JPH0419384B2

JPH0419384B2 -

Info

Publication number: JPH0419384B2
Application number: JP57032023A
Authority: JP
Inventors: Toshio Suematsu; Juji Takeda; Yoshasu Ito
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 1982-03-01
Filing date: 1982-03-01
Publication date: 1992-03-30
Also published as: JPS58150074A

Description

【発明の詳細な説明】本発明はエンジンの点火時期制御方法に係り、
特に、ノツキングが発生したとき点火時期を遅ら
せかつノツキングが発生しなくなつたとき点火時
期を進めるエンジンの点火時期制御方法の改良に
関する。

車両走行中にエンジン内部で異常な打音が発生
する、いわゆるノツキング現象は周知であり、負
荷が一定値以上の高負荷領域であつて点火時期が
進みすぎている場合に強度のノツキングが発生す
る。このようなノツキングは、不快な騒音を生じ
させると共に、強度のノツキングが生じるとシリ
ンダ内に強い気柱振動が生じ、またシリンダ内に
部分的な異常高温が発生し、エンジンに損傷を与
えることになる。しかし、軽微なノツキングであ
れば、点火時期を進めてノツキングが生じる場合
であつても、エンジンの燃焼効率が増加すること
によつて車両の燃費を改善することができ、この
ような燃費の改善という観点からすれば、適度な
ノツキングを許容することはエンジンの最適効率
での運転状態を得るために好適である。従つて、
エンジンの運転効率を最適としかつノツキング音
レベルが所定レベル以下となるように、種々の条
件に適合させて、ノツキング制御する点火時期制
御が行なわれている。

かかる点火時期制御は、ノツキング音を検出し
て電気信号を出力するマイクロホン等が構成され
たノツキングセンサをエンジン本体に取付け、ノ
ツキングの発生が検出されたとき、ノツキングの
発生が検出された気筒のみまたは全気筒につい
て、常に一定量点火時期を遅らせ、逆にノツキン
グの発生が検出されないとき、ノツキングの発生
が検出されない気筒のみまたは全気筒について、
常に一定量点火時期を進ませるものである。

しかし、エンジンが定常的に運転されている状
態でノツキング制御のための点火時期制御が行な
われている場合には、ノツキングの発生はランダ
ムであり、ある気筒にノツキングが発生した後こ
の気筒が次に点火されるまでの間のような短期間
にノツキングが集中して発生することはまれであ
るが、エンジンが過渡状態にある場合で、エンジ
ンの運転状態がノツキングし易くなる方向に変化
していくような条件では、ノツキングが集中して
発生する場合がある。このような場合において
も、従来のように一定量点火時期を遅らせる点火
時期制御を行なつていたのでは、ノツキング制御
がノツキング発生に追従できなくなり、充分なノ
ツキング制御ができなくなる、という問題点が生
じる。

本発明は、上記問題点を解消すべく成されたも
ので、ノツキングの発生し易いエンジン過渡状態
において、短時間でノツキングの発生を減少させ
ることができると共にノツキングが発生しなくな
つた場合には速やかに最適進角状態に制御するこ
とができる点火時期制御方法を提供することを目
的とする。

上記目的を達成するために本発明は、ノツキン
グが発生する都度点火時期を遅らせかつノツキン
グが発生しなくなつたとき点火時期を進めるエン
ジンの点火時期制御方法において、第１の所定回
転内のノツキング発生回数が所定値以上のとき、
ノツキング発生時の点火時期の遅角量を通常の遅
角量より大きくして点火時期を遅らせると共に、
遅角量を大きくした後で第２の所定回路の間ノツ
キングが発生しなかつたとき、点火時期の進角量
を通常の進角量より大きくして点火時期を進める
ことを特徴とする。

本発明によれば、第１の所定回転内のノツキン
グ発生回数が所定値以上のとき、すなわちノツキ
ングが集中発生した場合にはノツキング発生時の
点火時期の遅角量を通常の遅角量より大きくして
点火時期を遅らせるため、ノツキングが集中発生
した時に速やかにノツキングの発生を防止するこ
とができる。また、上記のように遅角量を大きく
した後に第２の所定回転の間ノツキングが発生し
なかつたとき、点火時期の進角量を通常の進角量
より大きくして点火時期を進めるため、ノツキン
グが発生しなくなつたときの点火時期を速やかに
最適進角状態に制御することができる。

次に、本発明が適用される点火時期制御装置を
備えたエンジンの一例を第１図に示す。このエン
ジンは図に示すように、エアクリーナー（図示せ
ず）の下流側に設けられた吸入空気量センサとし
てのエアフローメータ２を備えている。エアフロ
ーメータ２は、ダンピングチヤンバ内に回動可能
に設けられたコンペンセーシヨンプレート２Ａ
と、コンペンセーシヨンプレート２Ａの開度を検
出するポテンシヨメータ２Ｂとから構成されてい
る。従つて、吸入空気量はポテンシヨメータ２Ｂ
から出力される電圧として検出される。また、エ
アフローメータ２の近傍には、吸入空気の温度を
検出する吸入空気温センサ４が設けられている。

エアフローメータ２の下流側には、スロツトル
弁６が配置され、スロツトル弁６の下流側には、
サージタンク８が設けられている。このサージタ
ンク８には、インテークマニホールド１０が連結
されており、このインテークマニホールド１０内
に突出して燃料噴射装置１２が配置されている。
インテークマニホールド１０は、エンジン本体１
４の燃焼室１４Ａに接続され、エンジンの燃焼室
１４Ａはエキゾーストマニホールド１６を介して
三元触媒を充填した触媒コンバータ（図示せず）
に接続されている。そして、エンジン本体１４に
は、マイクロホン等で構成された、エンジンのノ
ツキングを検出するノツキングセンサ１８が設け
られている。なお、２０は点火プラグ、２２は混
合気を理論空燃比近傍に制御するためのO₂セン
サ、２４はエンジン冷却水温を検出する冷温水温
センサである。

エンジン本体１４の点火プラグ２０は、デイス
トリビユータ２６に接続され、デイストリビユー
タ２６はイグナイタ２８に接続されている。この
デイストリビユータ２６には、ピツクアツプとデ
イストリビユータシヤフトに固定されたシグナル
ロータとで構成された、気筒判別センサ３０およ
びエンジン回転数センサ３２が設けられている。
この気筒判別センサ３０は、例えばクランク角
720度毎に気筒判別信号を電子制御回路３４へ出
力し、この回転数センサ３２は、例えばクランク
角30度毎にクランク角基準位置信号を電子制御回
路３４へ出力する。

電子制御回路３４は、第２図に示すように、ラ
ンダム・アクセス・メモリ（RAM）３６と、リ
ード・オンリー・メモリ（ROM）３８と、中央
処理装置（CPU）４０と、第１の入出力ポート
４２と、第２の入出力ポート４４と、第１の出力
ポート４６と、第２の出力ポート４８とを含んで
構成され、RAM３６、ROM３８、CPU４０、
第１の入出力ポート４２、第２の入出力ポート４
４、第１の出力ポート４６および第２の出力ポー
ト４８は、バス５０により接続されている。第１
の入出力ポート４２には、バツフア５２Ａ，５２
Ｂ，５２Ｃ、マルチプレクサ５４、アナログーデ
イジタル（Ａ／Ｄ）変換器５６を介して、エアフ
ローメータ２、冷却水温センサ２４および吸気温
センサ４が接続されている。このマルチプレクサ
５４およびＡ／Ｄ変換器５６は、第１の入出力ポ
ート４２から出力される信号により制御される。
第２の入出力ポート４４には、バツフア６０およ
びコンパレータ６２を介してO₂センサ２２が接
続され、波形整形回路６４を介して気筒判別セン
サ３０およびエンジン回転数センサ３２が接続さ
れると共に、入力回路６６およびＡ／Ｄ変換器６
８を介してノツキングセンサ１８が接続されてい
る。この入力回路６６およびＡ／Ｄ変換器６８
は、第２の入出力ポート４４から出力される信号
により制御され、所定クランク角毎にノツキング
センサ出力を通過させる。また、第１の出力ポー
ト４６は駆動回路７０を介してイグナイタ２８に
接続され、第２の出力ポート４８は駆動回路７２
を介して燃料噴射装置１２に接続されている。

電子制御回路３４のROM３８には、エンジン
回転数と吸入空気量とで表わされる基本点火進角
のマツプおよび基本燃料噴射量等が予め記憶され
ており、エアフローメータ２からの信号およびエ
ンジン回転数センサ３２からの信号により基本点
火進角および基本燃料噴射量が読出されると共
に、冷却水温センサ２４および吸気温センサ４か
らの信号を含む各種の信号により、上記基本点火
進角および基本燃料噴射量に補正点火進角および
補正燃料噴射量が加えられ、イグナイタ２８およ
び燃料噴射装置１２が制御される。O₂センサ２
２から出力される空燃比信号は、混合気の空燃比
を理論空燃比近傍に制御する空燃比制御に使用さ
れる。また、ノツキングセンサ１８から出力され
る電気信号のレベルが予め設定された所定レベル
を越えたときには、ノツキングが発生したと判断
されて点火時期が遅れるようにイグナイタ２８が
制御される。この逆に、ノツキングセンサ１８か
ら出力される電気信号のレベルが予め設定された
所定レベル以下のときには、ノツキングの発生が
ないと判断され、ノツキングを起さない最大進角
に点火時期が制御される。

次に、上記のようなエンジンに本発明を適用し
た場合の実施例を比較例と共に詳細に説明する。

第３図は、マイクロコンピユータ等の電子制御
回路を用いて第１の比較例を実施する場合の各気
筒の上死点前90℃Ａ毎に割込まれる割込みルーチ
ンを示す。

まず、ステツプ８１において、前回の点火のと
きにノツキングが発生したか否かを判断する。ノ
ツキングが発生したか否かを判断するには、ノツ
キングセンサ出力の平均値を求めて、この平均値
を所定倍して所定レベルを求め、ノツキングセン
サ出力のピーク値が所定レベルを越えたか否かに
より行なわれる。ステツプ８１において前回ノツ
キングが無かつたと判断された場合には、ステツ
プ８２において、ノツキングが発生しない点火回
数が計数する第１のカウンタのカウント値CNE
を１増加させる。一方、ステツプ８１において前
回ノツキングが有つたと判断された場合には、ス
テツプ８３において、カウント値CNEが、例え
ば５以下であるか否かを判断する。カウント値
CNEが５以下の場合には、６気筒エンジンでは
１つの気筒が１サイクルの運動をする前、すなわ
ちエンジンが第１の所定回転回転する前であるこ
とから、短時間にノツキングが集中発生している
過渡運転状態と判断して、ステツプ８４において
ノツキングをパラメータとする補正点火進角θ_K
を、例えばθ_K−2゜CA（クランク角）に変更する。
そして、ステツプ８５において、補正点火進角を
変更した後のノツキングが発生しない点火回数を
計数する第２のカウンタのカウント値ｍを０にし
て、ステツプ８６において、補正点火進角θ_Kから
更に1゜CA減算する。また、ステツプ８１におい
てノツキングの発生が検出されたため、ステツプ
８７において第１のカウンタのカウント値CNE
をクリアする。続いてステツプ８８において、吸
入空気量とエンジン回転数とで定まる基本点火進
角θ_Bに、3゜CA減算された補正点火角度θ_Kを加え
て、実行する点火進角θを求め、ステツプ８９に
おいて、点火進角θとこの割込みルーチンが行な
われた時刻とからイグナイタをオンすべき時刻を
計算して、時刻一致の割込みが行なわれるように
セツトする。

一方、ステツプ８３において、カウント値
CNEが５を越えていると判断された場合には、
ノツキングが発生しているがノツキングが集中発
生している場合でないため、ステツプ８６におい
て補正点火進角θ_Kをθ_K−1゜CAとして、上記のよ
うにイグナイタを制御する。なお、上記において
は、補正点火進角を変更しているためステツプ８
５においてカウント値ｍをクリアし、またノツキ
ングが発生しているためステツプ８７においてカ
ウント値CNEをクリアする。

また、ステツプ８１において前回ノツキングが
無かつたと判断された場合には、ステツプ８２で
カウント値CNEを１増加させると共に、ステツ
プ９０において、カウント値ｍが列えば100を越
えているか否かを判断する。ここで、カウント値
ｍが100を越えていない場合には、ステツプ９４
においてカウント値ｍを１増加させた後、ステツ
プ８８およびステツプ８９へと進んで点火時基を
制御する。一方、カウント値ｍが100を越えてい
る場合、すなわち、補正点火進角をステツプ８４
およびステツプ８６で大幅に遅角させた後ノツキ
ングが発生しない状態が長期間続いた場合には、
ステツプ９３で補正点火進角θ_Kをθ_K＋1゜CAに進
角させた後、ステツプ８８で基本点火進角θ_Bに補
正点火進角θ_Kを加えてイグナイタを制御する。な
お、上記の場合において、補正点火進角を1゜CA
変更しているため、ステツプ９２においてカウン
ト値ｍをクリアする。

以上のように第１の比較例によれば、ノツキン
グが集中発生したときに点火時期が大幅に遅れる
よう制御される。

次に、第２の比較例を電子制御回路を用いて実
施する場合の各気筒の上死点前90゜CA毎に割込ま
れる割込みルーチンを第４図を用いて説明する。
本比較例は、各気筒独立の点火時期制御を行なつ
ている場合に、ノツキングの集中発生が検出され
たとき全気筒同時に点火時期を大幅に遅らせるも
のである。まず、ステツプ９５において、気筒判
別センサからの信号に基き、前回の点火が何番気
筒の点火であるかを把握する。続いて、ステツプ
９６において、ノツキングセンサ出力の平均レベ
ルb_oとピーク値a_oをRAMから取出し、平均レベ
ルb_oに定数Ｋを乗算して所定レベルKb_oを求め、
ステツプ８１においてピーク値a_oと平均レベル
Kb_oとの大小を比較する（ただし、ｎは６気筒エ
ンジンの場合０〜５の整数である）。すなわち、
ノツキングが発生したか否かを判断する。ノツキ
ングが集中発生した場合には、前述と同様に、ス
テツプ８４において各気筒の補正点火進角θ_Koか
ら2゜CA減算すると共に、ステツプ８６において
各気筒の補正点火進角から1゜CA減算して、ステ
ツプ８８において点火進角θを求め、全気筒同時
に点火時期を制御する。一方、ノツキングが発生
しない場合には、前述と同様に、ステツプ９３に
おいて補正点火進角に1゜CA加算した後、点火時
期を制御する。

しかしながら、上記第１の比較例および第２の
比較例では、ノツキングが集中発生したとき点火
時期が大幅に遅れるように制御されるため、点火
時期が大幅に遅れるように制御した後ノツキング
が発生しなくなつた場合に点火時期が速やかに最
適進角状態に制御されなくなり、エンジン出力が
低下することがある。

次に、本発明の実施例を説明する。本実施例は
第１の比較例および第２の比較例の上記問題点を
解消したものであり、本実施例を電子制御回路を
用いて実施する場合の上死点前90゜CA毎に実行さ
れる割込みルーチンを第５図を用いて説明する。
なお、第５図において第３図と対応する部分には
同一符号を付して説明を省略する。ステツプ８１
で前回ノツキングが発生したか否かを判断し、ノ
ツキングが発生しなかつた場合には、ステツプ９
７において、ステツプ８４で点火時期を大幅に遅
らせた後のノツキングが発生しない点火回数を計
数する第３のカウンタのカウント値C_oeを１増加
させると共に、ステツプ８２において、カウント
値CNEを１増加させる。一方、ノツキングが発
生した場合には、ステツプ８３において前述のよ
うに、ノツキングが集中発生したか否かを判断す
る。ノツキングが集中発生した場合には、ステツ
プ８４において、ノツキングをパラメータとする
補正点火進角をθ_K−2゜CAとし、更にステツプ８
６において、上記変更した補正点火進角から
1゜CA減算して、ステツプ８８で基本点火進角θ_B
に補正点火進角θ_K（θ_Kから3゜CA減算された値）を
加えて実行点火進角θを求め、ステツプ８６でイ
グナイタのオン時刻を計算してイグナイタを制御
する。なお、上記においては、ノツキングが発生
しており、かつ点火時期を大幅に遅角変更してい
るため、ステツプ８７においてカウント値CNE
をクリアし、ステツプ１０２においてカウント値
C_oeをクリアし、ステツプ８５においてカウント
値ｍをクリアしている。

一方、ステツプ８３において、ノツキングの発
生が集中的でないと判断された場合には、点火時
期大幅遅角後の点火回数を表わすカウント値C_oe
をステツプ１０３で例えば50にして、ステツプ８
６で補正点火進角を1゜CA減算してイグナイタを
制御する。なお、上記においては、ノツキングが
発生しておりかつステツプ８６で点火時期を変更
しているため、カウント値CNEおよびカウント
値ｍをクリアしておく。

これに対し、ステツプ８１においてノツキング
の発生が検出されなかつた場合には、ステツプ９
７において点火時期大幅遅角後のノツキングが発
生しない点火回数をカウントすると共に、ステツ
プ８２においてノツキングが発生しない点火回数
をカウントする。そして、ステツプ９８におい
て、点火時期大幅遅角後のノツキングが発生しな
い点火回数を示すカウント値C_oeが、例えば30以
上になつているか否かを判断する。ここで、カウ
ント値C_oeが30未満である場合には、ステツプ９
０において点火時期変更後のノツキングが発生し
ない点火回数を示すカウント値ｍが例えば100を
越えているか否かを判断し、カウント値ｍが100
を越えている場合にはステツプ９２でカウント値
ｍをクリアし、ステツプ９３で補正点火進角を
1゜CA増加させ、ステツプ８８、ステツプ８９へ
と進んでイグナイタを制御する。逆に、カウント
値ｍが100以下の場合には、ステツプ９４におい
てカウント値ｍを１増加させた後、ステツプ８
８、ステツプ８９へと進んでイグナイタを制御す
る。

ステツプ９８において、カウント値C_oeが30以
上と判断された場合には、ステツプ９９におい
て、更にカウント値C_oeが30以下になつているか
否かを判断する。ステツプ９９においてカウント
値C_oeが30であると判断された場合、すなわち遅
角量を大きくした後第２の所定回転の間ノツキン
グが発生しなかつた場合には、ステツプ１００に
おいて補正点火進角を２℃Ａ大幅に増加させた
後、ステツプ１０１でカウント値C_oeを例えば50
にセツトし、ステツプ９０以下において上述のよ
うにイグナイタを制御する。逆に、ステツプ９９
においてカウント値C_oeが30を越えていると判断
された場合には、ステツプ１０１でカウント値
C_oeを50にセツトした後、ステツプ９０以下にお
いて上述の制御を行う。

以上のように本実施例によれば、ノツキングが
集中発生した場合に点火時期が大幅に遅れるよう
に制御され、点火時期を大幅に遅らせた後所定点
火回数ノツキングが発生しない場合に点火時期が
大幅に進められるように制御される。従つて、ノ
ツキングが集中発生したとき速やかにノツキング
が防止されると共にノツキングの発生頻度が少な
くなつたとき点火時期の遅れ過ぎを無くして、エ
ンジン出力を高めることができる、という効果が
得られる。

以上説明したように本発明によれば、ノツキン
グが集中発生したときに速やかにノツキングの発
生が防止されると共にノツキングが発生しなくな
つた場合には速やかに最適進角状態に制御するこ
とができる、という特有の効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明が適用されるエンジンを示す
概略図、第２図は、第１図の電子制御回路を示す
ブロツク図、第３図は、第１の比較例を説明する
ための流れ図、第４図は、第２の比較例を説明す
るための流れ図、第５図は、本発明の一実施例を
説明するための流れ図である。１８…ノツキングセンサ、２８…イグナイタ、
３４…電子制御回路。

Claims

【特許請求の範囲】

１ノツキングが発生する都度点火時期を遅らせ
かつノツキングが発生しなくなつたとき点火時期
を進めるエンジンの点火時期制御方法において、
第１の所定回転内のノツキング発生回数が所定値
以上のとき、ノツキング発生時の点火時期の遅角
量を通常の遅角量より大きくして点火時期を遅ら
せると共に、遅角量を大きくした後に第２の所定
回転の間ノツキングが発生しなかつたとき、点火
時期の進角量を通常の進角量より大きくして点火
時期を進めることを特徴とするエンジンの点火時
期制御方法。