JPS593175A - 多気筒内燃機関のノツキング制御装置 - 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】 本発明はノックセンサからの電気信号によってノッキン
グを検出し、ノッキング発生すれば点火時期を遅角させ
、ノッキング発生から所定点火回数ノッキングが発生し
ないとき点火時期を進角させることよシ成るノッキング
制御装置の改良に関する。

ノックセンサによるノッキング制御は従来よシ種々知ら
れているが、機関が多気筒の場合を考えると、全気筒を
同時に制御するものと気筒毎に独立に制御するものとの
２つがある。全気筒制御ではノッキング発生したら全て
の気筒の点火時期を遅らせ所定点火回数ノッキングが発
生しなかったとき全気筒の点火時期を進めるという制御
を行う。　　　　′しかじ、気筒間の圧縮比や空燃比や
シリンダの温度の差によってノッキング発生点火時期は
気筒毎に相違が在シ同じではない。そのためこの全気筒
同時制御ではノッキングに対して余裕のある気筒も遅角
させる結果となシ出力の点で不利となる。

一方各気筒毎の制御ではノッキングの発生した気筒のみ
点火時期を遅らせ、ノッキング発生から所定点火回数ノ
ッキング発生をみることなく運転したときの点火時期の
進角制御も各気筒独立に行っている。各々の気筒の点火
時期は小さいノッキング発生状態とほぼノッキングなし
の状態とを上下してコントロールされていると考えられ
る。このような場合、エンジンの負荷が、例えば急加速
やトルク、コンバータのシフト等で急変すると、会気筒
が１回づつノッキングを発生してから遅角されるため同
時制御に比して制御に遅れがでてノッキング発生期間が
延長される。

本発明はかかる点を鑑みてなされたものであシ出力の面
でも損がなくなシかつ過渡に対する制御性も良好′なノ
ッキング制御性置を提供することを目的とする。この目
的を達成するため本発明にあってはノッキング発生時の
遅角は全気筒同時に行い進角は各気筒独立に行うという
、従来の２つの制御法の組合せをとっている。遅角は全
気筒独立に行われるため過渡に対するノッキング制御性
が良くなシ、定常的には各々の気筒が最適進角値に制御
されるため出力損失がない。

以下図面によって説明すると、第１図は本発明に係る内
燃機関の全体構成を略示するもので、１゜は機関のシリ
ンダブロック、１２はシリンダブロック１０に取シ付け
られたノックセンサである。

ノックセンサ１２は、例えば圧電素子あるいは電磁素子
等から構成され、機械的振動を電気的な振幅変動に変換
する周知のものである。第１図において、さらに、１４
はディストリビュータを示しておシ、このディストリビ
ュータ１４にはクランク角センサ１６及び１８が設けら
れている。クランク角センサ１６は、気筒判別用であわ
、この機関が６気筒であるとすると、ディストリビュー
タ軸が１回転する毎、即ちクランク軸が２回転する毎（
７２０’ＣＡ毎）に１つのノ４ルスを発生する。その発
生位置は、例えば、第１気筒の上死点の如く設定される
。クランク角センサ１８は、ディストリビュータ軸が１
回転する毎に２４個のパルス、従ってクランク角３０°
毎のパルスを発生する。

ノックセンサ１２、クランク角センサ１６及び１８から
の電気信号は、制御回路２ｏに送υ込まれる。制御回路
２０には、さらに機関の吸気通路２２に設けられたエア
フローセンサ２４からの吸入空気流量を表わす信号が送
シ込まれる。一方、制御回路２０からは、イグナイタ２
６に点火信号が出力され、イグナイタ２６によって形成
されたスノぐ−ク電流は、ディストリビュータ１４を介
して各気筒の点火プラグ２８に分配される。

機関には、通常、運転状態・９２メータを検出するその
他の槓々のセンサが設けられ、また、制御回路２０は、
燃料噴射弁３０等の制御をも行うが、これらは本発明と
は直接関係しないため、以下の説明では、これらを全て
省略する。

第２図゛は、第１図の制御回路２０の一構成例を表わす
ブロック図である。エアフローセンサ２４かもの電圧信
号は、バッファ３０を介してアナログマルチゾレクザ３
２に送シ込壕れマイクロコンピュータからの指示に応じ
て選択されてＡ／Ｄ変換器３４に印加され、２通信号に
変換された後、入出力ポート３６を介してマイクロコン
ピュータ内に取り込まれる。

クランク角センサ１６からのクランク角７２０゜毎のノ
ｅルス及びクランク角センサ１８からのクランク角３０
°毎のパルスは整形回路４０を介して入出力ポート４６
に印加される。

ノックセンサ１２からの出力信号は入力回路５２及びＡ
／ＤＸ換器５４を介して入出力ポート４６に印加される
。Ａ／Ｄ変換器５４のＡ／Ｄ変換開始は、入出力ポート
４６及び線５６を介してマイクロコンピュータから印加
されるＡ／Ｄ変換起動信号によって行われる。またＡ／
Ｄ　＆換が終了すると、Ａ／Ｄ変換器５４は、線５８及
び入出力ポート４６を介してマイクロコンピータにん巾
変換完了通知を行う。

一方、マイクロコンピータから、出力ポート５９を介し
て駆動回路６０に点火信号が出力されると、これが駆動
信号に変侠されてイグナイタ２６が付勢され、その点火
信号の持続時間及び持続時期に応じた点火制御が行われ
る。

マイクロコンピュータは、前述の入出力ポート３６及び
４６と、マイクロプロセッサ（ＭＰＵ）６２、ランダム
アクセスメモリ（ＲＡＭ）６４、り一ドオンリメモリ（
ＲＯＭ　）　６６　、クロック発生回路６７及びこれら
を接続するパス６８等から主として構成されておυ、Ｒ
ＯＭ　６６内に格納されている制御プログラムに従って
種々の処理をする。

第３図〜第６図は上記制御内容のうち特に本発明に関連
した部分を示すフローチャートである。この処理ルーチ
ンによればノッキングが発生すれば全気筒の点火時期が
所定角度遅角され、ノッキングの発生から所定回数ノッ
キングが発生しなかったときにおける進角制御は各気筒
毎に行う制御が実現する。かかる制御を行プログラムは
ＲＯＭ　６６に格納されているが以下詳細に説明する。

回転角センサ１８からの３０°クランク角度毎の信号が
入るとＭＰＵ６２は第３図の割込みルーチンの実行に入
る。先ず８０のステップでクランク角度が上死点（ＴＤ
Ｃ）にあるか否かが判定される。

この実施例では６気筒エンジンであるこ々から１２０°
のクランク角度毎に上死点に来る。従って、３０℃Ａ毎
のクランク角度センサ１８からの信号でカウントアツプ
されるカウンタからのカウント値によって上死点か否か
の判定をすることができる。

８０のステップで上死点（ＴＤＣ）と判定すれば（Ｙｅ
ＩＩ）８２でノッキング検出すべき上死点後のあるクラ
／り角度期間の終る時刻ｔ工の設定をする。上死点後の
あるクランク角度期間はノックセンサ出力をピークホー
ルドする回路が５２に設定されておシ、時刻１１にその
値を読めばノックセンサ出力が読める。この時刻ｔ１は
そのときのエンジン回転数等よシ容易に計算することが
できる。

この時刻１．が来ると、ＭＰＵ　６２は第４図の割込ル
ーチンの実行に入シ、８４で入出力ポート４６よシ線５
６を介しＡ／Ｄ変換器５４にＡ／Ｄ変換開始信号が入る
。そのためノックセンサ１２からの信号はＡ／Ｄ変換さ
れた上で入出力ポート４６を介しＭＰＵ　６６に取込ま
れる。Ａ／Ｄ変換が完了すると第５図の割込みルーチン
がＡ／Ｄ変換器５４よｐ線５８を介し信号が入ることで
始まる。そして８６のステップでＭＰＵはＡ／Ｄ変換値
をＲＡＭ６４のａの箱に格納する。このａの箱の内容は
各気筒缶部ち１２００のクランク角度毎に生ずるノッキ
ング検出期間におけるノックセンサ１２の検出信号とし
て次回のルーチンで利用される。

再び第、３図に戻って８２のステップでノックセンサか
らの今回のルーチンの信号の取シ込み準備を終った後、
９０のステップに入シ今回の上死点が何番目の気筒のも
のであるかを示すインデックスｎの把握を行う。これは
クランク角七ンサ１６からの７２０度のクランク角度毎
の信号から行うことかで゛きる。

次に９２のステップでは点火時期のペースとなる、エン
ジン運転条件、即ち負荷を代表する吸入空気量及び工／
−）ン回転数に応じて定まる基本点火時期θＢＡ８Ｅの
算出がＲＯＭ６６のマツピング及び補間計算によって周
知の手法で行われる。

それから、プログラムは９４のステップに行き、前回の
点火においてノッキングがあったか否かの判定が行われ
る。この判定は第５図のルーチンの実行によってＲＡＭ
　６４のａの箱に格納されている前回の７ツクセンサか
らの信号によって行う。もしノッキングと判定すれば（
Ｙｅｓ）、９６に分岐し、９２で計算される基本点火時
期θＢＡＢＥに加算すべき各気筒毎の今回の点火時期補
正量θに１ｉ−１θｋｎｌ・・・θに６Ｉを前回の点火
時期補正量θに１１−１・・・θｋｎｌｌ・・・θに６
ト１から１°とを減算したものとして計算する。ここに
１°というのはあくまでも例示であって、要は前回ノッ
キングと判定すれば点火時期は全ての気筒で遅角される
ということを示すにすぎない。次に９７では、ノッキン
グのあったｎ番目の気筒のカウンタＣｎを所定の値例え
ば１２０に設定する。後述の如くこのようなカラ／りは
各気筒毎に設けられ点火毎に１づつデクリメントされる
ダウンカラ／りであって、ノッキングが発生し遅角させ
てから点火時期を進角されるまでの点火回数の引ｘｒ行
うように機能する。次の９８のステップでは、９６で計
算した補正進角ｖｋ口１．。

θｋｎｌ・・・θに６１に９２で計算される基本進角θ
ＢＡＩＩＫに加算したθ１・・・θ。・・・θ６を計算
し、これを点火時期とする。その後メインルーチンへ復
帰する。

８０でＮＯと判定されると１００で上死点の手前６０°
か否かが判定される。Ｙｅｓと判定すれば１０２でタイ
マをｔ！に設定する。このタイマは９８のステップで計
算された点火時時期を基にその計算された点火時期でそ
の気筒が点火されるように設定される。即ち、ｊｌの時
刻が来ると第６図の割込みルーチンが実行に入υ、１０
４でイグナイタ２６が作動され、９８で計算されたその
気筒の点火時期が得られる。

９４のステップでＮＯ即ち、ノッキングでないと判定す
れば１０４への分岐が生じ第１番目の気筒のカウンタＣ
１が０より大きいか否かを判定する。Ｙｅｓの結果はノ
ッキングが生じてから所定の点火回数運転されていない
ことを意味し、とのときは１０６でカウンタＣ１を１だ
けデクリメントする。１０４でＮＯの結果は、前回のノ
ッキングが生じてから所定の点火回数ノッキングするこ
となく運転されたことを意味する。そこで点火時期を進
めて良いと判断し１０８で、前回の点火時期補正値θに
１ｉ１に１Ｏｔ−加えたもの全今回の補正値θに１．ト
スル。１１０ではカウンタを所定の値例えば９０とする
。ここで９７とで設定値に差を設けたのは、ノッキング
の生じない気筒はノッキングが生じ難いと考え、点火時
期を進めておく点火回数を少くとるというものである。

同様な手順がｎ番目の気筒についても１１２゜１１４．
１１６．１１８のステップによって実行される。

最後に６番目の気筒については同様な手順で１２０．１
２２，１２４，１２６のステップが実行される。

以上述べた本発明によｐノッキングが生じたら全気筒進
角し、その後遅角させるまでの点火回数２独立制御して
いることから、出力損失を減少させた上過渡に対する特
性を改良することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る内燃機関の全体構成図、第２図は
第１図の制御回路のブロック図、第３から第６図は本発
明における方法を説明するフローチャート図。 １０・・・シリンダブロック、１２・・・ノックセンサ
、１４・・・ディストリビュータ、１６．１８・・・ク
ランク角センサ、２０・・・制御回路、２４・・・エア
フローセ／す、２６・・・イグナイタ、２８・・・点火
栓、３０・・・燃料噴射弁。 特許出願人 トヨタ自動車工業株式会社　　　。 日本電装株式会社 特許出願代理人 弁理士青水　朗 弁理士西舘和之 弁理士　中　山　恭　介 弁理士　山　口　昭　之

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 内燃機関の燃焼現象により生ずる振動を検出する振動検
   出手段と、該振動検出手段の出力信号にもとづいて各気
   筒毎にノッキングの発生の有無を判別するノッキング判
   別手段と、機関の負荷と回転数とによシ定まる基本点火
   時期を演算する基本点火時期演算手段と、ノッキング発
   生時は全気筒の点火時期を遅角補正するよう補正量を計
   算する第１の補正演算手段と、ノッキング非発生時は当
   該気筒毎に点火時期を進角補正するよう補正量を計算す
   る第２の補正演算手段と、前記基本点火時期演算手段に
   よる基本点火時期と第１又は第２の補正演算手段による
   補正量との和である点火時期にて夫々の気筒の点火を行
   わしめる点火手段とよシ成るノッキング制御装置。