JPH01232169A

JPH01232169A - エンジンの点火時期制御装置

Info

Publication number: JPH01232169A
Application number: JP5867288A
Authority: JP
Inventors: Takashi Suzuki; 敬鈴木; Katsuhiro Momii; 籾井　勝弘
Original assignee: Mazda Motor Corp
Current assignee: Mazda Motor Corp
Priority date: 1988-03-12
Filing date: 1988-03-12
Publication date: 1989-09-18

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、エンジンの点火時期制御装置に関するもので
ある。

（従来技術）一般に定常運転状態に於ける火花点火式エンジンの点火
時期は、エンジン回転数と吸入空気量とに応じて最適な
点火時期を設定するようになっている。

従って、例えば加速時（特に急加速時）のようにエンジ
ン回転数および吸入空気量が大きく上昇するような場合
には、当然それに応じて点火時期ら進角制御されろこと
になる。

しかし、該加速時のように点火時期決定のパラメータが
短時間内に大きく変化する過渡状態では、必ずしも点火
時期制御の応答性が十分でなく、ノッキングの発生等ド
ライバビリティ−を害う場合が多く生じろ。

そこで、上記のような加速時には、例えばスロットル開
度の変化量から先ず当該エンジンの加速状態を検出する
とともに、その時の加速度合（スロツトル開度変化量又
は加速判定時間）に応じて上記エンジンの点火時期を所
定量リタード制御するような構成を採用したエンジンの
点火時期制御装置がある（例えば特開昭５８−９６１７
３号公報参照）。

（発明が解決しようとする問題点）しかし、上記従来の点火時期制御装置における点火時期
のリタード制御では、通常同一のアクセル踏み込み速度
の場合において加速判定期間が最大となるスロットル弁
の全開レーシングに合わせてノッキングが発生しないよ
うにリタード期間を設定しているために、例えばスロッ
トル開度変化の急激な急加速状態ではあっても上記全開
レーシングの場合とは異なりスロットル全開に到らない
スロットル小開度変化領域下（通称、ちよい踏みと称さ
れる場合）での急加速時のノック発生を防止することが
できない問題があった。

すなわち、上記スロットル全開レーシング時には、スロ
ットル弁の最終開度が大きく、当該スロットル弁の開度
変化とそれに伴う吸入空気量の変化とが比較的応答性良
く追従し、吸気量変化の応答遅れが小さい（第５図参照
）。従って、該場合には、従来通り当該加速時の加速判
定時間１．に合せて点火時期のリタード期間ｔ、を設定
して置けば大体において当該加速時に発生するノッキン
グ（通称、１発ノックと称されている）は抑制すること
ができる。

ところがニ一方スロットル全開に達しない小加速状聾の
場合には、一般に作用する吸気負圧（ブースト圧）自体
が小さいことと吸気の絶対量が少ないことなどから上記
スロットル開度の変化に対して相当な吸気量変化の応答
遅れを生じる（第６図参照）。そのために該場合には、
上記スロットル全開時のように加速判定時間ｔ、に合わ
せて点火時期のリタード期間ｔ、を設定したのでは、該
リタード期間ｔ、を経過してから最もノッキングが発生
し易い状況（吸気充填量最大、点火時期アドバンス）が
形成されるようになって全く点火時期、リタード制御の
意味がないことになる。

もちろん、上記点火時期のリタード期間を上記後者の場
合をも含むように固定的に相当に長く設定することも可
能であるが、そのようにするとスロットル全開時のレー
シング性能（吹き上り性能）や出力低下による走行性能
の低下等を招く欠点がある。

（問題点を解決するための手段）本発明は、上記の問題を解決することを目的としてなさ
れたものであり、当該問題を解決するために、エンジン
のスロットル開度を検出するスロットル開度検出手段と
、該スロットル開度検出手段によって検出されたスロッ
トル開度の変化量を演算するスロットル開度変化量演算
手段と、エンジンの点火時期を制御する点火時期制御手
段とを備え、上記スロットル開度変化量演算手段によっ
て演算されたスロットル開度の変化量が所定値以上の場
合には上記点火時期制御手段により所定期間点火時期を
リタード制御するようにしてなるエンジンにおいて、上
記スロットル開度検出手段によって検出された上記スロ
ットル開度変化時の最終開度に応じて上記点火時期をリ
タード制御する期間を可変設定するリタード制御手段を
設けてなるものである。

（作　用）上記本発明の問題解決手段によると、スロットル開度変
化量検出手段によって検出されたスロットル開度の変化
量に応じてエンジンの点火時期をリタード制御し、加速
時の急速な燃焼圧上昇とそれに伴う点火時期の相対的な
アドバンス方向へのズレによるノブキングの廃止を防止
する。

そして、該点火時期制御において、上記加速状態に対応
した点火時期のリタード期間は、上記加速終了後のスロ
ットル開度の大きさに応じて適切に設定されるようにな
っている。

（実施例）先ず、第２図および第３図は、本発明を自動車用ガソリ
ンエンジンに実施した場合における同エンジンの空燃比
制御装置を示すものであり、第２図は上記実施例装置の
制御システムの概略図、第３図は同制御システムにおけ
るエンジンコントロールユニットのノック検出部の機能
ブロック図である。

先ず、最初に第２図および第３図を参照して本発明実施
例の上記制御システムの概略を説明し、その後要部の制
御の説明に入る。

第２図において、先ず符号ｌはエンジン本体であり、吸
入空気はエアクリーナ３０を介して外部より吸入され、
その後エアフロメータ２、スロットルチャンバ３を経て
各シリンダに供給される。

また燃料は燃料ポンプ１３により燃料タンクＩ２からエ
ンジン側に供給されてフューエルインジェクタ５により
噴射されるようになっている。そして、走行時にお・け
る上記シリンダへの吸入空気の量は、上記スロットルチ
ャンバ３内に設けられているスロットル弁６によって制
御される。スロットル弁６は、アクセルペダルに連動し
て操作され、アイドル運転状態では、最小開度状態に維
持される。

上記スロットルチャンバ３には、上記スロットル弁６を
バイパスしてバイパス吸気通路７が設けられており、該
バイパス吸気通路７にアイドル時のエンジン回転数制御
のための吸入空気量調整手段となる電流制御型電磁弁（
ＩＳＯバルブ）８が設けられている。従って、アイドル
運転状態では、上記エアフロメータ２を経た吸入空気は
、上記バイパス吸気通路７を介して各シリンダに供給さ
れることになり、その供給量は上記電磁弁８によって調
節される。この電磁弁８は、エンジンコントロールユニ
ット（以下、ＥＣＵと略称する）９より供給される制御
信号のデユーティ比りによってその開閉状態が制御され
る。

また、符号１０は、３光触媒コンバータＩＩを備えた排
気管を示している。

一方、符号１４は、上記エンジン本体ｌのシリンダヘッ
ド部に設けられた点火プラグであり、該点火プラグ１４
にはディストリビュータ１７、イグナイタ１８を介して
所定の点火電圧が印加されるようになっており、この点
火電圧の印加タイミング、すなわち点火時期は上記ＥＣ
Ｕ９より上記イグナイタ１８に供給される点火時期制御
信号■ｇｃによってコントロールされる。また、符号１
９は、上記エンジン本体ｌのシリンダブロック部に設け
られたノックセンサであり、エンジンのノッキングの発
生強度に応じた電圧出力Ｖｏを出力し、上記ＥＣＵ９に
入力する。さらに、符号２０はブースト圧センサ２０で
あり、エンジン負荷に対応したエンジンブースト圧Ｂを
検出して上記ＥＣＵ９に入力する。

上記ＥＣＵ９は、例えば演算部であるマイクロコンピュ
ータ（ＣＰＵ）を中心とし、ノック判定回路、メモリ（
ＲＯＭおよびＲＡＭ）、インタフェース（Ｉｌｏ）回路
などを備えて構成されている。そして、このＥＣＵ９の
上記インタフェース回路には上述の各検出信号の他に例
えば図示しないスタータスイッチからのエンジン始動信
号（ＥＣＵ）リガー）、エンジン回転数センサ１５から
のエンジン回転数検出信号Ｎ１水温サーミスタ１６によ
り検出されたエンジンの冷却水温度の検出信号Ｔｗ１例
えばスロットル開度センサ４により検出されたスロット
ル開度検出信号ＴＶＯ，エアフロメータ２によって検出
された吸入空気量検出信号Ｑ等の各種の検出信号も各々
入力されるようになっている。

ところで、エンジンの異常燃焼（デトネーション）によ
って生じる上記ノッキングは、一般に点火後の火炎伝播
よりも先にエンドガス（火炎伝播方向末端側の未燃混合
気）が自発火して一時的に急激な燃焼を起こすことによ
るものである（もちろん火花点火式エンジンの場合）。

従ってエンジンにおける該ノッキングの抑制手段として
は一般に上記のノックセンサ１９によってノック強度を
検出し、該検出されたノック強度に応じて点火時期１ｇ
ｆを所定量リタードしてピストン上死点付近での燃焼圧
を所定圧低下させて上記エンドガスの圧縮圧力の上昇を
所定範囲まで抑制することが効果的であり、本実施例で
も次に述べるようなノッキング抑制システムが採用され
ている。

すなわち、上記ＥＣＵ９は、機能的に例えば第３図に示
すようなノック判定部５０を備えており、該ノック判定
部５０によってノッキング状態が判定されたときには後
に述べるノッキング抑制制御を行うようになっている。

該ノック判定部５０は、ノック成分のみを抽出するため
の周波数弁別用のフィルタ回路３０を通して上記ノック
センサ１９の出力電圧Ｖｏを入力し、点火後の一定期間
内（ノック判定期間）のそのピーク値を次のピーク値検
出部３２で検出する一方、比較基準レベル計算部３３で
上記ノック判定期間内のノッキングが発生していないと
きのノックセンサ出力Ｖｏの平均値（ノック判定基準値
）を計算する。そして、次に両者の値をノック判定部３
４で比較し、上記ピーク値が上記平均値を越えるとノッ
ク信号を発生する。このノック信号は、演算部であるマ
イクロコンピュータ部３５に人力され、上記ピーク値が
平均値を越えた回数を計算し、該計算値に応じてノック
強度を判定するようになっている。このノック判定値は
一般に階段形の信号波形として示される（図示省略）。

以上のようにして、ノック強度が判定されると、当該判
定値の判定レベルに応゛じて次の気筒（多気筒の場合）
の点火時期を点火時期フィードバック制御によって電子
的にリタード又はアドバンスして最適点火時期のコント
ロールを行うことによりノッキングの発生を防止するよ
うにしている。

ところで、先に従来技術の項でも述べたように上記のよ
うなノッキングは、加速時のような過渡運転状態におい
ても発生する。このため加速時には、上記スロットル開
度ＴＶＯの変化により加速状態であることを吸入空気量
の変化よりも応答性良く検出するとともに該検出に同期
して所定期間点火時期をリタードさせることにより、事
前に上記ノッキングの発生を抑制する加速リタードシス
テムも上述のノッキング抑制システムの一部として組込
まれている。このシステムの具体的な構成は第４図のフ
ローチャートに示されている。

そこで、次に該第４図のフローチャートに示されている
加速時の点火時期のリタード制御について詳細に説明し
て行く。

先ずステップＳ、で当該周期における上記エンジンのス
ロットル開度Ｔ　Ｖ　Ｏ（ｉ）をＣＰＵに入力し、該入
力値Ｔ　Ｖ　Ｏ（ｉ）と前回の入力値Ｔ　Ｖ　Ｏ（ｉ−
１）とを比較することによって当該スロットル開度の変
化量ΔＴ　Ｖ　Ｏ（ｉ）を演算する。次にステップＳ、
に進み、当該演算値ΔＴ　Ｖ　Ｏ（ｉ）と予めメモリさ
れている前周期におけるスロットル開度変化量ΔＴＶＯ
（ｉ−１）とを所定の基準値と比較し、その変化状態か
ら現周期で初めて加速が開始されたものであるか否かを
判定する。

そして、その判定結果がＹＥＳの場合には、ステップＳ
、に進んで所定値点火時期をリタードしてノック抑制制
御を行った上でステップＳＩにリターンする。

一方、上記判定結果がＮｏの加速途中（現在加速中であ
って前回も加速状態の場合）か、又は加速終了状態であ
って少なくとも加速開始状態ではない場合には、他方ス
テップＳ４の方に進んで、更に加速状態の継続、すなわ
ち加速途中であるか否かを判定する。その結果、ＹＥＳ
の場合には、そのままステップＳ、に進んで上述の場合
と同様に所定値点火時期をリタードした上でステップＳ
１にリターンする。他方、加速途中ではないＮＯの場合
には、さらにステップＳ８の方に移って加速終了状態の
判定を行ない、その結果ＹＥＳ（加速終了）判定の場合
には、続いてステップＳ　７．　Ｓ　ｅ。

Ｓｌｌに進み、上記加速時の最終スロットル開度ＴＶＯ
（ｉ）の大きさ（これは結局第５図、第６図の加速判定
時間ｔ１に対応する）に応じて上記点火時期のリタード
期間（第５図、第６図の１１）を実質的に延長するため
のデイレイタイムｔｏを第７図のマツプに基いて演算す
るとともに該演算値ｔｏを点火時期制御用のデイレイタ
イマＴｏのタイマ値としてセットした上で当該セット期
間内（タイマーアウトするまで）点火時期のリタードを
行って実吸気量変化の応答遅れに起因して生じる加速時
のノブキング（所謂１発ノック）の発生を確実に防止し
、良好なドライバビリティ−を確保するようになってい
る（第５図、第６図参照）。

他方、上記ステップＳ８の判定結果がＮＯの前回からの
加速終了状態の場合には、ステップＳ　１０の方に移っ
て上記ステップＳ８でデイレイタイムｔｏがセットされ
たデイレイタイマＴｏのタイマーカウント（ディクリメ
ント）を行うとともに次のステップＳｌｌで当該カウン
ト動作（ディクリメント）によって上記設定タイムｔｏ
が１０＝０となったか否か、換言すると上記ステップＳ
８で設定されたデイレイタイムｔｏが経過したか否かを
判定し、Ｎ　Ｏ（未経過）の場合にはＹＥＳとなるまで
（ｔｃ＋が経過するまで）ステップＳＩ２に示すように
ステップＳ。と同様の点火時期のリタード制御を継続し
てノック抑制制御を実行するー゛方、１０＝０のＹＥＳ
の場合（ｔｏ経過）には点火時期のリタードを行うこと
なく（又は今まで行っていた場合には該時点で停止して
）上述のステップＳｌにリターンする。

従って、上記実施例の構成によれば、第５図、第６図に
示すように結局上記実際の点火時期のリタード期間は実
際の加速判定時間ｔ１よりも大きな当該加速判定時間１
．に対応する本来のリタード期間ｔ、に上記デイレイタ
イムｔｏを加算した期間（ＴＲＴＤ　＝ｔｔ＋ｔｏ　）
となり、吸気量変化の応答遅れを見込んだ実質的なノッ
ク発生可能期間と確実に対応するようになり確実にノッ
クを抑制できるようになる。しかも、上記デイレイタイ
ムｔｏは加速時のスロットル開度変化の最終開度（最大
開度）に応じて決定されるから、当該最終開度が大きく
吸気量変化の応答遅れが小さい場合については点火時期
のリタード期間も短く、また同最終開度が小さく吸気量
変化の応答遅れが大きいものについては逆に長く設定す
ることができるようになる。その結果、第５図のような
スロットル開度の変化に実際の吸入空気量変化がほぼ追
従するスロットル全開レーシングの際の点火時期リター
ド期間は最短に制御してエンジンの吹き上り状態を良好
に確保するとともに、一方第６図のような吸入空気量変
化の追従性が悪いスロットル小開度変化域での確実なノ
ック防止効果をも共に有効に実現することか可能となる
。

（発明の効果）本発明は、以上に説明したように、エンジンのスロット
ル開度を検出するスロットル開度検出手段と、該スロッ
トル開度検出手段によって検出されたスロットル開度の
変化量を演算するスロットル開度変化量演算手段と、エ
ンジンの点火時期を制御する点火時期制御手段とを備え
、上記スロットル開度変化量演算手段によって演算され
たスロットル開度の変化量が所定値以上の場合には上記
点火時期制御手段により所定期間点火時期をリタード制
御するようにしてなるエンジンにおいて、上記スロット
ル開度検出手段によって検出された上記スロットル開度
変化時の最終開度に応じて上記点火時期をリタード制御
する期間を可変設定するり汐−ド制御手段を設けたこと
を特徴とするものである。

すなわち、該本発明の構成では、スロットル開度変化虫
検出手段によって検出されたスロットル開度の変化量に
応じてエンジンの点火時期をリタード制御し、加速時の
急速な燃焼圧上昇とそれに伴う点火時期の相対的なアド
バンス方向へのズレによるノッキングの発生を防止する
。

従って、上記本発明の構成によれば、結局上記点火時期
のリタード期間は吸気量変化の応答遅れによる実際のノ
ック発生可能期間と十分に対応するようになり、自動的
に最終スロットル開度が大きく吸気量変化の応答遅れが
小さいものについては点火時期のリタード期間も短く、
また吸気量変化の応答遅れの大きいものについてはその
分長く設定することができる。その結果、スロットル全
開レーシングの際などには不必要に点火時期のリタード
期間を長くすることなく最短期間に抑制してエンジンの
吹き上り性能を良好に確保する一方、他方スロットル小
開度変化領域下での小加速によるノック防止をも確実に
実現することが可能となる。

【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
の実施例に係るエンジンの点火時期制御装置全体の構成
を示すシステムチャート、第３図は、同装置のエンジン
コントロールユニットの要部の構成を示す機能ブロック
図、第４図は、同装置の要部の制御動作を示すフローチ
ャート、第５図は、スロットル全開レーシング時の点火
時期リタード特性を示すグラフ、第６図は、同スロット
ル小開度変化時の点火時期リタード特性を示すグラフ、
第７図は加速判定時間とそれに応じた本来の点火時期リ
タード期間に付加すべきデイレイタイムとの関係を示す
マツプ特性図である。ｌ・・・・・エンジン本体２・・・・・エアフロメータ５・・・・・フューエルインジェクタ６・・・・・スロットル弁９・・壽・・エンジンコントロールユニットｌＯ・・・
・排気管１１・・・・三元触媒ユンバータ１４・・・・点火プラグ１４・・・・点火プラグ１５・・・・エンジン回転数センチ１８・・・・イグナイタ

Claims

【特許請求の範囲】

１、エンジンのスロットル開度を検出するスロットル開
度検出手段と、該スロットル開度検出手段によって検出
されたスロットル開度の変化量を演算するスロットル開
度変化量演算手段と、エンジンの点火時期を制御する点
火時期制御手段とを備え、上記スロットル開度変化量演
算手段によって演算されたスロットル開度の変化量が所
定値以上の場合には上記点火時期制御手段により所定期
間点火時期をリタード制御するようにしてなるエンジン
において、上記スロットル開度検出手段によって検出さ
れた上記スロットル開度変化時の最終開度に応じて上記
点火時期をリタード制御する期間を可変設定するリター
ド制御手段を設けたことを特徴とするエンジンの点火時
期制御装置。