JPS58128457A - 内燃機関のノツキング制御装置 - Google Patents

内燃機関のノツキング制御装置

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JPS58128457A
JPS58128457A JP57009466A JP946682A JPS58128457A JP S58128457 A JPS58128457 A JP S58128457A JP 57009466 A JP57009466 A JP 57009466A JP 946682 A JP946682 A JP 946682A JP S58128457 A JPS58128457 A JP S58128457A
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knocking
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talc
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Keiso Takeda
啓壮 武田
Toshiyuki Hirata
平田 敏之
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Toyota Motor Corp
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Toyota Motor Corp
Toyota Jidosha Kogyo KK
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    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D19/00Controlling engines characterised by their use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures
    • F02D19/12Controlling engines characterised by their use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures peculiar to engines working with non-fuel substances or with anti-knock agents, e.g. with anti-knock fuel
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
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  • Engineering & Computer Science (AREA)
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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を抑制を計る方法に関
する。
機関の燃費向上を計るため、その圧縮比を上げて行くと
、特に低、中回転速縦領域においてスロットル弁が、大
きく開いた際にノッキングがしばしば発生する。従って
高圧縮比機関、ターフチャーツアー付機関等に2いては
、上述の如き運転領域でノッキング発生抑圧を行う必要
がある。その一つの方法として、ノッキングが発生する
と考えらnる領域(以下ノッキング発生領域と称する)
において、水、アルコール、水とアルコールとの混合体
等のノック抑制剤を機関に供給する方法がある。しかし
ながら、この種の方法によると、ノッキング抑制に適量
なノック抑制剤が実際に供給されたのか否かを検知する
ことができない。例えば、ノック抑制剤供給系の部品等
のバラツキ、長期間に用することによってそnら部品等
の経年変化、あるいは、ノック抑制剤目体の経年変化(
例えば、アルコールの4@にょる水とアルコールとの混
合比の変化)等により、適量と考えて供給したにもかか
わらず、実際には充分な量が供給されずにノッキングが
抑制されない如き状態が生ずる恐れがある。
従って本発明は上述の如き間4点を解消するものであり
、本発明の目的は、経年変化、バラツキ尋が存在しても
確実にノッキング発生を抑制することができるノッキン
グ制御方法を提供することにある。
上述の目的を達成する本発明の特徴は、機械的振動を電
気信号の振幅変動に変換する少なくとも1つの撮動検出
素子を機関本体に装着し、該振動検出素子からの電気信
号に応じてノッキング発生の有無を検出し、該検出した
ノッキング発生の有無に応じて、該機関に供給するノッ
ク抑制剤の量を制御せしめることにある。
以下図面を用いて本発明の詳細な説明する。
第1図には本発明の一実施例として、ノック抑制剤の供
給量をノックセンサと称する振動検出素子からの信号に
応じて制御するようにした内燃機関の一例が概略的に示
されて−る。同図に2いて。
lOは機関の吸気通路12の途中に設けらnたスロット
ル弁である。スロットル弁10の下流のサーノタンク1
4にはノック抑制剤用の電磁式噴射弁16が取付けらn
ている。この噴射弁16には。
タンク18内に満たされたノック抑制剤、例えば。
水、アルコール、あるいは水とアルコールとの混合体が
4ン7’20によって加圧され、導管22i介して印加
さnる。なお、24顛ノツク抑制剤の印加圧力を一定に
するための圧力調整弁である。
噴射弁16は、!vIIf14回路24よシ纏26t′
介して所定の噴射信号が印加されると、その信号に応じ
た量の加圧ノック抑制剤をサージタンク14内に連続的
もしくは間欠的に噴射する。
機関のシリンダブロック28には、例えば圧電素子るる
いは電磁素子等から構成され、機械的振動を電気的な振
幅変動に変換するノックセンサ30が取り付けられてい
る。ノックセンサ30からの検出信号は@32t−介し
て制御回路24に送り込まれる。
スロットル弁lOの下流の吸気通路12には、吸気管内
圧力を検出してその検出値に対応する電圧を発生する圧
力センサ34の圧力検出部が連通している。この圧力セ
ンサ34の出力電圧は、纏35に一介して制御回路24
に送り込まnる。
機関の7”(ストリピエータ36には、そのrイストリ
ピ瓢−夕軸36mが所定角度、例えばクランク角に換算
して30′″、回動する毎に角度位置信啼を発生するク
ランク角センナ38が設けられている。このクランク角
セ/す38からの角度信号は線40を介して制御回路2
4に送り込まれる。
制御回路24からは、線42を介してイグナイタ44に
点火信号が送り込まれ、ξれにより、イグナイタ44は
点火コイル46の一次電流の通電及びしヤ1rrt制−
する0点火コイル46から得られる高圧の二次電流はデ
ィストリビ為−タ36t−介して点火!ラグ48に送り
込まれる。
第2図は第1図の制御回路24の一例を表わすブロック
図である。
)Vクセフサ30及び圧力センサ34からの出力電圧は
、アナログマルチブレフサ機能を有するA/D変換器5
0に送シ込まれ、所定の変換周期で順次あるいは指定の
順序で2進信号に変換される。
クランク角センサ38からのクランク角306毎の角度
信号は、速度信号形成回路52に送り込まれ、さらに、
クランク角同期・割込み信号用に中央処理装置(CPU
)54に送り込まれる。この速度信号形成回路52は、
クランク角、30°毎の・上述の信号によって開閉制御
されるr−)と、このダートを通過す′るクロック発生
回路56からのクロックa4ルスの数を計数するカウン
タとを備えてお9゜機関の回転速度に応じた値を有する
2進の速度信号を形成する。
CPU54からパス58を介して、出力一一トωの所定
位置に噴射すべき量を表わす2進の噴射信号が与えらn
ると、駆動回路62は可変の−r&−ティ比を有する矩
形波状の噴射信号もしくは可変#を流n1Wr有する連
続的な噴射信号を−26を介して噴射弁16に送り込む
。こnKLす、噴射弁16は七の噴射111号のデエー
ティ比もしくは電流値に石じた流量のノック抑制剤t−
サーフタンク14内に吐出する。
点火制御回路64は、CPU54によりて周知の方法を
用いて算出される点火コイル64への通電開始時期に関
する出力データ、及び通電終了時期即ち点火時期に関す
る出力データをパス58を介してそれぞれ受は取る二つ
のレジスタと、各出力r−夕の指示する時点にそれぞれ
) リif/#ルスを発生するための二つの!リセツタ
ゾルダウンカウンタと、ダウンカウンタからの上述のト
リガ/ダルスによってセット、リセットされ、点火コイ
ルに通電すべき期間を表わす点火信号を発生させる7リ
ツグフロツグとを備えている。この種の点火制御回路は
fI4矧であり、形成さnた点火16号は、第1図に示
す点火lラグ48、ディストリピ1−タ36、及び点火
コイル46等から構成される装置回路と同じ機能icP
U54側がソフトウェアで実行するようにしても良い。
VD変換器50、速度信号形成回路52、出力dl’−
}60、及び点火制御回路64Fi、マイクロコンビ為
一夕の構成要素であるCPU54、リードオンリメモリ
(ROM) 6 8 、ランダムアクセスメモリ(RA
M) 7 0 、及びクロック発生回路56にパス58
t−介して接続されており,この・fス58を介してデ
ータの転送が行われる。
なお、第2図には示さnていないが、マイクロコンビ.
m−としては、入出力2111111回路、メモリ制御
回路等が周知の方法で設けられている。
ROMS8内には、後述するメイン処理ルーチングログ
ラムや周知の点火時期演算用割込み地理グログラム、そ
れらの演算に必要な種々のデータ、マツプ、テーブル等
があらかじめ格納されている。
なお、第2図では省略されているが、ノックセンサ30
の出力信号は,インピーダンス変換用の2177回路及
びノッキング個有の周波数(7〜8 kHz )が通過
帯域であるバンド/譬スフィルタ回路等を介してA/D
変換器5Gに送り込まれる.ま几、A/D変換器50の
応答特性がノックセンサ30の出力信号の変化に追従で
きない場合には,ノックセンサ30の出力1号の所定ク
ランク角期間のピークi+Jt検出するピークホールド
回路を設け、このピークホールド回路の出力をA/D変
換するように構成しても良い.さらにまた、後述するノ
ック判κ用比較基準値、即ちノックセンナ300出刀1
8号1直と比較する4準厘をノックセンサ300ノック
発生黒しの期間の出力信号値に応じて可変する如く構成
しても良い。
次に上述した1イクロコンピ轟一夕の処置内容について
d明する。
CPU54uそのメイン処理ルーチンの途中で、りるい
は、上述のピークホールド回路を備えたシステムにおい
ては所定の割込み処理ルーチンで第3図に示す処塩t−
実行する。まずステップ80において,A/D変換を行
った後RAM 7 0の所定線域に格納されているノッ
クセンサ30の出力信号に対応する入力r一タYENを
取シ込む。次のステラ7”81では、入力データ−冥と
比較基準値Bとの大小が比較され% VKM≧Bの場合
は、ノッキング発生有り、VHg(Bの場合はノッキン
グ発生黒しと判別する.m述の如く、この比較基準値B
は一定値であっても良いし、可変1直であっても良い。
ノッキング発生有シと判別した場合は,ステラf82へ
進み,ノック抑制剤の供給量に相当する噴射信号値TA
LCがその上限値AjlCnXを越えたか否かを判別す
るe TALCがその上限値TAIaCM▲X以下の場
合は,ステy 7’ 8 3に進んでTAII,C を
一定値α!だけ増大させ一次のステップ84でこのTA
LCを出力ーート60に送9出す。
これにより、ノック抑制剤の供給量が増量せしめられる
.このように、ノッキングが発生した場合は、ステラ7
”81.82.83及び84の経路でグログラムが実行
され、ノック抑制剤供給量が徐徐に増量せしめられる。
しかしながらI TALCがその上限値TALCMAI
を越えてもノッキングが発生している場合U、fc1グ
ラムはステツf82からステラf、85へ進み1点火時
期を遅角方向へ制御するためにその進角補正値Δ0を一
定値β1だけ減少させる。そnでもノッキング発生有り
の場合は、ステッf85t−通過する処理がmシ返して
行わn1点火時期は遅角方向へ徐々に制御される。
−万、ノッキング発生無しと、ステラ7”81で判別さ
れた場合は、上述の説明と全く逆の制御が行われる。即
ち、ステップ86で、TALCがその下限値TALCM
IN以下であるか否かが判別され、TALCがTAI、
CMINより大きい場合は、ステップ87でこのTAL
Cが一定値α3だけ減少せしめられる。
従って、ノッキング発生無しが続くと、ノック抑制剤の
供給量が徐々に減量せしめられ、その供給量の下限値、
一般的には零、tで減量せしめられた場合は、今度は、
点火時期が進角方向に徐々に?ff1Jl11せしめら
れる。これは、ステップ88において、進角補正値Δ#
を一定値β雪だけ増大させ、このステツf88を通る処
理を繰り返して行うこ第4図は、上述の進角補正値Δθ
を用いて点火時期演算を行う処理ルーチンを表わしてい
る。
CPU S 4は、クランク軸が所定の回転基準位置に
回動する毎にこの第4図の処理ルーチンt−実行する。
まずステップ90において、RAM70の所定領域に格
納されている吸気管内圧力Pに関するr−夕及び回転速
IfNに関するデータを取り込む。
次のステップ91においては、これらの堆り込んだデー
タから基本点火進角θ。ptを算出する。このθ。pt
o算出方法として種々の方法が知らnているが、例えば
ROMG3内にあらかじめ゛記憶されているθとPとに
対する#optのマツプから求めても艮い0次いで、ス
テップ92において、θ←0・。、t+Δtの演算が行
わn、点火時期がΔ0だけ進角せしめられる。ただし、
Δ0が負の場合は遅角されることになる0次いで、ステ
ップ93において、上−〇如く求めた0と基準角度位置
との間のクランク角が算出され、さらにその算出し九角
度だけクランク軸が回動するに要する時間が算出され、
この算出された時間が点火制御回路64内の!リセッタ
!ルダウ/カウンタのカウント値に換算される0次のス
テップ94では、このようにして得られた出力データが
点火制御回路64内のレジスタにセットされる。その結
果、点火時期が、0゜、を十Δθに対応する時期に制御
されることになる。
以上説明したように本発明では、ノックセンサによって
ノッキング発生の有無を検出し、その検出結果に応じて
ノック抑制剤の供給量を7(−ドパツク制御しているた
め、ノック抑制剤供給系の構成要素等に経年変化あるい
はt4ラツキが存在していても適切な量のノック抑制剤
が供給され、確実にノッキング発生の抑制を計ることが
できる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例の概略図、第2図は第1図の
制御回路のブロック図、第3図及び第4図ハIII鐸回
路内のマイクロコンビ為−夕の処理!ログラムの一部の
フローチャートである。 10・・・スロットル弁、12・・・吸気通路、16・
・・噴射弁、18−・タンク、20−・・−ンデ、22
・・・圧力調整弁、24・・・制御回路% 28−・・
シリングツロック、30−・・ノックセンサ、34・・
・圧力センナ、3B−・・クランク角センナ、46−・
・点火コイル、48−・・点火!フグ、 5o・−A/
D ’−変換器、52・・・速度信号形成回路、54−
CPU、60・・・出力I−ト、64・・・点火制御回
路、66・・・点火装置、68・・・ROM、70・・
・シM0 特許出願人 トヨタ自動車工業株式会社 特許出願代理人 弁理士  實 木   朗 弁理士 西舘和之 弁理士  山 口 昭 之

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、機械的振動を電気信号の振幅変動に変換する少なく
    とも1つの振動検出素子を機関本体に装着し、該振動検
    出素子からの電気信号に応じてノッキング発生のM#l
    を検出し、該検出したノッキング発生の有無に応じて、
    該機関に供給するノック抑制剤の量′fr制御せしめる
    ことt′特徴とする内燃機関のノッキング制御方法。 2、ノッキング発生有夛と検出した場合はノック抑制剤
    の供給量を徐々に増大せしめる特許請求の範囲第1項紀
    −のノッキング制御方法。 3、ノック抑制剤供給量が供給上限値に達してもノッキ
    ング発生有夛と検出した場合は点火時期全遅角方向に制
    御せしめる特許請求の範囲第2項記載のノッキング制御
    方法。 4、ノッキング発生無しと検出した場合はノック抑制剤
    の供給量を徐々に減少せしめる特許請求のIM第1項記
    載のノッキング制御方法。 5、ノック抑制剤供給量が供給下限値に達してもノッキ
    ング発生無しと検出した場合は点火時期を進角方向に制
    御せしめる特許請求の範囲第4項記載のノッキング制御
    方法。
JP57009466A 1982-01-26 1982-01-26 内燃機関のノツキング制御装置 Granted JPS58128457A (ja)

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JPH0337029B2 JPH0337029B2 (ja) 1991-06-04

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