JPH01224467A - 内燃機関の点火時期制御装置 - Google Patents

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】 （産業上の利用分野） 本発明は内燃機関の点火時期制御装置に関し、より詳し
くはノッキング終息後に点火時期を進角方向に戻す際の
待機点火数を機関の運転状態に応じて可変とした内燃機
関の点火時期制御装置に関する。

（従来の技術） 内燃機関においてはノッキングが発生すると異音が発生
して乗員に不快感を与えると共に、放置しておくと甚だ
しいときは機関の損傷を来すことから、ノッキング発生
の有無を監視して発生時には点火時期を遅角すると共に
、ノンキングが終息した後は適宜点火数又は適宜時間待
機して遅角させた点火時期を進角側に戻すことは良く行
われており、その−例としては特公昭５７−１２０２７
号公報記載の技術を挙げることが出来る。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、上記従来技術にあっては機関の運転状態
の如何に関わらず待機点火数を一律としているため、ノ
ッキングが再発し難い運転条件下においては機関の出力
を不要にロスすると共に、ノッキングが頻発しやすい運
転条件下においては遅角及び進角を繰り返すこととなっ
て機関出力にハンチングが生じる不都合があった。又、
運転条件がノッキングが発生し易い領域から発生し難い
領域へ移行したときも待機期間が同一であり、ノッキン
グが起こり難い運転条件下において点火時期を遅角側に
止めておくことによる出力ロスがあった。この様な運転
条件下では点火時期をＭＢＴ側へ戻すのが、トルク向上
の点で望ましいものである。

従って、本発明の目的は従来技術の斯る欠点を解消する
ことにあり、ノッキング終息後の待機期間を運転条件に
応じて可変とすることによって機関出力の不要の低下を
避けると共にノッキングの頻発による機関出力のハンチ
ングを防止し、よってノッキングの頻発による不都合を
生じさせることがない内燃機関の点火時期制御装置を提
供することにある。

（課題を解決するための手段） 上記の目的を達成するために本発明は第１図に示す如く
、機関の回転部近傍に配置され機関の回転数を検出する
機関回転数検出手段ｌ、機関の適宜位置に配置され其の
負荷状態を検出する機関負荷状態検出手段２、機関の燃
焼状態を監視してノッキング発生の有無を検出するノッ
キング検出手段３、前記機関回転数検出手段及び機関負
荷状態検出手段の出力を入力して機関の点火時期を設定
し、更に前記ノッキング検出手段の出力をも入力してノ
ッキングの発生状態に応じて該点火時期を遅角補正する
と共に、ノッキング終息後所定期間待機して該点火時期
を進角方向に修正する点火時期設定手段４及び該点火時
期設定手段の出力を入力して機関燃焼室の混合気を点火
する点火手段５からなる内燃機関の点火時期制御装置に
おいて、前記待機期間を機関の運転状態に応じて可変と
する如く構成した。

（作用） 機関の運転状態に応じて待機期間を可変とする様に構成
したので、ノッキングの再発を防止しつつ早めに点火時
期を進角側に戻すことが出来て機関出力に不要のロスが
生じることがない。

（実施例） 以下、本発明の詳細な説明する。第２図は本発明に係る
内燃機関の点火時期制御装置の全体構成を示しており、
同図に従って説明すると、符号１０は４気筒等からなる
車両用の多気筒の内燃機関を示す。内燃機関１０は吸入
空気路１２を備えており、エアクリーナ１４から流入し
た空気はスロットル弁１６で其の流量を調節されつつイ
ンテークマニホルド１８を経て−の気筒の燃焼室２０内
に導入される。吸入空気路１２にはスロットル弁１６下
流の適宜位置においてバイブ２４が接続されて分岐され
ており、其の分岐路の終端部付近に吸入空気の圧力を絶
対値で検出する前記した機関負荷状態検出手段たる吸気
圧力センサ２６が設けられる。又、内燃機関１０の冷却
水通路２日の・付近には水温センサ３０が設けられて機
関冷却水の温度を検出すると共に、吸入空気路１２のス
ロットル弁１６下流の適宜位置には吸気温センサ３２が
設けられて機関が吸入する空気の温度を検出する。

又、内燃機関１０の近傍にはディストリビュータ３６が
設けられると共に、その内部にはピストン３８の上下動
に伴って回転するクランク軸（図示せず）の回転に同期
して回転する磁石及び其れに対峙して配置された磁気ピ
ックアップ等からなる前記した機関回転数検出手段たる
クランク角センサ４０が収納されており、所定クランク
角度毎にパルス信号を出力する。更に、内燃機関ＩＯの
シリンダヘッド４２には燃焼室２０を臨む位置に圧力型
のノックセンサ４４が設けられ、燃焼圧力を検出すると
共に、内燃機関１６が装着される車両のトランスミッシ
ョンの副軸（図示せず）等の適宜位置には該車両の走行
速度を検出する車速センサ４６が設けられる。上記した
吸気圧センサ等のセンサ２６，３０．３２，４０，４４
．４６の出力は、制御ユニット５０に送られる。

第３図は制御ユニット５０の詳細を示しており、同図に
従って説明すると、吸気圧力センサ２６及び水温センサ
３０並びに吸気温センサ３２の出力は制御ユニット内に
おいてレベル変換回路５２に入力されて所定レベルに変
換された後、マイクロ・コンピュータ５４に入力される
。該マイクロ・コンピュータは、Ａ／Ｄ変換回路５４ａ
、■１０５４　ｂ、ＣＰＵ５４　ｃ、ＲＯＭ５４　ｄ、
ＲＡＭ５４ｅ及び演算用のカウンタ並びにタイマ（カウ
ンタ及びタイマの図示は省略した）を備えており、レベ
ル変換回路出力はＣＰＵ５４　ｃの指令に応じてＡ／Ｄ
変換回路５４ａにおいてデジタル値に変換された後、Ｒ
ＡＭ５４ｅに一時格納される。又、クランク角センサ４
０及び車速センサ４６の出力は波形成形回路５６におい
て波形成形されり後、ｌ１０５４ｂを介してマイクロ・
コンピュータ内に入力される。更に、前記したノックセ
ンサ４４の出力は制御ユニット５０に送出された後、フ
ィルタ手段５８においてノッキング周波数成分のみが弁
別されてノッキング判定手段６０に入力され、一方では
ピークホールド手段等からなるピーク値検出手段６２に
送られてセンサ出力のピーク値が検出されると共に、他
方では積分手段及び増幅手段等からなる比較基準レベル
設定手段６４に送られて平均値が算出される。両手段６
２゜６４の出力は次いで比較手段６６に送られ、そこで
ピーク値が基準レベルを超えると比較手段出力がハイレ
ベルとなる。又、マイクロ・コンピュータ５４からピー
ク値検出手段６２及び比較基準レベル設定手段６４には
検出期間を指令するノックゲート信号及びノイズゲート
信号が送られる。尚、斯るノッキング判定手段自体は公
知であるので、これ以上の説明は省略する。このノッキ
ング判定手段６０の出力もｌ１０５４ｂを介してマイク
ロ・コンピュータ５４に送出される。８亥マイクロ・コ
ンピュータにおいてＣＰＵ５４　ｃは後述の如く、クラ
ンク角センサ４０の出力から機関回転数及びクランク角
度を算出すると共に吸気圧力センサ２６の出力から機関
負荷状態を判断し、ＲＯＭ５４ｄに格納した基本点火時
期マツプを検索して基本点火時期を算出すると共に、他
の出力から該基本点火時期を補正して最終点火時期を算
出し、出力回路６８を経てイグナイタ等からなる点火装
置７０に点火を指令し、ディストリビュータ３６を介し
て所定気筒の点火プラグ７２を点火して燃焼室２０内の
混合気を着火する。上記において、ノックセンサ４４、
フィルタ手段５８、ノッキング判定手段６０及びマイク
ロ・コンピュータ５４が前記したノッキング検出手段に
、マイクロ・コンピュータ５４が前記した点火時期設定
手段に、点火装置７０及びディストリビュータ３６並び
に点火プラグ７２が前記した点火手段に相当する。

続いて、第４図フロー・チャートを参照して本制御装置
の動作を説明する。尚、第４図に示すプログラムは所定
クランク角度、例えばＴＤＣ毎に前記マイクロ・コンピ
ュータにおいて割り込み起動される。

先ず、３１０において待機点火数ＣＡＶを検索する。こ
れはノッキング発生によって遅角した点火時期を進角方
向に戻す際の進角待ちＴＤＣ数であって、ＲＯＭ５４　
ｄに格納したテーブルを機関回転数Ｎｅ及び吸気圧力Ｐ
ｂａで検索して求める。

第６図は斯るテーブルを説明的に図示するものであるが
、このテーブルにおいて待機点火数ＣＡＶは負荷状態を
示す吸気圧力Ｐｂａが高くなる程大きく、又機関回転数
Ｎｅが高くなる程大きくなる様に設定されている。即ち
、機関負荷が大きくなる程、或いは機関負荷が大きく且
つ機関回転数が高くなる程ノッキングが発生し易いこと
から、待機点火数を其れに応じて増減することによって
ノッキングの頻発を効果的に抑制するものである。又、
機関負荷が大きく機関回転数が高くなる程、機関のダメ
ージも太き（なることも理由に挙げることが出来る。尚
、運転状態としては機関負荷及び機関回転数を例示した
が、更に吸気温及び／又は水温を加えても良い。

続いて、Ｓ１２において前の点火の際にノッキングが発
生したか否かをノッキング判定手段６０の出力から判断
する。この前の点火は、同一気筒での前回点火であって
も良く、或いは同一サイクルでの前回点火気筒の其れで
あっても良い。Ｓ１２において前回ノンキング発生なし
と判断された場合は、次いで３１４においてノッキング
が継続的に発生していない回数、即ち点火数を計数する
カウンタＣＮｏ−ＫＮＯＫの値を１つインクリメントし
、次の３１６においてフラグＦ　ＺＯＮＥＩのビットか
らノッキング補正量がゾーン１にあるか否か判断する。

このゾーン１は使用燃料が普通オクタン価燃料と推定さ
れる場合の点火時期補正域を示すものであり、その詳細
は後述する。最初のプログラム起動時においてはゾーン
０に設定されるため、本ステップでの判断は否定される
。続いて５１８において、前述の連続ノッキング不発生
点火数カウンタのカウント値ＣＮ０−ＫＮＯＫがＳＩＯ
で検索した待機点火数ＣＡＶに達したか否か、即ち、待
機点火数が其の間ノッキングが一度発生することなく経
過したか否か判断され、達したと判断される場合にはＳ
２０においてカウント値ＣＮ０−ＫＮＯにをリセットし
て次の計数に備えると共に、Ｓ２２においてノッキング
補正量θｉｇ−ＫＮに戻し進角単位量Δθ＾Ｖを加算す
る。尚、戻し進角単位量ΔＣＡＶは１度以下の値を適宜
設定する。尚、この場合戻し進角単位量はノッキングの
頻度及び強度に応じて変えても良く、例えば大きなノッ
キングのときは戻し量を微少とする如く構成しても良い
。又、ノッキング補正量θｉｇ−ＫＮは本質的に負の値
であるので、加算は進角側に修正することになる。

次いで、Ｓ２４においてノッキング補正量θｉｇ−ＫＮ
が進角限界値θＡＶＬＭＴＯに達したか否か判断し、達
した場合には其の値に制限する。第７図にこれらの関係
を示すが、図示の如くノッキング補正量θｉｇ−ＫＮに
付いてはゾーンＯ及びゾーン１の２つの領域が一部重複
して設定されており、ゾーン０の上限値を前記の如くθ
ＡＶＬＭＴＯ（例えば０度）とすると共に、その下限値
をθＲＤＬＭＴＯ（例えば−７度）とする。又、ゾーン
１に付いても其の上限値をθＡＶＬＭＴＩ　（例えば−
５度）とすると共に、その下限値をθＲＤＬＭＴＩ　（
例えば−１０度）とする。尚、これらの値は運転条件に
応じて適宜変えても良く、−例としてθＡＶＬＭＴＩに
付いて機関回転数及び吸気圧力によって可変とし、戻し
進角量制限値に機関運転状態を反映させて一層的確に制
御する様にしても良い。後述の如く本実施例においては
、ノッキング補正量θｉｇ−にＮの値がθＲＤＬＭＴＯ
を遅角方向に超えた場合に普通オクタン価燃料が使用さ
れているものと判断してノッキング終息の戻し進角量を
ゾーン１のθＡＶＬＭＴＩに制限してノッキングの頻発
を抑制する。

従って、前出３１６においてゾーン１にあると判断され
た場合にはＳ２８においてノッキング補正量がゾーン１
の上限値に達したか否か判断し、達しない場合には３１
８以降において戻し進角すると共に、達している場合に
はＳ３０においてゾーン１の上限値に制限して其れ以上
は進角させない。尚、Ｓ１２において前回ノンキングが
発生したと判断された場合には戻し進角を行うことが出
来ないので、Ｓ３２において連続ノッキング不発生カウ
ント値を一部キャンセルすると共に、Ｓ３４においてノ
ッキング補正量から遅角補正単位量ΔθＲＤを減算して
更に点火時期を遅角させる。

尚、この遅角補正単位量は１度等と適宜に設定しても良
（、或いはノッキングの頻度及び強度に応じて可変とし
ても良い。

続いて、３３６においてＲＯＭ５４　ｄに格納したテー
ブルから検出機関回転数Ｎｅ及び吸気圧力Ｐｂａで前記
したθ＾ＶＬＭＴＩを検索した後、３３８以降において
ゾーン判断を行う。即ち、３３Ｂにおいて前記したフラ
グＦＺＯＮＥＩのビットからゾーン１にあるか否か判断
し、ゾーン１にない場合には３４０においてノッキング
補正量がゾーンＯの下限値を超えたか否か判断し、超え
た場合にはＳ４２においてゾーン１に補足してフラグＦ
　ＺＯＮＥＩのビットをオンにすると共に、既にゾーン
１にある場合は次の３４４にジャンプする。

３４４以降はゾーンのリセットを行うためのものであり
、先ずＳ４４において検出した機関回転数Ｎｅが所定回
転数Ｎｅ−ＺＲＳより低いか否かを判断する。この所定
回転数Ｎｅ−ＺＲＳは、例えば７５０ｒｐｍとする。７
５０ｒｐｍ以下にあると判断された場合にはＳ４６にお
いてゾーンリセットフラグＦ　ＺＲＳが１であるか否か
判断する。このフラグに付いては後述する。３４６の判
断において該フラグがオンしていないと判断された場合
、５４８において該フラグをオンすると共に、３５０に
おいてＲＯＭ５４　ｄに格納したテーブルからゾーンリ
セット基準時間値ＴＤ−ＺＲＳを検索する。第８図は此
のテーブルを説明的に図示するものであるが、図示の如
くゾーンリセット基準時間ＴＤ−ＺＲ３は車速Ｖに応じ
て複数種類設定する。この車速は例えば、１０ｋｎ＋、
　　２０ｈ、　　３０ｋｉ等とし、ゾーンリセット基準
時間は５ｓ、１０ｓ、１５ｓ等とする。斯く設定したの
はギヤ・シフト時に一時的に入るものを除外するためで
ある。

次いで、Ｓ５２においてタイマＴＭＲ−ＺＲＳをスター
トさせて時間計測を開始して一部本プログラムを終了す
る。而して、次回以降の起動時においてはＳ４６の判断
ではフラグ・オンと判断されて３５４に移行し、計測値
がゾーンリセット基準時間に達したか否か判断され、達
したと判断される場合には３５６においてフラグＦ　Ｚ
ＯＮＩＥＩがオフされる。従って、これ以降のプログラ
ム起動時においては戻し進角量がθＡＶＬＭＴＩに固定
されることがなく　（Ｓ１６，２８．３０）、よって例
えば誤って普通オクタン価燃料使用と判断された場合で
も早期に本来の点火時期に復帰することが出来る。

尚、Ｓ４４において機関回転数が７５０ｒｐｍを超える
と判断された場合には３５８においてリセット準備フラ
グをオフしてプログラムを終了する。これは、斯る回転
数を超える場合にはノッキングが発生しないとは云えな
いからである。即ち、Ｓ４４において機関回転数が７５
０ｒｐｍを超えるか否かを判断したのは、斯る低回転数
の場合にはノッキングが発生することがなく因って進角
度を制限するのは機関出力及び燃費の点で不利であり、
たとえ実際に普通オクタン価燃料が使用されている場合
であっても点火時期をノッキング補正量が零となる限度
まで戻しても不都合がなく、又その後で機関回転数が上
昇してノッキングが発生すれば速やかに点火時期が遅角
され、その遅角量がθＲＤＬＭＴＯを超えればゾーン１
に補足すれば足るからである。

第４図に示したフロー・チャートはノッキング補正量の
フロー・チャートであり、本制御装置において此れと共
に第５図に示す如き最終点火時期の演算が行われる。尚
、第５図に示すプログラムも適宜クランク角度毎に割り
込み起動される。

以下、第５図に従って説明すると、５１００において機
関回転数Ｎｅ及び吸気圧力Ｐｂａを読み出した後、５１
０２において前記したマツプを検索して高オクタン価燃
料用に設定されている基本点火時期θｉｇ−ＢＡＳＥを
検索し、次いで５１０４において水温Ｔｗ及び吸気温Ｔ
ａを読み出した後３１０６において点火時期補正値θｉ
ｇ−ＣＯＲ（ノッキング補正量を除く）を算出し、３１
０８において第４図フロー・チャートで算出したノッキ
ング補正量θｉｇ−ＫＮを読み出して８１１０において
最終点火時期θｉｇを演算し、５１１２において前記点
火装置７０に出力するものである。

（発明の効果） 本発明においてはノッキング終息後の戻し進角用の待機
期間を機関運転状態に応じて可変とする如く構成したの
で、機関出力が不要に低下することがないと共に、ノッ
キングを頻発させて機関出力にハンチングを来す等の不
都合を解消することが出来る利点を備える。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のクレーム対応図、第２図は本発明に係
る制御装置の概略図、第３図は其の制御ユニットめ詳細
を示すブロック図、第４図は該制御ユニットのノッキン
グ補正動作を示すフロー・チャート、第５図は該ユニッ
トの最終点火時期の演算を示すフロー・チャート、第６
図は第４図フロー・チャートの演算に使用する待機点火
数テ−プルの説明図、第７図はノッキング補正量とゾー
ンの関係を示す説明図及び第８図はゾーンリセット基準
時間テーブルを示す説明図である。 １・・・機関回転数検出手段（クランク角センサ４０）
、２・・・機関負荷状態検出手段（吸気圧力センサ２６
）、３・・・ノンキング検出手段（ノックセンサ４４、
フィルタ手段５８、ノッキング判定手段６０及びマイク
ロ・コンピュータ５４）、４・・・点火時期設定手段（
マイクロ・コンピュータ５４）、５・・・点火手段（点
火装置７０、ディストリビュータ３６、点火プラグ７２
）、５０・・・制御ユニット、５４・・・マイクロ・コ
ンピュータ 出願人　　　　本田技研工業株式会社 代理人　　　　弁理士　吉　１）　豊 第５図 ｈｆ、、ｆ　　第８図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１） ａ、機関の回転部近傍に配置され機関の回転数を検出す
   る機関回転数検出手段、 ｂ、機関の適宜位置に配置され其の負荷状態を検出する
   機関負荷状態検出手段、 ｃ、機関の燃焼状態を監視してノッキング発生の有無を
   検出するノッキング検出手段、 ｄ、前記機関回転数検出手段及び機関負荷状態検出手段
   の出力を入力して機関の点火時期を設定し、更に前記ノ
   ッキング検出手段の出力をも入力してノッキングの発生
   状態に応じて該点火時期を遅角補正すると共に、ノッキ
   ング終息後所定期間待機して該点火時期を進角方向に修
   正する点火時期設定手段、 及び ｅ、該点火時期設定手段の出力を入力して気筒燃焼室の
   混合気を点火する点火手段、 からなる内燃機関の点火時期制御装置において、前記待
   機期間を機関の運転状態に応じて可変としたことを特徴
   とする内燃機関の点火時期制御装置。
2. （２）前記機関運転状態が機関回転数及び／又は機関負
   荷状態であることを特徴とする請求項１項記載の内燃機
   関の点火時期制御装置。