JPH02102368A - 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、詳しくは
、機関のサージレベルに基づく点火時期の学習補正制御
に関する。

〈従来の技術〉 内燃機関の点火装置として電子制御式のものでは、−船
釣に機関回転速度Ｎや機関負荷（基本燃料噴射量Ｔｐ）
等に基づいて細分した運転領域毎に最適点火時期ＡＤＶ
を記憶したマツプをマイクロコンピュータのメモリに設
定しておき、検出された機関運転状態に基づいて前記マ
ツプから点火時期ＡＤＶを検索し、該点火時期ＡＤＶに
基づいて点火を制御するよう構成されている（特開昭６
０−１８４９６７号公報等参照）。

〈発明が解決しようとする課題〉 ところで、前記点火時期ＡＤＶのマツプを設定するに当
たっては、サージ（アクセル開度に対応しない機関トル
クの変動）２機関トルク、排気中の窒素酸化物ＮＯｘ濃
度等をバランスさせて最適となる点火時期を設定するよ
うにしているが、機関の経時変化によってマツプに初期
設定した点火時期では前記条件を全て満足させることが
できなくなったり、また、マツプには最適な点火時期Ａ
ＤＶが設定されているにも関わらず点火時期制御の誤差
によって実際の点火時期ＡＤＶが最適時期からずれたり
、更には、初期における点火時期のマツチング不良によ
って最適な点火時期制御が行えない場合があった。

このような点火時期制御のミスによって最適な点火時期
に点火が行われないと、サージレベル及びＮＯｘ濃度の
増大や機関トルクの低下を招くが、サージは車両の乗員
に不快な感じを与えるため、平坦路を一定速度で走行す
ることが多い環境下では、特に要求レベルが厳しく問題
となっていた。

本発明は上記問題点に鑑みなされたものであり、サージ
レベルを常時最小レベルに制御できる点火時期制御装置
を提供することを目的とする。

く課題を解決するための手段〉 そのため本発明では、第１図に示すように、機関運転状
態に応じた基本点火時期を記憶した基本点火時期記憶手
段と、この基本点火時期記憶手段に記憶された当該運転
状態に対応する基本点火時期に基づき点火装置に対する
点火信号の出力を制御する点火制御手段と、を備えて構
成された内燃機関の点火時期制御装置において、機関運
転状態に応じた前記基本点火時期を補正設定して所定運
転状態において少なくとも３つの相互に異なる点火時期
で点火が行われるよう前記点火制御手段に優先して点火
装置に対する点火信号の出力を制御する点火時期可変制
御手段と、機関トルクを検出する機関トルク検出手段と
、この機関トルク検出手段で検出した機関トルクに基づ
き機関のサージレベルを検出するサージレベル検出手段
と、前記点火時期可変制御手段で可変制御される点火時
期毎に前記サージレベル検出手段で検出されるサージレ
ベルを求め、このサージレベルとこれに対応する点火時
期とからサージレベルが最小となル点火時期を推定設定
するサージレベル最小点火時期設定手段と、該サージレ
ベル最小点火時期設定手段で設定された最小サージレベ
ルとなる点火時期に基づき前記基本点火時期記憶手段の
当該運転状態に対応する基本点火時期データを書き換え
る点火時期書き換え手段と、を設けるようにした。

また、第１図点線示のように、前記サージレベル最小点
火時期設定手段による最小サージレベルとなる点火時期
の推定設定を過渡運転時に禁止する過渡運転時推定禁止
手段を設けるようにしても良い。

更に、第１図点線示のように、前記サージレベル検出手
段による機関のサージレベル検出を周波数１０Ｈｚ以下
となる周期で行わせるサージレベル検出周期制御手段を
設けるようにしても良い。

〈作用〉 かかる構成の点火時期制御装置によると、点火時期制御
手段は、基本点火時期記憶手段に記憶されている機関運
転状態に応じた基本点火時期の中の当該運転状態に対応
する基本点火時期に基づき点火装置に対する点火信号の
出力を制御する。

また、点火時期可変制御手段は、機関運転状態に応じた
前記基本点火時期を可変設定して所定運転状態において
少なくとも３つの相互に異なる点火時期で点火が行われ
るよう前記点火制御手段に優先して点火装置に対する点
火信号の出力を制御する。

そして、サージレベル検出手段が、機関トルク検出手段
で検出した機関トルクに基づき機関のサージレベルを検
出し、サージレベル最小点火時期設定手段は、前記点火
時期可変制御手段で可変制御される点火時期毎にサージ
レベルを求め、該サージレベルとそのサージレベルを得
たときの点火時期とに基づいてサージレベルが最小とな
る点火時期を推定設定する。

このようにして、サージレベルが最小となる点火時期が
推定設定されると、点火時期書き換え手段が、基本点火
時期記憶手段の当該運転状態に対応するデータを前述の
最小サージレベルとなる点火時期に書き換え、今回推定
した最小サージレベルとなる点火時期を基本点火時期と
して次回からの点火制御手段による点火時期制御が行わ
れるようにする。

また、車両の前後振動等により機関トルクの変動が発生
する機関過渡運転時において、過渡運転時推定禁止手段
は、前記サージレベル最小点火時期設定手段による最小
サージレベルとなる点火時期の推定設定を過渡運転時に
禁止し、車両の前後振動に伴うトルク変動に基づいて点
火時期の学習が行われることを回避する。

更に、一般に車両の駆動系のねじり振動の固有振動数は
１０Ｈｚ以下であり、これがサージに伴う駆動系のねじ
り振動の主成分となっており、然も、この周波数域は人
間が最も敏感に感じる振動の周波数域と重なる。このた
め、サージレベル検出周期制御手段は、サージレベル検
出手段によるサージレベル検出の実行周期を、前記ねじ
り振動の固有振動数と開城である周波数１０１１　ｚ以
下として、車両の乗員に不快な感じを与え得るサージを
精度良く検出できるようにする。

〈実施例） 以下に本発明の詳細な説明する。

第２図において、機関１にはエアクリーナ２吸気ダクト
３．スロットルチャンバ４及び吸気マニホールド５を介
して空気が吸入される。前記吸気ダクト３には、吸入空
気流量Ｑに対応する電圧信号を出力するエアフローメー
タ６を装着すると共に、前記スロットルチャンバ４には
スロットル弁７を設け、このスロットル弁７の開度を図
示しないアクセルペダルによって可変操作することによ
り、吸入空気流量Ｑを制御するようにしている。

８はスロットル弁７の開度を検出するポテンショメータ
式のスロットルセンサである。

また、前記吸気マニホールド５には各気筒毎に電磁式の
燃料噴射弁９を装着してあり、マイクロコンピュータを
内蔵したコントロールユニット２２から出力される駆動
パルス信号により開弁して機関ｌの各気筒への燃料噴射
量を制御する。

一方、機関１の各気筒に装着されている点火栓１０には
、点火コイル１１にて発生させた高電圧をディストリビ
ュータ１２を介して順次印加し、この高電圧による火花
点火を利用して気筒内の混合気を着火燃焼させるように
している。

尚、点火コイル１１は、これに付設されたパワートラン
ジスタ１３を介して高電圧の発生時期が制御され、コン
トロールユニット２２から出力される点火信号によりパ
ワートランジスタ１３のオン・オフ時期を制御すること
で点火時期の制御が行われ、これら点火栓１０．点火コ
イル１１．ディストリビュータ１２及びコントロールユ
ニット２２等で点火装置を構成している。

前記ディストリビュータ１２には光電式クランク角セン
サ１４を内蔵している。この光電式クランク角センサ１
４は、ディストリビュータシャフト１５と一体に回転す
るシグナルディスクプレート１６と検出部１７とで構成
され、前記シグナルディスクプレート１６には、単位ク
ランク角度毎のポジション信号Ｐｏｓ用スリット１８と
、機関１の気筒数と同数（４気筒の場合は４個）の基準
クランク角度毎のリファレンス信号Ｒｅｆ用スリット１
９とを形成しである。ここで、前記検出部１７は前記ス
リット１８．１９を検出してポジション信号Ｐｏｓとリ
ファレンス信号Ｒｅｆとを出力する。従って、リファレ
ンス信号Ｒｅｆの周期を測定するか、単位時間当たりの
ポジション信号Ｐｏｓの入力数をカウントすることで機
関回転速度Ｎを求めることができる。

２１は機関１のウォータジャケット２０に臨んで設けら
れた水温センサであり、機関冷却水温度Ｔｗに対応する
電圧信号を出力する。２３は、機関１が搭載された図示
しない車両の速度ｖＳＰを検出する車速センサである。

更に、本実施例における機関１には、機関トクルＴを計
測する機関トルク検出手段としてのトルクセンサ３０が
設けられている。このトルクセンサ３０は、第３図に示
すように、機関回転に連動して回転する磁歪シャフト３
１とこの磁歪シャフト３１を軸心として巻回固定された
一対のコイルＬｌ、Ｌ２とにより構成されている。尚、
第３図において３５は磁歪シャフト３１を軸支するポー
ルベアリングである。

前記磁歪シャフト３１は、磁気感度が高くヒステリシス
の小さな磁歪材により形成されると共に、前記一対のコ
イルＬｌ、Ｌ２に囲まれる部分の全周に渡ってそれぞれ
軸方向に対して４５°をなす複数のスリット３２，３３
を形成しである。尚、コイルＬ１に囲まれるスリット３
２とコイルＬ２に囲まれるスリット３３とは相互に直交
するように、互いに軸方向に対する傾き方向を変えであ
る。

前記一対のコイルＬｌ、Ｌ２は、第４図に示すように同
一抵抗値Ｒである４つの固定抵抗Ｒ，，Ｒ，。

Ｒ３，Ｒａと１つの調整抵抗Ｒ８とによって回路を構成
するようにしである。ここで、コイルＬ１と抵抗Ｒ，，
Ｒ２とが直列接続され、また、コイルＬ２と抵抗Ｒ３，
Ｒ，とが直列接続されており、これらの直列回路は相互
に並列に接続され、かつ、その両端に周波数ｆの交流電
源■を接続しである。

更に、抵抗Ｒ３，Ｒ，に対してそれぞれ並列となるよう
に調整抵抗Ｒ８を接続しである。そして、抵抗Ｒ’ｓ、
Ｒａの端子電圧Ｖ、、Ｖ２が差動増幅器３４に入力され
、この差動増幅器３４の出力Ｖがセンサ出力として取り
出される。

即ち、前記コイルＬＬ、Ｌ２それぞれの自己インダクタ
ンスは、以下の式に従って算出される。

尚、ここで、μは磁歪材透磁率、Ｎはコイル巻数、Ｓは
磁路断面積、！は磁路平均長さである。

また、コイルＬｌ、Ｌ２に流れる各電流１１＋１２は、 ■ となる。

また、Ｖ、＝ｉ、ＸＲ，Ｖ、＝ｉ、ＸＲであるから、セ
ンサ出力ｖ＝Ｖ、−Ｖ、は、コイルＬＬ、Ｌ２それぞれ
の自己インダクタンス増減変化に応じて変化することに
なる。

一方、コイルＬｌ、Ｌ２に交流を加えると、磁歪シャフ
ト３１表面に磁路が形成されるが、この磁歪シャフト３
１には前述のように軸方向に対して４５゜傾いたスリッ
ト３２．３３が設けれらているため、磁路はこのスリッ
ト３２．３３に沿って形成される。トルクＴを磁歪シャ
フト３１に加えると、図中に示すように軸方向に対する
４５°方向に引張り応力＋σが発生し、この引張り応力
＋σと直角方向に圧縮応力−σが発生する。

正の磁歪材の場合、第５図に示すように、引張り応力＋
σにより透磁率μが増加（圧縮応力−σでは透磁率μが
減少）する性質を有しているため、磁歪シャフト３１に
トルクＴを加えると、ＬＬ（＋σ）；μ増→Ｌ１増＝＋
１１減→■、減Ｌ２（−σ）；μ減→Ｌ２減→１２増→
■２増となって、トルクＴの増大に応じて増大する出力
Ｖが発生することになるものである。

尚、第５図において、磁化■＝帯磁率χ×磁界Ｈ，磁歪
材透磁率μ＝１＋４πχ、磁気感度Ｂ＝Ｈ＋４πＩ＝Ｈ
（１＋４πχ）＝透磁率μ×Ｈである。また、磁歪シャ
フト３１にトルクＴを加えない状態で出力Ｖがゼロとな
るように、調整抵抗Ｒ６によりＶ、＝Ｖ２となるように
調整する。

次に、本発明に係る点火時期制御について第６．７．８
，９．１１図のフローチャートに従って説明する。尚、
本実施例において、点火制御手段１点火時期可変制御手
段、サージレベル検出手段、サージレベル最小点火時期
設定手段１煮火時期書き換え手段、過渡運転時推定禁止
手段、サージレベル検出周期制御手段としての機能は、
前記第６゜７．８，９．１１図のフローチャートに示す
ようにソフトウェア的に備えられている。また、基本点
火時期記憶手段は、マイクロコンピュータに備えられた
メモリが相当する。

第６図のフローチャートに示すルーチンは、所定微小時
間（例えば１０＋ｎｓ）毎に実行されるものであり、こ
のルーチンに従って機関１が過渡運転状態であるか否か
の判別がなされる。

まず、ステップ１（図中では３１としである。

以下同様）では、スロットルセンサ８によって検出され
るスロットル弁７の開度ＴＶＯを入力する。

次のステップ２では、前回の本ルーチン実行時に上記ス
テップ１で入力したスロットル弁開度ＴｖＯと今回の入
力値との差に基づいて単位時間当たりのスロットル弁開
度変化率ΔＴＶＯを求め、この開度変化率ΔＴＶＯの絶
対値と所定値とを比較することによって、スロットル弁
７が一定開度状態であるか否か、即ち、機関１が定常運
転されているか或いは過渡運転されているかを判別する
。

ここで、開度変化率ΔＴＶＯが所定値を越えると判別さ
れ、スロットル弁７が所定割合以上で開閉操作されてい
る機関１の過渡運転時であるときには、ステップ３へ進
んで過渡フラグＦｔｒを機関１が過渡運転状態であるこ
とを示す１に設定すると共に、次のステップ４ではカウ
ンタｃｎｔを所定値（例えば４００）に設定する。前記
カウンタｃｎｔはスロットル弁７の開閉繰作が停止され
ると前記所定値からカウントダウンされることにより、
過渡運転の直後であるか否かを判別するためのものであ
る。

一方、ステップ２で開度変化率ΔＴＶＯが所定値以下で
あると判別され、スロットル弁７の開閉動作が停止して
いる（若しくは開閉動作が緩慢である）機関１の定常運
転時であるときには、ステップ５へ進んで前記カウンタ
ｃｎｔがゼロであるが否かを判別する。今回の定常運転
判別が過渡運転直後のものであれば、前記カウンタｃｎ
ｔは前記ステップ４で設定される所定値であるから、こ
こで、Ｎｏの判別がなされてステップ６へ進み、ステッ
プ６ではカウンタｃｎｔを前回値に対してエダウンさせ
る。また、ステップ５でカウンタｃｎｔがゼロであると
判別されると、ステップ７へ進んで前記過渡フラグＦｔ
ｒを機関１が定常運転状態であることを示すゼロに設定
する。

即ち、スロットル弁開度変化率ΔＴＶＯに基づく過渡運
転判別時には過渡フラグＦｔｒを１に設定し、開度変化
率ΔＴＶＯに基づき機関１が過渡運転から定常運転に移
行したと判別されるときには、直ちに過渡フラグＦｔｒ
をゼロに設定するのではなく、前記カウンタａｎｔが前
記所定値からゼロまでカウントダウンされる間（例えば
４秒間）は過渡運転判別（過渡フラグＦｔｒ＝１）を保
持するものである。

次に第７図のフローチャートに示すルーチンは、１００
ｍ５毎に実行されるサージレベル検出ルーチンである。

ところで、サージ発生に伴う駆動系のねじり振動の主成
分が１０Ｈｚ以下の固有振動数をもち、然も、この周波
数域は人間が最も敏感に感じる振動の周波数域と重なる
ため、前記周波数１０Ｈｚよりも高い周波数（より短い
周期）でサージを検出するとサージを的確に捉えること
ができない。従って、後述するように機関トルクＴの変
動ΔＴを検出する最小周期である本ルーチンの実行周期
を前述のようにＬｏｏｍｓ　（１０Ｈｚ）として、１０
Ｈｚ以下の周波数となる検出周期でトルク変動ΔＴ（サ
ージレベル）が検出されるようにしたものである。

まず、ステップ１１では、前記トルクセンサ３０からの
出力Ｖに基づき検出される機関トルクＴを入力する。

次のステップ１２では、前回実行時即ち１００ｍ５前に
入力した機関トルクＴ１００から、今回入力した機関ト
ルクＴを減算することにより、最近１００ｍ５間での機
関トルクＴの変動を示すΔＴ１００を設定する。同様に
、２００ｍ５前の機関トルクＴ　２００から今回の入力
した機関トルクＴを減算して最近２００ｍ５間における
機関トルクＴの変動ΔＴ２Ｏ０を設定する。以下同様に
して、最近１０１００Ｏ間におけるトルク変動ΔＴＩＳ
までを１００ｍ５毎に設定して、メモリにアドレス順に
記憶させてゆく。

次のステップ１３では、最近１００ｍ５間におけるトル
ク変動ΔＴ１００のデータが格納されているメモリのア
ドレスナンバー＆ΔＴ１００をａにセットすると共に、
前記トルク変動ΔＴ１００の値をｂにセットする。

ステップ１４では、アドレスナンバー＆をカウントアツ
プさせるためのカウンタ値ｉを１に設定する。

そして、次のステップ１５では、最近Ｌｏｏｍｓ間にお
けるトルク変動ΔＴ１００のデータが格納されているメ
モリのアドレスナンバー＆ΔＴ１００であるａに前記カ
ウンタ値ｉを加算したアドレスナンバー＆のところに格
納されているトルク変動ΔＴのデータ＊　（ａ＋ｉ）の
絶対値と、ステップ１２で設定した各トルク変動ΔＴの
うちの最大値がセットされるｂの絶対値とを比較する。

ここで、ステップ１４からステップ１５へ進んだときに
は、前記カウンタ値ｉは１であるから、ａ＋ｉ＝ａ＋１
となって＊　（ａ＋ｉ）は、最近２００ｍ５間における
トルク変動ΔＴ２Ｏ０のデータを示すことになる。そし
て、前記すはステップ１３でΔＴ１００に設定されてい
るので、ステップ１４からステップ１５へ進んだステッ
プ１５の初回実行時には、ΔＴ１００とΔＴ２Ｏ０とが
比較されてΔＴ２Ｏ０がより大であるときにはステップ
１６へ進み、ステップ１６で最大値すにトルク変動ΔＴ
２Ｏ０がセットされ、ΔＴ１００が大であれば最大値す
を変更することなくステップ１７へ進む。

ステップ１６で最大値すをセットすると、次のステップ
１７では前記カウンタ値ｉを１アツプさせるため、カウ
ンタ値ｉは２に設定される。次のステップ１８では、カ
ウンタ値ｉが最大の１０であるか否かを判別するが、２
であれば当然ＮＯの判別がなされて再びステップ１５へ
戻る。

ステップ１５へ再び戻ると、今度はカウンタ値ｉが２で
あるから＊　（ａ＋ｉ）は、トルク変動ΔＴ２Ｏ０の次
のアドレスに格納されている最近３ｏｏｌＩＩｓ間にお
けるトルク変動ΔＴ　３００を示すことになり、ステッ
プ１５では、このトルク変動ΔＴ　３００と前回セット
した最大値すとが比較される。この比較結果、前回まで
にセットした最大値すが大であれば、ステップ１６をジ
ャンプしてステップ１７へ進み、再度カウンタ４ｆｌ　
ｉが１アツプされる。一方、トルク変動ΔＴ　３００の
方が前回までにセットした最大値すよりも大であれば、
ステップ１５がらステップ１６へ進み、トルク変動ΔＴ
３００が最大（Ｉｉｂとしてセットされる。

以上のようにして、トルク変動ΔＴ１００が格納されて
いるアドレスナンバー＆（＝ａ）から９個後のアドレス
ナンバー＆に格納されているトルク変動ΔＴＩＳまでの
それぞれのデータをそれまでの最大値すと比較し、ΔＴ
１００〜ΔＴＩＳの中の最大値をピックアップするもの
であり、ｉ＝９のとき＊（ａ＋ｉ）はΔＴＩＳを示すた
め、ステップ１７でカウンタ値ｉを１アツプした結果が
次のステップ１８で１０であると判別された場合には、
ΔＴＩＳまでの比較が終了したことを示す。従って、ス
テップ１８でカウンタ値１−１０であると判別されると
、ステップ１９へ進んで最大値すをΔＴ１００〜ΔＴＩ
Ｓの中の最大値ｌｌ１ａｘΔＴとしてセットする。

次のステップ２０では、次回におけるステップ１２での
トルク変動ΔＴの演算のために、今回９００＋ｎｓ前の
データとして取り扱ったトルクＴ　９００を１０１００
Ｏ前のトルクＴＩＳにセットし、同様にして今回のデー
タを更にＬｏｏｍｓ前のデータとしてセットし直す。

次に第８図のフローチャートに示すルーチンは、バック
グラウンドジョブ（ＢＧＪ）として実行されるものであ
り、このルーチンに従ってサージレベルが最小となる点
火時期ＡＤＶの学習制御が行われる。

まず、ステップ３１では、前述のように交流による磁歪
シャフト３１回りの表面磁界を利用して機関トルクＴを
検出するトルクセンサ３０から機関トルクＴに応じた出
力Ｖを入力する。

次のステップ３２では、前記第６図のフローチャートに
従って機関１の過渡運転時に１に設定される過渡フラグ
Ｆｔｒの判別を行う。ここで、過渡フラグＦｔｒが１で
あると判別された場合には、機関過渡運転による機関ト
ルクＴの変動（サージ発生）があるために、サージレベ
ルと点火時期ＡＤＶ変化とを対応させることができず、
サージレベルに基づく精度の良い点火時期学習を行えな
いので、ステップ６１ヘジヤツプする。

ステップ６Ｉでは、機関負荷を代表する基本燃料噴射量
Ｔｐと機関回転速度Ｎとをパラメータとする点火時期Ａ
ＤＶ　（圧縮上死点の何度前のクランク角位置であるか
を示す数値）のマツプから求めた当該運転状態に対応す
る点火時期ＡＤＶを最終的な点火時期５ＥＴａｄｖとし
て設定する。

尚、前記点火時期ＡＤＶのマツプは、基本燃料噴射量Ｔ
ｐと機関回転速度Ｎとにより複数に区分される運転領域
毎に初期マツチングされた点火時期ＡＤ’Ｖが設定され
たものであり、コントロールユニット２２に内蔵された
マイクロコンピュータのメモリに記憶されている。

上記のセット点火時期５ＥＴａｄｖに基づく実際の点火
制御は、例えば以下のようにして行われる。

即ち、クランク角センサ１４から基準クランク角毎（４
気筒の場合１８０°毎）に出力されるリファレンス信号
Ｒｅｆ毎に実行される第９図のフローチャートに示すル
ーチンに従い、第１０図に示すように、クランク角セン
サ１４から出力される基準クランク角毎のリファレンス
信号Ｒｅｆから点火コイル１１への通電を開始させるま
での時間Ｔｉｍｅｒｌと、通電開始から通電を停止（点
火）させるまでの時間（通電時間）Ｔｉｍｅｒ２とを設
定し、リファレンス信号Ｒｅｆからの時間制御で点火時
期ＡＤＶ制御、即ち、点火コイル１１のＯＮ・ＯＦＦ制
御を行う。

ここで、前記通電時間Ｔｉｍｅｒ２は、例えばバッテリ
電圧に基づき設定されるものであり、点火コイル１１に
より点火エネルギーが得られるよう設定される。また、
Ｔｉｍｅｒｌは、リファレンス信号Ｒｅｆから点火時期
５ＥＴａｄｖまでの時間から前記通電時間Ｔｉｍｅｒ２
を減算した時間であり、前記リフアレンス信号Ｒｅｆが
圧縮上死点前８０°で出力されるものであるとすれば、
４気筒の場合（１８０°＋８０”）ＳＥＴａｄｖが、リ
ファレンス信号Ｒｅｆがら点火時期５ＥＴａｄｖまでの
クランク角度であるので、このクランク角度を機関回転
速度Ｎに基づき時間換算すれば、Ｔｉｍｅｒｌを求める
ことができる。

尚、点火時期制御（点火コイル１１のＯＮ　−ＯＦＦ制
御）は、リファレンス信号Ｒｅｆがらポジション信号Ｐ
ｏｓの出力数をカウントして、所望点火時期を検出する
角度制御方式であっても良い。

また、点火時期ＡＤＶが記憶されるマツプの運転パラメ
ータである前記基本燃料噴射量Ｔｐは、エアフローメー
タ６で検出される吸入空気流量Ｑとクランク角センサ１
４からの信号に基づいて求めらｈる機関回転速度Ｎとに
基づき、’ｒｐ＝ＫＸＱ／Ｎ（Ｋは定数）なる式に従っ
て演算されるものであり、本実施例では図示しない燃料
噴射量制御ルーチンで演算されるものを読込むようにす
れば良い。

一方、ステップ３２で過渡フラグＦｔｒがゼロであると
判別され、機関１が定常運転状態であるときには、ステ
ップ３３へ進んで車速センサ２３で検出される車速■Ｓ
Ｐが一定であるか否かを判別する。

ここで、車速ｖＳＰが一定でないときには、機関トルク
Ｔの変動（サージ）が車両振動によって発生する惧れが
あるため、ステップ３２で過渡フラグＦｔｒが１である
と判別されたときと同様にステップ６１ヘジヤンプして
通常のマツプ点火時期ＡＤＶに基づく点火時期制御が行
われるようにする。尚、車速■ＳＰの代わりに機関回転
速度Ｎが一定であるか否かを判別するようにしても良い
。

また、ステップ３３で車速ｖＳＰが一定であると判別さ
れた場合には、機関１が定常運転され、然も、機関トル
クＴの変動原因となる車速ｖＳＰ変動がない状態である
ので、サージレベルに基づく点火時期ＡＤＶの学習を行
うべくステップ３４へ進む。

ステップ３４では、今回の車速■ＳＰ一定判別が初回で
あるか否かを判別する。そして、初回であるときにはス
テップ３５へ進んでタイマーＴｉｍｅｒに所定値（例え
ば１００）をセットし、次のステップ３６では、前述の
ステップ６１と同様に基本燃料噴射量Ｔｐと機関回転速
度Ｎとに基づきマツプから検索した点火時期ＡＤＶを最
終的なセット点火時期５ＥＴａｄνとして設定し、マツ
プに記憶されている点火時期ＡＤＶに基づいて点火時期
制御が行われるように設定する。

尚、前記点火時期ＡＤＶのマツプについては、初期マツ
チングした点火時期はマイクロコンピュータの書き換え
不能なＲＯＭに記憶させておき、後述する学習修正でこ
の初期点火時期を直接書き換えることができるように機
関の初期状態でＲＯＭのマツプを書き換え不能なＲＡＭ
に移行させるようにすれば良い。

そして、次のステップ３７では、点火時期ＡＤＶの可変
制御において用いるフラグＦをゼロに設定してマツプ値
に基づく点火時期制御状態であることが判別できるよう
にする。また、次のステップ３８では、現状のセット点
火時期５ＥＴａｄｖ、即ち、マツプから検索した点火時
期ＡＤＶを、後述する一次曲線近似により最小サージレ
ベルとなる点火時期ＡＤＶを演算する際に用いるために
Ｘｌにセットする。

前記タイマーＴｉｍｅｒは、第１１図のフローチャート
に従って、所定微小時間（例えば１０ｍ５）毎にカウン
トダウンされる。まず、ステップ７１でタイマーＴｉｍ
ｅｒがゼロであるか否かを判別し、ゼロでないときには
ステップ７２へ進んでタイマーＴｉｍｅｒは１ダウンさ
れる。従って、前記ステ・ンプ３５におけるタイマーＴ
　ｉｍｅｒの初期設定値が１００であって、第１１図の
フローチャートが１０ｍ５毎に実行されるものであると
すると、タイマーＴｉｍｅｒは初期設定されてから１秒
後にゼロになる。

一方、ステップ３４で車速ＶＳＰ一定判別定判口でない
と判別されたときには、ステップ３９へ進み、前記フラ
グＦの判別を行う。前回実行時にステップ３４からステ
ップ３５へ進みステップ３７でフラグＦをゼロに設定し
た場合には、ここでＹＥＳの判定がなされるため、ステ
ップ４０へ進んで前記タイマーＴｉｍｅｒがゼロである
か否かを判別する。そして、このステップ４０でタイマ
ーＴ　ｉｍｅｒがゼロであると判別され、タイマーＴｉ
ｌｌ１ｅｒがステップ３５で初期設定された時点から所
定時間（タイマーＴｉｍｅｒが所定値からゼロにまでカ
ウントダウンされる時間）が経過しているときには、ス
テップ４１へ進む。

ステップ４１では、現在の基本燃料噴射量Ｔｐと機関回
転速度Ｎとに基づきマツプから求められる点火時期ＡＤ
Ｖから所定値ＭＢＴＧＡｒＮ　（例えば３°程度）を減
算することにより、マツプに記憶設定されている点火時
期ＡＤＶよりも前記所定値ＭＢＴＧＡＩＮだけ遅角補正
し、この遅角補正した点火時期ＡＤＶを最終的なセット
点火時期５ＥＴａｄｖとして設定して、このマツプ値を
遅角補正した点火時期で点火が行われるようにする。

次のステップ４２では、第７図のフローチャートに示す
ルーチンに従って求められた最大トルク変動ｗａｘΔＴ
を、マツプに記憶されている点火時期ＡＤＶに基づいて
点火を制御したときのトルク変動ΔＴ（サージレベル）
を示す値としてＪ　ＵＳＴΔＴにセットする。

次のステップ４３では、現在ゼロに設定されているフラ
グＦを１に設定し、ステップ４４では今回上記ステップ
４１で設定したセット点火時期５ＥＴａｄｖ（マツプ点
火時期ＡＤＶを遅角補正した点火時期）を、前記ステッ
プ３８と同様にＸ２にセットする。

従って、Ｘ２はマツプ点火時期ＡＤＶを遅角補正した点
火時期を示す。

そして、次のステップ４５″？：は、ゼロにまでカウン
トダウンされたタイマーＴｉｍｅｒを再び所定値（例え
ば１００）に初期設定する。

一方、ステップ４０でタイマーＴｉｍｅｒがゼロでない
と判別された場合には、ステップ３５でタイマーＴ　ｉ
ｍｅｒが初期設定されてから所定時間が経過してなく、
機関１が定常運転されていてかつ車速ＶＳＰ一定である
条件の下で、マツプから検索した点火時期ＡＤＶに基づ
く点火時期制御が前記所定時間だけ行われていない状態
であるので、ステップ４０からステップ６０へ進むこと
により、ステップ３６で設定したセット点火時期５ＥＴ
ａｄｖ、即ち、マツプに記憶された点火時期ＡＤＶに基
づき点火制御を続行させる。

ステップ４３でフラグＦが１に設定された後、再び機関
１定常運転かつ車速ｖｓｐ一定の条件が成立し、ステッ
プ３４に進むと前記条件成立が初回でないのでステップ
３９へ進み、このステップ３９ではフラグＦがゼロでな
いと判別されるので、ステップ４６へ進む。

ステップ４６では、フラグＦが１であると判別されるの
でステップ４７へ進む。ステップ４７では、再度タイマ
ーＴｉｍｅｒがゼロであるか否かを判別する。

このタイマーＴｉｍｅｒは、ステップ４５で初期値に設
定されたものであるので、ステップ４１でマツプの点火
時期ＡＤＶを遅角補正した値をセット点火時期５ＥＴａ
ｄｖとしてからの経過時間が、タイマーＴｉｍｅｒによ
って計測される所定時間に至っていないときにはこのス
テップ４７でＮＯの判別がなされ、ステップ６０へ進む
ことによりマツプ点火時期ＡＤＶを遅角補正して得た点
火時期での点火制御を継続させる。

一方、ステップ４７でタイマーＴ　ｉｍｅｒがゼロであ
３す ると判別され、マツプ点火時期ＡＤＶを遅角補正してセ
ットしてから所定時間が経過しているときにはステップ
４８へ進む。

ステップ４８では、マツプに設定されている点火時期Ａ
ＤＶに今度は所定値ＭＢＴＧＡＩＮ　（例えば３°程度
）を加算することにより進角補正された点火時期を、最
終的なセット点火時期５ＥＴａｄｖに設定する。

次のステップ４９では、上記ステップ４８でマツプ点火
時期ＡＤＶを進角補正して得た点火時期ＳＥＴ　ａｄｖ
をＸ３にセットする。従って、Ｘ３はマツプ点火時期Ａ
ＤＶを進角補正した点火時期を示す。

また、次のステップ５０では、第７図のフローチャート
に示すルーチンに従って求められた最大トルク変動ｍａ
ｘΔＴを、マツプに記憶されている点火時期ＡＤＶを遅
角補正して得た点火時期に基づいて点火を制御したとき
のトルク変動ΔＴを示す値としてＲＥＴΔＴにセットす
る。即ち、このＲＥＴΔＴは、マツプ点火時期ＡＤＶを
前記ステップ４１で遅角補正して、タイマーＴｉｍｅｒ
で計測される所定時間だけ点火制御させたときのサージ
レベルであり、遅角補正した点火時期５ＥＴａｄｖが格
納されるＸ２に対応させるようにしである。

次のステップ５１では、現在１に設定されているフラグ
Ｆを２に設定し、更にステップ５２では、再度タイマー
Ｔ　ｉｍｅｒを初期値（１００）に設定する。

フラグＦが上記ステップ５１で２に設定されると、次回
においても機関１定常運転かつ車速ｖｓｐ−定の条件が
成立したときには、ステップ５３でフラグＦが２である
と判別され、ステップ５３からステップ５４へ進むこと
になる。

ステップ５４では、前記ステップ５２で初期値に設定し
たタイマーＴ　ｉｍｅｒがゼロにまでカウントダウンさ
れたか否かを判別し、ステップ４８でマツプ点火時期Ａ
ＤＶを進角補正して点火時期をセットしてからの経過時
間がタイマーＴｉｍａｒによって計測される所定時間に
至っているかを判定する。

ここで、タイマーＴｉｍｅｒがゼロなく、ステップ４８
でマツプ点火時期ＡＤＶを進角補正してから所定時間が
経過していないときには、ステップ４０．４７と同様に
、現状で設定されているセット点火時期５ＥＴａｄｖ　
　（今回の場合はマツプ点火時期ＡＤＶを進角補正した
点火時期）に基づく点火制御を継続させるべくステップ
６０へ進む。

一方、タイマーＴ　ｉｍｅｒがゼロであって、ステップ
４８でマツプ点火時期ＡＤＶを進角補正してから所定時
間が経過しているときには、ステップ５５へ進んで、第
７図のフローチャートに示すルーチンに従って求められ
た最大トルク変動ｍａｘΔＴを、マツプに記憶されてい
る点火時期ＡＤＶを進角補正して得た点火時期に基づい
て点火を制御したときのトルク変動ΔＴを示す値として
ＡＤＶΔＴにセットする。

次のステップ５６では、フラグＦを３に設定し、次回に
おいて機関１定常運転かつ車速ＶＳＰ一定の条件が成立
していても、ステップ３９．ステップ４６、ステップ５
３と進んで、ステップ５３でＮＯと判別されることによ
り、ステップ６１へ進み、マツプに設定された点火時期
ＡＤＶに基づく通常の点火制御が行われるようにする。

即ち、本実施例では、機関１の定常運転かつ車速■ＳＰ
一定の条件が成立すると、まず、マツプに記憶されてい
る点火時期ＡＤＶに基づき所定時間だけ点火制御を行っ
て、マツプ点火時期ＡＤＶでのサージレベル（ＪＵＳＴ
ΔＴ）を求め、次にマツプ点火時期ＡＤＶを所定角度だ
け遅角補正した点火時期を設定してやはり所定時間だけ
点火制御を行わせ、遅角補正した点火時期でのサージレ
ベル（ＲＥＴΔＴ）を求める。更に、次にはマツプ点火
時期ＡＤＶを所定角度だけ進角補正した点火時期を設定
し、同様に所定時間この点火時期に基づき点火制御を行
わせ、進角補正した点火時期でのサージレベル（ＡＤＶ
ΔＴ）を求めるものである。

次のステップ５７では、点火時期ＡＤＶに対するサージ
の増減変化特性をグラフに表すと、第１２図に示すよう
に、サージの減少方向に凸の放物線を略描くので、マツ
プ点火時期（Ｘ　１　）　、遅角補正点火時期（Ｘ２）
、進角補正点火時期（Ｘ３）の３つの点火時期において
それぞれ得られたサージレベルＪＵＳＴΔＴ　　ＲＥＴ
ΔＴ、ＡＤＶΔＴに基づき、前記３点を通過する放物線
の方程式（Ｔ−ａＸ２＋ｂＸ十ｃ）をフローチャート中
に示すように例えば行列式を利用して演算する。

そして、次のステップ５８では、前記ステップ５７にお
ける演算で求めた点火時期Ｘ変化に応じてサージレベル
が描（放物線の方程式をＸについて微分してサージレベ
ルが最小となる点でのＸを求める。ここで、ΔＴ＝ａＸ
２＋ｂＸ＋ｃをＸについて微分すれば、０＝２ａＸ＋ｂ
であるから、サージレベルΔＴが最小となるとき（極小
点）のＸの値はｂ　／　２　ａとなる。

次のステップ５９では、現在の基本燃料噴射量Ｔｐと機
関回転速度Ｎとに対応する点火時期ＡＤＶのマツプ値を
、上記ステップ５８で求めたサージレベルが最小となる
点のＸ、即ち、最小サージレベルとなる点火時期Ｘに書
き換える。

このように、本実施例によると、現状のマツプ点火時期
ＡＤＶとこれを進・遅角補正して得た点火時期との相互
に異なる３つの点火時期それぞれでトルク変動（サージ
レベル）八Ｔを検出し、これら３点のデータから点火時
期ＡＤＶに対するサージの変化特性を二次曲線近似によ
り推定設定し、サージレベルが最小になると予測される
点火時期ＡＤＶを求めて、この点火時期ＡＤＶにマツプ
値が書き換えられる。

このため、機関１の初期状態でサージが最小となるよう
に基本燃料噴射量Ｔｐと機関回転速度Ｎとに基づき区分
される機関運転状態毎に設定してマツプに記憶させた点
火時期ＡＤＶが、機関１の経時変化に伴ってサージレベ
ルを最小とする点火時期ＡＤＶでなくなっても、若しく
は、初期設定した点火時期ＡＤＶではサージレベルが大
きい場合でも、最小サージレベルを得られる点火時期Ａ
ＤＶに学習修正され、サージレベルを常時最小に制御で
きる。従って、特に平坦路での一定速度走行において、
比較的大きなサージの発生により車両の乗員に不快感を
与えることを回避できる。

〈発明の効果〉 以上説明したように本発明によると、基本点火時期を可
変設定して所定運転状態において少なくとも３つの相互
に異なる点火時期で点火を行わせると共に、これらの点
火時期それぞれで発生するサージレベルを検出し、この
点火時期とサージレベルとのデータからサージレベルが
最小となる点火時期を推定設定し、この推定点火時期に
マツプ値を書き換えるようにしたので、機関の経時変化
によって初期設定した点火時期が不適切となったり、ま
た、初期設定した点火時期が不適切であった場合にも、
サージレベルを最小とする点火時期に学習修正でき、常
時サージレベルを最小に保って運転性を向上させること
ができるという効果がある。

また、過渡運転時には、車両の前後振動により点火時期
によるサージレベルの変化を的確に捉えることができな
くなるので、サージレベルが最小となる点火時期の推定
設定は禁止され、誤学習が回避される。

更に、サージレベルの検出周期を周波数１０Ｈｚ以下で
行わせることにより、車両の乗員に不快な感じを与え得
るサージを精度良く検出して、サージレベルに基づく点
火時期学習制御を一層効果的に行わせることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の構成を示すブロック図、第２図は本発
明の実施例を示すシステム概略図、第３図は同上実施例
において機関トルクを検出するトルクセンサを示す断面
図、第４図は第３図示トルクセンサのトルク検出回路を
示す回路図、第５図は第３図及び第４図示のトルクセン
サによる機関トルク検出の特性を示すグラフ、第６図〜
第９図及び第１１図はそれぞれ同上実施例における制御
内容を示すフローチャート、第１０図は同上実施例にお
ける点火時期制御を示すタイムチャート、第１２図は点
火時期に対するサージレベル変化の特性を示すグラフで
ある。 １・・・ａ関　　７・・・スロットル弁　　８・・・ス
ロットルセンサ　　１０・・・点火栓　　１１・・・点
火コイル１２・・・ディストリビュータ　　１３・・・
パワートランジスタ　　１４・・・クランク角センサ　
　２２・・・コントロールユニット ２３・・・車速センサ ３０・・・トルク センサ 特許出願人　日本電子機器株式会社 代理人　弁理士　笹　島　　冨二雄 第 ７図

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）機関運転状態に応じた基本点火時期を記憶した基
   本点火時期記憶手段と、該基本点火時期記憶手段に記憶
   された当該運転状態に対応する基本点火時期に基づき点
   火装置に対する点火信号の出力を制御する点火制御手段
   と、を備えて構成された内燃機関の点火時期制御装置に
   おいて、 機関運転状態に応じた前記基本点火時期を補正設定して
   所定運転状態において少なくとも３つの相互に異なる点
   火時期で点火が行われるよう前記点火制御手段に優先し
   て点火装置に対する点火信号の出力を制御する点火時期
   可変制御手段と、機関トルクを検出する機関トルク検出
   手段と、該機関トルク検出手段で検出した機関トルクに
   基づき機関のサージレベルを検出するサージレベル検出
   手段と、前記点火時期可変制御手段で可変制御される点
   火時期毎に前記サージレベル検出手段で検出されるサー
   ジレベルを求め、該サージレベルとこれに対応する点火
   時期とからサージレベルが最小となる点火時期を推定設
   定するサージレベル最小点火時期設定手段と、該サージ
   レベル最小点火時期設定手段で設定された最小サージレ
   ベルとなる点火時期に基づき前記基本点火時期記憶手段
   の当該運転状態に対応する基本点火時期データを書き換
   える点火時期書き換え手段と、を設けたことを特徴とす
   る内燃機関の点火時期制御装置。
2. （２）前記サージレベル最小点火時期設定手段による最
   小サージレベルとなる点火時期の推定設定を過渡運転時
   に禁止する過渡運転時推定禁止手段を設けたことを特徴
   とする請求項１記載の内燃機関の点火時期制御装置。
3. （３）前記サージレベル検出手段による機関のサージレ
   ベル検出を周波数１０Ｈｚ以下となる周期で行わせるサ
   ージレベル検出周期制御手段を設けたことを特徴とする
   請求項１又は２のいずれかに記載の内燃機関の点火時期
   制御装置。