JPS606070A - 内燃機関のノツキング制御方法 - 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】 本発明は内燃機関のノッキング制御方法に係り、特に機
関急加速時におけるノッキング制御方法に関する。

従来よシ、エアクリーナの下流側に設けられたエア７０
−メータによって検出された吸入空気量と機関回転数と
に基づいて基本点火進角を定めると共に、吸気温や機関
冷却水温に応じて基本点火進角を補正して点火するよう
にした内燃機関が知られている。この内燃機関において
は、ノッキングによる機関損傷を防止するため、所定機
関負荷（例えば、０．４Ａ／ｒｅＶ、）を越えかつ所定
機関回転数（例えば、８００　ｒ、ｐ、ｍ、　）を越え
る領域をノッキング制御領域とし、このノッキング・制
御領域内においてノッキングが発生したとき点火時期を
遅角させかつノッキングが発生しないとき点火時期を進
角させてノッキングを制御するノッキング制御方法が行
なわれている。ここで、ノッキングが発生したか否かを
検出するには、エンジンブロックにマイクロホンや磁歪
素子で構成されたノッキングセンサを取付け、センザ出
力のピーク値とヒンザ出力を積分して定数を乗算してめ
た判定Ｖベルとを比較することにより行なわれる。すな
わち、ピーク値が判定レベルを越えたときにノッキング
が発生したと判定される。また、ノッキングｆｌ＋ｌＪ
御領域を設けるのは、機関回転数が低い場合や機関負荷
が軽い場合には、ノッキング発生頻度が少く、またノッ
キングが発生してもその程度が軽くて機関に損傷を与え
ることが少く、更にノツキングによる振動が小さいため
ノッキングを検出し難いからである。

１〜かし、スロットル弁全閉状態から急開するような急
加速時には、スロットル弁閉状辿でスロットル弁と機関
燃焼室間の窒気圧がエアフローメータとスロットル弁間
の圧力より低くなっているため、急開時にエアフローメ
ークとスロツｌ−ル弁間の空気が一度に機関に流れ込み
瞬間的にエアフローメータで計測される吸入空夕＼ｔ１
以上の空気が機関に供給されることになる。このため、
空燃比が要求値上りリーンになると共に実際の機関負荷
が機関１回転当りの吸入空気量で表わされる検出負荷よ
り高くなり、強度のノッキングが発生しやすくなる。と
ころが、従来のノッキングｊｌｒｌＪ　ｌｌｌ−１１方
法は上記のようにノッキング制御領域を定め、このノン
キング制御領域内においてのみノッキング制御を行うよ
うにしているため、ノッキング制御領域以外の領域で急
加速をした場合には、実際の機関回転数や機関負荷がノ
ッキング制御領域に入っているにも拘らず、エアフロー
メータの検出遅れや機関回転の検出遅れによって検出負
荷や検出機関回転数がノッキング制御領域外にあり、ノ
ッキング制御が行なわれない、という問題があった。

本発明は上記問題を解消すべく成されたもので、ノツキ
〉′グ制御領域以外の領域で急加速をした場合のノッキ
ングの低減を図った内燃機関のノッキング制御方法を提
供することを目的とする。

上記目的を達成するために本発明は、従来のノッキング
制御方法において、検出負荷や検出機関回転数等の検出
値が予め定められたノッキング制御領域以外の値であっ
ても、機関急加速状態のときにノッキング制御を行うよ
うに構成したものである。

上記本発明の構成によれば、ノッキング制御領域外であ
っても実際にノッキング制惰を必要とする条件のときに
ノッキング制御が行なわれるだめ、従来よりノッキング
の低減が図れる、という特有の効果が得られる。

次に、本発明が適用される内燃機関（エンジン）ノー例
を第１図に示す。このエンジンはマイクロコンピュータ
等の電子制御回路によって制御されるもので、図に示す
ようにエアクリ−す（図示ぞス）の下流側に吸入空気↓
ａｓセンサとしてのエアフローメータ２を備えているう
エアフローメーク２は、ダンピングチャンバ内に回動可
能に設けられたコンペンモーションプレート２人と、コ
ンペンセーションプレ−１・２人の開度を検出するボテ
ン／ヨメータ２Ｂとから構成されている。従って、吸入
空気量はポテンショメータ２Ｂおら出力される１］Ｌ圧
より検出される。寸だ、エアフローメータ２の近傍には
、吸入空気の温度を検出する吸入空’Ａｔ　’Ｉ／Ｌセ
ンザセン設けられている。

エアフローメータ２の下流側には、スロットル弁６が配
置され、このスロットル弁６にエンジン７′１ζ、１、
加速を検出するスロットルセンサ２２が取付けられ、ス
ロットル弁６の下流側には、サージタンク８が設けられ
ている。このサージタンク８には、インテークマニホー
ルド１０が連結されており、このインテークマニホール
ド１０内に突出して燃料噴射弁１２が配置されている。

インテーク７′：ホールド１０は、エンジン本体１４の
燃焼室１４Ａに接続され、エンジンの燃焼室１４Ａはニ
ーキシ−ストマニホールド１６を介して三元触媒を充填
シタ触媒コンバータ（図示せず）に接続されている。そ
してエンジン本体１４には、マイクロホン等で構成され
て燃焼によるエンジンの振動を検出するノッキングセン
サ１８が設けられている。なお、２０は点火プラグ、２
４はエンジン冷却水温を検出する冷却水温センサである
。

エンジン本体１４に取付けられた点火ブック２゜は、デ
ィストリビュータ２６に接続され、ディストリビュータ
２６はイグナイタ２８に接続されている、このディスト
リビュータ２６には、ディストリビュータハウジングに
固定されたピックアップとデイストリビュータンヤフト
に同定されたシグナルロータとで各々構成された、気筒
判別センサ３０およびエンジン回転角センサ３２が設け
られている。この気筒判別センサ３ｏは、例えばクラン
ク角７２０度毎にマイクロコンピュータ等で構成された
電子制御回路３４へ気筒判別信号を出力し、エンジン回
転角センサ３２は、例えばクランク角３０度毎にクラン
ク角法鵡位１適信号を電子制御回路３４へ出力°ノーる
。

」二記スロットル七ンザ２２は、第２図に示すように、
基端部がスロットル弁６の回動伺ｉ６ａに連結された略
り字状の回動片８ｏを備えている。回動片８００基端部
には、回動片８ｏの先端部方向に延在しかつ回動片８０
の先端と接触しないように第１の接触子８２の一端が固
定されている。また、回動片８０の先端には、第１の接
触子８２と半行になるように、絶縁材８４を介して第２
の接触子８６の一端が固定されている。この第２の接触
子８６は接地されている。櫛状の第１電極８８と面状の
第２電極９０とが、電極の歯と歯の間に他方の電極の歯
が介在するようにして、第１の接触子８２に対向するよ
うに配置されている。第１電極８８と第２電極９ｏの一
端は、各々抵抗９２、抵抗９４を介して電源に接続され
ると共に、各々’ｒＪ（子制御回路３４に接続されてい
る。

このスロットルセンザは、スロットル弁６が開く方向（
図の矢印の方向）に回動されると、これに伴って回動片
８０が回動して、第１の接触子８２と第２の接触子８６
どが接触した状態で第１の接触子８２の先端が第１電極
８８と第２電極９０とに交互に接触して接地するため、
第３図に示すような波形のパルス信号を出力する。なお
、スロットル弁が閉じる方向に回動された場合には、第
１の接触子８２と第２の接触子８６とが非接触状態で回
動されるため、パルス信号は出力されない。

電子側倒回路３４は第４図に示すように、ランダム・ア
クセス・メモリ（ｉ（ＡＭ）３６、リード・オンリー・
メモリ（ＲＯＭ）３８、中央処理装置（’−Ｐ　ｌｊ　
）　４　ｏ、クロック（ＣＪ、０ＣＫ）４１、第１の入
出力ボート４２、第２の入出力ボート４４、第１の出カ
ポ・−ト４６および第２の出力ボート４８を含んで構成
され、Ｒ，ＡＭ３６、ＲＯＭ　３　Ｂ、ＣＰｆＪ４０．
ＣＬＯＣＫ４１　、第１の入出力ボ−ト４２、第２の入
出力ボート４４、第１の出力ボート４６および＠２の出
力ボート４８は、データバスやコントロールバス等のパ
ス５０によす接続すれている。

第１の入出力ボート４２には、ノ；ツファ（図示せず）
、マルチプレクサ５４、アナログ−ディジタル（Ａ／Ｄ
）変換器５６を介して、ニー１フローメータ２、冷却水
温七ｈす２４および吸気温センサ４等が接続されている
。このマルチプレクサ５４およびＡ／Ｄ変換器５６は、
第１の入出力ボート４２から出力される制御信号により
制御される。

第２の入出力ボート４４には、スロットルーヒンサ２２
の第１電極８８および第２電極９０が接続されると共に
、波形整形回路６４を介して気筒判別センサ３０および
エンジン回転角センサ３２が接続されている。また、第
２の入出力ボート４４には、バンドパスフィルタ６０、
ピークホールド回路６１、チャンネル切換回路６−６お
よびＡ、　／　Ｄ変換器６８を介してノッキングセンサ
１８が接続されている。このバンドパスフィルタ６０は
積分回路６３を介してチャンネル切換回路６６に接続さ
れている。このチャンネル切換回路６６には、ピークホ
ールド回路６１の出力と積分回路６３の出力とのいずれ
か一方をＡ／Ｄ変換器６８に入力するための制御信号が
、第２の入出力ボート４４から入力されており、またピ
ークホールド回路６１には、り七ノド信号やゲート信号
が第２の入出力ボート４４から入力されている。

また、第１の出力ボート４６は駆動回路７０を介してイ
グナイタ２８に接続され、第２の出カポ−ｌ−４８は＠
動回路７２を介して燃料噴射弁Ｊ２に接続されている。

電子制御回路３４のＲＯＭ３８を二は、エンジン１回転
当りの吸入空気量とエンジン回転数とで定められた基本
点火進角のマツプや制御プログラム、ノッキング制御領
域を定めるデータ等が予め記憶されており、エアフロー
メータ２およびエンジン回転角センサ３２から入力され
る信号に基づいて基本点火進角が読出されると共に、冷
却水温センサ２４および吸気温センサ４からの信号を含
む各種の信号によυ、基本点火進角が補正され、イグナ
イタ２８等が制御される。上記のノッキング制御領域は
、所定負荷を越える領域、所定エンジン回転数を越える
領域または所定負荷を越えかつ所定エンジン回転数を越
える・領域に定められる。

次に、」二記のようなエンジンに本発明を適用し。

た場合の実施例について詳細に説明する。なお、本発明
の詳細な説明するにあたっては、複雑化を避けるため最
も不都合のない数値を用いて説明することとするが、本
発明はこれらの数値に限定さＪｑ、るものではなく各棟
のエンジンについて最適な１直が速択される。

第５図は、急〃１１速を判定して急加速タイマのカウン
ト値”’　Ａ　ＣＣを０以外の所属値に設定するルーチ
ンを示すもので、スロットルセンザの第１電極および第
２電極から出力さ、ＩＬるパルス信号の立下りで割込ま
れる。ステップ１００で第１！極の出力１６号の立下り
による割込みか否かを判断し、第１電極による割込みの
ときはステップ１０１でフラグＦｅの値が（）か否かを
判断し、フラグＦｅの値が０ならばステップ１０３にお
いてフックＦｅＯ値を反転する。まだ、第１！極による
割込みでないときは、ステップ１０２でフラグＢｖｅの
値が１か否かを判断し、フラグＦｅＯ値が１ならばステ
ップ１０３でフラグＦｅＯ値を反転する。一方、ステッ
プ１０１で７ラグＦｅＯ値が１のときおよびステップ１
０２でフラグＦｅＯ値が００ときは、ステップ１０６へ
進む。

ステップ１０４では、４　ｍ５ｅｃ　毎に実行される第
６図のステップ１０７でカウント値ＴＡＣがインクリメ
ントされる急加速判定タイマのカウント値”ＡＣが２５
．（”１００ｍ５ｅｃ）取計が否かを判ｆｕｒ　して急
加速か否かを判断する。この急加速判定タイマは、第１
電極から出力される信号の立下りと第２電極から出力さ
れる信号の立下りとの間の時間をカウントするものであ
υ、カウント値”ＡＣが小サイはど急加速であることを
示している。カウント値ＴＡＣが２５以下であるときは
急加速と判断して、ステップ１０５でカウント値ＴＡＣ
Ｃを５０としてＲ，Ａ　Ｍの所定エリアに記憶してステ
ップ１０６でカウント値”ＡＣをクリアする。カウント
値ＴＡｃが２５を越えるときは、そのま捷ステップ１０
６でカウンｌ、値ＴＡＣをクリアする。

第６図は、急加速判定タイマのカウント値ｒ■＋　Ａ。

をインクリメントすると共に狗、加速タイマのカウント
値ＴＡＣＣをデクレメントする４　ｍ、ｓｅｃ毎に実行
される割込みルーチンを示すものである。ステップ１０
７でカウント値ＴＡｃを１インクリメントし、ステップ
１０８でカウント値ＴＡｃが３０以下かを判断し、３０
を越えていればステップ１０９でカウント値ＴＡＣを３
０としてオーバフローを防止する。また、ステップ１１
０ではカウント値ＴＡＣＣを１デクレメントし、ステッ
プ１１１でカウント値”ＡＣＣが０以上か否かを判断し
、０未満であればステップ１１２でカウント値１゛肛。

を０としてアンダフローを防止する。

第７図は本実施例におけるメインルーヂンを示すもので
あり、上記のようにステップ１０５で設定されかつステ
ップ１１０でデクレメントされたカランＩ・値ＴＡｃｃ
が０か否かを判断する。カウント値ＴＡＣ６が０でなけ
れは急加速が検出されて所定時間（２００ｍ５ｅｃ）内
であるため、ステップ１１７でエンジン条件がノッキン
グ制御領域に入つたことを示すノッキング制御フラグＦ
ＫｃＡをセットする。カウント値ＴＡＣＣがＯのときは
急加速状態でないため、ステップ１１４およびステップ
１１５において検出値がノッキング制御領域内に入って
いるか否かを判断する。すなわち、エンジン負荷Ｑ　／
　Ｎが０．４　Ｌ　／　ｒｅｖ、以下のときおよびエン
ジン負荷Ｑ／Ｎが０．４１　／　ｒｅｖ、を越えかつエ
ンジン回転数Ｎが８０　Ｑ　ｒ、　ｐ、＋ｎ、以下のと
きはステップ１１６でノッキング制御フラグＦＫＣＡを
リセットし、エンジン負荷Ｑ　／’　Ｎが０．４　ｔ／
　ｒｅｖ、ヲ越えかつエンジン回転数が８０　Ｏｒ、　
ｐ、ｍ、を越えるときはステップ１１７でノッキング制
御フラグＦＫＣＡをセットする。

ｂ　’ｒ　Ｉ）　Ｃで割込まれる割込みルーチンを示す
ものである。ステップ１１８においてノッキング制ｆｌ
ｌフラグ”ＫＣＡがセットされているか否かを判断して
検出（＋Ｌがノッキング制御領域に入ったか否かを判断
する。ノッキング制御領域である場合には、ステップ１
２０において各／、Ａ尚の爆発行程ａ）ｊａｒ定クツク
ランク角範囲えば、１０°ＣＡＡ’Ｊ’Ｊ）Ｃ〜５０゜
ＣＡ　ＡＴＤＣ付近）において、ノくンドノぐスフイル
り６０、ピークホールド回路６１、チャンネル切換回路
６６およびＡ　／　Ｊ）変換器６８を介して入力される
所定周波数帯域（７〜８ＫＨｚ）の電装（信号のピーク
値ａと、各気品の爆発行程以外において、バンドパスフ
ィルタａ　ｏ　、ｉｋ分回路６３、−／−ヤンネル切換
回路６６督よびＡ、　／　ＪＪ変換器６８を介して入力
されるバックグラウンドレベルｂに定数Ｋを乗す−シた
判定レベルＫｂとを比較するζ−と（］よりノッキング
が発生したか否かを判断する。ノッキングが発生したと
判断された場合には、ステップ】２２でノシキングフラ
グＦｋ’ｆ、ｖセットすると共（−、ステップ１２３で
補正遅角量θにの値を０．４ＯＣＡ−増加させる、一方
、ノッキングが発生しないと判断されたときには、ステ
ップ１２１で補正遅角量轢の値を０．０８°ｃＡ減少さ
せる。次のステップ１２４では、Ｉ”Ｌ　ＯＭから読出
した基本点火進角０ＢＡＳＥ　よシ補正遅角量θえをｌ
ｕ算して実行点火進角θｉｇをめる。一方、ノッキング
制御領域でないときは、ステップ１１９で補正遅角量θ
０、の値を０としてステップ１２４で実行点火進角θｉ
ｇをめる。

この実行点火進角θ１ｇは各種センサ出力に応じて補正
され、他のルーチンに訃いて補正された点火進角で点火
されるようにイグナイタがオンオフ制御されろ。上記の
ように制御することにより、検出されたエンジン負荷等
によりエンジン条件がノッキング制御領域外であると判
断されても急加速時に所定時間ノッキングの制御が行な
わ）する。

次に本発明の他の実施例を第９図から第１１図を参照し
て説明する。本実施例は、急加速時にノッキング制御に
関する遅角量が不足してノッキング制御ができなくなる
ことがあることに鑑みて成されたもので、急加速時の点
火進角の遅μＪ量を１）ＩＪ記の実施例より大きくさせ
たものである。なお、第９図は第５図に、第１０図は第
６図−二、第１１図は第８図に各々対応するだめ、同一
部分には同一符号を付して説明を省略し、相違する部分
についてのみ説明する。

第９図の割込みルーチンでは、ステップ１０５でカウン
ト値ＴＡＣＣを５０に設定した後、ステップ１２５で急
加速遅角↓ｋ　’ｐ、ｃを８℃Ａｌｎ設定する。

第１０図の割込みルーチンでは、カウント値１゛４゜。

のアンダフローを防止した後、ステップ１２６でノッキ
ングフラグＩ”ｋがリセットされているか否かを判断す
る。ノッキングフラグＦｋがリーヒットさね、ていると
き、すなわちノッキングが検出されないときはそのま１
次のルーチンへ進み、ノッキングフラグＦｋがセットさ
れているとき、すなわちノッキングが検出されたときは
ステップ１２７で急加速遅角量へ、を０．１’　ＣＡ減
少させ、ステップ１２８およびステップ１２９でアンダ
フローを防止するために急加速遅角量θ４゜が負の値に
ならないようにすると共に、ステップ１３０でノッキン
グフラグ１？’ｋをリセットする。この結果、急加速遅
角量θＡＣは急加速が検出されたとき８°ＣＡに設定さ
れてノッキングの発生が検出されるまで保持され、ノッ
キングの発生が検出された以後ｏ、１０ｃＡ／４ｍ５ｅ
ｃ　の割合で減衰される。

第１１図の割込みルーチンでは、補正遅角量θ　をノッ
キングの発生、未発生に応じて変更した後、ステップ１
３１においてノッキングフラグＦｋがセットされている
か否かを判断する。ノッキングフラグがセットされてい
れば、ステップ１３３およびステップ１２４で基本点火
進角θい、いから急加速遅角量θＡＣと補正遅角量θに
との和を減算した値を実行点火進角θｉｇとする。

一方、ノッキングフラグＦｋがセットされていないとき
は、ステップ１３２およびステップ１２４において基本
点火進角θＢＡＳＥから補正遅角量θ、を減算してこの
差を実行点火進角θｉｇとする。

また、ノッキング制御領域でないときは、基本点火進角
θＢＡＳ１．．が実行点火進角θｉｇとなる。

第１２図を参照して本発明のノッキング制御開始点と従
来のノッキング制御開始点とを比較して説明する１、ス
ロットル開度θ、が急激に大きくなると第１電極の出力
パルスと第２′覗極の出カッくルス間の時間が１００　
ｍ５ｅｃ以下となって急加速が検出される。この急加速
状態では、検出されプこ負荷Ｑ／Ｎが実線で示すように
変化するのに対し、実際の負荷Ｑ／Ｎは破線で示すよう
に変化する。

従来のノッキング制御方法では検出された負荷がノッキ
ング制御領域に入るＡ点よりノッキング制御が開始され
るが、本発明では、急加速が検出されたＢ点よりノッキ
ング制御が開始される。

彦お、上記ではエンジン１回転当ジの吸入空気（・１１
°々工ンジン回転数とに応じて基本点火進角を定めるエ
ンジンについて説明したが、本発明は吸気管圧力とエン
ジン回転数に応じて基本点火進角な定めるエンジンにも
適用することが可能である。

この場合、スロットル弁下流側に設けられた圧力センサ
により吸気管圧力が検出される。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明が適用されるエンジンの一例を示す概略
図、第２図はスロットルセンサの詳却１を示す回路図、
第３図はスロットルセンサから出力される信号波形を示
す線図、第４図は第１図の電子制御回路の詳細を示すブ
ロック図、第５図は本発明の実施例におけるスロットル
センサの信号によシ実行さｆ′Ｌる割込みルーチンを示
す流れ図、第６図は上記実施例の４　ｍ５ｅｃ毎の割込
みルーチンを示す流れ図、第７図は上記実施例のメイン
ルーチンを示す流れ図、第８図は上記実施例の９ｏ０ｃ
Ａ　Ｂ　’ｌ’　Ｊ）　Ｃで割込呼れるルーチンを示す
流れ図、第９図は本発明の他の実施例におけるスロット
ルセンナの信号によジ実行される割込みルーチンを示す
流れ図、第１０図は上記他の実施例の４ｎδｅＣ１σの
’Ａｒ１）込みルーチンを示す流れ図、第１１図は上記
他の実施例の９００ＣＡ　ＨＴＪ）Ｃで割込呼れるルー
チンを示す流！′シ図、第１２図は従来例と本発明にお
ける・′ノイーング６ＦＪ始点を比較して示す線図であ
る〜 ６・・・スロノ１ル弁、 １８・・・ノツＷングセンザ、 ２２・・・スロットルセンサ、 ３４・・電子制御回路。 第５図　第６図 笛７図 第８図 第　１０　図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）検出値が予め定めたノッキング制御領域内の値で
   あってノッキングが発生したとき点火時期を遅角させか
   つノッキングが発生しないとき点火時期を進角させるノ
   ッキング制御を行うと共に、検出値が前記ノッキング制
   御領域外の値でかつ機関急加速状態のとき前記ノッキン
   グ制御を行う内燃機関のノッキング制御方法。