JPH0730733B2

JPH0730733B2 - 内燃機関の制御装置

Info

Publication number: JPH0730733B2
Application number: JP16319987A
Authority: JP
Inventors: 佳久川村; 正明内田; 博通三輪
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 1987-06-30
Filing date: 1987-06-30
Publication date: 1995-04-10
Anticipated expiration: 2010-04-10
Also published as: JPS648338A

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制御装置の改良に関する。

（従来の技術）機関の制御装置には、ノッキングを検出するセンサを設
けておき、ノッキングが生じると点火時期を遅角側に制
御しあるいは空燃比をノッキングが生じない側に変更す
るものがある（点火時期制御については、特開昭60−26
172号公報参照）。ここに、点火時期を制御するもので
は、軽いノッキング状態を生じるようなレベルを所定レ
ベルとして設定し、この所定レベルを目標値として点火
時期制御（この制御を以下「ノック制御」と称す。）が
行なわれる。これは、機関に悪影響を与える強いノッキ
ングは避けなければならないものの、軽いノッキングは
それ自体機関に悪影響を与えるものでなく、燃焼効率の
向上により却って燃費が良好となるからである。

一方、同じ燃料量なら最大のトルクが得られるように点
火時期を制御することが出力向上の点より望ましい。そ
こで、点火時期がMBT（最大トルクを与える最小進角
値）となるように制御（この制御を以下「MBT制御」と
称す。）を行うものがある（特開昭61−16268号公報参
照）。たとえば、機関の筒内圧が最大となるクランク角
（このクランク角を以下単に「筒内圧最大クランク角」
と称す、）Θpmaxまたは図示平均有効圧Piの検出値が予
め与えた目標値と一致するように、検出値と目標値との
偏差に基づくフィードバック量にて点火時期が修正制御
される。

また、ノッキング制御とMBT制御とが組み合わされるこ
とも多い。ここに、両者の関係ではノック制御が優先さ
れる。以下には両者の組み合わせの制御を「ノック−MB
T制御」と称す。

さらに、個体差や経時変化に伴う誤差の解消を目的とし
て、点火時期制御や空燃比制御に学習機能を備えさせた
ものも提案されている（空燃比制御について特開昭55−
96339号公報参照）。

（発明が解決しようとする問題点）ところで、機関の高負荷時はノッキングが生じやすくか
つ大きな出力が要求される運転域であるから、ノック制
御を行いつつ混合気を濃くして出力を高める必要がある
が、高負荷域でも定常時になると、過渡状態ほどには出
力が要求されるわけではないので、走行性能を落とさな
い範囲で空燃比をできるだけリーン化することができれ
ば無駄な燃料消費を抑えることができる。

ここに、このような制御を行おうとすれば、ノック−MB
T制御と空燃比制御とを同時に、すなわち要求に応じて
点火時期と空燃比とを同時に制御することが必要とな
る。しかしながら、従来例ではノック制御の内容は点火
時期あるいは空燃比の一方のみの制御であるため、両方
を同時に制御するものではない。これは、ノッキングを
回避する点にだけ主眼が置かれているためで、高負荷定
常時においてはなるたけ空燃比をリーン化して燃費向上
をも図るということまでは考慮されていないからであ
る。

一方、高負荷定常時にはノッキング以外にも熱負荷に対
する措置、すなわち排気温度が所定値を越えないように
制御を行うことが必要となる。たとえば、高回転時に排
気弁後流の温度が所定値を越えたり低回転時に触媒後流
の温度が所定値を越えたりすると、機関本体や媒体を傷
めてしまうからである。

さらに、圧縮比，空気量センサの検出精度あるいは燃焼
室の冷却効率の相違にて空燃比や点火時期にばらつきを
生じ、これにて最大トルク点や最低燃費点から外れてく
ることを考慮すると、学習機能を付与することも必要で
ある。

この発明はこのような従来の問題点を解決することを目
的とする。

（問題点を解決するための手段）この発明は、第１図に示すように、ノッキングを検出す
るセンサ１と、このノッキングセンサ１の検出信号をノ
ッキング強度に応じた信号に変換する手段２と、筒内最
大クランク角Θpmaxまたは図示平均有効圧Pi（これらを
「MBT相関量」と称す）を検出する手段３と、前記ノッ
キング強度に応じた信号とその目標値との偏差と、前記
MBT相関量の検出値とその目標値との偏差との各々から
得られる点火時期のフィードバック量（たとえば、β−
γ）と点火時期に関する学習値（LADV）に基づいて、ノ
ッキング強度が所定値を超えない範囲内で点火時期をMB
Tに近づけるノック−MBT制御を行う手段４と、実空燃比
を検出する手段５と、この検出値とその目標値との偏差
から得られる空燃比のフィードバック量（たとえば、δ
×α）と空燃比に関する学習値（LFBA）に基づいて空燃
比制御を行う手段６とを備える内燃機関の制御装置にお
いて、高負荷定常条件及び排気温度（たとえば排気弁後
流や触媒後流の温度）条件を判定する手段９と、高負荷
定常条件であることが判定されたときに空燃比をリーン
側に変化させながら前記ノック−MBT制御を行うことを
指示する手段10と、前記リーン側への空燃比変化前後の
MBT相関量の検出値及び空燃比値をそれぞれ記憶する手
段11と、前記記憶された空燃比変化前後の各MBT相関量
の検出値（たとえばΘpmax1とΘpmax2）の比較によりそ
の目標値（たとえばΘ_２）との偏差を最小とするほうを
選択する手段12と、この選択したほうのMBT相関量の検
出値に対応する点火時期のフィードバック量及び空燃比
値（たとえばDLADV及びDLFBA）に基づいてそれぞれ点火
時期及び空燃比に関する学習値（LADVとLFBA）の更新を
行う手段13とを設け、かつ前記学習値の更新のための処
理は排気温度が所定値以下であることを条件として行う
ようにした。なお、７は運転条件検出手段、８は排気温
度検出手段である。

（作用）ノック−MBT制御を行いつつ空燃比をリーン化する制御
にて、最大トルクが得られかつ燃費が最低となる最適制
御点が模索される。これは運転変化により最適制御点が
ずれた場合であっても同様である。このため、過渡時ほ
どには出力が要求されない高負荷定常時において、無駄
に燃料が消費されることが防止される。

さらに、検出される排気温度が排温限界内に収まるよう
にすることで、排気管や触媒が熱負荷より保護される。

しかも、学習機能の付与により制御が高精度に保持され
る。

（実施例）本発明をＶ型６気筒機関に適用した実施例を第２図に示
すと、23Aと23Bは点火プラグの座金部に装着する座金型
筒内圧センサで、センサ23Aと23Bの出力する電荷量はチ
ャージアンプ24Aと24Bにて電圧値に変換され、このチャ
ージアンプ出力は筒内圧信号としてマルチプレクサ40に
入力される。この筒内圧信号を用いて筒内圧最大クラン
ク角（Θpmax）の検出値が計算される。

一方、チャージアンプ出力はノッキング信号検出回路25
Aと25Bに入力されて、ノッキングに固有の高周波の信号
だけが分離され、このノッキング信号もマルチプレクサ
40に入力される。

29はクランク角の単位角度（たとえば１゜）毎の信号と
所定角度（120゜）毎の信号（基準信号）を発生するク
ランク角センサで、入出力ポート（I/O）39に入力され
る。単位角度信号からは機関回転数Ｎが求められ、基準
位置信号からは気筒判別がなされる。

31は吸入空気量Qaを検出するセンサ（たとえばフラップ
式やホットワイヤ式のエアフローメータ）、32は理論空
燃比だけでなくそれ以外の空燃比をも検出することので
きるセンサ、33と34はそれぞれ排気弁後流と触媒後流の
排気温度を検出するセンサで、各センサからの信号はマ
ルチプレクサ40に入力される。

35はセンサ類からの各種の信号が入力されるコントロー
ルユニットで、CPU36,ROM37,RAM38及びI/O39のほかマル
チプレクサ40,A/D変換器41及びデジタルポート42を備え
る。コントロールユニット35では、運転条件信号と空燃
比および点火時期の各フィードバック信号に基づいて出
力すべき燃料噴射パルス幅（出力噴射パルス幅）Tiと、
出力すべき点火進角値（出力進角値）ADVとをそれぞれ
演算し、これを噴射パルスと点火パルスに変換して図示
しない燃料噴射弁と点火装置に向け出力する。

さて、第３図は絞り弁全開付近の定常条件下（一定回転
数かつ一定負荷）において機関に及ぼす空燃比と点火時
期の影響を示しており、同図に基づいてこの発明の制御
の考えかたを説明すると、その手順は下記のようにな
る。なお、MBT相関量として筒内圧最大クランク角Θpma
xを採用する場合で説明する。第３図に示すノック限界
及び排温限界並びにMBTラインの各特性は１つの高負荷
定常時において定まる関係にすぎず、たとえば回転域の
相違により各特性の相対位置は変化し得る。

（１）高負荷時になると空燃比のフィードバック制御が
停止され、空燃比はリッチ側に、点火時期は遅角側にさ
れる。この場合に、定常時であることが判定されると、
制御が開始される。いま仮に制御開始を図示のＬ点とす
る。

（２）まず、空燃比を一定としてMBTラインとの交点Ｍ
をサーチする。すなわち、この間で行うところはノック
−MBT制御である。

（３）次に、Ｍ点より空燃比をリーン化しながらΘpmax
の検出値がその目標値（後述する（Θ_２）となるように
ノック−MBT制御を行い、ノック限界との交点Ｎをめざ
す。ここに行なわれる制御は空燃比と点火時期の同期制
御であり、従来例と大きく相違する。

（４）Ｎ点に達したら空燃比のリーン化を停止し、ノッ
ク余裕代分だけ点火時期を遅角したＱ点の空燃比と点火
時期を与えるΘpmaxの検出値と空燃比および点火時期の
各フィードバック量を記憶する。ここに、記憶されたΘ
pmaxの検出値をΘpmax1とする。

（５）Ｎ点より空燃比をリーン化しながらノック限界に
向かわせ、Ｒ点に達したころで同じくノック余裕代だけ
遅角したＵ点の空燃比と点火時期を与えるΘpmaxの検出
値と各フィードバック量を記憶する。ここに、記憶され
たΘpmaxの検出値をΘpmax2とする。

（６）Ｑ点とＵ点にて記憶されたΘpmaxの検出値（Θpm
ax1,Θpmax2）と目標値Θ_２との偏差の比較により、Ｑ
点のほうが小さければＱ点にて記憶された各フィードバ
ック量に基づいて対応する空燃比と点火時期の各学習値
の更新を行い、以後はこの各学習値を用いて機関制御を
行う。

（７）これに対してＵ点のほうが小さければ（５），
（６）と同じプロセスを排温限界内で繰り返す。

ここに、これらの制御を要約すれば、ノック−MBT制御
を行いながら空燃比をできるだけリーン化し、しかもこ
の制御を排温限界内で行わせることである。ただし、第
３図は一例に過ぎず、この例をも含めた制御は第４図で
果たされる。すなわち、第４図は制御全体の流れを示
し、いわばOS的な意味合いを有する。

第４図においては、従来より行なわれている空燃比制御
とノック−MBT制御（ステップ，）を適宜用いて行
われる。そこで、前提となるこれらの制御を先に説明す
る。

（Ｉ）空燃比制御空燃比制御においては出力噴射パルス幅Tiが、第５図
（Ａ）と第５図（Ｂ）に示すように Ti＝Tp×TFBA×LFBA×α＋Ts にて計算される（ステップ64）。ただし、Tp（＝Ｋ×Qa
/N、ただしＫは定数である。は基本パルス幅、TFBAは目
標空燃比を与える基本値、LFBAは空燃比の学習値、αは
空燃比センサ32からの信号に基づいて演算されるフィー
ドバック量、Tsは無効パルス幅である。なお、TFBAとLF
BAはＮとQaをパラメータとするテーブルから読み出され
る（ステップ51,52）。Tiは角度同期でI/Oレジスタにス
トアされる（ステップ65）。

ただし、この例では従来例と相違して、新たに空燃比の
リーン化係数δを導入し、Tiを Ti＝Tp×TFBA×LFBA×δ×α＋Ts にて計算させる（ステップ62,64）。ここに、δを導入
する理由は第４図のステップで空燃比をリーン化する
場合に必要となるからである。したがって、ステップ
以外では1.0の値を持つにすぎない。

（II）ノック−MBT制御当該制御はノッキングが生じているかどうかにてノック
制御とMBT制御に分かれるが、いずれも点火時期のフィ
ードバック量は同一の値βとして把握される。ここに、
ノッキングが生じているかどうかの判定は、第６図
（Ｃ）に示すように、１つの気筒の１燃焼時に得られる
ノッキング信号の積分値（Ｓ）とその移動平均値（）
との比較により行なわれ（ステップ81〜83,86）、Ｓ≧S
L＋（ただしSLは所定値）ならノッキング有りと判定
されてノックフラグ（FKN）が立つ（ステップ83,84）。
ここに、フラグが立つとはフラグの値が１になることを
意味する。以下においても同じ意味で使用する。

（ｉ）ノック制御第６図（Ｂ）に示すようにFKNの値の判定により、ノッ
ク有りのときは前回のフィードバック量（β′）から所
定値d₁（＞０）だけ遅角させた値（β′−d₁）を今回の
フィードバック量βとする（ステップ73,74）。なお、
「′」にて前回の値であることを意味させるものとす
る。この記号も以下において同じ意味で使用する。

（ii）MBT制御ノックを生じてない場合には今回のフィードバック量β
が β＝β′＋k₁×ΔΘpmax にて計算される（ステップ73,75）。ただし、同式にお
いてΔΘpmaxはΘpmaxの検出値とその目標値Θ_２との偏
差、k₁は定数である。

ここに、第８図に示す筒内圧の波形図において、圧縮上
死点（TDC）後に所定クランク角Θ₁,Θ_２及びΘ_３を定
め、これら３点のクランク角に対応して筒内圧P₁,P₂及
びP₃を検出すれば、この検出値より２次曲線近似を用い
てΘpmaxの検出値が求められ、求めたΘpmaxの検出値と
予め定めた目標値Θ_２との偏差からΔΘpmaxが求まる。
たとえば、（イ）Θ_１とΘ_３の間で筒内圧波形が上に凸の曲線であ
る場合（正常時）のΔΘpmaxは ΔΘpmax＝４×（P₃−P₁） /2×P₂−P₁−P₃）である。ただし、点火時期が（ロ）MBTよりも遅角あるいは過度に遅角している場合
には、 ΔΘpmax＝ΔΘ_０とし、この逆に、（ハ）MBTよりも過度に進角している場合には、 ΔΘpmax＝−ΔΘ_０とする。ただし、ΔΘ_０（＞０）はΔΘpmaxの上限値、
−ΔΘ_０はΔΘpmaxの下限値である。

（ニ）また、制御不能または失火時は ΔΘpmax＝０である。第９図に（イ）ないし（ニ）に対応する筒内圧
波形を、第７図にΘpmaxの検出ルーチンを示す。なお、
第７図において、Θ_０とΘ_４は第８図に対応して示す所
定クランク角、＃NOISEとVCOMPは第９図に示す所定値で
ある。

（iii）そして、全体としては出力進角値ADVが、第６図
（Ｂ）に示すように、 ADV＝TADV＋LADV＋β にて計算される（ステップ76）。ただし、TADVは基本進
角値、LADVは点火進角値の学習値で、TADVとLADVとQaを
パラメータとするテーブルから読み出される（第６図
（Ａ））。ADVも角度同期でI/Oレジスタにストアされる
（ステップ77）さて、第４図に戻り、以上説明した第５図（Ａ）ないし
第９図はステップとの内容であったが、以下に説明
する第４図の各ステップもこれらのステップに対応して
構成した第10図ないし第16図のルーチンを用いて詳述す
る。なお、これらのルーチンは一定周期毎（たとえば4m
sec毎）あるいは所定クランク角度毎に実行される。

本発明の制御はステップで制御条件を満足することが
判定された場合に開始される。第10図はこの制御条件判
定ルーチンを示し、機関負荷相当量（たとえば吸入空気
量Qaや吸気絞り弁開度）が所定値（Qa₀）以上で、かつ
前回と今回の機関負荷相当量の差（ΔQa）及び前回と今
回の回転数の差（ΔＮ）がともに所定値（ΔQa₀とΔ
N₀）以下である場合を高負荷定常時であると判定してフ
ラグ（FCONT）を立てる（ステップ121〜124）。

第11図は制御条件満足時の空燃比に固定してノック−MB
T制御を行うルーチンで、第４図のステップ及びな
いしに相当する。高負荷定常時（FCONT＝１）には、
空燃比一定を指令するフラグ（FAFCONST）を立て、ノッ
ク−MBT制御を行う（ステップ131〜133）。そして、MBT
点に達したかどうかは、ノック−MBT制御の終了を判定
するためのカウンタのカウンタ値（COUNT1）が所定値
（C₁）になったかどうかで行い、COUNT1がC₁になるとス
テップの終了を示すフラグ（FCOUNT1）を立てる（ス
テップ134〜138）。

なお、ステップ133と140で行なわれるノック−MBT制御
は点火時期に関しては同じ制御であり、第６図（Ａ）〜
同図（Ｃ）で説明したところである。

第12図（Ａ）と同図（Ｂ）はステップに相当する。た
とえば圧縮上死点で実行される第12図（Ａ）ではFCOUNT
＝１よりステップが終了したことを確認した後、その
ときの点火進角値のフィードバック量βから所定値
（γ、ただしγ＞０）だけ差し引いた値（β−γ）を点
火時期に関する学習値の補正量（DLADV1）として記憶さ
せる（ステップ151,153）。ここに、「１」を付すの
は、後述するステップでも同様の値を記憶させるの
で、これと区別するためである。この１は後にも同じ意
味で使用する。なお、γは点火時期の余裕代分を意味す
る。

そして、 ADV＝TADV＋LADV＋（β−γ）にて計算されるADVを出力してノック−MBT制御を行う
（ステップ152,154）。

一方、燃焼行程の後期に実行される第12図（Ｂ）では、
ステップの終了時点で検出されたΘpmaxの検出値をΘ
pmax1として記憶させる（ステップ161,162）。たとえ
ば、Θpmax1の番地を確保してその番地に対応するメモ
リに格納する。

同様にして、そのときのＮと所定値（N₀）の比較により
回転域を分け、（ｉ）高回転域のときはセンサ33にて検
出された排気弁後流の排気温度（EXTEMP）を、（ii）低
回転域のときはセンサ34にて検出された触媒後流の排気
温度（CATTEMP）をそれぞれEXTEMP1、CATTEMP1として記
憶させる（ステップ163〜165、163,166,167）。ここ
に、排気温度を検出するのは、排気温度が適切であるか
どうかの判定を行うために必要となるからである。ま
た、２種類とするのは、高回転時は排気弁後流の温度
が、低回転時は触媒後流の温度が熱負荷対策上問題とな
るからである。

また、空燃比に関しては、FMEMO1＝よりステップの終
了時点の（δ×α）をDLFBA1として記憶させる（第13図
（Ａ）のステップ177,178）。ここに、DLFBAは空燃比に
関する学習値補正量を意味する。

最後に、ステップの終了を意味するフラグ（FMEMO1）
を立てるとともに、FAFCONSTを降ろして第12図（Ｂ）の
ルーチンを終了する（ステップ168,169）。

次に、第４図のステップでは、ステップと相違して
空燃比をリーン化しつつノック−MBT制御を行う。ここ
に、空燃比と点火進角値の同時制御とするのは、最大ト
ルクが得られ、かつ燃費が最低となる運転点を与える空
燃比と点火進角値を得るためである。

しかも、ステップはトルク最大点でない限り繰り返し
て行なわれる（ステップ，ステップ）。これは一口
に高負荷定常時といっても所定の幅を有し、負荷条件の
相違により第３図に示す各特性が相対的に変化するの
で、最適制御点（第３図の例ではＱ点）が不動では有り
得ない。そこで、周期的に空燃比のリーン化を行い、そ
の前後の２点でのΘpmaxの検出値を比較させるように構
成することにより、負荷条件の相違にてふらつく最適制
御点をサーチさせるのである。

これを実行するのが第13図（Ａ）と第13図（Ｂ）に示す
ルーチンで、第13図（Ａ）はステップ，及びに、
第13図（Ｂ）はステップ，に相当する。

空燃比制御を示す第13図（Ａ）においては、制御周期毎
に空燃比リーン化係数δ（初期値は１）を δ＝δ′−δ_０により所定値（δ_０）ずつ徐々に減少させ、このδを用
いて噴射パルス幅Tiを Ti＝Tp×TFBA×LFBA×δ×α＋Ts にて計算することにより混合気を薄くする（ステップ17
3,174）。ここに、δ_０（＞０）はリーン化を行う際の
一回当たりのステップ幅を意味する。なお、ステップ17
4ではδが漸減されるのに対し、ステップではδ＝１
とされる点で相違する。

一方、点火時期制御を示す第13図（Ｂ）はステップの
主な内容をなす第11図とほぼ同様である。これは、点火
時期制御に関しては、ステップとにおいて変わると
ころがないからである。したがって、ステップの終了
を判定するためのカウンタ値（COUNT2）が所定値（C₂）
になると、ステップの終了を意味するフラグ（FCOUNT
2）が立つ（ステップ186,187）。なお第11図と相違する
ところは、ステップ182と183が付加される点で、これは
ステップが終了（FAFCONST＝０）していてもステップ
が終了していない場合（FMEMO1＝０）が有り得るの
で、こうした場合にステップ184以降に進むことのない
ようにするためである。

第14図（Ａ）と第14図（Ｂ）はステップに相当する。
ここに、ステップはステップに対応してΘpmax等の
記憶を行うことであり、第14図（Ａ）と第14図（Ｂ）は
それぞれステップの内容をなす第12図（Ａ）と第12図
（Ｂ）にそっくり対応する。相違する点は「１」が
「２」に変わる点と、ステップ169に相当するステップ
がない点だけである。すなわち、ステップの終了時点
のΘpmaxの検出値とEXTEMPあるいはCATTEPがそれぞれΘ
pmax2とEXTEMP1あるいはCATTEMP2として記憶される（ス
テップ212,215,217）。

この結果、ステップの終了を意味するフラグ（FMEMO
2）が立つので（ステップ218）、空燃比に関しても、ス
テップの終了時点の（δ×α）をDLFBA2として記憶さ
せる（第13図（Ａ）のステップ179,180）。

次に、ステップでは排温限界内であるかどうかを判定
し、判定結果に応じて学習値の更新を行うステップ〜
へと移る。これを実行するのが第15図と第16図で、第
15図はステップに、第16図はステップないしに相
当する。

まず、検出された排温が排温限界内にあるかどうかは、
排気温度（高回転時はEXTEMPについて、低回転時はCATT
EMPについて）と所定値（EXTEMPに対してTe、CATTEMPに
対してTc）との比較により行う（ステップ223,226,229,
232）。すなわち、EXTEMP1またはEXTEMP2とTeの比較、C
ATTEMP1またはCATTEMP2とTcに比較を行い、比較結果に
応じて４つのフラグ（FOK11,FOK12,FOK21,FOK22）を立
てる。ここに、各フラグに示した数字のうち後の数字の
1,2がそれぞれ排気温度の記憶値に付した1,2に対応し、
さらに前の数字の1,2でそれぞれ高回転時，低回転時を
意味させるものとする。なお、Te,TcはＮとQaをパラメ
ータとするテーブルから読み出される。

そして、これら４つのフラグの値の相違により高回転時
と低回転時とでそれぞれ４つの場合が生じるが、記憶さ
れた２つの排気温度（初回にはステップとで、その
次からは前回と今回のステップで記憶される。）がい
ずれも排温限界内にない場合というのは有り得ないとの
過程を行うことにより各回転時に対し３つの場合が残
る。第16図は高回転時を主に示し、まず、（ｉ）EXTEMP1≦Te（FOK11＝１）かつEXTEMP2≦Te（FOK
12＝１）の場合は、双方とも排気限界内にあるので、Θ
pmax1とΘpmax2とを比較し、目標値（Θ_２）に近いほう
を選択する（ステップ232〜234）。

そして、選択したほうのΘpmax1またはΘpmax2に対応す
る学習値補正量に基づいて学習値の更新を行う（ステッ
プ239,240）。たとえば、点火進角値に関する学習値（L
ADV）と空燃比に関する学習値（LFBA）とが対応する学
習値補正量（DLADVとDLFBA）を用いて、 LADV＝LADV′＋DLADV LFBA＝LFBA′×DLFBA により計算される。

これに対して、（ii）EXTEMP1≦Te（FOK11＝１）かつEXTEMP2＞Te（FOK
12＝０）の場合は、Θpmax2を採用することができない
ので、Θpmax1のほうを選択し（ステップ232,233,23
5）、また（iii）EXTEMP1＞Te（FOK11＝０）の場合も、同様にし
てΘpmax2のほうを選択する（ステップ232,236）。

最後に、FMEMO1とFMEMO2をともに０にした後、選択した
ほうの各学習値補正量を改めてDLADV1とDLFBA1としてス
トアしておく（ステップ241,242）。

ただし、初回のステップとで記憶された値の比較に
おいては、Θpmax1とΘpmax2がほぼ等しく、ステップ
のほうの値（Θpmax1）が選択される可能性があるの
で、この場合にはさらにEXTEMP1とEXTEMP2の比較を行
い、温度の高いほうを選択させる（ステップ237,23
8）。なお、低回転時に対するステップ238ではCATTEMP1
とCATTEMP2の比較を行わせる。

次に、この例の作用を第３図の例で説明すると、Ｍ点よ
りノック余裕代分だけ遅角させた点をＶ点として、初回
はＶ点とＱ点とが比較される。この比較においては双方
とも最大トルクが得られるという点に関しては同じであ
るため、第16図のステップ234においてＶ点が選択され
ることも有り得るが、強くステップ238における排気温
度の比較にて排気温度の高いほう、すなわちＱ点のほう
が採用される（ステップ，，）。

そして、Ｑ点からはノック−MBT制御を行いつつ空燃比
をリーン化する制御が行なわれた後、当該制御の終了す
るＲ点からノック余裕代分だけ遅角させたＵ点とＱ点と
が比較される（ステップ，，）。ここに、第３図
においてはＱ点のほうがMBTに近いので、Ｑ点が選択さ
れる。したがって、第３図の例においてはＱ点が最適制
御点となり、Ｑ点の空燃比と点火時期とを用いて制御を
行うことで、ノッキング限界内で最大トルクが得られか
つ燃費を最低とすることができる。言い替えると、ノッ
ク−MBT制御を行う高負荷域であっても定常時にはでき
るだけ空燃比をリーン化することにより燃費をも向上す
ることができるのである。これに対して、ノック−MBT
制御と空燃比のリーン化を同時に行うものは従来例に見
当たらない。

しかも、学習機能を付与しているので、圧縮比，空気量
センサの検出精度，燃焼室の冷却効率のばらつき等に影
響されることがなく、制御精度を高く保持することがで
きる。

ただし、第３図に示す各特性の相対関係は、ある高負荷
定常時の場合に成立するであり、最適制御点Ｑを探し当
てた後に機関負荷が多少ずれることによりMBTラインが
Ｑ点よりもＵ点に近くなることが有り得る。制御条件制
定ルーチンを示す第10図のステップ121においてQa≧Qa₀
を満たす高負荷時でかつΔQa≦ΔQa₀を満たす定常時に
おいても、その範囲内でQaが変化するからである。

これに対して、この例によれば運転変化によりトルク最
大点から外れると、運転変化後の状態に対して改めて最
適制御点が模索され、この場合であれば、Ｕ点が探し当
てられる（ステップ，，）。すなわち、制御は最
適制御点を不動とすることなく、トルク最大点を外れた
時点で最適制御点を模索するようにループ構成されてい
るので、ΔQa₀を越えない運転変化の相違に応じても十
分対処することができるのである。

しかも、最適制御点をノッキング対し余裕をもって遅角
させていることも好ましい結果を与える。ノッキング
は、ノックレベルを越えたからといって必ず発生するも
のでなく、統計的な確率でもって把持されるものだから
である。

さらに、実際の排気温度を検出し、検出された温度が排
温限界内に収まるようにしているので（ステップ，
，、，，）、予め定めた一定値で制限する場
合に比べて、より運転状態に即することとなり、高負荷
時に問題となる熱負荷対策の点よりする制御精度が良好
となる。

この実施例では、第16図のステップ234にてΘpmax1とΘ
pmax2の比較により目標値に近いほうを選択させるよう
にしているが、ΔΘpmaxとΔΘpmaxのそれぞれの絶対値
を比較してそのうち小さいほうを選択させるようにして
も構わない。

次に、他の実施例はΘpmaxの変わりに図示平均有効圧
（Pi）を用いるものである。Piは、たとえば第18図にお
いてTDCをはさんで所定クランク角範囲（TDCを中心とし
て−50゜から＋50゜まで）にわたって筒内圧Ｐをサンプ
リングし、サンプリングしたデータよりPiが求められ
る。

そして、Piを採用することに伴う変更点は、第４図のス
テップ，でΘpmaxをPiとすること、第12図（Ｂ）の
ステップ162及び第14図（Ｂ）のステップ212でΘpmaxを
Piとすること、かつ第16図のステップ234でPi1とPi2と
を比較して大きいほうを選択させることである。

この例でも、第１実施例と同様の作用効果を奏するもの
である。

（発明の効果）以上説明したように、この発明は、ノッキング強度に応
じた信号とその目標値との偏差またはMBT相関量の検出
値とその目標値との偏差から得られる点火時期のフィー
ドバック量と点火時期に関する学習値に基づいてノック
−MBT制御を行うとともに、実空燃比の検出値とその目
標値との偏差から得られる空燃比のフィードバック量と
実空燃比に関する学習値に基づいて空燃比制御を行う内
燃機関において、内燃機関が高負荷定常条件であるとき
に空燃比をリーン側に変化させながらノック−MBT制御
を行って、このリーン側への空燃比変化前後のMBT相関
量の検出値及び空燃比値をそれぞれ記憶させておく一方
で、記憶された空燃比変化前後の各MBT相関量の検出値
の比較によりその目標値との偏差を最小とするほうを選
択し、選択したほうのMBT相関量の検出値に対応する点
火時期のフィードバック量及び空燃比値に基づいて点火
時期及び空燃比に関する学習値を更新するものとし、か
つ前期学習値更新のための処理を排気温度が所定値以下
であることを条件として行うものとしたので、少々の運
転変化があっても最大トルクが得られかつ燃費が最低と
なる最適制御点が模索され、これにより、高負荷定常時
において、排気管や触媒を保護しつつ、少ない燃料で最
大のトルクが得られるように自動的な運転が行われる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の構成図、第２図は本発明の一実施例の
制御系のブロック図、第３図はこの実施例の制御の考え
かたを示すための空燃比と点火時期に対する特性図、第
４図はこの実施例の制御全体を示す流れ図、第５図ない
し第７図、第10図ないし第16図（ただし、第５図，第12
図ないし第14図はそれぞれ（Ａ）と（Ｂ）からなり、第
６図は（Ａ）ないし（Ｃ）からなる。）は第４図に示す
ステップの具体的制御を示す流れ図、第８図と第９図は
Θpmaxの検出を説明するための筒内圧波形図である。第17図はこの発明の他の実施例の流れ図、第18図はPiの
演算を説明するための筒内圧波形図である。１……ノッキングセンサ、２……信号変換手段、３……
MBT相関量検出手段、４……ノック−MBT制御手段、５…
…実空燃比検出手段、６……空燃比制御手段、７……運
転条件検出手段、８……排気温度検出手段、９……制御
条件判定手段、10……空燃比リーン化指示手段、11……
記憶手段、12……選択手段、13……学習値更新手段、21
……機械本体、23A,23B……筒内圧センサ、24A,24B……
チャージアンプ、25A,25B……ノッキング検出回路、29
……クランク角センサ、31……空気量センサ、32……空
燃比センサ、33,34……排気温度センサ、35……コント
ロールユニット。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ノッキングを検出するセンサと、このノッ
キングセンサの検出信号をノッキング強度に応じた信号
に変換する手段と、MBT相関量を検出する手段と、前記
ノッキング強度に応じた信号とその目標値との偏差と、
前記MBT相関量の検出値とその目標値との偏差との各々
から得られる点火時期のフィードバック量と点火時期に
関する学習値に基づいて、ノッキング強度が所定値を超
えない範囲内で点火時期をMBTに近づけるノック−MBT制
御を行う手段と、実空燃比を検出する手段と、この検出
値とその目標値との偏差から得られる空燃比のフィード
バック量と空燃比に関する学習値に基づいて空燃比制御
を行う手段とを備える内燃機関の制御装置において、高
負荷定常条件及び排気温度条件を判定する手段と、高負
荷定常条件であることが判定されたときに空燃比をリー
ン側に変化させながら前記ノック−MBT制御を行うこと
を指示する手段と、前記リーン側への空燃比変化前後の
MBT相関量の検出値及び空燃比値をそれぞれ記憶する手
段と、前記記憶された空燃比変化前後の各MBT相関量の
検出値の比較によりその目標値との偏差を最小とするほ
うを選択する手段と、この選択したほうのMBT相関量の
検出値に対応する点火時期のフィードバック量及び空燃
比値に基づいてそれぞれ点火時期及び空燃比に関する学
習値の更新を行う手段とを設け、かつ前記学習値の更新
のための処理は排気温度が所定値以下であることを条件
として行うようにしたことを特徴とする内燃機関の制御
装置。