JPH0646023B2

JPH0646023B2 - 内燃機関のノツキング制御方法

Info

Publication number: JPH0646023B2
Application number: JP57223204A
Authority: JP
Inventors: 勇二武田; 敏男末松; 嘉康伊藤; 克史安西
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 1982-12-20
Filing date: 1982-12-20
Publication date: 1994-06-15
Anticipated expiration: 2009-06-15
Also published as: JPS59113267A

Description

【発明の詳細な説明】本発明は内燃機関のノツキング制御方法に係り、特にノ
ツキングの有無によつて比較的速い速度で遅進角を行う
ための補正遅角量とノツキングの有無によつて比較的遅
い速度で遅進角を行いかつ学習制御によつて変更される
学習角量とによつて、基本点火進角を補正してノツキン
グを制御する方法に関する。

従来の学習制御によるノツキング制御方法は、エンジン
回転数Ｎ、吸入空気量Ｑとエンジン回転数Ｎとの比Q/N
または吸気管負圧で定まる負荷によつて予め定まる基本
点火進角θ_BASEをマイクロコンピュータのリードオンリ
メモリ（ＲＯＭ）にマツプの形で記憶させておき、次の
(1)式に基いて実際にイグナイタを制御する点火進角θ
_igを演算し、この点火進角を用いてノツキング制御を行
うものである。また、アイドリング時等の軽負荷領域に
おいてはノツキングが発生しないため学習制御およびノ
ツキング制御を行わないようにしている。

θ_ig＝θ_BASE−（θ_KG＋θ_Ｋ）…………(1) ただし、θ_KGはノツキングのレベルを所定レベルにする
ためにエンジン回転数と負荷とによつて定まりかつ学習
制御によつて変更される学習遅角量、θ_Ｋはノツキング
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補正遅角量である。

ここで、補正遅角量θ_Ｋは次のようにして求められる。
まず、マイクロホン等で構成されたノツキングセンサを
用いてエンジンの振動を検出し、エンジン振動の平均値
（バツクグラウンド）ｂの所定倍K・b （ただしＫは比例
定数）とエンジン振動のピーク値ａとを求め、このピー
ク値ａとK・b の値とを比較する。ピーク値ａがK・b の値
を越えたときには、ノツキング発生と判断して次の(2)
式に示すようにノツキング発生１回あたり所定クランク
角（例えば０．４゜ＣＡ）点火時期が遅れるように補正
遅角量θ_Ｋを変更する。

θ_Ｋ←θ_Ｋ＋０．４゜ＣＡ……………(2) またピーク値ａがK・b の値以下のときには、ノツキング
が発生しなかつたと判断して、第１のタイマを用いて所
定時間（例えば４８msec）経過したか否かを判断し、所
定時間経過したときには次の(3)式に示すように所定ク
ランク角（例えば０．０８゜ＣＡ）点火時期が進むよう
に補正遅角量θ_Ｋを変更する。

θ_Ｋ←θ_Ｋ−０．０８゜ＣＡ…………(3) また、エンジン条件に応じた学習遅角量θ_KGは次のよう
にして算出される。まず、第１図に示すようにエンジン
回転数Ｎと負荷Q/N とに対応させて学習遅角量を記憶さ
せる番地０〜２３をマイクロコンピュータのランダムア
クセスメモリ(RAM) に用意して学習マツプを作成してお
く。エンジン回転数Ｎと吸入空気量Ｑとを取込み、学習
マツプ上において現在のエンジン条件を示す点（Ｎ、Ｑ
／Ｎ）を囲む４点のＲＡＭの番地を求める。今、第２図
に示すように現在のエンジン条件を示す点を囲むＲＡＭ
の番地がｎ（ｎ＝０、１……１６）、ｎ＋１、ｎ＋６、
ｎ＋７であり、番地ｎに学習遅角量θ_KGn 、番地ｎ＋１
に学習遅角量θ_KG(n+1) 、番地ｎ＋６に学習遅角量θ
_KG(n+6) 、番地ｎ＋７に学習遅角量θ_KG(n+7) が各々記
憶されているものとする。そして、番地間のエンジン回
転数の差をＸ、番地間の負荷の差をＹ、番地ｎと現在の
エンジン条件を示す点との間のエンジン回転数の差を
ｘ、番地ｎと現在のエンジン条件を示す点との間の負荷
の差をｙとすれば、以下の(4)〜(6)式に示す２次元補間
法により現在のエンジン状態を示す点の学習遅角量θ_KG
が求められる。

そして上記学習マツプの学習制御は、次のようにして行
われる。まず、現在のエンジン条件に応じて学習制御の
時間を決定する第２のタイマと、エンジン条件に無関係
に学習制御の時間を決定する第３のタイマとを用意す
る。第２のタイマにより所定時間（例えば４８msec）経
過したことが検出されたときには、補正遅角量θ_Ｋが変
更されて所定クランク角（例えば４゜ＣＡ）を越えたか
否かを判断し、補正遅角量θ_Ｋが所定クランク角を越え
たとき、上記で説明した現在のエンジン条件を示す点を
囲むマツプ上の４点の学習遅角量に所定クランク角（例
えば０．０４゜ＣＡ）加算する。この結果点火時期が遅
れるように学習遅角量が学習制御される。一方、第３の
タイマにより所定時間（例えば１６sec）経過したこと
が検出されたときには、ノツキングの有無に無関係に学
習マツプ上の全ての番地の学習遅角量から所定クランク
角（例えば０．０１゜ＣＡ）減算して、点火時期が進む
ように学習遅角量を学習制御する。

而して、上記のようにして変更された補正遅角量θ
_Ｋと、学習制御される学習マツプから２次元補間法によ
り求めた学習遅角量θ_KGとを用い、前記(1)式に基いて
基本点火進角θ_BASEを補正して、ノツキングを制御する
のである。

しかし、かかる従来のノツキング制御方法では、ノツキ
ング制御領域外の軽負荷域（ノツキングが発生しない領
域）において学習制御を行わずにノツキング制御領域内
において学習制御を行つているため、ノツキング制御領
域外からノツキング制御領域内にエンジン運転条件が変
化した場合遅角量なしの状態から遅角量ありの状態に急
変し、トルク変動が発生する、という問題があつた。ま
た、軽負荷域に近いノツキング制御領域にエンジン運転
条件が存在する場合にノツキングが多発して補正遅角量
が例えば４゜ＣＡ以上になると、軽負荷域側の学習遅角
量が大きくなるように学習制御されて学習遅角量が保持
されるため、エンジン運転条件がノツキング制御領域外
から軽負荷側のノツキング制御領域に入つたとき、上記
で大きくなるように学習された学習遅角量により点火時
期が遅れ過ぎに制御され、出力の低下および燃費の悪化
の原因になる、という問題があつた。

本発明は上記問題点を解消すべく成されたもので、ノツ
キング非制御領域からノツキング制御領域に負荷が変化
したときに、点火時期の遅れによるトルク変動や出力の
低下を生じないようにした内燃機関のノツキング制御方
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の構成は、ノツキング
制御領域とノツキング非制御領域とを区別し、前記ノツ
キング制御領域において、エンジン回転数と負荷とによ
って定まる基本点火進角から、ノッキングが発生したと
き点火時期を遅らせ且つノッキングが発生しないとき点
火時期を進めるよう設定される補正遅角量とノッキング
のレベルを所定レベルにするため前記補正遅角量の大き
さが学習制御により第１の所定値もしくは第１の所定値
の絶対値より小なる絶対値を有する第２の所定値のとき
その値が書き換えられる学習遅角量との和を減算して、
ノッキングを制御する内燃機関のノッキング制御方法に
おいて、前記ノッキング制御領域内で前記非ノッキング
制御領域に隣接する軽負荷側の所定負荷以下における特
定の学習遅角量を一定の値にするようにしたものであ
る。この一定の値は零であることが好ましい。

上記本発明の構成によれば、軽負荷の学習遅角量を一定
にしているため、軽負荷から高負荷への点火時期の変化
がスムーズになり、点火時期が余分に遅角されなくなつ
て出力が向上する、という特有の効果が得られる。

また、第３図に示すように、基本点火進角θ_BASEすなわ
ちＭＢＴ（Minimum Spark Advance for Beet Torgue ）
はエンジン回転数に応じて曲線Ｃ_１のように変化し、空
気が湿つている場合等のノツキングが発生しにくいとき
の微小ノツキング発生点火時期は曲線Ｃ_２のようにな
り、空気が乾燥している場合等のノツキングが発生し易
いときの微小ノツキング発生点火時期は曲線Ｃ_３のよう
になる。従つて、エンジン回転数や環境条件によつて微
小ノツキング発生点火時期が異なつている。従つて、本
発明の上記構成においては、ノツキングが発生し易い運
転条件でもノツキングが発生しにくい運転条件でも同じ
ようにノツキング制御するため、補正遅角量が所定範囲
の値になるように特定の学習遅角量を除いた学習遅角量
を学習制御することが好ましい。

次に、本発明が適用されるエンジンの一例を第４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２
Ｂとから構成されている。従つて、吸入空気量Ｑ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弁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１４の燃焼室１４Ａに接続され、エンジンの燃焼室１
４Ａ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、エンジ本体１４には、マイクロホン等で構
成された、エンジの振動を検出するノツキングセンサ１
８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Ｏ_２センサ、
２４はエンジ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２
６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角センサ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７
２０度毎に気筒判別信号をマイクロコンピユータ等で構
成された電子制御回路３４へ出力し、このエンジン回転
角センサ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５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）４
０と、クロツク（CLOCK ）４１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、Ｒ
ＡＭ３６、ＲＯＭ３８、ＣＰＵ４０、ＣＬＯＣＫ４１、
第１の出力ポート４２、第２の入出力ポート４４、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（図示せず）マルチプレクサ５４、アナロ
グ−デジタル（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
等が接続されている。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（図示せず）およびコンパレータ６２を介
してＯ_２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角センサ３
２が接続されている。また、第２の入出力ポート４４に
は、バンドパスフイルタ６０、ピークホールド回路６
１、チヤンネル切換回路６６およびA/D 変換器６８を介
してノツキングセンサ１８が接続されている。このバン
ドパスフイルタは積分回路６３を介してチヤンネル切換
回路６６に接続されている。このチヤンネル切換回路６
６には、ピークホールド回路６１の出力と積分回路６３
の出力とのいずれか一方をA/D 変換器６８に入力するた
めの第２の入出力ポート４４から出力される制御信号が
入力されており、ピークホールド回路６１には第２の入
出力ポート４４からリセツト信号が入力されている。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を介して燃料噴射弁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θ_BASE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角センサ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
弁１２が制御される。Ｏ_２センサ２２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、電子制御回路３４の
ＲＡＭ３６には、第１図に示す学習マツプが予め記憶さ
れている。

次に、上記のようなエンジンに本発明を適用した場合の
実施例について詳細に説明する。なお、本発明の実施例
を説明するにあつて、燃料噴射制御、空燃比制御、点火
時期制御のメインルーチン等については従来と同様であ
るので説明を省略し、本発明に関連するノツキング制御
のルーチンのみについて説明する。

第６図は、マイクロコンピユータを用いて本発明を実施
する場合の３０゜ＣＡ毎の割込みルーチンを示す。ま
ず、ステツプ８１においてエンジン回転角センサ３２か
らの信号に基いて回転時間からエンジン回転数Ｎを求
め、ステツプ８２において気筒判別センサ３０から気筒
判別信号が入力されてから何番目の割込みかを数えて現
在のクランク角を示すフラグを立てる。次に、ステツプ
８３において、ステツプ８２で立てたフラグが上死点
（ＴＤＣ）のフラグであるか否かを判断する。現在上死
点でない場合にはステツプ８８へ進み、現在上死点であ
る場合にはステツプ８４においてノツクゲートが閉じて
いるか否かを判断する。ノツクゲートが開いているとき
はステツプ８５においてノツクゲートを閉じ、ノツクゲ
ートが閉じているときはステツプ８６においてチヤンネ
ル切換回路６６を切換えて、ノツキングセンサ１８から
出力されるエンジン振動信号をバンドパスフイルタ６
０、積分回路６３およびチヤンネル切換回路６６を介し
てA/D 変換器６８に入力し、エンジン振動の平均値すな
わちバツクグラウンドレベルのA/D 変換を開始する。続
いて、ステツプ８７においてノツクゲートの閉時刻
ｔ_１、すなわち次にノツクゲートを閉じる時刻を算出し
て時刻一致割込みＡをセツトする。

次に、ステツプ８８においてステツプ８２で立てたフラ
グを基にクランク角が９０゜CA BTDC （上死点前）にな
つたか否かを判断する。クランク角が９０゜CA BTDC で
ないときはステツプ91へ進み、９０゜CA BTDC のときは
ステツプ８９において補正遅角量θ_Ｋの更新をすると共
に点火時期の計算処理を行う（この詳細については以下
で説明する）。ステツプ９０では、ステツプ８９で計算
した点火時期と現在の時刻とによりイグナイタ２８をオ
ンさせる時刻を求めて時刻一致割込みＢをセツトすると
共に、イグナイタオンのフラグを立てる。そして、ステ
ツプ９１においてクランク角が６０゜CA BTDC になつた
か否かを判断し、６０゜CA BTDC でない場合にはメイン
ルーチンへリターし、６０゜CA BTDC である場合にはス
テツプ９２においてイグナイタのオフ時刻を計算して時
刻一致割込みＢをセツトし、ステツプ９０で立てたイグ
ナイタオンのフラグをおろす。

次に第７図に示す時刻一致割込みＡについて説明する。
この割込みルーチンは、エンジン振動のピーク値を求め
るものであり、第６図のステツプ８７でセツトした時刻
になると割込みが行われ、ステツプ９３においてピーク
ホールド回路６１に保持されたピーク値をチヤンネル切
換回路６６を介してA/D 変換器６８に入力してピークホ
ールド値のA/D 変換を開始してメインルーチンへリター
ンする。

第８図は、時刻一致割込みＢのルーチンを示すものであ
り、第６図のステツプ９０およびステツプ９２にセツト
した時刻になると割込みが行われる。ステツプ９４で
は、イグナイタオンのフラグが立つているか、すなわち
このフラグが１か否かを判断し、フラグが立つていると
きはステツプ96においてイグナイタをオンし、フラグが
おりているときにはステツプ９５においてイグナイタを
オフし、メインルーチンへリターンする。

第９図は、A/D 変換完了割込みルーチンを示すものであ
り、バツクグラウンドレベルのA/D 変換およびピークホ
ールド値のA/D 変換が完了したときにこの割込みが行わ
れる。まず、ステツプ９７において現在ノツクゲートが
開いているか否かを判断する。ノツクゲートが閉じてい
るときには、ステツプ９８において第６図のステツプ８
６で変換したA/D 変換値をＲＡＭ３６のメモリに記憶し
てバツクグラウンドレベルｂとし、ステツプ９９におい
てノツクゲートを開いてメインルーチンへリターンす
る。一方、ノツクゲートが開いているときには、第７図
のステツプ９３で変換したA/D 変換値をＲＡＭ３６のメ
モリに記憶してピーク値ａとし、ステツプ１０１におい
てノツクゲートを閉じてメインルーチンへリターンす
る。

第１０図は、ノツキングが発生していないときの時間と
学習制御する時間とをカウントするための所定時間（例
えば４msec）毎に行われる割込みルーチンを示すもので
ある。まず、ステツプ102 においてノツキングが発生し
ないときの時間を求めるカウンタTIME １のカンウント
値を１増加させ、ステツプ１０３において学習制御する
時間を求めるカウンタTIME ２のカウント値を１増加さ
せる。次のステツプ１０４において、カウンタTIME １
のカウント値が１２（４８msec）以下になつているか否
かを判断する。カウント値が１２を越えてみるときには
ステツプ１０５においてカウンタTIME １のカウント値
を１２とし、カウント値が１２以下のときにはステツプ
１０６においてカウンタTIME ２のカウント値が１２以
下になつているか否かを判断する。ここで、カウント値
が１２を越えているときにはステツプ１０７においてカ
ウンタTIME ２のカウント値を１２としてメインルーチ
ンヘリターンし、カンウント値が１２以下のときにはメ
インルーチンへリターンする。

次に第６図のステツプ８９の詳細なルーチンを第１１図
に基いて説明する。第６図のステツプ８８でクランク角
が９０゜CA BTDC になつたと判断されると、ステツプ１
２２において負荷Q/N が０．６〔／rev.〕以上か否
か、すなわちノツキング制御領域か否かを判断する。ノ
ツキング制御領域でないときはステツプ１２３で基本点
火進角θBASEを点火進角θigとし、トツキング制御領域
であるときはステツプ１０８において、第９図のステツ
プ１００で記憶されたピーク値ａと、第９図のステツプ
９８で記憶されたバツクグラウンドレベルｂに定数Ｋを
乗算した値K・b を比較する。ピーク値ａが値K・b を越え
ているときにはノツキングが発生したと判断して、ステ
ツプ１１０において補正遅角量θ_Ｋを所定角（例えば
０．４゜CA）増加させ、ステツプ１１２においてノツキ
ングが発生しない時間をカウントするカウンタTIME １
のカウント値をクリアする。一方、ピーク値ａが値K・b
以下のときにはノツキングが発生しないと判断して、ス
テツプ１０９においてカウンタTIME １のカウント値が
所定値（１２）以上になつているか否かを判断し、カウ
ント値が所定値以上になつているときにはノツキングの
発生しない状態が所定時間経続していることからステツ
プ１１１において補正遅角量θ_Ｋを所定角（例えば０．
０８゜CA）減少させた後、ステツプ１１２でカウンタTI
ME １をクリアする。また、ステツプ１０９においてカ
ウント値が所定値未満であるときには、ステツプ１１３
へ進む。ステツプ１１３では、上記のようにして求めら
れた補正遅角量θ_Ｋと学習マツプから２次元補間法によ
り求められる学習遅角量θ_KGとによつて前述した(1)式
に示すように基本点火進角θ_BASEを補正し、実際にイグ
ナイタを制御する点火進角θ_igを算出する。

次に学習マツプから現在のエンジン条件に対応する学習
遅角量θ_KGを求めかつ学習制御するルーチンを説明す
る。第１２図にこのルーチンをメインルーチンの途中か
ら示す。

まず、ステツプ１２４において負荷Q/N が０．６〔／
rev.〕以上か否か、すなわちノツキング制御領域か否か
を判断する。ノツキング制御領域でないときは、そのま
まメインルーチンへ続き、ノツキング制御領域であると
きは、ステツプ１１４においてエンジン回転数Ｎと負荷
Q/N とで定まる現在のエンジン条件を示す点を囲む４点
のＲＡＭの番地を学習マツプ上に求める。次にステツプ
１１５において、求めた４点のＲＡＭの番地に記憶され
ているデータ、すなわち４点のＲＡＭの番地に記憶され
ている学習遅角量を基に２次元補間法（２次元補間法の
ルーチンは後で説明する）により、現在のエンジン条件
を示す点の学習遅角量θ_KGを算出し、算出した値をＲＡ
Ｍの所定場所に記憶する。ステツプ１１６では、第１０
図のステツプ１０３でカウントした学習制御する時間を
求めるためのカウンタTIME ２のカウント値が所定値
（例えば１２）以上か否かを判断する。カウント値が所
定値未満である場合にはメインルーチンへリターンし、
カウント値が所定値以上の場合にはステツプ１１７でカ
ウンタＴＩＭＥ２のカウント値をクリアした後、第１１
図のステツプ１１０および１１１で更新された補正遅角
量θ_Ｋが第１の所定クランク角（例えば２゜ＣＡ）以上
であるか否かをステツプ１１８で判断する。

ステツプ１１８で補正遅角量θ_Ｋが第１の所定クランク
角未満であると判断された場合には、ステツプ１２１に
おいて現在のエンジン条件を示す点を囲む学習マツプ上
の４点に記憶されている学習遅角量の各々から、所定ク
ランク角（例えば０．０４゜ＣＡ）減算する学習制御を
行い、メインルーチンへリターンする。この結果、補正
遅角量θ_Ｋが第１の所定クランク角未満であるときには
学習マツプの学習遅角量が小さくなるように学習制御さ
れ、学習遅角量によつて点火時期が進むように制御され
る。一方、ステツプ１１８で補正遅角量θ_Ｋが第１の所
定クランク角以上であると判断された場合には、ステツ
プ１１９において補正遅角量θ_Ｋが第１の所定クランク
角より大きい値の第２の所定クランク角（例えば４゜Ｃ
Ａ）未満であるか否かを判断する。ステツプ１１９にお
いて補正遅角量θ_Ｋが第１の所定クランク角未満である
と判断された場合、すなわち補正遅角量θ_Ｋが以下の条
件を満足する場合には、第１の所定クランク角（２゜ＣＡ） ≦θ_Ｋ＜第２の所定クランク角（４゜ＣＡ） ………(7) 学習制御せずにメインルーチへリターンする。この結
果、補正遅角量θ_Ｋが所定範囲の値をとるときは学習制
御されず、学習遅角量によつては点火時期が変更されな
い。なお、補正遅角量が所定範囲の値をとるときにおい
ても、必要に応じて学習制御するようにしてもよい。ス
テツプ１１９において補正遅角量θ_Ｋが第２の所定クラ
ンク角以上と判断された場合には、ステツプ１２０にお
いて現在のエンジン条件を示す点を囲む学習マツプ上の
４点に記憶されている学習遅角量の各々に、所定クラン
ク角（例えば０．０４゜ＣＡ）加算する学習制御を行
い、メインルーチンへリターンする。この結果、補正遅
角量θ_Ｋが第２の所定クランク角以上であるときには学
習マツプの学習遅角量が大きくなるように学習制御さ
れ、学習遅角量によつて点火時期が遅れるように制御さ
れる。

以上のような学習制御することによつて、補正遅角量が
所定範囲の値になるように学習マツプの学習遅角量が変
更される。

以下に第１２図の学習ルーチンを詳細に説明する。

第１３図は、第１２図ステツプ１１５の２次元補間法の
詳細なルーチンを示すものである。この２次元補間ルー
チンにおいて、学習マツプとして第１図に示したマツプ
を使用し、現在のエンジン条件を示す４点のＲＡＭの番
地を第２図に示すようにｎ、ｎ＋１、ｎ＋６、ｎ＋７と
する。まず、ステツプ１３０において、現在の負荷Q/N
が学習マツプ上の負荷の上限値すなわち１．２〔／re
v.〕以下であるか否かを判断する。負荷が１．２〔／
rev.〕を越えている場合にはステツプ１３１でレジスタ
ｎに１．２を記憶し、負荷が１．２〔／rev.〕以下で
ある場合にはステツプ１３４で現在の負荷Q/N の値をレ
ジスタｎに記憶する。ステツプ１３５では、現在のエン
ジン回転数Ｎが学習マツプ上のエンジン回転数の上限値
すなわち６０００〔ｒ・ｐ・ｍ〕以下であるか否かを判
断する。エンジン回転数が6000 〔ｒ・ｐ・ｍ〕を越え
ている場合にはステツプ１３６でレジスタｍに6000 を
記憶し、エンジ回転数が6000 〔ｒ・ｐ・ｍ〕以下であ
る場合にはステツプ１３７で現在のエンジン回転数Ｎの
値をレジスタｍに記憶する。ステツプ１３８では、レジ
スタｎの値が学習マツプ上の負荷の下限値すなわち０．
６〔／rev.〕以上であるか否かを判断し、レジスタｎ
の値が０．６未満であるときにはステツプ１３９におい
てレジスタｎの値を０．６とし、レジスタｎの値が０．
６以上であるときにはステツプ１４０に進む。そしてス
テツプ１４０では、レジスタｍの値が学習マツプ上のエ
ンジン回転数の下限値すなわち1000 〔ｒ・ｐ・ｍ〕以
上であるか否かを判断し、レジスタｍの値が1000 未満
であるときにはステツプ１４１においてレジスタｍの値
を1000 とし、レジスタｍの値が1000 以上であるとき
には次のステツプ１４２に進む。以上の結果、現在のエ
ンジン回転数Ｎおよび負荷Q/N が学習マツプ上の値であ
るときにはその値がレジスタｍおよびｎに各々記憶さ
れ、現在のエンジン回転数Ｎおよび負荷Q/N が学習マツ
プの上下限値を越えてみるときには上下限値がレジスタ
ｍおよびｎに各々記憶される。

ステツプ１４２からステツプ１４９は、学習マツプ上の
４点を選択するためのルーチンである。まず、ステツプ
１４２においてレジスタｎの値から０番地の負荷の値
０．６〔／rev.〕を減算した値をレジスタｎに記憶さ
せる。次に、ステツプ１４３においてレジスタｎの値を
負荷の目盛り間隔である０．２〔／rev.〕で除算し、
その商の整数部をレジスタｎに記憶させると共に商の余
りをレジスタｙに記憶させる。このレジスタの値は、第
２図のｎ番地から現在のエンジン条件を示す点までの負
荷の値ｙに等しい。また、レジスタｎに記憶された商の
整数部は、現在のエンジン条件を示す点に最も近くかつ
現在のエンジン条件を示す点以下の番地の列（番地の横
方向の並び、例えば０〜５番地の並びを第１列とする）
の列番を示している。そして、ステツプ１４４において
レジスタｙの値を更に０．２〔／rev.〕で除算してお
く。従つて、最終的にレジスタｙには前述した(6)式のy
/Y に対応した値が記憶されている。

ステツプ１４５において、前述と同様にレジスタｍの値
から０番地のエンジン回転数の値1000 〔ｒ・ｐ・ｍ〕
を減算した値をレジスタｍに記憶させる。次に、ステツ
プ１４６においてレジスタｍの値をエンジン回転数の目
盛り間隔である1000〔ｒ・ｐ・ｍ〕で除算し、その商の
整数部をレジスタｍに記憶させると共に商の余りをレジ
スタｘに記憶させる。このレジスタｘの値は、第２図の
ｎ番地から現在のエンジ条件を示す点までのエンジン回
転数の値ｘに等しい。また、レジスタｍに記憶された商
の整数部は、現在のエンジン条件を示す点に最も近くか
つ現在のエンジン条件を示す点以下の番地の行（番地の
縦方向の並び、例えば０、６、１２、１８番地の並びを
第１行とする）の行番を示している。そして、ステツプ
１４７においてレジスタｘの値を更に1000 〔ｒ・ｐ・
ｍ〕で除算しておく。従つて、最終的にレジスタｘには
前述した(4)、(5)式のx/X に対応した値が記憶されてい
る。

次にステツプ１４８において、レジスタｎの値を６倍に
してレジスタｎに記憶させ、次のステツプ１４９におい
て、レジスタｎの値とレジスタｍの値を加算してレジス
タｎに記憶させる。この結果、現在のエンジ条件を囲む
４点の左下角の番地、すなわち第２図のｎ番地の番地番
号が求められ、レジスタｎに記憶される。

ステツプ１５０においては、学習マツプ上のｎ番地に記
憶されている学習遅角量θ_KGn を読出してレジスタＡに
記憶させ、ｎ＋１番地に記憶されている学習遅角量θ
_KG(n+1) を読出してレジスタＢに記憶させ、ｎ＋６番地
に記憶されている学習遅角量θ_KG(n+6) を読出してレジ
スタＣに記憶させ、そしてｎ＋７番地に記憶されている
学習遅角量θ_KG(n+7) を読出してレジスタＤに記憶させ
る。続いて、ステツプ１５においてレジスタＡの値から
レジスタＢの値を減算してレジスタｘの値を乗算し、更
にその値のレジスタＡの値を加算してレジスタＥに記憶
させる。また、ステツプ１５２においてレジスタＣの値
からレジスタＤの値を減算してレジスタｘの値を乗算
し、更にその値にレジスタＣの値を加算してレジスタＦ
に記憶させる。そして最後にステツプ１５３において、
レジスタＥの値からレジスタＦの値を減算してレジスタ
ｙの値を乗算し、更にその値にレジスタＥの値を加算し
て、現在のエンジン条件を示す点の学習遅角量θ_KGとす
る。

次に、第１２図のステツプ１１８〜ステツプ１２１の詳
細なルーチンを第１４図に示す。なお、第１４図におけ
るレジスタｎは第１３図の２次元補間ルーチンのレジス
タｎを用いる。まず、ステツプ１１８において、前記と
同様に補正遅角量θ_Ｋが２゜ＣＡ以上であるか否かを判
断する。補正遅角量θ_Ｋが２゜ＣＡ未満であるときには
ステツプ160 において学習値αを−０．０４゜ＣＡとし
てステツプ１６２へ進む。補正遅角量θ_Ｋが２゜ＣＡ以
上の場合には、ステツプ１１９において補正遅角量θ_Ｋ
が４゜ＣＡ以上であるか否かを判断する。補正遅角量θ
_Ｋが４゜ＣＡ未満である場合はメインルーチンへリター
ンし、補正遅角量θ_Ｋが４゜ＣＡ以上の場合にはステツ
プ１６１において学習値αを０．０４゜ＣＡとしてステ
ツプ１６２へ進む。ステツプ１６２では負荷Q/N が学習
マツプの下限値０．６〔／rev.〕以上であるか否かを
判断する。負荷が０．６以上である場合にはステツプ１
６６においてエンジン回転数Ｎが学習マツプの下限値10
00 〔ｒ・ｐ・ｍ〕以上であるか否かを判断し、負荷が
０．６未満である場合にはステツプ１６３においてエン
ジン回転数Ｎが1000 〔ｒ・ｐ・ｍ〕以下であるか否か
を判断する。

ステツプ１６６においてエンジン回転数Ｎが1000 〔ｒ
・ｐ・ｍ〕未満と判断された場合には、ステツプ１６７
においてｎ番地における前回学習された学習遅角量θ
_KGn に学習値αが加算される学習制御が行われ、ステツ
プ１６８においてn+1 番地における前回学習された学習
値角量θ_KG(n+1) に学習値αが加算される学習制御が行
われ、メインルーチンへリターンされる。ここで上記の
ように現在のエンジン回転数Ｎおよび負荷Q/N がQ/N ≧
０．６〔／rev.〕かつＮ＜1000 〔ｒ・ｐ・ｍ〕の領
域に存在する場合には、ＲＡＭの番地を示すレジスタｎ
の値は第１行の０、６、１２、１８を取り得るので、現
在のエンジ条件を示す点が上記の領域に存在する場合
に、ステツプ１６７で０、６、１２、１８番地の学習遅
角量が学習制御され、ステツプ１６８で１、７、１３、
１９番地の学習遅角量が学習制御される。

ステツプ１６６においてエンジ回転数Ｎが1000 〔ｒ・
ｐ・ｍ〕以上と判断された場合には、ステツプ１６９に
おいてｎ番地における前回学習された学習遅角量θ_KGに
学習値αが加算される学習制御が行われる。現在のエン
ジン条件を示す点がQ/N ≧０．６〔／rev.〕かつＮ≧
1000 〔ｒ・ｐ・ｍ〕の領域に存在する場合には、ＲＡ
Ｍの番地を示すレジスタｎの値は０〜２３を取り得るの
で、ステツプ１６９においては全ての番地が学習制御の
対象になる。次のステツプ１７０ではレジスタｎの値が
２３でないか否かを判断する。レジスタｎの値が２３で
ない場合には、ステツプ１７１、ステツプ１７３、ステ
ツプ１７４において各々レジスタｎの値が１７でないか
否か、１１でないか否か、５でないか否かを判断する。
このレジスタｎの値５、１１、１７、２３は、第６行の
番地を表わしている。レジスタｎの値が２３であるとき
は、そのままメインルーチへリターンする。このときの
２３番地の学習遅角量はステツプ１６９で学習制御され
ることになる。レジスタｎの値が１７、１１、５である
ときは、ステツプ１７２においてレジスタｎの値を１減
少させてステツプ１７８においてｎ＋７番地の学習遅角
量θ_KG(n+7) に学習値αを加算する学習制御を行つて、
メインルーチンへリターンする。従つて、レジスタｎの
値が１７、１１、５であるときは、ステツプ169 で１
７、１１、５番地の学習遅角量が各々制御され、ステツ
プ１７８において１列上の２３、１７、１１番地の学習
遅角量が各々学習制御されることになる。

レジスタｎの値が２３、１７、１１、５のいずれでもな
いときは、ステツプ１７５においてn+1 番地の学習遅角
量θ_KG(n+1) に学習値αが加算される学習制御が行われ
る。すなわち、２次元補間ルーチンのステツプ１４９で
求めたＲＡＭの番地が第６行上にないときには、ステツ
ツ１６９およびステツプ１７５において、２次元補間ル
ーチンで求めたＲＡＭの番地とこの番地の右隣りの番地
とが学習制御される。ステツプ１７６では、レジスタｎ
の値が１７未満であるか否かを判断し、レジスタｎの値
が１７以上である場合にはメインルーチンへリターす
る。すなわち、ＲＡＭの番地が第４列の１８〜２２であ
るときは、ステツプ１６９およびステツプ１７５におい
てレジスタｎに記憶された番地とその右隣りの番地とが
学習制御される。一方、レジスタｎの値が１７未満であ
るとき、すなわち現在のエンジン条件を示す点を囲む４
つの番地が存在するときは、ステツプ１７７でｎ＋６番
地の学習遅角量θ_KG(n+6) に学習値αを加算する学習制
御が行われ、ステツプ１７８でｎ＋７番地の学習遅角量
θ_KG(n+7) に学習値αを加算する学習制御が行われる。
この結果、現在のエンジン条件を示す点を囲む４つの番
地が存在すときには、ステツプ１６９、ステツプ１７
５、ステツプ１７７おびステツプ１７８において上記４
つの番地の学習遅角量が学習制御される。

ステップ１６２で負荷が０．６〔／rev.〕未満と判断
された場合にはステツプ１６３でエンジン回転数が1000
〔ｒ・ｐ・ｍ〕以下か否か判断され、エンジン回転数
が1000 〔ｒ・ｐ・ｍ〕以下の場合にはステツプ１６５
でレジスタｎの値から７減算し、ステツプ１７８で学習
制御を行う。現在のエンジン条件を示す点がQ/N ＜０．
６〔／rev.〕かつＮ≦1000 〔ｒ・ｐ・ｍ〕の領域に
存在するときには、レジスタｎの値は０となるため、こ
の場合のステツプ１７８では０番地の学習遅角量が学習
制御されることになる。一方、エンジン回転数Ｎが1000
〔ｒ・ｐ・ｍ〕を越えているときには、ステツプ１６
４においてレジスタｎの値が５であるか否かを判断し、
５でないときはステツプ１７９においてレジスタｎの値
から６減算し、ステツプ１７７およびステツプ１７８に
おいてｎ＋６番地およびｎ＋７番地の学習遅角量を学習
制御する。また、レジスタｎの値が５のときにはステツ
プ１８０でレジスタｎの値から７減算し、ステツプ１７
８において学習制御を行う。現在のエンジン条件を示す
点がQ/N ＜０．６〔／rev.〕かつＮ＞1000 〔ｒ・ｐ
・ｍ〕の領域に存在するときには、レジスタｎの値は第
１列の番地の値を取り得るため、レジスタｎの値が５の
ときはステツプ１７８で５番地の学習遅角量が学習制御
され、レジスタｎの値が０、１、２、３、４のときはス
テツプ１７７およびステツプ１７８においてレジスタｎ
の値の番地とその右隣りの番地の学習遅角量が学習制御
される。

上記の第１４図の学習ルーチンにおける学習遅角量θ_KG
を学習制御によつて更新するときの補正遅角量θ_Ｋの条
件と学習遅角量θ_KGの増減との関係をまとめて次表に示
す。

また、第１５図に時間経過に対する補正遅角量θ_Ｋ、学
習遅角量θ_KG、点火時期θ_igの変動を示す。図から理解
されるように、補正遅角量θ_Ｋが所定範囲の値のときに
は学習遅角量θ_KGは一定であり、補正遅角量θ_Ｋが所定
範囲を越えたときには学習遅角量θ_KGが増加し、補正遅
角量θ_Ｋが所定範囲未満のとき減少している。

更に、第１６図にエンジン回転数に対応する点火時期の
変動を示す。第１６図において曲線Ｃ_１〜Ｃ_３は第３図
のものと同一であり、ノツキングが発生し易い場合でも
ノツキングが発生しくい場合でも補正遅角量θ_Ｋが常に
一定になつていることが理解される。

以上の学習制御ルーチンが行われた後、第１７図に示す
軽負荷側と特定番地の学習遅角量を一定にするルーチン
が実行される。このルーチンは、第１２図の学習制御ル
ーチンに続くものであり、このルーチン終了後はメイン
ルーチンへ続くものである。ステツプ１９０において、
第１図に示す学習マツプ上の軽負荷側における所定負荷
以下の特定のＲＡＭの番地（本実施例では第１図の斜線
で示す範囲に存在する番地０、１、２、３、４、５、
９、１０、１１としている）に記憶されている学習遅角
量を所定クランク量（例えば０゜ＣＡ）に書換える。

上記のように軽負荷側の特定の学習遅角量を一定値にす
ることにより、負荷Q/N に対する基本点火進角からの要
求遅角量（θ_Ｋ＋θ_KG）は第１８図に示す特性となる。
第１８図はエンジン回転数が2000 〔ｒ・ｐ・ｍ〕、40
00〔ｒ・ｐ・ｍ〕の特性を示すものであるが、軽負荷側
においてはノッキングが発生する点火時期が基本点火進
角より進み側にありかつ学習遅角量を０゜ＣＡの一定値
にしているため、要求遅角量が０゜ＣＡになつており、
遅角量の立上りがスムーズになつていることが理解され
る。

なお、第１９図にエンジン回転数2000 〔ｒ・ｐ・ｍ〕
における負荷Q/N に対するノツキング発生点火時期の特
性曲線を実線で示す。破線は基本点火進角の特性であ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は学習マツプを示す説明図、第２図は現在のエン
ジン条件を示す点とこの点を囲む４点を示す説明図、第
３図はエンジン回転数と点火時期との関係を示す線図、
第４図は本発明が適用されるエンジンを示す概略図、第
５図は第４図の電子制御回路を示すブロツク図、第６図
は３０゜ＣＡ毎の割込みルーチンの流れ図、第７図は時
刻一致割込みＡの流れ図、第８図は時刻一致割込みＢの
流れ図、第９図はA/D 完了割込みルーチンの流れ図、第
１０図は４msec毎の割込みルーチンを示す流れ図、第１
１図は補正遅角量を更新するルーチンの流れ図、第１２
図は学習制御ルーチンの流れ図、第１３図は２次元補間
ルーチンの流れ図、第１４図は前記学習ルーチンの詳細
を示す流れ図、第１５図は時間経過に対する補正遅角量
・学習遅角量・点火時期の変動を示す線図、第１６図は
第３図と同様のエンジン回転数と点火時期との関係・補
正遅角量および学習遅角量の関係を示す線図、第１７図
は特定の学習遅角量を一定値にするためのルーチンを示
す流れ図、第１８図は負荷に対する要求遅角量の特性を
示す線図、第１９図は負荷に対する点火時期の特性を示
す線図である。２……エアフローメータ、１２……燃料噴射弁、１８……ノツキングセンサ、３２……エンジン回転角センサ、３４……電子制御回路。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者安西克史愛知県豊田市トヨタ町１番地トヨタ自動車株式会社内 (56)参考文献特開昭57−105530（ＪＰ，Ａ)

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ノッキング制御領域とノッキング非制御領
域とを区別し、前記ノッキング制御領域において、エン
ジン回転数と負荷とによって定まる基本点火進角から、
ノッキングが発生したとき点火時期を遅らせ且つノッキ
ングが発生しないとき点火時期を進めるよう設定される
補正遅角量とノッキングのレベルを所定レベルにするた
め前記補正遅角量の大きさが学習制御により第１の所定
値もしくは第１の所定値の絶対値より小なる絶対値を有
する第２の所定値のときその値が書き換えられる学習遅
角量との和を減算して、ノッキングを制御する内燃機関
のノッキング制御方法において、前記ノッキング制御領
域内で前記非ノッキング制御領域に隣接する軽負荷側の
所定負荷以下における特定の学習遅角量を一定の値にす
ることを特徴とする内燃機関のノッキング制御方法。
【請求項２】前記一定の値が零である特許請求の範囲第
１項記載の内燃機関のノッキング制御方法。
【請求項３】前記補正遅角量が所定範囲の値になるよう
に前記特定の学習遅角量を除く学習遅角量を学習制御す
る特許請求の範囲第１項および第２項のいずれか１項記
載の内燃機関のノッキング制御方法。