JPS5825559A - 内燃機関のノツキング低減装置 - 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】 本発明は内燃機関におけるノッキング低減装置に関する
。

最近の内燃機関は、燃料消費率および出力トルクの向上
のために、高圧縮化且つ過給化の傾向にあるが、このよ
うな内燃機関においてはノッキングが非常に発生しやす
い。他方、ノッキング防止方式として、ノ、り竜ンナの
検出信号によシ点火進角を制御するノックフィードバッ
ク方式が開発され、また、水噴射法あるいは排気循環法
（以下、ＥＧＲ法とする）によシノッキング限界を上げ
、出力向上を計る方式についても研究されつつある。

前者のノックフィードバック方式においては、ノッ中ン
グ（以下、単に）、りとする）の発生によ、力点大通角
管遅角させて内燃機関のノックの発生を緩和できるが、
機関のノ、り限界管変化させるものではないので、機関
自身の出力トルク向上を計れないという欠点がある。他
方、後者の水噴射法およびＥＧＲ法では機関そのものの
、ノ、り限界を変えることによシ出力トルクの向上は可
能であるが、実際には、湿度、冷却水温等の要因で変化
するノックの発生状況、いわゆる運転時におけるノック
限界の変化に対応できないために、不必要に燃焼速度を
低下させる場合があシ、従って、燃料消費率が悪くなる
という欠点がある。

本発明の目的は、上述の従来形における欠点に鑑み、Ｅ
ＧＲ量を機関の運転条件によシ変化させるためＯ機関の
負荷条件を検出する第１の検出手段および／−ツーりの
発生を検出するノックセンサよシなる第２の検出手段に
ょシ、負荷およびノックの発生状況に応じてＥａＲＪｉ
ｔ変化させる２つのＩＧＲ量の制御機能を可能にするこ
とにょシ、機関自身のノック限界を向上させると共に、
機関の運転条件あるいは環境に応じ九ノ、り限界の変化
に適切に作動させて燃焼効率を向上させるものである。

すなわち、ノ、りの発生を緩和させると共に、機関の出
力トルク、燃料消費率の向上を計ることを目的とする。

以下、図面によシ本発明會説明する・ 第１図は本発明の第１の実施例としての過給機付の内燃
機関の断面図である。第１図における内燃機関１におい
ては、シリンダ２にピストン３が嵌合され、さらに、ピ
ストン３は連結棒（図示せず）を介してクランクシャフ
ト（図示せず）に連結されている。シリンダヘッド４に
は、排気弁８を隔てて排気マニホルド６が連通してお上
、また、吸気弁９ｔ−隔てて吸気！ニホルド７が連通し
ている。さらに、シリンダヘッド４には点火プラグ５が
ねじ込まれている。１０は、排気マニホルド６、吸気！
ニホルド７、排気管１１および吸気管１２に結合された
公知のターがチャージャー、１６はエアクリーナ、１３
はパイプ１４および１５４０連通、し中断を行うＥＧＲ
バルブである。なお、Δイア’１４は排気！ニホルド６
とＥＧＲバルブ１３とｔ導通させるためのものであ〕、
他方、パイプ１５は吸気管１２とＥＧＲパルプ１３とｔ
導通させるためのものである。次に、ＥＧＲバルブ１３
について詳しく説明する。

第２図は１ｐＪ１図のＥＧＲパルｆ１３０詳細な断面図
である。第２図において、ＫＧＲパルｆ１３は、上置体
２４、中筒体２５、下筐体２６、弁座２７、弁２８、弁
棒２９．２つのダイヤフラム３１．３４．４枚の鍔３２
．３３．３５．３６およびスプリング３７よシ構成され
ている。上置体２４および中筒体２５はダイヤフラム３
１ｔ−気密固定するようにカシメてあり、他方、中筒体
２５および下筐体２６はダイヤフラム３４ｔ−気密固定
するようにカシメてあシ、これにニジへＥＧＢ室４．１
−％ニーよグイヤフラム室４２、上火気室４３、下ダイ
ヤフラム室４４、工大気室４５が区分けされている。弁
棒２９は上筒体２４および中筒体２５に設けられた各摺
動穴５０および５１によシ摺動可能に保持されている。

弁棒２９には、ダイヤフラム３１を２枚の鍔３２゜３３
によりて挾んでねじ締め、カシメ等の固定手段（図示せ
ず）によって固定し、また、ダイヤフラムｔ−２枚の鍔
３５．３６によって挾んでがルト（図−示せず）により
て固定しである。上筒体２４０吸気側開口部４７には、
弁座２７が溶接あるいはカシメ固定してあシ、この弁座
２７に対向して弁２８が弁棒２９にがルト（図示せず）
によって固定しである。また、スプリング３７はダイヤ
フラム３１を介して弁棒２９ｔ−吸気側開口部４７を閉
じる方向に付勢するためのものであって、鍔３３によっ
て保持されている。

上筒体２４には、排気側・開口部４６および吸気マニホ
ルド圧導入口４８が加工してｉｈシ、中筒体２５には、
大気導通穴４０、吸気マニホルド圧導入口４９および圧
力放出口３８が加工してあシ、下筐体２６には、大気導
通穴３９が加工しである。

圧力放出口３８は下ダイヤフラム室４４内の圧力ガスを
徐々に放出させるための絞シ部である。

再び第１図に戻って説明する。１８．１９゜２０はそれ
ぞれゴム配管であって、ゴム配管１８Ｌ吸気マニホルド
７、負圧切換弁２３およびＥＧＲバルブ１３の吸気マニ
ホルド圧導入口４８の相互間を導渉させるもの、ゴム配
管１９は負圧切換弁２３とがム配管１８と會導通させる
もの、ゴム配管２０はＥＧＲパルプ吸気マニホルド圧導
入口４９と負圧切換弁２３とを導通させるものである。

２１は公知のノックセンサたとえば振動形ノックセンサ
である。２２はノ、り検出回路であって、ノックセンサ
２１の出力信号を判別してノックを検出したときに一定
時間たとえば３秒間の２母ルス幅の出力信号を負圧切換
弁２３に送出するものである。この場合、ノ、り検出回
路２２は通常の点火進角制御用のノックコントローラと
同様の機能を有するものであって、その詳細な回路構成
についての欽明は省略する。また、負圧切換弁２３も１
友！？ｆｆのルノイド升であって、その入力信号がオン
のときに導通、逆に、オフのときにしゃ断の圧力切換え
を行うものである。

第２図を含めて第１図の内燃機関の動作を説明する。

タープチャージャー１０による過給作動が行われない場
合には、　ＥＧＲパルゾ１３は作動せス、従って、従来
と同様に機関の運転が行われる。他方、エンジンのノッ
ク発生が厳しい過給された運転条件においては、吸気！
ニホルド７の過給圧力が上メイヤフラム室４２に印加さ
れ、この結果、ダイヤフラム３１に固定された弁棒２９
は矢印入方向に摺動する。従うて、弁２８は弁座２７か
ら離れて配管１４と１５とは導通する。このとき、過給
時の高い排気圧力とターがチャージャー１０にょシ過給
される以前の吸気管内の圧力との差にょシ、排気ブスが
吸気管内に再循環される。このＦＡＲによ）燃焼速度を
低下させ、機関自身のノ、り限界を緩和させる。すなわ
ち、急激な燃焼いわゆるノ、りｔ緩和させる。なお、こ
の１０１時の点火進角は従来のＥＧＲを行わないものに
比較してノック限界が緩和された分だけ余分に進角側に
設定しであるので、燃焼速度の低下分による出力トルク
の低下分を補うことができる。この場合、点火進角は最
大出力が得られる点火進角の近くまで設定できる。

さらに・雫度・冷却水温・大気温度・”クタ′価、燃焼
室内のデポジット等の条件にょシ実際の走行中にノック
が発生した場合には、ノックセンサ２１がノ、りを検出
し、ノ、り検出回路２２がパルス出力信号を負圧切換弁
２３に送出する。この結果、負圧切換弁２３が作動し、
前述の動作と同様な動作が行われる。すなわち、下ダイ
ヤフラム３４に吸気マニホルド７の過給圧力が印加され
て弁棒２９が矢印Ａ方向に摺動し、この結果、吸気側開
口部４７が大きく開いてＥＧＲ量が増加し、ノックが低
減する。従って、運転者には不快なノック音が聞えなく
なる。

力お、上述のＥＧＲ量を変化させるための弁棒２９の変
位量は、スプリング３７のばね定数、各ダイヤプラム３
１．３４の受圧径、弁座２７および弁２８の形状等を適
切に選定することによって制御できる。また、下ダイヤ
フラム室４４に過給圧を印加させるための負圧切換弁２
３の作動時間つｔｂノ、り検出回路２２の出力パルス時
間幅、圧力放出口３８の径、および、下メイヤフラム室
４４の容積によシ決定される下ダイヤフラム３４に印加
される荷重の絶対値およびその減衰特性は、ノ、りの発
生がない状態に機関の条件等が回復したときにＥＧＲ量
を不当に増加しないように適切に選定されなければなら
ない。

＃！３図は本発明の第２の実施例としての吸気マニホル
ドの断面図である。第１の実施例においては、排気管圧
力と吸気管圧力との差によシＥＧＲガスが再循環される
場合であるのに対し、第２の実施例においては、多量に
ＥＧＲができるように、あるいは過給圧力下の吸気マニ
ホルド内にもＥＧＲガスを再循環させるように、設計の
自由度管大きくしである。すなわち、第３図においては
、吸気側聞ロ部６１會エゼクタ機構とし、吸入空気量に
応じた負圧を吸気側開口部６１に印加させておシ、これ
によシ、第２図の吸気側開口部４７とＥＧＲ室４１の排
気側開口部４６との圧力差を大きくなるようにしである
。６０は吸気マニホルド７の内部に設けられたベンチュ
リー、６１はベンチュリー６０に開口させた吸気側開口
部である。第３図の装置の動作は従来の気化器と同様に
、ＥＧＲガスが吸気管内に吸引される。なお、矢印Ｂは
吸入空気の流れる方向を示している。

第４図は第３図の変形図である。第４図においても、第
３図と同様にエゼクタ機構によりＥＧＲガス通路１５が
絞られないようにしてあり、特に、該エゼクタ機構は、
板金で安価に製造できるという利点がある。６２は絞＃
）部、６３は吸気管７と吸気側ＥＧＲパイプ１５とを気
密溶接して接続する接続管である。

なお、高温のＥＧＲ，ｆ＄、、７を吸気管内に循環させ
ることにより新しい空気の吸入量が減少するが、できる
だけこれを押えるＥＧＲｔｆスの冷却方法として、ノ母
イブ１４お工び１５を、放熱を大きくするためのフィン
付構造、もしくは冷却水による冷却可能な二重管構造に
することも可能である。

＃！５−（ａ）は本発明の第３の実施例としてのＥＧＲ
パルプの断面図、第５図６）は菖５図（−）のＥＧＲパ
ルプ７０の周辺部全庁す部分断面図である。第３の実施
例においては、ＥＧＲの作動設定を過給作動とれ無関係
に設定できるようにしてあシ、従って、判に、過給機が
ない高圧縮機関に用いることができる。

第５図（−）において、スロッ（ル（図示せず）と同期
して動くレバー７１はワイヤロープ７２によって副弁棒
７３に結合され、これにより、ＥＧＲパルプ７０の開度
制御がスロットル開度によって制御される。７６はＥＧ
Ｒ通路を開閉する主弁棒であってその作動は副弁棒７３
によって制御される。

８０はワイヤロープ７２を張うた状態に保持するための
滑車機構である。ＥＧＲパルプ７０においては、主筐体
７４に副筐体７５がねじ込まれておシ、また、主弁棒７
６は主筐体７４の摺動穴８１によって摺動可能に保持さ
れている。さらに、主弁棒７６内には副弁棒７３が挿入
され、この副弁棒７３は主弁棒７６にねじ込まれたブ、
シ＆７７によって外れないようになりている。スプリン
グ７８は副弁棒７３ｔ１図中、左側に戻すように作用し
、また、スプリング７９は主弁棒７６によシＩＪＲガス
増人ロ８２ｔ−閉にするように作用する。

なお、スプリング７９の初期荷重は、副弁棒７３がプツ
シ、Ｌ７７に接触するまで主弁棒７６が作動しないよう
に設定されている。第５図（１）の装置動作管説明する
と、スロットル（図示せず）がｒｌＡき始めると、連動
するレバー７１が矢印Ｃの方向に移動する。このとき、
創弁棒７３はワイヤロープ７２に引かれて引っばられる
が、ある開度まではスプリング７８の収縮のみであって
主弁棒７６は動かない。他方、スロットル開度がある開
度を超えると、スプリング７８０収縮が停止して副弁棒
７３と主弁棒７６とが一体となって移動し始め、この結
果、ＥＧＲガス取入口８２が開となってＥＧＲが行われ
ることになるΦ 第５図Ｃｂ）を参照してノ、り検出時の動作を観明する
と、ノック発生時には、・上述の第１の実施例と同様に
、イ、り検出回路２２の７臂ルス出力によジノ臂イグ１
５に固定されたソレノイド弁８５が作動する。この結果
、ソレノイドの弁１１１８５ｍが引かれて、排気側０Ｋ
ＧＲ，＃イア’１４から分岐された分岐管１４１と吸気
側のΔイｆ１ｓとのノクイパス通路における開口１１１
１４ｂが開放し、従って、分岐管１４ｍによりてノ、り
検出時にＥＧＲ量が増加する。

なお、ＥＧＲパルプ７０の構成として、副弁棒７３、ス
ゲリング７８による作動開始の設定を、予めたるみをも
九せたワイヤ７２と主弁棒７６と會直結させ九構成にお
いて該たるみ貴重調整することによって行うこともでき
る。また、上述の外部ＫＧＲ法の代シに、公知の排気管
内に設けた可変絞）機構の操作によふ排圧を制御するこ
とによシ内部ＥＧＲ量管可変にする内部ＫＧＲ法を用い
ても、上述の効果は得られる。

第６図は本発明の第４の実施例としてのＩＣＧＢバルブ
の断面図である。第４の実施例は主に高圧縮リーンパー
ン工／ジンに用いられ、すなわち、空燃比の変化が大き
く且２機関の燃焼状態も運転条件によって大きく変化す
る場合に用いられる。この実施例においては、ＥＧＲ量
の制御をより適切に行うべ（ＥＧＲ量の制御パラメータ
として、機関回転数、機関負荷（吸気負荷もしくはスロ
ットル開度）、冷却水温、ノックセンサ出力を取り上げ
てあシ、また、第１の実施例におけるノックセ／す出力
による’ＥＧＲ量の増量特性を負荷変化に応じて可変に
しである。第６図において、９０はＥＧＲバルブ、９１
はＥＧＲパルｆを制御する制御回路、９２はΔルメモー
タ１１Ｏ（第７図）の回転軸１１０１に取付けられ九プ
ーリー、９３はプーリー９２とＥＧＲバルブ９０の弁棒
９６とに固定されたワイヤ、９４．９５．９５ｍ紘、そ
れぞれ、座筐体、中筒体、栓筐体であって、カシメ等に
よって固定されている。９７はＩルト（図示せず）によ
りて弁棒９６に固定された弁でちゃ、また、弁棒９６は
筐体９５の摺動穴９５ｂＫニジ保持されると共に、鍔９
９がカシメ等０手段によシ固定されている。９８は弁９
７１！を閉じるように付勢するスゲリングであって、鍔
９９および栓筐体９５ｍによって保持されてい名。その
制御の概略は前述の／平うメータの変化に応じてＥＧＲ
制御制御用スルスモーク１１０７図）を駆動させ、これ
により、ノ々ルスモーク１１０の軸１１＋Ｏ＆に連動し
たＫＧＲｚ＊ルプ９０を開閉させる。次に第６図の制御
回路９１についてｌ１２ＷＡする。

第７図は第６図の制御回路９１のブロック回路図である
。第７図において、１００は吸気管負圧センサ・１０１
社機関回転速度（数）センサ、１０２は吸気管負圧と機
関回転速度とから決定される基本ＥＧＲ量【決定するた
めに／４ルスモータ１１Ｇの駆動量に応じたΔルス数の
増減量を決定するマツプを形成する配憶回路、１０３は
水温センナ、１０４は基本ＥＧＲ量から水温補正ｔする
ために水温出力に応じた／ダルス数出力（Δ１）ｔ−発
生する水温増量回路、１０５ｄノツクセンサ、１０６紘
ノツク判別回路、１０７はノック増量回路である。この
場合、ノック判別回路１０６が出力信号管発生すると、
ノ、り増量回路１０７はＥＧＲ増量信号ノ々ルス（Δ２
）を発生する。さらに、ノ、り増量回路１０７は増量信
号Δルス（Δ２）を発生してから一定時間たとえば３秒
後に減量回復させる減量信号Δルス（−Δ２）音発生さ
せる。

つまシ、ノック増量回路１０７はタイ１−回路およびノ
ック信号の変換回路の機能１有している。

また、１０８は負荷変化検出回路であって、一定値以上
の減速を検出したとき、すなわち、負荷の時間微分値が
一定値を超えたとＩに、出力信号（−ΔＢ）音発生する
。１０９は選択回路であって、負荷変化検出回路１０８
１１り出力信号（−ΔＢ）によジノツク増量回路１０７
の出力信号（Δ２）ｔ−キャンセルさせるための減量Δ
ルス（−Δ２）を発生するためにノック増量回路１０７
の出力信号（Δ２）を記憶する機能、ノ、り増量回路１
０７の出力信号（Δ２）のり竜、ト機能、水温増量回路
１０４の出力信号（Δ１）と記憶回路１０２の出力とを
加算する演算機能、および、その加算結果にノ’ルスモ
ーク１１０の駆動信号に変換する機能を有する。１１０
はノ々ルスモークであって、選択回路１０９の増量／や
ルスあるいは減量／１ルスによって駆動される。

第８図は本発明の第５の実施例としてのＥＧＲパルプの
制御回路のブロック回路図である。第８図においては、
従来のノックセンサの出力信号によりＥＧＲフィードバ
ックと点火進角フィードバックとの選択全機関の運転条
件に応じて行うようにしてあシ、つｉｐ、中負荷領域で
のノック低減は点火進角フィードバックを主体とし、他
方、全負荷領域でのノック低減はΣＧＫフィードバック
を主体とする。さらに詳しくは、機関のノック限界にお
ける点火進角と最大出力における点火進角（以下、■丁
と略す）とが近接していてＥＧＲによるトルクアップの
効果が少ない中負荷領域では点火進角フィードパ、りを
主体とし、他方、ノック限界における点火進角と細Ｔと
の差が大きい全負荷領域ではＥＧＲフィードバックを主
体として）ルクアップを計るようにしである。第８図に
おいて、１１１はノ、り検出回路１０６の出力信号によ
り点火進角を制御する点火進角フィードバック回路、１
１２゛は点火装置、１１３は点火装置１１２における点
火時期を制御する従来公知のフィードバック機構１１１
（Δθ、１）に機関の運転条件０情報としての機関回転
速度および負荷に応じて点火進角の補正量を可変にした
点火進角補正量記憶回路、１１４は負圧センサ１００の
信号俤）Ｋもとづき第４の実施例とは逆の急加速時に急
加速信号発生回路ｌＯ１ｍ）が信号（＋ΔＢ）ｔ−送出
したときに、点火進角補正量記憶回路１１３の制御レベ
ルをダウンさせずにそのｔま点火進角の補正（ＫｘΔ−
１、′）上行わせるための通過回路である。ｔた、ＥＧ
Ｒ量も点火進角補正が加わる分だけ出力補正させるため
に、ＥＧＲ量設定回路１１５０出力特性およびノック信
号によるノ、りＥＧＲ増量回路１１６の出力特性會、機
関の回転速度および吸気管負圧Ｏ信号に応じてそれぞれ
、２段階以□上（０，Δム、ΔＡ／）および（Ｏ１ΔＢ
　、　ｄＢ’　）　Ｋ：設定しである。これによシ、機
関のデポジット０過多Ｏ発生に対しＥＧＲｌｌｔ−不当
に増加させて出力トルク！低下させることなく、点火進
角を遅角することによってノックの発生を緩和させるこ
とができ、ま九、ノック信１によるＥＧＲの増量も機関
の条件に対応させることによシＫＧＲ増量時の機関ショ
ックを少なくすることができる。なお、１０９′は第４
の実施例と同様な選択回路でありて、判別、演算機能を
有しパルスモーク１１０の駆動信号を発生するものであ
る。

第９図は本発明の第６の実施例の制御原理を説明するた
めの高圧縮機関における高負荷での機関特性図である。

第９図において、破線で示すように、＋α。チのＥＧＲ
基本増量によりノック限界点はＥＧＲなしの場合のＡ点
から３点に移行し、従って、出力トルクは４１分向上す
る。しかしながら、増量し過ぎると、たとえば一点鎖線
に示すように、＋α。′チの鉛Ｒ基本増量により、ノ、
り限界は０点に移行する。この場合、出力トルクは低下
するが、さらに点火進角が８点のままてあれば、出力ト
ルクはｊ　Ｔ　Ｚ分だけ低下する。このことは、３点で
Ｏノ、り発生時に単にＥＧＲ増量のみで社ノ、夕の緩和
１得られるが、出力トルクが大事く低下するという犠牲
を伴なうことを意味している。ｉ九、単なるオープンル
ープ制御では機関の経年変化に対してノックの緩和と出
力トルクの最大点とが両立できなくなる。これを解消す
るために、ノックの発生状況を定量的に捕捉しである範
囲内の基準に押えること、および、その時のノックの発
生状況と同一のトルクの発生状況における出力トルクの
最大点を探索することが必要である。次に、ノックの発
生状況の定量化およびその基準設定について説明する。

第１Ｏ図は本発明の第６の実施例の制御基準音説明する
だめのノックインターバルとＥＧＲ量係微係数関係を示
すグラフである。第１０図において、ノックの発生状況
はノックの発生間隔會／４２メータとし、七の時間区間
たとえばｔｌから１．の０゜３ないし１秒間ｔｌック基
準として、ノックが安定して発生している状況と判断す
る。たとえば、この時間区間においては、ＥＧＲ増量を
通常の場合に変更しないようにする。なお、ここで１通
常の場合１とは、フィードパ、りを行わない場合でしか
も基本のＥＧＲ増量を行っているオープンループ制御の
場合を意味する。また、ノックインターバルがｔ１以下
の場合には、ノックインターバルが短かくなるにつれて
ＥＧＲ増量會大きくシ、逆に、ノックインターバルがｔ
３以上の場合、ＫＧＲ増量を小さくする。

第１１図は本発明の第６の実施例のフィードバック状態
ｔ−′＃ｉｌ明するための点火進角と出力トルクとの関
係を賭すグラフである。第１１図において、フィードバ
ックはノック限界と出力トルクとを最適にするｔのであ
シ、ノックインターバルによるノッグ基準Ｙｔ■−■′
線で示す。実際には、ノ、り基準は範囲を有しているが
簡略化のために図示していない。ただし、ノック基準範
囲については後述する。次に、出力トルクを検出しつつ
出力トルクの最適化全行う方法について説明する。たと
えば、フィード・ぐツク開始時に、最初にオープン制御
のとき、Ａ１点で運転してい次場合には、始めに基準サ
ーベイ分ＥＧＲ増量（Ｇ２−Ｇ３−Δｅ’＞＊行ない（
Ｂ点）、次に、この状態で点火進角を徐々に進角してノ
ック基準管満足する点（Ｃ／点）で出力トルＩ　（Ｔｉ
＋１　　）ｔ−計測し、Ａ１点ての出力トルク（Ｔ、）
と比較して最大トルク点を探索する。さらに、出力トル
クの増加が期待でをる場合（”ｌ＋ｌ　　”ｌ≦ε：６
はたとえば０．０５ｋｇ・ｍ　）には、ＥＧＲｔΔｅ′
（＝α４−α、）増量しくＤ／点）、さらに点火進角を
進角させてノ、り基準となる点火進角（Ｅ／点）で同様
に出力トルクの変化（Ｔｓ＋１ＴＩ　）　ｋ探索する。

そして、出力トルクの変化がＴｉ＋１−ＴＩ≦Ｃとなる
か逆転するまで探索する（Ｅ／点）。

また、Ａ１点で運転している場合には、同様に、ＡＩ点
→Ｂ１点→Ｃｌ点と移行し、出力トルクは減少するが、
この場合には、探索方法を変更する。すなわち、始めに
、基本サーベイ分点火進角を遅角（−Δ６’）Ｌ（Ｄ’
点）、次に、基本サーベイ分恥Ｒ減量（−Δｅ’）Ｌ（
Ｆ／点、）、次咳、点火進角上進角して前述と同様にノ
ック基準を探索する（Ａ１点）。

さらに、出力トルクが増加すれば、遅角（−ΔθすＬ　
（Ｆ’点）、ＥＧＲ減量（−ΔｅつしくＧ１点）、さら
に進角させてＨ１点を探索し、前述と同様に、ＴＩ＋、
−”１≦εか逆に出方トルクが減少するまで探索は続行
する。このように同一ノ、りの発生状況における出力ト
ルクの最大点を探索することになる。

第１２図は本発明の第６の実施例としての制御回路のブ
ロック回路図である。ｔＩＰＪ１２図において、ノック
判別回路１０６の出力はノ、り発生間隔演算回路１２１
に入力され、ノ、り発生間隔演算回路１２１の出力はフ
ィードパ、り回路１２２とオープン制御時におけるノ、
り増量決定回路１２３とに入力される。フィードバック
回路１２２におけるフィードバック（以下、Ｐ／Ｂと略
す）について詳細は第１３図を用いて後述するが、オー
プン制御時における制御は、＃！１０図に示すＫＧＢ増
量をノックインターバルに応じて変化させるために、ノ
ック増量決定回路１２３の演算出力を加算回路１２４に
入力し、この加算出力値にょシ／母ルスモーク１１０１
駆動してＥＧＲ量管量化変化ている。

１２５ａＦｉ信号制御回路であって、後述の４４判別回
路１２５の作動時の点火進角とＥＧＲ量の同時Ｆ／ｍｌ
　を行なう際にノック増量決定回路にノック進形を伝達
しないようにするスイッチ回路からなる。

１２５はｂ１判別回路であって、機関の高負荷運転時に
おけるＥＪＲの基本増量を行うＥＧＲ量設定回路１１５
の作動且つ減量してもある程度のＥＧＲ増量が行われる
運転条件でＩ開始信号ｔ−Ｆβ回路１２２に送出する。

１２６は公知の駆動軸のねじれ角を光学的に計測する出
力トルクセンサで６って、その出力値をｂ１回路１２２
に送出する。なお、出力トルクセンサ１２６は出力トル
クに対応した出力上発生する％Ｏであれば他のものでも
よい。１２７は前述の実施例における吸気負圧センサと
同様に機関の運転状況音検出するためのスロットル角セ
ンナ、１２８はスロットル角センサ１２７０出力信号に
よｌ　Ｆ／ｍ中にアクセル変化があ−）良否−ｔＰｅ検
出する定常運転検出回路である。

この検出回路１２８の出力信号がオンである非定常運転
時には、わ４判別回路１２５は４１回路１２２にＦ／ｉ
ｌ開始信号を送出せずに：　Ｆ／１１中正指令信号を送
出する。

１２９はｂ１回路１２２の出力のうち出力最大点となる
点火進角によシ点火進角を予め設定した点火進角設定回
路１３０による基準進角のｂ１結果會反映させるための
進角補正量信号を発生する進角補正回路であって、１１
回路１２２の出力値の配憶する機能を有する。１３１は
点火コイル（図示せず）の充放電を制御するパワートラ
ンジスタであって、進角補正回路１２９の出力とＦ／Ｂ
回路１２２による点火進角の探索出力との合成出力を発
生する合成回路１３２によりて点火時期が決定されて動
作する。１３３はＥＧＲ量のＦ／）！結果ｔオープン制
御時においても反映させるためのｍＲ補正量の更新およ
び記憶機能１有するＩＧＲ量補正補正回路って、その動
作は進角補正回路１２９と同様である。１３５はＦ／Ｂ
回路１２２によるＥＧＲ量の探索出力と加算回路１・２
４の出力との合成出力を発生する合成回路でｈりて、そ
の出力はノ４ルスモーク１１０を駆動する。次に、Ｆ／
１１回路１２２の動作管説明する。

第１３図は第１２図のわ４回路１２２０制御シーケンス
を示す流れ図である。ステｙ　７”　ａにおいて、ル１
判別回路１２５の出力によりＦ／ＢをスターＦさせる。

ＣＨは探索方法の変更を示す限定数でありて、ステ、デ
ｂで初期値０に設定され、ステ、グＣ％しくけＣ′で最
大出力探索におけるトルク出力低下毎に１アツプする。

ステップ・において、ル１の開始はノックの発生をノッ
ク基準とするステ、グｄのために、オープンルーグ時と
同様にＥＧＲ量の第１０図に示す制御を行う（ステップ
・）。ステップｆ、ｆ’においては、トルク出力を読込
む。ステ、グｇにおけるＵＰはＥＧＲ増量（ステップｈ
）、あるいは、点火進角のサーベイ遅角（ステップｌ）
およびＥＧＲ減量（ステ、７’ｈ’）Ｋよるトルク出力
の上昇か下降かを判別しくステ、グｊ）、そのサーベイ
方法を変更する場合には（ステ、’７’ｋ）、ステラｆ
Ｌあるいはｔ′において変更される。ステップｍにおい
ては、ノック基準内になるまで点火進角會徐々に進角さ
せてノック限界を探索するために進角（ステ、グｎ）の
必要性會判別している。ステップ０においては、探索前
の出力トルク（ステップｆ）と探索後の出力トルク（ス
テップｆ′）と全比較し、その出力トルク変化がほとん
どないか否か、つｔｂピークトルク点か否かｔ判別する
。ピークドル２点の場合には、おテ、グｐにおいて、そ
のＥＧＲ補正量（Δｅｏ）、進角補正量（Δθ。）　Ｉ
ｉ　ＥＧＲ合成回路１３５、合成回路１３２にそれぞれ
出力させると共に、ステップｑにおいて、一定時問丸と
えば３０秒間Ｆ／Ｂ　ｋ中止させるためにタイｉ−回路
金作動させる。これによシ、運転中の点火進角およびＥ
ＧＲ量を安定させ機関を不必要に不安定な状態にするこ
と管避ける。３０秒後には再びリセットしくステップｒ
）、次に、Ｆ／Ｂ運転領域か否か１判別しくステラ７”
ｓ）、Ｆ／′Ｂ運転領域内であればＦ／Ｂｔ−再スター
トとし、Ｆ／Ｂ運転領域外であればｂ１制ａｔ中止する
（ステップｔ）。ステラｆｕにおける判別は、出力トル
クの上昇から下降あるいはその逆の変化いわゆるピーク
トルク点付近での探索を行りている場合はその２回の変
化でＦ／ｌを中止させるためのものである。これは、ノ
、り限界が範囲を有し、且つ進角もステップ制御（ステ
ップ−）を行い、ＥＧＲもステ、！制御（ステーツブｈ
、ｈ’）を行っているので、また、特に厳密なピーク点
を探索することは困難なこともらシ、一応最大出力付近
でＦ／］３を中止させている。このように、ＥＧＲ量お
よび点火進角の設定についてノックの発生状況と出力ト
ルクとをそれぞれ最適にして運転が可能となシ、また、
わ４領域以外においても七のＦ／１１結果を反映させて
運転できるので、機関のノックの発生の緩和および出力
トルクの増加金有効的に得ることができる。

以上説明したように本発明によれば、機関そのもののノ
、り限界を上げて最大出力が得られる点火進角に設定で
きる高負荷ＥＧＲ手段と車輛走行中に発生する実際のノ
ック【検出してＥＧＲ？増量させるノックフィードバッ
ク手段とを設けて、ノックの発生を緩和させると共に機
関の最大出力を実際の走行条件のもとで得ることができ
、しかも燃費向上を計シ得るという効果も奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１の実施例としての過給機付Ｏ内燃
機関の断面図、第２図は第１図のＥＧＲパルプ１３の詳
細な断面図、第３図は本発、明の第２の実施例としての
吸気マニホルＶの断面図、第４図は第３図の変形図、第
５図（１）は本発明の第３の実施例としてのＥＧＲＡル
プの断面図、第５図（ｂ）は第５図（１）のＥＧＢバル
ブ７０の周辺部を示す部分断面図、第６図は本発明の第
４の実施例としてのＥＧＲパルプの断面図、１１７図は
第６図の制御回路９１のブロック回路図、第８図は本発
明の第５０実施例としてのＥＧＲＩＱルプの制御回路の
ブロック回路図、第９図は本発明の第６の実施例の制御
原理全説明するための機関特性図、第１０図は本発明の
第６の実施例の制御基準’を説明するためのノ、クイン
ターバルとＥＧＲ量係数との関係を示すグラフ、第１１
図は本発明の第６の実施例のフィードバック状態を説明
するための点火進角と出力トルクとの関係を示すグラフ
、第１２図は本発明の第６の実施例としての制御回路の
ブロック回路図、第１３図は第１２図のフィードバック
回路１２２の制御シーゲンスを示す流れ図である。 １・・・内燃機関、１０・・・ター−チャージャー、１
３・・・ＥＧＲパルプ、２１・・・ノックセンサ、２２
・・・ノック検出゛回路、２３−・・負荷切換弁、３１
，３４・・・ダイヤフラム、４２−・・上ダイヤフラム
室、４４・・・下ダイヤフラム室、６２−・・絞シ部、
７０　、９０・・・原本パルプ、９１・・・制御回路、
１０８ｍ−急加速信号発生回路、１１３−・・点火進角
補正量記憶回路、１１５−・・ノックＥＧＲ増量回路、
１２１−・・ノ。 り発生間隔演算回路、１２２・・・フィードパ、り回路
、１２６−・・トルクセンサ。 特許出願人 一本電装株式会社 特許出願代理人 弁理士　青　木　　　朗 弁理士西舘和之 弁理士　山　口　昭　之 第１図 第２図 第３図 第４図 ３ （ｂ） 第８図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １．内燃機関において、高負荷運転時を検出する第１の
   検出手段と、ノッ今ングの発生管検出すゐ第２０検出手
   段と、排気を吸気管内に再循環させるＩＧＲ１１通路と
   、該１０１通路における排気の再循環量を前記第１、第
   ２の検出手段の検出値に応じて決定するバルブ機構とを
   具備したことを特徴とする内燃機関のノッキング低減装
   置・ ２、前記内燃機関が排気管部に設けたタービンによシ吸
   気管部に設は九；ンプレッサを駆動させるターがチャー
   ジャーを具備し、前記′ノ考ルブ機構が２段のダイヤフ
   ラム式ｆペット弁會具備し、１つのダイヤフラムには常
   時吸気圧を印加させ、他の１つのダイヤフラムには前記
   第２の検出手段のノックセンサのノ、り検出信号に応じ
   て前記吸気圧を印加させた特許請求の範囲第１項に記載
   のノッキンダ低減装置。 ３、前記ＥＧＲ通路が吸気管側の開口部に吸入空気量に
   応じた負圧を発生させるエゼクタ機構を具備する特許請
   求の範囲第１項に記載のノッキング低減装置。 ４、前記内燃機関が該機関のトルク出力を検出するトル
   クセンサを具備し、点火進角およびＥＧＲｆ　量の設定
   値を一定のノック状態において最大出力トルクが得るよ
   うに前記点火進角お↓び′ＥＧＲ１ｔ−ステッ！変化さ
   せるノ、り発生間隔演算回路およびフィードバック回路
   を設けた特許請求の範囲第１項に記載のノッヤング低減
   装置。 ５、内燃機関において、高負荷運転時を検出する第１の
   検出手段と、ノッキングの発生を検出する第２の検出手
   段と、排気ｔ−吸気管内に再循環させるＥＧＲ通路と、
   該ＥＧＲ通路における排気の再循環量を前記第１．第２
   ０検出手段の検出値に応じて決定するパルプ機構と、前
   記第２の検出手段の出力によシ作動する点火進角を補正
   すゐ点火進角補正回路と、を設けたこと管特徴とする内
   燃機関のノ、中ング低減装置。 ６、前記パルプ機構によシ決定される排気再循環量およ
   び前記点火進角補正回路によシ決定される点火進角補正
   量管、機関回転速度、機関負荷および諌負荷の変化のそ
   れぞれの状況に応じて選択する１判別手段を設けた特許
   請求の範囲第５項に記載のノッキング低減装置。 Ｌ　前記パルプ機構により決定される排気再循環量およ
   び前記点火進角補正回路により決定される点火進角補正
   量管、機関回転速度、機関負荷および該負荷の変化のそ
   れぞれの状況に応じて変化させる制御量補正手段を設け
   た特許請求の範囲第５項に記載のノッキング低減装置。