JPS60111031A - 過給機付内燃機関の制御方法 - 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】 技術分野 木今叩ｌＩ：１渦給（邦ｋ　（ｉｉｉは−た内・撚（遅
四の点火時期浸び１１４給ＦＴ−ｋ制徒１する方法に関
する。

従ｊに４支ｉｉｆ：ｒ オクタン価σ）界なる・撚刺力；用いら４］てもノッキ
ング及とドこ−ｈにｆｆ＝う機関の梠傷を防止できるよ
うにオクタン価切換えスイッチを設け、運転者が燻刺の
種類に応じてこ一１１１操作し点火時期マ、、プの選択
ができるようにした技術は本川願人により既に提案され
、公知となっている（特開昭５８−５７０７２号公報参
照）。

しかしながらこの種の技術は、運転者が手動によりオク
タン価切換えスイッチ？操作するものであるため、スイ
ッチの切換え忘れあるいけ誤った切換えが生じオクタン
価に合った最適の点火時期マツプ？選択できない恐れが
ある。また、州別ｒこｆｌとはオクタン価の異るｆＰ刺
に途中で変えた橢今に、どの時点で切換えスイッチを操
作すべきか判断することが困難であり、その間、誤った
点火時期マツプで制御が行われてし甘う恐れがある・寸
だ、過給機側内燃機関では、点火時期マツプ？選択した
だけではオクタン価の異、！−、燃別についてそ相ぞれ
最良の出力及び・Ｐ別消費宅？得ることがケｌかった。

発明の目的 従って本発明は従来技術の上述の問題を解決しようとす
るものでちり、本を明の目的け、オクタン価の界ろ燃料
ｒ用いても良好な出力及び燃料消費宝全必ず得ることが
でた、しかもノッキング発生に基ず＜ｆｆ１ｅＩｉＡ損
傷？必ず未然に防止せしめることのできるｆｆ？＋制御
方法を提供するものである。

発明のドア／；成 上述の目的を達成する本発明の特徴は、燃料のオクタン
価に対応１．てそれぞｉ′１．ｔＪｆ適の点火時期を設
定する蝮智の点火時期マツプと各、Ｑ火時期マツプＩＣ
−ｆ−ｈぞｔ１対応する複数の禍給汗値と忙あらかじめ
用意Ｉ７ておＡ、ノッキング検出手段の６１力に応じて
複数の前記点火時間マツプのうちの１つｔｌｌｌ）釈（
２−Ｃ点火（晴ＩＪＩ　ｆｉｌ、制御すると共に該選択
した点火時間マツプ（／ｉ７対応する過給汗値に実際の
過給圧ｔ１＋ｌ＋御することにある。

実施例 ｊ］ソノ下ヅｌ　ｉｉ’ｉｉ　を用いて本発明を詳却（
に酸明する。

ｐＨ＜　１１図に＋才１本発明の一実だ６例として、タ
ーボチャージャ付・燃料噴射式内燃機関が概略的に表わ
をｔＩている。同図Ｖ（おいて、１０け４サイクル６気
筒内燃機関のシリンダブロック、１２けシリンダブロッ
ク１０に取り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の鳴動
検出素子である。

同図において、１４けターボチャージャ本体、１６Ｉ！
′ｉ吸気通路に設けられるコンプレッサ、１８け排気通
路に設けられるタービンである。タービン１８のバイパ
ス連絡２０には過給圧制御用のウェイストゲート弁２２
が設けられている。ウニイストゲ−ＢＰ２２１−ｊダづ
アフラム式アクチュエータ２４によって作動し、このア
クチュエータ２４（ｄ、コンプレッサ１６下流の吸気通
路から圧力導管２６を介して送り込まれる圧力で作動す
る。アクチーエータ２４の作動圧は後述する（第２を図
）如く、制御回ｌ＃＋３８からの信−Ｐｉ−によってｉ
ｌｌ、ｌ病ｊせしめられる。

第１図において、２８ｉｌ−ｊ：図示しない運転室に設
けられ運転者によって手動操作されるオクタン価切換え
スイッチであり、３０は同じく運転室に設けられるオク
タン価表示器である。

第１喝において、さらに３２はディストリビー−タケ示
しており、このディストリビュータ３２１／１７はクラ
ンク角センザ３４及び３６が設けられている。クランク
角センザ５４け、憫筒判別用であり、この世間が６傾筒
であるとすると、ディストリヒュータ軸布１回転する毎
、即ちクランク軸が２回転する４σ（７２０’ＣＡ毎）
Ｋ１つのパルスケ発生する。その発生位置け、例えば第
１免、筒の上死点の若干平曲の位置の如く設定される。

クランク角十ンサ３６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、従ってクランク角ろ０°毎
のパルスを発生する。

ノック−Ｉζζササ２、切換えスイッチ２８．−クラン
クｆ／Ｉセンザろ４及び３６からの電慎、信号は制御回
路５８ｖこ送り込まれる。ｆｌｉｌ、ｌ徒１回路３８に
は、さらに、コンプレッサの上流の吸気通路に設けられ
たエアフローセンサ４０からの吸入′ｇ気ａ　ｔ　Ｑ　
ｋ表わす信号が、炙り込−ｊｔ′Ｉる。

一方、制御回路３８からはアクチーエータ２４内のソレ
ノイド２４ａ（第２１媚〕に信号嬢用力される。また、
制御回路５Ｂからはイグナイタ４２に点火信号が出力て
れ、イグナイタ４２及び点火コイル４４で形成されたス
パーク雪、流はプイストリビーータ３２を介して各気筒
の点火プラグ４６に分配される。をらに１表示器３０に
も表示信号が出力される。

機関には１通常、運転状態パラメータ？検出するその他
の種々のセンサが設けられ、また、制御回路３８は燃料
噴射弁４８等の制御ｔも行うが。

こノ１．らは本発明とけ直接関係しないため、り下の説
明では、これらを全て省略する。

第２図はアクチーエータ２４及びウェイストゲート弁２
２の部分の構成？詳細に表わしている。

制御回路３８からの信号に応じてソレノイド２４ａが付
勢されると、平行カム２４ｂが矢印方向に移動し、接触
子２４ｃが右方向に動いてダイアフラム２４ｄｉ押圧す
るバネ２４ｅの初期長さが短かくなる。その結果、ロゾ
ド２３？介してダイアフラム２４ｄＫ連結シれでいるウ
ェイストゲート弁２２は、より高い圧力が室２４ｆに導
入されるまで閉じたままとなり、過給圧が上昇する。逆
にソレノイド２７Ｉａが消勢されると、平行カム２４ｂ
が反午印方向へ移動するのでノくネ２４ｅの初期長をが
μ〈なり、その結果、過給１１：ＴＩ′ｉ低下する。

７Ｂ＋、　３　ａｌ　＋ｄ’、第１図の制御回路３８の
一構成例を！・２わ寸ブロック吹１である。エアフロー
センサ４０からの’ＦｒｔＦＦ信号ニ［、バッファ５０
Ｗｒ介してアナログマルチプレクサ５２に送り込マワ、
てマイクロコンビーータからの指示に応じて選択さｔｌ
てΔ／Ｄ変１１７＜オニ　５４　に日］ノ用さハ、２進
イ占手）に変換をす１．た後。

入Ｌｉｔ　ｊＪボート５６ケ介してマイクロコンピュー
タ内１・τ丁１ｖり込せオ］る。

クランク角センサ３４からのクランク角７２０゜フｉＪ
のパルス、クランク角センサ３６からのクランク角５０
″毎のパルスけそＪｌぞシ１バ、ノファ５８゜６０を介
し、入出カポ−トロ２に介してマイクロコンビ、−夕に
）にり込まれる。

ノックセンサ１２の出力信−ｉ＋は、インピーダンス変
換用のバッファ及びノッキング個有の周波数帯域（７〜
８ｋｌＪｚ）が通過帯域であるバンド・くスフィルタか
ら成る回路６４ｔ−介してピークホールド回路６６及び
整流回路６Ｆ３ＶＣ送り込まれる。

ピークホールド回路６６け紳−６８及び入出カポ−トロ
２を介して°°１°ルベルの信号がマイクロコンビーー
タから印加されている際にのみ、ノックセンサ１２から
の出力信号を取り込み、その最大振幅のホールド動作を
行う。ピークホールド回路６６の出力は、アナログマル
チプレクサ７０に送り込ｉれマイクロコンビーータから
の指示（Ｃ応じて選択されてＡ　／　Ｉ）変換器７２に
印加さね、２進信号に変換された後２入用カポートロ２
？介してマイクロコンピュータ内に取り込まれる６整流
回路６８は、ノックセンサ１２からの串カ信号？全波整
流もしくは半波整流する。整流シれた信号は積分回路７
４に送り込まれて時間に関して積分される。従って％積
分回路７４の出力はノックセンサ１２の出力信号の振幅
を平均化した値となる。

積分回路７４の出力はアナログマルテブＬ／クサ５３に
送り込まれて、選択的にＡ／Ｄ変換器７０に印加≧れ２
進信号に変換てれた後、マイクロコンピータ内に取り込
オれる。ただしＡ１１）変換器７２のＡ／Ｄ変換開始は
、入出カポ−トロ２及び線７６ｗ介してマイクロコンビ
、−一一タから印加されるＡ／」）変換起動信号によっ
て行われる。丑た、Ａｌ１）変換が終了するとＡ／１〕
変換器７２は。

Ｉｉ！７８及び入出カポ−トロ２に介して７１クロコン
ビー−りにＡ／Ｔ）変換完了通知全行う。

オクタン価切換えスイッチ２８からの信号は入ＩＪＪ　
カポ−トロ　２”ｚ介してマイクロコンビーータに取り
込寸冶る。

一方、マイクロコンビーータから、入出力ボート６２ケ
介してＩＪＪｌｌｌ＋Ｉ＋回路８０に点火信号が出力さ
れると、こｔｌがｊ″椙１’ｉｌＮ式れでイグナイタ４
２が付勢を′７１１、亡の点火信号の持続時間及び持続
時期に応じンシ点火；ｆｉｌｌ　ｆｆ１ｌが１１わノす
る。

−Ｆ　−ｋ　、　゛？イクロコンピュータから入出カポ
−トロ２ｉ介して駆動回路８２１１こ１ビットの制御信
号が出力をカイ）と、これがソレノイド２４ａの駆動電
流に変４肉式ｔ１、アクナーエータ２４の作ＴＩｄ＋　
圧制徘）が１丁ノっｉ’＋／）。

入用カポ−トロ２′ｆ：介して１ピツトの表示信号が駆
動回路８３に出力されると、これが表示信号に変換され
、現在どのオクタン価に適合した制御を行っているかが
表示器３０［表示される。

マイクロコンビーータは、的体の入用カホート５６及び
６２と、マイクロプロセツサ（ＭＰＵ）８４１ランダム
アクセスメモリ（ＲＡＭ）８６、リードオンリメモリ（
ＲＯＭ）８　Ｂ、図示しないクロック発生回路、メモリ
制御回路、及びこれらを接続するバス９０等から主とし
て構成をれており、ｉｔｏＭａｓ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全実行する。

ＲＯＭ８８にはさらに高オクタン価燃刺（以下ハづオフ
と称する）用の点火時期マツプと通常オクタン価燃料（
以下レギーラーと称する）用の点火時期マツプとがあら
かじめ記憶てれている。点火時期マツプは機関回転速度
Ｎと機関負荷Ｑ／　Ｎと？変数として最適点火進角を表
わしたもので、機関負荷Ｑ／Ｎが一定の場合、ハイオク
用の点火進角及びレギーラー用点火進角との関係は第４
図に示す如くなる。ハイオク用の点火進角はレギュラー
用のそれよりもより大きい値に定められる。

次ニフローナヤート？用いてマイクロコンビ。

−夕の動作？説明する。ただし、クランク角センサ３６
からのクランク角３０°毎のパルスから機ｌ苅ｊｏ１転
速度Ｎをいかにしてめるか、Ａ／ｌ）変換２に７２の変
換出力からノッキング発生ありなし全いかにして検量す
るか、ノッキングに応じて点火時ｌυ１の１１ａ角及び
遅角補正を行うための点火時期補正Ｎ？算出した後、実
際の点火制御をいかにして行うか等（Ｃついては１本出
願人の既に揚出した特開昭５１’３−１６７８８１号公
報等により公知であるので、本明Ａ１１ｌ　Ｊでけその
税明を省略する。

第５１閃け、クランク角１２０°毎、例えば点火気筒の
９０　’　ＢＴＩ）Ｃで実行される割込み処理ルーデフ
２表わしている。、まずステップ１００において、現在
ハイオク用の制御全行っているのかあるいけレギーラー
用の１０制御金行っているのか？判別する。この判別け
、背定のフラグＦ９ｗが１″であるか”０”であるか？
蓼、ることによって行われる。このフラグｐｓｗは運転
者が手動によってオ・クタン価切換えスイツチ２８を操
作しても反転できるし、−！た、八４Ｐ［７８４泊１１
１からも１豐１的に；田制御できるものである。ハイオ
ク用の朋１個ヲ行っている場合は、ステップ１０１に進
んで過給圧を高圧側の値に設定する。過給圧と高圧側と
するには、ソレノイド２４ａ’ｉ付勢する如き信号を出
力すれば良い。これにより第２図に関して述べたように
・（ネ２４ｅの初期長さが旬がぐなってウェイストゲー
ト弁２２は高い過給圧となるオで開弁しない。

次のステップ１０２では、〕・イオク用の点火時期マツ
プを用いて点火時期演算が行われる。

ステップ１０５では、ノックセンサ１２からの出力に基
づいてノッキング発生か否かが判別される。ノッキング
発生なしの場合はそのままこの処理ルーテンゲ終了する
が、ノッキング発生ありの場合は、ステップ１０４にお
いて、前回の処理ル−テン実行時にもノッキング発生あ
りと判別したか否か、即ち連続してノッキング発生があ
つ／ζか否かを判別する。前回はノッキング発生してな
いと餐は、ステップ１０５に訃いて点火時期を一定角Ｉ
ｖ遅角式せる処理を行う。こ＋１．け５例えば点火Ｊｊ
角ｉ…ＩＥ噴θ１（ｋ一定値だけ小さくさ−するもので
、＋１）る。一方、ノッキングが連続して発生Ｌ７た＃
ｉＪ今、閤ち　ｆｉ＋１回ステウステップ１０５補ｉＥ
ｋしたにもかかわらず今回再びノッキングづト発生しｆ
ｃ場介。

＝ｌＰＦｌのオクタン価≠；不ｉ商であるとみなしステ
ップ１ｆ）６においてフラグ１へＷを反転させて以後レ
ギュラー用σ）割個全行うようにする。そしてステップ
］０７で、表示器３０にレギーラーのル１１槍１に行っ
ている旨の−を示千行うよう信−号を出力する。

ステップ１００において、レギーラー用の；ｔｉｌｌ　
（ｌａ４１ケ行っているとフラグＦ５ｗから判別した場
合ケ才、ステップ１０８に進んで過給圧を低Ｉモ１ｕ１
１の値に設定する。こすｌ（ｄフレノイド２４ａｆ消勢
する如き信号全用力す１１げ良い。このように、オクタ
ン価の低いレイ・−ラー禦別の：１４合は過給／Ｅ−ｋ
低く設定し、１だ、オクタン価の高いハイオク学刺の場
合ｔ！：Ｊ：喝給干ｒ１妬く設定している。その理由は
、第６ａ図に示すように過給圧を高くした場合、オクタ
ン価９０のレギュラー用斜では最大トルク発生点火進角
が斜線で示すノッキング発生領域内に入ってしまい、オ
クタン価９８のハイオク燃料でないと最大トルクの点火
進角を得ることができない。

逆にハイオクを用いた場合、過給圧を高くしてより大き
なトルクを発生させることができる。オクタン価９０の
レギュラー？用いｆｃ場合、第６ｂ１１に示すよう（Ｃ
６ｍ給圧を低く設定すれば最大トルク発生の点火進角が
ノッキング発生領域よりも手前で得られるのである。次
いでステップ１０９で（ｄレギュラー用の点火時期マ、
ｙプを用いて点火時期演算が行われる。

ステップ１１０でけツクキング発生ありか否かが判別さ
れ、ノッキング発生ありの楊／″けステップ１１１で前
回実行時にもノッキング発生ありであったか否か全判別
する。前回はツクキング発生してない場合はステップ１
１２で点火ｆ侍期ｒ一定角Ｉ８１′遅角をせる。こｔｌ
、　＆′ｉ＝＋＋にも述べたようＶて点火進角補正量θ
ｋｔ−一定値だけ不埒く１せるものである。一方、ノッ
キングが連続発生したＳ今、即ち、前回ステップ１１２
で点火進角を遅角補正したにもかかわらず再びノッキン
グが発生した場合は・　トラブル発生と判断し、ステッ
プ１１３において点火時期ｔノッキングの決して生じな
い値に固定する処理を行う。

ステップ１１０においてノッキング発生なしと判別され
た場合は、ステップ１１４へ進み前回ステップ１１０の
処Ｑｉ２行ったときノッキング発生ありと判別したか否
かｒチェックする。前回はノッキング発生ありであった
ときはステップ１１５に進み、点火時期を一定角度進角
させる。こｔｌ、は点火進角補ｉｌＥ量θｋｋ一定値だ
け大きくすることによって達成される。次いでステップ
１１６において進角補正を伺妾行ったかｔ表わすカヮン
ト値ｎｋ″１″′にセットする。

ステップ１１４において、前回もノッキング発生がなか
ったと判別したときＩｆｉ、ステップ１１７に進みステ
ップ１１５と同様に点火時期を一定角度進角シせた後ス
テ、プ１’１８ｖＣおいてカウント（ｉｔｆｎｋ’ｌ’
だけ歩進させる。次のステップ１１９でば、カウント値
ｎが一宇値ｎｏ以上となったか否か？判別し、ｎ≧ｎｏ
　のときはステップ１２０においてフラグＦ６、ｖ？反
転でせり後ハイオク用のｊｕｌｌ　ｆｆ１（Ｉ　ｋ行う
ようにする。そしてステップ１２１で表示器３０にハイ
オクの制御を行っている旨の表示１を行う。

上述ｔ、ｆｒ、ように、本実旋例でｉ、ｌ゛、高過給Ｈ
−とすると共にハイオク用の点火時期マツプを用いて点
火時期制ｔ’１ｌｌｖ行い、ノッキング発生により点火
時期全遅角補正を行ってもまだノッキングが生じる場合
は、過給圧を低圧にそして点火時期マツプ？レギーラー
用のものに自動的に切換えるように制御　Ｌ、ている。

また、低連給圧とすると共にレギーラー用小火時期マツ
プを用いて点火時期ｆ１．ｌ存１に行い、ノッキングが
発生しないことにより点火時期ｋｎｏｌＰｌ進角補正し
ても寸だノッキングが生じない場合は過給圧を高圧にそ
して小火時Ｘ１１マツプ勿ハイオク用のものに１匍１的
に切伜えるよう１（シている。なお、低過給圧、レギー
ラー用点火時期マツプとしノッキング発生により遅９補
正４行ってもヰだノッキングが生ずる＠合は伺らかの故
障が生じｆｆ、　、１−（、て点！／（Ｉｈ？　、ｌ１
ｊｌを固定Ｌ７ている。

る曹ってオ／・クン価切換えスイッチｒ運転者が誤っ・
、’　ｉ！；Ｈ（’ｒ＋　ｌ、でも自動的に鍋給ＥＪ−
及び点火時期マップグ）１’Ｘ楼′１／＜カニ行える／
こめ、常＋ｃ　最、ｇｔの出勾及び燃別消′／、？ｔ′
、盆？ｔ）ることガできろ。

と−明の交力呪ｔ Ｊ′−）上＋Ｙ’、’／１ｌｌｆｆ　６１１＋１１　ｔ
、りＪ：　’）　［本発明［ヨｔＬ１４．　オクタン伸
ｉの５“Ｌる・虐・符１ｒ用いても良好な出力及び熔刺
消ｊｌ′４．：、率り必ずイクることがで久、しかもノ
ッキング発生にノリずくメ準閂４０１璃全未然にかつ確
実に防止せしめること−ろ；できる。

【図面の簡単な説明】

、”、ｐ、　１１シ１６オ本発明の、序用される内燃機
関の一例ｔイ既略的ｌ／（’、（５わ−ｔ１ヅ１、第２
図は第１図のアクチーエータ部分の詳、即興、第３１１
２１杖２Ｂ１図の匍制御回路のブロック１ツ１．第４１
ヅ１は点火進角特性１シ１、第５図はｆＩｌ、制御回路
のｙｅｔ　＋イＰルーナンのフローチャー１−、第６２
１；、７１刀！　Ｏ’　Ｔ’、　６１＋図社点火進角に
対するトルク特性とノッギング登牛領ｈνとの関係を表
わ−を図である。 １０・・・・・・シリンダブロック、１２・・・・・・
ノックセンサ、１４・・・・・・ターボチャージャ、１
６・・・・・・コンプレッサ、１８・・・・・・タービ
ン、２０・・・・・・バイパス通路、２２・・・・・・
ウェイストゲート弁。 ２４・・・・・・ダづアフラム式アクチュエータ、２４
ａ・・・・・・ソレノイド、２６・・・・・・圧力導管
、２８・・・・・・オクタン価切換えスイッチ、３０・
・・・・・表示器、３２・・・・・・ディストリビー−
１，３４，３６・・・・・・クランク角センサ、３Ｂ・
・・・・・ｎｌ１ｌ　１１１回路、４０・・・・・・エ
アフローセンサ、４２・・・・・・イグナイタ、４４・
・・・・・点火コイル、　４６・・・・・・点火プラグ
、５４．７２・・・・・・”’］＃”ｆｌｙ器、　６４
・・・・・・バッファ及びフィルタ回路、　６６・・・
・・・ピークホールド回路、　６８・・・・・・整流回
路、７４・・・・・・積分回路、８４・・・・・・ＭＰ
Ｕ、８６・・・・・・ＩもＡＭ、　８８・・・・・・Ｊ
Ｌ　ＯＭ　。 却下金白 第１図 ３ｔＪ　ｚ８ 第２図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、Ｐ刺のオクタン価に対応してそれぞれ最適の点火時
   朋？設定する槽数の点火時期マツプと各点Ｊ火時ＩＪＩ
   マツプにそわぞれ力ｉ応する槽数の過給圧ｆ直とｔ々）
   らかじめ仕Ｉ；？χし、ておき、ノッキング検’ＩＪ（
   手Ｊ７．Ｌ＋σ〕１１１力に応じて復数の前記点火時Ｊ
   υｊマ、ツブのうぢの１つケ、巽釈して点火時期制御す
   ると共ｉ／ｉ′Ｔ核１’ｉｄ択した点火）（４「朋マ、
   ブに対応する過給圧４ｆｒ　ｔ、ｃ実Ｉψ１ゝの■尚給
   汗全制御することを！旨徴とする壷給機イ」内′ｊ然ｔ
   ！Ｉ４１’ｕ１の１ｂｌｌ往１方法。