JP2003262177A - 機関点火時期の過遅角検出方法及び自動適合装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】排気温度の過剰な上昇を招く点火時期の過遅角
を迅速に検出することのできる機関点火時期の過遅角検
出方法、及び該過遅角検出方法を用いて内燃機関の自動
適合を行う自動適合装置を提供する。 【解決手段】内燃機関の圧縮上死点での筒内圧ＰＴＤＣ
と最大筒内圧ＰＭＡＸとをそれぞれ測定し、該測定した
圧縮上死点での筒内圧ＰＴＤＣと最大筒内圧ＰＭＡＸと
の差ΔＰが所定のしきい値αに満たないとき、当該内燃
機関の点火時期が過遅角であるとしてこれを検出する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、例えば内燃機関
の自動適合に採用される機関点火時期の過遅角検出方
法、及び該過遅角検出方法を用いて内燃機関の自動適合
を行う自動適合装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】例えば、車両用内燃機関の制御に際して
は、周知のように、排気エミッション特性や出力特性
等、様々な要求を満たすべく、複雑な制御がなされてい
る。具体的には、機関回転速度や負荷に基づき決定され
る内燃機関の運転状態に応じた最適な燃料噴射量や点火
時期、或いは可変バルブタイミング機構による吸気バル
ブの開弁タイミング等、各種の機関制御パラメータの適
合値がまず設定される。そして、この設定された適合値
に基づいて機関制御を行うことにより、前記要求等が満
たされる機関運転、並びに車両走行が実現されるように
している。

【０００３】ここで、上記の適合値は通常、エンジンベ
ンチ上で試行錯誤を繰り返す等して求められる。すなわ
ち、内燃機関の出力軸とダイナモメータとを適宜に連結
し、ダイナモメータにて内燃機関に負荷を与えること
で、内燃機関が車両に搭載され、運転される状態を擬似
的に作り出す。そして、例えば機関回転速度や負荷等に
基づいて決定される各種運転状態において機関制御パラ
メータを様々な値に設定し、そのときの排気に含まれる
有害成分の排出量（ＨＣ、ＣＯ、ＮＯｘ等の濃度）や機
関出力等の各種特性値についての計測を行う。そして、
この計測値と前記制御パラメータの組み合わせのなか
で、排気エミッション特性や出力特性等が最適になる値
を適合値として取得する。

【０００４】このように、機関制御パラメータの適合値
を取得する際には、試行錯誤とそれに伴う膨大な時間を
必要とする。そこで従来は、例えば特開２０００−２４
８９９１号公報に見られる自動適合装置のように、いく
つかの計測点に基づき内燃機関の出力特性に関する低次
のモデル式を算出して上記適合値を求める提案などもな
されている。すなわち、各機関回転速度と出力トルク毎
に、いくつかの機関制御パラメータの値に対する上記内
燃機関の各種特性値を計測し、これに基づいて制御パラ
メータとそれら特性値との関係を低次のモデル式で表現
する。そして、この低次のモデル式を用いて、排気エミ
ッション等の様々な要求を満たすときの制御パラメータ
の値を適合値として求める。このようにすることで、適
合値の取得にかかる計測点の数を削減することができ、
ひいては同適合値の取得に要する時間も短縮することが
できるようになる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記のよう
な適合値を求める試験を行う場合には、様々な点火時期
が設定される。しかも、この設定される点火時期が試験
対象となっている内燃機関において不適切なものである
かどうかは、実際に試験を行うまでは不明である。その
ため、場合によっては設定される点火時期が前記内燃機
関において許容される点火時期よりも過遅角になってい
る場合も考えられる。そして、この場合には、以下のよ
うな不具合が生じるおそれがある。

【０００６】通常、燃焼行程で生じる燃焼ガスの温度は
燃焼開始から排気までの間に低下する。しかし、点火時
期が遅角されると燃料点火の時期も遅くなるため、燃焼
開始時期は遅くなる。この場合には、燃焼開始時期から
排気バルブの開弁時期までの時間が短くなって、燃焼ガ
スの温度が低下する時間も短くなってしまう。従って、
点火時期が遅角されるほど排気温度は上昇するようにな
る。

【０００７】また、上記のような適合値を求める試験
は、試験対象となる内燃機関の状態も車両に搭載される
状態を再現するかたちで行われる。このため、前記内燃
機関の排気通路には、排気中の有害成分（ＨＣ、ＣＯ、
ＮＯｘ等）を浄化するための触媒も設けられている。こ
こで上述したように、点火時期が遅角されるにつれて排
気温度は上昇するため、排気温度が高温となる過遅角状
態では、高温となった排気によりこの触媒が損傷してし
まうおそれがある。

【０００８】また、点火時期の過遅角による弊害として
疑似ノックの発生も懸念される。この疑似ノックとは、
混合気の自己発火に起因するいわゆるノッキングに類似
した振動や異音が発生する現象である。この疑似ノック
の発生要因としては、コンロッドのベアリングとクラン
クシャフトとの摩擦や、ピストンとシリンダ内周面との
接触等があるが、まだ突き止められていない要因によっ
て発生するものも存在する。そして、この疑似ノックに
よる振動や異音は、点火時期を遅角制御すると増大する
傾向にあることが判明している。

【０００９】以上のような理由により、機関制御パラメ
ータの適合値を求める試験を行うにあたっては、触媒損
傷や疑似ノックの発生を抑制するために、設定される点
火時期が過遅角であるか否かを検出する必要がある。

【００１０】なお、上述のように点火時期の遅角量と排
気温度とは相関関係にあるため、触媒の上流側近傍に温
度センサを取り付けて排気温度を測定するようにすれ
ば、その測定される排気温度に基づいてこうした検出を
行うことはできる。すなわち、この測定される温度が所
定の温度を超える場合には、現在設定されている点火時
期が過遅角であるとしてこれを検出することができるよ
うになる。

【００１１】しかしながら、燃焼行程において点火時期
が過遅角であったとしても、その排気温度が実際に上記
所定の温度を超えるようになるまでにはある程度の時間
を要する。このため、こうした検出方法では、現在設定
されている点火時期が過遅角であったとしても、それを
即座に検出することはできない。すなわち、この検出遅
れの間にも過遅角状態による燃焼が継続して行われるこ
ととなり、ひいては触媒が継続して高温の排気に曝され
る、あるいは疑似ノックが継続して発生する等々の不具
合も避けきれない。

【００１２】この発明は上記実情に鑑みてなされたもの
であって、その目的は、排気温度の過剰な上昇を招く点
火時期の過遅角を迅速に検出することのできる機関点火
時期の過遅角検出方法、及び該過遅角検出方法を用いて
内燃機関の自動適合を行う自動適合装置を提供すること
にある。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の手段及びその作用効果について以下に記載する。請求
項１に記載の発明は、内燃機関の圧縮上死点での筒内圧
と最大筒内圧とをそれぞれ測定し、該測定した圧縮上死
点での筒内圧と最大筒内圧との差が所定のしきい値に満
たないとき、当該内燃機関の点火時期が過遅角であると
してこれを検出することをその要旨とする。

【００１４】内燃機関の点火時期が遅角されていくと、
圧縮上死点での筒内圧と最大筒内圧との差は小さくなっ
ていく傾向にあることが一般に知られている。この点火
時期の遅角と筒内圧の変化態様に着目した上記方法によ
れば、燃焼状態が応答遅れなく反映される筒内圧が測定
され、その測定結果に基づいて点火時期の過遅角が検出
される。従って、現在の点火時期が過遅角であるか否か
を速やかに判定することができるようになる。

【００１５】請求項２に記載の発明は、請求項１記載の
機関点火時期の過遅角検出方法において、前記点火時期
の過遅角が検出される都度、前記内燃機関に設定する点
火時期を所定に進角させつつ、前記測定及びそれら測定
される前記各筒内圧の差と前記しきい値との比較を繰り
返し実行することをその要旨とする。

【００１６】先に説明した点火時期遅角と排気温度との
関係からわかるように、点火時期が進角されると排気温
度は低下する。そこで、同方法では、点火時期の過遅角
が検出されると、その過遅角による前記不具合を抑制す
べく、点火時期を進角するようにしている。このため、
排気温度の過剰な上昇を抑制することができるようにな
る。また、点火時期が進角されると、併せて疑似ノック
の発生も抑制することができるようになる。さらに、過
遅角検出が繰り返し実行されるため、前記進角された点
火時期が適切な値であるか否かも繰り返し判定すること
ができるようになる。

【００１７】請求項３に記載の発明は、請求項１または
２記載の機関点火時期の過遅角検出方法において、前記
測定及びそれら測定される前記各筒内圧の差と前記しき
い値との比較を前記内燃機関の１点火毎に実行すること
をその要旨とする。

【００１８】同方法によれば、請求項１または２記載の
方法による作用効果を、内燃機関の１点火毎に速やかに
得ることができるようになる。請求項４に記載の発明
は、内燃機関の運転を自動制御する制御装置と通信可能
に接続されて、前記制御装置に当該内燃機関の各種制御
パラメータを設定しつつ、その適合データを収集する自
動適合装置において、前記内燃機関の気筒に設けられて
同機関の筒内圧を測定する筒内圧センサと、前記制御装
置に当該内燃機関の点火時期を設定する手段と、この設
定された点火時期をもとに前記筒内圧センサを通じて測
定される筒内圧をサンプリングして同機関の圧縮上死点
での筒内圧と最大筒内圧との差を求め、この求めた差と
所定のしきい値とを比較する手段と、この比較の結果、
前記差が前記しきい値以上であるとき前記適合データの
収集を行い、同比較の結果、前記差が前記しきい値未満
であるとき前記制御装置に設定した点火時期を所定に進
角させる処理を行う手段とを備えることをその要旨とす
る。

【００１９】前述したように、機関制御パラメータを様
々な値に設定し、そのときの排気に含まれる有害成分の
排出量（ＨＣ、ＣＯ、ＮＯｘ等の濃度）や機関出力等の
各種特性値についての計測を行う自動適合装置は、適合
データの収集対象となる内燃機関に対して最適な点火時
期を探るべく様々な点火時期を設定する。そのため、同
内燃機関において過遅角となる点火時期を設定する場合
もあり、この場合には排気温度の過剰な上昇により触媒
が損傷したり、疑似ノックが発生したりするおそれがあ
る。

【００２０】しかしながら、この請求項４に記載の構成
によれば、燃焼状態が応答遅れなく反映される筒内圧が
測定され、その測定結果に基づいて点火時期の過遅角が
検出される。従って、現在の点火時期が過遅角であるか
否かを速やかに判定することができるようになる。

【００２１】また、点火時期の過遅角が検出されると、
制御装置に設定した点火時期を所定に進角させるため、
排気温度の過剰な上昇による触媒の損傷や疑似ノックの
発生を抑制することができるようにもなる。

【００２２】請求項５に記載の発明は、請求項４記載の
自動適合装置において、前記制御装置に対する点火時期
の設定、及び前記筒内圧のサンプリングに基づき求めた
前記圧縮上死点での筒内圧と最大筒内圧との差について
の前記しきい値との比較、及びこの比較に基づく前記適
合データの収集もしくは前記点火時期の進角修正処理
が、前記内燃機関の１点火毎に行われることをその要旨
とする。

【００２３】同構成によれば、過遅角が検出された次の
点火時には速やかに点火時期が進角される。このため、
排気温度の過剰な上昇を速やかに抑制することができる
ようになる。また、速やかに疑似ノックの発生を抑制す
ることができるようになる。

【００２４】

【発明の実施の形態】以下、この発明にかかる機関点火
時期の過遅角検出方法及び自動適合装置を具体化した一
実施形態について、図１〜図３に基づいて詳細に説明す
る。

【００２５】図１は、自動適合試験に際しての各機器の
概略構成を示したものである。ここでは同図１に示され
るように、自動適合装置１の他、その適合対象としての
ガソリン機関２、計測器４等によって構成されている。

【００２６】ここで上記ガソリン機関２は、周知のよう
にシリンダ及びピストンによって区画形成される燃焼室
に供給される燃料と吸入空気との混合気に点火を行うた
めの点火プラグを備えている。燃焼室に供給された混合
気は、この点火によって燃焼ガスとなり、同燃焼ガスは
排気として燃焼室から排気通路へ排出される。また、排
気通路の途中には排気中に含まれる有害成分（ＨＣ、Ｃ
Ｏ、ＮＯｘ等）を浄化するための触媒が備えられてい
る。

【００２７】また、吸気通路からの空気の吸入及び排気
通路への燃焼ガスの排出の各タイミングは、ガソリン機
関２のシリンダヘッドにそれぞれ設けられている吸気バ
ルブ及び排気バルブの開弁タイミングによって設定され
る。そして、ここに例示するガソリン機関２の場合、こ
の吸気バルブの開弁タイミング（排気バルブの開弁期間
とのオーバーラップ量）は、可変バルブタイミング機構
（以下ＶＶＴという）２１によって可変設定される。

【００２８】一方、ガソリン機関２の燃焼室に取り込ま
れる空気量は、吸気通路の途中に設けられた電子制御ス
ロットルによって調量される。こうしたガソリン機関２
の制御は、制御装置（以下、ＥＣＵという）２２によっ
て行われる。このＥＣＵ２２も周知のように中央処理制
御装置（ＣＰＵ）、各種プログラムやマップ等を予め記
憶した読出専用メモリ（ＲＯＭ）、ＣＰＵの演算結果等
を一時記憶するランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、演
算結果や予め記憶されたデータ等を機関停止後も保存す
るためのバックアップＲＡＭ、入力インターフェース、
出力インターフェース等を備えたマイクロコンピュータ
を中心として構成されている。

【００２９】ここで、機関回転速度や機関負荷などの運
転状態に応じて設定される機関制御パラメータ（燃料噴
射量、点火時期、吸気バルブの開弁タイミング等）につ
いて、同制御パラメータの適合値が既に求められている
機関では読出専用メモリ（ＲＯＭ）に同制御パラメータ
が記憶されている。しかしながら、前記適合値を求める
ための試験を行う場合には、同一の運転状態において制
御パラメータを可変設定する必要がある。そこで、ここ
での適合対象となるガソリン機関２では、データメモリ
であるランダムアクセスメモリ（以下、ＲＡＭという）
に同制御パラメータが一時的に記憶される。

【００３０】また、このＥＣＵ２２には、これも周知の
ように、水温センサやガソリン機関２の出力軸近傍に設
けられて機関回転速度やクランク角を検出するクランク
角センサ等、内燃機関の運転状態を計測する各種センサ
からの情報が入力される。

【００３１】また、本実施形態において、上記ガソリン
機関２には、燃焼室内の圧力、すなわち筒内圧を計測す
るための筒内圧センサ３が取り付けられている。なお、
ガソリン機関２の出力軸（クランクシャフト）は図示し
ないダイナモメータに適宜に連結されている。このダイ
ナモメータは、ガソリン機関２の出力軸に適宜の負荷を
与えることで、同機関２を擬似的に車両に搭載した状態
にするためのものであり、ダイナモメータが付与するト
ルクも、自動適合装置１からの指令により制御される。

【００３２】他方、自動適合装置１は、ガソリン機関２
の上記ＥＣＵ２２に適宜の通信線を介して接続されたパ
ーソナルコンピュータ等を有して構成されている。この
自動適合装置１は、ガソリン機関２のＥＣＵ２２に様々
なデータを入力して同機関２の運転状態を制御する。す
なわち、この自動適合装置１は、ガソリン機関２の制御
パラメータとして、機関回転速度や機関負荷に応じた燃
料噴射量、点火時期、吸気バルブの開弁タイミング等を
可変設定し、その設定値を上記ＥＣＵ２２に備えられる
ＲＡＭに書き込む。これによりＥＣＵ２２では、それら
書き込まれた制御パラメータに基づいてガソリン機関２
の運転を制御するようになる。

【００３３】また、前記筒内圧センサ３の出力、すなわ
ちガソリン機関２の筒内圧は自動適合装置１によってモ
ニタされ、サンプリングされる。更に、この自動適合装
置１には、以下に説明する計測器４によって計測された
ガソリン機関２の特性値も入力され、適宜に記録され
る。

【００３４】計測器４は、ガソリン機関２に供給される
燃料量を計測する燃費計や、同機関２の排気に含まれる
有害成分（ＨＣ、ＣＯ、ＮＯｘ等）の濃度を分析する分
析計、そして上記ダイナモメータを通じて機関出力軸に
付与されるトルクやその変動を計測する計器等を有して
構成されている。

【００３５】このように、自動適合装置１によりガソリ
ン機関２の制御パラメータが可変設定され、その設定さ
れた制御パラメータに基づいて同機関２の運転が制御さ
れる。そして、このときのガソリン機関２の特性値が計
測器４によって計測されるとともに、その計測された特
性値が自動適合装置１に記録される。

【００３６】次に、本実施の形態にかかる機関点火時期
の過遅角検出方法を、図２、及び図３に基づいて詳細に
説明する。図２は、点火時期を遅角していったときの燃
焼室内の圧力変化、すなわち筒内圧の変化を例示してい
る。この図２において、ＴＤＣは圧縮上死点、ＰＴＤＣ
は圧縮上死点における筒内圧、ＰＭＡＸは最大筒内圧を
それぞれ表している。そして、点火時期が遅角されるに
つれて、筒内圧は図２の（ａ）→（ｂ）→（ｃ）のよう
に変化する。この図２に示されるように、点火時期の遅
角に伴い、圧縮上死点ＴＤＣにおける筒内圧ＰＴＤＣと
最大筒内圧ＰＭＡＸとの圧力差ΔＰは小さくなってい
く。この傾向は以下の理由による。

【００３７】まず、燃焼行程における筒内圧はモータリ
ング圧力（ピストンの上昇によりシリンダ内の気体が圧
縮されることで生じる圧力）と燃焼圧力（混合気の燃焼
によって生じる圧力）とが合成された圧力となってい
る。そのため、モータリング圧力が最大となる圧縮上死
点近傍で燃焼圧力が最大になるよう点火時期を設定する
と、燃焼行程での筒内圧も高くなる。一方、点火時期が
遅角される場合には、ピストンがすでに下降を始めてモ
ータリング圧力も減少しているところで燃焼圧力が最大
になるため、燃焼行程での筒内圧は低くなる。また、モ
ータリング圧力の減少は圧縮比の低下とほぼ同義である
ため、燃焼圧力自体も低下してしまい、燃焼行程での筒
内圧の低下が更に助長される。

【００３８】このように、遅角状態と圧力差ΔＰとは相
関関係にある。そこで、本実施形態にかかる機関点火時
期の過遅角検出方法では、前記圧力差ΔＰがしきい値と
しての過遅角判定値αより小さくなるときに、現在設定
されている点火時期がガソリン機関２において過遅角と
なっていると判定するようにしている。

【００３９】図３は、前記自動適合装置１により実行さ
れる点火時期の過遅角検出方法の処理手順を示してい
る。なお、この処理はガソリン機関２の１点火毎に実行
される。

【００４０】この検出に際しては、まず、自動適合装置
１によりガソリン機関２の点火時期が設定され、この設
定された点火時期で同機関２の点火制御が行われるよう
上記ＥＣＵ２２に備えられたＲＡＭの点火時期が書き換
えられる（ステップＳ１００）。

【００４１】次に、筒内圧センサ３により検出されるガ
ソリン機関２の筒内圧がサンプリングされ、その計測さ
れた筒内圧が自動適合装置１に記憶される（ステップＳ
１１０）。

【００４２】次に、前記サンプリングされた筒内圧から
圧縮上死点における筒内圧ＰＴＤＣと最大筒内圧ＰＭＡ
Ｘとが求められる（ステップＳ１２０）。このステップ
Ｓ１２０では、圧縮上死点にてサンプリングされた筒内
圧を筒内圧ＰＴＤＣとし、サンプリングされた筒内圧の
うちで最も高い筒内圧を最大筒内圧ＰＭＡＸとしてい
る。

【００４３】次に、前記求められた筒内圧ＰＴＤＣと最
大筒内圧ＰＭＡＸとの圧力差ΔＰが算出される（ステッ
プＳ１３０）。次に、前記算出された圧力差ΔＰが過遅
角判定値αよりも小さい値であるか否かが判定される
（ステップＳ１４０）。ここで、前記過遅角判定値α
は、排気温度が過剰に高温となってガソリン機関２の触
媒が損傷してしまうような点火時期の遅角量、或いは疑
似ノックが発生する点火時期の遅角量を判定できるよう
な値であって、予め実験等により求められている値であ
る。

【００４４】このステップＳ１４０での判定が否定され
る場合（ステップＳ１４０でＮＯ）には、現在設定され
ている点火時期がガソリン機関２に対して過遅角ではな
いと判定され、現在設定されている制御パラメータで運
転される同機関２の各特性値が自動適合装置１に記録さ
れる（ステップＳ１５０）。ここでは例えば、ＶＶＴ固
定で点火時期と機関トルクとの関係を自動計測し、点火
時期最適値を算出する。

【００４５】一方、ステップＳ１４０での判定が肯定さ
れる場合（ステップＳ１４０でＹＥＳ）には、現在設定
されている点火時期がガソリン機関２に対して過遅角あ
ると判定される。そして、上記ＥＣＵ２２内のＲＡＭに
現在設定されている点火時期よりも所定量だけ進角され
た点火時期を再設定して、これをＲＡＭに上書きするよ
う、ＥＣＵ２２に対して指令する（ステップＳ１６
０）。すなわち、このステップＳ１６０にて進角側に再
設定された点火時期が、当該機関２の次回の点火時期と
して先のステップＳ１００での処理に反映されるように
なる。

【００４６】ちなみに、点火時期が極度に遅角される
と、圧縮上死点以降の筒内圧は低下の一途をたどり、圧
縮上死点での筒内圧ＰＴＤＣが最大筒内圧ＰＭＡＸとな
ってしまう場合もあるが、この場合には圧力差ΔＰが
「０」となるため、結局ステップＳ１４０で肯定判定さ
れて過遅角を検出することができる。

【００４７】以上説明したように、本実施の形態にかか
る機関点火時期の過遅角検出方法及び自動適合装置によ
れば、次のような効果が得られるようになる。 （１）燃焼状態が応答遅れなく反映される圧縮上死点で
の筒内圧ＰＴＤＣと最大筒内圧ＰＭＡＸとを計測し、こ
れら最大筒内圧ＰＭＡＸと筒内圧ＰＴＤＣとの圧力差Δ
Ｐを算出して、この圧力差ΔＰと過遅角判定値αとを比
較するようにした。そして、この圧力差ΔＰが過遅角判
定値αに満たないとき、現在設定されている点火時期が
ガソリン機関２において過遅角であると判定するように
した。このように、筒内圧に基づいて点火時期の過遅角
を判定するようにしたため、一回の点火で過遅角の判定
を行うことができ、速やかに過遅角を検出することがで
きるようになる。

【００４８】（２）設定される点火時期が過遅角である
と判定される場合には、現在設定されている点火時期を
所定量だけ進角し、次に点火される気筒の点火時期を現
在設定されている点火時期よりも所定量だけ進角させる
ようにした。このように点火時期が進角されると燃焼開
始時期は早くなる。そのため、燃焼開始時期から排気バ
ルブの開弁時期までの時間が長くなって、燃焼ガスの温
度が低下する時間も長くなる。従って、点火時期が進角
されると排気温度は低下し、高温の排気に曝されること
による触媒の損傷を速やかに抑制することができるよう
になる。また、点火時期が進角されると疑似ノックの発
生が抑制される。そのため、速やかに疑似ノックの発生
を抑制することができるようにもなる。

【００４９】（３）制御パラメータが未適合であるガソ
リン機関２に対してその適合値を求めるため、同機関２
の制御パラメータは自動適合装置１により種々可変設定
される。このとき、前記制御パラメータの一つとして点
火時期が可変設定されるが、この設定される点火時期は
ガソリン機関２において未適合な点火時期であるため、
場合によっては、同機関２において過遅角となる点火時
期が設定されることもある。この場合には排気温度の過
剰な上昇による触媒の損傷や、点火時期の遅角による疑
似ノックの発生を招くおそれがある。しかしながら、本
実施の形態では、速やかに過遅角が検出されるとともに
その対処が行われる。従って、触媒の損傷や疑似ノック
の発生が起きやすい未適合内燃機関の適合試験におい
て、触媒の損傷や疑似ノックの発生を速やかに抑制する
ことができるようになる。

【００５０】（４）自動適合装置１により設定された点
火時期がガソリン機関２において過遅角ではないと判定
されるときのみ、計測器４により計測されるガソリン機
関２の特性値が自動適合装置１に記録されるようにし
た。そのため、それら記録される特性値の信頼性も好適
に保証されるようになる。

【００５１】（その他の実施形態）なお、前記実施形態
は以下のように変更してもよく、その場合でも同実施形
態に準じた作用及び効果を得ることができる。

【００５２】・図４に例示するように、点火時期が過遅
角である場合の筒内圧の変化態様には、圧縮上死点以降
に極小値と極大値が現れる。そこで、図３のステップＳ
１１０でサンプリングする筒内圧のうち、圧縮上死点以
降にサンプリングされる筒内圧について、極小値及び極
大値が検出される場合には過遅角であると判定するよう
にしてもよい。このような場合でも前記実施形態に準じ
た効果が得られる。

【００５３】なお、前記極小値とは、関数の局所的性質
における値の一つであって、関数f(x)のａにおける値 f
(a)が、ａの近傍における他のどの値よりも小さいと
き、関数f(x)はａで極小値をとるという。同様に、前記
極大値とは、関数の局所的性質における値の一つであっ
て、関数f(x)のａにおける値f(a)が、ａの近傍における
他のどの値よりも大きいとき、関数f(x)はａで極大値を
とるという。

【００５４】・図２の（ａ）〜（ｃ）に例示したよう
に、点火時期が遅角されるにつれて、最大筒内圧ＰＭＡ
Ｘが検出されるときのクランク角は遅角側にずれていく
傾向にある。そこで、図５に例示するように、最大筒内
圧ＰＭＡＸが検出されるときのクランク角θＡを計測
し、この値が所定値β以上であるときに過遅角であると
判定するようにしてもよい。なお、所定値βは過遅角を
判定することのできる値であって、予め実験等により求
められる値である。このような場合でも前記実施形態に
準じた効果が得られる。

【００５５】・車両に搭載された状態の内燃機関が備え
る機関制御装置には、適合試験によってその値が最適な
ものとなっている制御パラメータが記憶されている。そ
のため、本来ならば点火時期が過遅角に設定されるよう
なことは起こらない。しかしながら、機関制御装置の一
部の異常や機構部分の不具合等により、点火時期が過遅
角に設定されて触媒が損傷したり、疑似ノックが発生す
るといった問題が起こる可能性はある。このような問題
に対処するため、車両に搭載された状態の内燃機関が備
える機関制御装置に前記実施形態にかかる内燃機関の過
遅角検出方法を適用してもよい。このような場合でも前
記実施形態に準じた効果が得られ、点火時期の過遅角に
よる触媒の損傷や、疑似ノックの発生を抑制することが
できるようになる。

【００５６】・前記実施形態におけるガソリン機関２
は、可変バルブタイミング機構を備えていたが、この機
構を備えていない内燃機関にも前記実施形態にかかる機
関点火時期の過遅角検出方法及び自動適合装置は適用可
能である。要するに、制御パラメータとして少なくとも
点火時期を必要とする内燃機関であれば適用可能であ
る。このような場合でも前記各実施形態に準じた効果が
得られ、点火時期の過遅角による触媒の損傷や、疑似ノ
ックの発生を抑制することができるようになる。

【００５７】・図３に示した処理は、前述のように内燃
機関の１点火毎に実行されることが望ましいが、その実
行周期は何らこれに限定されるものではない。その他、
上記実施形態あるいはその変更例から把握することがで
きる技術思想について、以下にその効果とともに記載す
る。

【００５８】（１）内燃機関の筒内圧をサンプリング
し、圧縮上死点以降における筒内圧について極小値と極
大値が検出されるとき、当該内燃機関の点火時期が過遅
角であるとしてこれを検出することを特徴とする機関点
火時期の過遅角検出方法。

【００５９】上記方法によれば、燃焼状態が応答遅れな
く反映される筒内圧がサンプリングされ、その測定結果
に基づいて点火時期の過遅角が検出される。従って、現
在の点火時期が過遅角であるか否かを速やかに判定する
ことができるようになる。

【００６０】（２）内燃機関の最大筒内圧とクランク角
とをそれぞれ測定し、最大筒内圧が測定されるときのク
ランク角が所定のしきい値以上であるとき、当該内燃機
関の点火時期が過遅角であるとしてこれを検出すること
を特徴とする機関点火時期の過遅角検出方法。

【００６１】上記方法によれば、燃焼状態が応答遅れな
く反映される最大筒内圧が検出され、同最大筒内圧が検
出されるときのクランク角に基づいて点火時期の過遅角
が判定される。従って、現在の点火時期が過遅角である
か否かを速やかに判定することができるようになる。

【００６２】（３）点火時期を制御可能な内燃機関の制
御装置において、前記内燃機関の気筒に設けられて同機
関の筒内圧を測定する筒内圧センサと、設定された点火
時期をもとに前記筒内圧センサを通じて測定される筒内
圧をサンプリングして同機関の圧縮上死点での筒内圧と
最大筒内圧との差を求め、この求めた差と所定のしきい
値とを比較する手段と、この比較の結果、前記差が前記
しきい値未満であるとき点火時期を所定に進角させる処
理を行う手段とを備えることを特徴とする内燃機関の制
御装置。

【００６３】同構成によれば、燃焼状態が応答遅れなく
反映される筒内圧が測定され、その測定結果に基づいて
点火時期の過遅角が検出される。従って、現在の点火時
期が過遅角であるか否かを速やかに判定することができ
るようになる。

【００６４】また、点火時期の過遅角が検出されると、
点火時期が所定に進角されるため、排気温度の過剰な上
昇による触媒の損傷や疑似ノックの発生を抑制すること
ができるようになる。

【００６５】（４）前記点火時期の設定、及び前記筒内
圧のサンプリングに基づき求めた前記圧縮上死点での筒
内圧と最大筒内圧との差についての前記しきい値との比
較、及びこの比較に基づく前記点火時期の進角修正処理
が、前記内燃機関の１点火毎に行われる前記（３）に記
載の内燃機関の制御装置。

【００６６】同構成によれば、過遅角が検出された次の
点火時には速やかに点火時期が進角される。このため、
排気温度の過剰な上昇を速やかに抑制することができる
ようになる。また、速やかに疑似ノックの発生を抑制す
ることができるようになる。

【図面の簡単な説明】

【図１】内燃機関の自動適合試験に際しての機器構成を
示した概略構成図。

【図２】点火時期の遅角に対応する筒内圧の変化態様を
示すグラフ。

【図３】本発明にかかる過遅角検出の一実施形態による
処理手順を示すフローチャート。

【図４】過遅角状態での筒内圧の変化態様を示すグラ
フ。

【図５】過遅角状態での筒内圧の変化態様を示すグラ
フ。

【符号の説明】

１…自動適合装置、２…ガソリン機関、３…筒内圧セン
サ、４…計測器、２１…可変バルブタイミング機構、２
２…制御装置（ＥＣＵ）

フロントページの続き (72)発明者 笠島 健司 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自動 車 株式会社内 (72)発明者 宮野尾 裕二 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自動 車 株式会社内 (72)発明者 福岡 亘二 兵庫県神戸市兵庫区御所通１丁目２番28号 富士通テン 株式会社内 Ｆターム(参考） 2G087 AA27 BB23 CC12 DD13 FF06 3G022 CA01 CA02 EA01 EA02 EA04 GA01 GA05 GA09 GA15 3G084 BA17 BA23 DA00 DA04 DA13 DA27 EA03 EA04 EA07 EB02 EB06 FA07 FA10 FA13 FA20 FA21 FA32 FA33

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】内燃機関の圧縮上死点での筒内圧と最大筒
   内圧とをそれぞれ測定し、該測定した圧縮上死点での筒
   内圧と最大筒内圧との差が所定のしきい値に満たないと
   き、当該内燃機関の点火時期が過遅角であるとしてこれ
   を検出することを特徴とする機関点火時期の過遅角検出
   方法。
2. 【請求項２】前記点火時期の過遅角が検出される都度、
   前記内燃機関に設定する点火時期を所定に進角させつ
   つ、前記測定及びそれら測定される前記各筒内圧の差と
   前記しきい値との比較を繰り返し実行する請求項１記載
   の機関点火時期の過遅角検出方法。
3. 【請求項３】前記測定及びそれら測定される前記各筒内
   圧の差と前記しきい値との比較を前記内燃機関の１点火
   毎に実行する請求項１または２記載の機関点火時期の過
   遅角検出方法。
4. 【請求項４】内燃機関の運転を自動制御する制御装置と
   通信可能に接続されて、前記制御装置に当該内燃機関の
   各種制御パラメータを設定しつつ、その適合データを収
   集する自動適合装置において、 前記内燃機関の気筒に設けられて同機関の筒内圧を測定
   する筒内圧センサと、前記制御装置に当該内燃機関の点
   火時期を設定する手段と、この設定された点火時期をも
   とに前記筒内圧センサを通じて測定される筒内圧をサン
   プリングして同機関の圧縮上死点での筒内圧と最大筒内
   圧との差を求め、この求めた差と所定のしきい値とを比
   較する手段と、この比較の結果、前記差が前記しきい値
   以上であるとき前記適合データの収集を行い、同比較の
   結果、前記差が前記しきい値未満であるとき前記制御装
   置に設定した点火時期を所定に進角させる処理を行う手
   段とを備えることを特徴とする自動適合装置。
5. 【請求項５】前記制御装置に対する点火時期の設定、及
   び前記筒内圧のサンプリングに基づき求めた前記圧縮上
   死点での筒内圧と最大筒内圧との差についての前記しき
   い値との比較、及びこの比較に基づく前記適合データの
   収集もしくは前記点火時期の進角修正処理が、前記内燃
   機関の１点火毎に行われる請求項４記載の自動適合装
   置。