JPH0681946B2 - 過給機付き火花点火内燃機関のアンチノツク制御方法 - Google Patents
過給機付き火花点火内燃機関のアンチノツク制御方法Info
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- JPH0681946B2 JPH0681946B2 JP60198589A JP19858985A JPH0681946B2 JP H0681946 B2 JPH0681946 B2 JP H0681946B2 JP 60198589 A JP60198589 A JP 60198589A JP 19858985 A JP19858985 A JP 19858985A JP H0681946 B2 JPH0681946 B2 JP H0681946B2
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- F02P5/04—Advancing or retarding ignition; Control therefor automatically, as a function of the working conditions of the engine or vehicle or of the atmospheric conditions
- F02P5/145—Advancing or retarding ignition; Control therefor automatically, as a function of the working conditions of the engine or vehicle or of the atmospheric conditions using electrical means
- F02P5/15—Digital data processing
- F02P5/152—Digital data processing dependent on pinking
- F02P5/1528—Digital data processing dependent on pinking for turbocompressed engine
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
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- F02B1/02—Engines characterised by fuel-air mixture compression with positive ignition
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- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
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- Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は過給機を備えた火花点火式内燃機関のアンチノ
ック制御方法に関する。
ック制御方法に関する。
火花点火式内燃機関において生ずるノッキングは、燃料
のオクタン価、点火時期、機関温度、吸気温度、圧縮圧
力、吸入空気の湿度、等の因子によって左右される。
のオクタン価、点火時期、機関温度、吸気温度、圧縮圧
力、吸入空気の湿度、等の因子によって左右される。
ノッキングの発生を防止しまたはノッキングレベルを低
減させるためのアンチノック制御方法および装置（ノッ
ク・コントロール・システムと通称されている）は周知
である。この方法は、回転数と負荷に応じて点火時期の
基本進角値（θＢ）を求め、ノックセンサを称する振
動、音響または筒内圧力検出素子により検出したノッキ
ング発生状態に応じて点火時期遅角補正値（θＫ）を求
め、基本進角値と遅角補正値から最終的な実行進角値
（θEX）を求め（θEX←θＢ−θＫ）、この実行進角値
（θEX）に基いて点火を行うというものである。即ち、
ノッキング発生頻度およびノッキングレベルの増大に伴
い遅角補正値（θＫ）が増加せられ、頻度およびレベル
が許容限度以下となる様に点火時期が制御される。
減させるためのアンチノック制御方法および装置（ノッ
ク・コントロール・システムと通称されている）は周知
である。この方法は、回転数と負荷に応じて点火時期の
基本進角値（θＢ）を求め、ノックセンサを称する振
動、音響または筒内圧力検出素子により検出したノッキ
ング発生状態に応じて点火時期遅角補正値（θＫ）を求
め、基本進角値と遅角補正値から最終的な実行進角値
（θEX）を求め（θEX←θＢ−θＫ）、この実行進角値
（θEX）に基いて点火を行うというものである。即ち、
ノッキング発生頻度およびノッキングレベルの増大に伴
い遅角補正値（θＫ）が増加せられ、頻度およびレベル
が許容限度以下となる様に点火時期が制御される。
過給機付き機関では、過給により圧縮圧力が増加すると
共に断熱圧縮により吸気温度が上昇するのでノッキング
が発生しやすい傾向となる。また、低オクタン価の燃料
を使用する場合も同様の傾向となる。このため、これら
の条件下では、前記のアンチノック制御方法における遅
角補正値（θＫ）が大きくなり、点火時期は過度に遅角
側に修正される。点火時期を過度に遅らせると、排気ガ
ス温度が上昇するので排気系に設けられた排気ガス浄化
装置等に悪影響を与えると共に、燃費が悪化する。
共に断熱圧縮により吸気温度が上昇するのでノッキング
が発生しやすい傾向となる。また、低オクタン価の燃料
を使用する場合も同様の傾向となる。このため、これら
の条件下では、前記のアンチノック制御方法における遅
角補正値（θＫ）が大きくなり、点火時期は過度に遅角
側に修正される。点火時期を過度に遅らせると、排気ガ
ス温度が上昇するので排気系に設けられた排気ガス浄化
装置等に悪影響を与えると共に、燃費が悪化する。
そこで、従来技術においては、過給機付き機関において
遅角補正値（θＫ）が予め定めた基準値以上の時には過
給圧を低下させることを特徴とするアンチノック制御方
法が提案されている（特開昭58−167881号、特願昭57−
48116号）。この方法によれば、過給圧制御により点火
時期遅角補正値（θＫ）が基準値以下に抑えられるの
で、排気ガス温度の過度の上昇を回避しながらアンチノ
ック制御を行うことができる。
遅角補正値（θＫ）が予め定めた基準値以上の時には過
給圧を低下させることを特徴とするアンチノック制御方
法が提案されている（特開昭58−167881号、特願昭57−
48116号）。この方法によれば、過給圧制御により点火
時期遅角補正値（θＫ）が基準値以下に抑えられるの
で、排気ガス温度の過度の上昇を回避しながらアンチノ
ック制御を行うことができる。
しかしながら、前記提案の方法では、過給圧を低下させ
るべきか上昇させるべきかの判定の過程において機関負
荷に対する考慮がなされておらず、遅角補正値θＫがク
ランク角度（CA）にして例えば５゜以上となった場合
（即ち、θＫ≧５゜CA）には排気ガス温度上昇防止を目
的として過給圧が低下され、θＫ＜５゜CAの場合には機
関出力を向上させるため過給圧を上昇させる様になって
いる。このため、過給機付き機関において低オクタン価
燃料を使用している場合には、本来ノッキングが発生し
やすい条件下にあるにも拘わらず、θＫの小さい低負荷
時（この場合には、吸入空気量が少なく、従って、圧縮
圧力が小さいので、ノッキングは発生せず、θＫの値は
減少している）には過給圧は上昇せられることとなる。
しかるに、過渡時において機関負荷が急増した場合に
は、低オクタン価燃料使用中であるから直ちにノッキン
グが発生し、前記原理に基いてθＫが増加補正され、θ
Ｋ≧５゜CAとなると過給圧が低下される。このため、過
給機の制御弁（排気ターボ過給機の場合にはウエイスト
ゲートバルブ、機械式過給機の場合にはバイパス制御
弁）がハンチングを起すという問題があった。更に、過
給圧の低下には必然的に応答遅れがあるので、θＫの増
加に敏速に追従して過給圧を低下させることができず、
過渡時の排気ガス温度および燃費が悪化することがあっ
た。また、特開昭60−243346号公報には高過給圧特性の
運転下でθＫが一定値を越えたときに過給圧を低下させ
るようにした内燃機関が開示されている。この内燃機関
では或る意味では機関負荷が考慮されて過給圧の制御が
行われているがこの内燃機関も含めてこれまで述べたい
ずれの従来技術でもθＫが一定値を越えたときに過給圧
が低下せしめられるようになっている。しかしながら実
際には何らかの原因によってたまたまノッキングが発生
することがあり、このようにたまたまノッキングが発生
してそれによりθＫが一定値を越えたときに過給圧を低
下させると必ずノッキングが発生する運転状態でないに
もかかわらず過給圧を低下せしめてしまうことになり、
斯くして本来高出力を得ることができるにもかかわらず
に高出力が得られないという問題を生ずる。
るべきか上昇させるべきかの判定の過程において機関負
荷に対する考慮がなされておらず、遅角補正値θＫがク
ランク角度（CA）にして例えば５゜以上となった場合
（即ち、θＫ≧５゜CA）には排気ガス温度上昇防止を目
的として過給圧が低下され、θＫ＜５゜CAの場合には機
関出力を向上させるため過給圧を上昇させる様になって
いる。このため、過給機付き機関において低オクタン価
燃料を使用している場合には、本来ノッキングが発生し
やすい条件下にあるにも拘わらず、θＫの小さい低負荷
時（この場合には、吸入空気量が少なく、従って、圧縮
圧力が小さいので、ノッキングは発生せず、θＫの値は
減少している）には過給圧は上昇せられることとなる。
しかるに、過渡時において機関負荷が急増した場合に
は、低オクタン価燃料使用中であるから直ちにノッキン
グが発生し、前記原理に基いてθＫが増加補正され、θ
Ｋ≧５゜CAとなると過給圧が低下される。このため、過
給機の制御弁（排気ターボ過給機の場合にはウエイスト
ゲートバルブ、機械式過給機の場合にはバイパス制御
弁）がハンチングを起すという問題があった。更に、過
給圧の低下には必然的に応答遅れがあるので、θＫの増
加に敏速に追従して過給圧を低下させることができず、
過渡時の排気ガス温度および燃費が悪化することがあっ
た。また、特開昭60−243346号公報には高過給圧特性の
運転下でθＫが一定値を越えたときに過給圧を低下させ
るようにした内燃機関が開示されている。この内燃機関
では或る意味では機関負荷が考慮されて過給圧の制御が
行われているがこの内燃機関も含めてこれまで述べたい
ずれの従来技術でもθＫが一定値を越えたときに過給圧
が低下せしめられるようになっている。しかしながら実
際には何らかの原因によってたまたまノッキングが発生
することがあり、このようにたまたまノッキングが発生
してそれによりθＫが一定値を越えたときに過給圧を低
下させると必ずノッキングが発生する運転状態でないに
もかかわらず過給圧を低下せしめてしまうことになり、
斯くして本来高出力を得ることができるにもかかわらず
に高出力が得られないという問題を生ずる。
本発明は従来技術の叙上の問題点を解消することを目的
とするもので、次の様な知見に立脚するものである。
とするもので、次の様な知見に立脚するものである。
即ち、本発明の発明者の実験によれば、低オクタン価燃
料使用時には、アンチノック制御における遅角補正値θ
Ｋは機関負荷および回転数の変化に対し第２図のグラフ
の様な値をとることが判った。同グラフに於て、縦軸は
機関負荷、横軸は回転数を表し、異なる負荷／回転数条
件におけるθＫの実測値が２゜CA間隔でプロットしてあ
る。０゜の破線カーブはθＫ＝０゜である運転条件を示
し、２゜の破線カーブはθＫ＝２゜CAである条件を示
し、以下同様である。実線カーブは最大出力カーブに相
当する。周知の様に、アンチノック制御においては、点
火時期の基本進角値θＢは機関回転数と負荷に応じて設
定され、高オクタン価燃料使用時でかつ負荷が高い時に
所定レベルのノッキングが発生する様に設定されるもの
である。従って、例えば、０゜のカーブは低オクタン価
燃料使用中であるにも拘らずθＫ＝０゜CAとなる運転条
件を示し、２゜、４゜のカーブについても同様である。
料使用時には、アンチノック制御における遅角補正値θ
Ｋは機関負荷および回転数の変化に対し第２図のグラフ
の様な値をとることが判った。同グラフに於て、縦軸は
機関負荷、横軸は回転数を表し、異なる負荷／回転数条
件におけるθＫの実測値が２゜CA間隔でプロットしてあ
る。０゜の破線カーブはθＫ＝０゜である運転条件を示
し、２゜の破線カーブはθＫ＝２゜CAである条件を示
し、以下同様である。実線カーブは最大出力カーブに相
当する。周知の様に、アンチノック制御においては、点
火時期の基本進角値θＢは機関回転数と負荷に応じて設
定され、高オクタン価燃料使用時でかつ負荷が高い時に
所定レベルのノッキングが発生する様に設定されるもの
である。従って、例えば、０゜のカーブは低オクタン価
燃料使用中であるにも拘らずθＫ＝０゜CAとなる運転条
件を示し、２゜、４゜のカーブについても同様である。
前述した様に、特開昭58−167881号公報に開示された制
御方法では、過給圧制御の判定においては機関負荷は考
慮されず、θＫのみに基いて過給圧増減の判定が行われ
る。このため、例えば基準値θKREF＝５゜CAと設定した
場合には、第２図のグラフにおける５゜のカーブより下
方の運転条件では低オクタン価燃料使用中であるにも拘
わらず過給圧が増加せられ、一方、過渡時において負荷
が５゜のカーブより上方に変化した時には過給圧が低下
されることとなり、前述した様なハンチングおよび追従
遅れの問題が生ずることになる。またθＫが一定値を越
えたからと云って過給圧を低下させると本来得られるべ
き高出力が得られなくなるのは前述した通りである。
御方法では、過給圧制御の判定においては機関負荷は考
慮されず、θＫのみに基いて過給圧増減の判定が行われ
る。このため、例えば基準値θKREF＝５゜CAと設定した
場合には、第２図のグラフにおける５゜のカーブより下
方の運転条件では低オクタン価燃料使用中であるにも拘
わらず過給圧が増加せられ、一方、過渡時において負荷
が５゜のカーブより上方に変化した時には過給圧が低下
されることとなり、前述した様なハンチングおよび追従
遅れの問題が生ずることになる。またθＫが一定値を越
えたからと云って過給圧を低下させると本来得られるべ
き高出力が得られなくなるのは前述した通りである。
本発明は斯様な知見に立脚するもので、燃料のオクタン
価を正確に反映しない様な運転条件における遅角補正値
θＫを過給圧増減用判定の対象から外し、もって、より
正確な過給圧増減判定を行い、これにより前記ハンチン
グの発生を防止すると共に過給圧制御の追従性を向上さ
せることを目的とするものである。
価を正確に反映しない様な運転条件における遅角補正値
θＫを過給圧増減用判定の対象から外し、もって、より
正確な過給圧増減判定を行い、これにより前記ハンチン
グの発生を防止すると共に過給圧制御の追従性を向上さ
せることを目的とするものである。
このため、本発明は、機関回転数と機関負荷に応じて点
火時期基本進角値を求め、ノッキング発生状態に応じて
点火時期を遅角方向に補正する遅角補正値を求め、基本
進角値と遅角補正値から点火時期実行進角値を求め、該
実行進角値に基いて点火を行う過給機付き火花点火式内
燃機関のアンチノック制御方法において、予め定めた負
荷閾値と機関負荷とを比較し、異なる複数の機関回転数
域ごとに基準値を設定すると共に各回転数域について夫
々機関負荷が前記負荷閾値よりも大きくかつ遅角補正値
が対応する基準値以上であるか否かを判定し、前記複数
の回転数域のうちの少くとも二つの回転数域について機
関負荷が前記負荷閾値よりも大きくかつ遅角補正値が対
応する基準値以上の場合に過給圧を低下させることを特
徴とするものである。
火時期基本進角値を求め、ノッキング発生状態に応じて
点火時期を遅角方向に補正する遅角補正値を求め、基本
進角値と遅角補正値から点火時期実行進角値を求め、該
実行進角値に基いて点火を行う過給機付き火花点火式内
燃機関のアンチノック制御方法において、予め定めた負
荷閾値と機関負荷とを比較し、異なる複数の機関回転数
域ごとに基準値を設定すると共に各回転数域について夫
々機関負荷が前記負荷閾値よりも大きくかつ遅角補正値
が対応する基準値以上であるか否かを判定し、前記複数
の回転数域のうちの少くとも二つの回転数域について機
関負荷が前記負荷閾値よりも大きくかつ遅角補正値が対
応する基準値以上の場合に過給圧を低下させることを特
徴とするものである。
本発明の好適な実施態様においては、前記負荷閾値が機
関回転数の関数とされる。
関回転数の関数とされる。
以下図面を用いて本発明を詳細に説明する。
第３図には、本発明の一実施例として、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されている。同
図において、10は４サイクル４気筒内燃機関のシリンダ
ブロック、12はシリンダブロック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振動検出素子である。
ャ付燃料噴射式内燃機関が概略的に表わされている。同
図において、10は４サイクル４気筒内燃機関のシリンダ
ブロック、12はシリンダブロック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振動検出素子である。
同図において、14はターボチャージャ本体、16は吸気通
路に設けられるコンプレッサ、18は排気通路に設けられ
る排気タービンである。タービン18のバイパス通路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。ウェイストゲート弁22はダイ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はコンプ
レッサ16下流の吸気通路から圧力導管30を介して送り込
まれた圧力で作動する。また、26は電磁弁28が開いた時
に圧力の一部をコンプレッサ上流側が逃がすための圧力
導管である。従って、電磁弁28の開閉により、アクチュ
エータ24に印加される圧力を変化させ、過給圧を制御し
得る様になっている。圧力導管26,30には、以上の制御
が円滑に行われる様に絞り27,31が設けてある。
路に設けられるコンプレッサ、18は排気通路に設けられ
る排気タービンである。タービン18のバイパス通路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。ウェイストゲート弁22はダイ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はコンプ
レッサ16下流の吸気通路から圧力導管30を介して送り込
まれた圧力で作動する。また、26は電磁弁28が開いた時
に圧力の一部をコンプレッサ上流側が逃がすための圧力
導管である。従って、電磁弁28の開閉により、アクチュ
エータ24に印加される圧力を変化させ、過給圧を制御し
得る様になっている。圧力導管26,30には、以上の制御
が円滑に行われる様に絞り27,31が設けてある。
第３図において、32はディストリビュータを示してお
り、このディストリビュータ32にはクランク角センサ34
及び36が設けられている。クランク角センサ34は、気筒
判別用であり、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
パルスを発生する。その発生位置は、例えば第１気筒の
上死点の若干手前の位置の如く設定される。クランク角
センサ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30゜毎のパルスを発生す
る。
り、このディストリビュータ32にはクランク角センサ34
及び36が設けられている。クランク角センサ34は、気筒
判別用であり、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
パルスを発生する。その発生位置は、例えば第１気筒の
上死点の若干手前の位置の如く設定される。クランク角
センサ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34及び36からの電気
信号は制御回路38に送り込まれる。制御回路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からの吸入空気流量を表わす信号が送り
込まれる。
信号は制御回路38に送り込まれる。制御回路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からの吸入空気流量を表わす信号が送り
込まれる。
一方、制御回路38からは電磁弁28に矩形波状の駆動信号
が出力される。また、制御回路38からはイグナイタ42に
点火信号が出力され、イグナイタ42及び点火コイル44で
形成されたスパーク電流はディストリビュータ32を介し
て各気筒の点火プラグ46に分配される。
が出力される。また、制御回路38からはイグナイタ42に
点火信号が出力され、イグナイタ42及び点火コイル44で
形成されたスパーク電流はディストリビュータ32を介し
て各気筒の点火プラグ46に分配される。
機関には、通常、運転状態パラメータを検出するその他
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等の制御をも行う。
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等の制御をも行う。
第４図は、第３図の制御回路38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40からの電圧信号は、
バッファ50を介してアナログマルチプレクサ52に送り込
まれ、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54に印加され、２進信号に変換された
後、入出力ポート56を介してマイクロコンピュータ内に
取り込まれる。
ック図である。エアフローセンサ40からの電圧信号は、
バッファ50を介してアナログマルチプレクサ52に送り込
まれ、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54に印加され、２進信号に変換された
後、入出力ポート56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34からのクランク角720゜毎のパル
ス、クランク角センサ36からのクランク角30゜毎のパル
スはそれぞれバッファ58,60を介し、入出力ポート62を
介してマイクロコンピュータに送り込まれる。
ス、クランク角センサ36からのクランク角30゜毎のパル
スはそれぞれバッファ58,60を介し、入出力ポート62を
介してマイクロコンピュータに送り込まれる。
ノックセンサ12の出力信号は、インピーダンス変換用の
バッファ及びノッキング固有の周波数帯域（７〜8KHz）
が通過帯域であるバンドパスフィルタから成る回路64を
介してピークホールド回路66及び整流回路68に送り込ま
れる。ピークホールド回路66は線67及び入出力ポート62
を介して“1"レベルの信号がマイクロコンピュータから
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に送り込ま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72に印加され、２進信号に変換
された後、入出力ポート62を介してマイクロコンピュー
タ内に取り込まれる、整流回路68は、ノックセンサ12か
らの出力信号を全波整流もしくは半波整流する。整流さ
れた信号は積分回路74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
力はアナログマルチプレクサ70に送り込まれて、選択的
にA/D変換器72に印加され２進信号に変換された後、マ
イクロコンピュータ内に取り込まれる。ただしA/D変換
器72のＡ〜Ｄ変換開始は、入出力ポート62及び線76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変換が終了するとA/D
変換器72は、線78及び入出力ポート62を介してマイクロ
コンピュータにA/D変換完了通知を行う。
バッファ及びノッキング固有の周波数帯域（７〜8KHz）
が通過帯域であるバンドパスフィルタから成る回路64を
介してピークホールド回路66及び整流回路68に送り込ま
れる。ピークホールド回路66は線67及び入出力ポート62
を介して“1"レベルの信号がマイクロコンピュータから
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に送り込ま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72に印加され、２進信号に変換
された後、入出力ポート62を介してマイクロコンピュー
タ内に取り込まれる、整流回路68は、ノックセンサ12か
らの出力信号を全波整流もしくは半波整流する。整流さ
れた信号は積分回路74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
力はアナログマルチプレクサ70に送り込まれて、選択的
にA/D変換器72に印加され２進信号に変換された後、マ
イクロコンピュータ内に取り込まれる。ただしA/D変換
器72のＡ〜Ｄ変換開始は、入出力ポート62及び線76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変換が終了するとA/D
変換器72は、線78及び入出力ポート62を介してマイクロ
コンピュータにA/D変換完了通知を行う。
一方、マイクロコンピュータから、入出力ポート62を介
して駆動回路80に点火信号が出力されると、これが増幅
されてイグナイタ42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。
して駆動回路80に点火信号が出力されると、これが増幅
されてイグナイタ42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。
また、マイクロコンピュータから入出力ポート62を介し
て駆動回路82に１ビットの制御信号が出力されると、駆
動信号に変換されて電磁弁28がオンオフ駆動され、その
制御信号によりアクチュエータ24に印加される圧力が制
御され、従って過給圧が制御される。
て駆動回路82に１ビットの制御信号が出力されると、駆
動信号に変換されて電磁弁28がオンオフ駆動され、その
制御信号によりアクチュエータ24に印加される圧力が制
御され、従って過給圧が制御される。
マイクロコンピュータから成る制御回路38は、前述の入
出力ポート56及び62と、マイクロプロセッサ（MPU）8
4、ランダムアクセスメモリ（RAM）86、リードオンリメ
モリ（ROM）88、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等から構成され
ており、ROM88内に格納されている後述の制御プログラ
ムに従って種々の処理を実行する。
出力ポート56及び62と、マイクロプロセッサ（MPU）8
4、ランダムアクセスメモリ（RAM）86、リードオンリメ
モリ（ROM）88、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等から構成され
ており、ROM88内に格納されている後述の制御プログラ
ムに従って種々の処理を実行する。
次に第１図のフローチャートを用いてマイクロコンピュ
ータの動作を説明する。
ータの動作を説明する。
このルーチンはクランク角180゜毎に実行される。ステ
ップ101から107はノッキング発生状態に基いて遅角補正
値θＫを求め、実行進角値θEXを演算する手順を示す。
ステップ100でプログラムが起動され、ステップ101では
この直前で点火した燃焼においてノッキングが生じたか
否かを判定する。即ち、ノックセンサ12の積分回路74か
らの出力をA/D変換して得た２進値を所定倍してノック
判定レベルを求め、ノックセンサ12のピークホールド回
路66からの出力をA/D変換して得た２進値がこの判定レ
ベルより大きければノッキングが発生したものと判定
し、判定レベルより小さければノッキングは発生しなか
ったものと判定する。
ップ101から107はノッキング発生状態に基いて遅角補正
値θＫを求め、実行進角値θEXを演算する手順を示す。
ステップ100でプログラムが起動され、ステップ101では
この直前で点火した燃焼においてノッキングが生じたか
否かを判定する。即ち、ノックセンサ12の積分回路74か
らの出力をA/D変換して得た２進値を所定倍してノック
判定レベルを求め、ノックセンサ12のピークホールド回
路66からの出力をA/D変換して得た２進値がこの判定レ
ベルより大きければノッキングが発生したものと判定
し、判定レベルより小さければノッキングは発生しなか
ったものと判定する。
ステップ101で“ノッキング発生”と判定されると、ス
テップ106に進み、遅角補正値に0.5゜を加算し（θＫ←
θＫ＋0.5゜）、ステップ105に進む。
テップ106に進み、遅角補正値に0.5゜を加算し（θＫ←
θＫ＋0.5゜）、ステップ105に進む。
他方、ステップ101で“ノッキング無し”と判定される
とステップ102に進み、RAM86に用意されたノッキング欠
如回数計数カウンタの値CKNOCKに１を加算し（CKNOCK←
CKNOCK＋１）、続くステップ103でカウンタの値CKNOCK
が20以上か否かを判定して“NO"ならばステップ107に進
む。ステップ103の判定結果が“YES"の場合、即ち、ノ
ッキングが検出されない回数が20以上となった場合に
は、ステップ104に進み、遅角補正値θＫから0.5゜を減
算した値を新たな遅角補正値とし（θＫ←θＫ−0.5
゜）、ステップ105へ進む。この様に、ステップ102〜10
4においてノッキングが20回以上発生しないとθＫを減
少させない様にしたのは誤判定を避けるためであり、点
火時期の進角（即ち、θＫの減少）は遅れがちに行われ
ることとなる。これに対し、１回でもノッキング発生と
判定されればステップ106でθＫは増加され、点火時期
の遅角は直ちに行われる。
とステップ102に進み、RAM86に用意されたノッキング欠
如回数計数カウンタの値CKNOCKに１を加算し（CKNOCK←
CKNOCK＋１）、続くステップ103でカウンタの値CKNOCK
が20以上か否かを判定して“NO"ならばステップ107に進
む。ステップ103の判定結果が“YES"の場合、即ち、ノ
ッキングが検出されない回数が20以上となった場合に
は、ステップ104に進み、遅角補正値θＫから0.5゜を減
算した値を新たな遅角補正値とし（θＫ←θＫ−0.5
゜）、ステップ105へ進む。この様に、ステップ102〜10
4においてノッキングが20回以上発生しないとθＫを減
少させない様にしたのは誤判定を避けるためであり、点
火時期の進角（即ち、θＫの減少）は遅れがちに行われ
ることとなる。これに対し、１回でもノッキング発生と
判定されればステップ106でθＫは増加され、点火時期
の遅角は直ちに行われる。
ステップ105ではカウンタを帰零してステップ107に進
む。以上を繰返し実行することにより、遅角補正値θＫ
はノッキングが生じたら大きくなりノッキングが発生し
なければ小さくなるが、θＫが平衡を保ったままで所定
の微小レベルのノッキング音が継続して発生する様に、
ステップ101における判定レベルは予め設定されてい
る。
む。以上を繰返し実行することにより、遅角補正値θＫ
はノッキングが生じたら大きくなりノッキングが発生し
なければ小さくなるが、θＫが平衡を保ったままで所定
の微小レベルのノッキング音が継続して発生する様に、
ステップ101における判定レベルは予め設定されてい
る。
ステップ107では点火時期基本進角値θＢから遅角補正
値θＫを減算して実行進角値θEXを得る（θEX←θＢ−
θＫ）。このステップでは、クランク角センサ34,36の
出力から機関回転数Neが求められ、エアフローセンサ40
からの出力から吸入空気量Ｑが求められ、ＱとNeから機
関負荷Q/Nが求められ、斯く得たNeとQ/Nに基づいて基本
進角マップまたはテーブルを用いて補間計算等により基
本進角値θＢが求められる。このため、ROM88には基本
進角マップまたはテーブルが予め格納されている。この
基本進角マップまたはテーブルは、機関負荷Q/Nが高い
場合でかつ高オクタン価燃料使用時に所定レベルのノッ
キング音が発生する様に設定されている。一般的には、
高オクタン価燃料の使用時には、高負荷値には所定レベ
ルのノッキング音が発生して遅角補正値θＫは０〜３゜
程度となり、他方、低オクタン価燃料を使用するとθＫ
はこれより大きくなる。
値θＫを減算して実行進角値θEXを得る（θEX←θＢ−
θＫ）。このステップでは、クランク角センサ34,36の
出力から機関回転数Neが求められ、エアフローセンサ40
からの出力から吸入空気量Ｑが求められ、ＱとNeから機
関負荷Q/Nが求められ、斯く得たNeとQ/Nに基づいて基本
進角マップまたはテーブルを用いて補間計算等により基
本進角値θＢが求められる。このため、ROM88には基本
進角マップまたはテーブルが予め格納されている。この
基本進角マップまたはテーブルは、機関負荷Q/Nが高い
場合でかつ高オクタン価燃料使用時に所定レベルのノッ
キング音が発生する様に設定されている。一般的には、
高オクタン価燃料の使用時には、高負荷値には所定レベ
ルのノッキング音が発生して遅角補正値θＫは０〜３゜
程度となり、他方、低オクタン価燃料を使用するとθＫ
はこれより大きくなる。
ステップ107の次にステップ108に進み、実行進角値θEX
と現在の時刻からイグナイタ42を“ON"にする時刻を求
め、入出力ポート62に設けられた出力レジスタに“ON"
時刻を設定する。設定された“ON"時刻が到来するとイ
グナイタ42から点火プラグ46に高圧電流が流れスパーク
により混合気が点火される。
と現在の時刻からイグナイタ42を“ON"にする時刻を求
め、入出力ポート62に設けられた出力レジスタに“ON"
時刻を設定する。設定された“ON"時刻が到来するとイ
グナイタ42から点火プラグ46に高圧電流が流れスパーク
により混合気が点火される。
ステップ110では、、現在の負荷Q/Nが、第５図に示され
機関回転数により定まる予め設定された負荷閾値IIMIT
Q/Nより大きいか否かを判定し、“YES"ならばステップ1
11へ、“NO"ならばステップ115へ進む。このステップ11
0は本発明の特徴を成すもので、第２図と第５図を対比
すれば明らかな様に、負荷閾値LIMIT Q/Nは第２図に示
したθＫの実測値のグラフにおける所定のθＫ（例え、
θＫ＝６゜）のカーブに近似して設定されており、機関
回転数に対し図示の様な関係で変化する変数である。第
５図の負荷閾値はマップまたはテーブルとしてROM88に
予め格納されており、機関回転数が与えられれば、特定
の機関回転数における負荷閾値はマップサーチと補間計
算等により求まる。第５図のグラフから判る様に、ステ
ップ110に於る判定結果が“YES"（即ち、Q/N≧LIMIT Q/
N）となるのは、現在の回転数と負荷が第５図の負荷閾
値カーブより上方の領域に属する場合であり、他方、
“NO"（即ち、Q/N＜LIMIT Q/N）となるのは下方の領域
に属する場合である。前述した様に、第５図の負荷閾値
カーブは第２図の例えばθＫ＝６゜のカーブに近似して
設定してあるので、従って、低オクタン価燃料を使用し
ている場合において遅角補正値θＫが６゜より小さくな
る様な負荷条件および回転数条件のときは、ステップ11
0からステップ115へ進むこととなり、ステップ112は実
行されないことが理解されよう。この様に、回転数に応
じて変化する負荷閾値を設定し、現在の回転数に対応す
る負荷閾値と現在の負荷とをステップ110で比較判定す
ることにより、低オクタン価燃料使用中であるにも拘ら
ずθＫが小さくなる様な運転条件を後続の過給圧増減判
定の対象から排除することができるのである。
機関回転数により定まる予め設定された負荷閾値IIMIT
Q/Nより大きいか否かを判定し、“YES"ならばステップ1
11へ、“NO"ならばステップ115へ進む。このステップ11
0は本発明の特徴を成すもので、第２図と第５図を対比
すれば明らかな様に、負荷閾値LIMIT Q/Nは第２図に示
したθＫの実測値のグラフにおける所定のθＫ（例え、
θＫ＝６゜）のカーブに近似して設定されており、機関
回転数に対し図示の様な関係で変化する変数である。第
５図の負荷閾値はマップまたはテーブルとしてROM88に
予め格納されており、機関回転数が与えられれば、特定
の機関回転数における負荷閾値はマップサーチと補間計
算等により求まる。第５図のグラフから判る様に、ステ
ップ110に於る判定結果が“YES"（即ち、Q/N≧LIMIT Q/
N）となるのは、現在の回転数と負荷が第５図の負荷閾
値カーブより上方の領域に属する場合であり、他方、
“NO"（即ち、Q/N＜LIMIT Q/N）となるのは下方の領域
に属する場合である。前述した様に、第５図の負荷閾値
カーブは第２図の例えばθＫ＝６゜のカーブに近似して
設定してあるので、従って、低オクタン価燃料を使用し
ている場合において遅角補正値θＫが６゜より小さくな
る様な負荷条件および回転数条件のときは、ステップ11
0からステップ115へ進むこととなり、ステップ112は実
行されないことが理解されよう。この様に、回転数に応
じて変化する負荷閾値を設定し、現在の回転数に対応す
る負荷閾値と現在の負荷とをステップ110で比較判定す
ることにより、低オクタン価燃料使用中であるにも拘ら
ずθＫが小さくなる様な運転条件を後続の過給圧増減判
定の対象から排除することができるのである。
ステップ111から118は遅角補正値θＫと基準値を比較判
定して過給圧を制御する手順を示す。本発明の好適な実
施態様に従い、このルーチンは、複数ｎの回転数域（こ
の実施例では、ｎ＝４）ごとに基準値θKREF（ｎ）を設
定して、各回転数域について遅角補正値θＫが基準値θ
KREF（ｎ）以上であるか否かを判定し、所定の割合（こ
の実施例では1/2）の回転数域について遅角補正値θＫ
が基準値θKREF（ｎ）以上の場合に過給圧を低下させる
様に構成されている。
定して過給圧を制御する手順を示す。本発明の好適な実
施態様に従い、このルーチンは、複数ｎの回転数域（こ
の実施例では、ｎ＝４）ごとに基準値θKREF（ｎ）を設
定して、各回転数域について遅角補正値θＫが基準値θ
KREF（ｎ）以上であるか否かを判定し、所定の割合（こ
の実施例では1/2）の回転数域について遅角補正値θＫ
が基準値θKREF（ｎ）以上の場合に過給圧を低下させる
様に構成されている。
ステップ110の判定結果が“YES"の場合はステップ111へ
進む。ステップ111では、現在の回転数Neがどの回転数
ゾーンに属するかを演算する。回転数ゾーンNe（ｎ）
は、例えば第５図に示した様に、2000〜3000rpmの第１
ゾーンと、3000〜4000rpmの第２ゾーンと、4000〜5000r
pmの第３ゾーンと、5000〜6000rpmの第４ゾーンに分け
ることが可能であり、夫々のゾーンの基準値θ
KREF（ｎ）は同じ値（例え、５゜CA）でもよいし、ゾー
ン毎に変えてもよい。
進む。ステップ111では、現在の回転数Neがどの回転数
ゾーンに属するかを演算する。回転数ゾーンNe（ｎ）
は、例えば第５図に示した様に、2000〜3000rpmの第１
ゾーンと、3000〜4000rpmの第２ゾーンと、4000〜5000r
pmの第３ゾーンと、5000〜6000rpmの第４ゾーンに分け
ることが可能であり、夫々のゾーンの基準値θ
KREF（ｎ）は同じ値（例え、５゜CA）でもよいし、ゾー
ン毎に変えてもよい。
次に、ステップ112では遅角補正値θＫが基準値θKREF
（ｎ）以上であるか否かを判定し、“YES"ならばステッ
プ113へ、“NO"ならばステップ114へ進む。ステップ113
では、各回転数ゾーン毎に設けられた判定結果表示フラ
グＦ（ｎ）を“1"にしてステップ115に進み、ステップ1
14では前記フラグＦ（ｎ）を帰零してステップ115に進
む。つまり、回転数ゾーンNe（ｎ）において遅角補正値
θＫが判定基準値θKREF（ｎ）以上ならばフラグＦ
（ｎ）は“1"となり、小さければ“0"となる訳である。
（ｎ）以上であるか否かを判定し、“YES"ならばステッ
プ113へ、“NO"ならばステップ114へ進む。ステップ113
では、各回転数ゾーン毎に設けられた判定結果表示フラ
グＦ（ｎ）を“1"にしてステップ115に進み、ステップ1
14では前記フラグＦ（ｎ）を帰零してステップ115に進
む。つまり、回転数ゾーンNe（ｎ）において遅角補正値
θＫが判定基準値θKREF（ｎ）以上ならばフラグＦ
（ｎ）は“1"となり、小さければ“0"となる訳である。
ステップ115では各回転数ゾーン毎の前記判定結果Ｆ
（ｎ）の総和ΣＦ（ｎ）を求め、ステップ116に進む。
ステップ116では、総和ΣＦ（ｎ）が例えば“2"以上で
あるか否かを判定し、“YES"ならばステップ117に進ん
で電磁弁28を“OFF"にし、“NO"ならばステップ118に進
んで電磁弁28を（ON"にする。電磁弁28が“ON"になると
圧力導管26が導通し、アクチュエータ24に作用する圧力
はコンプレッサ16上流側に逃れるので、ウェイストゲー
ト弁22が閉鎖され、過給圧は上昇する。反対に、電磁弁
28が“OFF"となると過給圧は低下する。次に、ステップ
119に於て以上の処理を終了する。
（ｎ）の総和ΣＦ（ｎ）を求め、ステップ116に進む。
ステップ116では、総和ΣＦ（ｎ）が例えば“2"以上で
あるか否かを判定し、“YES"ならばステップ117に進ん
で電磁弁28を“OFF"にし、“NO"ならばステップ118に進
んで電磁弁28を（ON"にする。電磁弁28が“ON"になると
圧力導管26が導通し、アクチュエータ24に作用する圧力
はコンプレッサ16上流側に逃れるので、ウェイストゲー
ト弁22が閉鎖され、過給圧は上昇する。反対に、電磁弁
28が“OFF"となると過給圧は低下する。次に、ステップ
119に於て以上の処理を終了する。
この様にステップ111〜118では、２つ以上の回転数ゾー
ンについて遅角補正値θＫが基準値θKREF（ｎ）を超え
た場合には低オクタン価燃料使用中とみなして過給圧が
下げられ、他方、遅角補正値θＫが基準値を超える回転
数ゾーンが零もしくは１つの場合には高オクタン価燃料
使用中とみなして過給圧が増加される。従って、誤って
過給圧が増加される惧れがなくなり、過給圧増減判定が
より確実に行われることとなる。
ンについて遅角補正値θＫが基準値θKREF（ｎ）を超え
た場合には低オクタン価燃料使用中とみなして過給圧が
下げられ、他方、遅角補正値θＫが基準値を超える回転
数ゾーンが零もしくは１つの場合には高オクタン価燃料
使用中とみなして過給圧が増加される。従って、誤って
過給圧が増加される惧れがなくなり、過給圧増減判定が
より確実に行われることとなる。
ステップ110の判定結果が“NO"の場合にはステップ111
〜114をジャンプしてステップ115に進むので、判定結果
表示フラグＦ（ｎ）は更新されず、過給圧は変更される
ことなくそのままの値に保持される。
〜114をジャンプしてステップ115に進むので、判定結果
表示フラグＦ（ｎ）は更新されず、過給圧は変更される
ことなくそのままの値に保持される。
以上に説明した実施例は例示的なものであり、言うまで
もなく本発明の範囲内を種々の変更を加えることができ
る。例えば、本発明は機械式過給機を備えた機関にも適
用可能であり、その場合にはアクチュエータ24により、
バイパス制御弁を制御することができる。また、前記ス
テップ112では遅角補正値θＫと基準値とを比較する様
にしたが、θＫの代りにその学習値を用いてもよい。更
に、ステップ111における回転数ゾーンの数も増減可能
であり、ステップ116における判定も任意の割合につい
て行ってもよい。
もなく本発明の範囲内を種々の変更を加えることができ
る。例えば、本発明は機械式過給機を備えた機関にも適
用可能であり、その場合にはアクチュエータ24により、
バイパス制御弁を制御することができる。また、前記ス
テップ112では遅角補正値θＫと基準値とを比較する様
にしたが、θＫの代りにその学習値を用いてもよい。更
に、ステップ111における回転数ゾーンの数も増減可能
であり、ステップ116における判定も任意の割合につい
て行ってもよい。
上述したように本発明では複数の回転数域のうちの少く
とも二つの回転数域について機関負荷が負荷閾値よりも
大きくかつ遅角補正値が対応する基準値以上の場合、即
ち少くとも二つの回転数域においてノッキングが発生す
ることにより遅角補正値が基準値を越えたときに初めて
過給圧が低下せしめられる。少くとも二つの回転数域で
遅角補正値が基準値を越えたということはずノッキング
が発生する運転状態になったことを意味しており、従っ
て本発明では必ずノッキングが発生する運転状態になっ
たときに正確に過給圧を低下させることができることに
なる。また、低オクタン価燃料使用中であるにも拘らず
過給圧が不本意に増加されるという事態を回避すること
ができるので、過給圧制御の応答性が向上すると共に、
過給制御弁（ウェイストゲート弁またはバイパス制御
弁）のハンチングを防止することができる。
とも二つの回転数域について機関負荷が負荷閾値よりも
大きくかつ遅角補正値が対応する基準値以上の場合、即
ち少くとも二つの回転数域においてノッキングが発生す
ることにより遅角補正値が基準値を越えたときに初めて
過給圧が低下せしめられる。少くとも二つの回転数域で
遅角補正値が基準値を越えたということはずノッキング
が発生する運転状態になったことを意味しており、従っ
て本発明では必ずノッキングが発生する運転状態になっ
たときに正確に過給圧を低下させることができることに
なる。また、低オクタン価燃料使用中であるにも拘らず
過給圧が不本意に増加されるという事態を回避すること
ができるので、過給圧制御の応答性が向上すると共に、
過給制御弁（ウェイストゲート弁またはバイパス制御
弁）のハンチングを防止することができる。
第１図は本発明の方法を実施するため制御回路が実行す
る処理のプログラムのフローチャートを示し、第２図は
異なる機関負荷および回転数に対する遅角補正値θＫの
実測値をプロットしたグラフ、第３図は本発明の方法を
適用可能な過給機付き火花点火機関の模式図、第４図は
制御回路のブロック図、第５図は本発明で用いる負荷閾
値および回転数ゾーンを例示したグラフである。 12……ノックセンサ、14……過給機、 20……バイパス通路、 22……ウェイストゲート弁、 24……アクチュエータ、 26,30……導管、28……電磁弁、 38……制御回路。
る処理のプログラムのフローチャートを示し、第２図は
異なる機関負荷および回転数に対する遅角補正値θＫの
実測値をプロットしたグラフ、第３図は本発明の方法を
適用可能な過給機付き火花点火機関の模式図、第４図は
制御回路のブロック図、第５図は本発明で用いる負荷閾
値および回転数ゾーンを例示したグラフである。 12……ノックセンサ、14……過給機、 20……バイパス通路、 22……ウェイストゲート弁、 24……アクチュエータ、 26,30……導管、28……電磁弁、 38……制御回路。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｆ０２Ｐ 5/15 Ｄ
Claims (2)
- 【請求項１】機関回転数と機関負荷に応じて点火時期基
本進角値を求め、ノッキング発生状態に応じて点火時期
を遅角方向に補正する遅角補正値を求め、基本進角値と
遅角補正値から点火時期実行進角値を求め、該実行進角
値に基いて点火を行う過給機付き火花点火式内燃機関の
アンチノック制御方法において、予め定めた負荷閾値と
機関負荷とを比較し、異なる複数の機関回転数域ごとに
基準値を設定すると共に各回転数域について夫々機関負
荷が前記負荷閾値よりも大きくかつ遅角補正値が対応す
る基準値以上であるか否かを判定し、前記複数の回転数
域のうちの少くとも二つの回転数域について機関負荷が
前記負荷閾値よりも大きくかつ遅角補正値が対応する基
準値以上の場合に過給圧を低下させることを特徴とする
アンチノック制御方法。 - 【請求項２】前記負荷閾値が機関回転数の関数であるこ
とを特徴とする特許請求の範囲第１項記載のアンチノッ
ク制御方法。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60198589A JPH0681946B2 (ja) | 1985-09-10 | 1985-09-10 | 過給機付き火花点火内燃機関のアンチノツク制御方法 |
| US06/901,819 US4715184A (en) | 1985-09-10 | 1986-08-29 | Knock control system for supercharged internal combustion engine |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60198589A JPH0681946B2 (ja) | 1985-09-10 | 1985-09-10 | 過給機付き火花点火内燃機関のアンチノツク制御方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6260962A JPS6260962A (ja) | 1987-03-17 |
| JPH0681946B2 true JPH0681946B2 (ja) | 1994-10-19 |
Family
ID=16393698
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60198589A Expired - Lifetime JPH0681946B2 (ja) | 1985-09-10 | 1985-09-10 | 過給機付き火花点火内燃機関のアンチノツク制御方法 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4715184A (ja) |
| JP (1) | JPH0681946B2 (ja) |
Cited By (1)
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| JPS6260962A (ja) | 1987-03-17 |
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