JPH03194167A - 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
、ノッキング発生検出の有無に基づいて基本点火時期が
進・遅角補正制御される点火時期制御装置の改善に関す
る。

〈従来の技術〉 内燃機関において所定レベル以上のノッキングが発生す
ると、出力を低下させるのみならず、衝撃により吸・排
気バルブやピストンに悪影響を及ぼすため、ノッキング
発生の有無を検出して基本点火時期を進・遅角補正する
ことにより、ノッキング発生を回避しつつ点火時期をよ
り進角させることができるようにしている（特開昭５８
−１０５０３６号公報等参照）。

ここで、上記のようにノッキング発生の有無によって点
火時期を進・遅角補正するに当たっては、過大な進角補
正によって出力ダウンを招くことがないように、基本点
火時期の最大進角補正角度を設定し、ノッキング発生が
無く徐々に進角補正角度が増大されても、前記最大進角
補正角度を越えて進角補正されることがないようにして
いる。

〈発明が解決しようとする課題〉 ところで、上記のように進角補正を制限する最大角度は
、従来、機関回転速度Ｎによって変化させるようにして
あり、同一回転では同し角度の進角補正が許容されるよ
うになっていた。

しかしながら、第４図に示すように、高負荷状態では比
較的ノッキングが発生し易いために、基本点火時期は最
大トルクが得られる点火時期よりも大きく遅角設定され
ており、これに対し、ノッキングが比較的発生し難い低
負荷時には最大トルクが得られる点火時期の近傍遅角位
置に基本点火時期が設定されるのが現状であるから、例
えば高負荷状態にマツチングさせて前記最大進角補正角
度を設定すると、低負荷状態では過大な進角補正が許容
されることになってしまい、最大トルクが得られる点火
時期を越えて進角補正されて出力の低下やノッキングの
発生を招く惧れがある。

逆に、低負荷状態にマツチングさせて前記最大進角補正
角度を設定すると、今度は最大進角補正角度がより小さ
く制限されることになるから、高負荷状態で充分な進角
補正を施すことができず、出力を充分に引き出すことが
できなくなってしまつ。

本発明は上記問題点に鑑みなされたものであり、低負荷
状態における過大な進角補正を回避しつつ、高負荷状態
で充分な進角補正を施す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〉 そのため本発明では、第１図に示すように、機関回転速
度及び機関負荷を少なくとも含む機関運転条件を検出す
る運転条件検出手段と、これにより検出された内燃機関
の運転条件に基づいて基本点火時期を設定する基本点火
時期設定手段と、内燃機関のノンキング発生を検出する
ノッキング検出手段と、このノッキング検出手段による
ノッキング発生検出の有無に応じて基本点火時期を進・
遅角補正する進・遅角補正値を設定する進・遅角補正値
設定手段と、基本点火時期を進・遅角補正値で補正して
最終的な点火時期を設定する点火時期設定手段と、これ
により設定された最終的な点火時期に基づいて点火装置
に点火信号を出力する点火信号出力手段と、を含んで構
成された内燃機関の点火時期制御装置において、 機関回転速度及び機関負荷に応じて最大進角補正角度を
設定する最大進角補正角度設定手段と、進・遅角補正値
設定手段で設定される進・遅角補正値による進角補正角
度を最大進角補正角度内に制限する進角補正角度制限手
段と、を設けるようにした。

〈作用〉 かかる構成によると、運転条件検出手段で検出される機
関回転速度及び機関負荷を少なくとも含む機関運転条件
に基づき、基本点火時期設定手段が基本点火時期を設定
する。一方、進・遅角補正値設定手段は、ノッキング検
出手段で検出される内燃機関のノッキング発生の有無に
応じて基本点火時期を進・遅角補正する進・遅角補正値
を設定する。そして、点火時期設定手段は、基本点火時
期をノッキング発生の有無に応じて設定された進・遅角
補正値で補正して最終的な点火時期を設定し、この最終
的な点火時期に基づいて点火信号出力手段は点火装置に
点火信号を出力する。

ここで、最大進角補正角度設定手段は、機関回転速度及
び機関負荷に応じて最大進角補正角度を設定し、進角補
正角度制限手段は、前記進・遅角補正値設定手段で設定
される進・遅角補正値による進角補正角度を最大進角補
正角度内に制限し、ノッキング発生が無くても前記最大
進角補正角度以上に基本点火時期が進角補正されること
を防止する。

〈実施例〉 以下に本発明の詳細な説明する。

一実施例を示す第２図において、内燃機関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。

吸気ダクト３には、エアフローメータ６が設けられてい
て、吸入空気流量Ｑを検出する。スロットルチャンバ４
には、図示しないアクセルペダルと連動するスロットル
弁７が設けられていて、吸入空気流量Ｑを制御する。前
記スロットル弁７には、その開度ＴＶＯを検出するスロ
ットルセンサ１５が付設されている。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８が設けられて
いて、図示しない燃料ポンプから圧送されプレッシャレ
ギュレータにより所定の圧力に制御される燃料を機関１
に噴射供給する。

前記燃料噴射弁８による燃料噴射量の制御は、マイクロ
コンピュータ内蔵のコントロールユニット９において、
エアフローメータ６により検出される吸入空気流ｉｔＱ
と、ディストリビュータ１３に内蔵されたクランク角セ
ンサ１０からの信号に基づいて算出される機関回転速度
Ｎと、から基本燃料噴射量Ｔｐ＝ＫｘＱ／Ｎ　（Ｋは定
数）を演算し、かかる基本燃料噴射量ＴＰに対して各種
の補正を施すことで最終的な燃料噴射量Ｔｉを設定し、
この燃料噴射量Ｔｉに相当するパルス巾の駆動パルス信
号を機関回転に同期して燃料噴射弁８に出力することに
より、燃料噴射弁８を所定時間だけ開弁させて機関１に
所定量の燃料が噴射供給されるようになっている。

また、機関１の各気筒には点火栓１１が設けられていて
、これらには点火コイル１２にて発生する高電圧がディ
ストリビュータ１３を介して順次印加され、これにより
火花点火して混合気を着火燃焼させる。ここで、点火コ
イル１２はそれに付設されたパワートランシタ１２ａを
介して高電圧の発生時期を制御される。従って、点火時
期（点火進角（ＩｉりＡＤＶの制御は、パワートランシ
タ１２ａのオン・オフ時期をコントロールユニット９か
らの点火信号で制御することにより行う。

本実施例において、点火装置は上記の点火栓１１点火コ
イル１２．パワートランシタ１２ａ及びディストリビュ
ータ］３によって構成される。尚、点火装置としては、
各気筒毎に点火コイル１２．パワートランシタ１．２ａ
をそれぞれ備えて、ディストリビュータ１３による配電
を行わないものであっても良い。

コントロールユニット９においては、各種の入力信号に
基づいて演算処理して最適な点火時期（進角値であり、
ＢＴＤＣ角度として表される。）Ａ、　Ｄ　Ｖを決定し
、かかる点火時期ＡＤＶで点火が行われるように点火信
号を点火コイル１２駆動用のパワートランシタ１２ａに
送る。

詳しくは、予め機関回転速度Ｎと機関負荷を代表する基
本燃料噴射量Ｔｐとの運転条件に応じて設定されている
基本点火時期ＡＤＶ、のマツプから、該当する運転条件
の基本点火時期ＡＤＶ、を検索して求める一方、機関１
のシリンダブーロックに取付けられてノッキング発生に
よる振動を検出するノッキング検出手段としてのノッキ
ングセンサ１４からの信号に基づいて前記基本点火時期
ＡＤｖＢを進・遅角補正して最終的な点火時期ＡＤＶを
設定する。ここで、進角補正角度及び遅角補正角度は、
その最大が後述するように制限され、過大に進・遅角補
正がなされることがないようにしである。

尚、上記のように基本点火時期ＡＤＶ、が、機関回転速
度Ｎと基本燃料噴射量’ｒｐとに基づき設定されるから
、本実施例における運転条件検出手段は、クランク角セ
ンサ１０．エアフローメータ６が相当する。

そして、この点火時期ＡＤＶまでに充分な点火エネルギ
ーが得られるように点火コイル１２の一次側への通電を
開始し、クランク角センサ１０の検出信号に基づき点火
時期ＡＤＶが検出されたときに通電を遮断することで二
次側に高電圧を発生させ、点火栓工１に高電圧を供給し
火花点火させる。

ここで、第３図のフローチャートに示すプログラムに従
ってコントロールユニット９による点火時期制御を説明
する。尚、本実施例において、基本点火時期設定手段、
進・遅角補正値設定手段。

点火時期設定手段５点火時期設定手段２点火信号出力手
段、最大進角補正角度設定手段、進角補正０ 角度制限手段としての機能は、前記第３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。

第３図のフローチャートに示すプログラムにおいて、ま
す、ステップ１（図中ではＳｌとしである。以下同様）
では、予め機関負荷を代・表する基本燃料噴射量ＴＰと
機関回転速度Ｎとにより複数に区分される運転領域毎に
基本点火時期ＡＤＶ。

（点火進角値であり、ＢＴＤＣ角度として表される。）
を記憶したマツプから、最新のＴｐ及びＮに基づいて現
状の運転条件に対応する基本点火時期ＡＤＶ、ｌを検索
して求める。

次のステップ２では、現状の運転条件がノッキング制御
領域であるか否かを判別し、ノッキング制御領域である
と判別されたときには、ノッキング発生の有無に基づく
基本点火時期ＡＤＶ、の補正を行うべくステップ３へ進
む。

ステップ３では、ノッキングセンサ１４からの検出信号
に基づいてノッキング発生の有無を判別する。ここで、
ノッキング発生が判別されると、ス１ テップ４で基本点火時期ＡＤＶＢの進・遅角補正値Ｈｏ
ｓ　（初期値ゼロ）から予め設定された遅角補正値α（
例えばノッキング検出当たり１．２°）を減算して、減
算結果を新たな進・遅角補正値Ｈｏｓにセットすること
により、進・遅角補正値Ｈｏｓにより現状よりもαだけ
点火時期ＡＤＶが遅角補正されるようにする。

そして、次のステップ５では、予め基本燃料噴射量Ｔｐ
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
に最大遅角補正角度ＲＥＴＭＡＸを記憶したマツプから
、現状の運転条件に対応した最大遅角補正角度ＲＥ　Ｔ
　ＭＡＸを検索して求める。

ステップ６では、ステップ４で所定値αに基づき補正設
定された進・遅角補正＠ｊＥ（ｏｓをゼロから減算した
値が、ステップ５でマツプから検索して求めた最大遅角
補正角度ＲＥＴＨＡＸよりも大きいか否かを判別する。

前記進・遅角補正値Ｈｏｓは、後述するように基本点火
時期ＡＤＶ、ｌに加算される補正項であるから、基本点
火時期ＡＤＶ、が遅角補正される状２ 態は、進・遅角補正値Ｈｏｓがマイナスのときであり、
上記のようにゼロから進・遅角補正値Ｈｏ　ｓを減算す
れは、遅角補正角度を正の値として判別することができ
、ステップ５で遅角補正角度の絶対値として設定される
最大遅角補正角度ＲＥ　Ｔ　ＭＡＸとの比較によって遅
角補正角度が最大遅角補正角度ＲＥＴＨＡＸを越えるか
否かの判別が行えるものである。

ステップ６で、ＯＨｏ　ｓ　＞ＲＥＴＭＪＩＭであると
判別され、進・遅角補正値Ｈｏｓによる遅角補正角度が
最大遅角補正角度ＲＥ　Ｔ　ＭＡＸを越えているときに
は、過大な遅角補正状態であるから、ステップ７で進・
遅角補正値Ｈｏｓに−ＲＥＴＭＡＸをセットし、最大遅
角補正角度ＲＥＴ、Ａつだけの遅角補正が進・遅角補正
値Ｈｏｓで行われるようにする。

一方、ステップ６で０−Ｈｏｓ≦ＲＥ　”ＦＭＡＸであ
ると判別されたときには、進・遅角補正値Ｈｏｓによる
遅角補正角度が許容範囲内であるから、進・遅角補正値
Ｈｏｓによる遅角補正角度を制限することなく、ステッ
プ１２ヘジヤンプし、ステップ１２では、基本点火時期
ＡＤＶ、ｔに前記進・遅角補正値Ｈｏｓを加算して補正
し、かかる補正結果を最終的な点火時期ＡＤＶにセット
する。

一方、ステップ３でノッキング発生が無いと判別された
ときには、現状よりも更に進角させることができるから
、ステップ８で前記進・遅角補正値Ｈｏｓに予め設定さ
れた所定の進角補正値β（例えば１秒当たり１．０２°
）を加算して進・遅角補正値Ｈｏｓを増大設定し、進・
遅角補正値Ｈｏｓによる進角補正角度を増大させる。

ステップ９では、前記ステップ５と同様に、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とにより
複数に区分される運転領域毎に、進・遅角補正（ｉｉＨ
ｏｓによる最大進角補正角度ＡＤＶＭＡＸを予め記憶し
たマツプから、最新のＴｐ及びＮに基づいて現状の運転
条件に対応する最大進角補正角度ＡＤＶＭＡＸを検索し
て求める。

そして、次のステップ１０では、ステップ８で所定値β
に基づいて増大設定された進・遅角補正値３ ４ ）−（ｏ　ｓがステップ９でマツプから求めた最大進角
補正角度Ａ　Ｉ）　Ｖ−ＡＸよりも大きいか否かを判別
する。

前記進・遅角補正値Ｈｏｓはプラスの値であるときに基
本点火時期ＡＤＶ、を進角補正するものであるから、進
・遅角補正値Ｈｏｓが絶対角度として表される最大進角
補正角度Ａ、　Ｄ　Ｖ　Ｍ　Ａ　Ｘよりも大きいときに
は、最大進角補正角度Ａ　Ｄ　Ｖ　ＭＡＸを越える進角
補正が行われる状態であるから、ステップ１１へ進み、
進・遅角補正値Ｈｏｓに最大進角補正角度ＡＤＶＭＡＸ
をセットして、最大進角補正角度ＡＤｖ、４ＡＸ以内に
進角補正角度を制限する。

一方、ステップ１０で進・遅角補正値Ｈｏｓが最大進角
補正角度Ａ　Ｄ　Ｖ　ＭＡＸよりも小さいと判別された
ときには、最大進角補正角度ＡＤｖＭＡＸを越える進角
補正が施される状態ではないので、ステップ１１をジャ
ンプしてステップ１２へ進む。

ステップ１２では、前述のように、最大遅角補正角度Ｒ
ＥＴ１４ＡＸ及び最大進角補正角度Ａ　Ｄ　Ｖ　ＭＡＸ
に基づき進・遅角補正角度を制限して最終設定さ５ れた進・遅角補正値Ｈｏｓを、ステップ１でマツプから
検索して求めた基本点火時期Ａ、ＤＶ１１に加算して補
正し、かかる補正結果を最終的な点火時期ＡＤＶにセッ
トする。

また、ステップ２でノッキング制御領域でないと判別さ
れたときには、ステップ１３でステップ１で求めた基本
点火時期ＡＤＶ、をそのまま最終的な点火時期ＡＤＶに
セットする。

このようにして最終的な点火時期ＡＤＶが設定されると
、ステップ１４では、この点火時期ＡＤＶを点火制御用
にセットし、所定の点火制御タイミングになると、この
最新の点火時期ＡＤＶと、点火コイル１２への所定通電
時間とに基づいてパワートランジスタ１２ａのＯＮ・Ｏ
ＦＦ時期が決定され、このＯＮ・ＯＦＦ時期をクランク
角センサ１０からの検出信号で検知してパワートランジ
スタ１．２ａに制御信号（点火信号）を出力することに
より、点火コイル１２への通電・非通電が制御され、点
火時期ＡＤＶで点火が行われる。

ところで、上記のようにノッキング発生の有無６ によって進・遅角補正値Ｈｏｓを増減設定するときに、
かかる進・遅角補正値Ｈｏ　ｓによる進角補正角度及び
遅角補正角度が、基本燃料噴射量Ｔｐと機関回転速度Ｎ
とに応じて設定された最大角度をそれぞれ越えないよう
に制限するので、特に進角補正側では、特定の機関負荷
状態でのみ最大進角補正角度ＡＤＶＭＡＸがマツチング
し、より高負荷側では充分な進角補正が施せなくなった
り、逆により低負荷側で過大な進角補正が許容されて最
大トルクが得られる点火時期を越えて進角されてしまう
ということがなく、機関回転速度Ｎ及び機関負荷（基本
燃料噴射量Ｔｐ）の条件が変化しても、それぞれの運転
条件で最適な最大進角補正角度に制限できる。

尚、本実施例では、機関負荷を代表するパラメータとし
て基本燃料噴射量Ｔｐを用いるようにしたが、この他吸
気圧力等を用いるようにしても良く、基本燃料噴射量Ｔ
ｐに限定するものでない。

また、本実施例では、進角補正角度を制限する最大進角
補正角度Ａ、　Ｄ　Ｖイ、Ｘを機関回転速度Ｎと基本燃
料噴射量Ｔｐ（機関負荷）とをパラメータとするマツプ
から検索して求めるようにしたが、例えば機関回転速度
Ｎに基づいて基本的な最大進角補正角度ＡＤＶＭＡＸが
設定されるようにして、これを機関負荷に基づく補正係
数で補正するようにしても良い。

〈発明の効果〉 以上説明したように、本発明によると、機関負荷と機関
回転速度とに応じて最大進角補正角度を設定し、ノッキ
ング発生の有無に応じて設定される進・遅角補正値によ
る進角補正角度がこの最大進角補正角度を越えないよう
にしたので、機関負荷及び機関回転速度の運転条件が変
化しても、所望の進角補正を施すことができ、ノッキン
グ発生の有無に基づく点火時期補正の制御精度が向上す
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
明の一実施例を示すシステム概略図、第３図は同上実施
例における点火時期制御を示すフ７ ８ ローチャート、第４図は従来の点火時期制御の問題点を
説明するための線図である。 １・・・機関　　６・・・エアフローメータ　　９・・
・コントロールユニット　　１０・・・クランク角セン
ザ１１・・・点火栓　　１２・・・点火コイル　　１２
ａ・・・パワートランジスタ　　１３・・・ディストリ
ビュータ１４・・・ノッキングセンサ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 機関回転速度及び機関負荷を少なくとも含む機関運転条
   件を検出する運転条件検出手段と、前記検出された内燃
   機関の運転条件に基づいて基本点火時期を設定する基本
   点火時期設定手段と、内燃機関のノッキング発生を検出
   するノッキング検出手段と、該ノッキング検出手段によ
   るノッキング発生検出の有無に応じて前記基本点火時期
   を進・遅角補正する進・遅角補正値を設定する進・遅角
   補正値設定手段と、前記基本点火時期を前記進・遅角補
   正値で補正して最終的な点火時期を設定する点火時期設
   定手段と、前記設定された最終的な点火時期に基づいて
   点火装置に点火信号を出力する点火信号出力手段と、を
   含んで構成された内燃機関の点火時期制御装置において
   、 機関回転速度及び機関負荷に応じて最大進角補正角度を
   設定する最大進角補正角度設定手段と、前記進・遅角補
   正値設定手段で設定される進・遅角補正値による進角補
   正角度を前記最大進角補正角度内に制限する進角補正角
   度制限手段と、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。