JPH03242465A - 内燃機関のノッキング制御装置 - 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、機関の所定クランク角位置で基準信号を発生
するクランク角センサを備え、該基準信号発生時から点
火時期設定手段により設定された点火時期までの時間を
、少なくとも基準信号の発生周期の演算値に基づいて推
定演算し、基準信号発生時から前記演算された時間の経
過時に点火信号を出力する一方、機関運転状態に応じた
点火時期の進遅角補正量を、ノッキング発生の有無に応
じて更新学習する学習機能を備えた内燃機関のノッキン
グ制御装置に関する。

〈従来の技術〉 従来、内燃機関の電子制御式の点火制御装置では、機関
運転状態に応じて点火時期（クランク角位Ｗ）を設定し
、このタイミングにて点火信号を出力することにより点
火を行わせるのであるが、このために、各気筒の所定ク
ランク角位置で基準信号を発生すると共にクランク角ｌ
°又は２°毎の単位信号を発生するクランク角センサを
用い、各気筒の基準信号発生後の単位信号の発生数を計
測してクランク角位置を知ることにより、設定された点
火時期にて点火を行わせるのが一般的である。

しかし、単位信号発生機能を有するクランク角センサは
高精度を要求されコスト高につく。

そこで、基準信号と気筒判別信号のみを発生するクラン
ク角センサを用い、１ｍ信号の発生時に基準信号の発生
周期（前回の基準信号からの時間）を演算し、この周期
に基づいて基準信号からの点火時期までの時間を推定演
算し、この時間の経過時に点火信号を出力して点火を行
わせる時間制御方式のものが考えられている。尚、特開
昭６１２８６５８４号公報にフェールセーフを目的とす
るものではあるが時間制御方式のものが開示されている
。

また、上記クランク角センサを用いて、基準信号の発生
周期の他、発生周期の変化率（最新の発生周期と前回の
発生周期との偏差）を演算し、これら発生周期と、その
変化率とに応じてクランク角速度変化をも考慮してより
高精度に推定演算して点火時期制御を行うことも試みら
れている。

一方、前記点火時期制御における点火時期の設定は、機
関に発生するノッキングをノッキングセンサによって検
出し、機関の回転速度や負荷に応じて設定された基本点
火時期をノッキング発生の有與に応じて進遅角補正する
ことが一般に行われている。即ち、ノッキングを発生し
ない場合は、少しずつ進角方向に補正していき、ノンキ
ングを発生すると比較的大きく遅角させる制御を繰り返
してノッキングレベルを適度に制御している。

そして、近年では機関回転速度と負荷で区分される機関
運転状態毎に、進遅角補正量を修正学習して記憶すると
共に、この学習された進遅角補正量を使用して進遅角補
正を行って点火時期を設定することにより、迅速にノッ
キングレベルを最適とする点火時期に制御する、所謂ノ
ッキング学習を並行して行うことも一般化している（特
開昭６４−８３５６号参照）。

〈発明が解決しようとする課題〉 ところで、上記クランク角センサを用いて点火タイ当ン
グを設定すると同時に、上記ノッキング学習を行いつつ
点火時期を設定する方式を採用した従来のノッキング制
御装置においては、後述するような問題を有していた。

即ち、急加速時、特に低速時からの急加速時においては
、加速開始直後には空気量増大による圧縮エネルギーの
増加に燃焼エネルギーの増加が遅れを生じ、第５図に示
すように一時的に回転速度が低下する。その場合、上記
クランク角センサを用いて点火タイミングを時間制御す
る方式では、回転速度の低下に対する応答遅れにより、
進角方向の誤差を生じ、ノッキングを発生することがあ
る。

その時ノッキングを抑制すべく遅角方向に補正が為され
ると同時に、この時の遅角補正によって機関回転速度と
負荷とで区分される同一の運転状態における進遅角補正
量を遅角方向に修正学習することとなる。

かかる学習が行われると、急加速時以外の時には、クラ
ンク角センサによる進角方向の誤差を生しないか、生じ
ても小さい誤差であるため、急加速時に学習された進遅
角補正量の使用によって遅角方向に誤制御されてしまい
、最適点火時期への制御に遅れを生じる。具体的には、
遅角制御により出力不足等を生じる。

一方、常時学習されている進遅角補正量を用いて急加速
時の点火時期を設定することも、該補正量が進角方向に
学習されている場合には、進角方向の誤差をより拡大さ
れる結果となってノッキングの発生を助長することとな
る。

本発明は、このような従来の問題点に鑑みなされたもの
で、急加速時と、それ以外の時の点火時期制御とで、夫
々独立したノッキング学習を行うことにより、前記再運
転状態でノッキング制御性能を向上できるようにした内
燃機間のノッキング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〉 このため本発明は第１図に示すように、機関の所定クラ
ンク角位置で基準信号を発生するクランク角センサを備
え、該基準信号発生時から点火時期設定手段により設定
された点火時期までの時間を、少なくとも基準信号の発
生周期の演算値に基づいて推定演算し、基準信号発生時
から前記演算された時間の経過時に点火信号を出力する
点火時期制御手段を備える一方、機関運転状態に応した
点火時期の進遅角補正量を、ノッキング検出手段によっ
て検出されるノッキング発生の有無に応じて更新学習す
るノッキング学習手段を備え、該ノッキング学習手段で
学習された進遅角補正量を用いて前記点火時期設定手段
により点火時期を設定するようにした内燃機関のノッキ
ング制御装置において、所定の急加速状態を検出する急
加速検出手段と、前記所定の急加速状態と、それ以外の
状態とで前記ノッキング学習手段を独立して設けた構成
とする。

〈作用〉 急加速検出手段によって所定の急加速状態が検出された
ときとそれ以外の時とで夫々独立して設けられたノッキ
ング学習手段により、進遅角補正量の学習が行われ、該
学習された進遅角補正量が点火時期設定手段による点火
時期の設定に際して使用される。

点火時期制御手段は、クランク角センサから発生される
基準信号の少なくとも発生周期に基づいて基準信号発生
時から、前記設定された点火時期までの時間を推定演算
し、基準信号発生時から演算さた時間経過時に点火信号
を出力する。

〈実施例〉 以下に、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。

一実施例の構成を示す第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．スロットルセンサ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・ントルチャンハ
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をポテンショメ
ータにより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
れる燃料を吸気マニホールド５に噴射供給する。

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量Ｑと、ディストリビュータ１
３に内蔵されたクランク角センサ１０からの信号に基づ
き算出される機関回転速度Ｎとから基本燃料噴射量Ｔ、
を演算し、この基本燃料噴射ＩＴ、を冷却水温度等に基
づいて補正することにより最終的な燃料噴射量Ｔ、を演
算し、この燃料噴射ｉｔ　Ｔ　＋に相当するパルス幅の
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、機関１に対して要求量の燃料が噴射
供給されるようにな４ている。

ここで、前記クランク角センサ１０は、第３図に示すよ
うに各気筒の圧縮上死点前７５°の位置で立ち上がり圧
縮上死点前５°の位置で立ち下がる基準信号ＲＥＦを出
力すると共に、特定の基準信号に近接して小パルスの気
筒判別信号を出力する。

そして、前記機関回転速度の検出は、基準信号ＲＥＦ位
置の発生周期（前回の基準信号ＲＥＦ発生時からの時間
）の逆数として演算される。

また、機関ｌの各気筒には夫々点火栓１１が設けられて
いて、これらには、点火コイル１２にて発生する電圧が
ディストリビュータ１３を介して常時印加され、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、付設されたパワートランジスタ１２
ａを介して高電圧の発生時期が制御されるようになって
いる。したがって点火時期（点火進角値）　ＡＤＶの制
御は、前記パワートランジスタ１２ａのＯＦＦ時期をコ
ントロールユニット９からの点火時期制御で制御するこ
とにより行う。この場合、前記クランク角センサ１０か
らの基準信号ＲＥＦに基づき、第３図を参照して後述す
る演算式により基準信号ＲＥＦ発生時から点火時期ＡＤ
Ｖまでの時間ＡＤＶＴを、後述する演算式により推定演
算し、基準信号ＲＥＦ発生時からタイマで計時して演算
された時間の経過時に点火信号（パワートランジスタ１
２ａのＯＦＦ信号）を出力する。

ＡＤＶＴ＝ＴＲＥＦＬ　Ｘ　（７５−ＡＤＶ）／１１０
−Ｋ　Ｘ（ＴＲＥＦＯ−ＴＲＥＦ）　Ｘ　（７５−ＡＤ
Ｖ）／１８０・・・（１） 上記で１）式右辺の第１項は基準信号ＲＥＦ発生周期に
比例した値、即ち、回転速度が一定であるとして推定さ
れる時間を示す項であり、第２項は基準信号ＲＥＦ発生
周期の変化率に比例定数Ｋを乗した埴であり、回転速度
が増加変化する時には該増加率の大きさに応じて点火時
期を早める、つまり進角方向Ｇこ補正し、回転速度が減
少変化する時には該減少率の大きさに応じて、点火時期
を遅らす、つまり遅角方向に補正するようになっている
。

コントロールユニット９は、前記基本燃料噴射量Ｔアと
機関回転速度Ｎとにより区分される複数の運転領域毎に
ＲＯＭに記憶しであるマツプから、当該運転条件に対応
する基本点火時期ＡＤＶＯを検索して求めると共に、所
定のノッキング検出運転領域においては、圧電素子によ
りノッキング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からの検出信号に基づいてノッキン
グの有無を判別して進遅角補正を行い、最終的な点火時
期ＡＤνを設定する。

更に、前記ノッキング検出領域においては、前記基本点
火時期ＡＤＶｏのマツプと同一に区分される運転領域毎
に前記進遅角補正量を記憶する学習マツプを、所定の急
加速運転状態と、それ以外の状態とで独立に設け、点火
時期ＡＤＶの設定に際しては、ノッキングの有無に基づ
く進遅角補正量に基づいて新たな進遅角補正量を対応す
る学習マツプに記憶更新する所謂ノッキング学習を行っ
た後、該学習された進遅角補正量によって基本点火時期
ＡＤν。を進遅角補正して設定する。

ここで、コントロールユニット９によって行われる点火
時期ＡＤＶのノッキング検出に基づく進遅角制御を、第
、４図のフローチャートに示すプログラムに従って説明
する。

第４図のフローチャートに示すプログラムは、クランク
角センサ１０の基準クランク角毎（４気筒内燃機関では
１８０　’毎）のリファレンス信号ＲＥＦが出力される
毎に実行される。

ステップ（図ではＳと記す）１では、当該基準信号ＲＥ
Ｆ入力時から後述するようにして演算される点火時期ま
での時間ＡＤＤＴを計時するタイマＴをＯリセットする
。

ステ、ブ２では、ノッキングを発生し易いノッキング検
出を要求される領域であるかを判定する。

ノンキング検出要求領域でないと判定された場合はステ
ップ３へ進み、点火時期ＡＤＶを別ルーチン（ＢＧＪ）
で機関回転速度Ｎと負荷（例えば基本燃料噴射量ＴＰ）
から求めた基本点火時期ＡＤＶ。

として、そのままセットする。

また、ステップ２でノッキング検出要求領域であると判
定された場合にはステップ４へ進み、ノッキングセンサ
１４の検出信号ｋｓｉに基づいてノ・ンキング発生の有
無を判定する。

そして、ノッキング発生と判定された時には、ステップ
５へ進んでα°の遅角補正量を設定する。

次いでステップ６へ進み、スロットルセンサ１５により
検出されるスロットル弁開度の変化率等によって所定以
上の急加速状態であるかを判定し、ステップ７では、所
定値以下の低回転速度領域かを判定する。

そして、ステップ６で所定以上の急加速状態でないと判
定され、又はステップ７で所定値以下の低回転速度領域
でないと判定された時にはステ・ンプ８へ進み、通常用
の学習マツプから機関回転速度Ｎと基本燃料噴射量Ｔ、
とによって定まる運転領域の進遅角補正蓋Ｘを検索し、
該進遅角補正量Ｘからαを減少した値を新たな進遅角補
正量Ｘとして書き換え更新する。但し、かかるノ・ンキ
ング学習は、進遅角補正量Ｘの過去の加重平均値と今回
の補正量とを適当な重み付けで加重平均して行うような
構成としてもよい。

次いでステップ９へ進み、点火時期ＡＤＶを基本点火時
期ＡＤＶＯに前記学習された進遅角補正ｌｘを加算して
設定する。

ステップ６．７で所定以上の急加速状態で、且つ所定値
以下の低回転速度領域と判定されたときにはステップ１
０へ進み、かかる所定運転状態用の学習マツプから機関
回転速度Ｎと基本燃料噴射量Ｔ、とによって定まる運転
領域の進遅角補正量ｙを検索し、該進遅角補正量ｙから
αを減少した値を新たな進遅角補正蓋ｙとして書き換え
更新した後、ステップＩＩへ進んで点火時期ＡＤＶを基
本点火時期ＡＤＶ、）に前記学習された進遅角補正ｉｔ
ｙを加算して設定する。

また、ステップ４でノッキング発生無し判定された時に
はステップ１１へ進み、β°の進角補正量を設定する。

そして、以下、ノッキング発生時と同様に、ステップ１
３．ステップ１４で急加速、低回転速度領域の判別を行
い、いずれかがＮｏの判定の場合はステップ１５へ進ん
で、進遅角補正蓋Ｘを、検索値に進角補正量βを加算し
た値で更新した後、ステップ１６へ進んで点火時期ＡＤ
Ｖを基本点火時期ＡＤＶｏに進遅角補正量Ｘを加算した
値で設定する。また、ステップ１３．１４の判定が共に
ＹＥＳの場合はステップ１７へ進んで、進遅角補正量ｙ
を、検索値に進角補正量βを加算した値で更新した後、
ステップ１６へ進んで点火時期＾ＤＶを基本点火時ｙｐ
　Ａ　ｏ　ｖ　ｏに進遅角補正量ｙを加算した値で設定
する。

このようにして、ステップ３．　９．１１．１６．１８
のいずれかで点火時期ＡＤＶを設定した後、ステップ１
９へ進み、前記（１）式を用いて、当該基準信号ＲＥＦ
発生時から前記設定された点火時期ＡＤＶまでの時間Ａ
ＤＶＴを推定演算する。

ステップ２０では、前記タイマＴの計測値が前記演算さ
れた時間ＡＤＶＴに達したかを判定し、達するまで待機
して達した時にステップ２１へ進んで点火信号を出力す
る。

かかる点火時期制御によるノッキング制御を行えば、低
回転速度からの急加速時には、該運転状態に専用の学習
マツプに記憶された進遅角補正量を学習更新すると共に
、該学習された進遅角補正量を使用して点火時期が設定
されるーため、推定時間ＡＤＶＴＫ進角方向の誤差を、
学習値を用いて速やかに最適点火時期まで遅角補正する
ことができるのでノッキングの発生を未然に防止できる
。

一方、前記所定の急加速状態以外の推定時間ＡＤＶＴの
進角方向の誤差が小さい運転時には、該運転時に専用の
学習マツプを用いて学習が行われると共に該学習された
進遅角補正量を使用して点火時期が設定されるため、誤
遅角補正による運転性悪化を防止できる。

尚、第４図において、スロットルセンサ１５及びクラン
ク角センサ１０と、ステップ６．７の機能とが急加速検
出手段を構威し、ＲＡＭの所定の急加速状態用の学習マ
ツプとステップ１０．１７の機能が同上運転状態用のノ
ッキング学習手段を構成し、ＲＡＭの前記運転状態以外
の運転状態用の学習マツプとステップ８，１５の機能が
同上運転状態用のノッキング学習手段を構威し、ステッ
プ３，９゜１１、１６．１８の機能が点火時期設定手段
を構威し、ステップ１９．２０．２１の機能が点火時期
制御手段を構成する。

〈発明の効果〉 以上説明したように本発明によれば、所定の急加速状態
と、それ以外の運転状態とで独立にノッキング学習を行
い、該学習された進遅角補正量を使用して点火時期を設
定する構成としたため、前記所定の急加速状態でのノッ
キング発生を効果的に防止できると共に、それ以外の運
転状態で誤遅角補正によって運転性が悪化することを防
止できる。

【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、
本発明の一実施例の構成を示す図、第３図は、本実施例
で使用するクランク角センサからの信号に基づいて点火
時期までの推定時間演算を説明するためのタイミングチ
ャート、第４図は、同上実施例のノッキング制御を示す
フローチャート、第５図は、低回転速度からの急加速時
の状態を示す線図である。 １・・・機関 ９・・・コントロールユニッ ト １０・・・クランク角センサ １４・・・ノッキングセンサ １５・・・スロン トルセンサ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 機関の所定クランク角位置で基準信号を発生するクラン
   ク角センサを備え、該基準信号発生時から点火時期設定
   手段により設定された点火時期までの時間を、少なくと
   も基準信号の発生周期の演算値に基づいて推定演算し、
   基準信号発生時から前記演算された時間の経過時に点火
   信号を出力する点火時期制御手段を備える一方、機関運
   転状態に応じた点火時期の進遅角補正量を、ノッキング
   検出手段によって検出されるノッキング発生の有無に応
   じて更新学習するノッキング学習手段を備え、該ノッキ
   ング学習手段で学習された進遅角補正量を用いて前記点
   火時期設定手段により点火時期を設定するようにした内
   燃機関のノッキング制御装置において、所定の急加速状
   態を検出する急加速検出手段と、前記所定の急加速状態
   と、それ以外の状態とで前記ノッキング学習手段を独立
   して設けたことを特徴とする内燃機関のノッキング制御
   装置。