JPH0192587A - 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、自動車等内燃機関の点火時期制御装置に係り
、詳しくはＮ０ｘ（窒素酸化物）の発生を最適なものと
するために点火時期を精密に制御する装置に関する。

（従来の技術） 内燃機関の点火時期は期間の運転状態に対して効率が最
も良くなるように決定するのが望ましい。

そして、一般には機関がノッキングしない範囲でできる
だけＭＢ　Ｔ　（Ｍｉｎｉｍｕｍ　ａｄｖａｎｃｅ　ｆ
ｏｒ　Ｂｅ５ｔＴｏｒｑｕｅ）に近づくように点火時期
を設定するのが最良と知られている。

このような制御を行う従来のノッキング制御装置として
は、例えば特公昭６０−２４３１０号公報に開示されて
いるようなものがある。この装置では気筒別にノッキン
グを検出し、ノッキングの発生がないときに進角させる
進角量よりもノッキングを検出したときにノッキング回
避を行うための遅角量の方を大きく　（遅角量〉進角量
）することにより、−旦ノッキングを検出すると次回の
燃焼ではノッキングの発生を適切に回避するようにして
いる。

また、ノンキングの有無に応じて点火時期を制御すると
いういわゆるノッキング制御を上記ＭＢＴ制御に併用す
るという方式のものが開発されており、例えばそのよう
なものとしては特開昭５７−１７３５６５号、特開昭６
１−１６２６９号、特開昭６１−１６２６８号、特開昭
６１−１６２７１号、各公報に記載の装置がある。これ
らの装置では、燃焼室内の圧力（以下、筒内圧という）
を検出して、その圧力が最大となるクランク角度（以下
、筒内圧最大時期という）θｐｍａｘが機関の発生トル
クを最大にする所定位置に（るように点火時期をＭＢＴ
ＩＩＩ御する。また、同時に筒内圧の検出信号を信号処
理回路を通すことでノッキングを検出し、そのノンキン
グレベルが所定値を越えたときにはＭＢＴ制御よりも優
先してノッキングを回避すべく点火時期を遅角側に制御
する。これにより、ノッキングを抑制しつつ機関の発生
トルクを出来るだけ大きくして運転性能の向上を意図し
ている。

ところで、大気汚染を防止するため自動車のエンジンお
よびその付属装置により排出される排出ガスの成分量の
規制が行われており、このような排気エミッションコン
トロールの１つにＥＧＲ装置（排気還流装置）がある。

ＥＧＲ装置は排気の一部を取り出しインテークマニホー
ルドへ還流させることにより、最高燃焼温度を下げて、
ＮＯｘの生成を低減させるものであるが、最近では運転
性の向上を図るためこのようなＥＧＲ装置を付けないエ
ンジンシステムが多く見られるようになってきている。

この場合ＮＯｘ低減のために触媒容量を増大させること
で対処している。

（発明が解決しようとする問題点） しかしながら、このような従来の内燃機関の点火時期制
御装置あっては、ＥＧＲを用いずにＮＯｘ排出量を許容
値内に抑制するために、予めエンジンバラツキ（圧縮比
等）や点火時期バラツキを考慮して比較的大型の触媒を
装着するあるいは圧縮比を下げておく構成となっていた
ため、触媒容量増大によりシステムがコストアップし、
圧縮比低下によって燃費が悪化してしまうという問題点
があった。また、このような問題点はＭＢＴ制御を行う
ものについても同様であり、ＮＯｘ排出量によらず常に
点火時期をＭＢＴに制御しようとしていたため触媒容量
の増大・圧縮比の低下を招いている。

（発明の目的） そこで本発明は、排気中の窒素酸化物濃度を検出し、こ
の検出値が所定の目標値となるように基本点火時期を補
正することにより、エンジンバラツキや点火時期のバラ
ツキがあってもＮＯｘ排出量を許容限界まで精密に制御
して、触媒容量を低減させて低コスト化を図るとともに
圧縮比を上げて燃費を向上させることを目的としている
。

（問題点を解決するための手段） 本発明による内燃機関の点火時期制御装置は上記目的達
成のため、その基本概念図を第１図に示すように、エン
ジンの運転状態を検出する運転状態検出手段ａと、排気
中の窒素酸化物濃度を検出する濃度検出手段すと、エン
ジンの運転状態に基づいて目標となる窒素酸化物濃度の
目標値を設定する目標設定手段Ｃと、濃度検出手段すの
出力に基づいて窒素酸化物濃度が前記目標値となるよう
に基本点火時期を補正する補正量を演算する補正量演算
手段ｄと、エンジンの運転状態に基づいて基本点火時期
を設定するとともに、前記補正量に応じて該基本点火時
期を補正する点火時期設定手段ｅと、点火時期設定手段
ｅに基づいて混合気に点火する点火手段ｆと、を備えて
いる。

（作用） 本発明では、エンジンの運転状態に基づいて窒素酸化物
濃度の目標値が設定されるとともに、排気中の窒素酸化
物濃度が検出され、この検出値が該目標値となるように
基本点火時期が補正される。

したがって、エンジンバラツキや点火時期のバラツキが
あってもＮＯｘ排出量が許容限界まで精密に制御され、
触媒容量が低減して低コスト化するとともに、圧縮比が
上がり燃費が向上する。

（実施例） 以下、本発明を図面に基づいて説明する。

第２〜９図は本発明の第１実施例を示す図である。まず
、構成を説明する。第２図において、１はエンジンであ
り、吸入空気は吸気管２、スロットルチャンバ３を経て
インテークマニホールド４の各ブランチからそれぞれの
気筒に供給され、燃料は噴射信号Ｓｉに基づきインジェ
クタ５により噴射される。、そして、気筒内で燃焼した
排気は排気管６を通して図外の触媒コンバータに導入さ
れ、触媒コンバータ内で排気中の有害成分を清浄化して
排出される。各気筒には点火プラグ７が装着されており
、点火プラグ７にはディストリビュータ８を介して点火
コイル９からの高圧パルスＰｉが供給される。点火プラ
グ７、ディストリビュータ８および点火コイル９は混合
気に点火する点火手段１０を構成しており、点火手段１
０は点火信号Ｓｐに基づいて高圧パルスＰｉを発生し放
電させる。

そして、気筒内の混合気は高圧パルスＰｉの放電によっ
て着火、爆発し、排気される。

吸入空気の流量Ｑａはエアフローメータ１１により検出
され、スロットル弁１２の開度ＴＶＯはスロットルセン
サ１３により検出される。冷却水温Ｔｗは水温センサエ
４により検出され、エンジンのクランク角Ｃａはディス
トリビュータ８に内蔵されたクランク角センサ１５によ
り検出される。クランク角センサ１５は爆発間隔（６気
筒エンジンでは１２０°、４気筒エンジンでは１８０°
）毎に各気筒の圧縮上死点（ＴＤＣ）前の所定位置、例
えばＢＴＤＣ７０゜で（Ｈ）レベルのパルスとなる基準
信号Ｃａを出力するとともに、クランク角の単位角度（
例えば２°）毎に（Ｈ）レベルのパルスとなる単位信号
Ｃ３を出力する。なお、信号Ｃａのパルスを計数するこ
とにより、エンジン回転数Ｎｅを知ることができる。ま
た、エンジン１の燃焼圧力Ｐａは筒内圧センサ１６によ
り検出され、筒内圧センサ１６は点火プラグ７の座金と
して形成される。さらに、排気中の窒素酸化物（ＮＯｘ
）濃度はＮＯｘセンサ（濃度検出手段）１７により検出
され、ＮＯｘセンサ１７はＮＯｘに対し高感度で選択性
があり、その濃度変化に応じその出力が変化するものが
用いられ、詳細な構造は後述する。

上記エアフローメーター１、スロットルセンサー３、水
温センサー４およびクランク角センサー５は運転状態検
出手段１８を構成しており、運転状態検出手段１８、筒
内圧センサー６およびＮＯｘセンサー７からの出力はコ
ントロールユニット２０に入力される。コントロールユ
ニット２０は目標設定手段、補正量演算手段および点火
時期設定手段としての機能を有し、マイクロコンピュー
タにより構成される。そして、コントロールユニット２
０は内部のメモリに格納されているプログラムに従って
上記各センサ情報に基づいて点火時期制御に必要な処理
値を演算し、その演算結果に応じた点火信号Ｓｐを点火
手段９に出力する。

ここで、前記ＮＯｘセンサー７について詳述する。

ＮＯｘセンサー７はセンサ部分１７ａと信号処理部分１
７ｂとに分かれており、第３図はＮＯｘ１７のセンす部
分１７ａ構造を示す断面図である。第３図において、３
１は酸素イオン伝導性の固体電解質であり、固体電解質
３１には図中下方からヒータ３２が埋設されるとともに
、大気の導入された大気導入孔３３および排気を導入可
能な排気拡散室３４が順次形成される。大気導入孔３３
に臨む固体電解質３１の内壁面には白金からなる第１、
第２大気側電極３５．３６がそれぞれ設けられており、
これら第１．第２大気側電極３５．３６に対向する排気
拡散室３４側の固体電解質３１の内壁面も同様に白金か
らなる第１、第２排気側電極３７．３８がそれぞれ設け
られている。第１排気側電極３７の周囲は多孔質の酸化
触媒層３９で覆われており、酸化触媒層３９としては、
例えば多孔質アルミナにＰｔ（白金）を含浸させたもの
が用いられる。一方、第２排気側電極３８の周囲は多孔
質の三元触媒層４０で覆われており、三元触媒層４０と
しては、例えば多孔質アルミナにｐｔとｐｈ（ラジウム
）を含浸させたものが用いられる。上記第１大気側電極
３５、第１排気側電極３７、酸化触媒層３９および固体
電解質３１はいわゆる酸化触媒付０□センサ４１を構成
し、その起電力特性は第４図に曲線ａで示すようなもの
となる。なお、第４図中、横軸はＮＯｘを考慮していな
い空気過剰率λである。また、第２大気側電極３６、第
２排気側電極３８、三元触媒層４０および固体電解質３
１はいわゆる三元触媒付０□センサ４２を構成してＮＯ
ｘを還元するもので、その起電力特性は第４図に曲線ａ
。

ｂ、　　ｃで示すように、ＮＯｘがＯの場合は曲線ａと
略等しく、ＮＯｘ濃度の増大に伴って、３−４ｂ→Ｃと
変化する。

一方、排気拡散室３４は排気導入孔４３を通して排気と
連通しており、排気拡散室３４における排気側方向の内
壁面には第１排気側電極３７と相対する位置に第１内側
ポンプ電極４４が、第２排気側電極３８と相対する位置
に第２内側ポンプ電極４５が設けられている。第１、第
２内側ポンプ電極４４．４５はアルミナ等の多孔室から
なる保護層４６．４７でそれぞれ覆われており、これら
の保護層４４．４５に対応する排気側の固体電解質３１
の外壁面にはそれぞれ第１、第２外側電極４８．４９が
設けられている。なお、第１、第２内側ポンプ電極４４
．４５および第１、第２外側電極４８．４９は何れも白
金により作られており、第１、第２外側電極４８．４９
も同様にアルミナ等の多孔質からなる保護層５０．５１
でそれぞれ覆われている。上記、保護層４６、第１外側
電極４８、第１内側ポンプ電極４４、保護１ｉ５０およ
び固体電解質３１は第１ポンプセル５２を構成し、第２
内側ポンプ電極４５、第２外側電極４９、保護層４７、
保護層５１および固体電解質３１は第２ポンプセル５３
を構成している。

以上の構成において、第１、第２ポンプセル５２．５３
には外部の回路からポンプ電流Ｉｐが供給され、このポ
ンプ電流ｉｐの値に応じて排気拡散室３４と排気との間
で酸素分子のボンピング（輸送）が行われる。このとき
、排気拡散室３４の酸素濃度が第４図に示す特性（起電
力が急激に切り換わる特性に対応するように上記ボンピ
ングを行うと（特性の監視は酸化触媒付０２センサ４１
で行う）、排気拡散室３４への排気流入量は排気導入孔
４３によって一定量に制限されているから、そのときの
ポンプ電流１ｐ（Ｉｐｏｘで表す）の値は排気酸素濃度
（すなわち、空燃比）に相関するものとなる。上記の場
−合、酸素触媒付０□センサ４１の起電力Ｅ３゜８が一
定電圧Ｖｒ　（Ｖｒ＝０．５　Ｖ程度で特性の切り換わ
りの略中間の位置）となるようにポンプ電流■、。８を
制御する。一方、同様の原理で三元触媒付０２センサ４
２の起電力Ｅ＄ＴＷが一定電圧Ｖｒとなるようにポンプ
電流Ｉｐを制御し、そのときの電流値をｒ　ｐｔ＋１と
した場合、ｒ　ＦＴＷとｒ　ｐａｗとの差Δｌｐは排気
拡散室３４に拡散してくる排気中のＮＯｘ濃度に相関し
たものとなる。すなわち、第４図の特性から明らかであ
るようにＮＯｘが増大する程、排気拡散室３４の雰囲気
をλ＝１の状態よりもリッチにしなければ、起電力Ｅ、
７１が一定電圧Ｖｒに等しくならず、したがって、その
ときのポンプ電流Ｉ　ＰＴｌｌはＩ　ＰＯＸよりも大き
くなる。

以上のことから、ΔＩｐを求めることによってＮｏｘｓ
度を検出することができ、ΔＩりとＮＯｘ濃度との関係
は第５図に示すようなものとなる。

第６図は、ＮＯｘセンサ１７の信号領域部分１７ｂを示
す回路図である。第６図において、信号処理部分１７ｂ
は一定電圧Ｖｒを発生する基準電源６１、比較器６２．
６３、切換器６４、抵抗６５、差動増幅器６６、タイマ
６７、サンプルホールド回路６８および引算器６９によ
り構成される。比較器６２は酸化触媒付０２センサ４１
の起電力Ｅ！：ｓｏｘを一定電圧Ｖｒと比較し、比較器
６３は三元触媒付０□センサ４２の起電力Ｅｓｙ、を一
定電圧Ｖｒと比較する。切換器６４はタイマ６７により
計測される所定周期に応答して該周期毎に比較器６２の
出力と比較器６３の出力を切り換えて取り込み、Ｅｓｏ
ｘ＝ＶｒおよびＥ、、、＝Ｖｒとなるように前記ポンプ
電流１ｐを制御し、抵抗６５を介して第１ポンプセル５
２および第２ポンプセル５３に供給する。差動増幅器６
６は抵抗６５の両端の電圧降下からポンプ電流１ｐの値
を測定し、ｒｐに比例した電圧Ｖｉｐを出力する。サン
プルホールド回路６８はタイマ６７により指定される所
定周期毎に差動増幅器６６からの電圧Ｖｉｐをサンプル
ホールドし、すなわちＩ　ＰＯＲおよびＩ　ＰＴＩｌに
対応する電圧Ｖｉｐを所定周期毎にサンプルホールドし
てそのホールド値を引算器６９に出力する。引算器６９
はΔ１ｐ＝ＩＦＴ□−Ｉ　ＦＯＸの演算を行い、これか
らそのときのＮＯ’ｘ濃度を算出する。このような構成
を有する信号処理部分１７ｂにより前述した基本原理に
基づき排気中のＮＯｘ濃度が第５図に示すように精度良
く検出される。因みに、従来は自動車に搭載できる程、
小型のものは開発されておらず、例えば化学発光式ガス
分析計等に鯨っていた。したがって、検出装置全体が大
型、価格が高い、応答性が悪い、標準ガスで常にキャリ
ブレーションが必要という諸問題があった。これに対し
て、本実施例のＮＯｘセンサ１７は小型、軽量、低コス
ト、応答性が速い、メンテナンスフリーであるという利
点を有しており、車両に適用されるセンサとしてふされ
しいものである。

次に、作用を説明する。

第７図は点火時期制御のプログラムを示すフローチャー
トであり、本プログラムは所定のエンジンクランク角度
毎に割り込み処理により起動される。まず、Ｐｌで冷却
水温（機関温度）Ｔｗを所定価Ｔｗｅと比較し、Ｔｗ≧
Ｔ　Ｗ　ｏのときはエンジンが所定の暖機状態にあると
判断してＰ２でエンジン回転数Ｎｅおよび吸入空気量（
エンジン負荷）Ｑａをパラメータとする第８図に示す２
次元のテーブルマツプからＮＯｘ濃度の目標値Ｎ。

（Ｎｏｏ＝ｆｕｎｃ　　（Ｎｅ、Ｑａ））をルックアッ
プする。次いで、Ｐ、でＴｗに応じて目標値Ｎ　ｏ　ｏ
を補正する温度補正量Ｎｏ＋　（Ｎｏ１　＝　ｆ　ｕｎ
ｃ　　（Ｔ　ｗ）あるいはＮｏ＋＝ｆｕｎｃ　　（Ｔｗ
、　Ｎｅ、　Ｑａ）　）を第９図に示すテーブルマツプ
からルックアップする。ここで、ＮｅｔはＴｗが低温度
になる程大きな値になるように設定され、例えば次式■
に従って演算される。

Ｎｏ＋＝ｋ　（Ｎｅ、Ｑａ）Ｘ　（８０Ｔｗ）・・・・
・・■ 但し、ｋ：定数 次いで、Ｐ４で次式〇に従ってＮＯｘ濃度の最終目標値
Ｎ０を演算し、Ｐ、でＮＯｘセンサ１７の出力のＡ／Ｄ
変換値からＮＯｘ濃度を検出する。

Ｎｏ　＝Ｎｅｏ　＋　ＮｏＩ・・””■１に のとき、このＮＯｘ濃度と吸入空気量ＱａとからＮＯｘ
重量を演算し、最終目標値Ｎｏも重量で表して両者の重
量比較を行うようにすれば制御精度をより高めることが
でき、Ｎｏ。のテーブルにもマツチングしやすくなる。

そこで、Ｐｈで検出ＮＯｘ量をＮ（重量）とすれば最終
目標値Ｎ０との差ΔＮは次式■で示される。

ΔＮ＝Ｎ−Ｎ、　　・・・・・・■ 次いで、Ｐ７で次式■に従って点火時期補正量ＤＡの変
化量ＤＡＤＶを演算し、ｐＨでこのＤＡＤＶを所定値す
と比較する。

ＤＡＤＶ干ａ×ΔＮ　川・・・■ 但し、ａ：比例定数 ＤＡＤＶ＞ｂのときはＰｑ　でＤＡＤＶ＝ｂとし、ＤＡ
ＤＶ≦ｂのときはＰ、をジャンプしてｐｔｏに進む。Ｐ
、。ではＤＡＤＶを所定値−Ｃと比較し、ＤＡＤＶ＜−
ｃのときはＰ　ｌ　ｌでＤＡＤＶ＝−ｃとし、ＤＡＤＶ
≧−〇のときはｐＨをジャンプしてＰＩ□に進む。ここ
で、所定値すは進角方向への変化量の最大限度値を、所
定値−Ｃは遅角方向への変化量の最大限度値をそれぞれ
意味しており、所定値す、−ｃは１回の補正による進角
しすぎによるノック発生、遅角しすぎによる運転性の悪
化を防止するために設定され、運転性重視のためｂ≧Ｃ
とするのが良い。なお、ｂ、ｃはいずれも正の値である
。次いで、ＰＩ！で次式■に従って点火時期補正量ＤＡ
を演算し、Ｐｌ、てこのＤＡを所定値ｄと比較する。

ＤＡ＝ＤＡ’＋ＤＡＤＶ　　・旧−・■但し、ＤＡ’：
前回の値 ＤＡ＞ｄのときはＰｌ４でＤＡ＝ｄとし、ＤＡ≦ｄのと
きはｐｅａをジャンプしてｐＨ１に進む。Ｐｌ５ではＤ
Ａを所定値−〇と比較し、ＤＡ＜−ｅのときはＰｌ６で
ＤＡ＝−ｅとし、ＤＡ≧−〇のときはＰｏをジャンプし
てＰＩ？に進む。ここで、所定値ｄ、−ｅは最終点火時
期ＡＤＶが進角しすぎ、あるいは遅角しすぎにならない
ようにするための進遅角リミットであり、ｄ、ｅの値は
、基本点火時期ＡＤＶ、の設定の仕方によって変わって
くる。

例えば、ＡＤＶ。がＭＢＴ付近であればｄの値はゼロに
近い値となる。次いで、Ｐｌ７でエンジン回転数Ｎｅお
よび吸入空気量Ｑａをパラメータとするテーブルマツプ
から基本点火時期ＡＤＶｏ　　（ＡＤＶ、　−ｆｕｎｃ
　　（Ｎｅ、Ｑａ））をルック７ｙプし、ｐＨ＋で次式
〇に従って最終点火時期ＡＤＶを演算する。

ＡＤＶ＝ＡＤＶｏ　＋ＤＡ　　−−■ 次いで、Ｐｌ９でこの最終点火時期ＡＤＶに基づいて、
例えば（７０°−ＡＤＶ）という値をコントロールユニ
ット２０の出力ボートのレジスタにセントし、所定の点
火タイミングで点火信号Ｓｐを出力して今回の処理を終
了する。一方、ＰｌでＴｗ＜Ｔｗ、のときはエンジンが
所定の暖機状態にないと判断してＰ２゜で点火時期の冷
間時補正量ＤＡＴＷをルックアップし、ＰＺＩでＤＡ＝
ＤＡＴＷとしてＰｌ７に進む。なお、ルックアップのル
ーチンは、予めバンクグランドジョブ（ＢＧＪ）で処理
をしておくようにすれば、スタートからリターンまでの
処理時間を短縮することができる。

このように、排気系のＮ　Ｏｘ　？Ｊ１１度が検出され
、検出されたＮＯｘが目標値Ｎ０になるように点火時期
が適切に補正される。したがって、ＮＯｘ排出量が精密
に制御され、エンジン部品のバラツキがあってもＮＯｘ
排出量の許容値オーバーを防止することができる。また
、触媒容量を低減させることによりコストダウンを図る
ことができ、圧縮比を上げることにより燃費を向上させ
ることができる。

第１０図は本発明の第２実施例を示す図であり、第１実
施例の第７図のプログラムと同一処理を行うステップに
は同一番号を付してその説明を省略し、異なるステップ
には○印で囲むステップ番号を付してその内容を説明す
る。

第１０図のプログラムにおいて、Ｐ、でＮＯｘの検出量
Ｎ（重量）を求めるとＰ３１で次式■に従ってＮＯｘ量
の移動平均値Ｘを演算し、Ｐ３ｔでこの移動平均値Ｘを
第０式で示したＮの代わりに使用（第０式参照）してＰ
、に進む。

但し、Ｎ１：前回の値 ΔＮ＝瓦−Ｎ。　・・・・・・■ したがって、本実施例では運転条件の変化によるＮＯｘ
排出量の大きな変動を吸収して、制御を安定化させるこ
とができる。

第１１図は本発明の第３実施例を示す図であり、加速時
と定常時とで所定値ｅの値を変えるものである。第１実
施例の第７図のプログラムと同一処理を行うステップに
は同一番号を付してその説明を省略し、異なるステップ
にはＯ印で囲むステップ番号を付してその内容を説明す
る。

第１１図のプログラムにおいて、Ｐｌ４を経るとＰ４１
でエンジンが加速状態にあるか否かを判別し、加速状態
にあるときは加速時の運転性を重視して遅角リミットｅ
を小さくするためＰ４□で係数０１（ｅ＋　　＝ｆｕｎ
ｃ　　（Ｎｅ、　　ΔＱａ）　　但し、ΔＱａは吸入空
気量Ｑａの単位時間当たりの変化量を示す）を求める。

次いで、Ｐａｓで係数ｅＩを所定値ｅとしてＰｌ５に進
む。一方、加速状態にないときはＰ４４で定常時の係数
ｅ。（ｅｏ≧ｅＩ）を比例定数ｅとしてＰｌ５に進む。

したがって、加速時の遅角補正量を減少させて加速時の
運転性をより一層高めることができる。

第１２図は本発明の第４実施例を示す図であり、ΔＮの
正負に応じて所定値（補正ゲイン）の値を変えるもので
ある。第１実施例の第７図のプログラムと同一処理を行
うステップには同一番号を付してその説明を省略し、異
なるステップには○印で囲むステップ番号を付してその
内容を説明する。

第１２図のプログラムにおいて、Ｐ６を経るとＰ、１で
検出ＮＯｘ量Ｎ（重量）と目標値Ｎ０との差ΔＮの正負
を判定し、ΔＮ＜ＯのときはＰｓｇで遅角側の補正ゲイ
ンａ、をａとしくａ＝ａ１）、ΔＮ≧０のときはＰ、３
で進角側の補正ゲインａ０（ａｏ　＞ａ、）をａとする
（ａ＝ａ、）。

このように、遅角側の補正ゲインａ、を進角側の補正ゲ
インａ０よりも大きくしているので、運転性と燃費の悪
化を防止することができる。

以上の各実施例はＭＢＴＩＩＪ御を行っていない例であ
るが本発明はＭＢＴ制御を行うものに適用してもよく、
この態様を次の第５実施例で示す。

第１３〜１５図は本発明の第５実施例を示す図である。

第１３図はＮＯｘ検出量がＮＯｘ限界値ＮＬＩＭを超え
ているか否かを判定するプログラムを示すフローチャー
トであり、本プログラムは、例えば１０ｍ５ｅｃ毎の一
定時間周期で起動される。まず、Ｐ６１でエンジン回転
数Ｎｅおよび吸入空気量Ｑａをパラメータとする第１４
図に示すテーブルマツプからＮＯｘ限界値ＮＬＩＭ　　
（ＮＬＩＭ　＝　ｆ　ｕｎｃ　　（Ｎ　ｅ、　Ｑａ））
をルックアップし、Ｐｂ□でＮＯｘセンサエフの出力か
らＮＯｘ排出量Ｎを検出する。次いで、Ｐ６３でＮとＮ
　Ｌ　Ｉ　Ｍとを比較し、Ｎ＞ＮＬＩＨのときはＰ６４
でＦｌａｇを立てて（Ｆ１ａｇ＝１）処理を終え、Ｎ≦
Ｎ　Ｌ　Ｉ　ＭのときはＰ６ＳでＦＩａｇを降ろして（
Ｆ１ａｇ＝Ｏ）今回の処理を終了する。

第１５図は点火時期制御のプログラムを示すフローチャ
ートであり、本プログラムは所定クランク角度（例えば
、ＡＴＤ０２５〜３０°）毎に割り込み処理により起動
される。まず、Ｐｆｆｌ筒内圧最大時期θｐ＋ｎａｘを
検出し、ＰｆｆＺで次式■に従ってＭＢＴ制御の目標値
θ。（例えば、１５°ＡＴＤＣ）とθｐｍａＸとの差Δ
θを演算する。なお、筒内圧最大時期θｐｍａに算出の
詳細については従来周知であり、例えば筒内圧センサ１
６の出力ＰａのＡ／Ｄ変換値から筒内圧の最大となるＰ
　ＩＩＩａｘを求め、このＰｍａＸに対応するクランク
角をθｐｍａχとして検出する方法等がある。

Δθ０θｐｍａに一θＯ・・・・・−■次いで、Ｐａｌ
で次式［相］に従って次回の点火時期補正量ＤＡＤＶの
変化量ＤＭＢＴを演算し、ＰＶＡで次式〇に従って点火
時期補正量ＤＡを演算する。

ＤＭＢＴ＝ａＸΔθ　　　・・・・・・［相］但し、ａ
：比例定数 ＤＡ＝ＤＡＤＶ＋ＤＭＢＴ　　・・−・・・＠次いで、
ＰａｌでＤＡの正負を判定する。ＤＡ＞０のときは進角
側への補正を意味し、ＤＡ≦Ｏのときは遅角側への補正
を意味する。ＤＡ≦０のと゛きはＰ’Ｆ６で次回の点火
時期補正量をＤＡとしくすなわち、ＤＡＤＶにＤＡをス
トアし）、ＤＡ＞０のときはＰ７７で第１３図で設定し
たＦ　ｌａｇの判定を行う。Ｆ１ａｇ＝０のときはＮＯ
ｘ排出量が限界値Ｎ　Ｌ　Ｉ　Ｍ以下であり進角補正を
停止（クランプ）する必要はないと判断してＰ’＋６に
進み、Ｆ１ａｇ＝１のときは進角補正をクランプする必
要があると判断してＰ７６をジャンプしてＰｉｌｌに進
み進角補正は行わない。次いで、Ｐｅａで次式〇に従っ
て最終点火時期ＡＤＶを演算する。

ＡＤＶ−ＡＤＶ。＋ＤＡＤＶ　　・・・・・・＠但し、
ＡＤＶ。二基本点火時期 ここで、Ａ　Ｄ　Ｖ　ｏは図示しないバックグランドジ
ョブで演算された基本点火時期である。次いで、Ｐ７９
でこのＡＤＶに基づいて、例えば（７０’　−ＡＤＶ）
をコントロールユニット２０の出力ボートのレジスタに
セントし、所定の点火タイミングで点火信号Ｓｐを出力
して今回の処理を終了する。

したがって、本実施例ではＭＥＴＩＪＪＪを行う場合で
あっても第１実施例と同様の効果を得ることができる。

（効果） 本発明によれば、排気中の窒素酸化物濃度を検出し、こ
の検出値が所定の目標値となるように基本点火時期を補
正しているので、エンジンバラツキや点火時期のバラツ
キがあってもＮＯｘ排出量を許容限界まで精密に制御す
ることができ、触媒容量を低減させて低コスト化を図り
、また圧縮比を上げて燃費を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の基本概念図、第２〜９図は本発明の第
１実施例を示す図であり、第２図はその全体構成図、第
３図はそのＮＯｘセンサのセンサ部分の構造を示す断面
図、第４図はそのＮＯｘセンサの起電力特性図、第５図
はそのＮ　Ｏｘ　？Ｊ１度とＯｘセンサ出力との関係を
示す特性図、第６図はそのＮＯｘセンサの信号領域部分
を示す回路図、第７図はその点火時期制御のプログラム
を示すフローチャート、第８図はそのＮＯｘ濃度の目標
値Ｎ０゜を示すテーブルマツプ、第９図はその濃度補正
量Ｎ０１を示すテーブルマツプ、第１０図は本発明の第
２実施例を示すその点火時期制御のプログラムを示すフ
ローチャート、第１１図は本発明の第３実施例を示すそ
の点火時期制御のプログラムを示すフローチャート、第
１２図は本発明の第４実施例を示すその点火時期制御の
プログラムを示すフローチャート、第１３〜１５図は本
発明の第５実施例を示す図であり、第１３図はそのＮＯ
ｘ検出量がＮＯＸ限界値ＮＬ、１４を超えているか否か
を判定するプログラムを示すフローチャート、第１４図
はそのＮＯｘ限界値Ｎ　Ｌ　Ｉ　Ｍを示すテーブルマツ
プ、第１５図はその点火時期制御のプログラムを示すフ
ローチャートである。 １・・・・・・エンジン、 ９・・・・・・点火手段、 １７・・・・・・ＮＯｘセンサ（濃度検出手段）、１８
・・・・・・運転状態検出手段、 ２０・・・・・・コントロールユニット（目標設定手段
、補正量演算手段、点火時期設定手段）。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ａ）エンジンの運転状態を検出する運転状態検出手段と
   、 ｂ）排気中の窒素酸化物濃度を検出する濃度検出手段と
   、 ｃ）エンジンの運転状態に基づいて目標となる窒素酸化
   物濃度の目標値を設定する目標設定手段と、 ｄ）濃度検出手段の出力に基づいて窒素酸化物濃度が前
   記目標値となるように基本点火時期を補正する補正量を
   演算する補正量演算手段と、 ｅ）エンジンの運転状態に基づいて基本点火時期を設定
   するとともに、前記補正量に応じて該基本点火時期を補
   正する点火時期設定手段と、 ｆ）点火時期設定手段に基づいて混合気に点火する点火
   手段と、 を備えたことを特徴とする内燃機関の点火時期制御装置
   。