JPH0337034B2

JPH0337034B2 -

Info

Publication number: JPH0337034B2
Application number: JP21211686A
Authority: JP
Inventors: Yoshinobu Kido; Katsuya Kamise
Original assignee: Mazda Motor Corp
Current assignee: Mazda Motor Corp
Priority date: 1986-09-08
Filing date: 1986-09-08
Publication date: 1991-06-04
Also published as: JPS6368749A

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明はエンジンの制御装置に関する。

（従来の技術）エンジンはその燃料としてハイオクタン価のも
のとレギユラーのものが使用されることがある。
過給機付エンジンにおいては、前者の燃料の使用
によりノツキングの発生が抑制されるから、過給
圧を高く設定し高出力を得ることが可能となる。
しかし、かかる設定においてレギユラー燃料が使
用されると、過給圧が高い関係でノツキングを招
き易くなる。

上記ノツキングの防止手段としては、エンジン
のノツキングを検出して点火時期をリタードさせ
る方式と、過給圧を低下させる方式とが考えられ
ている（例えば、特開昭56−167814号公報参照）。
点火時期をリタードさせる方式の場合、このリタ
ードが直ちにノツキングの解消に反映され、つま
り応答性が良いが、リタードによつて出力低下を
招くとともに、後燃えの割合が多くなつて排気温
度が高くなる。また、ノツキングの持続は防止さ
れるものの、常に点火時期が最適になるようにノ
ツクコントロールシステムで制御するということ
は、常にノツキングが発生し得る状態にあり、エ
ンジンの信頼性のうえから好ましいものではな
い。一方、過給圧低下方式は、排気温度上昇の問
題がないが、ノツキングを検出して過給圧を下げ
ても直ちにノツキングが解消されないという応答
遅れの問題がある。

（発明が解決しようとする問題点）本発明は、上記ノツキングの防止に点火時期リ
タード方式と過給圧低下方式の双方を採用しよう
とするものであり、この場合に生ずる次の問題点
を解決するものである。

すなわち、ノツキングを検出して点火時期と過
給圧を同時に制御する場合、点火時期と過給圧は
そのリタードと低下によりノツキングが解消され
ると、元に戻していくことになるが、それにより
またノツキングを生じて上記リタードと低下を行
なうということが繰返されハンチングを招き易く
なる。また、ノツキングがあつて点火時期のリタ
ードとともに過給圧低下を行なつた場合、この過
給圧低下がノツキング解消に反映されるまでの応
答遅れ間に再びノツキングがあると、先の過給圧
低下で本来はノツキングが解消されるのに、応答
遅れのためにさらに点火時期のリタードと過給圧
低下が行なわれてしまうことになる。従つて、か
かる同時制御では、点火時期と過給圧を同時に最
適な設定とすることが難しく、制御系にハンチン
グを起こし易くなるとともに、余分な点火時期の
リタードと過給圧低下により大きな出力低下を招
くことになる。また、いずれにせよ、エンジンが
ノツキングを生じ易い過渡時（加速時）等に過給
圧が変動することは、エンジンの安定性ないしは
信頼性のうえで好ましいものではない。

また、点火時期のリタード量をみて、それに応
じて過給圧の低下を行なう方式も考えられるが、
このリタード量には排気温度の過度上昇防止とい
う観点から限界があり、一定強度を越える大きな
ノツキングが生じた場合、その大小にかかわらず
そのときのリタード量は一定であり、従つて、過
給圧の低下量も一定となる。つまり、ノツキング
強度に応じた過給圧制御を行なうこはできず、逆
に言えばノツキング強度がわからない状態での大
ざつぱな過給圧制御しかできず、この方式におい
ても点火時期のリタード量と過給圧とを互いにノ
ツキングを生じない臨界点に設定することが難し
い。

要するに、ノツキング対策としての点火時期制
御と過給圧制御とは、それぞれ優れた特性があり
ながら、従来はこの両者の特性が有効に利用され
ていなかつたものであり、本発明はかかる点に鑑
みて、両者の特性を有効に利用したエンジンの制
御装置を提供しようとするものである。

（問題点を解決するための手段）本発明は、上記問題点の解決手段として、過給
機を備えたエンジンにおいて、このエンジンの点
火時期を調節する点火時期調節手段と、上記過給
機による過給圧を調節する過給圧調節手段と、エ
ンジンのノツキングを検出するノツクセンサと、
第１の期間におけるノツクセンサの出力を受けノ
ツキングが検出されるときにこのノツクセンサの
出力に応じて点火時期のリタード量を決定して点
火時期をリタードさせ上記ノツキングが検出され
ないとき点火時期のリタード量を漸減させるよう
上記点火時期調節手段に点火時期制御信号を出力
する点火時期制御手段と、上記第１の期間よりも
長い第２の期間におけるノツクセンサの出力を受
けノツキングが検出されるときにこのノツクセン
サの出力に応じて過給圧の低下量を決定し過給圧
を低下させるよう上記過給圧調節手段に過給圧制
御信号を出力する過給圧制御手段と、この過給圧
制御手段による過給圧低下制御信号を受けそのと
きの点火時期のリタード量を上記リタード量の漸
減速度よりも速く低減させるよう上記点火時期制
御手段にリタード量低減信号を出力するリタード
量強制低減手段とを設けたエンジンの制御装置を
提供するものである。

（作用）上記エンジンの制御装置の場合、短い第１期間
のノツクセンサ出力で点火時期を制御し、ノツキ
ングに対し応答性良くその解消を図りながら、長
い第２期間のノツクセンサ出力で過給圧を安定し
て制御できることになる。そして、点火時期と過
給圧とはそれぞれ第１と第２の期間の設定により
制御量決定のタイミングが基本的に異なつてくる
から、制御のハンチングが防止されるとともに、
それぞれがノツクセンサ出力に基いて制御される
から、ノツキング防止に有効な最適制御値に高い
精度でもつて落ち着かせていくことが可能とな
る。また、過給圧の低下制御が行われるときにそ
れに伴つて点火時期のリタード量を強制的に速く
低減せしめるから、過給圧が低下したにも拘らず
点火時期が余分にリタードされた状態が続いてエ
ンジンの出力が一時的に不必要に低下することを
防止することができる。

（発明の効果）従つて、本発明によれば、ノツキングに対する
点火時期制御と過給圧制御の両特性を十分に生か
し、制御のハンチングを招かずに応答性良くノツ
キングを解消しながら、点火時期と過給圧を最適
なところに高い精度で制御していくことができ、
しかも過給圧を低下せしめたにも拘らず点火時期
が長い間リタードされたままになることを防止す
ることができ、これにより、排気温度の過度上
昇、エンジン出力の余分な低下ないしはエンジン
過渡時の出力変動の防止を図り、エンジンの耐久
性および信頼性の向上が図れる。

（実施例）以下、本発明の実施例を図面に基いて説明す
る。

第１図に全体構成を示すエンジンの制御装置に
おいて、１は４気筒のエンジン本体であり、エア
クリーナ２からの吸入空気はエアフローメータ
３、過給機４のコンプレツサ４ａ、インタクーラ
５、スロツトルチヤンバ６およびサージタンク７
を順に介設した吸気通路８を通つてシリンダブロ
ツク９のピストン１０の上方の燃焼室１１に供給
される。排気ガスは過給機４のタービン４ｂを介
設した排気通路１２を通つて排出される。吸気通
路８の吸気ポート近傍には燃料噴射弁１３が臨
み、この燃料噴射弁１３は燃料タンク１４に対し
燃料供給管１５と燃料戻し管１６とで接続されて
いる。

上記排気通路１２には過給機４のタービン４ｂ
をバイパスする通路が設けられ、この通路にウエ
ストゲート弁１７が介設されている。このウエス
トゲート弁１７のアクチユエータ１８はダイヤフ
ラム式のもので、コンプレツサ４ａの下流の圧力
を受けてウエストゲート弁１７を開動する。そし
て、上記アクチユエータ１８用の圧力通路１９に
デユーテイソレノイド弁２０が介設されている。
このデユーテイソレノイド弁２０は、デユーテイ
比０％でコンプレツサ４ａの上流に対する圧力の
逃げ量最小（従つて、アクチユエータ１８の作動
圧力大でウエストゲート弁１７全開、過給圧最
小）とし、デユーテイ比100％で圧力の逃げ量最
大（従つて、過給圧最大）とする。

上記シリンダブロツク９にはエンジンのノツキ
ングを検出するノツクセンサ２１が取り付けら
れ、シリンダヘツド２２の点火プラグ２３に高電
圧を供給するデイストリビユータ２４から得る点
火信号（Igパルス）と、上記ノツクセンサ２１の
出力に基いてコントローラ２５により点火時期調
節手段としての点火コイル２６と過給圧調節手段
としてのデユーテイソレノイド弁２０に点火時期
制御信号と過給圧制御信号が送られることにな
る。

また、上記スロツトルチヤンバ６はプライマリ
とセカンダリの２通路２７，２８にされ、それぞ
れスロツトル弁２９，３０が設けられている。上
記コントローラ２５は、４気筒エンジンにハイオ
クタンの燃料の使用を前提として設定された基本
点火時期と基本過給圧に対し、点火時期のリター
ド量θ（Ｉ）およびデユーテイソレノイド弁２０
のデユーテイを決定し出力するものであり、第２
図に示す如くリタード量決定のための第１の器期
間定部３１、デユーテイ決定のための第２の器期
間定部３２、リタード用ノツク判定部３３、過給
圧制御用ノツク判定部３４、リタード量決定部３
５、リタード量出力部３６、デユーテイ決定部３
７、デユーテイ出力部３８およびリタードリセツ
ト部３９を備える。

すなわち、第１の期間判定部３１はデイストリ
ビユータ２４からの点火（Ig）パルスを受け全気
筒がすべて１回ずつ点火する4Igが経過したか否
かを判定する。第２の期間判定部３２は上記点火
パルスを受け16Igが経過したか否かを判定する。

リタード用ノツク判定部３３は、4Ig間にノツ
クセンサ２１から出力されたノツクパルスの回数
（ノツキング頻度）を求める。過給圧制御用ノツ
ク判定部３４は、16Ig（4Ig×４）間において、
4Ig間に４回のノツクパルスが出力された回数を
求める。リタード量決定部３５は、リタード用ノ
ツク判定部３３の判定に基づき、4Ig間のノツク
パルス数に応じたリタード補正量を演算し、基本
点火時期からのリタード量θ（Ｉ）を決定する。
この場合、ノツクパルスがあればその数に比例し
たリタード補正量が演算され、設定時間にノツク
パルスがなければリタード量θ（Ｉ）を漸減する
（進角する）ための補正量を演算する。また、こ
のリタード量θ（Ｉ）はエンジンの排気温度の過
度上昇防止の点から許容し得る最大リタード量
θ_MAXを越えないものとする。リタード量出力部３
６は上記の決定されたリタード量θ（Ｉ）に対応
する作動信号を点火コイル２６に出力する。

デユーテイ決定部３７は、4Ig間に４回のノツ
クパルスがあつた回数に対応する過給圧低下量、
つまり、デユーテイソレノイド弁２０のデユーテ
イを決定し、その際、現時点のデユーテイとの比
較により、この現時点の過給圧が高くならないよ
うにする。デユーテイ出力部３８は上記の決定さ
れたデユーテイのパルス信号をデユーテイソレノ
イド弁２０に出力する。

リタードリセツト部３９は、リタード量強制低
減手段を構成するものであつて、上記の決定され
たデユーテイが現時点のデユーテイよりも小さい
か否かを判断し過給圧を低下する制御を行なつた
場合に設定時間T_RST経過後にリタード量θ（Ｉ）
を零にする。

具体的な制御のフローは第３図に示されてお
り、イグニツシヨンオンと同時に制御はスタート
し、ハイオクタン燃料と前提としてθ（Ｉ）＝０、
デユーテイ＝100％の初期設定を行ない、Igパル
スが入る毎に以下のフローに進む（ステツプ，
）。

すなわち、点火時期制御用周期カウンタＴ１お
よび過給圧制御用周期カウンタＴ２がIgパルスに
よるカウントを開始し、また、ノツクセンサ２１
からノツクパルスが出力されるとノツクフラグ
NFがカウントアツプされる（ステツプ〜）。
そして、カウンタＴ１により第１の期間、つまり
4Igの経過が判断されると、カウンタＴ１をリセ
ツトし、ノツクフラグNFの数に応じたリタード
補正量を前回までのリタード量θ（Ｉ−１）に加
算してリタード量θ（Ｉ）が決定される（ステツ
プ〜）。この場合、ノツクフラグNFが４，
３，２，１のときリタード補正量はクランク角度
でおおよそ５度、４度、３度、２度となる。ま
た、ステツプにおいて、ノツクフラグNFが４
のときは、4Ig間に４回のノツクパルスが発生し
た場合であつて、過給圧の低下制御を要するか
ら、ステツプにおいてデユーテイ制御のための
ウエストゲートコントロールフラグWFをカウン
トアツプする。

しかして、上記第１の期間におけるノツクフラ
グNFが零のとき（ステツプの判断がNOのと
き）は、点火時期のリタード量θ（Ｉ）を漸減す
るためのタイマ(1)を作動し、タイマ(1)が設定時間
（200ms）リセツトされないと、リタード量θ
（Ｉ）は、0.2度減じられ、タイマ(1)がリセツトさ
れるとともに、その0.2度減じられたリタード量
θ（Ｉ）が出力される（ステツプ〜）。従つ
て、以後、ノツクパルスの入力がない限り、タイ
マ(1)の作動により略200ms毎にリタード量θ（Ｉ）
の減少制御がθ（Ｉ）＝０になるまで行なわれるこ
とになる。

一方、ステツプ，，，においてノツク
フラグNFが立つたとき、つまり、ステツプ，
，，に進み、点火時期のリタードが行なわ
れるときは、タイマ(1)は作動されず、またタイマ
(1)が作動中のときはこれをリセツトする（ステツ
プ）。従つて、第１の期間にノツクパルスがな
くとも、タイマ(1)による設定時間内にノツクパル
スの入力があれば、タイマ(1)のリセツトにより、
リタード量θ（Ｉ）の漸減制御は行なわれない。

また、点火時期のリタード量θ（Ｉ）が上記ス
テツプ，，，で決定された場合、そのリ
タード量θ（Ｉ）は排気温度との関係でエンジン
が許容し得る最大リタード量θ_MAXを越えるか否か
が判断され、越えない場合はそのまま、また越え
るときはθ_MAXに固定して（ステツプ，〓〓）、出
力される。

次に、ステツプでカウンタＴ２により第２の
期間、つまり16Igの経過が判断されると、このカ
ウンタＴ２をリセツトし（ステツプ〓〓）、先のス
テツプでカウントされたウエストゲートコント
ロールフラグWFの数に応じてデユーテイソレノ
イド弁２０のデユーテイを決定する。すなわち、
上記WFが４，３，２，１のときデユーテイを０
％，25％，50％，75％とし、そうでないときはデ
ユーテイの変更は行なわないが、さらに、WFが
３，２，１のときは、現在のデユーテイがそれぞ
れ制御すべきデユーテイよりも小さいか否かを判
断し、否（大きい）のときのみデユーテイを制御
することになる（ステツプ〓〓〜〓〓）。従つて、デ
ユーテイの制御により過給圧を一旦低下させた
ら、イグニツシヨンオフまで過給圧は上昇されな
い。

そうして、上記デユーテイ処理部を通過した
後、デユーテイを下げる制御を行なつた場合は、
タイマ(2)を作動させ、設定時間T_RSTを経過後、リ
タード量θ（Ｉ）を零（リセツト）とする制御を
行ない、さらにタイマ(2)のリセツトを行なう（ス
テツプ〓〓〜〓〓）。つまり、過給圧を低下させた場
合のみ点火時期をリセツトし、そうでない場合
（4Ig間に４回のノツキングの発生がないときや、
過給圧を最小＜デユーテイ０％＞で固定したと
き）は点火時期のリタード制御を維持することに
なる。さて、上記エンジンの制御装置による制御
の一例は第４図にタイムチヤートで示されてい
る。

すなわち、図例の場合、２回目および３回目の
各第１の期間（4Ig）にノツクパルスが各１回、
４回目の第１の期間にノツクパルスが３回発生
し、点火時期はその都度ノツクパルス数に比例し
たクランク角度でリタードしている。そして、こ
の４回の第１の期間、つまり第２の期間（16Ig）
には4Ig間に４回のノツクパルスが発生した回数
が零だから、ウエストゲートコントロールフラグ
WFは立たず、過給圧は低下されず、デユーテイ
は100％のままである。従つて、第２の期間経過
後も点火時期のリタードのリセツトはない。

次に、２回目の第２の期間において最初の4Ig
間に４回のノツクパルスの発生があり、それに対
応して点火時期がさらにリタードされ、この第２
の期間経過後に過給圧の低下制御がされ（デユー
テイ75％）、その後、点火時期のリタードはリセ
ツトされている。そして、第３回目の第２の期間
で4Ig間に４回のノツクパルスが発生した回数が
１回（WF＝１）あり、それに応じて点火時期が
リタードされているが、現在のデユーテイが75％
であるので、先のフローのステツプ〓〓，〓〓での処
理により、デユーテイ75％が維持され、過給圧の
低下制御はない。

次に、５回目の第２の期間において、ノツクパ
ルスの発生があり、点火時期がさらにリタードさ
れるが、WFは１つしか立たないので過給圧の低
下制御はない。そして、６回目の第２の期間にお
いては、4Ig間に４回のノツクパルスが発生する
状態が連続して生じていることにより、点火時期
がさらにリタードされていくが、そのリタード量
θ（Ｉ）はθ_MAXになつた時点でこのθ_MAXに固定さ
れ、それ以上のリタードは行なわれない。従つ
て、エンジンの排気温度の過度上昇は防止され
る。そうして、この６回目の第２の期間では、４
つのWFが立つており、デユーテイが０％にされ
て過給圧は最小状態（レギユラー燃料の使用に対
応した過給圧）となり、以後は過給圧の低下制御
はされないことともに、イグニツシヨンオフまで
は過給圧の上昇もない。つまり、過給圧は最小状
態で固定される。そして、点火時期のリタードは
リセツトされる。

従つて、上記過給圧固定後は、点火時期のリタ
ード制御のみでノツキングの解消がなされ、この
点火時期のリタード後、タイマ(1)による設定時間
（Ｔ＝200ms）経過までノツクパルスの入力がな
ければ、リタード量θ（Ｉ）が0.2度減じられ、さ
らに以後もノツクパルスがなければ、θ（Ｉ）は
零となるまで設定時間Ｔ毎に0.2度ずつ減じられ
る。

以上のように、上記エンジンの制御装置によれ
ば、短期間のノツキング発生状況をみて点火時期
のリタード制御をするから、ノツキングを応答性
良く解消していくことができ、長期間のノツキン
グ発生状況をみて過給圧を制御するから、過給圧
の制御精度が高くなる。しかも、リタード制御と
過給圧制御のタイミングが違つてくることによ
り、制御のハンチングが防止され、それによつ
て、リタード量および過給圧はエンジンが要求す
る値に落ち着き易くなり、エンジンの出力変動を
抑制することができる。

そして、上記実施例の場合、上記リタード量お
よび過給圧の制御をノツキングの大きさではなく
頻度に応じて行なうから、大きなノイズ（雑音）
が入つても点火時期の大きなリタードや過給圧の
大きな低下はなく、ノイズに対する信頼性が高く
なる。

また、過給圧の低下制御のときに点火時期のリ
タードをリセツトするから、エンジン出力の余分
な低下が防止される。

また、過給圧は一旦低下させたら、イグニツシ
ヨンオフまでは上昇することがないため、エンジ
ンがノツキングを生じ易い過渡時において過給圧
が上下動することは防止され、運転の安定性が高
まる。

また、点火時期のリタードは、ノツキングがな
ければ漸減されていくから、ノツキングを生ずる
か否かの臨界点付近に点火時期を落ち着かせ、エ
ンジンの排気温度の上昇防止、出力の維持が図れ
る。

なお、上記リタードおよび過給圧は、ノツキン
グの頻度ではなく大きさに基いて制御を行なつて
もよく、また、第１と第２の期間はエンジンの種
類ないしは特性に応じて適宜変更することができ
る。

また、上記実施例では最初に設定した過給圧を
基準としてWFの数に応じ過給圧の低下量を決定
しているが、WFが立つた都度、前回の過給圧を
基準としてWFの数に応じ過給圧の低下量を決定
する（WFを積算していく）方式を採用してもよ
い。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の実施例を示し、第１図はエンジ
ンの制御装置の全体構成図、第２図は制御系のブ
ロツク図、第３図は制御のフロー図、第４図は制
御態様の一例を示す経時変化線図である。１……エンジン本体、４……過給機、８……吸
気通路、１２……排気通路、１７……ウエストゲ
ート弁、２０……デユーテイソレノイド弁、２１
……ノツクセンサ、２３……点火プラグ、２４…
…デイストリビユータ、２５……コントローラ。

Claims

【特許請求の範囲】

１過給機を備えたエンジンにおいて、このエン
ジンの点火時期を調節する点火時期調節手段と、
上記過給機による過給圧を調節する過給圧調節手
段と、エンジンのノツキングを検出するノツクセ
ンサと、第１の期間におけるノツクセンサの出力
を受けノツキングが検出されるときにこのノツク
センサの出力に応じて点火時期のリタード量を決
定して点火時期をリタードさせ上記ノツキングが
検出されないとき点火時期のリタード量を漸減さ
せるよう上記点火時期調節手段に点火時期制御信
号を出力する点火時期制御手段と、上記第１の期
間よりも長い第２の期間におけるノツクセンサの
出力を受けノツキングが検出されるときにこのノ
ツクセンサの出力に応じて過給圧の低下量を決定
し過給圧を低下させるよう上記過給圧調節手段に
過給圧制御信号を出力する過給圧制御手段と、こ
の過給圧制御手段による過給圧低下制御信号を受
けそのときの点火時期のリタード量を上記リター
ド量の漸減速度よりも速く低減させるよう上記点
火時期制御手段にリタード量低減信号を出力する
リタード量強制低減手段とを設けたことを特徴と
するエンジンの制御装置。