JPH05141334A - 内燃機関のノツク制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は機関状態区分毎に前記進遅角の補正
量を気筒別にフィードバックして簡易に点火制御するこ
とを目的とする。 【構成】 各気筒毎に基本点火時期を設定する基本点火
時期設定手段６４と、ノック検出手段１７の出力に応じ
て前記基本点火時期を各気筒毎に進遅角させるノック制
御手段６３と、前記機関状態区分とは別の機関状態区分
毎に前記ノック制御手段と進遅角値を記憶する進遅角値
記憶手段４４とを備え、進遅角値記憶手段４４は全気筒
一律に進遅角値を平均化して記憶し、特定機関状態区分
では各気筒毎に進遅角値を平均化し各気筒毎に記憶す
る。そして、前記進遅角記憶値反映手段（学習手段６
５）は、特定機関状態区分では各気筒毎に記憶された進
遅角記憶値を反映し、他の機関状態区分では全気筒一律
に記憶された進遅角記憶値の機関状態区分間差を反映す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はノッキング現象等の燃焼
現象に対応した信号に応じて点火時期を進遅角する内燃
機関のノック制御装置に関し、特に本発明では機関状態
区分毎に前記進遅角の補正量を気筒別にフィードバック
して簡易に点火制御することを目的とする。

【０００２】

【従来の技術】従来このような技術分野としては、特公
昭６３−４２１１１号公報に記載された内燃機関用フィ
ードバック式点火時期制御装置がある。該装置は、機関
運転状態に応じて機関状態区分毎に予め基本点火時期を
設定するため、これを書換え不可の記憶回路より読出
し、機関の点火時期によって変化するフィードバック要
因を検出して前記基本点火時期を進遅角を補正するに際
し、前記書換え不可に記憶回路とは別に機関状態区分毎
に補正進遅角値を書換え可能な記憶回路（ＲＡＭ）に記
憶し、前記フィードバック要因に応じて該補正進遅角値
を各機関状態区分毎に点火時期の進遅角値をそれぞれ独
立に決定している。ここでフィードバック要因が突然変
化するものではなく、例えば暖気、大気、燃焼室デボジ
ット、ガソリン組成等の機関状態によって変化するか
ら、この機関状態を区分して、それぞれの区分毎に補正
進遅角値が記憶される。このため、点火サイクル毎に計
算する必要がなくなり、応答遅れがなくなるとされてい
る。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、従来の内燃
機関のノック制御装置について、上記機関状態区分毎の
点火時期の進遅角補正を気筒別に行って点火制御すれ
ば、さらに良好な点火時期制御ができる。しかしなが
ら、機関状態区分毎の補正進遅量を気筒別に持つ必要が
あり書換え可能記憶回路（ＲＡＭ）の容量が増加すると
いう問題が生じる。

【０００４】したがって本発明は上記問題点に鑑みて簡
易に気筒別にかつ機関状態区分に補正進遅角を補正でき
る内燃機関のノック制御装置を提供することを目的とす
る。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は前記問題点を解
決するために、機関運転状態に応じて機関状態区分毎に
予め設定された基本点火時期を読出して各気筒毎に基本
点火時期を設定する基本点火時期設定手段と、機関に発
生するノックを検出するノック検出手段と、前記ノック
検出手段の出力に応じて前記基本点火時期設定手段によ
り設定された点火時期を各気筒毎に進遅角させるノック
制御手段と、前記機関状態区分とは別の機関状態区分毎
に前記ノック制御手段と進遅角値を記憶する進遅角値記
憶手段とを備える内燃機関のノック制御装置であって、
前記進遅角値記憶手段は全気筒一律に進遅角値を平均化
し記憶するとともに、特定機関状態区分では各気筒毎に
進遅角値を平均化し各気筒毎に記憶し、機関状態区分毎
に前記進遅角値記憶手段から記憶値を読出し、この記憶
値に応じて前記ノック制御手段を補正する進遅角記憶値
反映手段を有し、前記進遅角記憶値反映手段は、前記特
定機関状態区分では各気筒毎に記憶された進遅角記憶値
を反映し、他の機関状態区分では全気筒一律に記憶され
た進遅角記憶値の機関状態区分間差を反映する。

【０００６】

【作用】本発明の内燃機関のノック制御装置によれば、
前記進遅角値記憶手段は全気筒一律に進遅角値を平均化
し記憶するとともに、特定機関状態区分では各気筒毎に
進遅角値を平均化し各気筒毎に記憶し、機関状態区分毎
に前記進遅角値記憶手段から記憶値を読出し、この記憶
値に応じて前記ノック制御手段を補正する進遅角記憶値
反映手段を有し、前記進遅角記憶値反映手段は、前記特
定機関状態区分では各気筒毎に記憶された進遅角記憶値
を反映し、他の機関状態区分では全気筒一律に記憶され
た進遅角記憶値の機関状態区分間差を反映する、すなわ
ち各領域の全気筒平均進遅角量を学習値とし、特定領域
のみ気筒別に学習値を持ち、他領域は全気筒平均進遅角
学習値の領域間差を気筒別学習値に反映する。このた
め、実際には領域数×気筒数（例えば３学習領域の８気
筒では２４個）必要なＲＡＭが領域数＋気筒数（３学習
領域の８気筒では１１個）に削減できる。

【０００７】

【実施例】以下本発明の実施例について図面を参照して
説明する。図１は本発明の実施例に係る内燃機関のノッ
ク制御装置の全体構成を示す図である。本図に示す該内
燃機関のノック制御装置は、エンジン本体１と、該エン
ジン本体１の各種制御を行う電子制御装置２と、該エン
ジン本体１の吸気を行うための吸気マニホールド３と、
該吸気マニホールド３の各気筒吸気ポートの近くに配置
され、それぞれには図示しない燃料ポンプから一定圧に
調整された燃料が圧送され、開弁作動する時間によって
噴射量が制御される電磁作動式の燃料噴射弁４と、各気
筒に設けられた点火プラグに配電するディストリビュー
タ５、該ディストリビュータ５において周知の如く、後
述のクランク軸の特定位置を発生する検出する基準角セ
ンサ６と、該クランク軸の２回転に１回転せられるもの
で内部にはエンジンの回転を検出して一定クランク角毎
に出力信号を発生する回転角センサ７と、該ディストリ
ビュータ５に接続される点火コイル８と、該点火コイル
８と一体に構成され、該点火コイル８への通電遮断を行
うイグナイタ９と、空気中のほこりを取り除くエアクリ
ーナ１０と、混合気の通路を開閉してエンジンに供給す
る量を加減し出力の調整をするスロットル弁１１と、エ
ンジンの運転状態を検出するため該エアクリーナ１０か
ら該吸気マニホールド３に連通する吸気通路に吸入空気
量を検出するエアフローメータ１２と、吸気温度を検出
する吸気気温センサ１３と、該スロットル弁１１の開度
を検出するスロットル弁開度センサ１４と、該エンジン
本体１に設けられる冷却水温センサ１５と、排気通路に
おいて排気ガスの酸素濃度を検出する酸素センサ１６
と、エンジンに振動波形を検出するためにエンジンブロ
ックに取り付けられ、圧電形その他ピエゾ抵抗形、ひず
みゲージ形等の振動検出器であるノックセンサ１７とを
含む。

【０００８】図２は図１の電子制御装置と各機器との接
続を示すブロック図である。本図に示すように、該電子
制御装置２は、電磁ピックアップ式の検出器で構成され
る各該基準角センサ６及び該回転角センサ７の出力信号
をパルス状に整形する波形整形回路２１、２２と、該波
形整形回路２１、２２の出力信号を基準角信号Ｇ及び回
転角信号Ｎｅとして入力しまた運転状態を検出する各セ
ンサ１２〜１６の信号がディジタル入力又はアナログ入
力端子に入力するマイクロコンピュータ２３と、該ノッ
クセンサ１７の出力信号を入力する振幅検出回路２４
と、該振幅検出回路２４に設けられ、該ノックセンサ１
７の出力信号からのノック固有の周波数成分（例えば８
ＫＨＺ）のみを取り出すバンドパスフィルタ２５と、該
バンドパスフィルタ２５の出力信号を増幅する増幅器２
６と、該増幅器２６の出力せある振動信号２６ａのピー
ク値を例えばコンデンサ等により保持し該マイクロコン
ピュータ２３からの気筒切替信号Ｒによりリセットさ
れ、各気筒の爆発行程時に信号信号２６ａのピーク値を
保持紙振幅検出回路２４の出力信号としてピークホール
ド値２７ａを該マイクロコンピュータ２３に伝えるピー
クホールド回路２７とを含む。該マイクロコンピュータ
２３は該基準角センサ６及び該回転角センサ７からの回
転角位置と、各種運転状態センサからの運転状態情報
と、該ノックセンサ１７からのノック情報とに基づいて
燃費及び出力等の性能が最良となる最適な点火時期及び
点火コイルへの通電時間を算出し、点火信号を出力す
る。そして、該電子制御装置２は該イグナイタ９を駆動
し該点火コイル８に通電し演算された点火時期に通電を
遮断することにより通電遮断時に発生する高電圧を該デ
ィストリビュータ５を経由して所定の気筒の点火プラグ
３０に導き各気筒に順次点火せしめるための出力バッフ
ァ２８と、各気筒毎に該燃料噴射弁４を開弁して燃料を
噴射するために該マイクロコンピュータ２３が算出され
た燃料噴射量に対応したパルス幅でもって所定のクラン
ク角位置に駆動させる噴射弁駆動回路２９とを含む。

【０００９】図３は図２のマイクロコンピュータに内部
構成を示す図である。本図に示すように、該マイクロコ
ンピュータ２３は、８ビット構成の中央処理ユニット
（ＣＰＵ）４１と、該中央処理ユニット４１のＣＰＵバ
ス４２と、該ＣＰＵバス４２を介して制御プログラム及
び演算に必要な定数を記憶しておく読出専用メモリ（Ｒ
ＯＭ）４３と、演算データを一時記憶する一時記憶メモ
リ（ＲＡＭ）４４と、該中央処理ユニット４１に割り込
み制御を行わせるための割り込み制御部４５と、ＣＰＵ
操作の基本周期となるクロック周期毎に１づつカウント
値が上がるように構成された１６ビットのタイマ４６
と、複数の入力から１を選択するマルチプレクサ４７
と、該マルチプレクサ４７で選択されたアナログ信号を
デジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器４８（Analog to
DigitalConverter)と、デジタル信号のための入力ポー
ト４９と、該デジタル信号を出力するための出力ポート
５０とを含む。

【００１０】該一時記憶メモリ（ＲＡＭ）４４に一部は
イグニッションスイッチを切ってもなおバッテリー電源
が供給され、記憶内容が消去しないようにされている。
その部分をバックアップＲＡＭ領域と呼ぶ。該バックア
ップＲＡＭ領域は後述する図４の学習補正値記憶手段６
２によって演算されるＡＶＧA 〜C 、ＡＫＧＢi を記憶
する領域として使用される。アナログ信号が入力信号が
入力される該マルチプレクサ４７には、該エアフローメ
ータ１２、該吸気気温センサ１３、該冷却水温センサ１
５及びピークホールド回路２７からの信号が入力され
る。該入力ポート４９には該スロットル弁開度センサ１
４からの２ビットの接点信号及び該酸素センサ１６から
のリッチリーン信号が入力される。該出力ポート５０か
らは該イグナイタ９への点火信号、該燃料噴射弁４への
噴射信号の他に該ピークホールド回路２７への気筒切り
換え信号及び該マルチプレクサ４７への制御信号が出力
される。該割り込み制御部４５には該基準角センサ６及
び該回転角センサ７からの基準角信号及び回転角信号が
入力される。

【００１１】図４は図３の一時記憶メモリに領域を示す
図である。本図に示すように、該一時記憶メモリ（ＲＡ
Ｍ）４４は運転領域で３領域に分割される。例えば負荷
が各領域とも０．６ｌ／ｒｅｖ以上で、エンジン回転数
が３０００ｒｐｍ未満の場合にＡ領域、回転数３０００
ｒｐｍ以上４５００ｒｐｍの場合にＢ領域、回転数４５
００ｒｐｍ以上６０００ｒｐｍ未満の場合にＣ領域とす
る。すなわち、負荷が０．６ｌ／ｒｅｖ以上で、エンジ
ン回転数が６０００ｒｐｍ未満の運転領域が学習制御領
域であり、ノック制御領域となる。

【００１２】図５は本発明の実施例に係る内燃機関のノ
ック制御構成を示す図である。本図に示すように、該読
出専用メモリ（ＲＯＭ）４３は、前述のように機関の運
転状態を複数の運転領域に分割され、機関の回転数等の
運転状態を検出する運転状態検出手段４８、４９の信号
を用いてその各運転領域毎に全気筒平均遅角学習値ＡＶ
Ｇ（ここではＡＶＧA 、ＡＶＧB 、ＡＶＧC ）を記憶
し、特定領域のみ（ここではＡ領域）気筒別平均遅角学
習値ＡＫＧＢi（ｉは気筒Ｎｏ．を示す）をＲＡＭで記
憶する学習補正値記憶手段４４の気筒別学習補正値ＡＫ
Ｇi に基づいて前記ノックセンサ１７からの信号に従っ
てノックの発生の有無に応じて気筒別に増減される気筒
別ノック補正値ＡＫＮＫｉを演算する気筒別ノック補正
値演算手段６３と、その気筒別ノック補正値ＡＫＮＫi
により気筒別に点火時期を補正する気筒別点火時期補正
手段６４と、学習領域外から学習領域内に入った時に前
記学習補正値記憶手段４４で記憶された学習値から気筒
別の学習補正値ＡＫＧi 演算する学習手段６５とを有す
る。

【００１３】以上のハード構成に基づき、ノック制御を
行い点火時期を制御する該マイクロコンピュータ２３で
の処理について説明する。図６は点火時期制御の処理を
示すフローチャートである。本図に示すように、内燃機
関が起動し点火時期演算の割り込みが行われると、割り
込み処理がスタートする（ステップ１００）。これによ
り、回転数Ｎ及び負荷Ｑ／Ｎ（＝吸入空気量Ｑ／回転数
Ｎ）が算出される（ステップ１０１）。ここで回転数Ｎ
は該基準角センサ６からの信号の発生間隔時間から算出
され、吸入空気量Ｑは該エアフローメータ１２からの信
号により直接読み込まれる。該基準角センサ６、該エア
フローメータ１２からの信号処理及び該ステップ１０１
の処理は後述する本発明の運転状態検出手段６１を構成
する。次に、該ステップ１０１で算出された回転数Ｎ、
負荷Ｑ／Ｎを基に予め記憶されている基本点火時期のマ
ップを検索補間し、基本点火時期θBASEが算出される
（ステップ１０２）。次に、該吸気気温センサ１３、該
スロットル弁開度センサ１４、該冷却水温センサ１５等
からの情報に基づいて補正点火時期θC が算出される
（ステップ１０３）。後述するノック制御処理がなされ
（ステップ１０４）、最終点火時期が求められ（ステッ
プ１０５）、点火時期がセットせれて（ステップ１０
６）、本処理が終了する（ステップ１０５）。

【００１４】図７は本発明に係る第１の実施例に係る気
筒別ノック補正値ＡＫＮＫi を算出するノック制御処理
のフローチャートである。本図に示すように、ノック制
御が開始されると（ステップ２００）、回転数と負荷か
ら現在ノック制御領域であるか否かが判別される（ステ
ップ２０１）。ノック制御領域でなかった場合には、気
筒別遅角量ＡＫＣＳi を０にクリアしてから、後述する
ステップ２１３を実行してノック制御処理を終了する
（ステップ２０２）。ノック制御領域であった場合に
は、ノック制御領域外から領域内に入ったか否かを判別
し（ステップ２０３）、「ＹＥＳ」の場合にはＡＫＧi
にバックアップＲＡＭであるＡＫＧＢi の値を設定し
（ステップ２０４）、学習の運転領域をＡ領域に設定す
る（ステップ２０５）。ステップ２０３で「ＮＯ」の場
合には何もしないでステップ２０６に進む。次にノック
の有無を判別し（ステップ２０６）、ノック有りの場合
にはステップ２０７、ノック無しの場合にはステップ２
０８にそれぞれ進み、ＡＫＣＳiを更新した後にステッ
プ２０９でＡＫＮＫi を算出する。ここでＡＫＭＡＸは
最大遅角量であり、回転数と負荷の２次元マップで与え
られる。次に現在学習領域か否かを判別し（ステップ２
１０）、学習領域である場合にはステップ２１１、２１
２でＡＫＮＫi と学習値の更新をしてからステップ２１
３に進み、このルーチンを終了する。ステップ２１０で
学習制御領域でない場合には何もしないでステップ２１
３へすすみこのルーチンを終了する。

【００１５】図８は図７における補正値の関係を示す図
である。本図に示すように、前記ステップ２０９におけ
る補正値の演算関係を形成する。図９は図７のステップ
２１１における学習制御Ｉの内容を示すフローチャート
である。本図に示すように、処理が開始されると（ステ
ップ３００）、現在の気筒の前回と今回で学習の運転領
域が変わったか否かを判別し（ステップ３０１）、変わ
った場合にはステップ３０２で今回の全気筒平均遅角学
習値ＡＶＧNEW と前回のＡＶＧOLD の差をＡＫＣＳi に
反映してステップ３０３へ進み、このルーチンを終了す
る。運転領域がなにも変化しない場合には何もしない。

【００１６】図１０は図７のステップ２１２における学
習制御IIの内容を示すフローチャートである。本図に示
すように、処理が開始されると（ステップ４００）、現
在の学習運転領域が判別され（ステップ４００）、その
結果に応じてステップ４０２、４０３、４０４へ進み、
運転領域毎の全気筒平均遅角学習値が演算される。そし
てＢ、Ｃ領域の場合には、ステップ４０６へ進み、この
ルーチンを終了するが、Ａ領域だけではステップ４０５
で気筒別平均遅角学習値ＡＫＧＢi が演算され、ステッ
プ４０６へ進み、このルーチンを終了する。ここで、Ａ
ＶＧA 、ＡＶＧB 、ＡＶＧC 、ＡＫＧＢi は、前述のよ
うに、バックアップＲＡＭ領域に記憶される。

【００１７】かくして、実際には領域数×気筒数（例え
ば３学習領域の８気筒では２４個）必要なＲＡＭが領域
数＋気筒数（３学習領域の８気筒では１１個）に削減で
きる。図１１は本発明の第２の実施例に係る気筒別ノッ
ク制御処理を示すフローチャートであり、図１２は図１
１の補正値の関係をしめす図である。図７のステップ２
０４の部分を本図のステップ５０４のように変更しても
よい。すなわち、ＡＫＧＢi を気筒別遅角量ＡＫＣＳi
の初期値として反映する。この場合、ＡＫＣＳi は、図
１２に示すように、ＡＫＭＡＸからの値になるので、図
７のステップ２０２、２０７、２０８、２０９がそれぞ
れ図１１のステップ５０２、５０６、５０７、５０８の
ようになる。さらにステップ５１０では図９のステップ
３０２がＡＫＣＳi をＡＫＣＳi ＋ＡＶＧNEW −ＡＶＧ
OLD に置き換え、ステップ５１１では図１０のＡＫＭＡ
Ｘ−ＡＫＮＫi 部分がＡＫＣＳi となる。

【００１８】第３の実施例として、図７のステップ２０
９でＡＫＧi をＡＫＧＢi にしてもよい。この場合、ス
テップ２０４は不要となる。以上のようにすれば、ＲＡ
Ｍ数の増加を最小限にしつつ遅角量の気筒間差と運転領
域間差を学習でき、点火時期に反映することができる。

【００１９】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、各
領域の全気筒平均進遅角量を学習値とし、特定領域のみ
気筒別に学習値を持ち、他領域は全気筒平均進遅角学習
値の領域間差を気筒別学習値に反映するようにしたの
で、さらに点火時期制御が良好になるだけでなく気筒数
の増加に伴う機関状態区分毎の補正進遅量を記憶する書
換え可能記憶回路（ＲＡＭ）の容量増加を抑制できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例に係る内燃機関のノック制御装
置の全体構成を示す図である。

【図２】図１の電子制御装置と各機器との接続を示すブ
ロック図である。

【図３】図２のマイクロコンピュータに内部構成を示す
図である。

【図４】図３の一時記憶メモリに領域を示す図である。

【図５】本発明の実施例に係る内燃機関のノック制御構
成を示す図である。

【図６】点火時期制御の処理を示すフローチャートであ
る。

【図７】本発明に係る第１の実施例に係る気筒別ノック
補正値ＡＫＮＫi を算出するノック制御処理のフローチ
ャートである。

【図８】図７における補正値の関係を示す図である。

【図９】図７のステップ２１１における学習制御Ｉの内
容を示すフローチャートである。

【図１０】図７のステップ２１２における学習制御IIの
内容を示すフローチャートである。

【図１１】本発明の第２の実施例に係る気筒別ノック制
御処理を示すフローチャートである。

【図１２】図１１の補正値の関係をしめす図である。

【符号の説明】

１…エンジン本体 ２…電子制御装置 ３…吸気マニホールド ４…燃料噴射弁 ５…ディストリビュータ ６…基準角センサ ７…回転角センサ ８…点火コイル ９…イグナイタ １０…エアクリーナ １１…スロットル弁 １２…エアフローメータ １３…吸気気温センサ １４…スロットル弁開度センサ １５…冷却水温センサ １６…酸素センサ １７…ノックセンサ ２１、２２…波形整形回路 ２３…マイクロコンピュータ ２４…振幅検出回路 ２８…出力バッファ ２９…噴射弁駆動回路 ４４…一時記憶メモリ（ＲＡＭ） ４８…Ａ／Ｄ変換器 ４９…入力ポート ６３…気筒別ノック補正値演算手段 ６４…気筒別点火時期補正手段６４ ６５…学習手段

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 機関運転状態に応じて機関状態区分毎に
   予め設定された基本点火時期を読出して各気筒毎に基本
   点火時期を設定する基本点火時期設定手段と、機関に発
   生するノックを検出するノック検出手段と、前記ノック
   検出手段の出力に応じて前記基本点火時期設定手段によ
   り設定された点火時期を各気筒毎に進遅角させるノック
   制御手段と、前記機関状態区分とは別の機関状態区分毎
   に前記ノック制御手段と進遅角値を記憶する進遅角値記
   憶手段とを備える内燃機関のノック制御装置であって、 前記進遅角値記憶手段は全気筒一律に進遅角値を平均化
   し記憶するとともに、特定機関状態区分では各気筒毎に
   進遅角値を平均化し各気筒毎に記憶し、 機関状態区分毎に前記進遅角値記憶手段から記憶値を読
   出し、この記憶値に応じて前記ノック制御手段を補正す
   る進遅角記憶値反映手段を有し、前記進遅角記憶値反映
   手段は、前記特定機関状態区分では各気筒毎に記憶され
   た進遅角記憶値を反映し、他の機関状態区分では全気筒
   一律に記憶された進遅角記憶値の機関状態区分間差を反
   映する手段であることを特徴とする内燃機関のノック制
   御装置。