JPH0893613A

JPH0893613A - 内燃機関の点火時期制御装置

Info

Publication number: JPH0893613A
Application number: JP6235328A
Authority: JP
Inventors: Fumiaki Hattori; 文昭服部
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 1994-09-29
Filing date: 1994-09-29
Publication date: 1996-04-09

Abstract

(57)【要約】【目的】機関の加速性や燃費が向上する内燃機関の点
火時期制御装置の提供を目的とする。【構成】ノッキングを検出するノック検出手段と、点
火時期をノック有りのとき遅角方向へ、ノック無しのと
き進角方向へ補正するノック制御手段と、を備え、予め
設定された機関の点火時期の進角方向への補正を規制す
る第一進角上限と、遅角方向への補正を規制する遅角下
限との範囲内で、機関の点火時期を制御する内燃機関の
点火時期制御装置において、現在の機関の温度が定常状
態の機関の温度より低いとき、現在の機関の温度と定常
状態の機関の温度との温度差に比例して、第一進角上限
より進角方向の第二進角上限を設定し、その第二進角上
限の範囲内で期間の点火時期を進角補正する進角補正手
段、を備えて構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は内燃機関の点火時期制御
装置に関し、特に、進角上限をさらに進角方向に設定し
て機関の点火時期をさらに進角補正し、機関のトルクを
増大し、加速性や燃費を向上させる内燃機関の点火時期
制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】内燃機関の点火時期は、点火時期が早過
ぎると、混合気の圧力がまだ充分に上がらないので「着
火遅れ」が長くなり、圧縮仕事が増えると同時に燃焼ガ
スのシリンダ内滞留時間が増え、熱損失も増える。また
燃焼の最高圧力が高くなると騒音が高くなり燃焼ガスの
最高温度も高くなる。点火時期が遅過ぎると、混合気の
乱れが減った状態での点火になるので、火炎が伝わる速
度が遅くなり緩慢な燃焼となり、燃焼がピストン上死点
から遠ざかるほど膨張率が落ちる「後燃え」が増えて燃
焼効率を下げると共に排気温度の上昇をもたらす。点火
時期は、混合気が圧縮されてピストンが上死点を通過し
た後より若干遅れたピストンの位置に選択され、点火プ
ラグに電気火花が飛んで混合気が着火され爆発してピス
トンを押し下げる圧力が最大となり燃焼圧力により行わ
れる仕事が最大となるように選択されることが望まし
い。

【０００３】しかるに、点火時期を遅らせると、シリン
ダ内圧が低下し燃焼最高温度が下がり、ＮＯx の排出量
が減り、燃焼時間が長くなることから排気温度が上昇
し、燃焼後のＨＣが酸化されてＨＣの排出量も減少し、
かつノッキング（以後ノックと記す）も回避できるとい
う長所があるが、その反面、燃料消費率や機関出力が低
下し、排気温度を上昇させオーバヒートを引き起こす短
所がある。それゆえ、ノックコントロールシステム（Ｋ
ＣＳ）では、ノックセンサによりノックを検出すると、
ノックが発生しなくなるまで一定角度づつ遅角し、ノッ
クが発生しなくなったら所定時間その点火時期を継続
し、その後、進角し、またノックが発生したら上記を繰
り返して補正し、ノックの発生に応じて点火時期を制御
している。

【０００４】今日の電子制御方式による内燃機関の点火
時期制御装置は、常に最適な点火時期に制御すべく、機
関運転状態に応じて点火時期を機関の回転数ＮＥと吸気
管圧力ＧＮとの関係で決定した機関定数マップにより、
最進角の基本点火時期である進角上限と最遅角の点火時
期である遅角下限を設け、この範囲内で前述のＫＣＳ、
または他の諸条件により進角または遅角補正制御してい
る。特に高負荷域での進角上限は、点火プラグによらず
プレイグニッションやノック等の理由で制約され、高負
荷域での遅角下限は失火、触媒熱劣化等の理由で制約さ
れ、進角上限と遅角下限は機関の最悪条件を考慮して固
定化されている。

【０００５】このような内燃機関の点火時期制御方法ま
たは装置には下記の文献がある。特開昭５９−１４５３
６４に開示された方法は、加速時のエアフローメータの
過大吸入空気量の誤検出による過遅角を防止するため、
所定時間遅延後に進角させ、耐ノック性を向上させつつ
機関の出力や燃費の向上を計ったものである。特開昭６
２−３５０７７に開示された装置は、加速時のエアフロ
ーメータの過大吸入空気量の誤検出による過遅角を防止
するため、点火遅角下限値を所定のタイミングに応じて
進角させ、耐ノック性を向上させつつ機関の出力や燃費
の向上を計ったものである。特開平１−１００３７８に
開示された装置は、加速時に過度な遅角補正を防止する
ため、二段階に遅角補正して過度のノックを防止しつつ
迅速な加速性を計ったものである。これらの点火時期制
御は、何れも加速直後の過度なノックを防止するため、
遅角量を最小限に止め加速性を向上させたものである。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】従来技術による点火時
期は、機関の低水温または低吸気温時の高負荷域でも最
悪高温条件下の進角上限が設定されているので、その進
角上限でガードされ、機関が最大トルクを出力する進
角、すなわち最大トルク点火時期ＭＢＴまで進角補正で
きず、機関の動力（加速）性能を損なうという問題があ
る。

【０００７】さらに、加速後の過度なノック状態を過ぎ
て定常状態に至るノック減衰期間では、前述のように最
悪高温条件下で進角上限が設定されているので、ノック
が一時的に回避された後に前述のＫＣＳで進角補正され
るとき、設定された進角上限以上の最大トルク点火時期
まで進角補正できず、加速性能を損なうという問題があ
る。

【０００８】上記進角上限以上の最大トルク点火時期ま
での進角補正は、ノック減衰期間を推定して所定期間行
われるが、加速状態が緩加速のときにこの所定期間が長
過ぎると、その間の過進角補正によりノックやプレイグ
ニッションが発生するという問題がある。

【０００９】以上のことから、本発明は吸気温と機関の
温度が低いとき、より進角方向に進角補正して、機関の
トルクを増大させ、加速性を向上させる内燃機関の点火
時期制御装置を提供することを主目的とする。

【００１０】また、本発明は加速後、ノック状態から定
常状態に至るノック一時的減衰期間に、より進角方向へ
進角補正して、機関のトルクを増大させ、加速性を向上
させる内燃機関の点火時期制御装置を提供することを他
の目的とする。

【００１１】さらに、本発明は加速後、ノック状態から
定常状態に至るノック一時的減衰期間に、加速状態に応
じて加速度が大きい程、より多く進角補正して、過進角
補正によりノックやプレイグニッションが発生しない内
燃機関の点火時期制御装置を提供することをその他の目
的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】前記主目的を達成する第
一の発明による内燃機関の点火時期制御装置は、ノッキ
ングを検出するノック検出手段と、点火時期をそのノッ
ク検出手段がノッキング有りと判別したとき遅角方向へ
補正しノッキング無しと判別したとき進角方向へ補正す
るノック制御手段と、を備え、予め設定された機関の点
火時期の進角方向への補正を規制する第一進角上限と遅
角方向への補正を規制する遅角下限との範囲内に、機関
の点火時期を制御する内燃機関の点火時期制御装置にお
いて、機関の温度が、定常状態の機関の温度より低いと
き、その温度差に比例して第一進角上限より進角方向の
第二進角上限を設定し、その第二進角上限の範囲内で、
機関の点火時期を進角補正する進角補正手段、を備えた
ことを特徴とし、機関のトルクを増大する点火時期を機
関の温度により決定する。

【００１３】前記他の目的を達成する第二の発明による
内燃機関の点火時期制御装置は、進角補正手段が、機関
を加速開始してから所定時間経過後にノッキングが一次
的に減衰するノック減衰期間をノック検出手段に基づき
設定し、第一進角上限より進角方向の第二進角上限を設
定し、ノック減衰期間に、その第二進角上限の範囲内
で、機関の点火時期を進角補正し、ノック減衰期間の経
過後に、再び第一進角上限の範囲内で、機関の点火時期
を進角補正する。

【００１４】前記その他の目的を達成する第二の発明に
よる内燃機関の点火時期制御装置は、進角補正手段が、
加速度が大きい程、ノック減衰期間を長く設定する。

【００１５】

【作用】本発明の内燃機関の点火時期制御装置におい
て、進角補正手段が、現在の機関の温度が定常状態の機
関の温度より低いとき、現在の機関の温度と定常状態の
機関の温度との温度差に比例して、第一進角上限より進
角方向の第二進角上限を設定し、その第二進角上限の範
囲内で機関の点火時期を進角補正し、機関の点火時期を
機関の温度に応じて決定することにより機関の出力トル
クが増大し、加速性が向上する。

【００１６】また本発明の他の内燃機関の点火時期制御
装置は、進角補正手段により、機関を加速開始してから
所定時間ノッキングが発生し、その所定時間経過後にノ
ッキングが一次的に減衰するノック減衰期間に、第一進
角上限より進角方向の第二進角上限を設定し、ノック減
衰期間に、その第二進角上限の範囲内で、機関の点火時
期を進角補正し、ノック減衰期間の経過後に、再び第一
進角上限の範囲内で、機関の点火時期を進角補正するの
で、機関の出力トルクが増大し、加速性が向上する。

【００１７】進角補正手段が、加速度が大きい程、ノッ
ク減衰期間を長く設定するので、過進角補正によるノッ
クやプレイグニッションが発生しない。

【００１８】

【実施例】図１は本発明の実施例の全体構成図である。
図中、参照番号１は機関、２はエアフローメータ、２Ａ
はコンペンセイションプレート、２Ｂはポテンシオメー
タ、４は吸気温センサ、６はスロットル弁、８は燃料噴
射弁、１０は機関１のシリンダブロック、１２はノック
センサ、１４はディストリビュータ、１６はクランク角
基準センサ、１８はクランク角センサ、２０は制御回
路、２２はスロットルセンサ、２３はアイドルスイッ
チ、２４は水温センサ、２６はイグナイタ、２８は点火
プラグをそれぞれ示す。図示するように、吸入空気量を
測定するエアフローメータ２は、ダンピングチャンバ内
に回動可能に設けられたコンペンセイションプレート２
Ａとその開度を検出するポテンシオメータ２Ｂとから構
成される。ポテンシオメータ２Ｂはアナログ電圧出力を
制御回路２０内のバッファ３０を介してアナログマルチ
プレクサ３３へ出力する。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気温センサ４が設け
られ、吸気温センサ４は吸気温に比例するアナログ電圧
を制御回路２０内のバッファ３１を介してアナログマル
チプレクサ３３へ出力する。

【００１９】エアフローメータ２の下流にはスロットル
弁６、スロットル弁６の開度位置を検出するスロットル
センサ２２、およびスロットル弁６の全開位置を検出す
るアイドルスイッチ２３が設けられている。スロットル
センサ２２はアナログ電圧出力を制御回路２０内のバッ
ファ２９を介してアナログマルチプレクサ３３へ出力す
る。さらに下流にはサージタンク７が設けられ、サージ
タンク７にはインテークマニホールド９が連結されてい
る。燃料噴射弁８はインテークマニホールド９内に突出
して配置されている。またインテークマニホールド９は
機関１の燃焼室に接続されている。シリンダブロック１
０に取り付けられたノックセンサ１２は、例えば圧電素
子または電磁素子等から構成され、機械的振動を電気的
な振幅変動に変換した周知のものである。ディストリビ
ュータ１４には、クランク角基準センサ１６とクランク
角センサ１８が設けられている。クランク角基準センサ
１６は、機関１の判別用に用いられ機関１が６気筒であ
るなら、ディストリビュータ１４の軸が１回転する毎
に、すなわちクランク軸が２回転（７２０°ＣＲ）する
毎に、１つのパルスを発生する。クランク角センサ１８
は、ディストリビュータ１４の軸が１回転する毎に２４
個のパルスを発生する。すなわちクランク角３０°毎に
１つのパルスを発生する。ノックセンサ１２、クランク
角基準センサ１６、およびクランク角センサ１８からの
電気信号は、制御回路２０のバッファフィルタ４８、バ
ッファ４２、３８へそれぞれ入力される。

【００２０】機関１のシリンダブロック１０のウォータ
ジャケットには冷却水温を検出する水温センサ２４が設
けられ、水温センサ２４は冷却水の温度に応じたアナロ
グ電圧の電気信号を制御回路２０内のバッファ３２を介
してアナログマルチプレクサ３３へ出力する。制御回路
２０からは、イグナイタ２６に点火信号が出力され、イ
グナイタ２６により発生されたスパーク電流はディスト
リビュータ１４を介して点火プラグ２８に分配される。
機関１には通常、運転状態パラメータを検出するその他
の種々のセンサが設けられ、また制御回路２０は燃料噴
射弁８等の制御も行うが、これらは本発明と直接関係な
いので省略する。

【００２１】制御回路２０についてその構成と作用を以
下に説明する。制御回路２０は、たとえばマイクロコン
ピュータとして構成され、入力回路としてのバッファ２
９〜３２、３８、４２とバッファフィルタ４８、中央処
理装置としてのＭＰＵ６２の外に種々の制御プログラム
を格納したＲＯＭ６４、ＲＡＭ６６、電源がオフとなっ
ても記憶内容を保持するバックアップＲＡＭ６６、図示
しないクロック発生回路、および出力回路としての駆動
回路６０、等が設けられている。エアフローメータ２か
らの吸入空気量の電気信号はバッファ３０を介してマル
チプレクサ３３へ入力される。マルチプレクサ３３は、
ＭＰＵ６２の指令によりバッファ２９〜３２の何れか１
つのアナログ信号を選択して受け、そのアナログ信号を
デジタル信号に変換した後、Ａ／Ｄコンバータ３４へ出
力する。入出力ポート３６は、バスライン６８を介し
て、ＭＰＵ６２、ＲＯＭ６４、ＲＡＭ６６、バックアッ
プＲＡＭ６６、および他の入出力ポート４６へ送受信可
能に接続されており、Ａ／Ｄコンバータ３４から出力さ
れたデジタル信号は入出力ポート３６、バスライン６８
を介してＭＰＵ６２へ入力される。

【００２２】クランク角基準センサ１６は、クランク角
７２０°毎のパルス信号をバッファ３８を介して割込要
求信号発生回路４０へ入力し、クランク角センサ１８
は、クランク角３０°毎のパルス信号をバッファ４２を
介して割込要求信号発生回路４０および本図にＮＥで示
す速度信号発生回路４４に入力される。割込要求信号発
生回路４０は、クランク角７２０°毎および３０°毎の
角パルス信号から種々の割込要求信号を発生する。これ
らの割込要求信号は入出力ポート４６、バスライン６８
を介してＭＰＵ６２に入力される。速度信号発生回路４
４は、クランク角３０°毎のパルス信号から機関１の回
転速度ＮＥをデジタル値で求め、その結果をデジタル信
号で出力する。このデジタル信号も同様に入出力ポート
４６、バスライン６８を介してＭＰＵ６２に入力され
る。

【００２３】ノックセンサ１２の出力信号は、インピー
ダンス変換用のバッファおよびノック固有の周波数帯域
（７〜８ＫＨｚ）の周波数を通過させるバンドパスフィ
ルタからなるバッファフィルタ４８を介してピークホー
ルド回路５０へ入力される。ピークホールド回路５０
は、ＭＰＵ６２から入出力ポート４６を介してライン５
２からセット信号（Ｈレベル）を受けてバッファフィル
タ４８の出力を取り込み最大振幅をホールドし、ＭＰＵ
６２から入出力ポート４６を介してライン７０からリセ
ット信号（Ｈレベル）を受けてホールドした最大振幅を
リセットする。ピークホールド回路５０の出力はＡ／Ｄ
コンバータ５４によりアナログからデジタルに変換さ
れ、入出力ポート４６、バスライン６８を介してＭＰＵ
６２に送られる。Ａ／Ｄコンバータ５４のＡ／Ｄ変換
は、ＭＰＵ６２からのライン５６を介した信号により開
始され、Ａ／Ｄ変換終了後、Ａ／Ｄコンバータ５４はラ
イン５８、入出力ポート４６、バスライン６８を介して
ＭＰＵ６２へ完了通知を行う。

【００２４】ＭＰＵ６２は、バスライン６８、入出力ポ
ート４６を介して駆動回路６０に点火信号を出力する。
駆動回路６０は、この点火信号をイグナイタ２６に出力
し、イグナイタ２６はディストリビュータ１４を介して
スパーク電流を点火プラグ２８に分配する。なお、ＲＯ
Ｍ６４には、レギュラーガソリンを燃料として使用した
ときの機関１の回転数ＮＥと負荷ＧＮに応じた進角上限
（基本点火時期）と、ノックする限界よりも僅かに（１
〜３°程度）進角させた遅角下限（最遅角点火時期）と
を示したマップのデータが予め格納されている。

【００２５】第一の発明による内燃機関の点火時期制御
装置は、ノックを検出するノック検出手段（ノックセン
サ１２）と、そのノックセンサ１２からのノック状態か
らノック有りと判別したとき点火時期を遅角方向へ補正
する点火信号を駆動回路６０に送り、ノック無しと判別
したとき点火時期を進角方向へ補正する点火信号を駆動
回路６０に送るノック制御手段（ＭＰＵ６２、ＲＯＭ６
４、ＲＡＭ６６、等）と、を備え、予め設定された機関
１の点火時期の進角方向への補正を規制する第一進角上
限と遅角方向への補正を規制する遅角下限との範囲内
に、ノック状態に応じて機関の点火時期を補正して点火
信号を駆動回路６０に送り、機関１の温度が、定常状態
の機関の温度より低いとき、その温度差に比例して第一
進角上限より進角方向の第二進角上限を設定し、その第
二進角上限の範囲内で、機関の点火時期を進角補正して
点火信号を駆動回路６０に送る進角補正手段（ＭＰＵ６
２、ＲＯＭ６４、ＲＡＭ６６、等）、を備えたことを特
徴とし、機関のトルクを増大する点火時期を機関の温度
により決定する。

【００２６】第二の発明による内燃機関の点火時期制御
装置は、前記進角補正手段（ＭＰＵ６２、ＲＯＭ６４、
ＲＡＭ６６、等）が、さらに機関を加速開始してから所
定時間経過後にノックが一次的に減衰するノック減衰期
間をノック検出手段（ノックセンサ１２）に基づき、た
とえばノックの頻度により設定し、第一進角上限より進
角方向の第二進角上限を設定し、ノック減衰期間に、そ
の第二進角上限の範囲内で、機関の点火時期を進角補正
し点火信号を駆動回路６０に送り、ノック減衰期間の経
過後に、再び第一進角上限の範囲内で、機関の点火時期
を進角補正する点火信号を駆動回路６０に送る。なお、
このノック減衰期間は、進角補正される期間であるの
で、補正期間とも称する。

【００２７】第二の発明による内燃機関の点火時期制御
装置は、前記進角補正手段（ＭＰＵ６２、ＲＯＭ６４、
ＲＡＭ６６、等）が、さらに機関の加速度が大きい程、
ノック減衰期間を長く設定する。

【００２８】図２は機関回転数と点火時期の関係を示す
マップであり、図２の（Ａ）は負荷一定時の進角上限と
遅角下限を示す図であり、図２の（Ｂ）は負荷を変化さ
せたときの進角上限を示す図である。図２において横軸
は機関回転数ＮＥ（ｒｐｍ）を縦軸は点火時期の角度Ｓ
Ａ（ＢＴＤＣｄｅｇ．）をそれぞれ示す。図２の（Ａ）
は負荷１００％（スロットル弁全開）のときの機関回転
数ＮＥと点火時期ＳＡとの関係を示すマップであり、機
関回転数が高い程点火時期は進角方向にあることが判
る。図示するように機関回転数が高くなるにつれて、左
下から右上に伸びる太い実線は進角上限ラインであり、
細い実線は遅角下限ラインであり、点火時期はこの進角
上限ラインと遅角下限ラインの範囲内で制御される。図
２の（Ｂ）は負荷１００％、５０％、２０％のときの機
関回転数ＮＥと点火時期との関係を示すマップである。
進角上限は負荷が軽くなる程進角側へシフトすることが
示されている。図示しないが、遅角下限も同様に負荷が
軽くなる程全体的に進角側へシフトする。

【００２９】図３は過度時の機関状態変化の説明図であ
る。本図は４つのグラフを示し、各グラフにおいて、横
軸は機関のサイクル数を、縦軸は、上から順に、第１グ
ラフはノック頻度を、第２グラフは負荷を、第３グラフ
はノック強度を、第４グラフは吸気温度と燃焼室温度
を、それぞれ示す。なお、本図はＫＣＳ（ノックコント
ロールシステム）を使用せずに測定したデータを示す。
第２グラフに示されるように加速以後スロットル弁全開
となり、第１と第３グラフに示されるように、加速後ノ
ックは、機関５０サイクルまで多発し、機関５０〜２０
０サイクルで一時的減衰してノック判定レベル以下とな
り、機関２００サイクル位から定常ノック状態となる。
第４グラフに示されるように加速後、吸気温センサから
測定される実線で示す吸気温度は低下し、水温センサか
ら測定される破線で示す燃焼室温度は上昇することが判
る。本図から機関５０〜２００サイクルのノックが一時
的減衰する間は、機関が最大トルクを出力する最大トル
ク点火時期ＭＢＴまで点火時期を進角補正してもよいこ
とが判る。

【００３０】図４は第一実施例による進角補正処理の説
明図であり、図４の（Ａ）はブロック図であり、図４の
（Ｂ）は負荷一定時の機関回転数と点火時期の関係を示
すマップである。図４の（Ａ）に示すように、本発明の
第一実施例による進角補正処理は、第１ステップで、機
関吸気温度Ｔａと機関水温Ｔｗを検出し、第２ステップ
で、検出した機関吸気温度Ｔａと機関水温Ｔｗに応じて
低温時、高負荷域における点火時期の進角上限をＭＢＴ
近傍まで進角側へシフトし、第３ステップで、補正した
新たな点火時期の制御範囲内で機関を運転する。その結
果、機関を可能な限りその機関の最大トルクで運転で
き、加速性を向上させ燃費を向上させることが可能とな
る。図４の（Ｂ）に示すように、通常の点火時期は太い
実線で記した第一進角上限と細い実線で記した遅角下限
の範囲内で制御されるが、上述の第２ステップで進角上
限を細い実線で記した第二進角上限へシフトし、第３ス
テップで新たな点火時期の制御範囲内、すなわち第二進
角上限と遅角下限の範囲内で機関を運転する。

【００３１】図５は第一実施例による進角補正処理のフ
ローチャートである。図中Ｓに続く数字はステップ番号
を示す。以下図１を交互に参照しつつ説明する。なお、
本図に示す進角補正処理は、本発明の第一の実施態様に
おける進角補正手段により実行される。制御回路２０は
クランク角センサ１８のパルス信号を受け、たとえばク
ランク角９０°毎に、速度信号発生回路４４で算出した
機関回転数ＮＥとエアフローメータ２のアナログ信号か
ら算出した負荷ＧＮを読み取って、予めＲＯＭ６４に格
納した機関回転数ＮＥと負荷ＧＮと点火時期ＳＡとを三
次元とする進角上限と遅角下限に対するマップ（図示せ
ず）から、その時の機関回転数ＮＥと負荷ＧＮに対応す
る点火時期ＳＡの進角上限θA を算出してＲＡＭ６６に
記憶する（ステップＳ１）。

【００３２】同様にクランク角９０°毎に、水温センサ
２４と吸気温センサ４から水温Ｔwと吸気温Ｔa を読み
取り、最悪条件下の水温Ｔwoと吸気温Ｔaoとそれぞれ比
較し、現在の水温Ｔw が最悪条件下の水温Ｔwoより低く
（Ｔw ＜Ｔwo）、かつ現在の吸気温Ｔa が最悪条件下の
吸気温Ｔaoより低い（Ｔa ＜Ｔao）か否かを判別し、Ｙ
ＥＳのときはステップＳ３へ移行し、ＮＯのときは終了
する（ステップＳ２）。すなわち、ステップＳ２では機
関が低温であることを確認する。ここで最悪条件下の水
温Ｔwoと吸気温Ｔaoとはそれぞれノックやプレイグニッ
ションが発生する高負荷時の低い水温と低い吸気温を意
味する。次に、現在の負荷がノックやプレイグニッショ
ンが発生する高負荷域であるか否かを判別する（ステッ
プＳ３）。この高負荷域の判別は、予めノックやプレイ
グニッションを発生する領域を実験的に求め、その領域
の限界となる高負荷をａと定め、定めた高負荷ａと現在
の負荷ＧＮとの比較で行う。その高負荷ａは予めＲＡＭ
６６に格納しておき、ステップＳ３で現在の負荷ＧＮと
高負荷ａを比較して、ＧＮ＞ａがＹＥＳときはステップ
Ｓ４へ移行し、ＮＯのときは終了する。

【００３３】現在の水温Ｔw 、吸気温Ｔa と最悪条件下
の基準水温Ｔwo、基準吸気温Ｔaoとの温度差ΔＴw ＝Ｔ
wo−Ｔw 、ΔＴa ＝Ｔao−Ｔa をそれぞれ減算して求
め、その温度差ΔＴw 、ΔＴa をＲＡＭ６６に記憶し、
ステップＳ５へ移行し（ステップＳ４）、進角上限補正
量ΔθK を次式ΔθK ＝αΔＴw ＋βΔＴa から演算
し、演算結果をＲＡＭ６６に記憶し、ステップＳ６へ移
行し（ステップＳ５）、次に、ステップＳ１で算出した
進角上限θA にステップＳ５で求めた進角上限補正量Δ
θK を加算して新たな進角上限θA （θA ＋ΔθK ）を
求め、求めた新たな進角上限（θA ＋ΔθK ）をＲＡＭ
６６に記憶し、ステップＳ７へ移行する（ステップＳ
６）。

【００３４】次に、予めＲＯＭ６４に格納した最大トル
ク点火時期ＭＢＴのマップに基づき、現在の機関回転数
ＮＥと負荷ＧＮに対応する最大トルク点火時期θMBT を
算出し、ＲＡＭ６６へ記憶し、ステップＳ８へ移行し
（ステップＳ７）、次に、ステップＳ６で求めた進角上
限θA とステップＳ７で求めた最大トルク点火時期θMB
T を比較し、進角上限θA は最大トルク点火時期θMBT
と等しいかまたはより遅れ側にあるか（θA ≦θMBT ）
否かを判別し、ＹＥＳのときは終了し、ＮＯのときはス
テップＳ９へ移行し（ステップＳ８）、最大トルク点火
時期θMBT を新たな進角上限θA としてＲＡＭ６６に記
憶し、終了する（ステップＳ９）する。

【００３５】図６は第二実施例による進角補正処理のブ
ロック図である。第１ステップで、加速状態が急加速か
緩加速かを判別し、第２ステップで、加速状態に応じ
て、点火時期の第一進角上限を新たな第二進角上限の範
囲内で進角補正する補正期間（ノック減衰期間に相当す
る）を、急加速と判別されたときは長く、緩加速と判別
されたときは短く設定する。第３ステップで、補正期間
を加速状態に応じて設定するのでＫＣＳによりフィード
バック制御された機関でも過進角補正によるノックやプ
レイグニッションを発生させずに運転できる。この加速
時における進角補正処理により加速性と燃費が向上す
る。

【００３６】図７は第二実施例による進角補正処理のフ
ローチャートである。図中Ｓに続く数字はステップ番号
を示す。以下図１を交互に参照しつつ説明する。なお、
本図に示す進角補正処理は、本発明の第二の実施態様に
おける進角補正手段により実行される。制御回路２０は
クランク角センサ１８のパルス信号を受け、たとえばク
ランク角９０°毎に、速度信号発生回路４４で算出した
機関回転数ＮＥとエアフローメータ２のアナログ信号か
ら算出した負荷ＧＮを読み取って、予めＲＯＭ６４に格
納した機関回転数ＮＥと負荷ＧＮと点火時期ＳＡとを三
次元とする進角上限と遅角下限に対するマップ（図示せ
ず）から、その時の機関回転数ＮＥと負荷ＧＮに対応す
る点火時期ＳＡの進角上限θA を算出してＲＡＭ６６に
記憶する（ステップＳ１）。

【００３７】同様にクランク角９０°毎に、エアフロー
メータ２のアナログ信号から算出した負荷ＧＮとスロッ
トルセンサ２２からのアナログ信号からスロットル弁６
の開度ＴＡを読み取り、ＲＡＭ６６に記憶し、前回すな
わちクランク角９０°前の負荷ＧＮとスロットル弁６の
開度ＴＡとの差、ΔＧＮとΔＴＡをそれぞれ求めて、Δ
ＧＮ＞ａ（ａは定数）またはΔＴＡ＞ｂ（ｂは定数）を
判別してＹＥＳのときは加速状態が急加速であると判別
しステップＳ３へ移行し、ＮＯのときは緩加速であると
判別しステップＳ５へ移行する（ステップＳ２）。加速
状態が急加速と判別されたとき、補正期間タイマＴを０
に設定し、ステップＳ４へ移行する（ステップＳ３）。
次に、加速判定フラグＦｔを１にセットし、補正期間Ｔ
ｃを次式Ｔｃ＝γΔＧＮ（γは定数）から算出し、その
算出結果をＲＡＭ６６に記憶する（ステップＳ４）。な
お前述したように、この補正期間はノック減衰期間に相
当する。

【００３８】一方、加速状態が緩加速と判別されたと
き、加速判定フラグＦｔが１か否かを判別し、加速判定
フラグＦｔが１のときはステップＳ６へ移行し、０のと
きは終了する（ステップＳ５）。加速判定フラグＦｔが
１と判別されたとき、補正期間タイマＴが０に設定され
ているか否かを判別し、ＹＥＳのときはステップＳ７へ
移行し、ＮＯのときはステップＳ８へ移行する（ステッ
プＳ６）。ステップＳ６の判別結果がＹＥＳのときは補
正期間タイマＴのカウントを開始する（ステップＳ
７）。次に、補正期間タイマＴのカウント値がステップ
Ｓ４で算出された補正期間Ｔｃと比較し、Ｔ≦ＴｃがＹ
ＥＳと判別されたときはステップＳ１０へ移行し、Ｔ≦
ＴｃがＮＯと判別されたときは、ステップＳ９へ移行す
る（ステップＳ８）。Ｔ≦ＴｃがＮＯと判別されたとき
は、加速判定フラグＦｔ、補正期間タイマＴおよび補正
期間Ｔｃを全て０にリセットし、終了する（ステップＳ
９）。

【００３９】一方、ステップＳ８でＴ≦ＴｃがＹＥＳと
判別されたときは、現在の水温Ｔw、吸気温Ｔa と最悪
条件下の基準水温Ｔwo、基準吸気温Ｔaoとの温度差ΔＴ
w ＝Ｔwo−Ｔw 、ΔＴa ＝Ｔao−Ｔa をそれぞれ減算し
て求め、その温度差ΔＴw 、ΔＴa をＲＡＭ６６に記憶
し、ステップＳ１１へ移行し（ステップＳ１０）、進角
上限補正量ΔθK を次式ΔθK ＝αΔＴw ＋βΔＴa か
ら演算し、演算結果をＲＡＭ６６に記憶し、ステップＳ
１２へ移行し（ステップＳ１１）、次に、ステップＳ１
で算出した進角上限θA にステップＳ１１で求めた進角
上限補正量ΔθK を加算して新たな進角上限θA （θA
＋ΔθK ）を求め、求めた新たな進角上限（θA ＋Δθ
K ）をＲＡＭ６６に記憶し、終了する（ステップＳ１
２）。

【００４０】図８は過度時の吸気温度変化を示す図であ
る。本図において横軸は時間ｔ、縦軸は温度を示し、太
い実線は吸気系が冷却された機関の吸気温度の変化を示
し、細い実線は通常の吸気系が冷却されない機関の吸気
温度の変化を示す。本図からスロット弁が全開され加速
が開始され緩加速となり定常状態に至るまでの期間は、
吸気系が冷却された機関と、冷却されない機関とでは、
それらの吸気温の温度差が大きいことが判る。それゆ
え、吸気系が冷却された機関は吸気温を低くできるの
で、本発明によれば、吸気温が低く機関が低温のときに
高温時の進角上限より進角方向に設定された進角上限の
範囲内で進角補正できるので、加速性や燃費を向上でき
る。

【００４１】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の内燃機関
の点火時期制御装置によれば、進角補正手段が、現在の
機関の温度が定常状態の機関の温度より低いとき、現在
の機関の温度と定常状態の機関の温度との温度差に比例
して、第一進角上限より進角方向の第二進角上限を設定
し、その第二進角上限の範囲まで進角補正して、機関の
点火時期を機関の温度に応じて決定するので、機関の出
力トルクが増大し、加速性や燃費が向上する。機関の冷
却時に、進角上限をさらに進角方向へ設定できるので、
吸気冷却した場合、加速性が一層向上する。

【００４２】また、本発明の他の内燃機関の点火時期制
御装置によれば、進角補正手段により、機関を加速開始
してから所定時間ノックが発生し、その所定時間経過後
にノックが一次的に減衰するノック減衰期間に、第一進
角上限より進角方向の第二進角上限を設定し、ノック減
衰期間にその第二進角上限の範囲内で、機関の点火時期
を進角補正し、ノック減衰期間の経過後に、再び第一進
角上限の範囲内で、機関の点火時期を進角補正するの
で、ノックやプレイグニッションが発生せず、加速性や
燃費が向上する。ノックの発生を減少させるハイオク価
の燃料を使用した場合、ノックの発生頻度が少ないの
で、ノック減衰期間が長くなり、進角補正により機関の
出力トルクが増大し、加速性や燃費が向上する。

【００４３】また、本発明のその他の内燃機関の点火時
期制御装置によれば、進角補正手段により、加速度が大
きい程ノック減衰期間を長く設定するので、特に緩加速
のときの過進角補正によるノックやプレイグニッション
が発生しない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例の全体構成図である。

【図２】機関回転数と点火時期の関係を示すマップであ
り、（Ａ）は負荷一定時の進角上限と遅角下限を示す図
であり、（Ｂ）は負荷を変化させたときの進角上限を示
す図である。

【図３】過度時の機関状態変化の説明図である。

【図４】第一実施例による進角補正処理の説明図であ
り、（Ａ）はブロック図であり、（Ｂ）は負荷一定時の
機関回転数と点火時期の関係を示すマップである。

【図５】第一実施例による進角補正処理のフローチャー
トである。

【図６】第二実施例による進角補正処理のブロック図で
ある。

【図７】第二実施例による進角補正処理のフローチャー
トである。

【図８】過度時の吸気温度変化を示す図である。

【符号の説明】

１…機関２…エアフローメータ４…吸気温センサ６…スロットル弁８…燃料噴射弁１０…シリンダブロック１２…ノックセンサ１４…ディストリビュータ１６…クランク角基準センサ１８…クランク角センサ２０…制御回路２４…水温センサ２６…イグナイタ２８…点火プラグ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｆ０２Ｄ 45/00 ３６８Ａ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ノッキングを検出するノック検出手段
と、点火時期をそのノック検出手段がノッキング有りと
判別したとき遅角方向へ補正しノッキング無しと判別し
たとき進角方向へ補正するノック制御手段と、を備え、
予め設定された機関の点火時期の進角方向への補正を規
制する第一進角上限と遅角方向への補正を規制する遅角
下限との範囲内に、前記機関の点火時期を制御する内燃
機関の点火時期制御装置において、前記機関の温度が、定常状態のその機関の温度より低い
とき、その温度差に比例して前記第一進角上限より進角
方向の第二進角上限を設定し、その第二進角上限の範囲
内で、前記機関の点火時期を進角補正する進角補正手
段、を備えたことを特徴とする内燃機関の点火時期制御
装置。
【請求項２】前記進角補正手段が、前記機関を加速開始してから所定時間経過後にノッキン
グが一次的に減衰するノック減衰期間を前記ノック検出
手段に基づき設定し、前記第一進角上限より進角方向の第二進角上限を設定
し、前記ノック減衰期間に、その第二進角上限の範囲内
で、前記機関の点火時期を進角補正し、前記ノック減衰期間の経過後に、再び前記第一進角上限
の範囲内で、前記機関の点火時期を進角補正する請求項
１に記載の内燃機関の点火時期制御装置。
【請求項３】前記進角補正手段が、加速度が大きい
程、前記ノック減衰期間を長く設定する請求項２に記載
の内燃機関の点火時期制御装置。