の閉弁時期が所定クランク角度Tmより遅角側とされ
ることはない。
【0014】それにより、当初は、ステップ103にお
ける判断は否定されてステップ104に進み、吸気弁3
の閉弁時期は現在の閉弁時期Taから所定閉弁時期遅角
量ΔTだけ遅角される。吸気弁3の閉弁時期を遅角する
と、吸気充填効率が低下するために、燃焼圧力が下が
り、ノッキングを発生し難くすることができる。次いで
ステップ105に進み、再びノッキングセンサ21の出
力に基づきノッキングが発生しているか否かが判断され
る。もし、ステップ104における今回の閉弁時期遅角
によってノッキングの発生が抑制されれば、ステップ1
02に進んでフラグFは0とされて終了するが、依然と
してノッキングが発生している時にはステップ106に
進み、フラグFは1とされて終了する。
【0015】本フローチャートが繰り返されて、ステッ
プ104において吸気弁3の閉弁時期が所定閉弁時期遅
角量ΔTずつ遅角され、閉弁時期Taが所定クランク角
度Tm以上となると、ステップ103における判断が肯
定されてステップ107に進むために、吸気弁3の閉弁
時期がそれ以上に遅角されることはなく、スロットル弁
6の開度が現在の開度Saから所定減少開度ΔSだけ減
少される。スロットル弁6の開度は、別のフローチャー
ト(図示せず)によって、機関運転状態に応じた最適開
度に制御されるものである。スロットル弁6の開度を減
少すると吸入空気量が低下するために、やはり燃焼圧力
が下がり、ノッキングを発生し難くすることができる。
次いでステップ105に進み、再びノッキングセンサ2
1の出力に基づきノッキングが発生しているか否かが判
断される。もし、ステップ107における今回の開度減
少によってノッキングの発生が抑制されれば、ステップ
102に進んでフラグFは0とされて終了するが、依然
としてノッキングが発生している時にはステップ106
に進み、フラグFは1とされて終了する。
【0016】図3は、制御装置20による点火時期制御
のための第二フローチャートである。本フローチャート
は、前述の第一フローチャートの実行間隔より短い実行
間隔で繰り返されるものである。
【0017】まず、ステップ201において、第一フロ
ーチャートにおけるフラグFが1であるか否かが判断さ
れる。この判断が否定される時、すなわち、フラグFが
0の時には現在においてノッキングは発生しておらず、
ステップ202に進み、点火時期遅角量ΔIは比較的小
さな絶対値を有する負値−aとされ、ステップ203に
おいて、現在の点火時期IaはΔIだけ遅角、すなわ
ち、aだけ進角されて終了する。
【0018】一方、フラグFが1であり、現在において
ノッキングが発生している時には、ステップ201にお
ける判断が肯定されてステップ204に進み、ノッキン
グセンサ21の出力ピーク値VPが第1所定値Aより大
きいが否かが判断される。第1所定値Aはバックグラン
ドノイズの数倍であり、この判断が肯定される時には強
度の大きなノッキングが発生しており、ステップ205
に進み、点火時期遅角量ΔIは比較的大きなbとされ、
ステップ203において現在の点火時期IaはΔIだけ
遅角、すなわち、bだけ遅角される。
【0019】また、ステップ204における判断が否定
される時には、ステップ206に進み、ノッキングセン
サ21の出力ピーク値VPが第2所定値Bより大きいか
否かが判断される。第2所定値Bは第1所定値Aより小
さな値であり、この判断が肯定される時には強度の小さ
なノッキングが発生しており、ステップ207に進み、
点火時期遅角量ΔIは比較的小さなcとされ、ステップ
203において現在の点火時期IaはΔIだけ遅角、す
なわち、cだけ遅角される。
【0020】また、ステップ206における判断が否定
される時には、ステップ208に進み、ノッキングが発
生しているか定かではないために、点火時期遅角量ΔI
は0とされ、ステップ203において現在の点火時期I
aはΔIだけ遅角、すなわち、遅角も進角もされない。
【0021】前述したように、この点火時期制御のため
の第二フローチャートは、第一フローチャートの実行間
隔より短い実行間隔で繰り返されるために、ノッキング
が発生していなければ、又は、第一フローチャートによ
る吸気弁3の閉弁時期遅角又はスロットル弁6の開度減
少によって発生していたノッキングが抑制されれば、点
火時期は徐々に進角されて燃焼を良好にすることができ
る。
【0022】また、第一フローチャートによる吸気弁3
の閉弁時期遅角又はスロットル弁6の開度減少によって
もノッキングは依然として発生している場合において、
ノッキングの強度が大きい時には、点火時期は比較的大
きな遅角量bずつ遅角され、早期にノッキングを抑制す
ることができる。また、ノッキングの強度が小さい時に
は、点火時期は比較的小さな遅角量cずつ遅角され、ノ
ッキングの抑制に必要以上に点火時期を遅角することは
防止される。
【0023】このような点火時期の遅角が何回か繰り返
されても依然としてノッキングが発生している場合に
は、再び第一フローチャートが実行され、さらに、吸気
弁3の閉弁時期が所定閉弁時期遅角量ΔTだけ遅角さ
れ、もし、吸気弁3の閉弁時期が所定クランク角度Tm
を越えているならば、スロットル弁6の開度が所定開度
減少量ΔSだけ減少される。
【0024】本実施形態のノッキング制御装置は、ノッ
キングが発生すると、まず、吸気弁の閉弁時期が所定閉
弁時期遅角量だけ遅角される。その後においても依然と
してノッキングが発生している場合には、ノッキングを
抑制するように、繰り返し点火時期が遅角される。こう
して、ノッキングが抑制されれば、最初に吸気弁の閉弁
時期を遅角して、次に、制御に殆ど時間を要しない点火
時期を遅角するために、吸気弁の閉弁時期の遅角だけで
ノッキングを抑制する場合に比較して、短時間でノッキ
ングを抑制することができ、また、吸気弁の閉弁時期が
過剰に遅角されて機関出力が不必要に低下することは防
止される。
【0025】また、点火時期の遅角だけでノッキングを
抑制する場合には、点火時期が大幅に遅角されて非常に
燃焼が悪化する可能性があるが、本実施形態のノッキン
グ制御装置では、ノッキングを少なくともある程度まで
吸気弁の閉弁時期の遅角によって抑制するために、吸気
弁の閉弁時期が点火時期が大幅に遅角されることはな
い。また、ノッキング発生時に、吸気弁の閉弁時期が、
例えば、機関運転状態に応じて所定クランク角度とされ
ている場合には、これ以上に閉弁時期を遅角することは
できないが、その代わりにスロットル弁の開度を減少さ
せてある程度までノッキングを抑制するようになってい
るために、この場合にも点火時期が大幅に遅角されるこ
とはない。
【0026】本実施形態では、ノッキングセンサ21は
一つとしており、この場合には、第2フローチャートに
おいて出力ピーク値を使用するために、このノッキング
センサ21は非共振型センサとしなければならない。し
かしながら、共振型センサは、出力ピーク値、すなわ
ち、ノッキング強度を検出することはできないが、ノッ
キングが発生しているか否かを非常に正確に検出するこ
とができるものであるために、第一フローチャートの制
御用に共振型センサを追加するようにしても良い。また
第一及び第二フローチャートは、ノッキングが発生し易
い機関運転状態でのみ実施するようにしても良い。
【0027】
【発明の効果】このように、本発明による内燃機関のノ
ッキング制御装置によれば、ノッキングが発生すると、
閉弁時期遅角手段が吸気弁の閉弁時期を遅角し、その後
においても依然としてノッキングが発生している時には
点火時期遅角手段が点火時期を遅角するようになってい
る。こうしてノッキングが抑制されれば、短時間でのノ
ッキング抑制が可能であることに加えて過剰に吸気弁の
閉弁時期が遅角されることはなく、機関出力が不必要に
低下することは防止される。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明によるノッキング制御装置が取り付けら
れた内燃機関の概略断面図である。
【図2】吸気弁の閉弁時期遅角制御及びスロットル弁の
開度減少制御のための第一フローチャートである。
【図3】点火時期制御のための第二フローチャートであ
る。
【符号の説明】
2…吸気通路 3…吸気弁 6…スロットル弁 11…吸気弁用カムシャフト 20…制御装置 21…振動センサ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI F02D 43/00 301 F02D 43/00 301Z 301K 45/00 368 45/00 368A F02P 5/152 F02P 5/15 D 5/153

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ノッキング発生時に吸気弁の閉弁時期を
    遅角する閉弁時期遅角手段と、前記閉弁時期遅角手段に
    より吸気弁の閉弁時期が遅角された後においても依然と
    してノッキングが発生している時には点火時期を遅角す
    る点火時期遅角手段、とを具備することを特徴とする内
    燃機関のノッキング制御装置。
  2. 【請求項2】 前記閉弁時期遅角手段により吸気弁の閉
    弁時期が遅角された後においてノッキングが抑制された
    時には点火時期を進角する点火時期進角手段を具備する
    ことを特徴とする請求項1に記載の内燃機関のノッキン
    グ制御装置。
  3. 【請求項3】 前記閉弁時期遅角手段による吸気弁の閉
    弁時期の遅角を所定クランク角度に制限する閉弁時期遅
    角制限手段と、前記閉弁時期遅角制御手段により吸気弁
    の閉弁時期の遅角が前記所定クランク角度に制限された
    場合にノッキングが発生している時には前記点火時期遅
    角手段により点火時期を遅角する以前にスロットル弁の
    開度を減少させる開度減少手段、とを具備することを特
    徴とする請求項1又は2に記載のノッキング制御装置。
JP10135247A 1998-05-18 1998-05-18 内燃機関のノッキング制御装置 Pending JPH11324762A (ja)

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Effective date: 20040309