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JPH0681948B2 - Knock control device for internal combustion engine with supercharger - Google Patents
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JPH0681948B2 - Knock control device for internal combustion engine with supercharger - Google Patents

Knock control device for internal combustion engine with supercharger

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Publication number
JPH0681948B2
JPH0681948B2 JP25116485A JP25116485A JPH0681948B2 JP H0681948 B2 JPH0681948 B2 JP H0681948B2 JP 25116485 A JP25116485 A JP 25116485A JP 25116485 A JP25116485 A JP 25116485A JP H0681948 B2 JPH0681948 B2 JP H0681948B2
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JP
Japan
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knock
correction amount
ignition timing
retard correction
supercharging pressure
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寛 原口
栄二 岩成
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Denso Corp
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は過給機付内燃機関のノックコントロール装置に
関する。
The present invention relates to a knock control device for an internal combustion engine with a supercharger.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

内燃機関の過給は機関の出力を高めるものであるが、ノ
ッキング現象も発生し易くなる。そこで、シリンダブロ
ック等に振動検出器からなるノックセンサを取付けてノ
ックを検出し、ノッキングを抑制するように機関を制御
するノックコントロール装置が用いられる。ノッキング
を抑制する方式として、過給圧を低下させるものと、点
火時期を遅角補正するものとが知られている。過給圧を
操作する方式は、排気温度が上昇しないという利点があ
るが、応答性が悪くノック検出後直ちにノッキングを抑
制できないという問題点があり、また、過給圧の低下に
よる出力の低下即ちトルク損失が大きいという問題点が
ある。これに対し、点火時期を操作する方式は、点火時
期の過度の遅れにより排気温度が上昇するという問題点
がある。これを改良するものとして点火時期操作と過給
圧操作とを連動させてノックコントロールする装置(特
開昭57−53968号)が提案されているが、未だに、トル
ク損失、排気温度の上昇及び応答性の3つの問題点をす
べて解決したノックコントロール装置は提案されていな
い。
Although supercharging of the internal combustion engine increases the output of the engine, a knocking phenomenon also easily occurs. Therefore, a knock control device is used in which a knock sensor including a vibration detector is attached to a cylinder block or the like to detect knock and control the engine so as to suppress knocking. Known methods of suppressing knocking include a method of lowering the supercharging pressure and a method of retarding the ignition timing. The method of operating the boost pressure has an advantage that the exhaust gas temperature does not rise, but has a problem that the response is poor and the knocking cannot be suppressed immediately after the knock is detected. There is a problem that the torque loss is large. On the other hand, the method of operating the ignition timing has a problem that the exhaust temperature rises due to an excessive delay of the ignition timing. To improve this, a device for knock control by linking ignition timing operation and supercharging pressure operation (Japanese Patent Laid-Open No. 57-53968) has been proposed, but it still has a torque loss, an increase in exhaust temperature and a response. A knock control device that solves all three problems of sex has not been proposed.

〔発明が解決しようとする問題点〕[Problems to be solved by the invention]

本発明は、上記の問題点を解決するためなされたもので
あり、トルク損失を最小限に抑え、排気温度の上昇を防
止し、かつ充分な応答性を備えたノックコントロール装
置を提供することを目的とする。
The present invention has been made to solve the above problems, and provides a knock control device that minimizes torque loss, prevents an increase in exhaust temperature, and has sufficient responsiveness. To aim.

〔発明の背景〕[Background of the Invention]

発明者らは過給圧と点火時期に対するトルク特性及びノ
ック特性を総合的に調査することにより次のことを発見
した。即ち、ノックを消去するためには点火時期のみを
操作する方がトルク損失が少なく、逆に、ノックが発生
しておらず、且つ、排気温度が問題にならない場合には
過給圧を上昇させた方がトルクの上昇が大きいという事
実である。この点について図面を参照し説明する。
The inventors discovered the following by comprehensively examining the torque characteristic and the knock characteristic with respect to the boost pressure and the ignition timing. That is, in order to eliminate the knock, it is less torque loss to operate only the ignition timing, and conversely, when the knock does not occur and the exhaust temperature is not a problem, increase the boost pressure. It is the fact that the increase in torque is larger. This point will be described with reference to the drawings.

第6図は過給圧を点火時期に対するトルク特性及びノッ
ク特性を示す特性図である。図中において実線で表示さ
れた曲線は、点火時期をパラメータとした過給圧に対す
るトルク曲線であり、点火時期(θ1〜θ4)が一定の
時は過給圧が高い程トルクが高く、過給圧が一定であれ
ば点火時期を進角側に(θ1〜θ4)進める程トルクが
高くなることを示している。破線で表示された曲線は、
同じノック状態が発生する過給圧及び点火時期の点を結
んだ等ノック線であり、KN1はノック無し若しくは極く
微小ノック状態を示すノック線を、KN2はトレースノッ
ク状態すなわち適度なノック状態を示す等ノック線を、
KN3はヘビーノック状態すなわち抑制しなければならな
い強いノック状態を示す等ノック線を示している。
FIG. 6 is a characteristic diagram showing the torque characteristic and the knock characteristic of the boost pressure with respect to the ignition timing. The curve shown by the solid line in the figure is a torque curve for the supercharging pressure with the ignition timing as a parameter. When the ignition timing (θ1 to θ4) is constant, the higher the supercharging pressure is, the higher the torque is. When the pressure is constant, the torque increases as the ignition timing is advanced (θ1 to θ4). The curve displayed with a broken line is
Kn1 is a knock line that connects the points of supercharging pressure and ignition timing where the same knock state occurs, KN1 is a knock line showing no knock or a very small knock state, KN2 is a trace knock state, that is, a moderate knock state. Show the equal knock lines,
KN3 shows iso-knock lines showing a heavy knock condition, ie, a strong knock condition that must be suppressed.

今、図中のA点に示す過給圧及び点火時期(θ3)で運
転していたとする。この時、A点はヘビーノック線KN3
上にあり、強いノックが発生する。そこで、ノックを消
去してトレースノック状態に移行するためには、点火時
期のみをθ3からθ2付近まで遅らせ、A点からトレー
スノック線KN2上のB点まで移行させる方法と、点火時
期はθ3に維持したまま過給圧のみを低下させ、A点か
らトレースノック線KN2上のC点に移行させる方法とが
ある。この場合、トルクは明らかにB点の方がC点より
高い。すなわち、ノックを消去するためには点火時期の
みを操作する方がトルク損失が少ないことが理解され
る。
It is now assumed that the vehicle is operating at the supercharging pressure and the ignition timing (θ3) indicated by point A in the figure. At this time, point A is the heavy knock line KN3
It is on the top and a strong knock occurs. Therefore, in order to erase the knock and shift to the trace knock state, only the ignition timing is delayed from θ3 to around θ2, and the ignition timing is set to θ3 from the point A to the point B on the trace knock line KN2. There is a method in which only the supercharging pressure is lowered while maintaining it and the point A is shifted to the point C on the trace knock line KN2. In this case, the torque is obviously higher at point B than at point C. That is, it is understood that the torque loss is smaller when only the ignition timing is operated in order to eliminate the knock.

一方、ノックがほとんど発生しないD点の条件下で運転
していた場合には、適度なノックが発生するまで即ちト
レースノック状態になるまで運転条件を変化させ、トル
クを増加させることができる。トレースノック状態に移
行するためには、点火時期のみをθ2からθ3付近まで
進め、D点からE点に移行させる方法と、過給圧のみを
上昇させ、D点からF点に移行させる方法がある。この
場合は、トルクはF点の方がE点より高い。すなわち、
ノックが発生しておらず且つ排気温度が問題にならない
場合には過給圧を上昇させた方がトルクの増加が大きい
ことが理解される。
On the other hand, when the vehicle is operating under the condition of point D where almost no knock occurs, the operating condition can be changed and the torque can be increased until a proper knock occurs, that is, until the trace knock state occurs. In order to shift to the trace knock state, there are a method of advancing only the ignition timing from θ2 to around θ3 and shifting from D point to E point, and a method of increasing only the boost pressure and shifting from D point to F point. is there. In this case, the torque at point F is higher than at point E. That is,
It is understood that when the knock does not occur and the exhaust gas temperature does not become a problem, the increase in the boost pressure increases the torque.

以上述べた第6図に示す特性は、静的なものではなく、
回転数等の機関の運転条件及び外気温度、湿度等の環境
条件の変化に応じて刻々に推移し変化する特性である。
それ故、ノックコントロールシステムでは単にノッキン
グ現象を回避するのみではなく、ノックを検出しながら
フィードバック制御をし、上記特性の推移に追従し、絶
えずトレースノック線上の排気温度が問題にならない限
度内で最もトルクの高い最高トルク点に追従するように
運転条件を制御することが望ましい。
The characteristics shown in FIG. 6 described above are not static,
It is a characteristic that changes and changes every moment according to changes in engine operating conditions such as the number of revolutions and environmental conditions such as outside temperature and humidity.
Therefore, the knock control system not only avoids the knocking phenomenon, but also performs feedback control while detecting the knock, follows the transition of the above characteristics, and constantly keeps the exhaust temperature on the trace knock line at the limit where it does not become a problem. It is desirable to control the operating conditions so as to follow the highest torque point where the torque is high.

〔問題点を解決するための手段〕[Means for solving problems]

本発明は、(1)上述の過給圧と点火時期に対するトル
ク特性及びノック特性の性質、(2)過給圧の操作は実
際に過給圧が変化するまで時間を要し応答性が悪いとい
う性質、(3)点火時期の遅角補正量が小さい時は排気
温度の上昇が問題にならないという性質、の3つの点に
着目したものである。
According to the present invention, (1) the characteristics of the torque characteristic and the knock characteristic with respect to the supercharging pressure and the ignition timing described above, and (2) the operation of the supercharging pressure requires time until the supercharging pressure actually changes, and the responsiveness is poor. The following three points are taken into consideration: (3) the property that (3) the exhaust gas temperature rise does not matter when the ignition timing retard correction amount is small.

そこで本発明では、ノックセンサと、点火時期制御手段
と、過給圧制御手段とを備え、ノックの発生状態に応じ
て点火時期を遅角方向に補正する遅角補正量と過給圧と
を制御するようにした過給機付内燃機関のノックコント
ロール装置において、ノック発生時に前記遅角補正量を
増加させる手段と、ノック非発生時に前記遅角補正量が
第1の所定値以下の場合には過給圧を増加させる手段
と、ノック非発生時に前記遅角補正量が第1の所定値以
上の場合にはその遅角補正量を減少させる手段と、排気
温度が上昇する運転条件の場合には過給圧を低下させる
手段とを備えることを特徴とする過給機付内燃機関のノ
ックコントロール装置が提供される。
Therefore, in the present invention, a knock sensor, an ignition timing control means, and a supercharging pressure control means are provided, and a retard correction amount and a supercharging pressure for correcting the ignition timing in the retard direction in accordance with a knocking occurrence state are provided. In a knock control device for an internal combustion engine with a supercharger, the means for increasing the retard correction amount when knock occurs, and the retard correction amount when the knock does not occur are equal to or less than a first predetermined value. Is a means for increasing the supercharging pressure, a means for decreasing the retard correction amount when the knock correction amount is equal to or more than a first predetermined value when no knock occurs, and an operating condition in which the exhaust temperature rises. A knock control device for an internal combustion engine with a supercharger is provided, which is provided with means for reducing the supercharging pressure.

〔作用〕[Action]

上記の構成によれば、点火時期の遅角補正量の大小によ
りノックコントロールの操作対象を異にする。ノックが
発生しない時には、その時の遅角補正量が小さければ過
給圧が操作対象に選ばれ、その時の遅角補正量が大きけ
れば点火時期が即ちその遅角補正量自身が操作対象にな
る。ノックの発生時には、その時の遅角補正量の大小に
かかわらずその遅角補正量が操作対象になる。すなわ
ち、ノックが発生した場合には、遅角補正量が増加され
点火時期を遅角させることにより素早くノックを消去
し、この時のトルク損失も最小にする。その結果、排気
温度が上昇する運転条件に突入した場合には過給圧が低
下させられ、その運転条件からの脱出が図られ排気温度
の上昇を回避する。一方、ノックがほとんど発生しない
場合には、過給圧が増加され大きなトルク上昇を得る。
また、遅角補正量が大きい場合には、トレースノック線
上付近にいると考えられ、点火時期操作のみの一般的な
ノックコントロールが行なわれる。
According to the above configuration, the knock control operation target is different depending on the magnitude of the ignition timing retard correction amount. When knock does not occur, if the retard correction amount at that time is small, the boost pressure is selected as the operation target, and if the retard correction amount at that time is large, the ignition timing, that is, the retard correction amount itself becomes the operation target. When a knock occurs, the retard correction amount becomes the operation target regardless of the magnitude of the retard correction amount at that time. That is, when a knock occurs, the retard correction amount is increased to retard the ignition timing to quickly eliminate the knock, and the torque loss at this time is also minimized. As a result, when the operating condition in which the exhaust gas temperature rises is entered, the supercharging pressure is lowered, escape from the operating condition is achieved, and the exhaust gas temperature rise is avoided. On the other hand, when knock is hardly generated, the boost pressure is increased and a large torque increase is obtained.
If the retard correction amount is large, it is considered that the vehicle is near the trace knock line, and general knock control is performed only by operating the ignition timing.

このようにして、点火時期及び過給圧をトレースノック
線上の排気温度が問題にならない限度内での最高トルク
点付近に追従するように制御することができるから、ト
ルク損失の少ないノックコントロールを実現することが
できる。
In this way, the ignition timing and supercharging pressure can be controlled so as to follow the vicinity of the maximum torque point within the limit where the exhaust temperature on the trace knock line does not matter, so knock control with less torque loss is realized. can do.

〔実施例〕〔Example〕

本発明の実施例について図面に従って具体的に説明す
る。
Embodiments of the present invention will be specifically described with reference to the drawings.

第1図は全体構成図であり、1はエンジン本体、2は過
給機、3は電子制御装置である。吸気マニホールドの各
気筒吸気ポートの近くに電磁作動式の燃料噴射弁4が配
設されている。各燃料噴射弁4には図示しない燃料ポン
プから一定圧に調整された燃料が圧送され、燃料噴射弁
4を作動させ開弁する時間によって噴射量が制御される
ようになっている。各気筒に設けられた点火プラグ5に
配電するディストリビュータ6は周知の如くクランク軸
の2回転に1回転せられるもので、内部にはクランク軸
の特定位置を検出する基準角センサ7及びエンジンの回
転を検出して一定クランク角毎に出力信号を発生する回
転角センサ8を備えている。ディストリビュータ6に接
続される点火コイル9は、点火コイル9への通電遮断を
行うイグナイタ10と一体に構成されている。
FIG. 1 is an overall configuration diagram, 1 is an engine body, 2 is a supercharger, and 3 is an electronic control unit. An electromagnetically-operated fuel injection valve 4 is arranged near each cylinder intake port of the intake manifold. Fuel adjusted to a constant pressure is pressure-fed to each fuel injection valve 4 from a fuel pump (not shown), and the injection amount is controlled by the time during which the fuel injection valve 4 is operated and opened. As is well known, the distributor 6 that distributes power to the spark plug 5 provided in each cylinder is rotated once every two rotations of the crankshaft. Inside, there is a reference angle sensor 7 for detecting a specific position of the crankshaft and rotation of the engine. And a rotation angle sensor 8 for generating an output signal for each constant crank angle. The ignition coil 9 connected to the distributor 6 is configured integrally with an igniter 10 that cuts off the power supply to the ignition coil 9.

また、圧電形の振動検出器であるノックセンサ11がシリ
ンダブロックに取付られ、エンジンの振動波形を検出す
る。ノックセンサ11は圧電形の他、動電形、ピエゾ抵抗
形、ひずみゲージ形等何を用いてもよいことは勿論であ
る。
A knock sensor 11, which is a piezoelectric vibration detector, is attached to the cylinder block to detect the vibration waveform of the engine. It is needless to say that the knock sensor 11 may be of electrokinetic type, piezoresistive type, strain gauge type, or the like, other than the piezoelectric type.

過給機2のタービン12は排気通路13に設けられ、コンプ
レッサ14は吸気通路15に設けられる。タービン12をバイ
パスするバイパス通路46にウェイストゲート弁17が設け
られている。ウェイストゲート弁17はダイアフラム式の
アクチュエータ18により作動し、バイパス通路16の開度
を調整する。ダイアフラム式アクチュエータ18のダイア
フラム室は圧力導管19によりコンプレッサ14下流の吸気
通路20に連通され、コンプレッサ14により加圧された吸
気が導かれる。また、圧力導管19はその途中から電磁弁
21を介してコンプレッサ上流の吸気通路15に連通されて
いる。そして、電子制御装置3からオンオフ制御信号が
出力されると電磁弁21がオンオフ駆動され、そのオンオ
フ制御信号のデューティ比によって電磁弁21の実効的な
開度が制御され、ダイアフラム式アクチュエータ18に作
動する圧力が制御される。電磁弁21の開時間の比率が高
い程上流の吸気通路15に逃げる空気量が増加し、下流の
吸気通路20の圧力、即ち加給圧がより高くなるまでウェ
イストゲート弁17が作動しないことになる。従って、電
磁弁21の実効的な開度により機関への加給圧が制御さ
れ、開度が大きい程、即ちオンオフ制御信号のデューテ
ィ比が高く電磁弁21の開時間の比率が高い程、高い加給
圧に制御される。ここでは電磁弁21にオンオフ型の電磁
弁を用いたが、電圧に比例した開度調整機能を持つ制御
弁を用いることが可能である。
The turbine 12 of the supercharger 2 is provided in the exhaust passage 13, and the compressor 14 is provided in the intake passage 15. A wastegate valve 17 is provided in a bypass passage 46 that bypasses the turbine 12. The waste gate valve 17 is operated by a diaphragm type actuator 18 to adjust the opening degree of the bypass passage 16. The diaphragm chamber of the diaphragm type actuator 18 is communicated with the intake passage 20 downstream of the compressor 14 by the pressure conduit 19, and the intake air pressurized by the compressor 14 is guided. In addition, the pressure conduit 19 is a solenoid valve
It communicates with the intake passage 15 upstream of the compressor via 21. When the ON / OFF control signal is output from the electronic control unit 3, the solenoid valve 21 is driven ON / OFF, the effective opening of the solenoid valve 21 is controlled by the duty ratio of the ON / OFF control signal, and the diaphragm actuator 18 is actuated. The pressure applied is controlled. The higher the ratio of the opening time of the solenoid valve 21, the larger the amount of air that escapes to the upstream intake passage 15, and the wastegate valve 17 does not operate until the pressure in the downstream intake passage 20, that is, the boost pressure becomes higher. . Therefore, the supply pressure to the engine is controlled by the effective opening of the solenoid valve 21, and the larger the opening, that is, the higher the duty ratio of the on / off control signal and the higher the ratio of the opening time of the solenoid valve 21, the higher the supply. Controlled by pressure. Here, an on / off type solenoid valve is used as the solenoid valve 21, but a control valve having an opening adjustment function proportional to the voltage can be used.

エンジンの運転状態を検出するため、吸気通路15,20に
吸入空気量を検出するエアフローメータ22、吸気温度を
検出する吸気温センサー23、それにスロットル弁の開度
を検出するスロットル弁開度センサ24が設けられ、エン
ジン本体1には冷却水温センサ24が、排気通路には排気
ガスの酸素濃度を検出し空燃比を知らせるO2センサ26が
設けられている。
In order to detect the operating state of the engine, an air flow meter 22 that detects the amount of intake air in the intake passages 15 and 20, an intake temperature sensor 23 that detects the intake temperature, and a throttle valve opening sensor 24 that detects the opening of the throttle valve. The engine body 1 is provided with a cooling water temperature sensor 24, and the exhaust passage is provided with an O 2 sensor 26 for detecting the oxygen concentration of exhaust gas and notifying the air-fuel ratio.

第2図は電子制御装置3の詳細構成及び各機器との接続
を示すブロック図である。
FIG. 2 is a block diagram showing the detailed configuration of the electronic control unit 3 and the connection with each device.

電子制御装置3は制御用のマイクロコンピュータ30を備
える。
The electronic control unit 3 includes a control microcomputer 30.

基準角センサ7及び回転角センサ8は電磁ピックアップ
式の検出器であり、それぞれの出力信号は波形整形回路
31、32によりパルス状に整形され、それぞれ基準角信号
及び回転角信号としてマイクロコンピュータ30に入力さ
れる。また、運転状態を検出する各センサ22〜26からの
信号がマイクロコンピュータ30のデジタル入力又はアナ
ログ入力端子に入力される。
The reference angle sensor 7 and the rotation angle sensor 8 are electromagnetic pickup type detectors, and their output signals are waveform shaping circuits.
It is shaped into a pulse by 31 and 32, and is input to the microcomputer 30 as a reference angle signal and a rotation angle signal, respectively. Further, the signals from the respective sensors 22 to 26 for detecting the operating state are input to the digital input or analog input terminal of the microcomputer 30.

ノックセンサ11の出力信号はノック検出回路33に入力さ
れる。このノック検出回路33にはノック特有の周波数帯
域(一般には6〜9KHZ)だけを取り出すためのバンドパ
スフィルタ、このフィルタの信号を整流・積分してセン
サ信号の平均値をとり出すための平均化回路、この平均
値信号を基にノック判定レベルを作成するための判定レ
ベル作成回路、この判定レベルとフィルタ通過後の出力
をノック検出するためのコンパレータ、このコンパレー
タ出力を一定時間引きのばすための単安定マルチバイプ
レータが組み込まれている。ノック検出回路33では所定
強度以上のノックを検出し、ノックの有無を知らせるデ
ィジタル信号をマイクロコンピュータ30に入力する。
The output signal of knock sensor 11 is input to knock detection circuit 33. The knock detection circuit 33 includes a bandpass filter for extracting only the frequency band (generally 6 to 9 KHZ) peculiar to the knock, and averaging for extracting the average value of the sensor signal by rectifying and integrating the signal of this filter. Circuit, a decision level creation circuit for creating a knock decision level based on this average value signal, a comparator for knock detection of this decision level and the output after passing the filter, and a single unit for extending this comparator output for a certain period of time. It incorporates a stable multi-by-plater. The knock detection circuit 33 detects a knock having a predetermined intensity or more, and inputs a digital signal indicating the presence or absence of the knock to the microcomputer 30.

マイクロコンピュータ30は基準角センサ7及び回転角セ
ンサ8からの回転角情報と、各種運転状態センサ22〜26
からの運転状態情報とに基いて燃費及び出力トルク等の
性能が最良となる点火時期を算出し、その点火時期をノ
ックセンサ11からのノッキング情報に基いて補正し、点
火信号を出力する。そして、イグナイタ10を駆動し点火
コイル9に通電し、演算された点火時期に通電を遮断す
ることにより通電遮断時に発生する高電圧をディストリ
ビュータ6を経由して所定の気筒の点火プラグ5に導
き、各気筒に順次点火する。また、マイクロコンピュー
タ30は最適な過給圧を算出し、電磁弁21へのオンオフ制
御信号のデューティ比を変化させて過給圧を制御する。
さらに、マイクロコンピュータ30は算出した燃料噴射量
に対応したパルス幅でもって所定のクランク角位置に噴
射信号を出力し、各気筒毎に燃料噴射弁4を開弁して燃
料を噴射する。
The microcomputer 30 uses the rotation angle information from the reference angle sensor 7 and the rotation angle sensor 8 and various operating state sensors 22 to 26.
Based on the driving state information from the engine, the ignition timing at which the performance such as fuel consumption and output torque is the best is calculated, the ignition timing is corrected based on the knocking information from the knock sensor 11, and the ignition signal is output. Then, the igniter 10 is driven to energize the ignition coil 9, and the energization is cut off at the calculated ignition timing to guide the high voltage generated at the time of deenergization to the ignition plug 5 of the predetermined cylinder via the distributor 6, Ignite each cylinder in turn. Further, the microcomputer 30 calculates the optimum boost pressure and changes the duty ratio of the on / off control signal to the solenoid valve 21 to control the boost pressure.
Further, the microcomputer 30 outputs an injection signal at a predetermined crank angle position with a pulse width corresponding to the calculated fuel injection amount, and opens the fuel injection valve 4 for each cylinder to inject fuel.

マイクロコンピュータ30の内部構成について簡単に説明
する。8ビット構成の中央処理ユニット(CPU)41にはC
PUバス42を介して、制御プログラム及び演算に必要な定
数を記憶しておく読出し専用メモリ(ROM)43、演算デ
ータを一時記憶する一時記憶メモリ(RAM)44、CPU41に
は割込制御を行なわせるための割込制御部45、CPU動作
の基本周期となるクロック周期毎に1つづつカウント値
が上るように構成された16ビットのタイマ46、マルチプ
レクサ47で選択されたアナログ信号をデジタル信号に変
換するA−D変換器48、デジタル信号のための入力ポー
ト49、そしてデジタル信号を出力するための出力ポート
50が接続されている。アナログ信号が入力されるマルチ
プレクサ47には、エアフロメータ22、吸気温センサ23、
及び冷却水温センサ25からの信号が入力される。入力ポ
ート49には、スロットル弁開度センサ24からの2ビット
の接点信号、及びO2センサ26からのリッチリーン信号が
入力される。出力ポート50からは、イグナイタ10への点
火信号、燃料噴射弁4への噴射信号、電磁弁21へのオン
オフ制御信号、及びマルチプレクサ47への制御信号が出
力される。割込制御部45には基準角センサ7及び回転角
センサ8からの基準角信号及び回転角信号が入力され
る。タイマ46と割込制御部45によってエンジン回転数、
及びクランク角度位置が次のようにして検出される。す
なわち基準角センサ7からの基準角信号により割込が発
生することにCPU41はタイマ46のカウント値を読み出
す。タイマ46のカウント値はクロック周期(たとえば1
μs)毎に上っていくため、今回の割込時のカウント値
と先回の割込時のカウント値との差を計算することによ
り、基準角信号の時間間隔すなわちエンジン1回転に要
する時間が計測できる。こうしてエンジン回転数が求め
られる。また、クランク角度位置は、回転角センサ8か
らの回転角信号が一定クランク角度(たとえば30゜CA)
毎に出力されるので基準角センサ7からの基準角信号
(たとえば上死点位置)を基準にしてそのときのクラン
ク角度を30゜CA単位で知ることができる。この30゜CA毎
の回転角信号は点火信号発生の基準点に使用される。
The internal configuration of the microcomputer 30 will be briefly described. The central processing unit (CPU) 41 of 8-bit configuration has C
Via the PU bus 42, a read-only memory (ROM) 43 for storing control programs and constants necessary for calculation, a temporary storage memory (RAM) 44 for temporarily storing calculation data, and interrupt control for the CPU 41 An interrupt control unit 45 for controlling the CPU, a 16-bit timer 46 configured to increase the count value by one for each clock cycle that is a basic cycle of CPU operation, and an analog signal selected by a multiplexer 47 into a digital signal. A / D converter 48 for conversion, input port 49 for digital signals, and output port for outputting digital signals
50 connected. The multiplexer 47 to which the analog signal is input has an air flow meter 22, an intake air temperature sensor 23,
Also, a signal from the cooling water temperature sensor 25 is input. A 2-bit contact signal from the throttle valve opening sensor 24 and a rich lean signal from the O 2 sensor 26 are input to the input port 49. From the output port 50, an ignition signal to the igniter 10, an injection signal to the fuel injection valve 4, an on / off control signal to the solenoid valve 21, and a control signal to the multiplexer 47 are output. The reference angle signal and the rotation angle signal from the reference angle sensor 7 and the rotation angle sensor 8 are input to the interrupt control unit 45. The engine speed by the timer 46 and the interrupt control unit 45,
And the crank angle position is detected as follows. That is, the CPU 41 reads the count value of the timer 46 when the reference angle signal from the reference angle sensor 7 causes an interrupt. The count value of the timer 46 is the clock cycle (for example, 1
μs), the time interval of the reference angle signal, that is, the time required for one revolution of the engine, is calculated by calculating the difference between the count value at this interrupt and the count value at the previous interrupt. Can be measured. In this way, the engine speed is obtained. The crank angle position is determined by the rotation angle signal from the rotation angle sensor 8 at a constant crank angle (for example, 30 ° CA).
Since it is output every time, the crank angle at that time can be known in units of 30 ° CA with reference to the reference angle signal (for example, the top dead center position) from the reference angle sensor 7. This rotation angle signal for every 30 ° CA is used as a reference point for generating an ignition signal.

以上の構成に基いて本発明に係るノックコントロール装
置の作動について説明する。
The operation of the knock control device according to the present invention will be described based on the above configuration.

第3図及び第4図はマイクロコンピュータ30での実際の
処理を示すフローチャートである。
3 and 4 are flowcharts showing the actual processing in the microcomputer 30.

内燃機関が起動し点火時期演算の割込が行なわれると、
ステップ100より割込み処理がスタートされる。ステッ
プ101で回転数N及び負荷Q/N(=吸入空気量Q/回転数
N)が算出される。ステップ102では、ステップ101で算
出された回転数N、負荷Q/Nをもとに予かじめ記憶され
ている基本点火時期及び基本噴射時間のマップを検索補
間し、基本点火時期θ及び基本噴射時間が算出され
る。また、ノックセンサ11以外の各種運転状態センサ22
〜26からの情報による点火時期の進角遅角補正量及び噴
射時間の修正が同時に行なわれる。次にステップ103に
て、基本の過給圧を設定するための基本デューティ比が
計算される。基本デューティ比は回転数Nをもとに予か
じめ記憶されているテーブル値を検索補間して算出され
る。
When the internal combustion engine is started and the ignition timing calculation is interrupted,
Interrupt processing starts from step 100. In step 101, the rotation speed N and the load Q / N (= intake air amount Q / rotation speed N) are calculated. In step 102, the map of the basic ignition timing and the basic injection time stored in advance based on the rotation speed N and the load Q / N calculated in step 101 is searched and interpolated to obtain the basic ignition timing θ B and the basic ignition timing. The injection time is calculated. In addition, various operating state sensors 22 other than knock sensor 11
The corrections of the ignition timing advance / retardation amount and the injection time are simultaneously performed based on the information from ~ 26. Next, at step 103, the basic duty ratio for setting the basic supercharging pressure is calculated. The basic duty ratio is calculated by searching and interpolating a stored table value based on the rotation speed N.

次にステップ104において現在の運転条件がノックコン
トロール実行条件下であるかどうかを判別する。たとえ
ばエンジンの負荷が軽い場合にはほとんどノックはおこ
り得ず、しかもこの軽負荷も無理にノックコントロール
すればかえって出力、燃費等が低下してしまうのは一般
的に知られていることである。本実施例においてはエン
ジンの負荷Q/Nが所定値以上の場合のみノックコントロ
ールを実行することにしている。その他のエンジン回転
数による制限を設けることも考えられる。
Next, at step 104, it is judged if the current operating condition is the knock control execution condition. For example, it is generally known that when the load of the engine is light, knocking hardly occurs, and if the light load is forcibly controlled to knock, the output, fuel consumption, etc. are rather lowered. In this embodiment, knock control is executed only when the engine load Q / N is equal to or greater than a predetermined value. It is also conceivable to set a limit by other engine speed.

ノックコントロール実行条件下であると判断された場合
にはステップ105においてノックコントロールによる点
火時期の遅角補正量の計算及び過給圧の補正を行う。そ
して、次のステップ106にて最終点火時期及び過給圧を
設定する最終デューティ比が計算される。最終点火時期
は(修正された基本点火時期)−(遅角補正量)として
計算される。
If it is determined that the knock control execution condition is satisfied, in step 105, the ignition timing retard correction amount is calculated and the boost pressure is corrected by the knock control. Then, in the next step 106, the final duty ratio for setting the final ignition timing and the boost pressure is calculated. The final ignition timing is calculated as (corrected basic ignition timing)-(retard correction amount).

本発明の特徴部分であるステップ105の詳細について第
4図を参照し説明する。
Details of step 105, which is a feature of the present invention, will be described with reference to FIG.

まず、ステップ201では、ノック検出回路33の出力によ
りノック発生の有無を判定する。ノック有りと判定され
た場合はステップ202に進み、点火時期の遅角補正量R
を所定角度ΔRだけ増大する。そして、ステップ203で
現在過給圧を増加中か否かを調べ、増加中であればステ
ップ204で過給圧の増加を停止する。一方、ステップ201
でノックなしと判定された場合にはステップ205に進
み、ノックなしが所定時間T(一般的には0.5秒〜1秒
程度が好適である)以上継続したか否かを判別する。ノ
ックなしの状態が未だ所定時間T以上続いていなければ
ステップ206に進み、現在の遅角補正量Rを保持する。
ノックなしの状態が所定時間T以上継続しておればスス
テップ207に進む。ステップ207では、過給圧増加許可域
であるか否かを後述するステップ211で設定されるフラ
グを調べることにより調べられる。過給圧増加許可域で
あればステップ208に進み、過給圧の増加を開始する。
過給圧の増加は次にノックが発生し、前述したステップ
204で過給圧の増加が停止されるまで徐々に増加され
る。過給圧増加許可域でなければステップ209に進み、
遅角補正量Rを所定角度Δrだけ減少する。遅角補正量
Rが0になれば、そのまま0の値とし負の値にはしな
い。遅角補正量Rを増減する所定角度ΔR、Δrは一般
的には1゜CA(クランク角)程度が好適である。
First, in step 201, the presence or absence of knock is determined by the output of the knock detection circuit 33. If it is determined that there is knocking, the routine proceeds to step 202, where the ignition timing retard correction amount R
Is increased by a predetermined angle ΔR. Then, in step 203, it is checked whether or not the supercharging pressure is currently being increased. If the supercharging pressure is currently increasing, then in step 204, the supercharging pressure is stopped from increasing. On the other hand, step 201
When it is determined that there is no knock in step 205, the process proceeds to step 205, and it is determined whether or not there is no knock for a predetermined time T (generally, 0.5 second to 1 second is suitable). If the state without knocking has not continued for the predetermined time T or more, the routine proceeds to step 206, where the current retard correction amount R is held.
If the state without knocking continues for a predetermined time T or more, the process proceeds to step 207. In step 207, it is checked whether or not it is in the boost pressure increase permission range by checking the flag set in step 211 described later. If it is in the boost pressure increase permission range, the routine proceeds to step 208, where the boost pressure is started to increase.
When the boost pressure is increased, the next knock occurs.
At 204, the boost pressure is gradually increased until it stops. If it is not in the boost pressure increase permission range, proceed to step 209,
The retard correction amount R is decreased by a predetermined angle Δr. When the retard correction amount R becomes 0, the value is set to 0 as it is and is not set to a negative value. The predetermined angles ΔR and Δr for increasing / decreasing the retard correction amount R are generally preferably about 1 ° CA (crank angle).

次にステップ210にて、上記のようにして設定された遅
角補正量Rの大小判別を行う。
Next, at step 210, the magnitude of the retard correction amount R set as described above is discriminated.

遅角補正量Rが小さく、0に近い第1の設定値R1以下の
場合(R<R1)にはステップ211に進み、過給圧の増加
を許可する。遅角補正量Rが所定範囲内(R1≦R≦R2)
の場合には適度な過給圧と判断してステップ212に進
み、現在の過給圧を保持する。遅角補正量Rが大きく、
第2の所定値R2以上の場合(R2<R)には、排気温度が
問題になる運転条件であると判断してステップ213に進
み、過給圧を徐々に低下させるべくオンオフ制御信号の
デューティ比を補正する。遅角正量Rの大小を判別する
第1の所定値R1は2゜CAに、第2の所定値R2は7゜CA程
度に設定するのが好適であった。
When the retard correction amount R is small and is less than or equal to the first set value R1 close to 0 (R <R1), the process proceeds to step 211, and the increase of the supercharging pressure is permitted. The retard correction amount R is within the predetermined range (R1 ≦ R ≦ R2)
In this case, it is determined that the boost pressure is appropriate, and the routine proceeds to step 212, where the current boost pressure is maintained. The retard correction amount R is large,
If the second predetermined value R2 or more (R2 <R), it is determined that the exhaust temperature is a problematic operating condition, and the process proceeds to step 213, where the duty of the on / off control signal is gradually reduced to gradually reduce the supercharging pressure. Correct the ratio. It is preferable that the first predetermined value R1 for discriminating the magnitude of the positive retardation amount R is set to 2 ° CA and the second predetermined value R2 is set to about 7 ° CA.

第5図は上述のようにして制御される過給圧Paと遅角補
正量Rの推移の一例を示すタイミングチャートである。
FIG. 5 is a timing chart showing an example of changes in the supercharging pressure Pa and the retard correction amount R controlled as described above.

ノックが発生すると遅角補正量Rが所定角度ΔRだけ増
加され点火時期が遅角補正される(第5図の301)。そ
の後ノックなしの状態が所定時間Tだけ続く過給圧Paの
増加が開始される(第5図の302)。過給圧Paの増加に
よりノックが発生すると過給圧Paの上昇が停止されると
共に、遅角補正量Rも増加される(第5図の303)。こ
うして、ノックの発生毎に遅角補正量Rが増大され、遅
角補正量Rが第1の所定値R1を超えると過給圧Paの増大
が禁止され遅補正量Rのみが操作され増減される(第5
図の304)。しかし、ノックが頻発し遅角補正量Rが増
大して第2の所定値R2が超過すると、過給圧Paが徐々に
低下される(第5図の305)。過給圧Paの低下によりノ
ックが抑制されると、所定時間T毎に遅角補正量が減少
され点火時期が進められる(第5図の306)。
When a knock occurs, the retard correction amount R is increased by a predetermined angle ΔR and the ignition timing is retarded (301 in FIG. 5). Then, the boost pressure Pa starts to increase for a predetermined time T without knocking (302 in FIG. 5). When knock occurs due to the increase of the supercharging pressure Pa, the rise of the supercharging pressure Pa is stopped and the retard correction amount R is also increased (303 in FIG. 5). In this way, the retard correction amount R is increased each time a knock occurs, and when the retard correction amount R exceeds the first predetermined value R1, the supercharging pressure Pa is prohibited from increasing and only the delay correction amount R is operated to be increased or decreased. (Fifth
304). However, when knocking occurs frequently and the retard correction amount R increases and the second predetermined value R2 is exceeded, the supercharging pressure Pa is gradually reduced (305 in FIG. 5). When the knock is suppressed due to the decrease of the supercharging pressure Pa, the retard correction amount is decreased every predetermined time T and the ignition timing is advanced (306 in FIG. 5).

このようにして、常に遅角補正量Rが所定の範囲内(R1
≦R≦R2)になるように操作し、点火時期及び過給圧を
適度なノックを発生しているトレースノック線(第6図
のKN3線)上の排気温度が問題にならない限度内での最
高トルク点(たとえば第6図のF点)付近に常に追従す
るように制御することができるから、トルクメリットの
大きなノックコントロールが実現できる。
In this way, the retard correction amount R is always within the predetermined range (R1
≦ R ≦ R2), and within the limit where the exhaust temperature on the trace knock line (KN3 line in Fig. 6) that generates appropriate knock for ignition timing and boost pressure is not a problem. Since the control can be performed so as to always follow the vicinity of the maximum torque point (for example, point F in FIG. 6), knock control with a large torque merit can be realized.

以上述べた実施例では排気温度が上昇する運転条件を遅
角補正量Rの大小によって判定しているが、排気温度セ
ンサを用いて直接排気温度を検出し、排気温度が所定温
度以上に上昇した場合には過給圧を低下させるようにす
ることも可能であり、むしろ望ましいことである。しか
しながら、現在のところ精度、耐久性及び価格を満足す
る排気温度センサを見出すことができず、前記実施例の
ように遅角補正量から判定する方が実用に適している。
もちろん、近い将来にはそのような排気温度センサが開
発されるであろうから、その場合には排気温度センサを
用いた実施例が本発明のより好適な実施例となる。
In the above-described embodiment, the operating condition in which the exhaust gas temperature rises is determined by the magnitude of the retard correction amount R, but the exhaust gas temperature is directly detected by using the exhaust gas temperature sensor, and the exhaust gas temperature rises above the predetermined temperature. In some cases it may be possible, but rather desirable, to reduce the boost pressure. However, at present, it is not possible to find an exhaust gas temperature sensor that satisfies the accuracy, durability and price, and it is more practical to make a determination from the retard correction amount as in the above embodiment.
Of course, such an exhaust temperature sensor will be developed in the near future, and in that case, an embodiment using the exhaust temperature sensor is a more preferable embodiment of the present invention.

〔発明の効果〕〔The invention's effect〕

以上説明したように、本発明によれば、ノックの発生に
は素早く応答しノックを抑制しながら、点火時期及び過
給圧をトレースノック線上の排気温度が問題にならない
限度内での最高トルク点付近に追従させ制御することが
できるから、トルク損失を最小限に抑え、排気ガス温度
の上昇を防止し、かつ応答性のよいノックコントロール
を行うことができるという優れた効果がある。
As described above, according to the present invention, the ignition timing and the supercharging pressure are traced in response to the occurrence of knocking while suppressing the knocking, and the maximum torque point within the limit in which the exhaust temperature on the knock line does not matter. Since the control can be made to follow the vicinity, torque loss is minimized, exhaust gas temperature rise is prevented, and knock control with good responsiveness can be performed.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

第1図乃至第5図は本発明の一実施例を示し、第1図は
全体構成図、第2図は電子制御装置を示すブロック図、
第3図及び第4図はマイクロコンピュータでの処理を示
すフローチャート、第5図は遅角補正量と過給圧との推
移を示すタイミングチャートであり、第6図は過給圧と
点火時期に対するトルク特性及びノック特性を示す特性
図である。 1……エンジン本体、2……過給機、3……電子制御装
置、5……点火プラグ、6……ディストリビュータ、7
……基準角センサ、8……回転角センサ、11…ノックセ
ンサ、12……タービン、14……コンプレッサ、16……バ
イパス通路、17……ウェイストゲート弁、18……ダイア
フラム式アクチュエータ、21……電磁弁、30……マイク
ロコンピュータ、33……ノック検出回路。
1 to 5 show an embodiment of the present invention, FIG. 1 is an overall configuration diagram, and FIG. 2 is a block diagram showing an electronic control unit.
3 and 4 are flowcharts showing the processing by the microcomputer, FIG. 5 is a timing chart showing the transition of the retard correction amount and the boost pressure, and FIG. 6 is a graph showing the boost pressure and the ignition timing. It is a characteristic view showing a torque characteristic and a knock characteristic. 1 ... Engine body, 2 ... Supercharger, 3 ... Electronic control device, 5 ... Spark plug, 6 ... Distributor, 7
…… Reference angle sensor, 8 …… Rotation angle sensor, 11… Knock sensor, 12 …… Turbine, 14 …… Compressor, 16 …… Bypass passage, 17 …… Waste gate valve, 18 …… Diaphragm actuator, 21… … Solenoid valve, 30 …… Microcomputer, 33 …… Knock detection circuit.

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】ノックセンサと、点火時期制御手段と、過
給圧制御手段とを備え、ノックの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量と過給圧とを制御
するようにした過給機付内燃機関のノックコントロール
装置において、 ノック発生時に前記遅角補正量を増加させる手段と、 ノック非発生時に前記遅角補正量が第1の所定値以下の
場合には過給圧を増加させる手段と、 ノック非発生時に前記遅角補正量が第1の所定値以上の
場合にはその遅角補正量を減少させる手段と、 排気温度が上昇する運転条件の場合には過給圧を低下さ
せる手段とを備えることを特徴とする過給機付内燃機関
のノックコントロール装置。
1. A knock sensor, an ignition timing control means, and a supercharging pressure control means are provided, and a retard correction amount and a supercharging pressure for correcting the ignition timing in a retard direction in accordance with a knocking occurrence state are provided. In a knock control device for an internal combustion engine with a supercharger, a means for increasing the retard correction amount when a knock occurs, and a means for increasing the retard correction amount when a knock does not occur are below a first predetermined value. Is a means for increasing the supercharging pressure, a means for decreasing the retard correction amount when the knock amount is greater than or equal to the first predetermined value when no knock occurs, and an operating condition in which the exhaust temperature rises. A knock control device for an internal combustion engine with a supercharger, comprising: means for reducing supercharging pressure.
【請求項2】前記第1の所定量が、0に近い小さな値で
ある特許請求の範囲第1項記載の過給機付内燃機関のノ
ックコントロール装置。
2. The knock control device for an internal combustion engine with a supercharger according to claim 1, wherein the first predetermined amount is a small value close to zero.
【請求項3】前記排気温度が上昇する運転条件が、前記
遅角補正量が第2の所定値以上の場合である特許請求の
範囲第1項または第2項記載の過給機付内燃機関のノッ
クコントロール装置。
3. An internal combustion engine with a supercharger according to claim 1 or 2, wherein the operating condition for increasing the exhaust gas temperature is that the retard correction amount is equal to or greater than a second predetermined value. Knock control device.
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