JP2559782Y2 - 内燃エンジンの点火時期制御装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本考案は、内燃エンジンの点火時期制御装置に関し、
特にエンジンの高負荷運転状態における点火時期制御に
関する。

（従来の技術） エンジンの負荷が比較的低い状態においては、エンジ
ンに供給する混合気の空燃比を理論空燃比近傍に制御す
るとともに、エンジンの負荷が高負荷になったときに
は、混合気の空燃比をリッチ化し、いわゆる燃料冷却に
よりエンジンの温度が過度に上昇することを防止するこ
とが従来より行われているが、燃料消費量の増大あるい
は排ガス特性の悪化といった不具合があった。

このような不具合を改善するために、エンジン運転状
態が所定の高負荷運転領域に移行したとき、所定時間内
は所定時間経過後よりも混合気をリーン化する手法（特
開昭59−128941号公報）あるいは所定の高負荷状態が所
定時間以上継続したとき、混合気をリッチ化する手法
（特開昭57−24435号公報）が従来知られている。

一方、エンジンの点火時期を、エンジン運転状態（例
えば吸気管内圧及びエンジン回転数）に応じて設定し、
前記所定高負荷状態においては、空燃比がリッチ化補正
されることを前提としてリッチ化補正された空燃比に適
した値に設定することは、従来より行われている。

（考案が解決しようとする課題） 上記従来の点火時期設定手法によれば、所定高負荷状
態が検出されると、リッチ化補正された空燃比に適した
点火時期に直ちに設定されるため、上述のように所定高
負荷状態移行後所定時間経過するまでは、リッチ化補正
を行わないようにしている場合には、実際に空燃比のリ
ッチ化補正が実行されるまでの間は、設定点火時期と要
求点火時期（実際の空燃比に適した点火時期）とが相違
して、エンジン出力の低下又はノッキング等を引起こす
可能性があった。

本考案は上述の点に鑑みてなされたものであり、エン
ジンの高負荷運転時における点火時期を適切に制御し、
ノッキングを抑制するとともに出力向上を図ることがで
きる点火時期制御装置を提供することを目的とする。

（課題を解決するための手段） 上記目的を達成するため本考案は、内燃エンジンの運
転状態に応じて基本点火時期を設定する点火時期設定手
段と、前記エンジンの排気成分濃度を検出する排気濃度
センサと、該排気濃度センサの検出信号に応じて前記エ
ンジンに供給する混合気の空燃比を所定空燃比にフィー
ドバック制御する空燃比制御手段と、前記エンジンの所
定の高負荷状態を検出する高負荷状態検出手段と、該所
定高負荷状態が所定期間継続したとき前記フィードバッ
ク制御を停止し、前記空燃比をリッチ化補正するリッチ
化補正手段とを備えた内燃エンジンの点火時期制御装置
において、前記所定高負荷状態が検出された時点から前
記空燃比のリッチ化補正が行われるまでの間、前記基本
点火時期を遅角補正する遅角補正手段を設けるようにし
たものである。

（作用） エンジンの所定高負荷状態が検出された後、実際に空
燃比がリッチ化補正されるまでの間は、点火時期が遅角
補正される。

（実施例） 以下本考案の一実施例を添付図面に基いて詳述する。

第１図は本考案に係る点火時期制御装置の全体の構成
図であり、エンジン１の吸気管２の途中にはスロットル
ボディ３が設けられ、その内部にはスロットル弁３′が
配されている。スロットル弁３′にはスロットル弁開度
（θ_TH）センサ４が連結されており、当該スロットル弁
３′の開度に応じた電気信号を出力して電子コントロー
ルユニット（以下「ECU」という）５に供給する。

エンジン１の各気筒の点火プラグ17はECU5に電気的に
接続されており、ECU5により点火時期θ_IGが制御され
る。

燃料噴射弁６はエンジン１とスロットル弁３′との間
且つ吸気管２の図示しない吸気弁の少し上流側に各気筒
毎に設けられており、各噴射弁は図示しない燃料ポンプ
に接続されていると共にECU5に電気的に接続されて当該
ECU5からの信号により燃料噴射の開弁時間が制御され
る。

一方、スロットル弁３′の直ぐ下流には管７を介して
吸気管内絶対圧（P_BA）センサ８が設けられており、こ
の絶対圧センサ８により電気信号に変換された絶対圧信
号は前記ECU5に供給される。また、その下流には吸気温
（T_A）センサ９が取付けられており、吸気温T_Aを検出し
て対応する電気信号を出力してECU5に供給する。

エンジン１の本体に装着されたエンジン水温（Tw）セ
ンサ10はサーミスタ等から成り、エンジン水温（冷却水
温）Twを検出して対応する温度信号を出力してECU5に供
給する。エンジン回転数（Ne）センサ11及び気筒判別
（CYL）センサ12はエンジン１の図示しないカム軸周囲
又はクランク軸周囲に取付けられている。エンジン回転
数センサ11はエンジン１のクランク軸の180度回転毎に
所定のクランク角度位置で信号パルス（以下「TDC信号
パルス」という）を出力し、気筒判別センサ12は特定の
気筒の所定のクランク角度位置で信号パルスを出力する
ものであり、これらの各信号パルスはECU5に供給され
る。

三元触媒14はエンジン１の排気管13に配置されてお
り、排気ガス中のHC、CO、NOx等の成分の浄化を行う。
排気濃度センサとしてのO₂センサ15は排気管13の三元触
媒14の上流側に装着されており、排気ガス中の酸素濃度
を検出してその検出値に応じた信号を出力しECU5に供給
する。ECU5には大気圧を検出する大気圧センサ16が接続
されており、大気圧を示す信号が供給される。

ECU5は各種センサからの入力信号波形を整形し、電圧
レベルを所定レベルに修正、アナログ信号値をデジタル
信号値に変換する等の機能を有する入力回路5a、中央演
算処理回路（以下「CPU」という）5b、CPU5bで実行され
る各種演算プログラム及び演算結果を記憶する記憶手段
5c、前記燃料噴射弁６に駆動信号を供給する出力回路5d
等から構成される。

CPU5bは上述の各種エンジンパラメータ信号に基づい
て、排ガス中の酸素濃度に応じたフィードバック制御運
転領域やオープンループ制御運転領域等の種々のエンジ
ン運転状態を判別するとともに、エンジン運転状態に応
じ、次式（１）に基づき、前記TDC信号パルスに同期す
る燃料噴射弁６の燃料噴射時間T_OUTを演算する。

T_OUT＝Ti×K₁×K_WOT×K_TW×K_O2＋K₂ …（１） ここに、Tiは燃料噴射弁６の噴射時間T_OUTの基準値で
あり、エンジン回転数Neと吸気管内絶対圧P_BAに応じて
設定されたTiマップから読み出される。K_WOTはスロット
ル弁３′が略全開の状態で混合気をリッチ化するための
高負荷増量係数であり、後述する第２図に示す手法によ
り設定される。K_TWはエンジン水温Twが所定値以下のと
き混合気をリッチ化する燃料増量係数である。K_O2は空
燃比フィードバック補正係数であってフィードバック制
御時、排気ガス中の酸素濃度に応じて設定され、更にフ
ィードバック制御を行なわない複数の特定運転領域（オ
ープンループ制御運転領域）では各運転領域に応じて設
定される係数である。

K₁及びK₂は夫々各種エンジンパラメータ信号に応じて
演算される他の補正係数及び補正変数であり、エンジン
運転状態に応じた燃費特性、エンジン加速特性等の諸特
性の最適化が図られるような所定値に決定される。

CPU5bは更に、エンジン回転数Neと吸気管内絶対圧P_BA
とに応じてマップとして設定された基本点火時期θ
_IGMAPに基づいて点火時期θ_IGを決定する。

CPU5bは上述のようにして求めた燃料噴射時間T_OUT及
び点火時期θ_IGに基づいて燃料噴射弁６を開弁させる駆
動信号及び点火プラグ17を駆動する駆動信号を出力回路
5dを介して燃料噴射弁６及び点火プラグ17に供給する。

尚、本実施例においてECU5は、点火時期制御手段、空
燃比制御手段、高負荷状態検出手段、リッチ化補正手段
及び遅角補正手段を構成する。

第２図は、高負荷増量係数K_WOTを算出するサブルーチ
ンのフローチャートを示す。本プログラムはTDC信号パ
ルスの発生毎にこれと同期して実行される。

ステップ201では、エンジン回転数Ne及び吸気管内絶
対圧P_BAに応じて前記Tiマップに燃料噴射時間の基準値T
iとともに格納された補間係数C_WOTを次式（２）に適用
して高負荷増量係数K_WOTを算出する。

K_WOT＝１＋C_WOT/32 （２） ステップ202では、T_WOTサブルーチンを実行する。こ
のT_WOTサブルーチンは、高負荷増量すべきエンジン運転
領域（以下「WOT領域」という）を判別するための判別
値T_WOTとして第１〜第３の判別値T_WOT1〜T_WOT3を算出す
るものである。第１〜第３の判別値T_WOT1，T_WOT2，T
_WOT3は、基本的には第３図に示すようにエンジン回転数
Neに応じて設定され、エンジン水温Tw及び大気圧P_Aに応
じて補正される。第３図においてエンジン回転数Neが所
定の判別回転数N_HSFE（例えば2,500rpm）以下（Ne≦N
_HSFE）のときには、第２の判別値T_WOT2は第１の判別値T
_WOT1と同じ値に設定される。また第３の判別値T
_WOT3は、第２の判別値T_WOT2から所定量減算した値に設
定される。

ステップ203では第４図に示すF_HSFEサブルーチンを実
行する。このF_HSFEサブルーチンは、後述のステップ21
7,220においてWOT領域における燃料増量の度合を切換え
るために使用される第１のフラッグF_HSFEの設定を行う
ものである。

第４図のステップ401では、前記式（１）により算出
された燃料噴射時間T_OUTが前記第２の判別値T_WOT3より
大きいか否かを判別し、その答が肯定（Yes）、即ちT
_OUT＞T_WOT3が成立するときには、t_WOT3タイマのカウン
ト値が基準時間T_BASE（例えば30秒）より小さいか否か
を判別する（ステップ402）。ステップ402の答が肯定
（Yes）、即ちt_WOT3＜T_BASEのときには、t_WOT3タイマを
カウントアップした（ステップ403）後、ステップ402の
答が否定（No）、即ちt_WOT3≧T_BASEのときには直ちにス
テップ404に進む。ステップ401〜403によりT_OUT＞T_WOT3
が成立するときには、基準時間T_BASEに達するまでt_WOT3
タイマがカウントアップされる。

ステップ404では、第２のフラッグF_PTが値０に等しい
か否かを判別し、その答が否定（No）、即ちF_PT＝１の
ときには直ちにステップ409に進む一方、その答えが肯
定（Yes）、即ちF_PT＝０のときにはステップ405に進
む。ここで第２のフラッグF_PTは前記ステップ401の答が
否定（No）、即ちT_OUT≦T_WOT3が成立するとき値０に設
定されるフラッグであり、ステップ401及び404の答がと
もに肯定（Yes）のときには、T_OUT≦T_WOT3が成立する状
態からT_OUT＞T_WOT3が成立する状態への移行直後である
ことを意味する。

ステップ405では下記式（３）により、積算時間t_WOTX
を算出する。

t_WOTX＝t_WOTX−（t_WOT3RAM−t_PT） ＝t_WOTX＋（t_PT−t_WOT3RAM） …（３） この積算時間t_WOTXは前回T_OUT≦T_WOT3が成立した時間
t_PTから前回T_OUT＞T_WOT3が成立した時間t_WOT3RAMを減算
した時間を積算したものである。

次いで、ステップ405で算出した積算時間t_WOTXが前記
基準時間T_BASEより大きいか否かを判別し（ステップ40
6）、その答が否定（No）、即ちt_WOTX≦T_BASEのときに
は直ちにステップ408に進み、その答が肯定（Yes）、即
ちt_WOTX＞T_BASEのときには積算時間t_WOTXを基準時間T
_BASEに設定した（ステップ407）後、ステップ408に進
む。ステップ406,407により積算時間t_WOTXの最大値を基
準時間T_BASEとなるようにしている。次に前記第２のフ
ラッグF_PTを値１に設定する（ステップ408）とともに、
t_PTタイマのカウント値を値０として（ステップ409）、
t_WOT3タイマの値が前記積算時間t_WOTX以上か否かを判別
する（ステップ410）。その答が肯定（Yes）、即ちt
_WOT3≧t_WOTXのときには第１のフラッグF_HSFEを値１に設
定する（ステップ411）一方、その答が否定（No）、即
ちt_WOT3＜t_WOTXのときには第１のフラッグF_HSFEを値０
に設定して（ステップ418）、本プログラムを終了す
る。

一方、前記ステップ401の答が否定（No）、即ちT_OUT
≦T_WOT3が成立するときには、t_PTタイマのカウント値が
前記基準時間T_BASEより小さいか否かを判別する（ステ
ップ412）。ステップ412の答が肯定（Yes）、即ちt_PT＜
T_BASEのときにはt_PTタイマをカウントアップした（ステ
ップ413）後、ステップ412の答が否定（No）、即ちt_PT
≧T_BASEのときにはステップ414に進む。ステップ401,41
2,413により、T_OUT≦T_WOT3が成立するときには、t_PTタ
イマが基準時間T_BASEに達するまでカウントアップされ
る。

ステップ414では第２のフラッグF_PTが値０に等しいか
否かを判別し、その答が肯定（Yes）、即ちF_PT＝０のと
きには直ちにステップ417に進む一方、その答が否定（N
o）、即ちF_PT＝１であって前回T_OUT＞T_WOT2が成立した
ときには、t_WOT3タイマのカウント値をt_WOT3RAMとして
記憶手段5cのRAMに格納する（ステップ415）とともに、
第２のフラッグF_PTを値０に設定して（ステップ416）、
ステップ417に進む。ステップ417で、t_WOT3タイマのカ
ウント値を値０に設定し、第１のフラッグF_HSFEを値０
に設定して（ステップ418）、本プログラムを終了す
る。

第５図は第４図のプログラムの作動を説明するための
図であり、第５図（ａ）の実線は燃料噴射時間T_OUTが時
間経過に伴って前記第３の判別値T_WOT3近傍で上下する
ような運転状態を示している。ここで、前記積算時間t
_WOTXは燃料噴射時間T_OUTがT_OUT≦T_WOT3の状態からT_OUT
＞T_WOT3の状態への移行直後、即ち同図（ａ）の時刻
t₁，t₃，t₆，t₈，t₁₀において算出される。これらの時
刻における積算時間t_WOTX1〜t_WOTX5は同図（ｃ）に示す
ようになる。同図（ｃ）のT₁〜T₉は同図（ａ）に示す時
間であり、例えばT₁は時刻t₁からt₂までの時間で、この
例では15秒としている。

時刻t₁においては、t₁以前にT_OUT≦T_WOT3であった時
間が前記基準時間T_BASE（例えば30秒）以上であるの
で、時刻t₁における積算時間t_WOTX1＝T_BASEとなる。

時刻t₃においては、前回値t_WOTX1と、前回T_OUT＞T
_WOT3が成立した時間T₁（＝t_WOT3RAM）と、前回T_OUT≦T
_WOT3が成立した時間T₂（＝t_PT）とを前記式（３）に適
用して、積算時間t_WOTX2を算出する。このときt_WOTX2＝
25秒であるから、時刻t₃から25秒（＝T₃）経過後の時刻
t₄において第１のフラッグF_HSFEは値０から１に変更さ
れる（第４図ステップ410,411,418参照）。その後時刻t
₅においてT_OUT＜T_WOT3となると、第１のフラッグF_HSFE
は値１から０に変更される。

時刻t₆において、前回はT_OUT＞T_WOT3が成立した時間
はT₃＋T₄＝45秒であるが、t_WOT3タイマの最大カウント
値は基準時間T_BASEであるから、時刻t₆における積算時
間は、前記実際にT_OUT＞T_WOT3が成立した時間（T₃＋
T₄）に替えて基準時間T_BASEを用いて算出される。

時刻t₈，t₁₀においても上述と同様にして積算時間t
_WOtX4，t_WOtX5が算出される。時刻t₁₀における積算時間
t_WOtX5は15秒なので、時刻t₁₀から15秒（＝T₁₀）後の時
刻t₁₁において、第１のフラッグF_HSFEは値０から１に変
更される。

尚、T_OUT＞T_WOT3となった時間が積算時間t_WOtXより短
い場合（第５図（ａ）のT₁，T₆，T₈）には、第１のフラ
ッグF_HSFEは値０に維持される。

このように、第４図のプログラムによれば、T_OUT≦T
_WOT3が成立するとき及びT_OUT＞T_WOT3が成立する状態へ
の移行時点からそのとき算出された積算時間T_WOtX経過
するまでの間は、第１のフラッグF_HSFEは値０に設定さ
れる一方、t_WOtX経過後でT_OUT＞T_WOT3が成立する間は値
１に設定される。

第２図にもどり、上記F_HSFEサブルーチン実行後は、
エンジン回転数Neが第１の所定回転数N_WOT0（例えば600
rpm）より高いか否かを判別し（ステップ204）、その答
が肯定（Yes）、即ちNe＞N_WOT0のときには、エンジン水
温T_Wが第１の所定水温T_WWOTE（例えば114℃）より低い
か否かを判別する（ステップ205）。この答が肯定（Ye
s）、即ちT_W＜T_WWOTEのときには、エンジン回転数Neが
前記判別回転数N_HSFEより高いか否かを判別する（ステ
ップ206）。ステップ206の答が否定（No）、即ちNe≦N
_HSFEのときには、スロットル弁開度θ_THが所定開度θ
_WOT1（例えば50°）より小さいか否かを判別する（ステ
ップ207）。この答が肯定（Yes）、即ちθ_TH＜θ_WOT1の
ときには燃料噴射時間T_OUTが前記第１の判別値T_WOT1よ
り大きいか否かを判別する（ステップ208）。ステップ2
08の答が否定（No）、即ちT_OUT≦T_WOT1のとき（第７図
の領域IIb）には後述するt_WOT1タイマに所定時間t_WOT1
（例えば10秒）をセットしてこれをスタートさせる（ス
テップ209）。次いで高負荷増量係数K_WOTを値1.0（無補
正値）に設定する（ステップ211）とともに、K_WOT＝1.0
としたことを示すために第３のフラッグF_WOTを値０に設
定して（ステップ212）、エンジン回転数Neが第２の所
定回転数N_EXM（例えば5,500rpm）より高いか否かを判別
する（ステップ235）。この答が否定（No）、即ちNe≧N
_EXMのときには、後述するt_EXMタイマに所定時間t
_EXM（例えば５分）をセットしてこれをスタートさせ
（ステップ236）、肯定（Yes）、即ちNe＞N_EXMのときに
は直ちに本プログラムを終了する。

このように第７図の領域IIbにおいては、高負荷増量
係数K_WOTを値1.0に設定し、高負荷増量補正を行わな
い。

前記ステップ208の答が肯定（Yes）、即ちT_OUT＞T
_WOT1のとき（第７図の領域Ib）には、前記ステップ209
でスタートしたt_WOT1タイマのカウント値が値０に等し
いか否かを判別する（ステップ210）。その答が否定（N
o）、即ちt_WOT1＞０であって、第７図の領域IIbから領
域Ibに移行後、所定時間t_WOT1経過していないときには
前記ステップ211に進む。

前記ステップ207の答が否定（No）、即ちθ_TH≧θ
_WOT1が成立しスロットル弁が略全開のとき、又は前記ス
テップ210の答が肯定（Yes）、即ちt_WOT1＝０であって
第７図の領域IIbから領域Ibに移行後所定時間経過した
ときには、後述するステップ216に進む。

前記ステップ206の答が肯定（Yes）、即ちNe＞N_HSFE
のときには、エンジン水温T_Wが第２の所定水温T
_WHSFE（例えば100℃）より低いか否かを判別する（ステ
ップ214）。この答が肯定（Yes）、即ちT_W＜T_WHSFEのと
きには、燃料噴射時間T_OUTが前記第２の判別値T_WOT2よ
り大きいか否かを判別する（ステップ215）。ステップ2
15の答が否定（No）、即ちT_OUT≦T_WOT2のとき（第７図
の領域II_C1又はII_C2）には、前記ステップ211に進み、
高負荷増量係数K_WOTを値1.0に設定する一方、ステップ2
15の答が肯定（Yes）、即ちT_OUT＞T_WOT2のときには、更
に燃料噴射時間T_OUTが前記第１の判別値T_WOT1より大き
いか否かを判別する（ステップ216）。

ステップ215の答が肯定（Yes）で且つステップ216の
答が否定（No）、即ちT_WOT2＜T_OUT≦T_WOT1のとき（第７
図の領域I_C2）には、前記第１のフラッグF_HSFEが値１に
等しいか否かを判別する（ステップ217）。ステップ217
の答が否定（No）、即ちF_HSFE＝０のときには前記ステ
ップ211に進み、高負荷増量係数K_WOTを値1.0に設定する
一方、ステップ217の答が肯定（Yes）のときには、前記
エンジン水温増量係数K_TWの値がステップ201で算出して
高負荷増量係数K_WOTの値より大きいか否かを判別する
（ステップ218）。この答が肯定（Yes）、即ちK_TW＞K
_WOTのときには、前記t_WOT1タイマのカウント値を値０に
設定して（ステップ219）、前記ステップ211に進む。こ
れにより、エンジン温度が低く、K_TW値がK_WOT値より大
きいときには、K_WOT＝1.0として高負荷増量係数K_WOTに
よる燃料の増量は行わないようにしている。

ステップ218の答が否定（No）、即ちK_TW≦K_WOTのとき
には、エンジン水温T_Wに応じてX_WOTテーブルを検索して
リッチ化係数X_WOTを算出し（ステップ225）、該リッチ
化係数X_WOTによって前記ステップ201（又は後述のステ
ップ221）で算出したK_WOT値を乗算補正する（ステップ2
26）。X_WOTテーブルは、例えば第６図に示すように所定
エンジン水温T_WWOT0〜T_WWOT3（例えば90℃〜110℃）に
対して、エンジン水温T_Wが上昇するほどリッチ化係数X
_WOTが増加するようにリッチ化係数値X_WOT0〜X_WOT3（例
えば1.0〜1.25）が設定されている。エンジン水温T_WがT
_W＜T_WWOT0又はT_W＞T_WWOT3の範囲にあるときはリッチ化
係数X_WOTはX_WOT0又はX_WOT3に設定され、T_WWOT0＜T_W＜T
_WWOT3の範囲でT_WWOT1又はT_WWOT2以外のT_Wに対しては補
間計算により算出される。

ステップ225,226によりエンジン温度が高いときにはK
_WOT値をリッチ化係数X_WOTにより更に増量補正し、燃料
によるエンジン冷却効果を高め、ラジエータの保護を図
るようにしている。

次に、ステップ227では前記ステップ226で補正した高
負荷増量係数K_WOTの値が上限値K_WOTX（例えば1.25）よ
り大きいか否かを判別し、その答が否定（No）、即ちK
_WOT≦K_WOTXのときには直ちにステップ229に進み、その
答が肯定（Yes）、即ちK_WOT＞K_WOTXのときにはK_WOT値を
上限値K_WOTXに設定して（ステップ228）、ステップ229
に進む。ステップ229ではエンジン水温増量係数K_TWを値
1.0（無補正値）に設定し、次いで前記第３のフラッグF
_WOTを値１に設定する（ステップ230）とともに、前記t
_WOT1タイマのカウント値を値０に設定した（ステップ23
1）後、前記ステップ236でスタートしたt_EXMタイマのカ
ウント値が値０に等しいか否かを判別する（ステップ23
2）。ステップ232の答が肯定（Yes）、即ちt_EXM＝０で
あってエンジン回転数Neが第２の所定回転数N_EXMより高
くなってから所定時間t_EXM経過したときには、高負荷増
量係数K_WOTがリッチ化所定値K_WOTH（例えば1.25とし
て、空燃比A/F＝11.0程度とする）より小さいか否かを
判別する（ステップ233）。ステップ232又は233の答が
否定（No）、即ちt_EXM＞０又はK_WOT≧K_WOTHのときには
直ちに本プログラムを終了する一方、ステップ233の答
が肯定（Yes）、即ちK_WOT＜K_WOTHのときにはK_WOT値をリ
ッチ化所定値K_WOTHに設定して（ステップ234）、前記ス
テップ235に進む。

ステップ232〜236により、エンジンの高回転状態（Ne
＞N_EXM）を所定時間t_EXM以上継続するときには、高負荷
増量係数K_WOTをリッチ化所定値K_WOTH以上として、燃料
によるエンジン冷却効果を高めて、三元触媒14の耐久性
向上を図るとともに、排気管にクラック、歪等が発生す
ることを防止している。

一方、前記ステップ216の答が肯定（Yes）、即ちT_OUT
＞T_WOT1のとき（第７図の領域I_C1）には前記第１のフラ
ッグF_HSFEが値１に等しいか否かを判別する（ステップ2
20）。ステップ220の答が肯定（Yes）、即ちF_HSFE＝１
のときには前記ステップ218に進む一方、ステップ220の
答が否定（No）、即ちF_HSFE＝０のときには前記ステッ
プ201で算出した高負荷増量係数K_WOTをリーン化係数X
_WOTL（例えば0.93）により乗算補正して（ステップ22
1）、前記ステップ218に進む。

また、前記ステップ204,205,214のいずれかの答が否
定（No）、即ちNe≦N_WOT0又はT_W≧T_WWOTE又はT_W≧T
_WHSFEが成立するときには、前記t_WOT3タイマ（第４図参
照）のカウント値を前記基準時間T_BASEに設定し（ステ
ップ222）、燃料噴射時間T_OUTが第１の判別値T_WOT1より
大きいか否かを判別する（ステップ223）。ステップ223
の答が否定（No）、即ちT_OUT≦T_WOT1のとき（第７図の
領域IIa）には前記ステップ219に進む一方、ステップ22
3の答が肯定（Yes）、即ちT_OUT＞T_WOT1のとき（第７図
の領域Ia）には、エンジン水温T_Wが前記X_WOTテーブルの
所定水温T_WWOT0より高いか否かを判別する（ステップ22
4）。ステップ224の答が否定（No）、即ちT_W≦T_WWOT0の
ときには、前記ステップ218に進む一方、ステップ224の
答が肯定（Yes）、即ちT_W＞T_WWOT0のときには、前記ス
テップ225に進む。

上述した第２図のプログラムによれば、高負荷増量係
数K_WOTは例えば以下のように設定される。

（１）第７図の領域I_C2においては、第８図（ａ）の実
線及び同図（ｂ），（ｃ）（１）に示すように、ｉ）第
１のフラッグF_HSFEが値０から１に変化する（T_OUT＝T
_WOT3となった時刻t₃₀から積算時間t_WOTX経過した）時刻
t₃₃まではK_WOT＝1.0とされ、ii）時刻t₃₃以後は、K_WOT
＝K_WOT2＝K_WOT0×X_WOTとされる。ただし、K_WOT0はステ
ップ201で算出されるK_WOT値である。

（２）第７図の領域I_C1においては、第８図（ａ）の破
線及び同図（ｂ），（ｃ）（２）に示すように、ｉ）領
域I_C1へ移行した時刻t₃₂から、第１のフラッグF_HSFEが
値０から１に変化する時刻t₃₃まではK_WOT＝K_WOT1＝K
_WOT0×X_WOTL×X_WOTとされ、ii）時刻t₃₃以後は、K_WOT＝
K_WOT2とされる。

尚、エンジン温度に応じたリッチ化補正が行われない
とき（X_WOT＝1.0のとき）には、上記K_WOT1，K_WOT2はそ
れぞれ空燃比A/F＝13.5、12.5程度とする値に設定され
る。

また、K_WOT＝1.0とする場合、即ちエンジン運転状態
が第７図の領域IIa,IIb,II_C1，II_C2にあるとき、及び領
域I_C2にあって第１のフラッグF_HSFE＝０のときには、排
ガス中の酸素濃度に応じて設定される空燃比フィードバ
ック補正係数K_O2により、空燃比のフィードバック制御
が行われ、良好な排ガス特性が維持される。また、上記
以外の場合、即ちエンジン運転状態が第７図の領域I_C1
にあるとき、及び領域I_C2にあって第１のフラッグF_HSFE
＝１のときには、空燃比フィードバック補正係数K_O2は
値1.0（無補正値）に設定され、排ガス中の酸素濃度に
応じたフィードバック制御は行われない。

第９図は、点火時期θ_IGの遅角補正を行う遅角補正サ
ブルーチンのフローチャートを示す。本ルーチンもTDC
信号パルス発生毎にこれと同期して実行される。

ステップ901では、第２図のステップ209でスタートさ
れるt_WOT1タイマのカウント値が値０に等しいか否かを
判別し、この答が肯定（Yes）のときには、第４図のF
_HSFEサブルーチンで設定される第１のフラッグF_HSFEが
値０であるか否かを判別する（ステップ902）。ステッ
プ901の答が否定（No）のとき、又はステップ901,902の
答がともに肯定（Yes）のときには、C_HSIGカウンタに所
定値（例えば３）を設定し（ステップ903）、ステップ9
04に進む一方、ステップ901の答が肯定（Yes）で、ステ
ップ902の答が否定（No）のときには直ちにステップ904
に進む。ステップ904では、燃料噴射時間T_OUTが前記第
２の判別値T_WOT2より大きいか否かを判別し、その答が
否定（No）のときには、前記C_HSIGカウンタを値０に設
定して（ステップ905）、本ルーチンを終了する。

ステップ904の答が肯定（Yes）、即ちT_OUT＞T_WOT2が
成立し、エンジン運転状態がWOT領域にあるときには、
前記C_HSIGカウンタのカウント値が値０であるか否かを
判別する（ステップ906）。ステップ906の答が肯定（Ye
s）、即ちC_HSIG＝０のときには直ちに本ルーチンを終了
し、ステップ906の答が否定（No）、即ちC_HSIG＞０のと
きには、点火時期θ_IGを決定するパラメータIG_LOGを所
定量ΔIG_HSにより減算補正し（ステップ907）、C_HSIGカ
ウンタのカウント値を値１だけデクリメントして（ステ
ップ908）、本ルーチンを終了する。

上記所定量ΔIG_HSは、例えば第10図に示すように、エ
ンジン回転数Neが高いほど大きな値に設定される。ここ
で、点火時期パラメータIG_LOGの減算補正は点火時期θ
_IGの遅角補正に対応するので、点火時期θ_IGは前記基本
点火時期θ_IGMAPをΔIG_HSに応じて遅角補正した値に設
定され、エンジン回転数Neが高いほど遅角補正量が大と
なる。また、遅角補正が行われないときには、点火時期
θ_IGは基本点火時期θ_IGMAPに設定される。

第９図の遅角補正サブルーチンによれば、T_OUT≦T
_WOT2が成立し、エンジン運転状態がWOT領域にないとき
には、遅角補正は行われず、T_OUT＞T_WOT2が成立し、
エンジン運転状態がWOT領域にあり、且つ第１のフラッ
グF_HSFE＝０のとき遅角補正が行われ、第１のフラッグF
_HSFEが値１となった時点から所定TDC経過するまで継続
される。

第11図は、第８図（ａ）に破線で示した運転状態にお
ける点火時期補正等の実行タイミングを示すタイミング
チャートであり、特に第８図の時刻t₃₁以後、即ちT_OUT
＞T_WOT2が成立するWOT領域移行後の各パラメータの変化
等を示している。

第11図（ｃ），（ｄ）はそれぞれ第８図（ｂ），
（ｃ）（２）に対応し、第１のフラッグF_HSFE及び高負
荷増量係数K_WOTは図示したように変化する。従って、時
刻t₃₃までは空燃比A/F＝13.5（K_WOT＝K_WOT1に対応）、
時刻t₃₃以後はA/F＝12.5（K_WOT＝K_WOT2に対応）、とな
るように燃料供給制御が行われる。また、C_HSIGカウン
タのカウント値（第11図（ｅ））はT_OUT＞T_WOT2が成立
するWOT領域移行後は、第９図のステップ903で値３に設
定され、ステップ908で値１だけデクリメントされるの
で、第１のフラッグF_HSFEが値１となった後、最初の遅
角補正サブルーチン実行時点（時刻t₃₄）までは値２で
あり、以後値１ずつデクリメントされて時刻t₃₅以後値
０となる。従って、点火時期θ_IG（同図（ｆ））は、時
刻t₃₅まで遅角補正され、以後補正は停止される。その
結果、同図（ｂ）に示すFI演算（燃料噴射時間T_OUTの演
算）実行時点から空燃比のリッチ化補正（A/F＝13.5→1
2.5）が行われ、このFI演算結果に基づく燃料噴射（同
図（ｇ））に対応する点火時期θ_IGの演算（IG演算、同
図（ｂ））実行時点から遅角補正が停止される。即ちA/
F＝12.5に対応する最初の燃料噴射タイミングが同図
（ｇ）に示すタイミングであり、それに対応する点火時
期が同図（ｈ）の時刻t₃₆であって、このときの点火時
期は遅角補正が行われていない。このように、C_HSIGカ
ウンタにより実際の空燃比のリッチ化時点と、点火時期
遅角補正の停止時点との同期をとるようにしている。

第12図は、空燃比A/Fと点火時期θ_IGとの関係を示す
図であり、同図中斜線で示す領域はノッキングが発生し
易い領域（以下「ノッキング領域」という）である。前
記基本点火時期θ_IGMAPは、実線で示すようにノッキン
グ領域を避け、且つ対応する空燃比に対して最大出力ト
ルクが得られるように設定されている。このため、例え
ば実際の空燃比A/F＝13.5であるのに、A/F＝12.5に対応
する基本点火時期θ_IGMAP値をそのまま用いた場合に
は、同図に破線で示すようにノッキングが発生し易くな
り、更にはエンジンの出力トルクを低下させるという不
具合を生じるが、本実施例に示したようにエンジン運転
状態がWOT領域へ移行する過渡時の空燃比制御に対応し
た点火時期の遅角補正を行うことによって、ノッキング
を回避するとともにエンジン出力の低下を防止すること
ができる。

（考案の効果） 以上詳述したように本考案、即ち請求項１の点火時期
制御装置によれば、エンジンの所定高負荷状態が検出さ
れた後、実際に空燃比がリッチ化されるまでの間は、点
火時期が遅角補正されるので、高負荷状態における燃費
向上及び排ガス特性の改善を目的とした、リッチ化補正
実行タイミングの遅延に対応した点火時期設定が可能と
なり、当該運転状態におけるノッキングの抑制及びエン
ジン出力トルクの向上を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案に係る点火時期制御装置の全体構成図、
第２図は高負荷増量係数（K_WOT）を設定するプログラム
のフローチャート、第３図は第２図のプログラムで使用
される判別値（T_WOT）の設定例を示す図、第４図は第２
図のプログラムで使用されるフラッグ（F_HSFE）を設定
するプログラムのフローチャート、第５図は第４図のプ
ログラムの作動を説明するための図、第６図はリッチ化
係数（X_WOT）を算出するためのテーブルを示す図、第７
図はエンジン回転数（Ne）と燃料噴射時間（T_OUT）とに
応じて設定される領域を示す図、第８図は第７図の領域
I_C1，I_C2における高負荷増量係数（K_WOT）の設定例を示
す図、第９図は点火時期の遅角補正を行うプログラムの
フローチャート、第10図は遅角補正量を決定するテーブ
ルを示す図、第11図は点火時期補正等の実行タイミング
を示すタイミングチャート、第12図は空燃比A/Fと点火
時期θ_IGとの関係を示す図である。 １…内燃エンジン、５…電子コントロールユニット（EC
U）、13…排気管、15…O₂センサ（排気濃度センサ）。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)考案者 佐藤 隆治 埼玉県和光市中央１丁目４番１号 株式 会社本田技術研究所内 (56)参考文献 特開 昭57−24435（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−194059（ＪＰ，Ａ)

Claims (1)

(57)【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】内燃エンジンの運転状態に応じて基本点火
   時期を設定する点火時期設定手段と、前記エンジンの排
   気成分濃度を検出する排気濃度センサと、該排気濃度セ
   ンサの検出信号に応じて前記エンジンに供給する混合気
   の空燃比を所定空燃比にフィードバック制御する空燃比
   制御手段と、前記エンジンの所定の高負荷状態を検出す
   る高負荷状態検出手段と、該所定高負荷状態が所定期間
   継続したとき前記フィードバック制御を停止し、前記空
   燃比をリッチ化補正するリッチ化補正手段とを備えた内
   燃エンジンの点火時期制御装置において、前記所定高負
   荷状態が検出された時点から前記空燃比のリッチ化補正
   が行われるまでの間、前記基本点火時期を遅角補正する
   遅角補正手段を設けたことを特徴とする内燃エンジンの
   点火時期制御装置。